[发明专利]包含脲基甲酸酯改性的异氰酸酯的聚氨酯弹性体

说明书

发明背景

本发明涉及耐候性提高的聚氨酯弹性体及其生产方法。

通过反应注塑(即RIM)技术生产聚氨酯模塑制品是众所周知的，并且 例如在美国专利4218543中进行了描述。RIM方法涉及一种填充模具的技 术，通过该技术在非常短的时间内使用高输出量、高压计量设备将高活性 液体起始组分在它们已经在所谓的“完全控制混合头”中混合后注入到模 具中。

在通过RIM方法生产聚氨酯模塑制品中，反应混合物通常包含A部分 和B部分，A部分基于多异氰酸酯，B部分基于含异氰酸酯-活性氢原子的 有机化合物，以及合适的增链剂、催化剂、发泡剂和其它添加剂。适用于 工业RIM方法的多异氰酸酯是芳族异氰酸酯，例如二苯基甲烷-4，4′-二异氰 酸酯(即MDI)。虽然各种专利在描述为适用于RIM方法的一长列异氰酸酯 中大致揭示了脂环族异氰酸酯，但是几乎没有专利提及使用脂环族异氰酸 酯的任何工作实施例。

美国专利4,772,639描述了在闭合模具中，在催化剂和助剂存在下，使有 机多异氰酸酯与含有异氰酸酯-活性氢原子的有机化合物反应而生产聚氨酯模 塑制品的方法。所述异氰酸酯组分是基于(a1)(i)1-异氰酸酯-3，3，5-三甲基-5- 异氰酸甲酯基环己烷(IPDI)和(ii)通过使1，6-己二异氰酸酯的一部分异氰酸酯基 进行三聚制备的含异氰脲酸酯基的多异氰酸酯的混合物，或者(a2)(i)IPDI和 (iii)通过使1，6-己二异氰酸酯和IPDI的混合物的一部分异氰酸酯基进行三聚制 备的含异氰脲酸酯基的多异氰酸酯。这些反应混合物被大致揭示为适合用于 RIM加工。

美国专利4,642,320揭示了制备模塑聚合物的方法，该方法包括在闭合模 具内使包含(a)、(b)和(c)的反应混合物反应，其中(a)是含活性氢的物质，包括 平均当量重量至少为500的伯胺或仲胺封端的聚醚，(b)是至少一种增链剂，(c) 是脂(环)族多异氰酸酯、多异硫氰酸酯或它们的混合物，其中NCX指数约为 0.6-1.5。该方法需要组分(a)的至少25％、优选50％的活性氢原子以胺氢的形 式存在。所有实施例揭示了在高模具温度和长脱模时间下的基于HDI预聚物与 胺封端的聚醚和二乙基甲苯二胺的体系。

美国专利4,764,543揭示了使用非常快速反应的脂族多胺的脂族RIM体 系。该专利限于基于脂环族二胺和聚醚(其是胺封端的聚醚)的增链剂，以及与 脂族基连接的多异氰酸酯的全部聚脲体系。

美国专利4,269,945中也揭示了RIM体系。这些体系基于包含多异氰酸酯、 含羟基多元醇和特定的增链剂的组合物。特定的增链剂包含(1)至少一种选自下 组的组分：(a)基本不含脂族胺氢原子的含羟基物质和(b)基本不含脂族胺氢原子 的含有至少两个芳族胺氢原子的含芳族胺物质；和(2)至少一种具有至少一个伯 胺基且平均脂族胺氢官能度约为2-16的含脂族胺物质。芳族多异氰酸酯和脂 (环)族多异氰酸酯被揭示都适用于该方法。在该专利的所有工作实施例中都使 用本质上可能为聚合物的芳族异氰酸酯。

美国专利5,260,346还揭示了通过RIM法制备弹性体的反应体系。这些体 系需要脲基甲酸酯改性的多异氰酸酯、含羟基的多元醇和其中胺基邻位中的至 少一个被低级烷基取代基取代的芳族多胺。

美国专利5,502,147描述了基于脂(环)族异氰酸酯的RIM体系。这些脂(环) 族异氰酸酯在25℃的粘度小于20,000mPa·s，NCO官能度为2.3-4.0，并且被 以下基团改性：异氰脲酸酯基、缩二脲基、氨基甲酸酯基、脲基甲酸酯基、碳 二亚胺基、噁二嗪-三酮基、脲二酮基和它们的混合物。B部分包含高分子量多 元醇和低分子量增链剂，其中OH∶NH之比为1∶1至25∶1。

共同转让的美国专利5,502,150揭示了一种RIM方法，该方法使用官能度 小于2.3、NCO含量为5-25％、单体含量小于2重量％的1.6-己二异氰酸酯预 聚物。该预聚物与高分子量异氰酸酯-活性化合物、选自二醇和氨基醇的增链 剂、含有不超过1个脂族胺氢原子的基于羟基的交联化合物反应。