[发明专利]具有改进的结晶行为的基于聚酯二醇的聚氨酯

说明书

本发明涉及新的聚氨酯，更具体而言热塑性聚氨酯，并涉及其用途。聚氨酯和热塑性聚氨酯已经长久已知并且已经广泛使用。例如，聚氨酯用于鞋业和汽车工业中、用于自支撑的薄膜/薄板、电缆外壳或休闲制品中，并且还作为一种混合组分有多种应用。

商业上，对这样一些聚氨酯产品的需求增加，其中所有或一些石油化学原料由来自可再生来源的原料代替。癸二酸是一种自例如植物油(蓖麻油)中获得的可再生原料。然而，癸二酯易于结晶，这对于很多应用而言是不良的并且因此使其不能用于很多应用。US-A-5695884公开了基于癸二酸的聚酯多元醇用于高结晶性的热塑性聚氨酯的用途。US 2006/0141883A1和US 2006/0121812还描述了基于癸二酸的聚酯多元醇用于高熔点纤维用聚氨酯的用途。WO 00/51660A1描述了可以利用基于癸二酸的聚酯多元醇的用于心脏导管的聚氨酯；同样，要求足够的硬度。US 2007/0161731A1和US 6395833B1另外公开了使用癸二酸生产聚酯多元醇用于聚氨酯化学过程中。

本发明的目的是提供独特地较不易结晶的聚酯二醇。更特别地，所述聚酯二醇应可用于制备透明的热塑性聚氨酯。

我们已经发现该目的通过基于以下物质的聚氨酯实现：

i)至少一种异氰酸酯A，

ii)至少一种聚酯二醇B，和

iii)任选地，增链剂C和另外的助剂，

其中所述聚酯二醇B基于一种具有偶数个碳原子的二羧酸和一种具有奇数个碳原子的二醇。

为确定碳原子的数目，只计算直接在二羧酸的羧基基团之间的碳原子和只直接在二醇的OH基团之间的碳原子，并不计支链中的碳原子。

在一个优选实施方案中，所述二羧酸符合下列结构式：

其中

n为一个偶数，更特别为2、4、6、8、10、12、14、16，

m为0或1至2n的一个整数，优选0、1或2，且

R为1至18个碳原子的烷基，

并且所述二醇符合下列结构式：

其中

x为一个奇数，更特别为1、3、5、7、9、11，

y为0或1至2x的一个整数，优选0、1或2，且

R¹为1至18个碳原子的烷基。

本发明的聚氨酯令人惊奇地表现出减少的结晶和改进的透明度，而支链二醇还促进对所谓软相结晶的明显抑制。特别优选无支链的二醇。在另一个优选的实施方案中，支链的二醇用作与无支链的二醇一起的一部分，虽然，基于二醇的总数，一般使用多于50mol％的无支链的二醇。

在另一个优选实施方案中，本发明的聚氨酯包括热塑性聚氨酯。

在另一个优选实施方案中，获得的聚氨酯是透明的。

在另一个优选实施方案中，本发明的聚氨酯的玻璃化转变温度——经动态力学分析(DMA)确定——小于在所述聚酯二醇B中相邻较高级的偶数二醇和/或奇数二羧酸是任何一种所对应获得的聚氨酯的玻璃化转变温度。

在一个优选实施方案中，所述聚酯二醇的分子量在500至4000g/mol之间，更优选在800至2500g/mol之间并且甚至更优选在1000至2000g/mol之间(对应于28至224的OH数目并且优选112至56mg KOH/g)。在另一个优选实施方案中，聚酯二醇B所基于的二羧酸是癸二酸。在另一个优选实施方案中，所述二醇是1，3-丙二醇。在一个特别优选实施方案中，所述聚酯二醇B是丙二醇癸二酸酯。

通过相应的二醇与至少一种二羧酸优选在升高的温度和降低的压力下、优选在已知催化剂的存在下缩聚而制备聚酯二醇的方法是常识并且已被广泛描述。

制备聚氨酯的方法同样是常识。例如，热塑性聚氨酯可通过以下反应获得：(a)异氰酸酯与(b)具有500至10000g/mol分子量的异氰酸酯-反应性化合物、任选地和(c)具有50至499g/mol分子量的增链剂的反应，任选地在(d)催化剂和/或(e)常用助剂的存在下。

依照本发明，所述优选的热塑性聚氨酯通过异氰酸酯A与聚酯二醇B、任选地和另外的异氰酸酯-反应性化合物、任选地和增链剂C的反应而制备，该反应还任选地在催化剂D和/或常用助剂E的存在下进行，其中特别优选使用癸二酸丙二醇。

本发明的聚氨酯也可以经预聚物的中间体阶段获得。最初只制备了聚合物的不完整链，以便最终用户可获得简单加工的益处，特别是异氰酸酯组分的简单加工。由此提供的不完全反应的起始物质还称作体系，该体系在例如鞋底的制造中非常重要。

现将在聚氨酯制造中通常使用的所述组分A、B、C还有任选地D和/或E通过实例的方式描述：