[发明专利]具有改善抗冲击性和光学性质的聚氨酯组合物

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯及相关组合物。更特别地是，本发明涉及具有改善抗冲击性和光学性质的这类组合物。

背景技术

具有高抗冲击性和优良光学性质的聚合物组合物可用于许多应用，例如建筑玻璃窗、车辆玻璃窗、防暴盾牌、飞机座舱盖、面罩、遮阳板、眼镜镜片和太阳镜镜片、光学镜片、保护性眼镜和透明盔甲。代表性的光学透明的塑料材料包括二甘醇二(烯丙基碳酸酯)、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚苯乙烯树脂和聚碳酸酯树脂。然而，二甘醇二(烯丙基碳酸酯)、聚甲基丙烯酸甲酯树脂和聚苯乙烯树脂具有无法接受的冲击强度和抗裂性能，聚碳酸酯树脂虽然有时表现出较好的冲击强度和抗裂性能，但是其也苦于光学性能不足以及耐化学性、耐溶剂性和抗刮擦性较差。因此，非常需要具有优异冲击强度和光学性质以及合乎需要程度的耐化学性、耐溶剂性和抗刮擦性的光学透明材料。此外，对于某些用途，也需要低温挠性和较高的热畸变温度。目前，通常与作为标准的光学透明塑料材料比较抗冲击性和光学透明度的材料是聚碳酸酯。

发明内容

在一种实施方式中，本发明提供了一种热固性聚氨酯组合物，其包含至少一种预聚物和扩链剂的反应产物；其中该预聚物具有8-15重量％的NCO含量，并包含以下物质的反应产物：(i)异氰酸酯组分，包括1,4-双(异氰酸基甲基)环己烷和1,3-双(异氰酸基甲基)环己烷，其中1,4-双(异氰酸基甲基)环己烷的存在量为异氰酸酯组分的至少20重量％；和(ii)异氰酸酯反应性组分，其包含：(a)至少一种第一异氰酸酯反应性化合物，其分子量为150道尔顿(Da)至小于950道尔顿，和(b)至少一种第二异氰酸酯反应性化合物，其分子量为2,000道尔顿至4,500道尔顿；其中第一和第二异氰酸酯反应性化合物均包含至少一个选自羟基、硫醇基、胺基或其组合的官能团；其中第一异氰酸酯反应性化合物占异氰酸酯反应性组分的70到95重量％；其中第二异氰酸酯反应性化合物占异氰酸酯反应性组分的5到30重量％；和其中扩链剂选自一种或多种各自包含至少一个官能团的芳族、脂族和脂环族的化合物，其中该官能团选自羟基、胺基、硫醇基或其组合。

在另一种实施方式中，本发明提供一种制备热固性聚氨酯组合物的方法，包括以下步骤：在反应条件下，通过使以下物质进行接触形成NCO含量为8至15重量％的预聚物：(i)异氰酸酯组分，包括1,4-双(异氰酸基甲基)环己烷和1,3-双(异氰酸基甲基)环己烷，其中1,4-双(异氰酸基甲基)环己烷的存在量为异氰酸酯组分的至少20重量％；和(ii)异氰酸酯反应性组分，其包含：(a)至少一种第一异氰酸酯反应性化合物，其分子量为150道尔顿至小于950道尔顿，和(b)至少一种第二异氰酸酯反应性化合物，其分子量为2,000道尔顿至4,500道尔顿；其中第一和第二异氰酸酯反应性化合物均包含至少一个选自羟基、硫醇基、胺基或其组合的官能团，其中第一异氰酸酯反应性化合物占异氰酸酯反应性组分的70到95重量％；其中第二异氰酸酯反应性化合物占异氰酸酯反应性组分的5到30重量％；使得形成预聚物；和在反应条件下，使扩链剂与该预聚物接触，使得形成热固性聚氨酯组合物，该扩链剂选自一种或多种包含至少一个官能团的芳族、脂族和脂环族化合物，该官能团选自羟基、胺基、硫醇基或其组合。

再在另一种实施方式中，本发明提供了模塑形成具有至少一种选自以下性能的制品的热固性聚氨酯组合物：总透光率为至少90％，根据ASTMD1003-07进行测定；抗冲击性为至少50kJ/m²，根据ASTM D256-06A进行测定；折射率为至少1.50，根据ASTM D542进行测定；或Abbé数为至少25，基于根据ASTM D542测定的折射率计算得到。

具体实施方式

在多种实施方式中，本发明提供了一种聚氨酯组合物，其具有优异的光学透明度和冲击性能，以及其他的合乎需要的性能，所述性能包括但不限于较高的折射率、低密度、升高的最大使用温度、合乎需要水平的耐化学性、耐溶剂性和抗刮擦性及其组合。