[发明专利]具有高耐热性的热塑性聚氨酯

说明书

发明领域

本发明涉及可用于要求高耐热性的制品如软管、管材、电线、电缆中的热塑性聚氨酯(TPU)组合物。

发明背景

聚氨酯(包括热塑性聚氨酯(TPU))在传输元件如管材或软管或者涂覆电缆系统中的使用是现有技术中已知的。TPU提供各种益处，延长传输元件和电缆系统的耐久性和使用寿命。这是由于显著的抗磨性、高机械性、高抗冲击性、低温柔韧性、良好的耐化学性、高抗切割和撕裂性和良好的耐环境风化性。现有技术显示当用于传输元件和电缆系统中时对TPU的数种需求。一些这些需求包括例如需要传输元件或电缆系统在极热的环境或工作条件下使用如例如满足Class D型电缆(ISO 6722)或者具有125℃或更高的热功率的电缆(UL1581)的高温要求。因此，现有技术普遍的需求是可在例如展示耐高温性，同时保持其它物理特性如拉伸强度和伸长率的系统中使用的TPU组合物。

发明概述

本发明提供热塑性聚氨酯(TPU)，其包含(1)多异氰酸酯，(2)亚烷基取代的螺环化合物，其包括亚烷基取代的饱和螺环-二醇、亚烷基取代的饱和螺环-二胺、或其组合，和(3)聚碳酸酯多元醇的反应产物，其中亚烷基取代的螺环化合物包含两个环，每个环含有5-7个原子，且其中各个环被含有1-4个碳原子的亚烷基取代，且被羟基或胺封端，其中胺为伯胺或仲胺。

本发明还提供热塑性聚氨酯(TPU)，其包含(1)多异氰酸酯，(2)亚烷基取代的螺环化合物，其包括亚烷基取代的饱和螺环-二醇、亚烷基取代的饱和螺环-二胺、或其组合，(3)聚碳酸酯多元醇，和(4)另外的增链剂的反应产物，其中亚烷基取代的螺环化合物包含两个环，每个环含有5-7个原子，且其中各个环被含有1-4个碳原子的亚烷基取代，且被羟基或胺封端，其中胺为伯胺或仲胺。

本发明还公开了制备TPU的方法，包括如下步骤：(a)使(1)多异氰酸酯，(2)亚烷基取代的螺环化合物，其包括亚烷基取代的饱和螺环-二醇、亚烷基取代的饱和螺环-二胺、或其组合，和(3)聚碳酸酯多元醇反应，其中亚烷基取代的螺环化合物包含两个环，每个环含有5-7个原子，且其中各个环被含有1-4个碳原子的亚烷基取代，且被羟基或胺封端，其中胺为伯胺或仲胺；(b)将热塑性聚氨酯组合物压出成热压出管；和(c)冷却热压出管至热塑性聚氨酯组合物熔点以下以产生压出热塑性聚氨酯。

本发明还公开了包含所述TPU的制品。

本发明还提供包含所述TPU的软管或管材。

本发明还描述了涂覆有所述TPU的电缆或电线。

本发明还公开了提高制品耐热性的方法，其中制品包含有效量的TPU，其中TPU包含(1)多异氰酸酯，(2)亚烷基取代的螺环化合物，其包括亚烷基取代的饱和螺环-二醇、亚烷基取代的饱和螺环-二胺、或其组合，和(3)聚碳酸酯多元醇的反应产物，其中亚烷基取代的螺环化合物包含两个环，每个环含有5-7个原子，且其中各个环被含有1-4个碳原子的亚烷基取代，且被羟基或胺封端，其中胺为伯胺或仲胺。

发明详述

制备本发明热塑性聚氨酯(TPU)的方法包括与亚烷基取代的螺环化合物反应。所得TPU显示出耐热性的显著提高。一方面本发明TPU包含(1)多异氰酸酯，(2)亚烷基取代的螺环化合物，其包括亚烷基取代的饱和螺环-二醇、亚烷基取代的饱和螺环-二胺、或其组合，和(3)聚碳酸酯多元醇的反应产物，其中亚烷基取代的螺环化合物包含两个环，每个环含有5-7个原子，且其中各个环被含有1-4个碳原子的亚烷基取代，且被羟基或胺封端，其中胺为伯胺或仲胺。这些反应物聚合而合成TPU的技术可使用传统工艺设备、催化剂和工艺进行。然而，聚合以导致所需聚合物特征或特性的方式进行。多异氰酸酯、聚碳酸酯多元醇和亚烷基取代的螺环化合物的类型和含量调整至得到合成聚合物所需的化学和物理特征组，其中亚烷基取代的螺环化合物包括亚烷基取代的饱和螺环-二醇、亚烷基取代的饱和螺环-二胺、或其组合。用于制备本发明TPU的聚合技术包括传统方法，如反应性压出、分批加工、溶液聚合和浇铸聚合。