[发明专利]异氰酸酯改性硬质热塑性聚合物组合物

说明书

提供了具有改进的性质的热塑性聚合物组合物以及制备和使用其的方法。根据本发明的一些方面的热塑性聚合物可以是硬质的但也可以适合用于需要热塑性聚合物树脂的应用。根据本发明的各种方面的热塑性聚合物可用于制备成型制品，例如片材、膜、管、预制件、瓶、型材和其它类似制品。

背景

1. 发明领域

本发明大体涉及热塑性聚合物。具体地，本发明涉及具有所需性质的热塑性聚合物组合物，以及制备和使用其的方法。

2. 相关技术描述

热塑性聚合物可用于各种各样的应用，包括例如各种电学、自动化、医药、消费、工业和包装应用。热塑性聚合物相比于热固性塑料的优点在于热塑性聚合物可容易地熔融加工成各种有用的制品。不同类型的热塑性聚合物具有使它们合意用于某些最终用途的不同性质。弹性体热塑性聚合物具有低于室温的玻璃化转变温度值和使其适合于需要柔软性和拉伸性的应用的低模量值。相比之下，硬质热塑性聚合物具有高于室温的玻璃化转变温度值和使其适合于需要劲度和强度的应用的高模量值。

热塑性聚酯是一类通常通过单体二酸和单体二醇的缩聚形成的热塑性聚合物。热塑性聚酯可以是弹性体型或硬质的，但绝大多数是硬质的。硬质热塑性聚酯显示所需性质，例如尺寸稳定性、耐化学性、耐热性、低蠕变、低雾度、良好的颜色稳定性和/或韧性，至少部分取决于材料的具体组成和形态。然而，热塑性聚酯必须在可引起分子量降解的高温下加工，其不利地影响最终材料的性质。此外，热塑性聚酯在高于300℃的温度下显著降解，并因此这些材料在高温应用中的用途非常有限。

热塑性聚氨酯（TPU）是另一类热塑性聚合物，其通过异氰酸酯和二醇的反应形成。绝大多数TPU具有远低于室温的玻璃化转变温度值并具有低模量值，并且因此大多数是弹性体型的或至多是部分硬质的。因此，传统热塑性聚氨酯不用于需要能显示高劲度和强度的聚合物的应用。可以通过将非常高量的异氰酸酯残基并入TPU中制备硬质热塑性聚氨酯（RTPU），但这样的聚合物昂贵并且不广泛使用。此外，尽管这些聚合物具有比其它热塑性聚氨酯高的干玻璃化转变温度，RTPU极易吸湿，其最终抑制玻璃化转变温度，由此限制这些材料在潮湿应用中的可用性。

因此，需要可以在远低于300℃的温度下加工的硬质热塑性聚酯组合物。特别地，这可以提供可以被加工（例如模制）并且可适合用于高温应用的硬质热塑性聚酯组合物。合意地，聚合物将与现有热塑性方法和设备相容并且可用于许多类型的制品，并且将显示与由传统硬质热塑性聚合物形成的制品类似或更好的性质。

概述

本发明的一个方面涉及热塑性聚合物。在本发明的实施方案中，热塑性聚合物包含至少一种线型聚合聚酯二醇的残基，其中所述线型聚合聚酯二醇包含至少一种单体二酸和至少一种单体二醇的残基，并且所述线型聚合聚酯二醇具有至少400道尔顿的数均分子量。在实施方案中，热塑性聚合物还包含至少一种二异氰酸酯单体的残基，并且二异氰酸酯单体的残基以基于聚合物的总重量不大于40重量%的量存在于聚合物中。在实施方案中，聚合物具有至少140℃的玻璃化转变温度。