[发明专利]混合聚氨酯-聚羟基氨基甲酸酯组合物

说明书

本发明涉及通过包括以下步骤的方法获得的混合聚氨酯‑聚羟基氨基甲酸酯(PU‑PHU)组合物：(i)使化学计量过量的至少一种含异氰酸酯基的化合物与至少一种异氰酸酯反应性化合物反应，导致形成至少一种预聚物，(ii)使所述至少一种预聚物与至少一种含环状碳酸酯基官能团的化合物反应，导致形成环状碳酸酯基封端的预聚物，(iii)所述环状碳酸酯基封端的预聚物与至少一种含胺官能团的化合物的开环反应，得到所述混合PU‑PHU组合物，其特征在于所述开环反应步骤在高于室温，优选高于20℃，更优选高于25℃下进行。

本发明涉及混合聚氨酯-聚羟基氨基甲酸酯(PU-PHU)组合物和包含这样的混合PU-PHU组合物的产品。

通常，聚氨酯(PU)网络可以是热固性材料或热塑性材料，取决于所涉及的聚合物的结构。热塑性聚合物基本在于线性聚合物链，而热固性聚合物则在于支化交联聚合物链。

更准确地说，热固性材料是固化的热固性聚合物，其在固化时变得不可逆地硬化。固化反应导致聚合物链之间的交联，从而得到不熔性和不溶性聚合物网络。已知传统的共价聚合物网络，例如热固性PU网络，不可以容易地回收用于高价值应用。不可逆的交联键可以阻止它们被再加工。与热固性材料相反，热塑性聚合物具有以下内部化学结构，使得在除了简单的加热和剪切之外不必施加任何外部刺激的情况下存在可再加工性。

近年来，对于开发用于提供不含异氰酸酯的体系，同时保持异氰酸酯反应性不变的解决方案的兴趣日益增加。基本上，已经以提供不含异氰酸酯的体系为目的开发了两种策略。

第一种策略依赖于开发基于聚羟基氨基甲酸酯的体系，其仅由碳酸甘油酯(GC)和胺之间的反应产生。

第二种策略基于改变由异氰酸酯基封端的预聚物制成的现有聚氨酯网络，所述预聚物通常通过使异氰酸酯反应性化合物与含异氰酸酯基的化合物反应获得。这样的异氰酸酯基封端的预聚物可以用环状碳酸酯化合物官能化，导致形成碳酸酯基封端的预聚物，从而允许对异氰酸酯反应性基团封端，优选位于上述预聚物的末端。根据该第二种策略，胺可以与该碳酸酯基封端的预聚物反应用于固化反应，导致交联键的形成。该方法提供了混合体系，因为聚氨酯和聚羟基氨基甲酸酯(PU-PHU)键存在于通常称为热固性材料的最终化合物中。

本发明涉及第二种策略，就已知制造工艺中涉及的步骤数量而言，所述第二种策略具有若干缺点。此外，碳酸酯基封端的预聚物的粘度应当是合适的，因为它将决定使用者对于固化后获得的最终产品的应用所具有的自由。

考虑到上述需要，困难取决于找到热塑性材料性质和热固性材料性质之间的折衷。

在目前已知的制备方法中，微调粘度在于使用溶剂。这使得方法昂贵且不方便，因为这意味着使用从最终产物中除去溶剂的额外步骤。此外，方法需要长时间来完全进行，其为工业应用的限制因素。还认为，当获得热固性材料时，这样的方法不能保证最终固化产品的可再加工性。

此外，在已知方法中微调粘度受到限制，所述受到限制的方式使得最终产品的机械性质不令人满意。

对于上述原因，需要提供可以通过更简单和成本有效的方法获得的混合PU-PHU组合物，使得使用者能够在若干应用领域中应用最终固化产品。

本发明的目的是通过提供混合PU-PHU组合物(热塑性材料或热固性材料)来克服上述缺点，所述混合PU-PHU组合物通过更简单、更廉价的方法获得，同时能够在产品的最终性质方面，特别是在机械性质方面具有一定的自由。

在这方面，本发明提供了通过包括以下步骤的方法获得的混合聚氨酯-聚羟基氨基甲酸酯(PU-PHU)组合物：

(i)使化学计量过量的至少一种含异氰酸酯基的化合物与至少一种异氰酸酯反应性化合物反应，导致形成至少一种预聚物，

(ii)使所述至少一种预聚物与至少一种含环状碳酸酯基官能团的化合物反应，导致形成环状碳酸酯基封端的预聚物，