[发明专利]异氰酸酯聚酰胺嵌段共聚物

说明书

本发明涉及一种热塑性聚酰胺，其可通过或通过使至少以下组分(i)、(ii)和(iii)反应获得：包含具有两个羧酸部分的聚合物化合物的组合物(i)；包含至少一种二羧酸的二羧酸组合物(ii)；包含至少一种二异氰酸酯的二异氰酸酯组合物(iii)，其中在反应过程中，使用包含路易斯碱组分的催化剂。本发明还涉及一种制备热塑性聚酰胺的方法，其用途，以及一种串列式反应挤出机。

本发明涉及一种热塑性聚酰胺，其通过至少以下组分(i)、(ii)和(iii)的反应可获得或获得：包含具有两个羧酸部分的聚合化合物的组合物(i)；包含至少一种二羧酸的二羧酸组合物(ii)；包含至少一种二异氰酸酯的二异氰酸酯组合物(iii)。本发明还涉及一种制备热塑性聚酰胺的方法及其用途，并涉及一种串列式反应挤出机。

热塑性嵌段共聚物如热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性聚醚酯和聚酯酯 (TPEE)早已为人所知。它们在硬相和软弹性相上形成，所述硬相衍生自通常为芳族的、双官能的结构单元如二异氰酸酯或二羧酸、短链二醇，所述软弹性相衍生自长链双官能多元醇。聚酰胺嵌段共聚物(TPA)，例如聚醚酰胺(例如Pebax)，由脂族聚酰胺结构单元和聚醚醇单元组成，它们在大多数情况下通过端胺基引入聚合物中。聚醚酰胺是成本最高的热塑性弹性体之一，并且在其热稳定性和“回弹性(snapback)”(具有高动态恢复性的自发弹性)方面，要优于TPU，但价格昂贵得多并且在生产中使用起来很复杂。因此，需要一种这样的产品，其结合了TPU(连续生产、高弹性和拉伸强度)和TPA(良好的热稳定性和耐溶剂性、回弹性)的性能，允许不那么复杂的合成，并且在生产中使用具有成本效益。

EP 2 700 669 A1中记载了一种聚氨酯(PU)和聚酰胺(PA)的混合形式，EP 2 700669 A1涉及一种闭孔因子小于70％的可塑性变形的硬质聚氨酯-聚酰胺泡沫及其制备方法，其中在使用催化剂的情况下，使有机多异氰酸酯与一种或多种具有至少两个对异氰酸酯呈反应性的氢原子的聚合化合物和一种或多种官能度至少为2的羧酸反应，以形成一种硬质聚氨酯-聚酰胺泡沫。所使用的羧酸特别是具有2至30个碳原子的脂族二羧酸；具有至少两个对异氰酸酯呈反应性的氢原子的聚合化合物为聚醚多元醇，其聚环氧丙烷的含量不少于50重量％，基于聚环氧烷多元醇中的环氧烷含量计。然而，它们不具有可热塑性加工的产品的交联度，其同样不是嵌段共聚物。

此外，已知TPU和PA(例如PA6、PA6.6或PA12)的纯混合物。这些纯混合物为通常在挤出机或捏合机中由颗粒混合物制得的共混物。取决于原料的使用量，其中以TPU为主的纯混合物倾向于TPU性能，而其中以PA为主的纯混合物倾向于聚酰胺性能。然而，这些组分之间不存在化学键，这意味着其用途会受到这一缺点的影响，因此产品性能几乎不比纯TPU或PA好。

因此，本发明的目的是提供可以避免上述缺点并且结合TPU和TPA 的性能的制备方法和聚合物。

该目的用一种热塑性聚酰胺实现，所述热塑性聚酰胺通过至少以下组分(i)、(ii)和(iii)的反应可获得或获得：

(i)包含具有两个羧酸部分的聚合化合物的组合物；

(ii)包含至少一种二羧酸的二羧酸组合物；

(iii)包含至少一种二异氰酸酯的二异氰酸酯组合物。

出人意料地发现，根据TPU的合成原理——二异氰酸酯与二醇和多元醇反应以形成嵌段共聚物，组分二异氰酸酯、短链羧酸和具有两个羧酸基团的聚合化合物制备出结构与TPU相同但具有酰胺键而不是氨基甲酸酯键的聚合物。可以在排气区将形成的二氧化碳从聚合物中除去，或可以将其直接用作用于发泡的发泡剂。在连续操作的挤出机上，特别是在串列式反应挤出机上，成功地实现了制备，这是一种具有成本效益的制备方法。

在热塑性聚酰胺的一个实施方案中，根据(i)的组合物包含95重量％、优选99重量％的一种或多种各自具有两个羧酸部分的聚合化合物，基于根据(i)的组合物的总重量计。