[发明专利]改进湿强度和脱模时间的聚氨酯高弹体以及适于其制备的聚氧亚烷基多元醇

说明书

本发明与能显示改进湿强度并降低脱模时间的聚氨酯高弹体有关。更具体地说，本发明与这样的高弹体有关，这种高弹体是由超一低不饱和度的聚氧亚烷基多元醇制备的，优选在双金属氰化物·叔一丁醇(DMC·TBA)络合物催化剂存在下通过聚合氧化丙烯制备的。所述聚氨酯高弹体与由低不饱和度的多元醇制备的其它类似高弹体相比明显地显示出改进的湿强度和减少脱模时间不会降低高弹体最终物理性能。本发明还与独特的超一低不饱和度的聚氧丙烯多元醇的混合物有关，该混合物具有很宽的分子量分布或多分散性，由此制备的高弹体进一步降低了脱模时间和提高了湿强度。

加工特性是评价市售聚亚胺酯高弹体的关键。这些加工特性的例子是适用期、凝胶时间、脱模时间和湿强度，这只是其中的一部分。对于能有足够的工作时间去混合和如有必要脱气的活性聚氨酯形成组分来说，工业上有效的适用期是必须的。凝胶时间是在凝胶作用出现前能完全充满模具的关键，尤其是在使用大的、复杂的模具时，然而在大部件生产中脱模时间是重要的。脱模时间过长就需要更多的比较昂贵的模具才能达到指定的部件产量。对于缓慢固化的乙二醇增链的高弹体来说脱模时间尤其重要。这些要求经常是竞争的。例如，催化剂含量降低通常会导致适用期加长而凝胶时间增加，但是经常会使脱模时间变得令人不满意，反之亦然。

湿强度也是重要的。湿强度是紧接着脱模之后聚氨酯部件耐用性之一种部分主观测量。聚氨酯形成反应的特征是足额的

聚氨酯部件在铸型之后的相当长时间内不会形成。不过部分固化的，或者“湿的”部件在适当的时间内必须脱模。聚氨酯部件一般显示出两种类型“差的”湿强度，一种类型部件是凝胶的而且是硬的，但是脆而且易于裂缝。聚氨酯高弹体领域内的一般技术人员在检验“干酪状”的坚实度时把这种类型差的湿强度称为“干酪质的”。另外一种“差”湿强度是当部件是软而柔韧时，在脱模过程中会永久性地变形。相反，脱模时能显示耐用性并且能弯曲而不是永久性损伤的部件被说成是具有“优良”的湿强度。尽管脱模时间限制了生产，但是差的湿强度会增加报废率。

已研究了各种提高湿强度和降低脱模时间的方法。例如，提高催化剂的含量，影响这些性质经常是所希望的。然而，如前所述，提高了催化剂含量还会降低适用期和凝胶时间。此外，当生产微孔状高弹体时，某些催化剂会提高异氰酸酯/水的反应程度，它较异氰酸酯/多元醇反应高许多，从而会影响成型性能。

众所周知在现有技术中聚脲和聚氨酯/脲高弹体的制备比所有的氨基甲酸乙酯高弹体容易得多。聚脲和聚氨酯/脲高弹体是用胺终止的多元醇和/或二胺增链剂制备的。最普通的氨基甲酸乙酯/脲高弹体体系使用与二胺增链剂，亚甲基-双-(2-氯苯胺)，最好称作MOCA或MBOCA，反应的甲苯二异氰酸酯预聚物。已知这种体系可得长的适用期(10-20分钟)，工业上可接受的低于60分钟的脱模时间以及优良的湿强度。除此之外，在用该体系处理时，对条件变化敏感性最小。然而，含脲键的高弹体的一些物理性质与所有的氨基甲酸乙酯高弹体相比是差的(即柔软性、撕裂强度、回弹性和抗水解性)。然而，其它常用的二胺增链剂会不适当地影响适用期和凝胶时间。

还可使用含伯羟基的多元醇来减少脱模时间和改进湿强度，而且己获得某些成功，尤其是在RIM应用中。然而，一般来说，高伯羟基多元醇的回弹性会引起适用期和凝胶时间的降低，此外，还可使高弹体更易吸附水，因为提供伯羟基含量的聚氧乙烯封端具有的亲水性更强。基于伯羟基多元醇的高弹体通常要比由聚氧丙烯均聚物多元醇制备的高弹体硬些。

在US5,106 874中公开了在二胺增链的聚氨酯/脲高弹体中使用聚氧乙烯封端的聚氧丙烯聚醚多元醇，其中多元醇是用碱金属催化剂和低温制备的，以使多元醇的不饱和度降低到最小值。US5,106,874的专利权人指出，当具有不饱和度0.04meq/g多元醇的环氧乙烷封端的多元醇用于制备二胺增链的高弹体时，脱模和湿强度都可得到改善。然而，公开的体系仅适于RIM高比例脲键的刚性聚亚胺酯/脲高弹体，脱模时间约为30-40秒。