[发明专利]铸塑聚氨酯组合物

说明书

本发明涉及一种铸塑聚氨酯组合物。

众所周知基于聚异氰酸酯与聚合二醇的反应的铸塑和热塑性聚氨酯组合物用作弹性体、粘合剂、密封剂、弹性表面涂料及用于金属和塑料的涂料。模塑者常使用铸塑弹性体以制造特殊用途的耐高温弹性体，原因是由胺或多官能多元醇固化剂产生的交联提供良好的耐高温蠕变性和耐高温流动性。然而，基于传统的软质链段如聚酯或聚醚二醇的铸塑弹性体通常耐水解性差。

聚氨酯铸塑弹性体通常由两种工艺之一制造：一次性注射(one-shot)或预聚合。一次性注射是将异氰酸酯、聚二烯二醇、胺固化剂和任意的链增长剂混合然后用模具固化以形成制品的单一步骤工艺。

更通常地使用两步法预聚合物工艺。在第一步中由使异氰酸酯与聚二烯二醇及，任选地链增长二醇反应以形成异氰酸酯封端预聚物的方法制造预聚物。然后在第二步骤中，使此预聚物与一种或多种胺固化剂及，任选地，另外的异氰酸酯反应。再在模具中固化此混合物以制成铸塑弹性体制品。典型地后固化铸塑弹性体制品以达到最终性能。另外可在第二步中加入异氰酸酯以调整弹性体的硬链段含量，使得单一预聚物用于制造宽硬度范围的物质。术语硬链段含量是指由胺固化剂，任选的链增长剂，及从预聚物和在最后步骤中任何添加的所有异氰酸酯组成的组合物组分。软链段仅指聚二烯聚合物组分。因为交联最终的铸塑弹性体，所以不必确切地将聚合物二醇或异氰酸酯的作用分开。

用于制造铸塑弹性体的最常用胺交联剂(固化剂)是高极性的芳香胺，如亚甲基双(2-氯苯胺)(MCBA)。当使用标准固化剂如MCBA试图制造具有聚二烯多元醇的铸塑弹性体时，所生产的物质性能差。当使曝露于热水老化时，该性能改进而不是降低，表明差的初始固化。

本发明的一个目的是提供具有优良性能的铸塑聚氨酯组合物，优选使用氢化过的，聚二烯多元醇。现在我们已发明具有低极性的胺固化剂形成具有聚二烯多元醇和聚异氰酸酯的铸塑弹性体。我们已证明这些物质具有远超过工业标准物质的耐水解性。

因此，本发明涉及一种由包括使(a)数均分子量为500至500,000范围内的聚二烯多元醇与(b)在每个分子中具有二个或更多异氰酸酯基团的异氰酸酯或异氰酸酯预聚物反应，然后通过溶解度参数小于10.5测得的低极性芳族固化剂固化反应产物的方法制得的铸塑聚氨酯。

优选氢化聚二烯多元醇以消除至少90％，更优选至少95％的原始烯烃不饱和度。

可由使一种或更多烯烃，特别地二烯烃，本身共聚，或与一种或多种链烯基芳烃单体共聚制备包含烯不饱和度的聚合物。当然共聚物可以是无规、组成递变、嵌段或这些的组合，以及线性，辐射或星形共聚物。

用阴离子引发剂或聚合反应催化剂可以制备包含烯属不饱和度或含芳族和烯属不饱和度的聚合物。可用本体、溶液或乳液聚合方法制备上述聚合物。当聚合到高分子量时，包含至少一个烯属不饱和度的聚合物一般将作为如碎片、粉末、粒料或类似物的固体回收。当聚合到低分子量时，它可作为液体(如本发明中的)被回收。

通常，当采用溶液阴离子聚合技术时，由使待聚合单体或单体混合物同时或顺序与阴离子聚合引发剂如元素周期表IA族金属，它们的烷基，酰胺，硅烷醇盐，N-酰基萘胺，联苯或蒽衍生物接触制备共轭二烯烃，任选地与乙烯基芳烃的共聚物。优选使用有机碱金属化合物(例如钠或钾化合物)，在适宜的溶剂中，在约-150℃至约300℃范围内，优选在约0℃至约100℃温度范围内。特别有效的阴离子聚合引发剂是具有通式RLin的有机锂化合物，式中R为具有1至约20个碳原子的脂族，环脂族，芳族或烷基取代的芳烃基，及n为1至4个整数。

可以进行阴离子聚合的共轭二烯烃包括含4至24个碳原子，优选含4至8个碳原子的共轭二烯烃，例如1，3-丁二烯，异戊二烯，1，3-戊二烯，甲基戊间二烯，苯基丁二烯，3，4-二甲-1，3-己二烯，和4，5-二乙基-1，3-辛二烯。异戊二烯和丁二烯是用于本发明优选的共轭二烯烃，原因是它们价格低并容易得到。可共聚合的链烯基(乙烯基)芳烃包括乙烯基芳香基化合物，例如苯乙烯，各种烷基取代的苯乙烯，烷氧基取代的苯乙烯，乙烯基萘和烷基取代的乙烯基萘。