[发明专利]具有高耐热性和高耐化学性特征的高模量透明热塑性聚氨酯

说明书

技术领域

本发明涉及具有高耐热性、高耐化学性和高耐冲击性特征的高模量透明热塑性聚氨酯，还涉及所述热塑性聚氨酯的制备方法。

背景技术

制备热塑性聚氨酯的方法是聚氨酯领域的技术人员众所周知的。例如参见美国专利第3,642,964号，该专利揭示了用来一步式制备热塑性非多孔聚氨酯的连续方法。

根据用来制备所述热塑性聚氨酯的特定材料和工艺参数或者用来与之混合的材料和参数，所述热塑性聚氨酯的物理性质会发生显著变化。

美国专利第4,261,946和4,342,847号揭示了一种用来制备热塑性材料的方法，在此方法中在一定温度下，在第一入口将热塑性聚合物引入挤出机，所述温度可以使得聚合物熔化。然后通过第二入口向熔融的聚合物中加入形成聚氨酯的反应物。制得的热塑性聚合物和聚氨酯的掺混物以完成产物的形式从挤出机排出。据称所述产物聚合物掺混物具有高耐冲击性。美国专利第4,342,847号在其比较例2(d)中显示为了达到所需的高耐冲击性，在熔融聚合物中形成聚氨酯这一点是很重要的，该比较例表明，当聚氨酯在加入熔融热塑性聚合物中之前形成的时候，无法达到高耐冲击性质。

美国专利第4,376,834号揭示了一种聚氨酯，据称其具有高耐冲击性，高挠曲模量，在264psi下的热变形温度至少为50℃。所揭示的这些聚氨酯是多异氰酸酯、(以聚氨酯的总重量为基准计)2-25重量％的多元醇、以及至少一种增链剂的反应产物。该专利还揭示了根据反应物的具体组合，其中所述的聚氨酯可以是热塑性的或者热固性的，可以多孔性或非多孔性的形式制备。据称热塑性树脂是使用基本二官能的多异氰酸酯、二官能的增量剂、以及官能度小于或等于4的多元醇制备的。根据该发明制备的具有优良的耐冲击性、挠曲模量和最低程度的热挠曲性质的聚氨酯在外观上是不透明的。这种不透明的外观是由于硬链段相和软链段相的折射率不同造成的。相对的，并非根据该发明所述制备的聚氨酯外观透明，但是不具有所需的高耐冲击性、高挠曲模量和最低的热挠曲温度。

美国专利第4,567,236号揭示了由透明的聚氨酯塑料以及少量的(最高30重量份/100重量份掺混物)不相容的聚合形式的抗冲改性剂组成的聚合物掺混物。据称所述不相容的聚合形式的抗冲改性剂优选包括：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，氯化聚乙烯，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，氯乙烯-乙烯-乙酸乙烯酯接枝聚合物，氯乙烯与丙烯酸辛酯或富马酸辛酯的聚乙烯共聚物，以及聚(丙烯酸烷基酯)。美国专利第4,567,236号中揭示的聚合物掺混物是不透明的，与用来制备该掺混物的聚氨酯组分的透明外观完全不同。这种不透明的外观是由于抗冲改性剂作为分散于聚氨酯中的独立相存在而产生的。

现有技术中并未揭示同时具有以下性质的透明的热塑性聚氨酯：高耐冲击性，高挠曲模量，高耐化学性，以及在264psi下的负荷挠曲温度至少为50℃。

发明内容

本发明的目的是提供一种透明的热塑性聚氨酯，其同时还具有以下的性质：高耐冲击性、高挠曲模量、高耐化学性、以及在264psi下的负荷挠曲温度至少为50℃。

本发明的另一个目的是提供一种制备透明的热塑性聚氨酯的方法，所述热塑性聚氨酯同时还具有以下的性质：高耐冲击性、高挠曲模量、高耐化学性、以及在264psi下的负荷挠曲温度至少为50℃，所述方法可以一步进行或分多步进行。

可以通过以下方式达到这些目的以及对于本领域技术人员而言显而易见的其它目的：对聚氨酯反应产物和热塑性聚氨酯进行掺混，热塑性聚氨酯的量为3-20重量份/100重量份掺混物总重量。所述聚氨酯反应产物是由以下物质，在不存在任何分子量大于400的异氰酸酯反应性组合物的情况下，在NCO/OH比例为0.95∶1至1.10∶1的条件下制得的：有机多异氰酸酯，以及官能度为2-3且分子量约为50-400的至少一种增链剂。所述以3-20重量份的含量存在的热塑性聚氨酯可以是任意的热塑性聚氨酯。

具体实施方式

本发明涉及一种透明的热塑性聚氨酯，其同时还具有以下的特征：高耐冲击性、高挠曲模量、高耐化学性、以及在264psi下的负荷挠曲温度至少为50℃。

在本发明中，″透明″表示热塑性聚氨酯掺混物的总透光百分率(根据ASTM D1003测定)大于或等于85％，优选大于87％。

在本发明中，″高耐冲击性″表示通过缺口冲击试验(notched Izodtest)(ASTM D 256)测得，热塑性聚氨酯掺混物在环境条件下的抗冲强度至少为1英尺磅/英寸缺口，优选至少为3英尺磅/英寸缺口。