[发明专利]聚氨酯及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯领域，特别涉及一种聚氨酯及其制备方法和用途。

背景技术

聚酯型聚氨酯的耐水解性能一直是其应用中的一个问题。这是因为，在使用过程中，由于接触水汽或与水直接接触，酯键会因发生水解反应而断裂，从而导致高分子链断裂，它们的物理性能也因此逐渐降低，以致最后彻底丧失。因此，如何提高它们的抗水解性能，一直是材料领域的研究课题。

通过向聚氨酯反应组分中加入一定含量的助剂可提高抗水解性能。这种添加助剂的方法因为简单易行和操作方便，被广泛应用。GB 1205257A公开了碳酸亚烷基酯(alkylene carbonates)作为添加剂，可改善聚酯型聚氨酯材料的水解稳定性。US 6737471B2公开了一元羧酸的酯或多元羧酸的酯(其(第一)电离常数(pKa)为0.5-4)可以提高聚氨酯的水解稳定性，并且当添加一定比例的羧酸酯时，所得到的聚氨酯微孔弹性体具有最好的水解稳定性。

发明内容

本发明的目的之一，在于提供一种具有改善的耐水解性的聚氨酯。根据本发明的一个实施例，所述聚氨酯，为包括下列成分A)-G)的反应成分的反应产物：

A)一种或多种二异氰酸酯、多异氰酸酯或异氰酸酯封端预聚物，所述异氰酸酯封端预聚物为异氰酸酯与第一多元醇的反应产物；

B)一种或多种第二多元醇；

C)一种或多种碳酸酯；

D)一种或多种羧酸酯，所述羧酸酯的羧酸的第一电离常数为0.5-4；

E)任选的一种或多种催化剂；

F)任选的一种或多种扩链剂，所述扩链剂的分子量小于等于800；和

G)任选的一种或多种发泡剂和/或表面活性剂；

所述第一多元醇和第二多元醇中至少一种为聚酯多元醇。优选地，所述聚酯多元醇的羟值为20-280mgKOH/g，官能度为1-3。

在一个优选的实施例中，所述碳酸酯的碳酸酯基官能团和羧酸酯的羧酸酯基官能团的摩尔比为0.85-3.40。

在另一个优选的实施例中，所述碳酸酯为环状碳酸酯和/或线性碳酸酯。

在又一个优选的实施例中，所述碳酸酯选自下列的一种或多种环状碳酸酯：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、1，2-碳酸丁烯酯、2，3-碳酸丁烯酯、1，2-环己烯碳酸酯和苯乙烯碳酸酯。

在还一个优选的实施例中，所述羧酸酯选自下列的一种或多种：二甲基草酸酯、二乙基草酸酯、二丁基草酸酯，γ-丁内酯、γ-戊内酯、ε-己内酯、α，γ-二甲基丁内酯、β，γ-二甲基丁内酯、γ，γ-二甲基丁内酯和α-乙基-γ-甲基丁内酯。

在还一个优选的实施例中，所述聚氨酯的两周耐水解性能为拉伸强度保留值40-100％，根据SATRA TM344标准测定。

本发明的目的之二，在于提供一种制备聚氨酯的方法。根据本发明的一个实施例，所述制备聚氨酯的方法，包括步骤：使包括下列成分A)-G)的反应成分反应：

A)一种或多种二异氰酸酯、多异氰酸酯或异氰酸酯封端预聚物，所述异氰酸酯封端预聚物为异氰酸酯与第一多元醇的反应产物；

B)一种或多种第二多元醇；

C)一种或多种碳酸酯；

D)一种或多种羧酸酯，所述羧酸酯的羧酸的第一电离常数为0.5-4；

E)任选的一种或多种催化剂；

F)任选的一种或多种扩链剂，所述扩链剂的分子量小于等于800；和

G)任选的一种或多种发泡剂和/或表面活性剂；

所述第一多元醇和第二多元醇中至少一种为聚酯多元醇。优选地，所述聚酯多元醇的羟值为20-280mgKOH/g，官能度为1-3。

在一个优选的实施方式中，所述碳酸酯的碳酸酯基官能团和羧酸酯的羧酸酯基官能团的摩尔比为0.85-3.40。

在另一个优选的实施例中，所述碳酸酯为环状碳酸酯和/或线性碳酸酯。

在又一个优选的实施例中，所述碳酸酯选自下列的一种或多种环状碳酸酯：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、1，2-碳酸丁烯酯、2，3-碳酸丁烯酯、1，2-环己烯碳酸酯和苯乙烯碳酸酯。

在还一个优选的实施例中，所述羧酸酯选自下列的一种或多种：二甲基草酸酯、二乙基草酸酯、二丁基草酸酯，γ-丁内酯、γ-戊内酯、ε-己内酯、α，γ-二甲基丁内酯、β，γ-二甲基丁内酯、γ，γ-二甲基丁内酯和α-乙基-γ-甲基丁内酯。

在还一个优选的实施例中，所述聚氨酯的两周耐水解性能为拉伸强度保留值40-100％，根据SATRA TM344标准测定。