[发明专利]由聚酯型聚氨酯制成的抗水解的聚氨酯模制品

说明书

本发明涉及一种用于生产聚氨酯模制品的方法，其中将(a)有机多异氰酸酯与(b)含聚酯多元醇的多元醇、(c)任选的发泡剂、(d)扩链剂和/或交联剂、(e)胺催化剂(任选地包含其他催化剂)、(f)离子液体、(g)通式Z-N＝C＝N-Z的碳化二亚胺(其中Z为有机基团且碳化二亚胺基团-N＝C＝N-的氮原子与叔碳原子或芳族体系的碳原子结合，在芳族体系中与C-N键相邻的环位置上的碳原子带有通过仲碳原子和/或叔碳原子键合至芳族体系的有机基团)，以及任选的(h)其他助剂和/或添加剂混合以形成反应混合物，将该混合物引入至模具中并使其反应以形成聚氨酯模制品，其中离子液体与胺催化剂的摩尔比为0.1:1至3.0:1。本发明还涉及由此方法制得的聚氨酯模制品以及这些聚氨酯模制品作为鞋底料、特别是用于安全鞋的鞋底料的用途。

聚酯型聚氨酯在例如鞋子应用中被用作例如致密弹性体或泡沫弹性体。在此，聚酯型聚氨酯具有比聚醚型聚氨酯更好的机械性能。此外，在有机材料如异辛烷的存在下，PESOL聚氨酯显示出改进的耐溶胀性。这种耐溶胀性是用作安全鞋的重要要求且无法通过聚醚型聚氨酯实现。聚酯型聚氨酯的缺点在于其在湿热环境中易于水解。

基于聚酯多元醇的聚氨酯通常使用通过C4-C6-二羧酸与多官能醇缩聚而制得的聚酯多元醇来制备。然而，这些聚胺酯的缺点在于其唯一不令人满意的水解稳定性。为了提高基于聚酯多元醇的聚氨酯的水解稳定性，这些C₄-C₆-二羧酸被例如更疏水的二羧酸代替。因此，US2005124711描述了由二聚脂肪酸所制得的聚酯多元醇而制得的微孔聚酯型聚氨酯。

WO2004/050735描述了基于将邻苯二甲酸和具有8-12个碳原子的二羧酸结合以提高水解稳定性的聚酯多元醇的用途。

这些具有改进的水解稳定性的聚酯的缺点在于所使用的原料昂贵。此外，与基于由C4-C6-二羧酸与多官能醇缩聚而制得的传统聚酯多元醇的聚氨酯相比，其机械性能更差。最后，传统聚酯多元醇由US2005124711或WO2004/050735中所描述的溶液剂的代替由于溶液剂的极性较低而增加了溶胀的异辛烷，因此，这些溶液剂对于生产安全鞋而言仅有有限的适用性。

DE10063497公开了一种方法，其中一元羧酸或多元羧酸的酯以与所用胺催化剂的亚化学计量比使用以改进水解稳定性。在此，所述方法的缺点在于改进的水解稳定性仅持续很短的时间(在70℃且95％相对湿度下约9天)。

聚酯型聚氨酯的水解稳定性可通过加入添加剂如碳化二亚胺而明显提高。所述材料以商品名如或市售。

还已知，在聚酯型聚氨酯中使用离子液体可提高抗静电性。其公开于例如WO2007/090755中。在实施例中，胺催化剂和碳化二亚胺还以离子液体与胺催化剂的摩尔比为4:1使用。

本发明的目的在于提供基于聚酯多元醇且具有改进的水解稳定性和优异的机械性能且特别适于作为安全鞋的鞋底材料的聚氨酯。

本发明的目的已通过聚氨酯模制品实现，所述聚氨酯模制品可通过如下方法生产：其中将(a)有机多异氰酸酯与(b)含有聚酯多元醇的多元醇、(c)任选的发泡剂、(d)扩链剂和/或交联剂、(e)胺催化剂、(f)离子液体、(g)通式Z-N＝C＝N-Z的碳化二亚胺——其中Z为有机基团且碳化二亚胺基团-N＝C＝N的氮原子与叔碳原子或芳族体系的碳原子结合，在芳族体系中与C-N键相邻的环位置上的碳原子带有通过仲碳原子和/或叔碳原子键合至芳族体系的有机基团，以及任选的(h)其他助剂和/或添加剂混合以形成反应混合物，将该混合物引入至模具中并使其反应以形成聚氨酯泡沫模制品，其中离子液体与胺催化剂的摩尔比为0.1:1至3.0:1。

具体而言，本发明的聚氨酯模制品为弹性体。这些弹性体包括致密聚氨酯弹性体(也被称为铸塑树脂(castresin))、以及弹性体的聚氨酯泡沫(优选整体聚氨酯泡沫)。就本发明而言，根据DIN7726，术语弹性体聚氨酯泡沫指的根据DIN53577短暂变形达厚度的50％10分钟后具有不超过其原始厚度2％的残余变形的聚氨酯泡沫。就本发明而言，整体聚氨酯泡沫为根据DIN7726具有由于成型过程而导致的边缘区的密度高于中心的聚氨酯泡沫。中心区和边缘区的平均总泡沫密度优选＞150g/L至850g/L、优选为180g/L至750g/L、更优选为200g/L至650g/L。致密聚氨酯弹性体的密度为＞850g/L至1400g/L、优选900g/L至1300g/L且特别为950g/L至1200g/L。