[发明专利]热塑性聚氨酯泡沫体及包含其的抗冲击复合层

说明书

本发明提供一种热塑性聚氨酯泡沫体。该热塑性聚氨酯泡沫体是由包含一热塑性聚氨基甲酸酯的原料进行一发泡程序而得；其中，该热塑性聚氨基甲酸酯具有由式(I)表示的结构单元：于式(I)中，各个R独立为碳数2至8的亚烷基、‑CHsubgt;2/subgt;CHsubgt;2/subgt;OCHsubgt;2/subgt;CHsubgt;2/subgt;‑或‑CHsubgt;2/subgt;CHsubgt;2/subgt;OCHsubgt;2/subgt;CHsubgt;2/subgt;OCHsubgt;2/subgt;CHsubgt;2/subgt;‑，n为2至13；该结构单元的数目平均分子量为700克/摩尔至2500克/摩尔。本发明另提供一种抗冲击复合层，其包括相叠合的基体层和由前述热塑性聚氨酯泡沫体构成的第一抗冲击层。

技术领域

本发明是关于一种热塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)泡沫体，尤指一种作为抗冲击层的热塑性聚氨酯泡沫体；本发明另关于一种含有前述热塑性聚氨酯泡沫体的抗冲击复合层。

背景技术

一般而言，手工具、手杖、球杆、枪柄、脚踏车、机车及多项运动器具等的握把通常是由坚硬的材料制成(例如金属、塑胶硬料或是木头等)，于使用的过程中容易传送震动至使用者的手部，故长时间握持这些握把容易使手部感到不适。另外，人于站立、行走、运动的过程，脚部不仅须支撑人体本身的重量，还须承受脚部着地后地面回传的作用力；久坐、久卧、维持单一动作，致使部分肌肉筋骨长时间承受身体重量的压力；人在活动过程摔倒造成身体撞击地面导致伤害；运动员于运动过程中，例如接球、击球、撞击或摔跤，身体恐会突受高冲击力而导致受伤。另外，关于物件如易碎品或精密仪器等亦可能于受到震动或碰撞时而损害。为了解决上述问题，鞋业、运动防护、设备防护及医用防护等产业都希望能开发出有效消散震动、吸收冲击力量且兼顾轻量化的防护用品。

举例而言，美国发明专利第5456658号提供一种可客制化的身体护具。该身体护具包含一保护层，该保护层是由湿气固化树脂(moisture-cured reactive resin)与玻璃纤维所构成的复合材料。该护具使用前是密封于一防潮袋中，当被覆盖于欲保护的身体部位时才移除所述防潮袋；在存在湿气的情况下，该保护层会从初始的柔软状态快速硬化以形成坚固的垫体，由于该保护层一开始是贴合身体部位的形状，因此，固化后的垫体就会保持贴合该身体部分的形状。然而，该树脂完全硬化后即不可逆，无法再次改变形状。

美国发明专利第7381460号提供一种能量吸收复合材料，该能量吸收复合材料与知名抗冲击防护材料D3O相关。该能量吸收复合材料是以固体泡沫合成弹性聚氨酯(solidfoamed synthetic elastomeric polyurethane)作为基体，于该基体的制程中加入作为膨胀剂的聚硼二甲基硅氧烷(polyborodimethylsiloxane，PBDMS)，并使PBDMS均匀分布至该基体中，最后制得具有弹性可压缩的能量吸收复合材料。

近年来，全球重视可持续发展，因此「资源重复循环、再生利用」的循环经济趋势正蓬勃发展，其中，又以鞋业与运动器材产业最为积极。若能以热塑性弹性体环保材料，例如热塑性聚酯树脂及TPU，替代现有技术中对环境不友善的材料(例如PU、热固型硅橡胶等)，将有助于将废弃产品中的抗冲击防护材料回收再利用，创造绿色消费模式。

日本发明专利申请案第2017-197736号提出一种用于减震材料的聚酯树脂组合物，其含有由二羧酸成分和二醇成分构成的热塑性聚酯树脂(A)，具有特定的二苯基化合物结构的增塑剂(B)和无机填充剂(C)。

巴斯夫欧洲公司(BASF SE)于中国台湾发明专利申请案第202022030号中，提出一种以包含具有聚四氢呋喃均聚醚(PTMEG)结构单元的热塑性聚氨基甲酸酯、苯乙烯聚合物及特定的抗冲击改质剂的组成物所制成的泡沫珠粒(foam beads)；由所述泡沫珠粒制造的模制品具有高于55％的反弹弹性，但该发明专利申请案并未公开所述模制品的抗冲击能力。而所属技术领域中具有通常知识者皆能理解的是，依据现有泡沫体的反弹弹性无法直接推知该泡沫体的抗冲击能力。