Термопластичный полиуретан и его композиции

Термопластичный полиуретан и его композиции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область изобретения

[0001]

Настоящее изобретение относится к термопластичному полиуретану, композиции термопластичного полиуретана и получаемым из нее формованным изделиям.

Прототипы

[0002]

Термопластичный полиуретан широко используется благодаря его превосходному эластичному свойству, износостойкости и подобному. Например, формованные изделия, производимые методом экструзионного формования, такие как пленка, лист, трубка, трубопровод и подобные, различные формованные изделия, производимые инжекционным формованием, и подобные, используют для различных приложений, принимая во внимание их превосходные свойства.

[0003]

Из них широко применяют для упоминаемых выше приложений термопластичный полиуретан на основе полиэфира, эксплуатируя его превосходные свойства, такие как устойчивость к гидролизу, устойчивость к холоду и подобные.

[0004]

Так, известен термопластичный полиуретан на основе полиэфира, термопластичный полиуретан, получаемый при использовании в качестве удлинителя цепи для производства термопластичного полиуретана комбинации удлинителя цепи, имеющего разное число атомов углерода, и удлинителя цепи, имеющего ветвление, и подобных, и, как известно, этот термопластичный полиуретан демонстрирует хорошую непрерывную производительность в течение длительного времени (смотри патентный документ 1).

Список документов

Патентный документ

[0005]

Патентный документ 1: JP-A-7-179558

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Проблемы, подлежащие решению посредством изобретения

[0006]

Однако имеется потребность для дальнейшего усовершенствования термопластичного полиуретана, описанного в патентном документе 1, в отношении прозрачности и устойчивости к холоду формованного изделия. Кроме того, этот термопластичный полиуретан демонстрирует высокую скорость загущения при продолжительном использовании расплава, и проблема состоит в том, что вращающий момент шнека увеличивается, препятствуя стабильному формованию, в частности, при формовании пленки, требующем времени для формования расплава.

Из-за этих проблем термопластичный полиуретан не может использоваться для функциональных пленок, требующих прозрачности, и в технических областях, требующих устойчивости к холоду, даже, несмотря на наличие свойств износостойкости, механической прочности и подобных и превосходного свойства устойчивости к гидролизу.

Настоящее изобретение выполнено с учетом вышеупомянутой ситуации и обеспечивает термопластичный полиуретан с превосходной прозрачностью и устойчивостью к холоду, демонстрирующий низкую скорость загущения даже при использовании расплава в течение длительного времени, а также с превосходной износостойкостью и механическими свойствами.

Средства решения проблем

[0007]

Таким образом, настоящее изобретение касается

[1] термопластичного полиуретана, получаемого взаимодействием органического диизоцианата (A), полимерного полиола (B), имеющего среднечисловую молекулярную массу (Mn) 1000-5000, и удлинителя цепи (C),

где удлинитель цепи (C) содержит линейный диол (c-1) и диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи (c-2),

молярное соотношение линейного диола (c-1) и диола, содержащего алкильную группу в боковой цепи (c-2) (линейный диол (c-1)/диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи (c-2)), в удлинителе цепи (C) составляет 97/3-60/40, и

содержание атомов азота составляет не менее 1,5 мас.% и менее 4,0 мас.%;

[2] термопластичного полиуретана по указанному выше п. [1], где доля органического диизоцианата (A) составляет не более 30 мас.%;

[3] термопластичного полиуретана по указанным выше п. [1] или [2], где органический диизоцианат (A) представляет собой 4,4'-дифенилметандиизоцианат;

[4] термопластичного полиуретана по любому из указанных выше пп. [1]-[3], где полимерный полиол (B) представляет собой простой полиэфирполиол (b-1) или содержит простой полиэфирполиол (b-1) и другой полиол (b-2), и

молярное соотношение другого полиола (b-2) и простого полиэфирполиола (b-1) (другой полиол (b-2)/простой полиэфирполиол (b-1)) составляет 0/100-40/60;

[5] термопластичного полиуретана по указанному выше п. [4], где другой полиол (b-2) представляет собой сложный полиэфирполиол;

[6] термопластичного полиуретана по указанному выше п. [5], где полиольный компонент, составляющий сложный полиэфирполиол, представляет собой диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи (d);

[7] термопластичного полиуретана по указанному выше п. [6], где диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи (d), представляет собой 3-метил-1,5-пентандиол;

[8] термопластичного полиуретана по любому из указанных выше пп. [1]-[7], где линейный диол (c-1) представляет собой 1,4-бутандиол и диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи (c-2), представляет собой диол, представленный следующей формулой (I):

[0008]

HO-(CR¹R²)l-(CR³R⁴)m-(CR⁵R⁶)n-OH (I)

[0009]

где R¹, R², R³, R⁴, R⁵ и R⁶ каждый независимо представляет собой атом водорода или алкильную группу; по меньшей мере один из R¹, R², R³, R⁴, R⁵ и R⁶ представляет собой алкильную группу; l, m и n каждый независимо представляет собой целое число не менее 0, которое удовлетворяет соотношениям l+n≥1 и 2≤l+m+n≤10;

[9] термопластичного полиуретана по указанному выше п. [8], где диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи (c-2), представляет собой по меньшей мере один диол, выбранный из группы, включающей пропиленгликоль, 3-метил-1,5-пентандиол, 2-метил-1,3-пропандиол и 2-метил-1,4-бутандиол;

[10] термопластичного полиуретана по указанному выше п. [8], где диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи (c-2), представляет собой пропиленгликоль и/или 3-метил-1,5-пентандиол;

[11] формованного изделия, содержащего термопластичный полиуретан по любому из указанных выше пп. [1]-[10];

[12] композиции термопластичного полиуретана, содержащей термопластичный полиуретан по любому из указанных выше пп. [1]-[10] и 1-20 мас.ч. сшивающего агента на 100 мас.ч. термопластичного полиуретана;

[13] формованного изделия, содержащего композицию термопластичного полиуретана по указанному выше п. [12]; и

[14] сшитого формованного изделия, получаемого сшивкой формованного изделия по указанному выше п. [13].

Эффект изобретения

[0010]

Согласно настоящему изобретению, можно получить термопластичный полиуретан, превосходный по прозрачности и устойчивости к холоду, демонстрирующий низкую скорость загущения даже при использовании расплава в течение длительного времени, а также превосходный по износостойкости и механическим свойствам.

Описание вариантов

[0011]

Термопластичный полиуретан по настоящему изобретению представляет собой термопластичный полиуретан, полученный взаимодействием органического диизоцианата (A), полимерного полиола (B), имеющего среднечисловую молекулярную массу (Mn) 1000-5000, и удлинителя цепи (C), который характеризуется тем, что удлинитель цепи (C) содержит линейный диол (c-1) и диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи (c-2), молярное соотношение линейного диола (c-1) и диола, содержащего алкильную группу в боковой цепи (c-2) (линейный диол (c-1)/диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи (c-2)), в удлинителе цепи (C) составляет 97/3-60/40, и содержание атомов азота составляет не менее 1,5 мас.% и менее 4,0 мас.%. Выражение "линейный диол" обозначает соединение, где линейная основная цепь (предпочтительно алкандиильная группа) имеет гидроксильные группы на обоих концах, и выражение "диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи" обозначает соединение, где алкильная группа связана в качестве боковой цепи с упоминаемым выше линейным диолом. Количество атомов углерода основной цепи линейного диола и диола, содержащего алкильную группу в боковой цепи, предпочтительно равно не менее 2 и не более 10.

[0012]

Органический диизоцианат (A)

Органический диизоцианат (A), используемый в настоящем изобретении, может представлять собой любой органический диизоцианат, обычно используемый для производства термопластичного полиуретана. Примеры органического диизоцианата (A) включают ароматический диизоцианат, такой как 4,4'-дифенилметандиизоцианат, толилендиизоцианат, 1,5-нафтилендиизоцианат, ксилендиизоцианат, фенилендиизоцианат, 3,3'-дихлор-4,4'-дифенилметандиизоцианат, толуилендиизоцианат и подобные; алифатический или алициклический диизоцианат, такой как гексаметилендиизоцианат, изофорондиизоцианат, 4,4'-дициклогексилметандиизоцианат, гидрированный ксилендиизоцианат и подобные. Можно использовать только один вид этих соединений или можно использовать два или более видов в комбинации. Среди них с точки зрения характеристики динамики, формуемости, долговечности получаемого термопластичного полиуретана и подобного предпочтителен ароматический диизоцианат и более предпочтителен 4,4'-дифенилметандиизоцианат.

[0013]

Полимерный полиол (B)

Полимерный полиол (B), используемый в настоящем изобретении, представляет собой полимерный полиол, имеющий среднечисловую молекулярную массу (Mn) 1000-5000. Если Mn полимерного полиола (B) меньше 1000, то получаемый термопластичный полиуретан демонстрирует пониженную устойчивость к холоду и ударопрочность и становится хрупким. Если Mn составляет более 5000, то снижается формуемость получаемого термопластичного полиуретана. Mn полимерного полиола (B) предпочтительно составляет 1000-4000, более предпочтительно 1500-3000. Mn можно рассчитать из гидроксильного числа, определяемого согласно JIS K 1557.

[0014]

Полимерный полиол (B) предпочтительно состоит из простого полиэфирполиола (b-1) и, если необходимо, может содержать другой полиол (b-2). Простой полиэфирполиол (b-1) предпочтительно представляет собой линейный простой полиэфирполиол, более предпочтительно линейный простой полиэфирдиол. Mn простого полиэфирполиола (b-1) составляет 1000-5000, предпочтительно 1000-4000, более предпочтительно 1500-3000. Если Mn простого полиэфирполиола (b-1) меньше 1000, то получаемый термопластичный полиуретан демонстрирует пониженную устойчивость к холоду и ударопрочность и становится хрупким. С другой стороны, если Mn больше 5000, то снижается формуемость получаемого термопластичного полиуретана.

[0015]

Примеры простого полиэфирполиола (b-1) включают полиэтиленгликоль, поли(триметиленовый эфир)гликоль, поли(тетраметиленовый эфир)гликоль, поли(гексаметиленовый эфир)гликоль и подобные. Среди них предпочтительным является поли(тетраметиленовый эфир)гликоль с точки зрения динамического свойства, формуемости и устойчивости к холоду получаемого термопластичного полиуретана.

[0016]

Mn другого полиола (b-2) составляет 1000-5000, предпочтительно 1000-4000, более предпочтительно 1500-3000. Если Mn другого полиола (b-2) меньше 1000, то получаемый термопластичный полиуретан демонстрирует пониженную устойчивость к холоду и ударопрочность и становится хрупким. С другой стороны, если Mn составляет более 5000, то снижается формуемость получаемого термопластичного полиуретана.

[0017]

Примеры другого полиола (b-2) включают сложный полиэфирполиол, получаемый из алифатической поликарбоновой кислоты и алифатического полиола (например, сложный полиэфирдиол, получаемый из алифатической дикарбоновой кислоты и алифатического диола); сложный полиэфирполиол, получаемый из алифатической поликарбоновой кислоты, ароматической поликарбоновой кислоты и алифатического полиола (например, сложный полиэфирдиол, получаемый из алифатической дикарбоновой кислоты, ароматической дикарбоновой кислоты и алифатического диола); поликапролактонполиол (например, поликапролактондиол); поликарбонатполиол (например, поликарбонатдиол) и подобные. Среди них является предпочтительным сложный полиэфирполиол (т. е. сложный полиэфирполиол, получаемый из алифатической поликарбоновой кислоты и алифатического полиола, и сложный полиэфирполиол, получаемый из алифатической поликарбоновой кислоты, ароматической поликарбоновой кислоты и алифатического полиола) с точки зрения доступности и подавления скорости загущения получаемого термопластичного полиуретана при продолжительном использовании расплава, более предпочтительным является сложный полиэфирполиол, получаемый из алифатической поликарбоновой кислоты и алифатического полиола, и особенно предпочтительным является сложный полиэфирдиол, получаемый из алифатической дикарбоновой кислоты и алифатического диола.

[0018]

Вышеупомянутый сложный полиэфирполиол можно получать, например, указанными далее способами и подобными:

(1) способ, включающий прямую реакцию этерификации или реакцию трансэтерификации полиольного компонента и поликарбокислотного компонента, такого как производные, способные образовывать сложные эфиры (например, поликарбоновая кислота, ее эфир, ее ангидрид и подобные) и подобные; и

(2) способ, включающий полимеризацию лактона с открытием цикла при использовании полиольного компонента в качестве инициатора.

[0019]

В качестве полиольного компонента, используемого с целью производства сложного полиэфирполиола, можно применять соединения, обычно используемые для производства полиэфира. Примеры полиольного компонента включают двухатомные спирты (т.е. диолы), такие как линейные диолы, такие как этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 1,8-октандиол, 1,9-нонандиол, 1,10-декандиол и подобные; диолы, имеющие алкильную группу в боковой цепи (d), такие как пропиленгликоль, 1-этил-1,2-этандиол, 1,2-диметил-1,2-этандиол, 1-метил-2-этил-1,2-этандиол, 1-метил-1,3-пропандиол, 2-метил-1,3-пропандиол, 1,2-диметил-1,2-пропандиол, 1,3-диметил-1,3-пропандиол, 2,2-диметил-1,3-пропандиол, 2,2-диэтил-1,3-пропандиол, 2-этил-1-бутил-1,3-пропандиол, 1-метил-1,4-бутандиол, 2-метил-1,4-бутандиол, 2,3-диметил-1,4-бутандиол, 2-метил-1,5-пентандиол, 3-метил-1,5-пентандиол, 2-этил-1,5-пентандиол, 3-этил-1,5-пентандиол, 2,4-диметил-1,5-пентандиол, 3-метил-1,6-гександиол, 2-метил-1,8-октандиол, 2,7-диметил-1,8-октандиол, 2-метил-1,9-нонандиол, 2,8-диметил-1,9-нонандиол и подобные; алициклические диолы, такие как 1,4-циклогександиол, циклогександиметанол (например, 1,4-циклогександиметанол), циклооктандиметанол (например, 1,5-циклооктандиметанол), диметилциклооктандиметанол (например, 2,6-диметил-1,5-циклооктандиметанол) и подобные; ароматические диолы, такие как 1,4-бис(пара-гидроксиэтокси)бензол и подобные и др.; и многоатомные спирты, такие как триметилолпропан, триметилолэтан, глицерин, 1,2,6-гексантриол, пентаэритрит, диглицерин и подобные. Можно использовать только один вид этих соединений или можно использовать два или более видов в комбинации.

[0020]

Как упоминается выше, предпочтительным является полиольный компонент - двухатомный спирт (т.е. диол), более предпочтителен вышеупомянутый диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи (d), так как получаемый термопластичный полиуретан является превосходным по устойчивости к холоду и прозрачности и еще более предпочтителен 3-метил-1,5-пентандиол с точки зрения доступности исходных материалов и водостойкости получаемого термопластичного полиуретана.

[0021]

В качестве поликарбокислотного компонента, используемого с целью производства сложного полиэфирполиола, можно применять поликарбокислотный компонент, обычно используемый для производства полиэфира. Примеры поликарбокислотного компонента включают алифатические дикарбоновые кислоты, имеющие 4-12 атомов углерода (предпочтительно 6-12 атомов углерода), такие как янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, пимелиновая кислота, пробковая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, додекандиоевая кислота, метилянтарная кислота, 2-метилглутаровая кислота, 3-метилглутаровая кислота, триметиладипиновая кислота (например, 2,2,4-триметиладипиновая кислота), 2-метилоктандиоевая кислота, 3,8-диметилдекандиоевая кислота, 3,7-диметилдекандиоевая кислота и подобные; алициклические дикарбоновые кислоты, такие как циклогександикарбоновая кислота (например, 1,4-циклогександикарбоновая кислота), димерная кислота, гидрированная димерная кислота и подобные; ароматические дикарбоновые кислоты, такие как терефталевая кислота, изофталевая кислота, ортофталевая кислота, нафталиндикарбоновая кислота и подобные; трехфункциональные или более функциональные поликарбоновые кислоты, такие как тримеллитовая кислота, пиромеллитовая кислота и подобные; их производные, способные образовывать сложные эфиры, и подобные. Можно использовать только один вид этих поликарбоновых кислот и производных, способных образовывать сложные эфиры, или можно использовать два или более видов в комбинации. Среди них алифатические дикарбоновые кислоты, имеющие 6-12 атомов углерода, особенно предпочтительной является адипиновая кислота, азелаиновая кислота или себациновая кислота.

[0022]

В качестве сложного полиэфирполиола предпочтителен сложный полиэфирдиол, получаемый взаимодействием алифатической дикарбоновой кислоты, имеющей 4-12 атомов углерода, с диолом, имеющим алкильную группу в боковой цепи (d), более предпочтителен сложный полиэфирдиол, получаемый взаимодействием алифатической дикарбоновой кислоты, имеющей 6-12 атомов углерода, с диолом, имеющим алкильную группу в боковой цепи (d), и еще более предпочтителен сложный полиэфирдиол, получаемый взаимодействием по меньшей мере одной кислоты, выбранной из группы, включающей адипиновую кислоту, азелаиновую кислоту и себациновую кислоту, с 3-метил-1,5-пентандиолом.

[0023]

Примеры лактона, используемого с целью производства сложного полиэфирполиола, получаемого полимеризацией лактона с открытием цикла, включают ε-капролактон, β-метил-δ-валеролактон и подобные.

[0024]

Примеры поликарбонатполиола включают соединения, получаемые взаимодействием полиола с карбонатными соединениями, такими как диалкилкарбонат, алкиленкарбонат, диарилкарбонат и подобные.

В качестве полиола, составляющего поликарбонатполиол, можно использовать полиольные компоненты, перечисленные выше в качестве примеров компонентов, предполагаемых к использованию с целью производства сложного полиэфирполиола. В качестве диалкилкарбоната можно упомянуть диметилкарбонат, диэтилкарбонат и подобные, в качестве алкиленкарбоната можно упомянуть этиленкарбонат и подобные, и в качестве диарилкарбоната можно упомянуть дифенилкарбонат и подобные.

[0025]

Молярное соотношение другого полиола (b-2) и простого полиэфирполиола (b-1) (другой полиол (b-2)/простой полиэфирполиол (b-1)) предпочтительно составляет 0/100-40/60, более предпочтительно 0/100-30/70.

[0026]

Удлинитель цепи (C)

Удлинитель цепи (C), используемый в настоящем изобретении, представляет собой смесь линейного диола (c-1) и диола, содержащего алкильную группу в боковой цепи (c-2). В настоящем изобретении молярное соотношение линейного диола (c-1) и диола, содержащего алкильную группу в боковой цепи (c-2) (линейный диол (c-1)/диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи (c-2)), должно составлять 97/3-60/40. Это молярное соотношение предпочтительно составляет 95/5-80/20. Если доля диола, содержащего алкильную группу в боковой цепи (c-2), в общей смеси линейного диола (c-1) и диола, содержащего алкильную группу в боковой цепи (c-2), составляет менее 3% мольн., то эффект улучшения прозрачности и устойчивости к холоду для получаемого термопластичного полиуретана будет небольшим, а если эта доля превышает 40% мольн., то становится низкой прочность на излом и подобные свойства получаемых формованных изделий.

[0027]

Примеры линейного диола (c-1) включают этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,9-нонандиол и подобные. Можно использовать только один вид этих соединений или можно использовать два или более видов в комбинации. Среди них предпочтителен 1,4-бутандиол с точки зрения динамического свойства и формуемости получаемого термопластичного полиуретана.

[0028]

Примеры диола, содержащего алкильную группу в боковой цепи (c-2), включают диол, представленный следующей формулой (I):

[0029]

HO-(CR¹R²)l-(CR³R⁴)m-(CR⁵R⁶)n-OH (I)

[0030]

где R¹, R², R³, R⁴, R⁵ и R⁶ каждый независимо представляет собой атом водорода или алкильную группу; по меньшей мере один из R¹, R², R³, R⁴, R⁵ и R⁶ представляет собой алкильную группу; и l, m и n каждый независимо представляет собой целое число не менее 0, которое удовлетворяет соотношениям l+n≥1 и 2≤l+m+n≤10. Конкретные их примеры являются такими же, как для вышеупомянутого диола, содержащего алкильную группу в боковой цепи (d), и подобными. Можно использовать только один вид диола, содержащего алкильную группу в боковой цепи (c-2), или можно использовать два или более видов в комбинации. Среди них предпочтительны пропиленгликоль, 3-метил-1,5-пентандиол, 2-метил-1,3-пропандиол и 2-метил-1,4-бутандиол, более предпочтительны пропиленгликоль и 3-метил-1,5-пентандиол и еще более предпочтителен 3-метил-1,5-пентандиол с точки зрения устойчивости к холоду и прозрачности получаемого термопластичного полиуретана.

[0031]

В настоящем изобретении, если необходимо, можно использовать в качестве удлинителя цепи (C) другое соединение низкой молекулярной массы, имеющее две или более гидроксильных групп, которые способны взаимодействовать с изоцианатной группой (по-другому - изоцианатогруппой), вместе с упоминаемым выше линейным диолом (c-1) и диолом, имеющим алкильную группу в боковой цепи (c-2), пока не ослабляется эффект изобретения. Примеры другого соединения низкой молекулярной массы включают трех- и более функциональные низкомолекулярные полиолы, такие как глицерин, пентаэритрит и подобные.

[0032]

Термопластичный полиуретан

Термопластичный полиуретан по настоящему изобретению должен иметь содержание атомов азота не менее 1,5 мас.% и менее 4,0 мас.%. Предпочтительно содержание атомов азота составляет 1,5-3,2 мас.%, более предпочтительно 2,0-2,8 мас.%. Если содержание атомов азота термопластичного полиуретана менее 1,5 мас.%, то динамическое свойство и долговечность могут иногда ухудшаться, а если содержание не менее 4,0 мас.%, то снижается устойчивость к холоду и прозрачность и также становится заметным загущение при продолжительном использовании расплава, и затрудняется длительное формование расплава.

[0033]

Для производства термопластичного полиуретана по настоящему изобретению вышеупомянутый органический диизоцианат (A) предпочтительно используют таким образом, чтобы изоцианатная группа составляла около 0,9-1,5 экв. на 1 экв. всех активных атомов водорода (атомов водорода, способных взаимодействовать с изоцианатом), содержащихся в вышеупомянутом полимерном полиоле (B), вышеупомянутом удлинителе цепи (C) и других компонентах, и особенно предпочтительно использовать органический диизоцианат (A) таким образом, чтобы изоцианатная группа соответствовала примерно 1 экв.

[0034]

Доля органического диизоцианата (A) в термопластичном полиуретане по настоящему изобретению (т.е. общем количестве органического диизоцианата (A), полимерного полиола (B) и удлинителя цепи (C)) предпочтительно составляет не более 30 мас.% с точки зрения устойчивости к холоду, прозрачности и скорости загущения при продолжительном использовании расплава получаемого термопластичного полиуретана. Более предпочтительна доля органического диизоцианата (A) не более 27 мас.%.

[0035]

С точки зрения динамического свойства, формуемости, долговечности и подобного термопластичный полиуретан по настоящему изобретению предпочтительно имеет логарифмическую вязкость 0,5-2,0 дл/г, измеренную для раствора 0,5 г/дл диметилформамида при 30°C. Вид и комбинацию исходных компонентов, условия полимеризации и подобное предпочтительно выбирают так, чтобы обеспечить термопластичный полиуретан, имеющий такую вязкость.

[0036]

Среднечисловая молекулярная масса (Mn) термопластичного полиуретана предпочтительно составляет 50000-500000, более предпочтительно 100000-300000. Если Mn термопластичного полиуретана меньше 50000, то динамическое свойство и долговечность термопластичного полиуретана снижается, и если Mn больше 500000, то формуемость становится плохой. Mn термопластичного полиуретана можно определить методом гель-проникающей хроматографии (ГПХ). ГПХ можно проводить, применяя детектор - дифференциальный рефрактометр ("RID6A" производства Shimadzu Corporation) и высокоэффективную жидкостную хроматографию (ВЭЖХ) ("LC-9A" производства Shimadzu Corporation с присоединенными колонками: "Shodex KD-806M" и "Shodex KD-802,5" производства Tosoh Corporation, элюент: диметилформамид, стандартный образец: полистирол).

[0037]

В предпочтительном термопластичном полиуретане органический диизоцианат (A) представляет собой ароматический диизоцианат;

полимерный полиол (B) представляет собой простой полиэфирполиол (b-1), имеющий Mn 1000-5000, или содержит простой полиэфирполиол (b-1), имеющий Mn 1000-5000, и другой полиол (b-2), имеющий Mn 1000-5000, молярное соотношение другого полиола (b-2) и простого полиэфирполиола (b-1) (другой полиол (b-2)/простой полиэфирполиол (b-1)) составляет 0/100-40/60;

простой полиэфирполиол (b-1) представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей полиэтиленгликоль, поли(триметиленовый эфир)гликоль, поли(тетраметиленовый эфир)гликоль и поли(гексаметиленовый эфир)гликоль;

другой полиол (b-2) представляет собой сложный полиэфирдиол, получаемый взаимодействием алифатической дикарбоновой кислоты, имеющей 4-12 атомов углерода по меньшей мере с одним веществом, выбранным из группы, включающей пропиленгликоль, 1-этил-1,2-этандиол, 1,2-диметил-1,2-этандиол, 1-метил-2-этил-1,2-этандиол, 1-метил-1,3-пропандиол, 2-метил-1,3-пропандиол, 1,2-диметил-1,2-пропандиол, 1,3-диметил-1,3-пропандиол, 2,2-диметил-1,3-пропандиол, 2,2-диэтил-1,3-пропандиол, 2-этил-2-бутил-1,3-пропандиол, 1-метил-1,4-бутандиол, 2-метил-1,4-бутандиол, 2,3-диметил-1,4-бутандиол, 2-метил-1,5-пентандиол, 3-метил-1,5-пентандиол, 2-этил-1,5-пентандиол, 3-этил-1,5-пентандиол, 2,4-диметил-1,5-пентандиол, 3-метил-1,6-гександиол, 2-метил-1,8-октандиол, 2,7-диметил-1,8-октандиол, 2-метил-1,9-нонандиол и 2,8-диметил-1,9-нонандиол;

удлинитель цепи (C) содержит линейный диол (c-1) и диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи (c-2), молярное соотношение линейного диола (c-1) и диола, содержащего алкильную группу в боковой цепи (c-2), составляет 97/3-60/40;

линейный диол (c-1) представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол и 1,9-нонандиол;

диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи (c-2), представляет собой, по меньшей мере, одно вещество, выбранное из группы, включающей пропиленгликоль, 1-этил-1,2-этандиол, 1,2-диметил-1,2-этандиол, 1-метил-2-этил-1,2-этандиол, 1-метил-1,3-пропандиол, 2-метил-1,3-пропандиол, 1,2-диметил-1,2-пропандиол, 1,3-диметил-1,3-пропандиол, 2,2-диметил-1,3-пропандиол, 2,2-диэтил-1,3-пропандиол, 2-этил-2-бутил-1,3-пропандиол, 1-метил-1,4-бутандиол, 2-метил-1,4-бутандиол, 2,3-диметил-1,4-бутандиол, 2-метил-1,5-пентандиол, 3-метил-1,5-пентандиол, 2-этил-1,5-пентандиол, 3-этил-1,5-пентандиол, 2,4-диметил-1,5-пентандиол, 3-метил-1,6-гександиол, 2-метил-1,8-октандиол, 2,7-диметил-1,8-октандиол, 2-метил-1,9-нонандиол и 2,8-диметил-1,9-нонандиол;

содержание азота в термопластичном полиуретане составляет не менее 1,5 мас.% и менее 4,0 мас.%; и

Mn термопластичного полиуретана составляет 50000-500000.

[0038]

В более предпочтительном термопластичном полиуретанеорганический диизоцианат (A) представляет собой ароматический диизоцианат;

полимерный полиол (B) представляет собой простой полиэфирполиол (b-1), имеющий Mn 1000-4000, или содержит простой полиэфирполиол (b-1), имеющий Mn 1000-4000, и другой полиол (b-2), имеющий Mn 1000-4000, молярное соотношение другого полиола (b-2) и простого полиэфирполиола (b-1) составляет 0/100-30/70,

простой полиэфирполиол (b-1) представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей полиэтиленгликоль, поли(триметиленовый эфир)гликоль, поли(тетраметиленовый эфир)гликоль и поли(гексаметиленовый эфир)гликоль;

другой полиол (b-2) представляет собой сложный полиэфирдиол, получаемый взаимодействием алифатической дикарбоновой кислоты, имеющей 6-12 атомов углерода, с 3-метил-1,5-пентандиолом;

удлинитель цепи (C) содержит линейный диол (c-1) и диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи (c-2);

молярное соотношение линейного диола (c-1) и диола, содержащего алкильную группу в боковой цепи (c-2), составляет 95/5-80/20;

линейный диол (c-1) представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол и 1,9-нонандиол;

диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи (c-2), представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей пропиленгликоль, 3-метил-1,5-пентандиол, 2-метил-1,3-пропандиол и 2-метил-1,4-бутандиол;

содержание азота в термопластичном полиуретане составляет 1,5-3,2 мас.%; и

Mn термопластичного полиуретана составляет 50000-500000.

[0039]

Еще в одном более предпочтительном термопластичном полиуретане органический диизоцианат (A) представляет собой 4,4'-дифенилметандиизоцианат;

полимерный полиол (B) представляет собой простой полиэфирполиол (b-1), имеющий Mn 1500-3000, или содержит простой полиэфирполиол (b-1), имеющий Mn 1500-3000, и другой полиол (b-2), имеющий Mn 1500-3000;

молярное соотношение другого полиола (b-2) и простого полиэфирполиола (b-1) соответствует 0/100-30/70;

простой полиэфирполиол (b-1) представляет собой поли(тетраметиленовый эфир)гликоль;

другой полиол (b-2) представляет собой сложный полиэфирдиол, получаемый взаимодействием по меньшей мере одного вещества, выбранного из группы, включающей адипиновую кислоту, азелаиновую кислоту и себациновую кислоту, с 3-метил-1,5-пентандиолом;

удлинитель цепи (C) содержит линейный диол (c-1) и диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи (c-2);

молярное соотношение линейного диола (c-1) и диола, содержащего алкильную группу в боковой цепи (c-2), соответствует 95/5-80/20;

линейный диол (c-1) представляет собой 1,4-бутандиол;

диол, содержащий алкильную группу в боковой цепи (c-2), представляет собой пропиленгликоль и/или 3-метил-1,5-пентандиол;

содержание азота в термопластичном полиуретане составляет 2,0-2,8 мас.%; и

Mn термопластичного полиуретана составляет 50000-500000.

[0040]

Композиция термопластичного полиуретана

Настоящее изобретение касается композиции термопластичного полиуретана, содержащей вышеупомянутый термопластичный полиуретан и другие компоненты. Другой компонент не имеет особых ограничений, пока он представляет собой компонент, обычно используемый для производства композиции термопластичного полиуретана. Его примеры включают агент для внутренней смазки пресс-формы, наполнитель, пластификатор, красящее вещество (краситель, пигмент), стабилизатор (например, антиоксидант, УФ-стабилизатор, термостабилизатор и т. д.), огнезащитный агент, сшивающий агент, активатор взаимодействия, упрочняющий агент и подобные.

[0041]

Примеры агента для внутренней смазки пресс-формы включают амид жирной кислоты, эфир жирной кислоты, жирную кислоту, соль жирной кислоты и подобные. Примеры амида жирной кислоты включают амид капроновой кислоты, амид лауриновой кислоты, амид миристиновой кислоты, амид стеариновой кислоты, амид олеиновой кислоты, этилен-бис(амид стеариновой кислоты), этилен-бис(амид олеиновой кислоты) и подобные. Примеры эфира жирной кислоты включают эфир жирной кислоты с длинной цепью и спирта и подобные, и конкретные их примеры включают сорбитанмонолаурат, бутилстеарат, бутиллаурат, октилпальмитат, стеарилстеарат и подобные.

Примеры жирной кислоты включают каприновую кислоту, лауриновую кислоту, миристиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту, монтановую кислоту, линдериновую кислоту, олеиновую кислоту, эруковую кислоту, линолиновую кислоту и подобные. Примеры соли жирной кислоты включают соль металла (например, бария, цинка, магния, кальция и т. д.) и упоминаемой выше жирной кислоты.

[0042]

Примеры наполнителя включают тальк, карбонат кальция, мел, сульфат кальция, глину, каолин, диоксид кремния, стекло, высокодисперсный оксид кремния, слюду, волластонит, полевой шпат, силикат алюминия, силикат кальция, оксид алюминия, гидроксид алюминия, например, тригидроксид алюминия и подобные, стеклянные микросферы, керамические микросферы, микросферы из термопластичной смолы, барит, древесную муку, стеклянное волокно, углеродное волокно, мраморную пыль, цементную пыль, оксид магния, гидроксид магния, оксид сурьмы, оксид цинка, сульфат бария, диоксид титана, титанат, их комбинацию и подобное. Наполнитель предпочтительно представляет собой тальк, карбонат кальция, сульфат бария, диоксид кремния, стекло, стеклянное волокно, оксид алюминия, диоксид титана или их комбинацию и более предпочтительно тальк, карбонат кальция, сульфат бария, стеклянное волокно или их комбинацию. В качестве наполнителя можно использовать наполнители, описанные в следующем документе: Zweifel Hans и др., "Plastics Additives Handbook" Hanser Gardner Publications, Cincinnati, Ohio, edition 5, chapter 17, pp. 901-948 (2001).

[0043]

Примеры пластификатора включают минеральное масло, абиетат, адипат, алкилсульфонат, азелат, бензоат, хлорпарафин, цитрат, эпоксид, простой и сложный эфир гликоля, глутарат, минеральное масло, изобутират, олеат, производное пентаэритрита, фосфат, фталат, полибутен, рицинолеат, себацинат, сульфонамид, тримеллитат, пиромеллитат, бифенильное производное, стеарат, дифурандиэфир, пластификатор, содержащий фтор, гидроксибензоат, аддукт изоцианата, полициклическое ароматическое соединение, производное природного продукта, пластификатор на основе силоксана, продукт на основе смолы, сложный тиоэфир, простой тиоэфир, их комбинации и подобное. Содержание пластификатора в композиции термопластичного полиуретана предпочтительно составляет 0-15 мас.%, более предпочтительно 0,5-10 мас.%, еще предпочтительнее 1-5 мас.%. В качестве пластификатора можно использовать пластификаторы, описанные в следующем документе: George Wypych, "Handbook of Plasticizers" ChemTec Publishing, Toronto-Scarborough, Ontario (2004).

[0044]

Примеры красящего вещества (красителя, пигмента) включают неорганические пигменты, например оксид металла (например, оксид железа, оксид цинка, диоксид титана), смешанный оксид металлов, сажу, их комбинации и подобное; органические пигменты, например антрахинон, антантрон, азосоединение, моноазосоединение, ариламид, бензимидазолон, BONA лак, дикетопирролопиррол, диоксазин, дисазосоединение, диарилидное соединение, индантрон, изоиндолинон, изоиндолин, моноазосоль, нафтол (3-нафтол, нафтол AS, нафтоловый лак, перилен, перинон, фталоцианин, пирантрон, хинакридон, хинофталон, их комбинации и подобные; комбинация неорганического пигмента и органического пигмента и подобные. Содержание красящего вещества в композиции термопластичного полиуретана предпочтительно составляет 0-10 мас.%, более предпочтительно 0,1-5 мас.%, еще предпочтительнее 0,25-2 мас.%. В качестве красящего вещества можно использовать вещество, описанное в следующем документе: Zweifel Hans и др., "Plastics Additives Handbook" Hanser Gardner Publications, Cincinnati, Ohio, edition 5, chapter 15, pp. 813-882 (2001).

[0045]

Примеры антиоксиданта включают ароматический амин или блокированный амин, такой как алкилдифениламин, фенил-α-нафтиламин, алкилзамещенный фенил-α-нафтиламин, аралкилзамещенный фенил-α-нафтиламин, алкилированный пара-фенилендиамин, тетраметил-диаминодифениламин и подобные; фенольное соединение, такое как 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол и подобные; 1,3,5-триметил-2,4,6-трис(3',5'-ди-трет-бутил-4'-гидроксибензил)бензол; тетракис[(метилен(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксигидроциннамат)]метан (например, IRGANOX (торговая марка) 1010, производства Ciba Specialty Chemicals); акрилоилмодифицированный фенол; октадецил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксициннамат (например, IRGANOX (торговая марка) 1076, производства Ciba Specialty Chemicals); фосфит; фосфонит; гидроксиламин; производное бензофуранона; их комбинации и подобные. Содержание антиоксиданта в композиции термопластичного полиуретана предпочтительно составляет 0-5 мас.%, более предпочтительно 0,0001-2,5 мас.%, еще предпочтительнее 0,001-1 мас.%, особенно предпочтительно 0,001-0,5 мас.%. В качестве антиоксиданта можно использовать антиокситанты, описанные в следующем документе: Zweifel Hans и др., "Plastics Additives Handbook" Hanser Gardner Publications, Cincinnati, Ohio, edition 5, chapter 1, pp. 1-140 (2001).

[0046]

Примеры УФ-стабилизатор