無(wú)異氰酸酯的聚合物和生產(chǎn)它們的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及新的用于生產(chǎn)無(wú)異氰酸酯的合成材料，如塑料、聚合物和/或改性聚氨酯的方法，其包括熱塑性聚氨酯和納米粘土的組合的熔融擠出加工。
【專利說(shuō)明】無(wú)異氰酸酯的聚合物和生產(chǎn)它們的方法
[0001]描述
[0002]本發(fā)明涉及新的用于生產(chǎn)無(wú)異氰酸酯的合成材料，如塑料、聚合物和/或改性聚氨酯的方法，其包括熱塑性聚氨酯和納米粘土的組合的熔融擠出加工。
【背景技術(shù)】
[0003]異氰酸酯是源自碳酸的物質(zhì)類別?？梢詫惽杌锩枋鰹椴环€(wěn)定的脲酸(解離成氨和二氧化碳的碳酸單酰胺)。異氰酸酯快速地降解成胺。異氰酸酯與伯醇反應(yīng)成穩(wěn)定的聚氨酯。異氰酸酯對(duì)塑料產(chǎn)業(yè)是重要的。
[0004]在技術(shù)上，異氰酸酯由胺與碳酰氯合成而生產(chǎn)?？梢詤^(qū)分兩種不同原理:與游離胺的碳酰氯化或與胺鹽的碳酰氯化?？蛇x地，二異氰酸酯可以用于異氰酸酯合成。異氰酸酯顯示與活潑氫的高反應(yīng)性。由于這個(gè)原因，在一方面，可以解釋成功的和多方面的化學(xué)反應(yīng)。在另一方面，聞毒性和相關(guān)的副反應(yīng)也出現(xiàn)。
[0005]氰酸酯與活潑氫化合物的加成反應(yīng)是放熱的，并伴隨高反應(yīng)速度。異氰酸酯與水反應(yīng)更緩慢。采用胺時(shí)，在室溫下反應(yīng)時(shí)間緩慢并且二氧化碳被消除。芳族異氰酸酯比脂肪族異氰酸酯更有反應(yīng)性。
[0006]除加成反應(yīng)之外，異氰酸酯可以聚合活潑氫化合物。取決于各種反應(yīng)化合物和催化劑，反應(yīng)產(chǎn)生線型聚合物或環(huán)狀二聚體或環(huán)狀三聚體。在添加堿時(shí)異氰酸酯可以三聚化。
[0007]因反應(yīng)的多樣性，故而在聚氨酯生產(chǎn)期間需要具有過(guò)量的異氰酸酯組分。異氰酸酯產(chǎn)物的形成是可逆的，這有益于合成封端異氰酸酯。通常，封端異氰酸酯是已經(jīng)用封端試劑在升高的溫度下在親核性組分存在下轉(zhuǎn)化成異氰酸酯加合物的異氰酸酯。用于異氰酸酯封端的首個(gè)專利源自Schalck和Bunge( 1939和1940)。與游離的異氰酸酯相比,封端異氰酸酯具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。它們較不`有害，對(duì)水解反應(yīng)較不敏感，更易操作，更易儲(chǔ)存并更易運(yùn)輸。然而，封端異氰酸酯也有缺點(diǎn)，原因在于它們難以合成以及在生產(chǎn)時(shí)的相關(guān)成本。
[0008]異氰酸酯在聚合物生產(chǎn)中的用途(除封端異氰酸酯的合成之外)展示出明顯的缺點(diǎn)，原因在于它們對(duì)人類使用者、環(huán)境的毒性和與周圍反應(yīng)性物質(zhì)進(jìn)一步發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的可能性。
[0009]本發(fā)明涉及用于合成材料、用于聚合物和/或改性聚氨酯的生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法避免常規(guī)使用異氰酸酯的可能風(fēng)險(xiǎn)。聚氨酯粘合劑具有涉及溫度變化期間的穩(wěn)定性、涉及粘附以及涉及針對(duì)化學(xué)品、濕度和溶劑的穩(wěn)定性的優(yōu)異特性。聚氨酯材料借助二異氰酸酯與二醇和聚氨酯-多元醇的聚合反應(yīng)生產(chǎn)，所述聚合反應(yīng)產(chǎn)生多分子交聯(lián)的化合物。這種聚合反應(yīng)的一個(gè)明顯缺點(diǎn)是產(chǎn)生如醇和異氰酸酯的終產(chǎn)物。
[0010]異氰酸酯具有高水平反應(yīng)性，這是它們?yōu)楹稳绱顺晒Φ厥褂玫脑?；但是也因這個(gè)原因，它們也有毒，很有可能具有致癌作用。當(dāng)異氰酸酯與活潑氫化合物相互作用時(shí)，一些產(chǎn)物還是活潑氫并且因此也可以與異氰酸酯反應(yīng)。需要減少封端劑生產(chǎn)和避免危險(xiǎn)化合物如游離異氰酸酯以及碳酰氯的研究。這類研究的目的是生產(chǎn)無(wú)異氰酸酯聚合物結(jié)構(gòu)。當(dāng)通過(guò)常規(guī)手段使用有毒異氰酸酯合成聚氨酯材料時(shí)，它們存在安全問(wèn)題，由于一旦聚合物網(wǎng)絡(luò)硬化，則一定量的異氰酸酯材料留下，而未與額外的材料反應(yīng)。因此一項(xiàng)重要任務(wù)是將異氰酸酯替換為無(wú)毒交聯(lián)材料和/或粘附材料。
[0011]發(fā)明簡(jiǎn)述
[0012]本發(fā)明涉及塑料、聚合物、合成材料和/或改性聚氨酯的新方法和生產(chǎn)方法，所述方法避免常規(guī)使用異氰酸酯的可能風(fēng)險(xiǎn)。需要替代性交聯(lián)劑和/或粘合材料以避免合成材料制造時(shí)有毒組分的通常使用。
[0013]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，作為本發(fā)明基礎(chǔ)的技術(shù)問(wèn)題是提供避免使用基于異氰酸酯交聯(lián)的合成材料(如聚合物)制造方法。
[0014]這個(gè)問(wèn)題由獨(dú)立權(quán)利要求的特征解決。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式由從屬權(quán)利要求提供。
[0015]因此，本發(fā)明的目的是提供一種在無(wú)異氰酸酯下生產(chǎn)合成材料產(chǎn)物I的方法，所述方法包括
[0016]a)將熱塑性聚氨酯(TPU)和納米粘土組分混合，從而生產(chǎn)中間產(chǎn)物I，
[0017]b)將從a)獲得的中間產(chǎn)物I與多元醇組分以及任選額外的TPU混合，從而生產(chǎn)中間產(chǎn)物II，
[0018]c)將從b)獲得的中間產(chǎn)物II與聚碳酸酯(PC)和/或聚己內(nèi)酯組分(PCL)混合，從而生產(chǎn)產(chǎn)物I。
[0019]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，該方法其特征在于隨后加工產(chǎn)物I以借助擠出、吹制、鑄造、碾磨和/或噴霧生產(chǎn)產(chǎn)物II，以獲得粒子、顆粒、薄膜、纖維、泡沫、線、片材和/或箔。
[0020]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法的特征在于步驟a)以兩個(gè)步驟實(shí)施，即
[0021]1.將熱塑性聚氨酯(TPU)和納米粘土組分混合，從而生產(chǎn)中間產(chǎn)物Ia，隨后
[0022]i1.將熱塑性聚氨酯(TPU)和中間產(chǎn)物Ia混合，從而生產(chǎn)中間產(chǎn)物I。
[0023]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法的特征在于步驟a)中的混合以70至99.99%熱塑性聚氨酯(TPU)和0.01至30%納米粘土的比例進(jìn)行。
[0024]本發(fā)明涉及三個(gè)步驟過(guò)程(步驟a)至C))。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，實(shí)施第四步驟，即隨后加工產(chǎn)物I以借助擠出、吹制、鑄造、碾磨和/或噴霧生產(chǎn)產(chǎn)物II。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，以兩個(gè)步驟(步驟i和ii)實(shí)施該方法的第一步驟。
[0025]以下術(shù)語(yǔ)用來(lái)描述該方法的產(chǎn)物和中間產(chǎn)物:
[0026]步驟a)導(dǎo)致“中間產(chǎn)物I”的生產(chǎn)。如果步驟a)以兩個(gè)步驟實(shí)施，則步驟i的中間產(chǎn)物是“中間產(chǎn)物Ia”。步驟ii隨后導(dǎo)致“中間產(chǎn)物I”的生產(chǎn)。
[0027]在本文所述的多種實(shí)施方式和實(shí)驗(yàn)中，“中間產(chǎn)物I”也稱作“TPU-1”或“母料”。
[0028]步驟b)導(dǎo)致“中間產(chǎn)物II”的生產(chǎn)。在本文所述的多種實(shí)施方式和實(shí)驗(yàn)中，“中間產(chǎn)物II”也稱作“TPU-2”。
[0029]步驟c)導(dǎo)致“產(chǎn)物I”的生產(chǎn)。在本文所述的多種實(shí)施方式和實(shí)驗(yàn)中，“產(chǎn)物I”也稱作 “TPU-3”。
[0030]隨后可以加工步驟c)的“產(chǎn)物I”以借助擠出、吹制、鑄造、碾磨和/或噴霧生產(chǎn)“產(chǎn)物II”。在本文所述的多種實(shí)施方式和實(shí)驗(yàn)中，“產(chǎn)物II”也稱作“TPU-4”。
[0031]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法的特征在于步驟i)中的混合以70-90%，優(yōu)選地80%熱塑性聚氨酯(TPU)和10-30%，優(yōu)選地20%納米粘土組分的比例進(jìn)行。[0032]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法的特征在于步驟i)中的混合以90-99%，優(yōu)選地97%熱塑性聚氨酯(TPU)和0.1-10%，優(yōu)選地3%中間產(chǎn)物Ia的比例進(jìn)行。
[0033]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法的特征在于根據(jù)權(quán)利要求1所述的步驟b)中的混合以70-90%，優(yōu)選地80%純TPU (考慮到除額外添加的TPU之外，中間產(chǎn)物I中存在的TPU) ; 10-90%中間產(chǎn)物I ;和8-30%，優(yōu)選地20%多元醇組分的比例進(jìn)行。
[0034]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法的特征在于根據(jù)權(quán)利要求1所述的步驟c)中的混合以50-70%，優(yōu)選地60%中間產(chǎn)物II ；20-40%,優(yōu)選地28%PC組分；和6_18%，優(yōu)選地12%PCL組分的比例進(jìn)行。
[0035]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法的特征在于一個(gè)或多個(gè)步驟中的組分的混合在分段單螺桿、雙螺桿或多螺桿熔體擠出機(jī)，優(yōu)選地單螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行。
[0036]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法的特征在于所述方法的一個(gè)或多個(gè)步驟的熔融溫度在80°C和300°C之間，優(yōu)選地140°C至250°C，更優(yōu)選地是大約200°C。
[0037]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法的特征在于擠出機(jī)的加熱段具有出不同的溫度，從而該段中的溫度隨通過(guò)擠出機(jī)的混合物的推進(jìn)而增加。
[0038]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法的特征在于擠出機(jī)具有3至20個(gè)加熱段，優(yōu)選地5至15個(gè)段，更優(yōu)選地7至12個(gè)區(qū)段，從而隨通過(guò)擠出機(jī)的混合物的推進(jìn)，溫度從80°C逐步增加至300°C，優(yōu)選地從140°C逐步增加至250°C。
[0039]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法的特征在于擠出機(jī)具有3至20個(gè)螺桿區(qū)段、優(yōu)選地5至15個(gè)段的螺桿，從而螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)以均化混合物，從而螺桿段可以具有相同或不同的構(gòu)型，這些構(gòu)型反過(guò)來(lái)決`定混合物的均化。
[0040]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法的特征在于擠出機(jī)的螺桿速度設(shè)定為50至1000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)之間的值,優(yōu)選地150至700rpm之間的值,更優(yōu)選地250至500rpm之間的值。
[0041]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法的特征在于在擠出后將一個(gè)或多個(gè)步驟的混合物冷卻，優(yōu)選地在水浴中冷卻。
[0042]本發(fā)明的又一個(gè)方面涉及由本發(fā)明方法可獲得的合成材料。
[0043]本發(fā)明的又一個(gè)方面涉及由本發(fā)明方法生產(chǎn)的合成材料。
[0044]本發(fā)明還涉及合成材料，優(yōu)選地由本發(fā)明的方法生產(chǎn)，其包含以下組分:
[0045]30% 至 60%，優(yōu)選地 45% 至 55% 的 TPU，
[0046]8%至30%，優(yōu)選地10%至14%的多元醇，
[0047]0.001%至5%，優(yōu)選地0.01%至2%的納米粘土，
[0048]20% 至 40%，優(yōu)選地 25% 至 30% 的 PC，和
[0049]6% 至 18%，優(yōu)選地 10% 至 14% 的 PCL。
[0050]本發(fā)明的又一個(gè)方面涉及包含47.712%TPU、12.0%多元醇、0.288%納米粘土、28%PC和12%PCL的合成材料。當(dāng)如上文所述的TPU、多元醇、納米粘土、PC和PCL的優(yōu)選值組合時(shí)，且在步驟b)中沒(méi)有額外的TPU，這種混合物出現(xiàn)。
[0051]本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式由具有以下組成的合成材料限定:47.946%TPU、12.0%多元醇、0.054%納米粘土、28%PC和12%PCL。根據(jù)實(shí)施例9生產(chǎn)這個(gè)實(shí)施方式，從而在步驟
b)中添加額外的TPU。MB2012-20-4是母料TPU/納米粘土混合物(中間產(chǎn)物I)，從而納米粘土組分在MB2012-20-4中的量是0.6%。
[0052]發(fā)明詳述
[0053]優(yōu)選的實(shí)施方式的發(fā)明以用于生產(chǎn)新的合成材料的方法為特征，所述方法包括TPU、納米粘土、多元醇、聚碳酸酯(PC)和/或聚己內(nèi)酯組分(PCL)的組合。大量的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)顯示各種組分組合的順序和進(jìn)行每種混合的條件是生產(chǎn)所需產(chǎn)物時(shí)的重要因素。
[0054]現(xiàn)有方法中的多種問(wèn)題已經(jīng)相對(duì)于本發(fā)明的每個(gè)方法步驟而存在。例如，TPU/納米粘土混合需要使納米粘土組分在TPU組分中充分稀釋，這可能是個(gè)漫長(zhǎng)和復(fù)雜的過(guò)程。經(jīng)常擠出機(jī)工藝不足夠地長(zhǎng)和/或低濃度納米粘土的混合在正常均化器條件下在正常擠出機(jī)的整個(gè)長(zhǎng)度范圍內(nèi)不是充分均勻的。這個(gè)步驟是一個(gè)方法步驟，因?yàn)槿绻{米粘土組分沒(méi)有充分地分布在TPU中，則后續(xù)復(fù)合物形成(與隨后的多元醇、PC和/或PCL組分的聚合和/或粘附)是不符合標(biāo)準(zhǔn)的，從而產(chǎn)生不顯示本文所述的所需特性的合成材料。
[0055]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，TPU和納米粘土的混合在兩個(gè)混合步驟中實(shí)施，因而以快速和有效的方式提供納米粘土在TPU內(nèi)的均勻混合。這種兩步驟混合過(guò)程先前未曾描述并且盡管被潛在視為明顯的稀釋方法，但是就先前難以在熔融TPU中實(shí)現(xiàn)充分的納米粘土分布而言，在現(xiàn)有技術(shù)范圍內(nèi)的這種發(fā)展代表令人驚訝積極的結(jié)果?？紤]所需的分布/均化程度，將這種方法分成兩個(gè)更容易的加工步驟，這代表一種令人驚訝地快速和有效的方法。
[0056]在優(yōu)選實(shí)施方式中使用以下可互換的術(shù)語(yǔ)描述該方法:
[0057]第一混合步驟包括熱塑性聚氨酯(TPU)和納米粘土組分的混合，從而生產(chǎn)中間產(chǎn)物I。這種產(chǎn)物在本實(shí)施例中也稱作TPU-ι?？蛇x地，這種混合物可以稱作母料。這種混合物也可以稱作TPU/納米粘土混合物。
[0058]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，這種第一混合步`驟以兩個(gè)步驟實(shí)施，即熱塑性聚氨酯(TPU)和納米粘土組分的混合，從而生產(chǎn)中間產(chǎn)物Ia，隨后將熱塑性聚氨酯(TPU)和中間產(chǎn)物Ia接著混合，從而生產(chǎn)中間產(chǎn)物I (TPU-1或母料)。中間產(chǎn)物I稱作適于隨其他組分一起進(jìn)一步加工或進(jìn)一步用TPU稀釋的母料。優(yōu)選地，中間體I是稀釋的納米粘土。TPU-1包含低濃度的正確分布的納米粘土，用于隨后與多元醇、PC和PCL組分混合。
[0059]第二關(guān)鍵混合步驟包括將中間產(chǎn)物I與多元醇組分混合，從而生產(chǎn)中間產(chǎn)物II。中間產(chǎn)物II在本實(shí)施例中也稱作TPU-2。
[0060]直到現(xiàn)在，將多元醇混入到中間產(chǎn)物I中都是這類合成材料的生產(chǎn)中的一個(gè)巨大障礙。與TPU/納米粘土混合物接觸時(shí)，多元醇組分一般顯示低劣的溶解度。在早期進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，證實(shí)多元醇組分顯示出低劣的溶解度?？梢栽诟鞣N擠出條件下實(shí)現(xiàn)成功，然而，在根據(jù)實(shí)施例8的實(shí)驗(yàn)中描述的條件代表一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中多元醇組分顯示足夠的溶解度和均化。
[0061]該優(yōu)選實(shí)施方式涉及用單螺桿型擠出機(jī)擠出。這種擠出機(jī)的一個(gè)例子是“Buss-Ko-Kneter”。其區(qū)別特征在于以同步驅(qū)動(dòng)所生產(chǎn)的正弦運(yùn)動(dòng)方式每旋轉(zhuǎn)一次螺桿軸軸向地振蕩一次。螺桿軸上的特征性捏合刮板與捏合機(jī)桶內(nèi)部的固定的捏合齒或捏合螺栓相互作用，從而在它們之間比采用額外的系統(tǒng)時(shí)更直接和快速地剪切各種成分。另外，振蕩的螺桿軸確保通過(guò)反復(fù)的產(chǎn)物分離、折疊和再定位以軸向方向強(qiáng)烈混合。這種獨(dú)特運(yùn)行原理導(dǎo)致非常好的分布混合，這歸功于產(chǎn)物組分的最佳分布。如果熔體粘度和各種組分的范圍大幅度變動(dòng)并且如果不得不摻入液體成分或高比例的纖維或填料，則這是特別重要的。分散混合作用也比使用額外的系統(tǒng)更高效，因?yàn)椴淮嬖谝驂毫Ψ逯祷蚋邚较驂毫λ碌漠a(chǎn)物損壞風(fēng)險(xiǎn)。在每個(gè)剪切循環(huán)后，通過(guò)膨脹至相鄰槽中使得基質(zhì)卸壓以便在下一個(gè)剪切循環(huán)之前分離、折疊和再定位。
[0062]在本發(fā)明對(duì)于混合的顯著效果當(dāng)中，尤其當(dāng)引入多元醇組分時(shí)，與額外的系統(tǒng)相t匕，包括極低的加工長(zhǎng)度/直徑比、短停留時(shí)間和較低產(chǎn)物溫度。另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是高程度的自清潔作用。
[0063]令人驚訝和有利的研究結(jié)果是含有中間產(chǎn)物I的多元醇混合物顯示如此良好的溶解度和均化。
[0064]實(shí)施例7的較早實(shí)驗(yàn)顯示了一些成功，其中多元醇組分是可溶解的，雖然不是完全溶解。然而，這些混合物適于在后續(xù)步驟中稍后加工，雖然不如根據(jù)實(shí)施例8的實(shí)驗(yàn)的中間物質(zhì)II那樣優(yōu)選。
[0065]第三關(guān)鍵混合步驟包括中間產(chǎn)物II (TPU-2)與聚碳酸酯(PC)和/或聚己內(nèi)酯組分(PCL)的混合，從而生產(chǎn)產(chǎn)物I。產(chǎn)物I還在實(shí)驗(yàn)實(shí)施例中稱作TPU-3。
[0066]如果需要，隨后加工產(chǎn)物I (TPU-3)以借助擠出、吹制、鑄造、碾磨和/或噴霧生產(chǎn)產(chǎn)物II (還稱作E-TPU)，以獲得粒子、顆粒、薄膜、纖維、泡沫、線、片材和/或箔。在這個(gè)實(shí)施方式中，必須應(yīng)用合適的加工機(jī)械，以便生產(chǎn)“最終”形式的材料。如果需要顆粒，則使用制粒機(jī)?？蛇x地，材料的發(fā)泡或噴霧是可能的。然而，產(chǎn)物II可以再加工，這意味著可以將它再次熔化并再加工以形成另一種新形式或用途。產(chǎn)物在再加工期間自始至終穩(wěn)定，當(dāng)需要時(shí)允許材料的再循環(huán)。
[0067]本發(fā)明的合成 材料涉及塑料物質(zhì)或聚合物，其包括熱塑性聚氨酯(TPU)和納米粘土的交聯(lián)型和/或粘性的混合物。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，產(chǎn)物包含TPU、納米粘土、多元醇、聚碳酸酯(PC)和/或聚己內(nèi)酯組分(PCL)的組合。
[0068]通過(guò)本發(fā)明方法生產(chǎn)的合成材料顯示新的化學(xué)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由如本文所述的組分和加工步驟的獨(dú)特組合而產(chǎn)生。所生產(chǎn)的化學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)選地是聚合作用和粘附的組合，從而納米粘土組分充當(dāng)導(dǎo)致反應(yīng)組分聚合和/或再聚合的化學(xué)反應(yīng)催化劑或充當(dāng)提供組分之間強(qiáng)力粘附的膠粘劑組分，從而生產(chǎn)長(zhǎng)期耐久和穩(wěn)定的無(wú)異氰酸酯合成材料。優(yōu)選地，聚合作用額外或排他性地包括加聚反應(yīng)。本文所述的合成材料可以稱作聚合物或合成材料或塑料或改性聚氨酯，不是用來(lái)描述獨(dú)立的產(chǎn)物。借助本發(fā)明方法生產(chǎn)的材料顯示了新的結(jié)構(gòu)，其可以是聚合作用和/或粘附的組合。
[0069]熱塑性聚氨酯(TPU)
[0070]熱塑性聚氨酯(TPU)是由通過(guò)氨基甲酸酯(聚氨酯)鍵連接的有機(jī)單元鏈組成的聚合物。TPU定義為任何熱塑性聚氨酯。本發(fā)明可以用任一種TPU實(shí)施。TPU可以按碾磨或磨碎等級(jí)使用。
[0071]以下的TPU是優(yōu)選的:
[0072]Pearlcoat 162K
[0073]Pearlthane 16N80
[0074]Pearlthane Clearl5N80
[0075]Desmopan385S
[0076]Elastol Ianl 185A[0077]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，Pearlcoatl62K包括基于聚醚的TPU，其以半透明無(wú)色粒
料形式供應(yīng)，兼具硬度及優(yōu)異低溫?fù)闲院蜆O好水解抗性。下表中列出常見(jiàn)特性:
[0078]
【權(quán)利要求】
1.用于無(wú)異氰酸酯生產(chǎn)合成材料產(chǎn)物I的方法，包括 a)將熱塑性聚氨酯（TPU)和納米粘土組分混合，借以生產(chǎn)中間產(chǎn)物I， b)將從a)獲得的中間產(chǎn)物I與多元醇組分以及任選額外的TPU混合，借以生產(chǎn)中間產(chǎn)物II， c)將從b)獲得的中間產(chǎn)物II與聚碳酸酯（PC)和/或聚己內(nèi)酯組分（PCL)混合，借以生產(chǎn)產(chǎn)物I。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于隨后借助擠出、吹制、鑄造、碾磨和/或噴霧加工產(chǎn)物I來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)物II，以獲得粒子、顆粒、薄膜、纖維、泡沫、線、片材和/或箔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于以兩個(gè)步驟實(shí)施步驟a)，即 i將熱塑性聚氨酯（TPU)和納米粘土組分混合，借以生產(chǎn)中間產(chǎn)物Ia，隨后 ii將熱塑性聚氨酯（TPU)和中間產(chǎn)物Ia混合，借以生產(chǎn)中間產(chǎn)物I。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于步驟i)中的混合以70-90%，優(yōu)選地80%的熱塑性聚氨酯（TPU)和10-30%，優(yōu)選地20%的納米粘土組分的比例進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟ii)中的混合以90-99%，優(yōu)選地97%的熱塑性聚氨酯（TPU)和O. 1-10%，優(yōu)選地3%的中間產(chǎn)物Ia的比例進(jìn)行。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求1所述的步驟b)中的混合以70-90%，優(yōu)選地80%的純TPU (考慮到除任選額外添加的TPU之外，中間產(chǎn)物I中存在的TPU) ； 10-90%的中間產(chǎn)物I ;和8-30%，優(yōu)選地20%的多元醇組分的比例進(jìn)行。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求1所述的步驟c)中的混合以50-70%，優(yōu)選地60%的中間產(chǎn)物II ;20-40%，優(yōu)選地28%的PC組分；和6-18%,優(yōu)選地12%的PCL組分的比例進(jìn)行。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在一個(gè)或多個(gè)步驟中的組分的混合在分段單螺桿、雙螺桿或多螺桿熔體擠出機(jī)，優(yōu)選地單螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述方法的一個(gè)或多個(gè)步驟的熔融溫度在80°C和300°C之間，優(yōu)選地140°C至250°C，更優(yōu)選地是大約200°C。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述擠出機(jī)的加熱段具有不同的溫度，從而所述段中的溫度隨通過(guò)擠出機(jī)的混合物的推進(jìn)而增加。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述擠出機(jī)具有3至20個(gè)加熱段，優(yōu)選地5至15個(gè)段，更優(yōu)選地7至12個(gè)段，從而隨通過(guò)擠出機(jī)的混合物的推進(jìn)，溫度從80°C逐步增加至300°C，優(yōu)選地從140°C逐步增加至250°C。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述擠出機(jī)具有3至20個(gè)螺桿段，優(yōu)選地5至15個(gè)段，從而螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)以使混合物均化，具有所述螺桿段可以具有相同或不同的構(gòu)型，所述構(gòu)型反過(guò)來(lái)決定所述混合物的均化。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述擠出機(jī)的螺桿速度設(shè)定為50至1000轉(zhuǎn)/分鐘（rpm)之間的值，優(yōu)選地150至700rpm之間的值，更優(yōu)選地250至500rpm之間的值。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在擠出后將一個(gè)或多個(gè)步驟中的混合物冷卻，優(yōu)選地在水浴中冷卻。
15.合成材料，其由根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法可獲得。
16.合成材料，其由根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法生產(chǎn)。
17.合成材料，優(yōu)選地由本發(fā)明的方法生產(chǎn)，其包含 .30%至60%，優(yōu)選地45%至55%的TPU ； .8%至30%，優(yōu)選地10%至14%的多元醇； .0.001%至5%，優(yōu)選地0.01%至2%的納米粘土 ； .20%至40%，優(yōu)選地25%至30%的PC ;和 .6%至18%，優(yōu)選地10%至14%的PCL。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的合成材料，其包含47.712%的TPU、12.0%的多元醇、0.288%的納米粘土、28%的PC和12%的PCL0
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的合成材料，其包含47.946%的TPU、12.0%的多元醇、0.054%的納米粘土、28%的PC和12%的PCL。
【文檔編號(hào)】C08K3/34GK103842440SQ201280041155
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月22日
【發(fā)明者】希爾維亞·R·霍夫曼 申請(qǐng)人:希爾維亞·R·霍夫曼