CN103554414A - 聚氨酯-脲弹性体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚氨酯-脲材料及其生产方法。这些聚氨酯-脲优选是光学透明的，包含脂(环)族多异氰酸酯或其预聚物与异氰酸酯-活性组分的反应产物，所述异氰酸酯-活性组分包含一种或多种含有两个伯胺基的芳族二胺和一种或多种含有两个仲胺基的化合物，所述仲氨基与脂族部分和/或芳族部分连接。该异氰酸酯-活性组分还可包含一种或多种羟基官能化合物。本发明提供固体聚氨酯-脲较快的“生坯固化时间”，使得这些聚氨酯-脲能够在较短的时间内脱模，然后在模具外进行后固化。

Description

聚氨酯-脲弹性体
本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2006/041362，国际申请日为2006年10月23日，进入中国国家阶段的申请号为200680040482.7，发明名称为“聚氨酯-脲弹性体”的发明专利申请的分案申请。
发明背景
本发明涉及聚氨酯-脲弹性体及其生产方法，所述聚氨酯-脲弹性体优选是光学透明的。
各种光稳定性浇注弹性体以及这些弹性体的生产方法是已知的，且在本领域中有所描述。例如，参见美国专利3,755,262、3,866,242、4,153,777、4,404,353和4,808,690和德国公开说明书2,109,901。
美国专利3,755,262中揭示了透明的高抗冲聚氨酯产品。这些产品本身可以是弹性或非弹性的。适用于制备这些光学聚氨酯的液体聚氨酯反应混合物由一步(one-shot)法或预聚物法制得。优选的混合物包含非芳族多异氰酸酯和含活性氢的多元醇，该多元醇平均每分子含有两个以上羟基，分子量最高达约800。
美国专利3,866,242揭示了由聚氨酯构成的防护物，其以刨花板(clipboard)、挡风板、面罩等的外形成型。所描述的这些聚氨酯是透明的，具有极佳的光学透明度。合适的聚氨酯通过以下方法制得：使聚酯多元醇或聚醚多元醇与亚甲基二(环己基异氰酸酯)反应形成预聚物，使该预聚物与含伯胺基的化合物反应，所述含伯胺基的化合物优选是在两个芳环之间具有亚甲基桥的化合物，例如亚甲基二(2-氯苯胺)。
美国专利4,153,777描述了物理性能改进的聚氨酯。该参考文献特别揭示了表现出良好的光学透明度且具有耐候性、耐紫外性和耐热性的无孔聚氨酯。这些聚氨酯包含异氰酸酯封端的预聚物，该预聚物通过以下步骤制得：首先使异氰酸酯与水反应，然后与多元醇反应形成预聚物。然后用多元醇对该预聚物进行增链或交联反应，形成固化的聚氨酯。合适的异氰酸酯包括脂(环)族异氰酸酯，合适的增链剂和交联剂包括1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷之类的化合物。
美国专利4,808,690描述了具有高热变形温度的高度交联的透明聚氨酯。这些聚氨酯包含由多异氰酸酯和至少一种多官能含羟基中间体制备的预聚物，和多元醇固化组分。合适的多官能含羟基中间体包括多元醇、聚酯多元醇和它们的混合物。合适的多异氰酸酯包括脂(环)族多异氰酸酯，所述多元醇固化组分可以是聚酯或多元醇。
例如，美国专利5,510,445、5,646,230、5,714,562和6,174,984中揭示了其它光稳定性弹性体。这些弹性体可以是如美国专利5,714,562和6,174,984揭示的聚氨酯；如美国专利5,646,230揭示的聚氨酯/脲；或如美国专利5,510,445揭示的聚脲。
美国专利6,174,984揭示了具有弹性的透明聚氨酯弹性体。这些弹性体包含A)、B)和C)的反应产物：A)至少一种二异氰酸酯和至少一种聚醚多元醇的预聚物，其游离二异氰酸酯含量小于预聚物的1％；B)至少一种烷基化的芳族二胺，其量足以与预聚物中可获得异氰酸酯含量的约50-105％的异氰酸酯反应；C)至少一种有机酸催化剂，其量足以将适用期降低到不超过两分钟。这些弹性体具有高弹性和透明度。
美国专利5,510,445描述了通过一步法制备的聚脲弹性体。该方法包括使(a)、(b)和(c)反应：(a)一种或多种脂(环)族二异氰酸酯；(b)一种或多种胺封端的液体聚合物，其含有至少两个与芳基连接的异氰酸酯-活性伯胺或仲胺基和/或与脂族基连接的异氰酸酯-活性仲氨基，且分子量为400-6,000；(c)一种或多种分子量为108-399的芳族二胺增链剂，其任选地与一种或多种交联剂混合。合适的二异氰酸酯包括4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(rMDI)及其预聚物。揭示了DETDA作为合适的芳族二胺增链剂。
美国专利5,811,506和6,258,917描述了可挤出的热塑性脲延长聚氨酯。美国专利5,811,506揭示的聚氨酯包含(a)、(b)和(c)的反应产物：(a)聚氨酯预聚物；(b)至少一种第一二胺固化剂；(c)至少一种不同于第一二胺固化剂的第二二胺固化剂。美国专利6,258,917揭示的聚氨酯包含(a)和(b)的反应产物：(a)聚氨酯预聚物；(b)至少一种选自2,4-二氨基-3,5-二乙基甲苯、2,6-二氨基-3,5-二乙基甲苯、4,4’-亚甲基-二(2-6-二异丙基苯胺)、三丙二醇二对氨基苯甲酸酯和它们的混合物的二胺固化剂。这些聚氨酯的肖氏A(Shore A)硬度为72-84，DMA Tg等于或小于-80℃，TMA软化点为205-208℃。
美国专利5,962,617和6,127,505也揭示了聚氨酯材料。在美国专利5,962,617中，这些聚氨酯材料包含(a)和(b)的反应产物：(a)聚氨酯预聚物，其通过亚甲基-二(环己基异氰酸酯)与重均分子量为500-2000的含OH中间体以2.5-4.0NCO/1.0OH的当量比反应制得；(b)芳族二胺固化剂，其具有两个通过亚甲基连接的芳环基，其中各芳环被一个NH2基取代，芳环剩余的4个位置中的3个被取代，NH2:NCO的当量比为0.95:1.0至1.02:1.0。
美国专利6,127,505揭示到这些聚氨酯材料包含(a)聚氨酯预聚物和(b)至少一种第一芳族二胺固化剂的反应产物。合适的预聚物通过脂族或脂环族二异氰酸酯与重均分子量为400-2000的含OH中间体反应制得，其中当量比约为2.5-4.0NCO/1.0OH。所述二胺固化剂选自2,4-二氨基-3,5-二乙基甲苯、2,6-二氨基-3,5-二乙基甲苯和它们的混合物，当量比为0.85-1.02NH2:1.0NCO。
美国专利6,562,932描述了通过一步法制得的光稳定性氨基甲酸酯-脲弹性体和它们的生产方法。该方法包括使多异氰酸酯或其预聚物与异氰酸酯-活性组分在C)至少一种有机金属催化剂存在下反应。合适的异氰酸酯-活性组分包含(1)至少一种芳族二胺化合物和(2)至少一种分子量为62-6000的具有至少两个羟基的有机化合物。
美国专利6,939,939揭示了一种聚脲/氨基甲酸酯材料和制备该材料的方法。这些聚脲/氨基甲酸酯材料被描述为具有良好的光学性质和高抗冲击性。这些材料包含A)与B)在催化剂存在下的反应产物：A)氨基甲酸酯预聚物，其通过使第一二异氰酸酯与第一多元醇反应制得，所述反应物的用量应使得预聚物具有至少约3个异氰酸酯基/羟基的当量比；B)固化剂，其包含(1)通过第二二异氰酸酯与第二多元醇反应制得的羟基封端的增链聚合物，所述反应物的用量应使得所得聚合物具有约3-8个羟基/异氰酸酯基的当量比，(2)二胺。
在美国专利6,562,932和6,939,939中，由于异氰酸酯预聚物具有较高的异氰酸酯基/羟基比，已经取得一些加工上的优点。尽管有这些优点，还需要进一步的提高，特别是进一步改善加工和提高固化速率。
在涂料组合物中使用聚天冬氨酸酯是已知的。这些涂料是基于聚氨酯和/或聚脲，其包含多异氰酸酯组分和符合表示聚天冬氨酸酯的特定通式的异氰酸酯-活性组分的反应产物。例如，参见美国专利5,126,170、5,236,741、5,243,012、5,489,704、5,580,945和5,736,604。美国专利5,489,704描述了符合特定通式的醛亚胺/天冬氨酸酯，以及由这些醛亚胺/天冬氨酸酯与多异氰酸酯反应制备涂料组合物。但是，聚天冬氨酸酯还没有用于光学透明的聚氨酯/脲。
本发明要求保护的方法的优点包括进一步改进加工。通常，还可看出以明显更快的速率生产部件。本发明中改进的加工得到了变形、条纹、流线减少且不混浊的部件。因此，本发明得到不含污点的部件，该部件只需要2-3小时就可以脱模(称为生坯固化时间)，随后离线后固化(post-cure)。
本发明所需的芳族伯二胺化合物和含有2个仲胺基的异氰酸酯-活性化合物的组合得到比其它已知的体系和方法有所改进的部件和加工。
发明概述
本发明涉及聚氨酯-脲组合物及其生产方法。更具体地，这些组合物优选是光学透明的，其性能从具有60-95的肖氏A硬度的弹性体变化至具有50-85的肖氏D硬度的硬固体聚氨酯-脲。另外，本发明的聚氨酯-脲优选特点在于有较短的生坯固化(green-cure)时间，通常例如约为30分钟至5小时，优选约为1-4小时，更优选约为2-3小时。
本发明的聚氨酯-脲包含(A)与(B)在(C)存在下的反应产物：
(A)至少一种脂(环)族多异氰酸酯或其预聚物，其NCO基团含量约为4-50％，平均官能度约为2-3；
(B)异氰酸酯-活性组分，其包含：
(1)一种或多种分子量约为100-1000的含两个伯芳族胺基的芳族二胺化合物，
(2)一种或多种分子量约为100-750、优选约200-600的含两个仲胺基的异氰酸酯-活性化合物，其中所述仲胺基与脂(环)族部分和/或芳族部分相连；
和任选的
(3)一种或多种OH官能度约为2-3、分子量约为100-4000的羟基官能化合物；
(C)一种或多种催化剂；
其中，(A)和(B)的相对量应使得异氰酸酯指数约为95-110，优选约为100-105。
本发明还涉及一种制备聚氨酯-脲的方法。这些聚氨酯-脲是在肖氏A硬度范围内的弹性体和在肖氏D硬度范围内的固体聚氨酯-脲。优选肖氏D硬度范围内的固体聚氨酯-脲是光学透明的。
本发明的聚氨酯-脲的制备方法包括：
(I)使(A)与(B)在(C)存在下反应：
(A)至少一种脂(环)族多异氰酸酯或其预聚物，其NCO基团含量约为4-50％，平均官能度约为2-3；
(B)异氰酸酯-活性组分，其包含：
(1)一种或多种分子量约为100-1000的含两个伯芳族胺基的芳族二胺化合物，
(2)一种或多种分子量约为100-750、优选约200-600的含两个仲胺基的异氰酸酯-活性化合物，其中所述仲胺基与脂(环)族部分和/或芳族部分相连；
和任选的
(3)一种或多种OH官能度约为2-3、分子量约为100-4000的羟基官能化合物；
(C)一种或多种催化剂；
其中，(A)和(B)的相对量应使得异氰酸酯指数约为95-110，优选约为100-105。
发明详述
组分(A)的液体多异氰酸酯或多异氰酸酯预聚物的NCO基团含量约为4-50%，平均官能度约为2-3。优选的是预聚物。
优选组分(A)的NCO基团含量至少约为4重量％。还优选组分(A)的NCO基团含量小于或等于50重量％，更优选小于或等于26重量％。组分(A)的NCO基团含量还可以在这些上限值和下限值的任意组合的范围内，包括这些上限值和下限值，例如至少约4重量%至50重量%，更优选至少约4重量%至26重量％。还优选组分(A)的官能度约为2。
依据本发明，组分(A)可以例如包含：
(A)(1)20-100重量%、优选30-95重量%、更优选60-90重量%、最优选70-80重量％的脂(环)族多异氰酸酯，
(A)(2)0-80重量%、优选5-70重量%、更优选10-40重量%、最优选20-30重量％的至少一种分子量约为100-4000的羟基官能化合物；
(A)(1)和(A)(2)的总和等于组分(A)的100重量％。
另外，组分(A)包含重量百分数在这些上限值和下限值的任意组合的范围内(包括这些上限值和下限值)的(A)(1)和重量百分数在这些上限值和下限值的任意组合的范围之间(包括这些上限值和下限值)的(A)(2)。(A)(1)的重量％和(A)(2)的重量％之和等于组分(A)的100重量％。
在组分(A)包含异氰酸酯预聚物的本发明实施方式中，(A)(1)异氰酸酯与(A)(2)羟基官能化合物的相对量可以与上述量不同。当组分(A)是预聚物时，通常对(A)(1)异氰酸酯和(A)(2)羟基官能化合物的相对量加以选择，使得预聚物中NCO与OH的当量比至少约为2.25:1.0，优选至少约为5.0:1.0，更优选至少约为6.0:1.0，最优选至少约为6.5:1.0。通常还对(A)(1)异氰酸酯与(A)(2)羟基官能化合物的相对量加以选择，使得预聚物中NCO与OH的当量比约为20.0:1.0，优选小于或等于约12.25:1.0，更优选小于或等于约10.0:1.0，最优选小于或等于约8.0:1.0。预聚物的NCO与OH的当量比在这些上限值和下限值的任意组合的范围内，包括这些上限值和下限值，例如约2.25NCO:1.0OH至20.0NCO:1.0OH，优选约5.0NCO:1.0OH至12.25NCO:1.0OH，更优选约6.0NCO:1.0OH至10.0NCO:1.0OH，最优选约6.5NCO:1.0OH至8.0NCO:1.0OH。
组分(A)可以是液体的单体脂(环)族二异氰酸酯或液体多异氰酸酯预聚物。液体多异氰酸酯预聚物组分(A)可以通过例如在氮气保护或氮气鼓泡的条件下，任选地在催化剂存在下，在约60-100℃的温度加热2-4小时使二异氰酸酯(A)(1)与具有至少2个羟基的有机化合物(A)(2)反应而制得。通过%NCO滴定监控反应。也可以使用其它已知的制备预聚物的合适方法。
文中所用的术语“脂(环)族”包括具有脂族异氰酸酯基和/或脂环族异氰酸酯基的化合物。适用于组分(A)(1)的脂(环)族多异氰酸酯通常包括那些NCO基团含量至少约为14%、优选至少约为30%、最优选至少约为32%的脂(环)族多异氰酸酯。适用于组分(A)(1)的脂(环)族多异氰酸酯的NCO基团含量通常还小于或等于约50%，最优选小于或等于约45%。适用于组分(A)(1)的脂(环)族多异氰酸酯包括那些NCO基团含量通常在这些上限值和下限值的任意组合的范围内(包括这些上限值和下限值)的脂(环)族多异氰酸酯，例如，约14重量%至50重量%，优选约30重量%至50重量%，最优选约32重量%至45重量％。而且，合适的多异氰酸酯的官能度通常约为2-3。
合适的脂(环)族多异氰酸酯的一些例子包括例如4,4'-二环己基甲烷二
异氰酸酯(rMDI)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)、1,3-二(异氰酸甲酯基)环己烷(H-XDI)、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯(m-TMXDI)和它们的混合物。优选用于组分(A)(1)的多异氰酸酯是4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，其异氰酸酯基含量约为32%，可从拜尔材料科学有限公司(Bayer MaterialScience LLC)购得。
组分(A)(2)的有机化合物含有至少两个羟基。适用于组分(A)(2)的化合物的分子量通常至少约为100，优选至少约为200。用于组分(A)(2)的有机化合物的分子量通常还小于或等于约4,000，更优选小于或等于约2,000，最优选小于或等于约1,000。用作组分(A)(2)的有机化合物的分子量可以在这些上限值和下限值的任意组合的范围内，包括这些上限值和下限值，例如约100-4,000，优选约200-4,000，更优选约200-2,000，最优选约200-1,000。
适合用作本发明的组分(A)(2)的有机化合物包括那些具有至少2个羟基、优选不超过3个羟基的羟基官能化合物。优选组分(A)(2)含有2个羟基。组分(A)(2)的分子量范围从至少约为200至不超过约4,000，最优选约为200至1,000。适合用作组分(A)(2)的化合物的例子包括二醇(glycol)、聚醚、聚硫醚、聚酯、聚己内酯(polycaprolactones)、聚碳酸酯、聚缩醛和它们的混合物。
二醇和其它适合用于(A)(2)的组分的例子包括已知的适合作为低分子量增链剂的化合物以及低分子量二醇。一些例子包括分子量等于或小于约350的那些化合物，例如亚烷基(C2-22)二醇，诸如乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、1,6-己二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2,4-三甲基戊-1,3-二醇、新戊二醇、1,10-十二烷二醇；聚(亚烷基(C2-15)二醇)，例如二甘醇、三甘醇、四甘醇、双丙甘醇、三丙二醇；聚四亚甲基二醇-250、其它二醇如环己烷二甲醇、氢化双酚A、1,4-二羟基-2-丁烯、2,6-二甲基-1-辛烯-3,8-二醇、氢醌二(2-羟基-乙基)醚、间苯二酚二(2-羟基-乙基)醚、二羟基-亚乙基对苯二甲酸酯；分子量等于或小于350的低分子量三醇，例如丙三醇、2-甲基-2-羟基-甲基-1,3-丙二醇、2,4-二羟基-3-羟基甲基戊烷、1,2,6-己三醇、1,1,1-三(羟甲基)丙烷、2,2-二(羟甲基)-3-丁醇和其它脂族三醇(C8-20)等，以及它们的混合物，等等。还可以使用上述化合物与少量单官能和/或更高官能化合物的混合物作为组分(A)(2)，前提是满足上述官能度和分子量要求。
适合用作组分(A)(2)的聚酯多元醇可以例如由具有2-12个碳原子的有机二羧酸、优选具有4-6个碳原子的脂族二羧酸与多元醇、优选具有2-12个碳原子的二醇、更优选具有2-6个碳原子的二醇制得。可以使用的二羧酸的例子是：丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、马来酸、富马酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸。这些二羧酸可以单独使用或者相互混合使用。还可以不使用游离的二羧酸，而使用相应的二羧酸衍生物，例如二羧酸与具有1-4个碳原子的醇形成的酯，或二羧酸的酸酐。二元醇和多元醇的例子是乙二醇、二甘醇、1,2-和1,3-丙二醇、双丙甘醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、丙三醇和三羟甲基丙烷。优选用于制备本发明的异氰酸酯预聚物的聚酯多元醇的类型包括那些由内酯如ε-己内酯或羟基羧酸如ω-羟基己酸制备的聚酯多元醇。如同聚氨酯化学领域的技术人员已知的，聚酯多元醇可通过以下方法制得：使内酯与二醇(即二醇或三醇)反应，形成适用于制备本发明的预聚物的聚酯多元醇。优选的用于生产本发明的光学透明的聚氨酯脲的聚酯多元醇包括那些不具有结晶倾向的聚酯。
为了制备聚酯多元醇，有机多元羧酸如芳族和优选的脂族多元羧酸和/或它们的衍生物与多元醇可以在不使用催化剂或优选在酯化催化剂存在下，有利的是在惰性气体(例如，氮气、一氧化碳、氦气、氩气等)气氛中，并且在熔体温度150-250℃(优选180-220℃)下，如果需要,在减压下进行缩聚反应，直到达到所需的酸值，该酸值宜小于10，优选小于2。在一个优选的实施方式中，酯化混合物先在大气压下进行缩聚反应直到酸值为80-30、优选40-30，然后在小于500毫巴、优选50-150毫巴的压力下进行缩聚反应。可以使用的酯化催化剂的例子是包含金属、金属氧化物或金属盐形式的铁、镉、钴、铅、锌、锑、镁、钛或锡的催化剂。但是，缩聚反应也可以在稀释剂和/或载体存在下在液相中进行，所述稀释剂和/或载体例如苯、甲苯、二甲苯或氯苯，用于通过共沸蒸馏除去缩合的水。
此外，适合用作组分(A)(2)的化合物包括：通过使用低分子量二醇和低分子量三醇作为起始剂进行的碳酸亚乙酯的开环聚合反应得到的聚碳酸酯多元醇；天然多元醇，例如蓖麻油和/或大豆油；聚烯烃多元醇，例如聚丁二烯多元醇和聚异戊二烯多元醇，以及它们的水合产物。这些化合物可以单独使用或者作为它们中的两种或多种的混合物使用。
适用于组分(A)(2)的其它多元醇包括聚碳酸酯二醇，可通过碳酸二苯酯或碳酸二甲酯与低分子量二醇或三醇、或ε-己内酯改性的上述类型的二醇或三醇反应制得。
根据本发明可使用的合适的聚酯、聚硫醚、聚缩醛、聚碳酸酯和其它多羟基化合物可见例如High Polymers,第XVI卷,"聚氨酯，化学和技术(Polyurethanes,Chemistry and Technology,"Saunders-Frisch,IntersciencePublishers,纽约,伦敦,第I卷,1962,第32-42和44-54页，以及第II卷,1964,第5-6和198-199页；和Kunststoff-Handbuch，第VII卷,Vieweg-Hochtlen,Carl Hanser Verlag,Munich,1966,第45-71页。
根据本发明适合使用的聚醚是已知的，可通过例如以下方法得到：四氢呋喃或环氧化物(例如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、氧化苯乙烯或表氯醇)在合适的催化剂(例如BF3或KOH)存在下进行聚合，或者将这些环氧化物(优选环氧乙烷和环氧丙烷)以混合物的形式或相继地用化学方法加成到含活性氢原子的组分(例如水、醇或胺)上。可以烷氧基化形成本发明的组分(A)(2)的合适的起始剂化合物包括例如低分子量增链剂，乙二醇、丙二醇、二甘醇、双丙甘醇、二甘醇一丁醚、丁二醇、戊二醇、双酚A、新戊二醇、三甲基戊二醇、环己烷二甲醇、三羟甲基丙烷等。还可以使用合适的起始剂化合物的混合物，只要得到的多元醇混合物的官能度至少约为2.0即可。
合适的聚醚包括例如那些基于二官能起始物的化合物，例如水、乙二醇、丙二醇等。这些化合物包括环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物。
特别优选用作本发明的组分(A)的预聚物包括(A)(1)包含4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯的脂(环)族多异氰酸酯与(A)(2)至少一种分子量约为100-4000的具有至少两个羟基的有机化合物的反应产物。在此特别优选的实施方式中，预聚物优选包含(A)(1)以(A)的100重量％为基准计约40-80重量％的4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯与(A)(2)以(A)的100重量％为基准计约20-60重量％的至少一种分子量约为100-4000(优选200-4000、更优选200-2000、最优选200-1000)的羟基官能化合物(优选具有至少两个羟基)的反应产物。在此实施方式中最优选的是(A)(2)包含一种或多种聚四亚甲基醚二醇、一种或多种聚己内酯或它们的混合物。
如上所述，当组分(A)包含异氰酸酯预聚物时，应对(A)(1)异氰酸酯与(A)(2)羟基官能化合物的相对量加以选择，使得预聚物的NCO:OH的当量比满足要求。因此，通常应对(A)(1)异氰酸酯与(A)(2)羟基官能化合物的相对量加以选择，使得预聚物的NCO:OH的当量比在这些上限值和下限值的任意组合的范围内，包括这些上限值和下限值，例如约2.25NCO:1.0OH至约20.0NCO:1.0OH，优选约5.0NCO:1.0OH至12.25NCO:1.0OH，更优选约6.0NCO:1.0OH至10.0NCO:1.0OH，最优选约6.5NCO:1.0OH至8.0NCO:1.0OH。
依据本发明的一个实施方式，组分(B)可例如包含：
(B)(1)约10-95重量％、优选约50-95重量％、更优选约60-95重量％、还要优选约70-90重量％、最优选约80-90重量％的至少一种含有两个伯胺基的芳族二胺化合物；
(B)(2)约5-90重量％、优选约5-50重量％、更优选约5-40重量％、还要优选约10-30重量％、最优选约10-20重量％的至少一种含两个仲胺基的异氰酸酯-活性化合物，所述两个仲胺基与脂族部分和/或芳族部分连接；
(B)(1)和(B)(2)的重量百分数之和等于组分(B)的100重量％。
组分(B)可包含重量百分数在这些上限值和下限值的任意组合的范围内(包括这些上限值和下限值)的(B)(1)和重量百分数在这些上限值和下限值的任意组合的范围内(包括这些上限值和下限值)的(B)(2)。当只有(B)(1)和(B)(2)存在时，(B)(1)的重量百分数和(B)(2)的重量百分数之和等于(B)的100重量％。
在本发明的另一个实施方式中，组分(B)可例如包含：
(B)(1)约30-79重量％、优选约40-69重量％、最优选约50-60重量％的至少一种含有两个伯胺基的芳族二胺化合物；
(B)(2)约1-20重量％、优选约1-10重量％、最优选约2-5重量％的至少一种含两个仲胺基的异氰酸酯-活性化合物，所述两个仲胺基与脂族部分和/或芳族部分连接；
(B)(3)约20-50重量％、优选约30-50重量％、最优选约38-45重量％的一种或多种OH官能度约为2-3、分子量约为100-4000的羟基官能化合物；
(B)(1)、(B)(2)和(B)(3)的重量百分数之和等于组分(B)的100重量％。
另外，组分(B)可包含重量百分数在这些上限值和下限值的任意组合的范围内(包括这些上限值和下限值)的(B)(1)、重量百分数在这些上限值和下限值的任意组合的范围内(包括这些上限值和下限值)的(B)(2)和重量百分数在这些上限值和下限值的任意组合的范围内(包括这些上限值和下限值)的(B)(3)。(B)(1)、(B)(2)和(B)(3)的重量百分数之和等于(B)的100重量％。
依据本发明，(B)(1)、(B)(2)和(如果存在)(B)(3)的相对量可以与上文所揭示的这些量不同。对组分(B)(1)、(B)(2)和任选的(B)(3)的相对量加以选择，使得NH2:NCO的当量比(即来自组分(B)(1)的伯胺的当量数与来自组分(A)的NCO的当量数之比)至少约为0.6NH2:1.0NCO，更优选至少约为0.65NH2:1.0NCO，最优选至少约为0.68NH2:1.0NCO。组分(B)(1)、(B)(2)和任选的(B)(3)的相对量还应该使得NH2:NCO(即伯胺:NCO)的当量比小于或等于约0.95NH2:1.0NCO，优选小于或等于约0.9NH2:1.0NCO，更优选小于或等于约0.75NH2:1.0NCO，最优选小于或等于约0.7NH2:1.0NCO。各组分的相对量应使得NH2:NCO的当量比(即伯胺的当量数与NCO的当量数之比)在这些上限值和下限值的任意组合的范围内，包括这些上限值和下限值，例如约0.6NH2:1.0NCO至0.95NH2:1.0NCO，优选约0.6NH2:1.0NCO至0.9NH2:1.0NCO，更优选约0.65NH2:1.0NCO至0.75NH2:1.0NCO，最优选约0.68NH2:1.0NCO至0.7NH2:1.0NCO。
依据本发明，组分(B)(1)包含至少一种含有两个伯胺基的芳族二胺化合物。这些芳族二胺化合物的分子量通常至少约为100，最优选至少约为150。适用于组分(B)(1)的芳族二胺化合物的分子量还通常小于或等于约1,000，优选小于或等于约400，最优选小于或等于约250。合适的含有两个伯胺基的芳族二胺化合物的分子量还可以在这些上限值和下限值的任意组合的范围内，包括这些上限值和下限值，例如约100至1,000，优选约100至400，最优选约150至250。
最优选用作组分(B)(1)的化合物是那些分子量约为150-250的含有两个伯胺基的芳族胺化合物。所述芳族二胺可含有醚基和/或酯基，但是优选不含有这类基团。具有胺封端的基团作为芳族胺基的胺封端聚醚也适合用作组分(B)(1)，通常也称为用芳族胺基封端的聚醚。
还应注意到，组分(B)(1)、(B)(2)和(如果存在)(B)(3)是相互排除的。换言之，适用于组分(B)(1)的化合物不包括含有与脂族基和/或芳基连接的仲胺基的异氰酸酯-活性化合物；类似地，适用于组分(B)(2)的化合物也不含有伯胺基。
可用作组分(B)(1)的含两个伯胺基的芳族二胺化合物的合适例子包括那些通常已知的描述为芳族二胺增链剂的分子量约为100-1000的化合物。优选的胺增链剂只含有与芳族基连接的伯氨基，优选还含有烷基和杂烷基取代基。这类二胺的例子包括1,4-二氨基苯；2,4-和/或2,6-二氨基甲苯；2,4'-和/或4,4'-二氨基二苯基甲烷；3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二苯基甲烷；3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(MOCA)；1-甲基-3,5-二(甲硫基)-2,4-和/或-2,6-二氨基苯；1,3,5-三乙基-2,4-二氨基-苯；1,3,5-三异丙基-2,4-二氨基苯；1-甲基-3,5-二乙基-2,4-和/或-2,6-二氨基苯(也称为3,5-二乙基-2,4-和/或-2,6-甲苯二胺，或DETDA)；3,5-二硫代甲基-2,4-二氨基甲苯(即ETHACURE300)；4,6-二甲基-2-乙基-1,3-二氨基苯；3,5,3',5'-四乙基-4,4-二氨基二苯基甲烷；3,5,3',5'-四异丙基-4,4'-二氨基-二苯基甲烷；3,5-二乙基-3',5'-二异丙基-4,4'-二氨基-二苯基甲烷；2,4,6-三乙基-间-苯二胺(TEMPDA)；3,5-二异丙基-2,4-二氨基-甲苯；3,5-二仲丁基-2,6-二氨基甲苯；3-乙基-5-异丙基-2,4-二氨基甲苯；4,6-二异丙基-间-苯二胺；4,6-二叔丁基-间-苯二胺；4,6-二乙基-间-苯二胺；3-异丙基-2,6-二氨基甲苯；5-异丙基-2,4-二氨基甲苯；4-异丙基-6-甲基-间-苯二胺；4-异丙基-6-叔丁基-间-苯二胺；4-乙基-6-异丙基-间-苯二胺；4-甲基-6-叔丁基-间-苯二胺；4,6-二仲丁基-间-苯二胺；4-乙基-6-叔丁基-间-苯二胺；4-乙基-6-仲丁基-间-苯二胺；4-乙基-6-异丁基-间-苯二胺；4-异丙基-6-异丁基-间-苯二胺；4-异丙基-6-仲丁基-间-苯二胺；4-叔丁基-6-异丁基-间-苯二胺；4-环戊基-6-乙基-间-苯二胺；4-环己基-6-异丙基-间-苯二胺；4,6-二环戊基-间-苯二胺；2,2',6,6'-四乙基-4,4'-亚甲基双苯胺；2,2',6,6'-四异丙基-4,4'-亚甲基双苯胺(亚甲基双(二异丙基苯胺))；2,2',6,6'-四-仲丁基-4,4'-亚甲基双苯胺；2,2'-二甲基-6,6'-二叔丁基-4,4'-亚甲基双苯胺；2,2'-二叔丁基-4,4'-亚甲基双苯胺；和2-异丙基-2',6'-二乙基-4,4'-亚甲基双苯胺。当然，这类二胺也可以作为混合物使用。
特别优选的是组分(B)(1)的含两个伯胺基的芳族二胺化合物包含二乙基甲苯二胺(即DETDA)的异构体，二乙基甲苯二胺的异构体的混合物，二-(甲硫基)甲苯二胺(即ETHACURE300)的异构体，以及二-(甲硫基)甲苯二胺的异构体的混合物。特别优选的异构体混合物包含75-81重量%的二乙基甲苯二胺的2,4-异构体和21-25重量%的二乙基甲苯二胺的2,6-异构体。该物质可以商品名Ethacure100从阿贝马瑞公司(Albermarle Corporation)购得。可以商品名100LC购得的Ethacure100的颜色稳定的形式是特别优选的。
如上所述，依据本发明，对(B)(1)与(A)的相对量应该加以选择，使得NH2:NCO(即伯胺:NCO)的当量比满足上述要求。因此，(B)(1)与(A)的相对量通常选择为使得NH2:NCO当量比在以下上限值和下限值的任意组合的范围内，包括这些上限值和下限值，例如约0.6NH2:1.0NCO至0.95NH2:1.0NCO，优选约0.6NH2:1.0NCO至0.9NH2:1.0NCO，更优选约0.65NH2:1.0NCO至0.75NH2:1.0NCO，最优选约0.68NH2:1.0NCO至0.7NH2:1.0NCO。
合适的含两个仲胺基的化合物可用作本发明的组分(B)(2)。这些含两个仲胺基的化合物的分子量至少约为100，优选至少约为200，最优选至少约为300。含两个仲胺基的化合物的分子量还通常小于或等于约750，优选小于或等于约600。含两个仲胺基的化合物的分子量可以在这些上限值和下限值的任意组合的范围内，包括这些上限值和下限值，例如约100-750，优选为200-600，最优选为300-600，其中胺基与脂(环)族基上的碳原子和/或芳族基上的碳原子连接。优选两个胺基都通过脂族基连接到分子上。最优选用作本发明组分(B)(2)的仲胺化合物含有酯官能度，更优选的它们不含有醚官能度。
广义上，适合用作本发明的组分(B)(2)的化合物符合以下一般结构式(I):
R1–NH–R2–NH–R3   (I)
式中：
R1、R2和R3可相同或不同，各自代表对异氰酸酯呈惰性的脂族、芳族或脂环族部分。
本发明中使用的含两个仲胺基的合适化合物的一些例子包括例如N-烷基取代的和N,N'-二烷基取代的芳族二胺，它们的芳基上还可以被烷基取代，它们的N-烷基包含1-20、优选1-4个碳原子，例如N,N’-二甲基-、N,N'-二乙基-、N,N'-二仲戊基-、N,N'-二仲己基-、N,N'-二仲癸基-、N,N'-二环己基-和N,N’-二对甲苯基-,(邻-,对-或间-)苯二胺；N,N'-二甲基-、N,N,'-二乙基-、N,N'-二异丙基-、N,N'-二仲丁基-和N,N'-二环己基-4,4'-二氨基-二苯基甲烷；和N,N'-二仲丁基联苯胺。
可用于本发明的其它仲二胺是N,N’-二烷基取代的异佛尔酮二胺。这类化合物最近已经由亨斯麦公司(Huntsman)出售，其商品名称为
Figure BDA0000397424280000151
754和
Figure BDA0000397424280000152
755。合适的二胺还包括4,4’-亚甲基二(正仲丁基苯胺)，其商品名称为4200和
Figure BDA0000397424280000154
136，一种脂族仲二胺，两者都来自汉森集团(Hanson Group)。
特别优选的仲二胺化合物包括聚天冬氨酸酯。合适的聚天冬氨酸酯包括那些符合通式(II)的聚天冬氨酸酯：
Figure BDA0000397424280000161
式中：
X：表示对异氰酸酯基呈惰性的脂族或脂环族部分，并且是二价的，
R4和R5：可相同或不同，各自独立地表示对异氰酸酯基呈惰性的有机基团。
在上述结构中，X可表示含有1-20个碳原子、优选3-12个碳原子的烷基部分，所述烷基可以是直链的或支链的；或者含有6-15个碳原子的环烷基。优选的烷基和环烷基部分包括例如1,4-丁基、1,6-己基、2,2,4-三甲基己基、3,3,5-三甲基环己烷，二环己基甲烷等。
此外，在上述结构中，优选R4和R5表示甲基和/或乙基。
这些聚天冬氨酸酯可按照已知的方法制备，例如美国专利5,126,170和5,236,741中描述的方法，这两篇专利文献的内容通过参考结合于此。更具体地，这些化合物通过符合通式X－(-NH2)n的相应伯多胺与任选取代的符合以下通式的马来酸酯或富马酸酯反应制得：
R4OOC–CR6=CR7–COOR5
式中：
X、R4和R5：如上所述；
R6和R7：可相同或不同，各自表示对异氰酸酯基呈惰性的有机基团，或者各自表示氢原子；
n：表示数值至少为2的整数。
适用于制备聚天冬氨酸酯的多胺的例子包括乙二胺、1,2-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,6-二氨基己烷、1,5-二氨基-2-甲基戊烷、2,5-二氨基-2,5-二甲基己烷、2,2,4-和/或2,4,4-三甲基-1,6-二氨基-己烷、1,11-二氨基十一烷、1,12-二氨基十二烷、1-氨基-3,3,5-三甲基-5-氨甲基-环己烷、2,4-和/或2,6-六氢甲苯二胺、2,4’-和/或4,4’-二氨基-二环己基甲烷、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基-二环己基甲烷等。芳族多胺如2,4-和/或2,6-二氨基甲苯和2,4’-和/或4,4’-二氨基-二苯基甲烷也是合适的，但不大优选。还可以使用含有与脂族基连接的伯氨基的较高分子量聚醚多胺，例如可以Jeffamine商品名商购的产品。
可用于形成符合上述通式(II)的聚天冬氨酸酯的任选取代的马来酸酯或富马酸酯的一些例子包括马来酸和富马酸的二甲酯、二乙酯和二正丁酯，以及在2-和/或3-位被甲基取代的相应的马来酸或富马酸酯。
这些聚天冬氨酸酯可由上述起始物质在0℃至100℃的温度下反应制得，这些起始物质的使用比例为每一个伯氨基存在至少1个、优选1个烯烃双键。在反应后可通过蒸馏除去过量的起始物质。反应可以在无溶剂或在合适的溶剂存在下进行，所述合适的溶剂例如甲醇、乙醇、丙醇、二噁烷和这类溶剂的混合物。
异氰酸酯活性组分(B)还可任选地包含(B)(3)一种或多种选自下组的羟基官能化合物：聚醚多元醇、聚硫醚、聚酯、聚己内酯、二醇、聚碳酸酯、聚缩醛、羟基封端的预聚物等，以及这些羟基官能化合物的混合物。这些羟基官能有机化合物的OH官能度约为2.0-3.0，优选约为2.0。合适的羟基官能有机化合物的分子量通常至少约为100，更优选至少约为200。这些羟基官能有机化合物的分子量还通常小于或等于约6,000，优选小于或等于约4,000，最优选小于或等于约2,000。合适的羟基官能有机化合物的分子量可以在这些上限值和下限值的任意组合的范围内，包括这些上限值和下限值，例如约100-6,000，优选约为200-4,000，最优选约为200-2,000。优选的是聚酯多元醇。最优选的是羟基官能化合物包含作为ε-己内酯与二醇的反应产物的聚酯多元醇。
二醇和其它适合用于(B)(3)的组分的例子包括已知的适合作为低分子量增链剂的化合物以及低分子量二醇。一些例子包括分子量等于或小于约350的那些化合物，例如亚烷基(C2-22)二醇，诸如乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、1,6-己二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2,4-三甲基戊-1,3-二醇、新戊二醇、1,10-十二烷二醇；聚(亚烷基(C2-15)二醇)，例如二甘醇、三甘醇、四甘醇、双丙甘醇、三丙二醇；聚四亚甲基二醇-250、其它二醇如环己烷二甲醇、氢化双酚A、1,4-二羟基-2-丁烯、2,6-二甲基-1-辛烯-3,8-二醇、氢醌二(2-羟基-乙基)醚、间苯二酚二(2-羟基-乙基)醚、二羟基-亚乙基对苯二甲酸酯；分子量等于或小于350的低分子量三醇，例如丙三醇、2-甲基-2-羟基-甲基-1,3-丙二醇、2,4-二羟基-3-羟基甲基戊烷、1,2,6-己三醇、1,1,1-三(羟甲基)丙烷、2,2-二(羟甲基)-3-丁醇和其它脂族三醇(C8-20)等，以及它们的混合物，等等。还可以使用上述化合物与少量单官能和/或更高官能化合物的混合物作为组分(B)(3)，前提是满足上述官能度和分子量要求。
合适的聚酯多元醇可以例如由具有2-12个碳原子的有机二羧酸、优选具有4-6个碳原子的脂族二羧酸与多元醇、优选具有2-12个碳原子的二醇、更优选具有2-6个碳原子的二醇制得。可以使用的二羧酸的例子是：丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、马来酸、富马酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸。这些二羧酸可以单独使用或者相互混合使用。还可以不使用游离的二羧酸，而使用相应的二羧酸衍生物，例如二羧酸与具有1-4个碳原子的醇形成的酯，或二羧酸的酸酐。二元醇和多元醇的例子是乙二醇、二甘醇、1,2-和1,3-丙二醇、双丙甘醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、丙三醇和三羟甲基丙烷。依据本发明，优选使用由内酯如ε-己内酯或羟基羧酸如ω-羟基己酸制备的聚酯多元醇。这些和其它合适的内酯通常与二醇(例如1,4-丁二醇或1,6-己二醇之类的二醇)反应，形成聚酯多元醇。优选的用于生产本发明的光学透明的聚氨酯脲的聚酯多元醇包括那些不具有结晶倾向的聚酯。
为了制备聚酯多元醇，有机多元羧酸如芳族和优选的脂族多元羧酸和/或它们的衍生物与多元醇可以在不使用催化剂的条件下或优选在酯化催化剂存在下，有利的是在惰性气体(例如，氮气、一氧化碳、氦气、氩气等)气氛中，并且在熔体温度150-250℃(优选180-220℃)下，如果需要在减压下进行缩聚反应，直到达到所需的酸值，该酸值宜小于10，优选小于2。在一个优选的实施方式中，酯化混合物先在大气压下进行缩聚反应直到酸值为80-30、优选40-30，然后在小于500毫巴、优选50-150毫巴的压力下进行缩聚反应。可以使用的酯化催化剂的例子是使用金属、金属氧化物或金属盐形式的铁、镉、钴、铅、锌、锑、镁、钛或锡的催化剂。但是，缩聚反应也可以在稀释剂和/或载体存在下在液相中进行，所述稀释剂和/或载体例如苯、甲苯、二甲苯或氯苯，用于通过共沸蒸馏除去缩合的水。
此外，适合用作羟基官能化合物的化合物是聚碳酸酯多元醇。合适的聚碳酸酯多元醇包括通过使用低分子量二醇和低分子量三醇作为起始剂进行的碳酸亚乙酯的开环聚合反应得到的聚碳酸酯多元醇；天然多元醇，例如蓖麻油和/或大豆油；聚烯烃多元醇，例如聚丁二烯多元醇和聚异戊二烯多元醇，以及它们的水合产物。这些化合物可以单独使用或者作为它们中的两种或多种的混合物使用。
其它合适的羟基官能化合物包括聚碳酸酯二醇，可通过碳酸二苯酯或碳酸二甲酯与低分子量二醇或三醇、或ε-己内酯改性的上述类型的二醇或三醇反应制得。
适合用作本发明的组分(B)(3)的羟基封端的预聚物包括例如那些通过以下方法制得的预聚物：使含羟基的常用化合物如二醇、聚醚二醇和多元醇、聚酯二醇和多元醇，和/或己内酯二醇和多元醇与脂(环)族二异氰酸酯或多异氰酸酯反应。合适的脂(环)族二异氰酸酯和多异氰酸酯包括上述那些适合用于组分(A)(1)的异氰酸酯。含羟基的化合物与含异氰酸酯基的化合物的量应该使得羟基相对于异氰酸酯基为过量。通常，含羟基的化合物与含异氰酸酯基的化合物的相对量应该使得最终产物中每个异氰酸酯基有约3-8个羟基，优选是每个异氰酸酯基有约3-5个羟基。
根据本发明可使用的其它合适的聚酯、聚硫醚、聚缩醛、聚碳酸酯和其它多羟基化合物可见例如High Polymers,第XVI卷,"聚氨酯，化学和技术(Polyurethanes,Chemistry and Technology,"Saunders-Frisch,IntersciencePublishers,纽约,伦敦,第I卷,1962,第32-42和44-54页，以及第II卷,1964,第5-6和198-199页；和Kunststoff-Handbuch，第VII卷,Vieweg-Hochtlen,Carl Hanser Verlag,Munich,1966,第45-71页。
根据本发明适用的聚醚是已知的，可通过例如以下方法得到：四氢呋喃或环氧化物(例如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、氧化苯乙烯或表氯醇)在合适的催化剂(例如BF3或KOH)存在下进行聚合，或者将这些环氧化物(优选环氧乙烷和环氧丙烷)以混合物的形式或相继地用化学方法加成到含活性氢原子的组分(例如水、醇或胺)上。可以烷氧基化形成本发明的组分(B)(3)的合适的起始剂化合物包括例如低分子量增链剂，乙二醇、丙二醇、二甘醇、双丙甘醇、二甘醇一丁醚、丁二醇、戊二醇、双酚A、新戊二醇、三甲基戊二醇、环己烷二甲醇、三羟甲基丙烷等。还可以使用合适的起始剂化合物的混合物，只要得到的多元醇混合物的官能度至少约为2.0即可。
合适的聚醚包括例如那些基于二官能起始剂的化合物，例如水、乙二醇、丙二醇等。这些化合物包括环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物。
其它合适的聚醚类型包括聚氧化烯多元醇，特别是用双金属氰化物催化剂制备的低不饱和度(低单醇)聚(氧丙烯/氧乙烯)多元醇。文中定义的聚(氧丙烯/氧乙烯)低不饱和多元醇通过以下方法制得：在双金属氰化物催化剂存在下，用环氧丙烷和环氧乙烷对合适的含羟(hydric)起始剂化合物进行烷氧基化反应。较佳地，使用如美国专利5,158,922和5,470,813揭示的双金属氰化物配合物催化剂，该专利文献的内容通过参考结合于此。特别优选的多元醇包括如美国专利5,605,939所述的具有低不饱和度的无规聚(氧丙烯/氧乙烯)多元醇，该专利文献的内容通过参考结合于此。在聚合反应的后期，可以提高环氧乙烷/环氧丙烷混合物中环氧乙烷的含量以提高多元醇的伯羟基含量。或者，可以使用非DMC催化剂用环氧乙烷对低不饱和度多元醇进行封端(cap)。当然，在此需要观察上述对所得聚醚多元醇中环氧乙烷含量的限制。
当烷氧基化反应在双金属氰化物催化剂存在下进行时，优选避免使用含有强碱性基团(例如伯胺和仲胺)的起始剂分子。此外，当使用双金属氰化物配合物催化剂时，通常希望对已经包含之前烷氧基化的“单体”起始剂分子的低聚物进行烷氧基化。已经发现，特别是在连位羟基的情况下，DMC烷氧基化反应一开始很慢，可能需要相当长的一段“诱导期”，在此期间基本没有烷氧基化反应发生。已经发现，使用羟值大于约600的聚氧化烯低聚物可以减轻这些现象。聚氧化烯低聚物起始剂可通过在传统碱性催化剂如氢氧化钠或氢氧化钾或其它非DMC催化剂存在下对“单体”起始剂进行烷氧基化反应制得。通常在加入和引发DMC催化剂之前必须中和和/或除去这些碱性催化剂。
合适的催化剂(C)包括有机金属化合物，特别是有机锡化合物，有机铋化物和有机锡-硫化合物。合适的有机锡化合物优选包括那些含有硫原子的有机锡化合物，例如硫醇二辛基锡(德国专利1,769,367和美国专利3,645,927)，和优选的羧酸的锡(II)盐，例如乙酸锡(II)、辛酸锡(II)、乙基己酸锡(II)和月桂酸锡(II)，以及锡(IV)化合物。合适的锡催化剂的一些例子包括例如羧酸二甲基锡，诸如二月桂酸二甲基锡、二月桂酸二丁基锡、二氯化二丁基锡、二乙酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、氧化二丁基锡和二乙酸二辛基锡。优选的有机金属催化剂包含锡(IV)催化剂，包括二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二甲基锡或它们的混合物。
适用的催化剂还包括例如叔胺催化剂，例如三乙胺、三亚乙基二胺、三丁胺、N-甲基-吗啉、N-乙基吗啉、三乙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺和N,N-二甲基乙醇胺。
可使用但不大优选的其它催化剂是含有有机配体的钴、汞、铋和锌的盐。合适的铋化合物包括例如新癸酸铋、叔碳酸铋(bismuth versalate)和本领域已知的各种羧酸铋。
当然，上述催化剂中的任何催化剂可作为混合物使用。关于其它根据本发明可使用的代表性催化剂和它们作用方式的细节的描述见KunststoffHandbuch,第VII卷,Vieweg和Huchtlen出版,Carl Hanser Verlag,Munich,1966,例如,第96-102页。
以全部体系的100重量％为基准计，催化剂的用量通常约为0.001-5重量%，优选约为0.0015-2重量％。优选在加工时向多异氰酸酯或多异氰酸酯预聚物中加入催化剂。
另外，在反应体系中可以存在各种添加剂，例如表面活性添加剂，诸如脱气剂，消泡剂和其它已知可用于聚氨酯化学的添加剂，例如抗氧化剂、紫外(UV)稳定剂、阻燃剂、增塑剂、抗氧化剂、增粘剂、染料、减粘剂、颜色屏蔽剂(color blocker)、荧光增白剂、内脱模剂等。合适的抗氧化剂包括多官能位阻酚，例如Irganox245、Irganox1010、Irganox1135等。合适的紫外稳定剂包括例如苯并三唑和位阻胺光稳定剂。具体的例子包括Tinuvin328、Tinuvin765、Cyasorb3604、Cyasorb5411和Cyasorb5411等。也可以使用Givsorb UV-1之类的甲脒。但是，可以使用任何已知的抗氧化剂和/或紫外稳定剂。如果选自抗氧化剂、紫外稳定剂、位阻胺光稳定剂和它们的混合物的稳定剂存在，则可以向多异氰酸酯预聚物或异氰酸酯-活性组分中加入这些稳定剂。已经发现，含有抗氧化剂和/或紫外稳定剂的反应混合物特别有利，尤其是在耐候性方面。
可用于本发明方法的其它添加剂包括但不限于表面活性添加剂、消泡剂和脱气剂。合适的脱气剂或消泡剂可以是基于硅酮的或非硅酮的。优选的消泡剂是那些不会影响产品透明度的消泡剂。磺酸如十二烷基苯磺酸或二萘基甲磺酸以及脂肪酸的碱金属盐或铵盐也可以用作表面活性添加剂。
另外，本发明中可以使用内脱模剂或不使用内脱模剂。合适的内脱模剂包括例如那些已知的适合用于聚氨酯和/或聚脲体系的内脱模剂，包括例如金属硬脂酸盐，例如硬脂酸锌、N-硬脂基-N',N'-二-羟乙基脲、油基聚氧乙烯酰胺、硬脂基二乙醇酰胺、异硬脂基二乙醇酰胺、聚氧乙烯二醇单油酸酯、季戊四醇/己二酸/油酸酯、油酸的羟乙基咪唑衍生物、N-硬酯基丙二胺和蓖麻油磺酸或脂肪酸的钠盐。其它内脱模剂包括例如可以AxelINT-1685/OG和AXEL INT-1681/OG从艾克思尔塑料公司(Axel Plastics)购得的各种专有的掺混物和配方。Axel INT-1685-OG是优选的内脱模剂。还可以使用其它内脱模剂，例如基于氟的内脱模剂。这些内脱模剂的例子包括可以商品名Zonyl从杜邦公司(DuPont)商购的那些内脱模剂。
依据本发明，当包含内脱模剂时，优选内脱模剂对所得部件的光学透明性没有不利的影响。最好还优选能获得最大的透射率，同时所得部件保持非常低的雾度。由于异氰酸酯/异氰酸酯预聚物、伯胺和仲胺组分、任选的含羟基组分以及各组分的相对量、内脱模剂加入哪种组分中(即异氰酸酯或异氰酸酯-活性组分)等因素的选择所造成的化学上的差异，不同的内脱模剂对一种体系所起的作用可能比对另一种体系的更好。但是，本领域普通技术人员容易确定这一点。
当本发明的聚氨酯-脲用于光学透明度非常重要的最终应用(例如规定镜头)时，通常材料的透射率必须大于或等于90％。
依据本发明，较佳的是如下文所述，各种添加剂以合适的添加剂混合剂(package)的形式包含在异氰酸酯组分和/或异氰酸酯-活性组分中。本文所述的这些添加剂混合剂提供优选包含在异氰酸酯或预聚物组分中的各种不同量添加剂的混合剂，和另一个独立的优选包含在异氰酸酯-活性组分中的各种不同量添加剂的混合剂。以全部体系的100重量％为基准计，这些混合剂中添加剂的范围如下文所述，单位是重量％。全部体系是指异氰酸酯组分和为了达到在给定范围内的异氰酸酯指数按照化学计量比所需的量的异氰酸酯-活性组分的总重量。异氰酸酯指数的合适范围是95-110，优选100-105。
在本发明的一个实施方式中，与异氰酸酯组分组合使用的添加剂混合剂的合适范围如下：
Figure BDA0000397424280000231
文中所用的稳定剂指一种或多种可协同使用的紫外稳定剂。例如，可以使用苯并三唑或甲脒和位阻胺光稳定剂的组合。
在本发明的一个实施方式中，与异氰酸酯活性组分组合使用的混合剂的添加剂的合适范围如下：
在单级(或“一步”)方法中，异氰酸酯活性组分和任何添加剂和助剂通常混合，充分混合为预混料。然后液体多异氰酸酯或多异氰酸酯预混物(A)与预混料在容器中通过搅拌或者在低压、计量混合器的混合头中混合。外脱模剂例如硅油或者可用于玻璃模具的市售RainX通常在模压工艺之前施加到模具表面。但是，也可以既使用所谓的“内脱模剂”，也使用外脱膜剂。
反应物的用量应使得异氰酸酯指数约为95-110，优选约为100-105。“异氰酸酯指数”指异氰酸酯基团的数目除以异氰酸酯-活性基团的数目的商再乘以100得到的数值。
本发明的聚氨酯-脲材料在保持在25℃至约80℃、优选25℃至约65℃的温度下的敞口或闭合模具中制备。本发明的一步法的胶凝时间优选大于2分钟。这些材料可以是手工浇注或机器浇注的。在一开始于110℃生坯固化(green cure)2-4小时后本发明得到的固体聚氨酯-脲可以脱模，然后在110℃后固化(post-cure)16小时。文中所用的生坯固化时间定义为固体聚氨酯-脲获得足够的物理和机械完整性以使之能脱模所需的时间。这些聚氨酯-脲通过之后在110℃继续后固化16小时得到最佳的物理性能。这些固体聚氨酯-脲在较高的温度下表现出非常好的尺寸稳定性，并且即使在较低的硬度范围内也不会表现出“蠕变”现象。
可通过该新方法得到的光学透明的光稳定性固体聚氨酯-脲可用作玻璃替代品，例如作为汽车或飞机构造中的天窗(sun roof)、前窗、后窗或侧窗，和/或用作灯罩，例如用作飞机或汽车构造中的前灯罩或尾灯罩。依据本发明制备的光学透明的固体聚氨酯-脲可优选例如用于光学用品中，例如用于眼科的透镜和用于眼镜、太阳镜和防护眼镜的镜片坯料，护目镜，风镜，成形面罩和安全玻璃。
以下实施例进一步详细地说明了本发明组合物的制备和应用。在上文中陈述的本发明在精神或范围上都不受这些实施例的限制。本领域技术人员容易理解可以使用以下方法的已知变化的条件。除非另有说明，所有温度是℃，所有份数和百分数分别是重量份数和重量百分数。
实施例
ISO A:  二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯，其含有20％的反，反异构体
预聚物A:  异氰酸酯预聚物，其NCO基团含量约为20%，官能度为2.0，在25℃的粘度约为2650厘泊，包含约74.0重量％ISO A、8.4重量％多元醇A、8.0%多元醇B、6.3重量％多元醇C和约0.7%多元醇J的反应产物和0.04%催化剂A
预聚物B:  异氰酸酯预聚物，其异氰酸酯基团含量约为20%，官能度为2.0，在25℃的粘度约为717厘泊，包含约70重量％ISO A和约30%多元醇D的反应产物
预聚物C:  异氰酸酯预聚物，其NCO基团含量约为18.3%，官能度为2.0，在25℃的粘度约为800厘泊，包含约67重量％ISO A和约33%多元醇G的反应产物和约0.002重量％催化剂A
预聚物D:  异氰酸酯预聚物，其NCO基团含量约为26.0%，官能度约为2.0–2.5，在25℃的粘度约为280厘泊，包含约92.6重量％ISO A和约7.4重量％多元醇E的反应产物和约0.0025重量％催化剂A
预聚物E:  异氰酸酯预聚物，其NCO基团含量约为18%，官能度约为2，在25℃的粘度约为550厘泊，包含62重量％ISO A和约38%多元醇I的反应产物和约0.3重量％催化剂B
预聚物F:  异氰酸酯预聚物，其NCO基团含量约为19%，官能度为2.0，在25℃的粘度约为1400厘泊，包含约64%ISO A和约36%多元醇F的反应产物和约0.005%催化剂B
预聚物G:  异氰酸酯预聚物，其NCO基团含量约为4%，官能度为2.0，在25℃的粘度约为50,230厘泊，包含约23%ISO A和约75%多元醇H的反应产物和约0.01%催化剂B
预聚物H:  异氰酸酯预聚物，其NCO基团含量约为7.5%，官能度为2.0，在25℃的粘度约为3240厘泊，包含约32%ISO A和约68%多元醇I的反应产物和约0.012%催化剂B
多元醇A:  聚己内酯聚酯多元醇，其MW=400，官能度为2.0；描述为2-噁庚酮(oxepanone)与1,6-己二醇的聚合物(CAS RN=36609-29-7)
多元醇B:  聚己内酯聚酯多元醇，其MW=750，官能度为2.0；描述为2-噁庚酮与1,6-己二醇的聚合物(CAS RN=36609-29-7)
多元醇C:  聚己内酯聚酯多元醇，其MW=4000，官能度为2.0；描述为2-噁庚酮与1,4-丁二醇的聚合物(CAS RN=31831-53-5)
多元醇D:  聚己内酯聚酯多元醇，其MW=1000，官能度为2.0；描述为2-噁庚酮与新戊二醇的聚合物(CAS RN=69089-45-8)
多元醇E:  聚亚烷基多元醇，其当量重量约为100，OH#约为550，官能度约为3，通过将环氧丙烷加成到三羟甲基丙烷上使得大约所有的羟基都是仲羟基而制得
多元醇F:  聚亚乙基亚丁基己二酸酯聚酯，其MW=2000，官能度为2.0；描述为乙二醇、1,4-丁二醇和己二酸的共聚物(CAS RN=26570-73-0)
多元醇G:  聚四亚甲基醚二醇，一种二官能多元醇，其当量重量约为500，可以商品名Terathane-1000从英威斯达化学公司(InvistaChemical)购得，也可以商品名poly-THF1000从巴斯夫公司(BASF)购得
多元醇H:  聚四亚甲基醚二醇，一种二官能多元醇，其当量重量约为1000，可以商品名Terathane-2000从英威斯达化学公司购得，也可以商品名poly-THF2000从巴斯夫公司购得
多元醇I:  聚氧化烯多元醇，其当量重量约为1000，OH值约为56，官能度约为2，通过将环氧丙烷加成到丙二醇上使得大约所有的羟基都是仲羟基而制得
多元醇J:  三羟甲基丙烷，一种增链剂，其MW为134，官能度为3
伯胺A:  3,5-二乙基-2,4-二氨基甲苯，一种芳族二胺增链剂，其MW=178，官能度为2.0，包含约80重量％的2,4-异构体和约20重量％的2,6-异构体，可从阿贝马瑞公司(AlbemarleCorporation)商购
仲胺A:  二(4,4’-二仲丁基氨基苯基)甲烷，一种芳族仲二胺增链剂，其MW=310，官能度为2.0，可从汉森公司(The Hanson Group,LLC)购得
仲胺B:  脂族仲二胺增链剂，其MW=272，官能度为2.0，可从汉森公司购得
仲胺C:  脂族仲二胺，其MW=560，官能度为2.0，描述为马来酸二乙酯与二(对氨基环己基)甲烷的加成产物，粘度为70厘泊，可从拜尔材料科学有限公司购得
仲胺D:  脂族仲二胺，其MW=580，官能度为2.0，描述为马来酸二乙酯与二(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷的加成产物，粘度约为1000厘泊，可从拜尔材料科学有限公司购得
稳定剂A:  二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯；位阻胺光稳定剂，可以商品名Tinuvin765(CAS RN=41556-26-7)从汽巴精化有限公司(Ciba Specialty Chemicals)购得
稳定剂B:  N2-(4-乙氧基羰基苯基)-N1-甲基-苯基甲脒，紫外稳定剂，可以商品名Givsorb UV-1(CAS RN=57834-33-0)从维戈国际公司(Vigon International)购得
消泡剂A:  1,4-二异丁基-1,4-二甲基丁炔二醇，可以商品名Surfynol TG(CAS RN=126-86-3)从空气化工产品公司(Air Products)购得的消泡剂
抗氧化剂A:  3,5-二(1,1-二甲基-乙基-4-羟基-苯丙酸的异辛酯，一种可以商品名Irganox1135(CAS RN=125643-61-0)从汽巴精化有限公司购得的稳定剂
增白剂A:  2,2’-(2,5-噻吩二基)二[5-叔丁基苯并噁唑]；一种可以商品名Uvitex OB(CAS RN=7128-64-5)从汽巴精化有限公司购得荧光增白剂
增白剂B:  一种可以商品名Exalite Blue78-13从艾克斯顿公司(ExcitonInc.)购得的荧光增白剂
脱模剂A:  描述为专有配方的内脱模剂和润滑剂，含有合成树脂和有机酸衍生物，可以商品名Axel INT-1681/OG从艾克思尔塑料公司(Axel Plastics)购得
催化剂A:  二甲基二[(1-氧代(oxo)新癸基)氧基(oxyl)]锡烷，一种可以商品名Fomrez UL-28(CAS RN=68928-76-7)从GE有机硅公司(GE Silicones)购得的锡催化剂
催化剂B:  二月桂酸二丁基锡，可以商品名Dabco T-12从空气产品和化学品公司(Air Products&Chemicals)购得
制备预聚物的通用方法：
将生产所要求的异氰酸酯基团含量所需量的ISO A加入到装配有搅拌器和真空脱气出口的1加仑烧瓶中。然后将所需量的催化剂(见用于异氰酸酯组分的配方)加入到反应器中。搅拌异氰酸酯，并将其加热到70-80℃。然后向反应器中加入计算量的预熔融的异氰酸酯-活性组分(即如异氰酸酯组分配方中所示的聚醚或聚酯)，该加料速率应该使得反应混合物的温度不超过80℃。在异氰酸酯-活性组分的加料完成后，向反应器中加入精确量的剩余添加剂。然后在连续搅拌下，在80±5℃将反应混合物脱气3-4小时(需要时)，以得到所需的异氰酸酯含量。
除了表1A和1B对各异氰酸酯/预聚物组分显示的组成信息外，在说明书中还给出了本发明的异氰酸酯/预聚物组分中要包含的添加剂的合适范围。以下是用于本发明预聚物组合物的特别优选的添加剂混合剂。该特定配方(即异氰酸酯组分)对应于某些实施例中使用的预聚物A。如表1A所示，预聚物A仅含有预聚物的异氰酸酯和多元醇组分。表1A和1B中显示的预聚物组分的pbw已经归一化至100%。，以下对于预聚物的这些组分显示的pbw(在异氰酸酯组分中)还包括加入到表1A中的基本(base)预聚物A中的添加剂混合剂。
异氰酸酯组分     PBW
ISOA            73.93
多元醇A         8.41
多元醇B         7.79
多元醇C         6.30
多元醇J         0.71
催化剂A         0.04
稳定剂B         1.17
稳定剂A         1.17
脱模剂A         0.23
消泡剂A         0.24
增白剂B         0.00023
增白剂A         0.000306
Figure BDA0000397424280000301
Figure BDA0000397424280000311
制备多元醇组合物的一般步骤：
在连续的干燥氮气流下，向三颈烧瓶中加入所需量的(i)羟基官能多元醇(聚醚或聚酯)，(ii)伯芳族二胺组分，(iii)仲二胺组分，(iv)消泡剂，(v)抗氧化剂和(vi)增白剂。将混合物保持在60℃搅拌和脱气，直到完全不含空气。用干燥氮气打破真空状态，将材料转移到干燥容器中，用干燥氮气保护。然后使这些混合物与异氰酸酯和异氰酸酯预聚物反应，形成聚氨酯-脲。这些多元醇组合物示于表2A和2B中。
除了表2A和2B对各多元醇混合物显示的组成信息外，在说明书中还给出了适用于本发明的多元醇混合物中包含的添加剂的合适范围。与异氰酸酯/预聚物组分一样，存在优选的用于本发明的多元醇混合物的添加剂混合剂。以下是特别优选的用于本发明的多元醇混合物的添加剂混合剂。该特别优选的多元醇混合物对应于在某些实施例中使用的多元醇混合物B。
如表2A所示，多元醇混合物B仅含有多元醇混合物的异氰酸酯-活性组分。表2A和2B显示的多元醇混合物的异氰酸酯-活性组分的pbw已经归一化为100％。，以下对于多元醇混合物的异氰酸酯-活性组分显示的pbw包括加入到表2中的基本多元醇混合物B中的添加剂混合剂。
在各多元醇混合物B中包含以下添加剂
多元醇混合物组分       PBW
多元醇A                        44.1
伯胺A                          53.1
仲胺C                          2.0
抗氧化剂A                      0.4
消泡剂A                        0.4
增白剂B                        0.00023
Figure BDA0000397424280000331
Figure BDA0000397424280000341
制备固体聚氨酯-脲的一般方法：
所有浇注在异氰酸酯与多元醇/胺的指数为105的情况下完成。通过以下步骤完成手工浇注：在来自弗莱克特克公司(FlackTek Inc.)的霍查德高速混合器DAC400FV(Hauschild High Speed Mixer DAC400FV)上，以1000-1600RPM的混合速率分批混合符合化学计量比的量的异氰酸酯和异氰酸酯活性组分10-40秒，然后倾倒在合适的模具中。表3A和3B中所有的实施例都是手工浇注的。具有连续倾倒能力的机械浇注使用马克斯机器(Max Machine)完成，该机器能够以再循环的方式脱气。在表3A和3B显示的实施例中，仅有实施例1和实施例2也是利用马克斯机器加工的。但是，表3A和表3B报导的所有结果都是对于按照上文所述使用霍查德高速混合器混合两种组分制备的手工浇注模具。
手工浇注：
将计算量的异氰酸酯组分和多元醇/胺或胺组分分别在25℃脱气，直到完全不含溶解的空气。向异氰酸酯组分中加入化学计量比量的多元醇/胺组分，关闭容器，放入高速混合器中。在高速搅拌10-40秒两种组分均匀混合后，将容器从混合器中取出，除去盖子，将反应的透明液体混合物倾倒入敞口或闭合的钢化玻璃模具中。模具可以是各种尺寸，大部分是6英寸的方形物(6’’square)或12英寸方形物(12’’square)。通常，将它们保持在25℃，但是如果需要达到例如65℃的温度，则可以对它们进行加热。如果使用脱模剂，在加热之前施加脱模剂。另外，如果所得的部件是用于光学用品，则使用的任何脱模剂应该是光学透明的。一旦模具被填充后，立即放入110℃的对流烘箱中一段时间(见表3A和表3B)，部件在此过程之后容易脱模。然后将脱模的部件在电对流烘箱中在110℃后固化16小时。
机械浇注：
将异氰酸酯和多元醇组分加入到机器上的日槽(day tank)中，以再循环方式彻底脱气，直到除去全部溶解的空气。将异氰酸酯组分保持在32-45℃，而多元醇组分保持在(25-30℃)。调节异氰酸酯和多元醇泵的RPM以分配准确量的异氰酸酯和多元醇，使指数为105。以校准方式用机器检查混合比。将机器转换到倾倒方式，通过将反应混合物倾倒在敞口或闭合的玻璃模具中来生产部件。典型的模具尺寸也是6英寸方形物或12英寸方形物。如同手工浇注中，脱模通常在2-3小时后进行(见表3A和表3B)。然后将部件在电对流烘箱中在110℃后固化16小时。
Figure BDA0000397424280000371
实施例16和17分别与上述表3A的实施例1和2的体系相同，不同的是实施例16和17不含有任何内脱模剂。结果示于表4中。
表4:由预聚物A与多元醇混合物A和B得到的固体聚氨酯
Figure BDA0000397424280000391
*含有Axel INT1681/OG作为内脱模剂
虽然在前文中为了说明起见对本发明进行了详细的描述，但应理解，这些详细描写仅仅是为了说明，在不偏离本发明的精神和范围的情况下本领域技术人员可对其进行修改，本发明仅由权利要求书限定。

Claims (38)

1.一种固体且光学透明的聚脲，它任选地含有聚氨酯基团，其包含(A)与(B)任选地在(C)存在下的反应产物：
(A)至少一种脂(环)族多异氰酸酯预聚物，其NCO基团含量为4-26％，平均官能度为2-3；其包含(1)和(2)的反应产物：
(1)以(A)的100重量％为基准计，20至小于100重量%的脂(环)族多异氰酸酯，其NCO基团含量为4％至50％，官能度为2.0-3.0，其中所述脂(环)族多异氰酸酯选自下组：4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯和它们的混合物，
(2)以(A)的100重量％为基准计，大于0至80重量%的至少一种分子量为100-4000的含有至少两个羟基的有机化合物；
其中，(A)(1)和(A)(2)的重量百分数之和等于(A)的100重量％，并且选择(A)(1)和(A)(2)的相对量使得用于制备预聚物的反应物中的NCO与OH的当量比为5.0:1.0至20.0:1.0；
(B)异氰酸酯-活性组分，其包含：
(1)一种或多种分子量为100-1000的含两个伯芳族胺基的芳族二胺化合物，
(2)一种或多种分子量为100-750的含两个仲胺基的异氰酸酯-活性化合物，其中所述仲胺基与脂(环)族和/或芳族基相连；
和任选的
(3)一种或多种官能度为2.0-3.0、分子量为100-4000的羟基官能化合物；
(C)一种或多种催化剂；
其中，(A)和(B)的相对量应使得异氰酸酯指数为95-110，其中，所述异氰酸酯指数是指异氰酸酯基团的数目除以异氰酸酯-活性基团的数目的商再乘以100得到的数值。
2.如权利要求1所述的聚脲，其特征在于，(A)包含多异氰酸酯预聚物，选择(A)(1)和(A)(2)的相对量使得用于制备该预聚物的反应物中的NCO与OH的当量比为5.0:1.0至12.25:1.0。
3.如权利要求1所述的聚脲，其特征在于，(A)包含多异氰酸酯预聚物，选择(A)(1)和(A)(2)的相对量使得用于制备该预聚物的反应物中的NCO与OH的当量比为6.0:1.0至10.0:1.0。
4.如权利要求1所述的聚脲，其中，(B)所述异氰酸酯-活性组分包含：
(1)一种或多种分子量为100-400的含两个伯芳族胺基的芳族二胺化合物，
(2)一种或多种分子量为100-750的含两个仲胺基的异氰酸酯-活性化合物，其中所述仲胺基是脂族和/或芳族胺基。
5.如权利要求1所述的聚脲，其特征在于，NH2:NCO的当量比为0.6:1.0至0.95:1.0。
6.如权利要求5所述的聚脲，其特征在于，NH2/NCO的当量比为0.6:1.0至0.9:1.0。
7.如权利要求5所述的聚脲，其特征在于，NH2/NCO的当量比为0.65:1.0至0.75:1.0。
8.如权利要求1所述的聚脲，其特征在于，(A)包含60-90重量％的(A)(1)和10-40重量％的(A)(2)。
9.如权利要求1所述的聚脲，其特征在于，(A)(1)包含4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，(A)(2)包含聚酯多元醇、聚醚二醇、聚醚多元醇或它们的混合物。
10.如权利要求9所述的聚脲，其特征在于，(A)(2)包含聚己内酯聚酯多元醇。
11.如权利要求1所述的聚脲，其特征在于，(A)(2)包含(i)聚酯多元醇、聚醚多元醇或它们的混合物，和(ii)三官能增链剂或交联剂。
12.如权利要求1所述的聚脲，其中，(B)(1)所述芳族二胺的分子量为100-400，包括1,4-二氨基苯、2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、3,5-二乙基-2,4-甲苯二胺、3,5-二乙基-2,6-甲苯二胺、3,5-二硫代甲基-2,4-二氨基甲苯、2,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基甲烷和它们的混合物。
13.如权利要求1所述的聚脲，其中，(B)(2)包括N-烷基取代的芳族二胺、N,N’-二烷基取代的芳族二胺、N,N’二烷基取代的异佛尔酮二胺、脂族仲二胺、聚天冬氨酸酯或它们的混合物。
14.如权利要求1所述的聚脲，其特征在于，(B)异氰酸酯-活性组分包含：
(B)(1)10-95重量％的至少一种分子量为100-400的含有两个伯胺基的芳族二胺，所述伯胺基与芳族基连接；
(B)(2)5-90重量％的至少一种分子量为200-600的含两个仲胺基的异氰酸酯-活性组分，所述仲胺基与脂(环)族基和/或芳族基连接；
其中，(B)(1)和(B)(2)的重量百分数之和等于组分(B)的100重量％。
15.如权利要求1所述的聚脲，其特征在于，(B)(1)包括3,5-二乙基-2,4-甲苯二胺、3,5-二乙基-2,6-甲苯二胺或它们的混合物；(B)(2)包括聚天冬氨酸酯。
16.如权利要求1所述的聚脲，其特征在于，(B)所述异氰酸酯-活性组分包含：
(B)(1)30-79重量％的至少一种分子量为100-1000的含有两个伯胺基的芳族二胺，所述伯胺基与芳族基连接；
(B)(2)1-20重量％的至少一种分子量为100-750的含两个仲胺基的异氰酸酯-活性组分，所述仲胺基与脂(环)族基和/或芳族基连接；
(B)(3)20-50重量％的一种或多种OH官能度为2-3且分子量为100-4000的羟基官能化合物；
其中，(B)(1)、(B)(2)和(B)(3)的重量百分数之和等于组分(B)的100重量％。
17.如权利要求16所述的聚脲，其特征在于，(B)(1)包括3,5-二乙基-2,4-甲苯二胺、3,5-二乙基-2,6-甲苯二胺或它们的混合物；(B)(2)包括聚天冬氨酸酯；(B)(3)包括聚醚多元醇、聚酯多元醇或聚醚二醇。
18.一种固体且光学透明的聚氨酯-脲，其包含(A)与(B)任选地在(C)存在下的反应产物：
(A)至少一种脂(环)族多异氰酸酯预聚物，其NCO基团含量为4-26％，平均官能度为2-3，包含(1)与(2)的反应产物：
（1）至少一种脂(环)族多异氰酸酯，
（2）至少一种分子量为100-4000的含有至少两个羟基的有机化合物；
(B)异氰酸酯-活性组分，其包含：
(1)一种或多种分子量为100-1000的含两个伯芳族胺基的芳族二胺化合物，
(2)一种或多种分子量为100-750的含两个仲胺基的异氰酸酯-活性化合物，其中所述仲胺基与脂(环)族和/或芳族基相连；
(3)一种或多种官能度为2.0-3.0、分子量为100-4000的羟基官能化合物；
(C)一种或多种催化剂；
其中，(A)和(B)的相对量应使得异氰酸酯指数为95-110，其中，所述异氰酸酯指数是指异氰酸酯基团的数目除以异氰酸酯-活性基团的数目的商再乘以100得到的数值；选择(A)(1)和(A)(2)的相对量使得用于制备该预聚物的反应物中的NCO与OH的当量比为5.0:1.0至20.0:1.0，NH2:NCO的当量比为0.6:1.0至0.95:1.0。
19.如权利要求18所述的聚氨酯-脲，其特征在于，(A)(1)包括4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，(B)(1)包括3,5-二乙基-2,4-甲苯二胺、3,5-二乙基-2,6-甲苯二胺或它们的混合物；(B)(2)包括聚天冬氨酸酯。
20.一种生产固体且光学透明的聚脲的方法，该聚脲任选地含有聚氨酯基团，该方法包含：
(I)使(A)与(B)任选地在(C)存在下反应：
(A)至少一种脂(环)族多异氰酸酯预聚物，其NCO基团含量为4-26％，平均官能度为2-3，其包含(1)和(2)的反应产物：
(1)以(A)的100重量％为基准计，20至小于100重量%的脂(环)族多异氰酸酯，其NCO基团含量为4％至50％，官能度为2.0-3.0，其中所述脂(环)族多异氰酸酯选自下组：4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯和它们的混合物，
(2)以(A)的100重量％为基准计，大于0至80重量%的至少一种分子量为100-4000的含有至少两个羟基的有机化合物；
其中(A)(1)和(A)(2)的重量百分数之和等于(A)的100重量％，并且预聚物中NCO与OH的当量比为5.0:1.0至20.0:1.0；
(B)异氰酸酯-活性组分，其包含：
(1)一种或多种分子量为100-1000的含两个伯芳族胺基的芳族二胺化合物，
(2)一种或多种分子量为100-750的含两个仲胺基的异氰酸酯-活性化合物，其中所述仲胺基与脂(环)族和/或芳族基相连；
和任选的
(3)一种或多种官能度为2.0-3.0、分子量为100-4000的羟基官能化合物；
(C)一种或多种催化剂；
其中，(A)和(B)的相对量应使得异氰酸酯指数为95-110，其中，所述异氰酸酯指数是指异氰酸酯基团的数目除以异氰酸酯-活性基团的数目的商再乘以100得到的数值。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，(A)包含多异氰酸酯预聚物，选择(A)(1)和(A)(2)的相对量使得用于制备该预聚物的反应物中的NCO与OH的当量比为5.0:1.0至12.25:1.0。
22.如权利要求20所述的方法，其特征在于，(A)包含多异氰酸酯预聚物，选择(A)(1)和(A)(2)的相对量使得用于制备该预聚物的反应物中的NCO与OH的当量比为6.0:1.0至10.0:1.0。
23.如权利要求20所述的方法，其特征在于，(B)所述异氰酸酯-活性组分包含：
(1)一种或多种分子量为100-400的含两个伯芳族胺基的芳族二胺化合物，
(2)一种或多种分子量为100-750的含两个仲胺基的异氰酸酯-活性化合物，其中所述仲胺基是脂族和/或芳族胺基。
24.如权利要求20所述的方法，其特征在于，NH2:NCO的当量比为0.6:1.0至0.95:1.0。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，NH2/NCO的当量比为0.6:1.0至0.9:1.0。
26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，NH2/NCO的当量比为0.65:1.0至0.75:1.0。
27.如权利要求20所述的方法，其特征在于，(A)包含60-90重量％的(A)(1)和10-40重量％的(A)(2)。
28.如权利要求20所述的方法，其特征在于，(A)(1)包含4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，(A)(2)包含聚酯多元醇、聚醚二醇、聚醚多元醇或它们的混合物。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，(A)(2)包含聚己内酯聚酯多元醇。
30.如权利要求20所述的方法，其特征在于，(A)(2)包含(i)聚酯多元醇、聚醚多元醇或它们的混合物，和(ii)三官能增链剂或交联剂。
31.如权利要求20所述的方法，其特征在于，(B)(1)所述芳族二胺的分子量为100-400，包括1,4-二氨基苯、2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、3,5-二乙基-2,4-甲苯二胺、3,5-二乙基-2,6-甲苯二胺、3,5-二硫代甲基-2,4-二氨基甲苯、2,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基甲烷和它们的混合物。
32.如权利要求20所述的方法，其特征在于，(B)(2)包括N-烷基取代的芳族二胺、N,N’-二烷基取代的芳族二胺、N,N’二烷基取代的异佛尔酮二胺、脂族仲二胺、聚天冬氨酸酯或它们的混合物。
33.如权利要求20所述的方法，其特征在于，(B)异氰酸酯-活性组分包含：
(B)(1)10-95重量％的至少一种分子量为100-400的含有两个伯胺基的芳族二胺，所述伯胺基与芳族基连接；
(B)(2)5-90重量％的至少一种分子量为200-600的含两个仲胺基的异氰酸酯-活性组分，所述仲胺基与脂(环)族基和/或芳族基连接；
其中，(B)(1)和(B)(2)的重量百分数之和等于组分(B)的100重量％。
34.如权利要求20所述的方法，其特征在于，(B)(1)包括3,5-二乙基-2,4-甲苯二胺、3,5-二乙基-2,6-甲苯二胺或它们的混合物；(B)(2)包括聚天冬氨酸酯。
35.如权利要求20所述的方法，其特征在于，(B)所述异氰酸酯-活性组分包含：
(B)(1)30-79重量％的至少一种分子量为100-1000的含有两个伯胺基的芳族二胺，所述伯胺基与芳族基连接；
(B)(2)1-20重量％的至少一种分子量为100-750的含两个仲胺基的异氰酸酯-活性组分，所述仲胺基与脂(环)族基和/或芳族基连接；
(B)(3)20-50重量％的一种或多种OH官能度为2-3且分子量为100-4000的羟基官能化合物；
其中，(B)(1)、(B)(2)和(B)(3)的重量百分数之和等于组分(B)的100重量％。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，(B)(1)包括3,5-二乙基-2,4-甲苯二胺、3,5-二乙基-2,6-甲苯二胺或它们的混合物；(B)(2)包括聚天冬氨酸酯；(B)(3)包括聚醚多元醇、聚酯多元醇或聚醚二醇。
37.一种生产固体且光学透明的聚氨酯-脲的方法，其包括：
(1)使(A)与(B)任选地在(C)存在下反应：
(A)至少一种脂(环)族多异氰酸酯预聚物，其NCO基团含量为4-26％，平均官能度为2-3，包含(1)与(2)的反应产物：
(1)至少一种脂(环)族多异氰酸酯，
(2)至少一种分子量为100-4000的含有至少两个羟基的有机化合物；
(B)异氰酸酯-活性组分，其包含：
(1)一种或多种分子量为100-1000的含两个伯芳族胺基的芳族二胺化合物，
(2)一种或多种分子量为100-750的含两个仲胺基的异氰酸酯-活性化合物，其中所述仲胺基与脂(环)族和/或芳族基相连；
(3)一种或多种官能度为2.0-3.0、分子量为100-4000的羟基官能化合物；
(C)一种或多种催化剂；
其中，(A)和(B)的相对量应使得异氰酸酯指数为95-110，其中，所述异氰酸酯指数是指异氰酸酯基团的数目除以异氰酸酯-活性基团的数目的商再乘以100得到的数值；选择(A)(1)和(A)(2)的相对量使得用于制备该预聚物的反应物中的NCO与OH的当量比为5.0:1.0至20.0:1.0，NH2:NCO的当量比为0.6:1.0至0.95:1.0。
38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，(A)(1)包括4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，(B)(1)包括3,5-二乙基-2,4-甲苯二胺、3,5-二乙基-2,6-甲苯二胺或它们的混合物；(B)(2)包括聚天冬氨酸酯。
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