CN1250594C - 聚氨酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过使异氰酸酯组分(B)与多元醇组分(A)反应而制备聚氨酯的方法。本发明方法的特征在于将乙二醇(C1)和二甘醇(C2)加入反应中作为扩链剂。本发明还涉及该聚氨酯用于生产模制品、尤其是鞋底的用途。
Description
本发明涉及一种通过使异氰酸酯组分(B)与多元醇组分(A)反应而制备聚氨酯的方法,其中将乙二醇(C1)和二甘醇(C2)加入反应中作为扩链剂,以及涉及聚氨酯在制备模制品、尤其是鞋底中的用途。
聚氨酯通常已知为通用塑料。取决于应用,它们用作硬质、半硬质、软质或整体式泡沫塑料或弹性体。热塑性聚氨酯是半结晶性材料,属于热塑性弹性体一类。它们尤其具有良好的强度、耐磨性和耐化学药品性,并且例如用于生产成型制品或纤维。
具有致密表面和多孔芯的回弹性聚氨酯模制品,即软质聚氨酯整体式泡沫体公知已久,并且具有各种应用。典型的应用领域是汽车领域的回弹性组件,例如扶手、方向盘泡沫体罩面和汽车偏导器,或者鞋底。
微孔状聚氨酯泡沫体(缩写为PU)越来越多地用于生产鞋底。这尤其是由于当穿着这些鞋底时十分舒适,这归因于良好的机械性能,例如高回弹性、柔韧性、隔冷或耐油性以及重量轻。对于PU泡沫体在鞋底中的应用,特别重要的是在动态应力下连续使用过程中的性能。这导致对动态机械性能的高要求。
动态机械性能的试验通过在试样上的弯曲试验而进行(DIN 53543)。例如对于在连续的动态弯曲应力下抗撕性和耐撕裂扩大性能较差的试样,实际上在成品鞋中有发生断底的高危险。如果产生抱怨的话,这将导致高成本并且损害系统供应商的形象。
重要的参数是异氰酸酯组分(组分B)与对异氰酸酯具有反应性的组分(以下称作多元醇组分或组分A)的混合比,这是因为该比例决定性地影响所有性能,尤其是动态机械性能。当混合比处于反应性基团的化学计量反应的范围内时,即通常而言NCO指数为90-110时,获得最佳机械性能。
准确的最佳混合比或NCO指数必须通过实验来确定。即使与最佳混合比很小的偏差也会导致泡沫体机械性能的显著恶化。获得令人满意的抗挠寿命结果(在室温下挠曲100 000次的裂缝扩展<2mm)的混合比的范围或指数点(=加工窗)受待发泡组分的组成影响,并且经常限于几个NCO指数点(最佳值±1)。
在生产鞋底的过程中加工可靠性的增加可通过加宽该体系的加工窗而实现。这些体系具有较宽的加工窗,其中使用这些体系可在较宽的混合比范围或指数点内获得最佳抗挠寿命结果,因此鞋底不断裂。
而且,PU泡沫体,例如在鞋底中的PU泡沫体在使用过程中暴露于变化的湿含量和温度中。特别是在湿热气候中,经常发现机械性能显著恶化。
对于基于聚醚醇的PU体系,在湿热条件下发生恶化,特别是动态机械性能恶化。与老化前的试样相比,水解老化的试样具有显著更差的抗挠寿命结果。
适于实际应用的体系必须具有非常宽的重叠的NCO指数范围,该体系在水解老化前后具有令人满意的抗挠寿命结果。
为了增加生产聚氨酯过程中的加工可靠性,尤其是生产PU泡沫体制成的鞋底中的加工可靠性,必须开发出在湿热条件下也具有较宽的加工窗并确保在材料缺陷例如断底方面具有高可靠性的体系。
现有技术(E.R.McAfee,Rubber World(橡胶世界)1999,221,32-35;E.Müller,Angew.Makromol.Chem.(大分子化学应用)
14(1970),75-86)包括一些改进基于聚酯醇的致密或多孔PU的水解稳定性的建议。其中所述的建议方案旨在在大多数情况下降低由酯水解、例如通过添加酸受体或使用改性的疏水性聚酯醇导致的破坏。
聚酯型PU在鞋底中的应用存在的缺点是:水解倾向性通常较高以及起始组分和所需的额外水解稳定剂的价格较高。迄今为止,尚未出版对改进聚醚型PU的水解倾向性的系统性研究,尤其是对动态机械性能的影响的系统性研究。
WO 99/07761描述了通过使用含有氧化乙烯的聚醚型多元醇而改进水发泡泡沫体的抗挠寿命性能。但并未给出有关微孔状聚醚型PU泡沫体的加工范围或水解稳定性的信息。
已经描述了在微孔状泡沫体中、例如用于鞋底的微孔状泡沫体中的大量扩链剂,该扩链剂既在组分A中又在组分B中。在组分A中,这些扩链剂通常是支化或直链伯二醇,例如乙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇或其混合物。1,4-丁二醇是最经常使用的扩链剂。乙二醇(C1)专门用作扩链剂很难推广,因为在这种情况下,模塑时间长且在加工过程中导致问题(例如表皮缺陷)。
至今,只有较长链的扩链剂例如二丙二醇用于组分B中以液化异氰酸酯组分。WO 00/50483描述了通过在组分A中组合使用扩链剂而改进颜料诱导的加工问题,其中至少一种扩链剂是1,3-丙二醇或支化的C3-C5-二醇。但并未给出有关模塑时间或抗挠寿命实验的信息。
本发明的目的是提供聚氨酯,该聚氨酯除具有良好的加工性以外,还具有良好的机械性能,例如水解老化之前和之后都具有良好的抗挠寿命性能,以及水解老化之前和之后都具有宽加工窗。
我们发现所述目的得以实现,并且发现通过在制备聚氨酯的过程中将乙二醇(C1)和二甘醇(C2)用作扩链剂可得到聚氨酯的意想不到的宽加工窗和良好的加工性。
本发明因此涉及一种通过使异氰酸酯组分(B)与多元醇组分(A)反应而制备聚氨酯的方法,其中将乙二醇(C1)和二甘醇(C2)加入反应中作为扩链剂,以及乙二醇(C1)和二甘醇(C2)的重量比为1∶0.01至1∶10。
本发明还涉及可通过上述新方法获得的聚氨酯。
本发明同样还涉及本发明聚氨酯在生产鞋底中的用途,以及乙二醇(C1)和二甘醇(C2)的混合物在制备聚氨酯的过程中作为扩链剂的用途,其中乙二醇(C1)和二甘醇(C2)的重量比为1∶0.01至1∶10。
对本发明而言,用作扩链剂的物质乙二醇(C1)和二甘醇(C2)按照乙二醇(C1)/二甘醇(C2)的重量比为1∶0.01至1∶10、优选1∶0.05至1∶5、特别优选1∶0.1至1∶3使用。
乙二醇(C1)的用量基于所得聚氨酯的重量计为0.1-10重量%,优选1-8重量%,特别优选2-5重量%。
二甘醇(C2)的用量基于所得聚氨酯的重量计为0.01-10重量%,优选0.1-8重量%,特别优选1-5重量%。
在本发明方法中,使异氰酸酯组分(组分B)与多元醇组分(组分A)反应以制备聚氨酯。通常可将扩链剂乙二醇(C1)和二甘醇(C2)单独或作为混合物加入异氰酸酯组分中、多元醇组分中或这两种组分中。
在特别优选的实施方案中,将扩链剂乙二醇(C1)和二甘醇(C2)加入多元醇组分(A)。这种添加优选以扩链剂的混合物形式进行。
优选多元醇组分(A)除扩链剂乙二醇(C1)和二甘醇(C2)以外不含其它扩链剂;尤其优选多元醇组分(A)不含1,4-丁二醇。
在其它实施方案中,将至少部分二甘醇(C2)加入异氰酸酯组分(B)中,并将乙二醇(C1)以及需要的话剩余二甘醇(C2)加入组分A中。
本发明方法适于制备致密和多孔聚氨酯。致密聚氨酯的实例是热塑性聚氨酯或浇注弹性体。多孔聚氨酯的实例是硬质、软质和整体式泡沫体。
本发明方法优选用于生产具有多孔芯和致密表面的聚氨酯模制品。为此,多元醇组分和异氰酸酯组分的反应在合适的模具中,优选利用稠化作用而进行。优选的泡沫体的模塑密度为100-1000g/L,优选150-650g/L。
本发明方法中使用的其中添加有乙二醇(C1)以及需要的话二甘醇(C2)的多元醇组分(组分A)通常由如下组分组成:
(A1)含有至少两个对异氰酸酯具有反应性的氢原子且分子量为400-10000、优选500-8000、特别优选600-7000的化合物,以及需要的话,
(A2)催化剂
(A3)发泡剂,和
(A4)添加剂。
可将任选组分(A2)、(A3)和(A4)全部或部分加入异氰酸酯组分(B)中。若组分(A2)和(A3)导致与异氰酸酯基的不需要的反应的话,例如当加入水作为发泡剂时,则这些组分不必加入。
对异氰酸酯具有反应性的合适化合物(A1)是分子中带有两个或更多个选自OH基、SH基、NH基、NH2基和CH-酸性基团例如β-二酮基的反应性基团的化合物。
有利的是使用官能度为1.8至8、优选2至6、特别优选2至4的那些化合物。例如下列化合物证明是有用的:聚醚型多胺和/或优选的选自聚醚型多元醇、聚酯型多元醇、聚硫醚型多元醇的多元醇;聚酯酰胺;含羟基的聚缩醛和含羟基的脂族聚碳酸酯或至少两种所述多元醇的混合物。优选使用聚酯型多元醇和/或聚醚型多元醇。特别优选使用聚醚型多元醇。多羟基化合物的羟基值通常为10至1000,优选10至200。
特别优选将聚醚型多元醇用作组分(A1)。它们通过已知方法在从亚烷基中具有2至4个碳原子的一种或多种氧化烯制备,例如通过将碱金属氢氧化物或碱土金属醇盐用作催化剂并添加以每分子计含有2或3个键合的反应性氢原子的至少一种引发剂的阴离子聚合而制备,或者通过使用路易斯酸如五氯化锑或三氟化硼醚化物的阳离子聚合制备。合适的氧化烯例如是四氢呋喃、1,3-氧化丙烯、1,2-和2,3-氧化丁烯,优选氧化乙烯和1,2-氧化丙烯。氧化烯可单独使用,或者顺序使用或作为混合物使用。优选氧化乙烯和1,2-氧化丙烯的混合物,其中氧化乙烯的用量以端氧化乙烯嵌段(EO封端)计为10-50%,使得所得多元醇的伯OH端基的含量大于70%。
合适的引发剂分子是水和二元和三元醇,例如乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、二甘醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、甘油、三羟甲基丙烷等。
因此,聚醚型多元醇、优选聚氧丙烯聚氧基亚甲基多元醇的官能度为2-4,分子量为1000-10000,优选1500-7000。
其它合适的聚醚醇是改性的聚醚型多元醇,优选接枝的聚醚型多元醇,尤其是基于苯乙烯和/或丙烯腈的那些。
此外,还可将具有低不饱和度的聚醚醇用作聚醚醇。在本发明上下文中,具有低不饱和度的多元醇应理解为指尤其是含有少于0.02、优选少于0.01meg/g不饱和化合物的醇。它们的羟基值优选为20-60mg KOH/g,它们通常是二官能至三官能的。
这类聚醚醇通常通过氧化烯、尤其是氧化乙烯、氧化丙烯或其混合物与H-官能引发剂物质在高活性催化剂存在下的加成反应而制备。该高活性催化剂例如是氢氧化铯和多金属氰化物催化剂,这也称作DMC催化剂。DMC催化剂通常通过使金属盐与氰基金属酸盐化合物反应而制备。该反应可在有机配体存在下进行。常常使用的DMC催化剂是六氰基钴酸锌。在反应后DMC催化剂可留在聚醚醇中,但通常要除去,例如通过沉降或过滤除去。
另外,除了优选的聚醚型多元醇外,聚酯型多元醇也适于用作组分(A1)。这些聚酯型多元醇可例如由具有2-12个碳原子的有机二元羧酸、优选具有4-6个碳原子的脂族二元羧酸与具有2-12个、优选2-6个碳原子的多元醇、优选二醇制备。该二元羧酸既可单独使用,也可以以相互的混合物使用。代替游离二元羧酸,还可使用相应的二元羧酸衍生物,例如具有1-4个碳原子的醇的二元羧酸酯或二元羧酸酐。
为了制备聚酯型多元醇,可将有机例如芳族的和优选脂族多元羧酸和/或多元羧酸衍生物与多元醇在无催化剂存在下或优选在酯化催化剂存在下于150-280℃和大气压或减压下缩聚至所需酸值,该酸值有利地小于10,优选小于2。
所获得的聚酯型多元醇的官能度优选为2-4,尤其为2-3,以及分子量为480-3000,优选1000-3000。
用于制备聚氨酯的催化剂(A2)尤其是能大大加速组分(A1)中的含羟基化合物与多异氰酸酯a)的反应的化合物。
例如,合适的是锡(II)化合物,如二乙酸锡或二辛酸锡,或二烷基锡(IV)盐,如二月桂酸二丁基锡等。金属化合物通常与强碱性胺组合使用。该胺的实例是三乙胺、五甲基二亚乙基三胺、四甲基二氨基乙基醚、1,2-二甲基咪唑,优选三亚乙基二胺(Dabco)。
用于制备发泡产品的发泡剂(A3)是通常已知的化学或物理作用化合物。水可优选用作化学作用的发泡剂。物理发泡剂的实例是具有4-10个碳原子的惰性(环)脂族烃,这些烃在聚氨酯形成条件下气化。此外,还可能的是氟代烃或氟/氯代烃。这些发泡剂的组合也是可能的,例如水与物理作用发泡剂的组合。发泡剂的用量取决于泡沫体的所需密度。特别优选只将水用作发泡剂。
需要的话,还可将添加剂(A4)引入用于生产模制品的反应混合物中。其实例是表面活性物质、泡沫稳定剂、泡孔调节剂、外部和内部润滑剂、填料、染料、颜料、耐火剂、水解稳定剂、UV稳定剂或热稳定剂、真菌和细菌抑制物质或其混合物。
异氰酸酯组分(组分B)通常基于多异氰酸酯(B1)。
在优选实施方案中中,异氰酸酯组分含有多异氰酸酯预聚物,该预聚物通过使如下组分反应而获得:
(B1)多异氰酸酯与
(B2)含有至少两个对异氰酸酯具有反应性的氢原子且分子量为400-10000的化合物,以及需要的话
(B3)扩链剂。
若需要将扩链剂二甘醇(C2)加入组分B中,则将其加入(B1)与(B2)以及需要的话(B3)的反应中。
用于制备异氰酸酯预聚物的多异氰酸酯(B1)包括本领域已知的脂族、脂环族和芳族异氰酸酯和它们的任意所需混合物。实例是4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯,单体二苯基甲烷二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的高级核同系物(聚合物MDI)的混合物,四亚甲基二异氰酸酯,四亚甲基二异氰酸酯三聚体,六亚甲基二异氰酸酯(HDI),六亚甲基二异氰酸酯三聚体,异佛尔酮二异氰酸酯三聚体,4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯,苯二甲撑二异氰酸酯,四甲基苯二甲撑二异氰酸酯和带有具有不同反应性的NCO的多异氰酸酯,如2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI),2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-TDI),2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(2,4'-MDI),异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和2,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯。
优选使用的二异氰酸酯是4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯,1,3-和1,4-苯二异氰酸酯,甲苯二异氰酸酯,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和萘二异氰酸酯(NDI)。特别优选使用4,4’-MDI和/或HDI。
特别优选使用的4,4’-MDI可含有少量、不超过约10重量%的脲基甲酸酯或脲亚胺(uretonimine)改性的多异氰酸酯。还可使用少量的聚亚苯基聚亚甲基多异氰酸酯(粗MDI)。这些高官能多异氰酸酯的总量不应超过所用异氰酸酯的5重量%。
对于具体应用,可有利地使用4,4’-MDI与其它芳族二异氰酸酯例如2,4-或2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物。但是,这些二异氰酸酯的量不应超过30重量%。
通常在上述组分(A1)中包含用于制备多异氰酸酯预聚物的具有至少两个对异氰酸酯具有反应性的氢原子且分子量为400-10000的化合物(B2)。
二官能至三官能的聚氧丙烯多元醇和聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇特别优选用于制备多异氰酸酯预聚物。它们的制备通常通过仅仅氧化丙烯或氧化丙烯与氧化乙烯的混合物与H-官能、尤其是OH-官能的引发剂物质的公知碱催化剂加成反应而进行。例如将水、乙二醇(C1)或丙二醇或甘油或三羟甲基丙烷用作引发剂物质。
当使用氧化乙烯/氧化丙烯混合物时,氧化乙烯的用量基于氧化烯的总量计优选为10-50重量%。此处,可将氧化烯以嵌段或无规混合物形式引入。特别优选引入氧化乙烯端嵌段(EO封端)以增加反应性更强的伯OH端基的含量。
优选使用基于聚氧丙烯且在链端具有约20重量%聚氧乙烯单元的二醇,使得80%以上的OH基团是伯OH基团。这些二醇的分子量优选为2000-4500。
还可将具有低不饱和度且在(A1)中描述的多元醇用作组分(B2)。
可将额外的扩链剂(B3)用于制备多异氰酸酯预聚物,其中组分(B3)的使用是任选的。组分(B3)包含分子量低于399、优选为60至300g/mol的低分子量的且对异氰酸酯具有反应性的化合物,优选多元醇,优选二醇和/或三醇,其中组分(B3)不包含乙二醇(C1)和二甘醇(C2)。
组分(B3)例如为脂族、脂环族和/或芳脂族二醇,例如具有2至14个、优选2至6个碳原子的链烷二醇和/或具有4至8个、优选4至6个碳原子的二亚烷基二醇,例如丙二醇、三甘醇、二丙二醇、三丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、三羟甲基乙烷、甘油、三羟甲基丙烷及其混合物。
用作组分(B)的多异氰酸酯预聚物以本身已知的方式通过使多异氰酸酯(B1)例如于约80℃与多元醇(B2)以及需要的话组分(B3)反应得到预聚物而制备。为了排除由于大气氧导致的副反应,应该用惰性气体、优选氮气吹扫反应容器。选择多元醇/多异氰酸酯的比例应使得预聚物中NCO的含量为8-25重量%,优选10-21重量%。
为了生产模制品,使组分A和B以这样的量反应,使得组分B中的NCO基团的当量数与组分A中的反应性氢原子的总和之比为1∶0.8至1∶1.25,优选1∶0.9至1∶1.15。此处1∶1的比例对应于NCO指数为100。
由于多异氰酸酯预聚物的NCO含量低,因此组分(B)与组分(A)的重量比通常大于1。
模制品通常通过单釜法并借助低压或高压技术在闭合的便于加热的模具中而生产。这些模具通常由金属例如铝或钢制成。这些工序例如由Piechota和Rhr描述在Integralschaumstoff,Carl-Hanser-Verlag,Munich,Vienna,1975或Kunststoff-Handbuch,第7卷,聚氨酯,第2版,1983,第333页及往后各页中。
通常将起始组分于15-90℃,优选20-35℃下混合,并在大气压或超计大气压下引入闭合的模具中。该混合可借助搅拌器或搅拌螺杆或在高压下通过逆流注射法而机械进行。模具温度有利地为20-90℃,优选30-60℃。
用于生产具有致密表皮和多孔的模制品的稠化度通常为1.1-8.5,优选2-7。
本发明聚氨酯例如可用于生产鞋底和方向盘,并且还可用于生产减震材料,例如用于汽车地垫的减震材料。
下列实施例将说明本发明。
实施例
在实施例中,在每种情况下都将组分A与组分B在室温下充分混合,并将该混合物引入已加热至50℃的金属片材模具中。然后测试所得片材的机械性能。
混合物中使用了下列组分:
表1
多元醇1 | 聚醚型多元醇,OHN=29,额定官能度f=3,PO/EO比=100/21,EO封端 |
多元醇2 | 聚醚型多元醇,OHN=27,额定官能度f=2,PO/EO比=100/19,EO封端 |
B14 | 1,4-丁二醇 |
EG | 乙二醇 |
DEG | 二甘醇 |
C | 泡孔调节剂,DabcoDC 193 |
K1 | 胺催化剂,DabcoDC 1 |
K2 | 锡催化剂,TinstabOTS 17-D |
B500(Elastogran) | 基于4,4’-MDI和聚氧丙烯二醇的多异氰酸酯预聚物,NCO含量为21% |
B515(Elastogran) | 基于4,4’-MDI和聚氧丙烯聚氧乙烯二醇的多异氰酸酯预聚物,NCO含量为13.7% |
实施例1
将基于乙二醇和二甘醇的新体系(实施例1)与基于1,4-丁二醇的对比体系(对比例C1)比较。表2显示组分A的组成,其中数值基于重量份。将B500用作组分B。表3显示各试样的机械性能。表4比较了在宽加工指数内水解前后的机械性能。
表2
C1 | 1 | |
多元醇1 | 30 | 30 |
多元醇2 | 60 | 60 |
EG | - | 5.7 |
B14 | 7.5 | |
DEG | - | 1 |
水 | 0.5 | 0.5 |
C | 0.2 | 0.2 |
K1 | 2.8 | 2.8 |
K2 | 0.2 | 0.2 |
表3
C1 | 1 | |
A∶B混合比=100∶x | 64 | 65 |
NCO指数 | 95 | 94 |
密度(g/cm3) | 285 | 276 |
肖氏A硬度 | 56 | 55 |
拉伸强度(N/mm2) | 4.6 | 3.3 |
断裂伸长率(%) | 392 | 418 |
撕裂扩展强度(N/mm) | 7.0 | 6.4 |
回弹率(%) | 27 | 29 |
模塑时间(分钟) | <3.5 | <3.5 |
表4
指数 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 |
V1a | - | - | x | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
V1b | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | x | - | - |
1a | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x | - | - | - | - | - | - |
1b | - | - | - | - | - | - | x | x | x | x | x | x | x | x | x | x |
表4显示抗挠寿命试验结果。(试样条,室温下挠曲100000次,其中
- 表示撕裂扩展>2mm,
x 表示撕裂扩展<2mm,
a 表示水解试验前,以及
b 表示水解试验后。
水解试验的特征数据是:将片材于100%相对湿度和70℃下在闭合容器中存放1周,于70℃下干燥1天,24小时后进行测试。
试验表明,与B14体系(对比例C1)相比,EG/DEG体系(实施例1)具有显著更宽的加工窗。试验前后的加工窗相互重叠。而B14体系与此不同。因此,实施例1的新体系具有更大的加工可靠性。
实施例2
将基于乙二醇和二甘醇的新体系(2)与基于1,4-丁二醇的对比体系(C2)和仅基于乙二醇的对比体系(不含二甘醇)(C3)比较。表5显示组分A的组成,其中数值基于重量份。将B515用作组分B。表6显示各试样的机械性能。表7比较了在宽加工指数内的机械性能。
表5
C2 | C3 | 2 | |
多元醇1 | 20 | 39 | 37 |
多元醇2 | 66 | 49 | 47 |
EG | - | 7.4 | 7.4 |
B14 | 8.0 | - | - |
DEG | - | - | 3.8 |
水 | 0.6 | 0.86 | 0.86 |
C | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
K1 | 4.50 | 3.40 | 3.40 |
K2 | 0.05 | 0.03 | 0.03 |
表6
C2 | C3 | 2 | |
A∶B混合比=100∶x | 112 | 118 | 143 |
NCO指数 | 97 | 93 | 97 |
密度(g/cm3) | 238 | 258 | 236 |
肖氏A硬度 | 45 | 51 | 52 |
拉伸强度(N/mm2) | 3.8 | 3.5 | 3.9 |
断裂伸长率(%) | 434 | 484 | 443 |
撕裂扩展强度(N/mm) | 4.7 | 7.0 | 7.0 |
回弹率(%) | 45 | 47 | 39 |
模塑时间(分钟) | <3.5 | 6.0 | <3.5 |
加工性 | + | - | + |
在表6中,各含义如下:加工性:+=满意,-=表皮缺陷,模塑裂缝
表7
指数 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 |
C2 | - | - | x | x | x | - | - | - | - | - |
C3 | x | x | x | x | x | x | x | x | x | - |
2 | - | - | - | x | x | x | x | x | x | x |
表7显示抗挠寿命试验结果。(试样条,室温下挠曲100000次,其中
-表示撕裂扩展>2mm,以及
x表示撕裂扩展<2mm。
试验表明,当用EG代替B14用作扩链剂时,加工窗加宽。然而,纯净EG体系由于模塑时间长以及试样上所产生的表皮缺陷而不容易加工(对比例C3)。这甚至不能通过催化而改进。EG/DEG体系另一方面还容易加工并且具有宽的加工窗(实施例2)。该实施例表明,加工窗的加宽适于具有高(1)和低(2)NCO含量的预聚物。
这些试验表明本发明的目的可通过含有EG和DEG的组合作为扩链剂的聚氨酯体系而实现。
与至今在现有技术中实际上专门用作扩链剂的1,4-丁二醇相比,具有显著更宽的加工窗的泡沫体通过使用乙二醇和二甘醇而获得。本发明所述组合物获得了在水解前后都具有良好抗挠寿命结果的泡沫体,其中水解之前和之后的加工窗在宽的指数范围内重叠。
包含EG作为唯一扩链剂的体系由于模塑时间长和表皮缺陷(见C3和2)而证明是不易加工的。另一方面,EG和DEG的新组合作为扩链剂允许同时获得宽加工窗和良好的加工性。
Claims (8)
1.一种通过使异氰酸酯组分B与多元醇组分A反应而制备聚氨酯的方法,其中异氰酸酯组分B是NCO含量为10-21%的多异氰酸酯预聚物,和其中将乙二醇C1和二甘醇C2加入反应中作为扩链剂,乙二醇C1和二甘醇C2的重量比为1∶0.01至1∶10,乙二醇C1的用量基于所得聚氨酯的重量计为0.1-10重量%且二甘醇C2的用量基于所得聚氨酯的重量计为0.01-10重量%。
2.如权利要求1所要求的方法,其中将扩链剂乙二醇C1和二甘醇C2加入多元醇组分A中。
3.如权利要求1所要求的方法,其中将乙二醇加入多元醇组分A中,和将二甘醇加入异氰酸酯组分B中。
4.如权利要求1-3中任一项所要求的方法,其中多元醇组分A是基于聚醚型多元醇的组分。
5.如权利要求1-3中任一项所要求的方法,其中聚氨酯是具有多孔芯和致密表面的聚氨酯模制品,它们在模具中制备。
6.一种可通过如权利要求1-5中任一项所要求的方法获得的聚氨酯。
7.如权利要求6所要求的聚氨酯在生产鞋底、方向盘和用于减震的材料中的用途。
8.乙二醇C1和二甘醇C2的混合物在通过NCO含量为10-21%的多异氰酸酯预聚物与多元醇组分A反应制备聚氨酯中作为扩链剂的用途,其中乙二醇C1和二甘醇C2的重量比为1∶0.01至1∶10,乙二醇C1的用量基于所得聚氨酯的重量计为0.1-10重量%且二甘醇C2的用量基于所得聚氨酯的重量计为0.01-10重量%。
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