FI118337B - New polymers and process for their preparation - Google Patents

New polymers and process for their preparation Download PDF

Info

Publication number
FI118337B
FI118337B FI20041616A FI20041616A FI118337B FI 118337 B FI118337 B FI 118337B FI 20041616 A FI20041616 A FI 20041616A FI 20041616 A FI20041616 A FI 20041616A FI 118337 B FI118337 B FI 118337B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
polyurethane
polymer
diisocyanate
weight
polymer according
Prior art date
Application number
FI20041616A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20041616A0 (en
FI20041616A (en
Inventor
Jyri Nieminen
Original Assignee
Ionphase Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ionphase Oy filed Critical Ionphase Oy
Priority to FI20041616A priority Critical patent/FI118337B/en
Publication of FI20041616A0 publication Critical patent/FI20041616A0/en
Priority to PCT/FI2005/000533 priority patent/WO2006064085A2/en
Publication of FI20041616A publication Critical patent/FI20041616A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI118337B publication Critical patent/FI118337B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/0804Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups
    • C08G18/0819Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing anionic or anionogenic groups
    • C08G18/0823Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing anionic or anionogenic groups containing carboxylate salt groups or groups forming them
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4804Two or more polyethers of different physical or chemical nature
    • C08G18/4808Mixtures of two or more polyetherdiols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4825Polyethers containing two hydroxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4833Polyethers containing oxyethylene units
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/667Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6674Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/6692Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/34
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/73Polyisocyanates or polyisothiocyanates acyclic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04Polyurethanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Polyethers (AREA)

Description

118337118337

UUDET POLYMEERIT JA MENETELMÄ NIIDEN VALMISTAMISEKSINEW POLYMERS AND METHOD FOR MANUFACTURING THEM

Tämä keksintö liittyy sähköä johtaviin polymeereihin alaan ja erityisesti uudenlaisiin sähköä johtaviin polyuretaaneihin sekä menetelmiin niiden valmistamiseksi.This invention relates to the field of electrically conductive polymers, and more particularly to novel conductive polyurethanes and processes for their preparation.

5 US-patenttijulkaisussa S 925 893 on esitettyjenkin verran sähköä johtavia materiaaleja, kuten varaus-ja kopiointiväiineitä ja kiinnityksen paineteloja, jotka sisältävät polyuretaani-ionomeeristä koostuvan resistanssikomponenttikerroksen. Ionomeerin molekyylissä on ioninen osa, joka on sulfonihapporyhmä, karboksyylihapporyhmä tai 10 tertiäärinen aminoradikaali.U.S. Patent No. 5,925,893 also discloses electrically conductive materials such as charge and copy ropes and attachment pressure rollers containing a resistance component layer of polyurethane ionomer. The ionomer molecule has an ionic moiety that is a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, or a tertiary amino radical.

Polyuretaanin valmistamiseen tarvitaan ensimmäinen polyolikomponentti, joka koostuu 1,4-butaanidiolin ja adipiinihapon kondensaatiotuotteesta, ja toinen polyolikomponentti, joka koostuu 1,4-butaanidiolin, adipiinihapon ja dimetyyli-isofalaatti-5-sodium- 15 sulfonaatista. Viimeksi mainittu komponentti vie ionisen segmentin polyuretaaniin, joka saadaan aikaan ensimmäisen ja toisen polyolikomponentin liuospolymeroinnilla.For the production of polyurethane, a first polyol component consisting of a condensation product of 1,4-butanediol and adipic acid and a second polyol component consisting of 1,4-butanediol, adipic acid and dimethyl isophthalate 5-sodium sulfonate are required. The latter component introduces an ionic segment into the polyurethane obtained by solution polymerization of the first and second polyol components.

Kytkentäaineena käytetään difenyylimetaani-4,4-di-isosyanaattia (MDI). Reaktioseosta laimennetaan toistuvasti liuottimella viskositeetin kasvamisen vähentämiseksi. Toisessa . . ·. sovellutuksessa tunnettu polyuretaani-ionomeeri valmistetaan polyisosyanaatista, joka • * · 20 sisältää kytkentäaineena polyetyleeniglykolia ja TDI:tä (2,4-tolueeni-di-isosyanaatti) ja . .·. joka reagoi ketjunjatkajan, nimittäin 2,2-dimetyloli-propionihapon (DMPA), kanssa.The coupling agent used is diphenylmethane-4,4-diisocyanate (MDI). The reaction mixture is diluted repeatedly with a solvent to reduce the increase in viscosity. In another. . ·. in the embodiment, the known polyurethane ionomer is prepared from a polyisocyanate which contains * * 20 polyethylene glycol and TDI (2,4-toluene diisocyanate) and. . ·. which reacts with a chain extender, namely 2,2-dimethylol-propionic acid (DMPA).

• e · • · US-patenttijulkaisussa 5 925 893 selostetun polyuretaanin volyymispesifinen .***. resistanssiako on nom 10 ’ Joka on mitattu kalvosta.Volume specific for polyurethane disclosed in U.S. Patent No. 5,925,893. ***. the resistance factor is nom 10 'Measured from the membrane.

··· 25 . Kuten tunnettua, polyuretaanien uretaanisidoksissa on lujat vetysidokset ja ne yleensä ♦ · · faasierkautuvat niin sanotuksi kovaksi segmentiksi. Käytettäessä DMPA:ta lopullisissa • · · .* . polyuretaaneissa on kuitenkin happoryhmä muutaman hiilen päässä uretaanisidoksista, • ·♦ J ja se häiritsee kovan segmentin muodostumista estämällä faasierkautumisen. Tämän • · . 30 seurauksena polyuretaanin mekaaniset ominaisuudet kärsivät, ja materiaalista tulee • * • · · ’« " helposti haurasta ja heikkoa. Patentin esimerkkien mukaan • · · · · • · 2 118357 resistanssikontrollikerroksessa on ristisilloitus, joka tarkoittaa sitä, että materiaaleja ei voi hyödyn tää esimerkiksi polymeerikaivojen sulaprosessoinnin aikana. Lisäksi liuotinpolymerointi edellyttää reaktioseosten pitkää työstämistä ja on melko kallista. Lisäksi US-patenttijulkaisun S 925 893 mukaan varauksenkuljettajina käytetään 5 ionisoituvia funktionaalisia ryhmiä. Esillä olevassa keksinnössä ionisoituvia ryhmiä käytetään ionisten sidosten osana, joka estää polyeetterisegmenttien kiteytymisen ja saa aikaan ionisoituvia tai polaarisia funktionaalisia ryhmiä sisältäville termoplastisille polymeereille laajan yhteensopivuuden.··· 25. As is well known, polyurethanes have strong hydrogen bonds in their urethane bonds and generally ♦ · · phase-separate into a so-called hard segment. When using DMPA in final • · ·. *. however, polyurethanes have an acid group a few carbons away from urethane linkages, and interfere with the formation of a hard segment by preventing phase separation. This • ·. As a result, the mechanical properties of the polyurethane suffer and the material becomes easily brittle and weak. According to patent examples, the cross-linking of the 118357 resistance control layer means that the materials cannot be utilized e.g. In addition, solvent polymerization requires lengthy work-up of the reaction mixtures and is quite expensive In addition, 5 ionizable functional groups are used as charge carriers in the present invention. for thermoplastic polymers containing functional groups.

10 US-patentti 6 680 149 ehdottaa polyeetteri-po!y-(N-$ubstituoitu uretaanin) käyttöä kiinteänä polymeeri-elektrolyyttinä. Tällaisessa polyeetteri-poly(N-substituoitu uretaanissa) on oligoetyleenioksidin sivuketjuja ja sen molekyylipaino on keskimäärin 50 000 - 2 000 000, edullisesti 200 000 - 1 500 000. Pienmolekyylisen polyetyleenioksidin muodostama sivuketju plastisoituu sisäisesti, minkä seurauksena 15 elektrolyyttien dissosiaatio lisääntyy.US Patent 6,680,149 proposes the use of polyether poly (N- [substituted urethane) as a solid polymer electrolyte. Such polyether poly (N-substituted in urethane) has side chains of oligoethylene oxide and has an average molecular weight of 50,000 to 2,000,000, preferably 200,000 to 1,500,000. The side chain of low molecular weight polyethylene oxide is internally plasticized, resulting in increased electrolyte dissociation.

Kummassakaan mainituista dokumenteista ei ole kuvattu polyuretaani-ionomeeria, jolla on erinomaiset sähkönjohtamisominaisuudet, hyvä mekaaninen kestävyys ja jota , ,·. voidaan siitä huolimatta tuottaa taloudellisesti.Neither of these documents describes a polyurethane ionomer having excellent electrical conductivity properties, good mechanical resistance and,. can still be produced economically.

• · · 20 • · . .·, Esillä olevan keksinnön tavoitteena on poistaa ainakin osa aiempien tämän alan • · · * " * * ....: keksintöjen ongelmista ja saada aikaan uusia polyuretaani-ionomeereja.• · · 20 • ·. It is an object of the present invention to eliminate at least some of the problems of the prior art inventions in this field and to provide novel polyurethane ionomers.

• · * · · • · · · . · · ·. Keksinnön toisena tavoitteena on saada aikaan tällaisten polyuretaani-ionomeerien • * · 25 valmistusmenetelmä.• · * · · • · · ·. · · ·. Another object of the invention is to provide a process for the preparation of such polyurethane ionomers.

• · · • * · • · · . * * *. Nämä ja muut seikat sekä niiden edut verrattuna tunnettuihin polymeereihin ja • · · , prosesseihin, jotka selviävät seuraavasta määrittelystä, saavutetaan tämän keksinnön • · * · ! avulla kuten jäljempänä seuraavista kuvauksista ja patenttivaatimuksista ilmenee.• · · • * · • · ·. * * *. These and other aspects, and their advantages over known polymers and processes, which will be apparent from the following specification, are achieved by the present invention. as follows from the following descriptions and claims.

e · 30 • · · • · · • · tt·»· • · 118337 3e · 30 • · · • · · · · · · · · · · 118337 3

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että valmistetaan termoplastista uretaani-polymeeriä, jonka polymeerirungossa on ionisoituva happoryhmä ja jonka pintaresistanssi on ASTM-2S7:n määrittelyn mukaan alle 108 Ω/cm. Polyuretaani sisältää pehmeän segmentin, joka sisältää pääosin polyeetteriä, kuten S polyalkyleenioksidia, joka esiintyy amorfisessa olotilassa.The invention is based on the idea of producing a thermoplastic urethane polymer having a ionizable acid group in the polymer backbone and having a surface resistance of less than 108 µm / cm as defined by ASTM-2S7. The polyurethane contains a soft segment consisting predominantly of a polyether, such as S polyalkylene oxide, which occurs in an amorphous state.

Polymeerejä voidaan valmistaa sulaprosessoinnilla, jolloin lähtöaineet, nimittäin dioli, kytkentäaine (di-isosyanaatti) ja karboksyylihapporyhmän/-ryhmiä sisältävä ketjunjatkaja, sekoitetaan ja saadaan reagoimaan dynaamisesti polyuretaaneiksi 10 sulareaktioiden myötä, esimerkiksi ekstruuderissa, kuten 2-ruuviekstruuderissa, tai staattisesti eräsekoittimessa.Polymers can be prepared by melt processing whereby the starting materials, namely the diol, the coupling agent (diisocyanate) and the chain extender containing the carboxylic acid group (s) are mixed and reacted dynamically to the polyurethanes by melt reactions, for example in an extruder, e.g.

Uusille polymeereille on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.The novel polymers are characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 1.

1515

Polyuretaanien valmistusmenetelmälle on puolestaan tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 17 tunnusmerkkiosassa.The process for preparing polyurethanes, in turn, is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 17.

, .·. Esillä olevan keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Niinpä polyuretaanien **** ....: 20 ominaisuuksia voidaan parantaa huomattavasti muodostamalla ionomeerisiä • · , , ·. polyuretaaneja. Tällaisia ionomeeija voidaan muodostaa karboksyyl Ulappojen • · · funktionalisoimista polyoleista tai polyuretaaneista neutralisoimalla happoryhmät emäksen avulla.,. ·. The present invention achieves considerable advantages. Thus, the properties of polyurethanes **** ....: 20 can be greatly improved by the formation of ionomeric · ·,, ·. polyurethanes. Such ionomers can be formed from carboxylated Flaps functionalized polyols or polyurethanes by neutralization of acid groups with a base.

• · · · • · e • · • · • i* 25 Emäs muodostaa ionisia ryhmiä polyuretaanin runkoon, mikä tekee polyuretaanista . polaarisemman, aikaansaa mahdollisesti paremman liuotinkestävyyden ja saattaa johtaa • · · hydrofiliaan tai hydrofobiaan aina valitun emäksen mukaan. Ionisten sidosten vieminen • · · / . polyuretaaniin parantaa myös merkittävästi polymeerin kuumuusstabiliteettia.The base forms ionic groups on the polyurethane backbone, which makes polyurethane. more polar, provides potentially better solvent resistance and may lead to · · · hydrophilia or hydrophobia, depending on the selected base. Exporting Ionic Bonds • · · /. polyurethane also significantly improves the thermal stability of the polymer.

• ♦· • » • · • 30 Uudenlainen polyuretaani-ionomeeri sekoittuu erittäin helposti toisten polymeerien • · · *· *· kanssa, ja sitä voidaan käyttää sähköäjohtavien ja antistaattisten • · 118337 4 polymeerikomponenttien valmistuksessa. Koska se sisältää happoryhmiä, se on täysin yhteensopiva toisen tyyppisten ionomeerien, nimittäin polyetyleenipohjaisten tai minkä tahansa muun karboksyylihappoa tai suifonihappoa sisältävien polymeerien, kanssa. Tämä on huomattava etu verrattuna tunnettuihin polyuretaanipohjaisiin IDP-5 polymeereihin, jollainen on esim. Noveon Inc. Stat-Rite RTM.The novel polyurethane ionomer is very readily miscible with other polymers and can be used in the manufacture of electrically conductive and antistatic polymeric components. Because it contains acid groups, it is fully compatible with other types of ionomers, namely polyethylene-based or any other carboxylic or sulfonic acid-containing polymers. This is a significant advantage over known polyurethane-based IDP-5 polymers such as the Noveon Inc. Stat-Rite RTM.

Tässä esitetty sulaprosessointimenetelmä takaa huomattavia taloudellisia ja teknisiä etuja yksinkertaisuutensa ja tehokkuutensa myötä.The molten processing method disclosed herein provides significant economic and technical advantages due to its simplicity and efficiency.

10 Seuraavassa kuvataan lähemmin esillä olevan keksinnön mukaista polyuretaani- ionomeeria käyttämällä apuna yksityiskohtaista kuvausta sekä sovellutusesimerkkejä.In the following, the polyurethane ionomer of the present invention will be described in more detail with the aid of a detailed description and application examples.

Seuraavassa annetut molekyylipainot ovat kaikki molekyylipainojen keskiarvopainoja.The molecular weights given below are all average weights of the molecular weights.

15 Kuten yliajo lyhyesti mainittiin, esillä oleva keksintö koostuu termoplastisesta uretaani- polymeeristä, jonka polymeerirungossa on ionisoituva happoryhmä ja jonka pintaresistanssi on ASTM-257:n mukaan alle 109 Ω/cm. Polyuretaanin kova segmentti sisältää vähintään yhden ionisoituvan happoryhmän. Ionisten kovien segmenttien . pitoisuus polyuretaanissa on noin 5-50 paino-%, edullisesti alle 35 paino-%, • · · ··· ....: 20 sopivimmin alle 30 paino-%.As mentioned briefly above, the present invention consists of a thermoplastic urethane polymer having a ionizable acid group in the polymer backbone and having a surface resistance of less than 109 Ω / cm according to ASTM-257. The polyurethane hard segment contains at least one ionizable acid group. Ionic hard segments. the polyurethane content is about 5 to 50% by weight, preferably less than 35% by weight, preferably less than 30% by weight.

• * • * * • · · • · ·• * • * * • · · • · ·

Huolimatta siitä, että kyseisen polyuretaanin eri komponentit käsitellään yksityis-kohtaisemmin alla, seuraavassa annetaan ensin yhteenveto sen koostumuksesta ja »»·· .**·, joidenkin edullisten sovellutusmuotojen ominaisuuksista: • · * 25 . .·. Ensimmäisen edullisen sovellutusmuodon mukaan polyuretaanin ionisoitava « · · happoryhmä on sulfonihapporyhmä, karboksyylihapporyhmä, näiden seos tai näiden '/ . suola, ja erityisen edullisina pidetään karboksyyliryhmiä ja niiden suoloja.Although the various components of the polyurethane in question will be discussed in more detail below, the following will first provide a summary of its composition and the properties of some preferred embodiments: • 25. . ·. According to a first preferred embodiment, the ionizable acid group of the polyurethane is a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, a mixture thereof or a mixture thereof. salt, and carboxyl groups and their salts are particularly preferred.

* * * • · • · '· ( 30 Polyuretaani sisältää pehmeän segmentin, joka on amorfisessa olotilassa. Suositun • · *· *| sovellutusmuodon mukaan polyuretaanin pehmeä segmentti sisältää polyeetterin, • · 118337 5 esimerkiksi polyalkyleenioksidi-tyyppisen polyeetterin (alkyleeniketjussa on 2 - 10 hiiliatomia, edullisesti 2-6 hiiliatomia). Tämän tyyppisellä polyeetterillä on erinomaiset sähkönjohto-ominaisuudet, sillä se sallii varausten/ionien liikkeen pitkin ketjua. Ionisoitavan happoryhmän sisältävän ketjunjatkajan ja polyeetterin pehmeän segmentin 5 yhdistelmä tekee mahdolliseksi lisätä polyuretaaniin huomattavia määriä polyeetteriä, millä aikaansaadaan hyvä sähkönjohtavuus. Näin ollen pehmeän segmentin pitoisuus on yleensä 20 - 95 massaprosenttia polymeerin painosta. Edullisemmin polyeetteripitoisuus on 50 - 95 massaprosenttia, eritoten 70 - 85 massaprosenttia polymeerin painosta.The polyurethane contains a soft segment which is in an amorphous state. According to a preferred embodiment, the polyurethane soft segment contains a polyether, for example a polyalkylene oxide-type polyether (the alkylene chain has 2 - 10 carbon atoms, preferably 2 to 6 carbon atoms) .This type of polyether has excellent conductive properties as it allows the movement of charges / ions along the chain.The combination of a chain extender containing an ionizable acid group and a soft segment 5 of a polyether makes it possible to add significant amounts of polyether to the polyurethane. Thus, the content of the soft segment is generally 20 to 95% by weight of the polymer, more preferably the polyether content is 50 to 95% by weight, particularly 70 to 85% by weight of the polymer.

10 Keksinnön edullisen sovellutusmuodon mukaan eetteriuretaani-polymeeri sisältää pitkästä ketjupolyolista peräisin olevan tähteen, jonka molekyylipaino vaihtelee 400 ja 10 000 välillä, eritoten 600 ja 5000 välillä. Tämä polyeetteri on edullisesti peräisin polypropyleenioksidista (PPG) ja/tai polyetyleenioksidista (PEG). Polyeetteri on eritoten peräisin PEG:stä, jonka molekyylipaino on 600 - 4 000, mieluiten 1 000 - 3 000.According to a preferred embodiment of the invention, the ether urethane polymer contains a residue from a long chain polyol having a molecular weight in the range of 400 to 10,000, in particular 600 to 5,000. This polyether is preferably derived from polypropylene oxide (PPG) and / or polyethylene oxide (PEG). In particular, the polyether is derived from PEG having a molecular weight of 600-4000, preferably 1000-3000.

1515

Polyuretaani tai poly(eetteriuretaani) on optisesti kirkastaja läpinäkyvää tai läpikuultavaa kalvomuodossa. Lisäksi tämän polyuretaani-ionomeerin lasittumis-lämpötila on 20 “C tai sen alle.Polyurethane or poly (ether urethane) is an optically brightener in a transparent or translucent film form. In addition, this polyurethane ionomer has a glass transition temperature of 20 ° C or less.

♦ · · • ♦ · • e# 20 Tämän tyyppisissä sähköäjohtavissa polymeereissä kytkentäaineet (di-isosyanaatit) e · . .·. pohjautuvat pääosin alifaattisiin, lineaarisiin tai syklisiin (»funktionaalisiin ·»· ....: isosyanaatteihin. Di-isosyanaatin erityisen edullinen sovellutusmuoto on heksametyleeni-di-isosyanaatti HDI. Toinen esimerkki on sykloheksametyleeni-di- ««·· .***. isosyanaatti (CHDI).E # 20 In this type of conductive polymers, coupling agents (diisocyanates) e ·. . ·. are mainly based on aliphatic, linear or cyclic (»functional ·» · ....: isocyanates. A particularly preferred embodiment of the diisocyanate is the hexamethylene diisocyanate HDI. Another example is cyclohexamethylene di- «« ··. ***. isocyanate (CHDI).

«·· 25 . Toivottujen ominaisuuksien saamiseksi polyuretaanin molekyylipainon pitäisi olla ««· .“** enemmän kuin 50 000, eritoten enemmän kuin 80 000, edullisesti noin 100 000ja • · · .* . 2 500 000 väliltä.«·· 25. In order to obtain the desired properties, the polyurethane should have a molecular weight of «« ·. »** greater than 50,000, particularly more than 80,000, preferably about 100,000 and * ·. *. 2,500,000.

• · · • ·· • · • ♦ • 30 Esillä olevan keksinnön mukaiset polymeerit valmistetaan kondensaatiopolymeroinnilla • · · * * * | käyttämällä amiini- tai organometallikatalysaattoria, jonka pitoisuus on noin 0,005 - 2 • · 118337 6 paino-% kokonaisreagointipainoon perustuen. Polymeerin polymerointi on haastavaa prosessointivaiheen kapeasta lämpötilavaihteluvälistä johtuen. Suosituimpaa on katalyysi, jossa käytetään ympäristöystävällistä, hyvin selektiivistä titaanipohjaista katalyyttiä, kuten ligandoitua titaanipohjaista katalyyttiä. Näitä katalyyttejä voidaan 5 käyttää 0005 - 3 painoprosentin pitoisuuksina kokonaisreaktiopainoon perustuen.The polymers of the present invention are prepared by condensation polymerization. using an amine or organometallic catalyst in a concentration of about 0.005 to 2 · 118337 6% by weight based on the total reaction weight. Polymer polymerization is challenging due to the narrow temperature range of the processing step. Most preferred is catalysis using an environmentally friendly, highly selective titanium based catalyst, such as a ligated titanium based catalyst. These catalysts can be used in concentrations ranging from 0005 to 3% by weight based on the total reaction weight.

Metalli-ionit, jotka ionisoivat happoryhmät, voivat olla yksi- tai kaksiarvoisia - tai jopa kolmearvoisia - ioneja, jotka ovat alkalimetalli- tai maa-alkalimetalli-, kuten Li-, Na-, K-, Rb-, Cs-, Ca-, Mg- tai Al-inonisia. Myös siirtymämetalli-ionit kuuluvat keksintöön 10 mukaan. Myös orgaanisia ioneja voidaan käyttää neutralisoivina komponentteina.Metal ions that ionize acid groups can be monovalent or divalent - or even trivalent - ions that are alkali metal or alkaline earth metals such as Li, Na, K, Rb, Cs, Ca, Mg or Al inonic. Transition metal ions are also included in the invention. Organic ions can also be used as neutralizing components.

Polymeerejä voidaan valmistaa sulaprosessoinnilla, esim. ekstruuderiprosessissa, dynaamisesti tai sulasekoituksen avulla staattisesti. Yhden sovellutusmuodon mukaan pitkäketjuinen polyoli (polyeetteri), lyhytketjuinen dioli, joka sisältää happamia ryhmiä 15 (ketjunjatkaja), ja katalysaattori sekoitetaan keskenään ja kuumennetaan noin 30 - 80 *CThe polymers can be produced by melt processing, e.g. extruder process, dynamically or by melt blending statically. In one embodiment, the long chain polyol (polyether), the short chain diol containing acidic groups 15 (chain extender), and the catalyst are mixed and heated to about 30-80 ° C.

lämpötilaan, edullisesti 40 - 60 °C lämpötilaan. Sitten lisätään laskettu määrä di-isosyanaattia HDI (kytkentäaine), 120 - 200 mooliosaa verrattuna 100 osaan polyolia ja diolia, joko yhdellä kertaa tai useissa osissa, esimerkiksi 2-5 osassa, ja reaktio , ,·, suoritetaan eksotermisissä olosuhteissa, mieluiten tiheästi sekoittaen. Tuloksena saadaan II» »«· .,.. j 20 isosyanaatti-terminoitu polyuretaani-esipolymeeri, jonka molekyylipaino on noin 500 - • · . ,·, 10 000 g/mol. Esipolymeeri voidaan polymeroida lisäksi toisen ketjunjatkajan kanssa 9 · · ·*· ....: (diolin, kuten tavanomaisen alkyleenidiolin (etyleeniglykoli, 1,4-di-butaanidioli)), jotta φ · .:, saadaan aikaan lopullinen polymeeri, jonka molekyylipaino ylittää 50 000 g/mol.to a temperature, preferably 40 to 60 ° C. A calculated amount of diisocyanate HDI (coupling agent), 120 to 200 molar parts, relative to 100 parts polyol and diol, is then added, either once or in several parts, for example 2 to 5 parts, and the reaction is carried out under exothermic conditions, preferably under vigorous stirring. The result is an isocyanate-terminated polyurethane prepolymer having a molecular weight of about 500 to about. , ·, 10,000 g / mol. The prepolymer may additionally be polymerized with another chain extender 9 · · · * · ....: (a diol such as a conventional alkylenediol (ethylene glycol, 1,4-di-butanediol)) to give a final polymer of molecular weight Exceeds 50,000 g / mol.

···· ,*·. Polymeerin valmistus voidaan suorittaa myös osittain sulasekoituksella seostimessa • · ··· 25 (eritoten esipolymeerin valmistaminen) ja osittain ekstruuderissa.····, * ·. The preparation of the polymer may also be carried out partly by melt blending in the blender (particularly the preparation of the prepolymer) and partly in the extruder.

• · · • · · ·· .*·*. Kuten yllä mainittiin, yksi esillä olevan keksinnön tärkeä ominaisuus on antaa • ♦ · .* . polyuretaanin molekyyliketjulle happotoiminnallisuus. Tämä toiminnallisuus lisätään · · * ♦* ! polyuretaaniin mieluiten käyttämällä ketjunjatkajaa (dioli), joka sisältää happoryhmän.• · · • · · ··. * · *. As mentioned above, one important feature of the present invention is to provide • ♦ ·. *. acid functionality of the polyurethane molecular chain. This functionality will be added · · * ♦ *! polyurethane, preferably using a chain extender (diol) containing an acid group.

. 30 Näin ollen kyseisissä polyuretaaneissa tai poly(eetteriuretaane)issa on käytännössä yksi • · · *· *: kova segmentti, jonka muodostavat diolit, joissa on happosivuryhmä, joka on liitetty • · 118337 7 yhteen di-isosyanaateista, eritoten alifaattisista isosyanaateista valituilla kytkentäaineilla, ja jotka lisäksi sisältävät pehmeitä segmenttejä, joita edustavat polyeetterit, esimerkiksi poly(alkyleenioksidi)n tyyppiset, jotka ovat perimmältään vapaita happosivuryhmistä.. 30 Thus, the polyurethanes or poly (ether urethane) in question have in practice one • · · * · * hard segment formed by diols having an acid side group attached to one of the diisocyanates, in particular aliphatic isocyanates, and further comprising soft segments represented by polyethers, for example of the poly (alkylene oxide) type, which are essentially free of acid side groups.

S Happoryhmiä sisältävät diolit valitaan mieluiten dioleista, joiden pääketjussa on 3 - 10, edullisesti 4-7 hiiliatomia. Sovellutusesimerkin mukaan karboksyylihappoiyhmät liitetään polymeerirunkoon käyttämällä dimetylolipropionihappoa (DMPA) tai dimetylolibutaanihappoa (DMBA). DMPA:n molekyyli paino on 136, siinä on kaksi hydroksyyliryhmää ja yksi karboksyylihapporyhmä. DMBA:n molekyyiipaino on 148, 10 siinä on kaksi hydroksyyliryhmää ja yksi karboksyylihapporyhmä.The diols containing acid groups are preferably selected from diols having 3 to 10, preferably 4 to 7 carbon atoms in the main chain. In an exemplary embodiment, the carboxylic acid groups are attached to the polymer backbone using dimethylol propionic acid (DMPA) or dimethylolbutanoic acid (DMBA). DMPA has a molecular weight of 136, has two hydroxyl groups and one carboxylic acid group. DMBA has a molecular weight of 148, has two hydroxyl groups and one carboxylic acid group.

Koska sulaprosessointi edustaa taloudellisesti kiinnostavaa sovellutusta, käytetään mieluiten dioliketjunjatkajaa, kuten DMBA:ta, joka voidaan liuottaa toisiin aloitusaineisiin matalissa lämpötiloissa. Tämä on välttämätöntä, sillä polymerointi-15 lämpötilan täytyy olla alhainen.Since molten processing represents an economically interesting application, a diol chain extender such as DMBA is preferably used and can be dissolved in other starting materials at low temperatures. This is necessary as the polymerization-15 temperature must be low.

On huomioitava, että diolin happoryhmät voivat olla vapaassa muodossa tai metalli-ionien avulla muodostettujen suolojen muodossa.It should be noted that the acid groups of the diol may be in free form or in the form of salts formed with metal ions.

• i · • · · • · * ,.,.; 20 Yleensä kun muodostetaan polyuretaania, DMPA/DMBA saatetaan reagoimaan • · . .·. aloituspolyolin ja di-isosyanaatin kanssa, jotta saadaan muodostettua isosyanaatti- • · · ··· terminoitu esipolymeeri. Esipolymeeri tehdään lämpötilassa, jossa hydroksyyliryhmät voivat reagoida isosyanaatin ylimäärän kanssa käyttämättä happoryhmiä. Happoryhmät ···· .···, voitaisiin neutralisoida metalli-ioneilla ennen di-isosyanaattireaktioita. DMPA:n ··♦ 25 käytöstä aiheutuva vaikeus on se, että se on korkean sulamispisteen omaava kiinteä . .·. materiaali, joka liukenee rajoitetusti polyoleihin. Näiden ominaisuuksiensa vuoksi ··· .**·. DMPA liuotetaan yleensä etukäteen polyoliin liuottimen kanssa yli 100 °C:n ··· .* . lämpötilassa. Tämä vaihe on vaativa, koska lämpötilan pitäisi olla alle 100 °C, jotta di- • *♦ I isosyanaatti saadaan reagoimaan valikoiden ja vapauttamaan hydroksyyliryhmät » · . 30 karbokskyylihappojen sijaan. Lisäksi yllä mainittu vaihe lisää polyuretaanin tuotannon • · • · ♦ *· " prosessointiaikaa ja kuluja sekä lisää tarvetta orgaanisille liuottimille. DMBA.n käyttö • · 118337 s DMPArn sijaan tuo polyolien liukenemiseen etuja, joten DMBA tarjoaa laajemman tuotantoraon.• i · • · · • · *,.,.; Generally, when forming polyurethane, DMPA / DMBA is reacted with · ·. . ·. starting polyol and diisocyanate to form an isocyanate terminated prepolymer. The prepolymer is made at a temperature at which the hydroxyl groups can react with excess isocyanate without using acid groups. The acid groups ····. ··· could be neutralized with metal ions prior to the diisocyanate reactions. The difficulty with using DMPA ·· ♦ 25 is that it has a high melting point solid. . ·. a material that has limited solubility in polyols. Because of these features ···. ** ·. DMPA is generally pre-dissolved in polyol with a solvent above 100 ° C ···. *. temperature. This step is demanding because the temperature should be below 100 ° C in order for the di-• * ♦ I isocyanate to react selectively and release the hydroxyl groups »·. 30 carboxylic acids. In addition, the above step increases processing time and costs for polyurethane production, and increases the need for organic solvents. Using DMBA • 118337 s instead of DMPA provides advantages in polyol dissolution, giving DMBA a wider production gap.

Polyuretaaneissa uretaanisidoksissa on lujat vetysidokset ja ne faasierkautuvat niin 5 sanotuksi kovaksi segmentiksi. DMPA:ta käytettäessä lopullisissa polyuretaaneissa on kuitenkin happoryhmä muutaman hiilen päässä uretaanisidoksista, ja se häiritsee kovan segmentin muodostumista estämällä faasierkautumisen. Tämän seurauksena polyuretaanin mekaaniset ominaisuudet saattavat kärsiä.Polyurethanes have urethane bonds with strong hydrogen bonds and are phase-separated into so-called hard segments. However, when using DMPA, the final polyurethanes have an acid group a few carbons away from the urethane linkages and interfere with the formation of a hard segment by preventing phase separation. As a result, the mechanical properties of the polyurethane may be impaired.

10 Erityisen edullinen polyuretaani-ionomeeri koostuu amorfisesta, pehmeästä segmentistä, joka on peräisin PEGrstä, jonka molekyylipaino on 1500 - 2000, kytkentäaineena käytetystä HDI:stä ja ketjunajatkajana käytetystä DMBA:sta. Sen PEG-pitoisuus on noin 60 - 85 paino-% ja DMBA-pitoisuus noin 5 - 10 %.A particularly preferred polyurethane ionomer consists of an amorphous, soft segment derived from PEG having a molecular weight of 1500-2000, HDI used as a coupling agent and DMBA used as a chain splitter. It has a PEG content of about 60-85% by weight and a DMBA content of about 5-10%.

15 Seuraavaksi tarkastellaan hieman yleisemmin uusien polymeerien eri komponentteja.15 The various components of the new polymers will now be slightly more generally considered.

Polyuretaani / polvurea-ionomeerit . ,·, Tämän keksinnön polyuretaaniin ja polyurean ionomeereihin kuuluu anionisia osia tai • » · 999 : 20 ryhmiä. Tällaiset ryhmät liitetään tyypillisesti polyuretaanin tai polyurea-ionomeerien 9 · , .·. di-isosyanaattiin tai di-isosyanaattikomponenttiin. Anioninen ryhmä perustuu edullisesti 4 9 9 999 .,,,: sulfoni-, karboksyyl i- tai fosforihapporyhmään. Lisäksi polyuretaaniin tai polyureaan 9 9 voidaan liittää useammantyyppisiä anionisia ryhmiä.Polyurethane / polyurea ionomers. The polyurethane and polyurea ionomers of this invention include anionic moieties or groups of 999:20. Such groups are typically attached to the polyurethane or polyurea ionomers 9 ·, · ·. diisocyanate or diisocyanate component. The anionic group is preferably based on a 4 9 9 999 ,,: sulfonic, carboxylic or phosphoric acid group. In addition, several types of anionic groups can be attached to the polyurethane or polyurea 9 9.

9 9999 999 9 9 9 9 919 25 Liittämällä uretaanirunkoon ionisia ryhmiä polymeeristä voidaan tehdä polaarisempi, , ,·, mikä voi parantaa sen liuotinkestävyyttä ja, aina käytetyn emäksen mukaan, voi johtaa 999 .1·1. joko hydrofiilisiin tai hydrofobisiin ominaisuuksiin. Ionisista ryhmistä tulee molekyylien 999 ,' . sisäisten ja molekyylien välisten vetovoimien paikkoja, joka lisää polymeeriä 9 9 9 9 9 9 * I koossapitävää energiaa. Liitokset toimivat samaan tapaan kuin kovalenttiset 9 9 . 30 ristisilloitukset, mutta ne voivat hajota tai yhdistyä kuormituksen vaikutuksesta, kun taas 9 9 9 9 9 t ί kovalenttinen sidos hajoaa kuormituksen alla eikä pysty muodostumaan uudestaan.9 9999 999 9 9 9 9 919 25 By attaching ionic groups to the urethane backbone, the polymer can be made more polar,,, ·, which can improve its solvent resistance and, depending on the base used, can lead to 999 .1 · 1. either hydrophilic or hydrophobic properties. Ionic groups become molecules 999, '. intracellular and intermolecular attraction sites that increase the polymer 9 9 9 9 9 9 * I cohesive energy. Joints work in the same way as covalent 9 9. 30 crosslinks, but they can disintegrate or merge under load, while the 9 9 9 9 9 t covalent bond breaks under load and is unable to re-form.

9 99999 9 9 118337 99 99999 9 9 118337 9

Yllä kuvattuna polyuretaani-ionomeerina voidaan käyttää esimerkiksi reaktiotuotetta, joka saadaan, kun saatetaan polyisosyanaatti ja pitkäketjuinen polyoli ja ketjunjatkaja-aine reagoimaan katalysaattorin läsnä ollessa. Lisäksi pitkäketjuisen polyolin ja/tai ketjunjatkaja-aineen ainesosaksi lisätään mielellään ioninen segmentti.As the polyurethane ionomer described above, for example, the reaction product obtained by reacting the polyisocyanate and the long chain polyol and chain extender in the presence of a catalyst can be used. Further, an ionic segment is preferably added as an ingredient in the long chain polyol and / or chain extender.

55

Mahdollisten orgaanisten polyisosyanaattien joukkoon kuuluvat alifaattiset di- isosyanaalit, kuten tetrametyleeni-di-isosyanaatti, heksametyleen i-di-isosyanaatti, 3- metyyli-l,5-pentaani-di-isosyataatti, lysiini-di-isosyanaatti ja vastaavat, alisykliset di- isosyanaatit, kuten isoforoni-di-isosyanaatti, hydrotolueeni-di-isosyanaatti, 10 hydroksyleeni-di-isosyanaatti, hydrotetrametyyliksyleeni-di-isosyataatti, hydrodifenyylimetaani-di-isosyanaatti ja vastaavat, aromaattiset di-isosyanaatit, kuten m-fenyleeni-di-isosyanaatti, p-fenyleeni-di-isosyanaatti, 2,4-tolueeni-di-isosyanaatti, 2,6-tolueeni-di-isosyanaatti, m-ksyleeni-di-isosyanaatti, difenyyli-4,4-di-isosyanaatti, 2- nitrodifeenyli-4,4-di-isosyanaatti, 3,3~dimetoksydifenyyli-4,4-di-isosyanaatti, 1S difenyylimetaani-2,4-di-isosyanaatti, d i fenyy 1 imetaani-4,4-di-isosyanaatti, 3,3- dimetyylidifenyylimetaani-4,4-di-isosyanaatti, b-di-fenyylipropaani-4,4-di-isosyanaatti, di-fenyylieetteri-4,4-di-isosyanaatti, 1,4-naftaleeni-di-isosyanaatti, 1,5-naftaleeni-di- isosyanaatti ja vastaavat, näiden polymeerit; aineet, joihin on lisätty polyoleja, kuten tri- , .1. metylolipropaani ja vastaavat; sekä polyolien ja polyisosyanaattien esipolymeerit, joiden ··· 20 päädyssä on isosyanaattiryhmä.Possible organic polyisocyanates include aliphatic diisocyanates such as tetramethylene diisocyanate, hexamethylene i-diisocyanate, 3-methyl-1,5-pentane diisocyanate, lysine diisocyanate and the like, alicyclic diisocyanates. , such as isophorone diisocyanate, hydrotoluene diisocyanate, hydroxylene diisocyanate, hydrotetramethylxylene diisocyanate, hydrodiphenyl methane diisocyanate and the like, aromatic diisocyanates such as m-phen -phenylene diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, m-xylene diisocyanate, diphenyl 4,4-diisocyanate, 2-nitrodiphenyl-4 , 4-diisocyanate, 3,3-dimethoxydiphenyl-4,4-diisocyanate, 1S diphenylmethane-2,4-diisocyanate, di-phenylmethane-4,4-diisocyanate, 3,3-dimethyldiphenylmethane -4,4-diisocyanate, b-diphenylpropane-4,4-diisocyanate, diphenyl ether-4,4-diisocyanate, 1,4-naphthalene diisose yanate, 1,5-naphthalene diisocyanate and the like, polymers thereof; substances to which polyols have been added, such as tri-, .1. methylolpropane and the like; as well as prepolymers of polyols and polyisocyanates with ··· 20 ends having an isocyanate group.

• · · • · · ···• · · • · · ···

Pitkäketjuisiin polyoleihin kuuluvat a) polyeetteripolyolit, b) polyesteripolyolit sekä näiden kopolymeeripolyolit.Long chain polyols include a) polyether polyols, b) polyester polyols, and copolymer polyols thereof.

IM· • e • · • « ·· · 25 Polyeetteripolyoleihin (a) kuuluvat polyetyleeniglykoli, polypropyleeniglykoli ja . · 1 · polytetrametyieeniglykoli ja vastaavat, jotka saadaan etyleenioksidin, propyleenioksidin ··· ·“1: ja tetrahydrofuraanin ja vastaavien, niiden kopolymeerien sekä ·· . polyesterieetteripolyolien, joiden kopolymeerikomponentteja on polyesteripolyoleja, • ·1 [ \ polymeroinnilla, jossa avataan niiden rengas.The polyether polyols (a) include polyethylene glycol, polypropylene glycol and. · 1 · polytetramethylene glycol and the like, obtained from ethylene oxide, propylene oxide ··· · “1: and tetrahydrofuran and the like, their copolymers and ··. polymerization of polyester ether polyols having copolymer components with polyester polyols, where the ring is opened.

30 • · • · · • ·· • ♦ e ίο 11833730 • · • · · • ·· • ♦ e ίο 118337

On suotavaa, että näiden pitkäketjuisten polyol ien molekyylipaino olisi 600 - 5000. ’’Molekyylipainolla” tarkoitetaan mitä tahansa molekyylipainoa, mukaan lukien molekyylipainon keskiarvopaino, molekyyli painon keskiarvomäärä jne. tunnettujen menetelmien mukaan määriteltynä. Kun molekyylipaino on alle 600, polyuretaani-5 ionomeerin, jossa ioninen segmentti konfiguroidaan, varausten kuljettajana toimivan polyolikomponentin funktionaalisten ryhmien pitoisuus saattaa olla riittämätön, ja vastus saattaa kasvaa. Toisaalta, jos molekyylipaino on suurempi kuin 1000, saattaa ilmetä osittaista polyolikomponentin aiheuttamaa kiteytymistä, mutta sopivien ionisten segmenttien aiheuttama sitoutuminen vähentää polyeetterisegmentin kiteytymistä 10 merkittävästi. Käyttämällä magnesiumia, sinkkiä tai muita kaksi- tai kolmearvoisia kationeja on mahdollista ristisilloittaa polyuretaani-ionomeeri ionisesti, sisäisesti tai johonkin toiseen sopivaan polaariseen tai ionisoituvaan polymeeriin. Ioninen ristisilloittuminen vähentää polyeetterisegmentin kiteytymistä.It is desirable that these long chain polyols have a molecular weight of 600 to 5000. "" Molecular weight "refers to any molecular weight, including mean molecular weight, average molecular weight, etc., as determined by known methods. At a molecular weight of less than 600, the functional groups of the charge-carrying polyol component of the polyurethane-5 ionomer in which the ionic segment is configured may be insufficient and the resistance may increase. On the other hand, if the molecular weight is greater than 1000, partial crystallization by the polyol component may occur, but binding by suitable ionic segments significantly reduces the crystallization of the polyether segment. By using magnesium, zinc or other divalent or trivalent cations, it is possible to crosslink the polyurethane ionomer ionically, internally, or to any other suitable polar or ionizable polymer. Ionic crosslinking reduces the crystallization of the polyether segment.

15 Jopa yllä kuvatussa pitkäketjuisessa polyolissa käytetään mieluiten optimaalisena polyoliseoksena alifaattista pitkäketjuista polyaikyleeniglykolia ja polyetyleeniglykolia ja polypropyleeniglykolia, joiden molekyylipainot ovat yllä kuvatuissa rajoissa, näiden kahden sekoituksia tai näiden kopolymeerejä. Myös etyleenioksidi ja propyleenioksidi kuuluvat suotavimpien polyolikomponenttien joukkoon.Even in the long-chain polyol described above, aliphatic long-chain polyalkylene glycol and polyethylene glycol and polypropylene glycol having molecular weights within the above-described ranges, or mixtures thereof, are preferably used as the optimal polyol blend. Ethylene oxide and propylene oxide are also among the most desirable polyol components.

• · · ·*· 20 • · , t·, Ketjunjatkaja-aine on yleensä yhdiste, jossa on kaksi tai useampi aktiivista vetyä ***** molekyylissä ja jonka molekyylipaino on alle 300, ja sellaisena käytetään polyoleja, • · ,·. polyamiineja ja aminoalkoholeja ja vastaavia. Jälleen kerran ’’molekyylipainolla”, *··· .···, tarkoitetaan tässä mitä tahansa molekyylipainoa, millä tahansa keinolla mitattuna.The chain extender is generally a compound containing two or more active hydrogens in a ***** molecule and having a molecular weight of less than 300, and used as polyols. polyamines and amino alcohols and the like. Again, "molecular weight", * ···. ···, refers here to any molecular weight, by any means.

• · « · 25 . Erityisinä esimerkkeinä voidaan luetella etyleeniglykoli, propyleeniglykoli, 1,3- ··* .·**. propaanidioli, 1,2-butaanidioli, 1,4-butaanidioli, 1,5-pentaanidioli, neopentyleeniglykoli, ··* .* . 1,6-heksaanidioli, 3-metyyli-l,5-pentaanidioli, 1,8-oktaanidioli, 1,9-nonaanidioli,• · «· 25. Specific examples may include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3- ·· *. · **. propanediol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, neopentylene glycol, ·· *. *. 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol,

* M* M

m‘"‘. dietyleeniglykoli, trietyleeniglykoli, dipropyleeniglykoli, 1,4-sykloheksaani-dimetanoli • · 30 ja bisfenoli A:n lisäaine etyleenioksidi tai propyleenioksidi; glyseriini, • * * *· *| trimetylolipropaani ja muut polyolit; heksametyleeniamiini, isofuraanidiamiini, ··«·· * · 118337 π ksyleeniamiini, metyleeni-bis(kloroaniliini) ja muut polyaminit; etanoliamiini, propanoliamiini, ε-aminoheksanoli ja muut aminoalkoholit. Lisäksi on mahdollista käyttää vettä tai ureaa ketjunjatkaja-aineina.diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-cyclohexane-dimethanol • · 30 and bisphenol A additive ethylene oxide or propylene oxide; glycerin, • * * * · * trimethylol propane and other polyols; hexamethylamine, · hexamethylamine; Xylenamine, methylene bis (chloroaniline) and other polyamines, ethanolamine, propanolamine, ε-aminohexanol and other amino alcohols, and water or urea can be used as chain extenders.

S Käytettäessä ketjunjatkajaa moolien lukumäärä olisi suotavaa pitää pitkäketjuisen polyolin kokonaismoolimäärää alhaisempana, sopivimmin se olisi puolet tai alle puolet siitä.S When using a chain extender, it would be desirable to keep the number of moles lower than the total molar amount of the long chain polyol, preferably half or less than half thereof.

Ioninen segmentti valitaan sulfonihappoiyhmästä tai karboksyyliryhmästä.The ionic segment is selected from a sulfonic acid group or a carboxyl group.

10 Neutralisoivan kationin arvo on yksi, kaksi tai enemmän.The value of the neutralizing cation is one, two or more.

Yllä olevan kuvauksen mukaisesti ainakin yhden tyyppinen ioninen segmentti viedään uretaanipolymeeriin, edullisesti aiheuttamalla reaktio orgaanisen polyisosyanaatin ja pitkäketjuisen polyolin sekä ylläkuvatun ionisen segmentin syijättäyttäneen 15 ketjunjatkaja-aineen välillä. Kun ioninen segmentti on suolan merkkinä, sulfonihapporyhmä ja karboksyyliryhmä neutralisoidaan eri suoloissa joko ennen polyuretaanin valmistusreaktiota tai sen jälkeen.As described above, at least one type of ionic segment is introduced into the urethane polymer, preferably by reaction between the organic polyisocyanate and the long-chain polyol, and the chain-extinguishing agent which has triggered the ionic segment described above. When the ionic segment is a salt, the sulfonic acid group and the carboxyl group are neutralized in different salts either before or after the polyurethane production reaction.

, .·. Sulfonihapporyhmän sisältämän pitkäketjuisen polyolin monomeerikomponentista tai • · · • · 9 20 ketjunjatkaja-aineesta voidaan mainita esimerkkeinä 1,4-butaanidioli-2-sulfonihappo, 5- • * . .·, sulfoisobutyylihappo, meripihkahapon tai karboksyylihapon monometyyli tai • · · dimetyyliesteri tai vastaavat, tai näiden ammoniumsuolat, tai natriumista tai kaliumista valmistetut alkalimetallisuolat.,. ·. Of the monomeric component of the long chain polyol contained in the sulfonic acid group or of the 9 · chain extending agents, 1,4-butanediol-2-sulfonic acid, 5 · * may be mentioned. ., Sulfoisobutylic acid, succinic or carboxylic acid monomethyl or · · · dimethyl ester or the like, or their ammonium salts, or alkali metal salts of sodium or potassium.

• · · * • · · • · • ♦ 25 Karboksyylihapon omaavista ketjunjatkaja-aineista voidaan mainita esimerkkeinä 2,3- . dihydroksipropionihappo, 2,2-dimetylolipropionihappo, viinihappo, 2- ··· . * * *: metyyliviinihappo, 2,3-dihydroksi-isobutaanihappo, 2,3-dihydroksi-2- ·*· / . isopropyylibutaanihappo, 3,11-dihydroksimyristiinihappo, 9,10- • ·· dihydroksisteariinihappo, 2,6-dihydroksi-1,2-dihydro-4-pyridiinikarboksyy lihappo, • · '· 30 dimetylolibutaanihappo ja vastaavat, tai näiden alkalimetallisuolat tai ammoniumsuolat.Examples of chain extenders containing carboxylic acid include 2,3-. dihydroxypropionic acid, 2,2-dimethylolpropionic acid, tartaric acid, 2- ···. * * *: methyl tartaric acid, 2,3-dihydroxyisobutanoic acid, 2,3-dihydroxy-2- · * · /. isopropylbutanoic acid, 3,11-dihydroxymyristic acid, 9,10- • ·· dihydroxystearic acid, 2,6-dihydroxy-1,2-dihydro-4-pyridinecarboxylic acid, · · · · · dimethylolbutanoic acid and the like, or their alkali metal salts or ammonium salts.

* · · • · · • · • · 118337 12* · · • · · · · 118337 12

Orgaanista polyisosyanaattia, pitkäketjuista polyolia, ketjunjatkaja-ainetta ja yllämainittua ionista ketjunjatkaja-ainetta voidaan käyttää erikseen tai kahden tai useamman tyypin kanssa sekoitettuna. Lisäksi pitkäketjuisen polyolin, johon on viety ioninen segmentti, molekyylipaino on mieluiten 600 ja 5000 välillä samoista, 5 yllämainituista syistä johtuen.The organic polyisocyanate, long chain polyol, chain extender and the above ionic chain extender may be used alone or in admixture with two or more types. In addition, the long chain polyol introduced into the ionic segment preferably has a molecular weight of between 600 and 5000 for the same reasons mentioned above.

Lisäksi voidaan antaa esimerkkeinä katalysaattoreista tertiääriset amiinit, kuten trietyyliamiini tai vastaavat, kaliumasetaatti, sinkkistearaatti ja muut karbokskyylihappometaliisuolat, dibutyyli-tinalauraatti, dioktyyli-tinalauraatti, 10 dibutyyli-tinaoksidi ja muut orgaaniset metalliyhdisteet.In addition, examples of catalysts include tertiary amines such as triethylamine or the like, potassium acetate, zinc stearate and other carboxylic acid metal salts, dibutyl tin laurate, dioctyl tin laurate, dibutyl tin oxide and other organic metal compounds.

Tämän keksinnön polyuretaani-ionomeeria varten on sopivaa viedä ioninen segmentti molekyyliin konsentraatiolla 0,1-1 millimooli/g. Jos yllä kuvattua ionista segmenttiä on alle 0,1 millimoolia, pitkäketjuisen polyeetterin kiteisyys ei välttämättä vähene kovin 15 paljon, ja se vaikuttaa yhteensopivuuteen vain vähän. Jos yllä kuvattua ionista segmenttiä on enemmän kuin 1.0 millimooli yhtä polyuretaanigrammaa kohti, niin ylimääräinen ristisilloittumistiheys ei vähennä pitkäketjuisen polyeetterisegmentin kiteytymistä.For the polyurethane ionomer of this invention, it is convenient to introduce the ionic segment into the molecule at a concentration of 0.1 to 1 mmol / g. If the ionic segment described above is less than 0.1 millimeter, the crystallinity of the long chain polyether may not be very reduced and will have little effect on compatibility. If the ionic segment described above is more than 1.0 millimole per gram of polyurethane, the excess crosslinking density does not reduce the crystallization of the long chain polyether segment.

• · · • · ·• · · • · ·

• M• M

20 Yllä kuvatun kaltaisen poiyuretaani-ionomeerin määräkohtainen resistanssiarvo on . .*. edullisesti 106- 109 Ω/cm. Poiyuretaani-ionomeerin lasittumislämpötila (Tg) on • · · •:··· edullisesti 10 °C tai sitä alempi. Tämän syyksi on arveltu sitä, että polyuretaani- •i. ionomeerin sähköäjohtava mekanismi aiheutuu ionien liikkeestä, jonka aiheuttavatThe specific resistance value of the polyurethane ionomer as described above is. . *. preferably 106 to 109 Ω / cm. The polyurethane ionomer has a glass transition temperature (Tg) preferably of 10 ° C or less. The reason for this is that polyurethane • i. the electrically conductive mechanism of an ionomer is caused by the movement of ions caused by

»»M»» M

. * * ’. polymeerirungon segmentaaliset liikkeet, joka on sitä suotuisampaa ionien johtamisessa, ··· 25 mitä alempi Tg on, joten se on erityisen suositeltavaa 0 °C:n tai sitä alemmassa . .*; lämpötilassa.. * * '. the lower the Tg of the polymer backbone, the more favorable it is for conducting ions, so it is particularly recommended at 0 ° C or lower. . *; temperature.

♦ · · * · · • · • » *·* / . Kyseinen ketjunjatkaja on tyypillisesti alhaisen molekyylipainon (alle 400, mieluiten alle • »» t t J 300) omaava hiilivety, jossa on kaksi funktionaalista ryhmää, jotka pystyvät reagoimaan • i • 30 di-isosyanaatin kanssa. Ketjunjatkaja on edullisesti alifaattinen tai sykoalifaattinen • · ** ' j yhdiste, joka sisältää enintään 15 hiiliatomia, ja jossa on kaksi funktionaalista ryhmää, • · 118337 13 jotka on valittu hydroksyyli- ja aminoryhmistä. Ketjunjatkajassa olevien hiiliatomien määrä on edullisesti 1-14, sopivimmin 2 - 8 . Ketjunjatkaja on edullisesti dioli tai diamiini, esimerkiksi dioli, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat etyleeniglykoli, 1,2-propaanidioli, 1,6-heksaanidioli, 1,4-di-dihydroksisykloheksaani ja 1,4-butaanidioli tai 5 diamiini, joka on valitty etyylidiamiinista, 4,4-metyleeni-bis(o-kloroaniliinista), 4,4- diamiini-difenyylimetaanista, p-fenyieenidiamiinistä tai näiden johdannaisista. Sopivimmin ketjunjatkaja on dioli, mielellään tyydyttynyt alfaattinen dioli, ja erityisen sopiva on 1,4-butaanidioli.♦ · · * · · • · • »* · * /. The chain extender in question is typically a low molecular weight (less than 400, preferably less than? »T t J 300) hydrocarbon having two functional groups capable of reacting with? 30 diisocyanate. The chain extender is preferably an aliphatic or cycloaliphatic compound having up to 15 carbon atoms and having two functional groups selected from hydroxyl and amino groups. The number of carbon atoms in the chain extender is preferably 1 to 14, most preferably 2 to 8. The chain extender is preferably a diol or diamine, for example a diol selected from the group consisting of ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-dihydroxycyclohexane and 1,4-butanediol or diamine selected from ethyl diamine, 4,4-methylene-bis (o-chloroaniline), 4,4-diamine diphenylmethane, p-phenylenediamine, or derivatives thereof. Most preferably the chain extender is a diol, preferably a saturated alpha-diol, and 1,4-butanediol is particularly suitable.

10 Reagoivien aineiden isosyanaattiosan suhde reagoivien aineiden hydroksyyli-ja amino- osaan voi olla vähintään 0,90 ja sopivimmin vähintään 0,98. Kyseinen suhde voi olla alle 1,10, erityisesti alle 1,03.The ratio of the isocyanate moiety of the reactants to the hydroxyl and amino moieties of the reactants may be at least 0.90 and most preferably at least 0.98. The ratio may be less than 1.10, in particular less than 1.03.

Kyseessä olevien polyuretaanien valmistusmenetelmässä voidaan käyttää 15 katalysaattoria. Sopivia katalysaattoreita voivat olla vismutin, lyijyn, tinan, raudan, antimonin, uraanin, kadmiumin, koboltin, toriumin, alumiinin, elohopean, sinkin, nikkelin, ceriumin, molybdeenin, vanadiinin, kuparin, titaanin, mangaanin ja zirkoniumin orgaaniset ja epäorgaaniset happosuolat ja organometalliset johdannaiset . sekä fosfiinit ja tertiääriset orgaaniset amiinit. Orgaanisista tinayhdisteistä sopivimpia ··· ....; 20 katalysaattoreita ovat tina-oktoaatti, tina-oleaatti, dibutyylitina-dioktoaatti, dibutyylitina- . dilauraatti ja vastaavat. Erityisesti suositaan ligandoituja titaanipohjaisia • · · katalysaattoreita. Menetelmässä käytetyn katalysaattorin määrä on yleensä 0,005 - 2,0 .:. paino-% reagoivien aineiden kokonaispainoon perustuen.In the process for preparing the polyurethanes in question, 15 catalysts can be used. Suitable catalysts include organic and inorganic organic salts of bismuth, lead, tin, iron, antimony, uranium, cadmium, cobalt, thorium, aluminum, mercury, zinc, nickel, cerium, molybdenum, vanadium, copper, titanium, manganese and zirconium. . as well as phosphines and tertiary organic amines. Organic tin compounds most suitable ··· ....; The catalysts include tin octoate, tin oleate, dibutyltin dioctoate, dibutyltin. dilaurate and the like. Particularly preferred are ligand-based titanium-based catalysts. The amount of catalyst used in the process is generally from 0.005 to 2.0. % by weight based on the total weight of the reactants.

• · · · · · • · • · *· · 25 Kuten yllä on mainittu, kyseisen keksinnön mukaan valmistetuissa polyuretaaneissa voi ; :’· olla ionisia kovia segmenttejä, joiden pitoisuus on alle 35 paino-%, erityisesti alle 10 *·· :***; paino-%.As noted above, the polyurethanes of the present invention may:; : '· Be ionic hard segments of less than 35% by weight, in particular less than 10 * ··: ***; weight-%.

»·« • * • * · • · · Tämän keksinnön mukaisen menetelmän mukaan joidenkin reagoivien aineiden • · 30 polymerisointi voidaan toteuttaa ennen reaktiivisen ekstruuderin käyttöä. Esimerkiksi * · · * * j voidaan valmistaa esipolymeeri, edullisesti liuotinvapaalla esipolymeerimenetelmällä.According to the process of this invention, the polymerization of some reactants may be carried out prior to the use of a reactive extruder. For example, * · · * * j can be prepared by a prepolymer, preferably by the solvent-free prepolymer process.

♦ · 14 118337♦ · 14 118337

Kyseisessä menetelmässä osa isosyanaatista, tai mieluiten se kokonaan, sekoitetaan osaan tai mieluiten koko määrään polydieenidiolia kohotetussa lämpötilassa, yleensä 70 - 100 °C lämpötilassa, 30 minuutiksi tai sitä pidemmäksi ajaksi, ja reagoimattomassa ilmassa, esimerkiksi vetyilmakehässä.In this process, some or preferably all of the isocyanate is mixed with some or preferably all of the polydienediol at elevated temperature, usually 70-100 ° C, for 30 minutes or more, and in an inert atmosphere, for example, hydrogen.

55

Esipolymeeri, joka on kuumennettu 30 - 70 °C lämpötilaan, edullisesti 40 - 60 °C lämpötilaan, voidaan sitten syöttää mainitun reaktiivisen ekstruuderin sisäänmeno-aukkoon. Jatkaja, joka voidaan kuumentaa, mutta joka kelpaa myös ympäristön lämpöisenä, voidaan myös syöttää sisäänmenoaukkoon tässä vaiheessa, mieluiten 10 kyseisen reaktio-ekstruuderin samaan sisäänmenoaukkoon.The prepolymer heated to 30-70 ° C, preferably 40-60 ° C, can then be introduced into the inlet of said reactive extruder. The extender, which may be heated but which is also suitable for ambient temperature, may also be fed to the inlet at this stage, preferably to the same inlet of the reaction extruder in question.

Suositun sovellutusmuodon mukaisesti menetelmässä: - sekoitetaan ainakin osa di-isosyanaatin lasketusta määrästä ainakin osaan polydieenidiolia kohotetussa lämpötilassa vähintään 30 minuutin ajan inertissä 15 ilmakehättä, jotta saadaan valmistetuksi esipolymeeri, jonka molekyylipaino on 5000 - 15 000 g/mol; - esipolymeeri otetaan talteen, - esipolymeeri kuumennetaan, : - esipolymeeri syötetetään yhdessä dioli-ketjunjatkajan kanssareaktio- *:**: 20 ekstruuderin sisäänmenoaukkoon ja ί : .’ ~ esipolymeeri saatetaan reagoimaan ketjunjatkajan kanssa sellaisen polyuretaanin *"" valmistamiseksi, jonka molekyylipaino on vähintään 80 000 g/mol.According to a preferred embodiment, the process comprises: - mixing at least a portion of the calculated amount of diisocyanate with at least a portion of the polydienediol at an elevated temperature for at least 30 minutes under an inert atmosphere to produce a prepolymer having a molecular weight of 5000-15000 g / mol; - the prepolymer is recovered, - the prepolymer is heated, - the prepolymer is fed together with the diol chain extender co-reaction *: **: 20 to the inlet of the extruder and ί:. '~ the prepolymer is reacted with a chain extender of at least 80 000 g / mol.

*·* m ··· *#·* · * M ··· * # ·

Sopiva pyörivä reaktio-ekstruuderi on kaksiruuvinen ekstruuderi, joka sisältää joukon 25 hiertäviä/sekoittavia alueita, jotka on eroteltu toisistaan ruuvipumpuilla. Ekstruuderissa olevien reagoivien aineiden viipymäajan lisääminen haluttuja ominaisuuksia sisältävien * · · TPU:iden valmistamiseksi saattaa vaatia lisätoimenpiteitä. Alan ammattimies voi : helposti tehdä tämän esimerkiksi liittämällä ekstruuderiin vastakkaisuuntaisesti jaotellut • · kuljetus/sekoitusalueet.A suitable rotary reaction extruder is a twin-screw extruder containing a plurality of shear / mixing areas separated by screw pumps. Increasing the residence time of reactants in the extruder to produce * · · TPUs with desired properties may require additional steps. One of ordinary skill in the art can: easily do this, for example, by connecting • • transport / mixing zones in opposite directions to the extruder.

30 • · · « ti • · • · 118337 1530 • · · «ti • · • · 118337 15

Kyseinen polyuretaani-ionomeeri voidaan sekoittaa esimerkiksi sulasekoituksella polymeerin kanssa, joka on muodostettu olefunista ja alfa- tai beta-tyydyttymättömästä karboksyylihaposta, jossa on 3 - 8 hiilitatomia ja jonka happoryhmien määrä on 0,5-15 mooli-%. Tyypillisiä tällaisia ko- tai terblokkipolymeerejä ovat esimerkiksi etyleeni-5 butyyli akrylaatti-metakryylihappo-terpolymeerit. Keksinnön mukaan polyuretaani sekoitetaan täten olefiinisen ko- tai terpolymeerin kanssa kohotetussa lämpötilassa, ja 90 - 10 paino-% tuloksena saatavasta kopolymeeristä muodostuu olefiinisestä ko- tai terpolymeeristä (olefiini + tyydyttymätön karboksyylihappo) ja 10-90 paino-% muodostuu polyuretaani-ionomeeristä. Alkalimetalliyhdistettä lisätään yleensä määrä, 10 joka vastaa 0,02 - 3,0 millimoolia alkalimetalli-ioneja/1 g polymeeriseosta. Seosta sekoitetaan kohotetussa lämpötilassa, jotta alkalimetalliyhdiste saadaan reagoimaan seoksen polymeerikomponenttien kanssa, ja sekoitusta jatketaan, kunnes alkalimetaili-yhdiste on reagoinut seoksen polymeerikomponenttien kanssa olennaisen täydellisesti.The polyurethane ionomer in question may be blended, for example, by melt blending with a polymer formed of olefun and an alpha or beta-unsaturated carboxylic acid having from 3 to 8 carbon atoms and having an acid group content of 0.5 to 15 mol%. Typical such co- or terblock polymers are, for example, ethylene-5-butyl acrylate-methacrylic acid terpolymers. According to the invention, the polyurethane is thus blended with the olefinic copolymer or terpolymer at elevated temperature, and 90-10% by weight of the resulting copolymer is composed of an olefinic copolymer or terpolymer (olefin + unsaturated carboxylic acid) and 10-90% by weight of polyurethane ionomer. The alkali metal compound is generally added in an amount corresponding to 0.02 to 3.0 mmol of alkali metal ions per g of polymer blend. The mixture is stirred at elevated temperature to react the alkali metal compound with the polymer components of the mixture, and stirring is continued until the alkali metal compound has reacted substantially completely with the polymer components of the mixture.

15 Yleensä on mahdollista käyttää keksinnön mukaisia materiaaleja esimerkiksi pakkausmateriaaleissa, kuiduissa, putkissa, letkuissa, kulutuspintojen päällysteissä, pinnoitteena lukuisissa eri kohteissa, bioteknologisissa sovelluksissa, kaiuttimissa ja lukuisten eri polymeerien sähköä johtavana lisäaineena. Se on erityisen edullisesti . sopivaa elektroniikkalaitteiden pakkauspahvien päällysteissä, iattiapäällysteissä ja «·< .... : 20 kuitusovelluksissa. Näissä voidaan hyödyntää seoksen hyviä mekaanisia ominaisuuksia, . .1 2. joiden ansiosta on mahdollista muodostaa kalvoja, joiden paksuus on noin 10 - 500 *·· • ···| mikrometriä, tyypillisesti noin 15 - 200 mikrometriä.In general, it is possible to use the materials of the invention in, for example, packaging materials, fibers, tubes, hoses, tread coatings, coatings in a variety of applications, biotechnological applications, loudspeakers, and electrically conductive additives for a variety of polymers. It is particularly advantageous. Suitable for electronic packaging cardboard coatings, iatia coatings and «· <....: 20 fiber applications. These can benefit from the good mechanical properties of the alloy,. .1 2. Capable of forming films with a thickness of approximately 10 to 500 * ·· • ··· | micrometers, typically about 15 to 200 micrometers.

• · « M·· ·1"· Kyseisten ionomeerien hyvien mekaanisten ominaisuuksien ansiosta materiaalia voidaan • · · 25 käyttää esimerkiksi pakkausmateriaaleissa, lattiapeitteissä, toisten polymeerien ; ·1; seospolymeerinä tai päällysteenä.Due to the good mechanical properties of these ionomers, the material can be used, for example, in packaging materials, floor coverings, other polymers, or as a coating polymer.

• · · • · • · • 1 • e· (/ · Erityisen edullinen sovellutus sisältää kyseisten polyuretaani-ionomeerien käytön • ♦ · itii; polyeetteriuretaaneissa, mahdollisesti sekoitettuna toisten polymeerien kanssa (katso • · ' 30 esimerkki 10 alla), häviävinä kerroksina monikerroksisisissa kalvorakennelmissa ja • » i 2 ‘I kuiduissa. Tällaisia rakennelmia on kuvattu aiemmissa suomalaisissa • 1 118337 16 patenttihakemuksissamme 20041361 ja 20041361, joiden sisältö sisällytetään tähän viitteen omaisesti.The particularly preferred embodiment involves the use of said polyurethane ionomers in polyether urethanes, optionally mixed with other polymers (see Example 10 below), as disappearing layers in multilayer coatings. membrane structures and • »i 2 'I fibers, such structures have been described in our prior art • 1,118337 16 in our patent applications 20041361 and 20041361, the contents of which are incorporated herein by reference.

Tällaiset monikerroksiset kalvot sisältävät yleensä päällikerroksen, keskikerroksen ja 5 mahdollisesti pohjakerroksen, joista keskikerros on valmistettu sähköä johtavasta polymeeristä. Niitä voidaan käyttää ESD-pakkauksissa, kuten elektoniikkateollisuuden pakkauksissa, kemikaaliteollisuuden pakkauksissa, elintarviketeollisuudessa sekä päivittäistavaroiden pakkauksissa, joissa tuotteet varautuvat helposti.Such multilayer films generally include a top layer, a middle layer, and possibly a base layer, the middle layer of which is made of an electrically conductive polymer. They can be used in ESD packaging, such as electronics packaging, chemical packaging, food packaging and grocery packaging, where products are easily recharged.

10 Komposiiittikalvojen hyvien lujuusominaisuuksien ansiosta ne ovat sopivia yhdistettäväksi vielä kestomuovien kuten LD-PE:n ja DH-PE:n kanssa antamaan pakkausmateriaaleille rajaominaisuuksia, lujuutta ja iskunkestävyyttä. Polyolefiininen pakkauskalvo on täysin läpinäkyvää, minkä ansiosta kalvon läpi voidaan lukea tuotekoodeja, kuten viivakoodeja.10 Due to the high strength properties of composite films, they are also suitable for combination with thermoplastics such as LD-PE and DH-PE to give the packaging materials boundary properties, strength and impact resistance. The polyolefin packaging film is completely transparent, allowing product codes such as barcodes to be read through the film.

1515

Kalvosovelluksiin kuuluu erilaisia kutistekalvopakkauksia, jotka pohjautuvat polyolefiinisiin materiaaleihin. Solumuovit ja syvävedetyt pakkaukset, kuten puolijohdekotelot, ovat myös mahdollisia sovelluksia.The film applications include various shrink wrap packages based on polyolefinic materials. Cellular plastics and deep-drawn packages, such as semiconductor housings, are also potential applications.

I · i • · · • · · ... : 20 Kuiduissa on ydin, joka koostuu sähköä johtavasta materiaalista, jota ympäröi ulompi . termoplastisesta polymeeristä valmistettu suojakuorikerros.I · i • · · · · ...: 20 The fibers have a core consisting of an electrically conductive material surrounded by the outer. thermoplastic polymer protective cover layer.

··* • ··· * • ·

Esimerkit «M· • · * • · • » • · · 25 Seuraavien esimerkkien prosessoinnissa käytetään ektruusiomenetelmää. “ZSK 25 : extruuderilla” viitataan Wemer&Pfeidererin valmistamaan pyörivään 2-EXAMPLES The following examples are processed using the extrusion method. “ZSK 25: Extruder” refers to a rotary 2-piece made by Wemer & Pfeiderer

»M»M

ruuviekstruuderiin. Sen ruuvit oli muotoiltu niin, että siinä oli joukko ··· / . hierovia/sekoittavia alueita, jotka oli erotettu toisistaan ruuvipumpuilla. Reagoivien • tt materiaalien viipymäajan lisäämiseksi kahta ensimmäistä hierovaa aluetta seurasi kapea 30 alue, jossa oli vastakkaissuuntaisia kuljetus/sekoitusalueita. Ekstruuderin rajalämpötiiat *· *· olivat 100 - 160 °C.screw extruder. Its screws were shaped to have a set of ··· /. massaging / mixing areas separated by screw pumps. To increase the residence time of the reactive materials, the first two massaging areas were followed by a narrow region 30 with opposite transport / mixing regions. The extruder boundary temperatures * · * · were 100-160 ° C.

• · 118337 17• · 118337 17

Esimerkki 1 {keksinnön ulkopuolelta)Example 1 (outside the invention)

Polyetyleeniglykoli (PEG), jonka moiekyylipaino oli 1500 Mw.ja heksametyleeni-di-5 isosyanaatti (HDI) saatettiin reagoimaan ketjunjatkajana toimivan 2,2- dimetylolipropionihapon (DMPA) ja katalysaattorina toimivan dibutyylitina-diasetaatin (DBTAC) läsnä ollessa 2-ruuviekstruuderissa. Mool »osuudet olivat: PEG 80 osaa, DMPA 20 osaaja HDI 100 osaa.Polyethylene glycol (PEG) having a molecular weight of 1500 Mw and hexamethylene di-5 isocyanate (HDI) was reacted with 2,2-dimethylolpropionic acid (DMPA) as a chain extender and dibutyltin diacetate (DBTAC) as a catalyst. The molar proportions were: PEG 80 parts, DMPA 20 parts HDI 100 parts.

10 Ekstruuderin lämpötila oli 100-160 °C. Reaktiotuote oli läpinäkymätöntä, elastista, termoplastista polyuretaania polyeetterikomponentin kiteytymisestä johtuen. Polymeerin pintaresistanssi oli 1010 Ω/cm ASTM-257:n mukaan.The temperature of the extruder was 100-160 ° C. The reaction product was opaque, elastic, thermoplastic polyurethane due to crystallization of the polyether component. The surface resistance of the polymer was 1010 Ω / cm according to ASTM-257.

Esimerkki 2 15Example 2 15

Polyetyleeniglykoli (PEG), jonka moiekyylipaino oli 1500 Mw,ja heksametyleeni-di-isosyanaatti (HDI) reagoivat ketjunjatkajana toimivan 2,2-dimetyloiipropionihapon litiumsuolan (DMPALi) ja katalysaattorina toimivan dibutyylitina-diasetaatin (DBTAC) . .·, läsnäollessa 2-ruuviekstruuderissa. Mooliosuudet olivat: PEG 80 osaa, DMPALi 20 osaa · e ... : 20 ja HDI 100 osaa.Polyethylene glycol (PEG) having a molecular weight of 1500 Mw and hexamethylene diisocyanate (HDI) reacted with a 2,2-dimethylolpropionic acid lithium salt (DMPALi) and a dibutyltin diacetate (catalyst) as the catalyst. . ·, In the presence of a 2-screw extruder. The molar proportions were: PEG 80 parts, DMPALi 20 parts · e ...: 20 and HDI 100 parts.

• * φ · • · · * · · ....: Ekstruuderin lämpötila oli 120-160 ‘C. Reaktiotuote oli kirkasta ja joustavaa termoplastista polyuretaani-ionomeeria, jonka pintaresistanssi oli 108 Ω/cm ASTM- ··· 257:n mukaan.The temperature of the extruder was 120-160 ° C. The reaction product was a clear and flexible thermoplastic polyurethane ionomer having a surface resistance of 108 Ω / cm according to ASTM ··· 257.

• · « · · 25 : Esimerkki 3 • e* • ·· • · • e ··· φ»[ . Polyetyleeniglykoli (PEG), jonka moiekyylipaino oli 1500 Mw,ja heksametyleeni-di- • · · >tit| isosyanaatti (HDI) reagoivat ketjunjatkajana toimivan 2,2-dimetylolipropionihapon • · 30 magnesiumsuolan (DMPAMg) ja katalysaattorina toimivan dibutyylitina-diasetaatin • · · a a* • · a · 118337 18 (DBTAC) läsnäollessa 2-ruuviekstruuderissa. Mooliosuudet olivat: PEG 80 osaa, DMPAMg 20 osaaja HDI 100 osaa.• · «· · 25: Example 3 • e * • ·· • · • e ··· φ» [. Polyethylene glycol (PEG) with a molecular weight of 1500 Mw and hexamethylene di-• · ·> tit | isocyanate (HDI) reacted in the presence of a chain extender 2,2-dimethylolpropionic acid • · 30 magnesium salt (DMPAMg) and a catalyst dibutyltin diacetate • · · a a * • · a · 118337 18 (DBTAC) in a 2-screw extruder. The molar proportions were: PEG 80 parts, DMPAMg 20 parts HDI 100 parts.

Ekstruuderin lämpötila oli 100-160 °C. Reaktiotuote oli kirkasta ja joustavaa 5 termoplastista polyuretaani-ionomeeria, jonka pintaresistanssi oli 108 Ω/cm ASTM- 257:n mukaan.The extruder temperature was 100-160 ° C. The reaction product was a clear and flexible thermoplastic polyurethane ionomer having a surface resistance of 108 Ω / cm according to ASTM-257.

Esimerkki 4 10 Polyetyleeniglykoli (PEG), jonka molekyylipaino oli 1500 Mw,ja heksametyleeni-di- isosyanaatti (HDI) reagoivat ketjunjatkajana toimivan 2,2-dimetylolibutaanihapon litiumsuolan (DMBALi) ja katalysaattorina toimivan dibutyylitina-diasetaatin (DBTAC) läsnäollessa 2-ruuviekstruuderissa. Mooliosuudet olivat: PEG 80 osaa, DMBALi 20 osaa ja HDI 100 osaa.Example 4 Polyethylene glycol (PEG) having a molecular weight of 1500 Mw and hexamethylene diisocyanate (HDI) was reacted with the lithium salt of 2,2-dimethylolbutanoic acid (DMBALi) as a chain extender and dibutyltin diacetate as a catalyst. The molar proportions were: PEG 80 parts, DMBAL 20 parts and HDI 100 parts.

1515

Ekstruuderin lämpötila oli 100-160 °C. Reaktiotuote oli kirkasta ja joustavaa termoplastista polyuretaania, jonka pintaresistanssi oli 108 Ω/cm ASTM-257:n mukaan.The extruder temperature was 100-160 ° C. The reaction product was a clear and flexible thermoplastic polyurethane with a surface resistance of 108 Ω / cm according to ASTM-257.

. .1 2. Esimerkki S. .1 2. Example S

• · · 1 • et 20 • · . .Polyetyleeniglykoli (PEG), jonka molekyylipaino oli 1500 MwJa heksametyleeni-di-··· isosyanaatti (HDI) reagoivat kahden ionisen ketjunjatkajan, nimittäin 2,2- ··· dimetylolibutaanihapon kaliumsuolan (DMBAK) ja 2,2-dimetylolibutaanihapon ···· : 1 1'. magnesiumsuolan (DMB AMg), läsnäollessa, ja katalysaattorina toimivan dibutyy 1 itinä- ··· 25 diasetaatin (DBTAC) läsnäollessa 2-ruuviekstruuderissa. Mooliosuudet olivat: PEG 80 • j1: osaa, DMPAMg 10 osaa, DMBAK 10 osaaja HDI 100 osaa. Ekstruuderin lämpötila oli tt· ···1: 120-160 1c.• · · 1 • et 20 • ·. .Polyethylene glycol (PEG) having a molecular weight of 1500 Mw / hexamethylene di-··· isocyanate (HDI) reacted with two ionic chain extenders, namely 2,2- ··· dimethylolbutanoic potassium salt (DMBAK) and 2,2-dimethylolbutanoic acid ··· : 1 1 '. in the presence of magnesium salt (DMB AMg), and dibutyl acting as catalyst, in the presence of 1 tin ··· 25 diacetate (DBTAC) in a 2-screw extruder. Mole fractions were: PEG 80 µl: DMPAMg 10 parts, DMBAK 10 parts HDI 100 parts. The extruder temperature was tt · ··· 1: 120-160 1c.

«·« • · • · ·«·« • · • · ·

Reaktiotuote oli kirkasta, joustavaa termoplastista polyuretaania. Sen pintaresistanssi oli e · 30 107Ω/αη ASTM-257:n mukaan.The reaction product was clear, flexible thermoplastic polyurethane. Its surface resistance was e · 30 107Ω / αη according to ASTM-257.

• · * 1 a 2 1j Esimerkki 6 • · 118337 19• · * 1 a 2 1j Example 6 • · 118337 19

Polyetyleeniglykoli (PEG), jonka molekyylipaino oli 2500 Mw, ja heksametyleeni-di-isosyanaatti (HD1) reagoivat kahden ionisen ketjunjatkajan, nimittäin 2,2-dimetylolibutaanihapon kaliumsuolan (DMBAK) ja 2,2-dimetylolibutaanihapon 5 magnesiumsuolan (DMBAMg), läsnäollessa, ja katalysaattorina toimivan dibutyylitina- diasetaatin (DBTAC) läsnäollessa 2-ruuviekstruuderissa. Mooliosuudet olivat: PEG 80 osaa, DMPAMg 10 osaa, DMBAK 10 osaa ja HDI 100 osaa. Ekstruuderin lämpötila oli 120-160 "C.Polyethylene glycol (PEG) having a molecular weight of 2500 MW and hexamethylene diisocyanate (HD1) reacted with potassium salt of DMBAK and 2,2-dimethylolbutanoic acid (DMBAK) and magnesium salt of DMB, in the presence of dibutyltin acetate (DBTAC) as a catalyst in a 2-screw extruder. The molar proportions were: PEG 80 parts, DMPAMg 10 parts, DMBAK 10 parts and HDI 100 parts. The extruder temperature was 120-160 ° C.

10 Reaktiotuote oli läpinäkymätöntä ja lievästi haurasta termoplastista polyuretaania. Sen pintaresistanssi oli 1010Q/cm ASTM-257:n mukaan.The reaction product was opaque and slightly brittle thermoplastic polyurethane. Its surface resistance was 1010 / cm according to ASTM-257.

Esimerkki 7 15 Polyetyleeniglykoli (PEG), jonka molekyylipaino oli 600 MwJa heksametyleeni-di- isosyanaatti (HDI) reagoivat kahden ionisen ketjunjatkajan, nimittäin 2,2- dimetylolibutaanihapon kaliumsuolan (DMBAK) ja 2,2-dimetylolibutaanihapon magnesiumsuolan (DMBAMg), läsnäollessa, ja katalysaattorina toimivan dibutyylitina- , diasetaatin (DBTAC) läsnäollessa 2-ruuviekstruuderissa. Mooliosuudet olivat: PEG 80 • · · «·· 20 osaa, DMPAMg 10 osaa, DMBAK 10 osaaja HDI 100 osaa. Ekstruuderin lämpötila oli . 120-160 T.EXAMPLE 7 Polyethylene glycol (PEG) having a molecular weight of 600 Mw and hexamethylene diisocyanate (HDI) was reacted with two magnesium salts of dimethylolybutanoic acid (DMBAK) and 2,2-dimethylolbutanoic acid (DMBAK) and in the presence of dibutyltin diacetate (DBTAC), a catalyst, in a 2-screw extruder. The molar proportions were: PEG 80 · · · · · · 20 parts, DMPAMg 10 parts, DMBAK 10 parts HDI 100 parts. Extruder temperature was. 120-160 T.

• · 1 ·«· • · .:. Reaktiotuote oli kirkasta ja joustavaa, termoplastista polyuretaania, jonka ···· .***, pintaresistanssi oli 108Ω/αη ASTM-257:n mukaan.• · 1 · «· • ·.:. The reaction product was a clear and flexible thermoplastic polyurethane with a ····. *** surface resistance of 108Ω / αη according to ASTM-257.

·<· 25 • ·1· Esimerkki 8 ··· ··· • · • · tee . Tässä esimerkissä kuvataan kyseessä olevan polyuretaanin valmistaminen a,"j sulaprosessoinnilla ekstruuderin sisältämällä laitteella.· <· 25 • · 1 · Example 8 ··· ··· • · · · do. This example illustrates the preparation of the polyurethane in question by melt processing on an extruder device.

• · 30 • · • 1 1 * 1| Seuraavia materiaaleja käytettiin: · 118337 20• · 30 • · • 1 1 * 1 | The following materials were used: · 118337 20

Materiaali: Määrä: PEG1500 2523,18 g (kuivattu aiemmin vakuumiin) 5 PEG2000 307,91 gMaterial: Quantity: PEG1500 2523.18 g (previously vacuum dried) 5 PEG2000 307.91 g

Polypropyleeniglykoli (PPG) 326,70 g (kuivattu aiemmin vakuumiin) DMBA 257,52 g HDI 1293,79 gPolypropylene Glycol (PPG) 326.70 g (previously vacuum-dried) DMBA 257.52 g HDI 1293.79 g

Dibutyylitinaoktoaatti DBSnOct 4,95 g 10 Etyleeniglykoli (EG) 238,75 g PEG1500, PEG2000, PPG 1200, DMBA ja katalysaattori DBSnOct sekoitettiin keskenääniä seos kuumennettiin noin 50 ’C lämpötilaan. Koko HDI lisättiin kerrallaan, ja seoksen lämpötila pidettiin 70-80 °C:ssa viilentämällä sitä reaktion eksotermisen 15 vaiheen aikana. Viilentäminen lopetettiin heti, kun lämpötila lakkasi nousemasta merkittävästi.Dibutyltin octoate DBSnOct 4.95 g Ethylene glycol (EG) 238.75 g PEG1500, PEG2000, PPG 1200, DMBA and DBSnOct catalyst were mixed together and the mixture was heated to about 50 ° C. The entire HDI was added at one time and the temperature of the mixture was maintained at 70-80 ° C by cooling it during the exothermic step of the reaction. Cooling was stopped as soon as the temperature ceased to rise significantly.

Reaktioseosta hämmennettiin noin 3 tunnin ajan; tuon ajan loppupuolella seosta • lämmitettiin hieman, jotta sen lämpötila pysyi 60 *C:ssa.The reaction mixture was stirred for about 3 hours; towards the end of that time, the mixture was • slightly warmed to maintain its temperature at 60 ° C.

··· ... ! 20 • · ; ·*· Yllä kuvatulla tavalla saatiin polyuretaani-esipolymeeria. Se syötettiin 2,5 kg/h ····· syöttönopeudella nestesyöttölaitteen läpi samanaikaisesti ketjunjatkajan (etyleeniglykoli, ... EG, 2,1 kg/min) kanssa, joka syötettiin ruiskupumpulla, putkimaiseen reaktoriastiaan.··· ...! 20 • ·; · * · A polyurethane prepolymer was obtained as described above. It was fed at a feed rate of 2.5 kg / h ····· through a liquid feeder simultaneously with a chain extender (ethylene glycol, ... EG, 2.1 kg / min) fed via a syringe pump to a tubular reactor vessel.

···· ;***: Reaktioseos johdettiin putkimaisesta reaktoriastiasta eteenpäin ekstruuderiin.····; ***: The reaction mixture was passed from the tubular reactor vessel to the extruder.

·*« 25 Ekstruuderissa lämpötila oli 160 °C (tai 180 °C) ja ruuvin pyörimisnopeus oli 150 rpm.· * «25 In the extruder, the temperature was 160 ° C (or 180 ° C) and the screw rotation speed was 150 rpm.

• · ♦ • · ♦ ··· :***: Esimerkki 9 ··· "" · • · · • · i(iij Tässä esimerkissä kuvataan kyseessä olevan polyuretaanin valmistaminen • * 30 sulaprosessoinnilla LÖdigen sekoittimessa.Example: Example 9 This example illustrates the preparation of the polyurethane in question by molten processing in a LÖdige blender.

• · · • ♦· • · * • · 118337 21• · · • ♦ · • · * • · 118337 21

Seuraavia materiaaleja käytettiin:The following materials were used:

Materiaali: Määrä: PEG1500 15,7 kg 5 DMBA 1,205 kg HDI 6,256 kg DBSnOct 24 g EG 1,154 kg 10 Kuivatusolosuhteet: PEG 1500 ja DMBA kuivatettiin 1 tunnin ajan ja 0,5 tunnin ajan peräkkäin 90 °C:ssa vakuumissa.Material: Quantity: PEG1500 15.7 kg 5 DMBA 1.205 kg HDI 6.256 kg DBSnOct 24 g EG 1.154 kg 10 Drying conditions: PEG 1500 and DMBA were dried for 1 hour and 0.5 hours in vacuo at 90 ° C.

Kuivauksen jälkeen komponentit sekoitettiin yhteen ja HDI lisättiin. Lämpötila oli 45 °C. Sitten lisättiin katalysaattori kahdessa osassa 15 minuutin välein. Reaktioseosta 15 hämmennettiin kolmen tunnin ajan kuumentaen sitä ajoittain, ja seoksen lämpötila pidettiin alle 90 °C:ssa.After drying, the components were mixed together and HDI was added. The temperature was 45 ° C. The catalyst was then added in two portions every 15 minutes. The reaction mixture was stirred for 3 hours with occasional heating, and the temperature of the mixture was kept below 90 ° C.

Kolmen tunnin sekoittamisen jälkeen lisättiin ketjunjatkaja (seoksen lämpötila oli noin , .·, 69 °C). 15 minuutin sisällä lämpötila nousi 12 °C:lla ja kun lämpötila alkoi laskea, seosta • · · 20 lämmitettiin. Ennalta määritetyn 45 minuutin kuluttua ketjunjatkajan lisäämisestä . ,*. seoksen viskositeetti oli lisääntynyt niin paljon, ettei sekoitin enää pyörinyt. Seoksen lämpötila oli silloin 98 °C.After stirring for 3 hours, a chain extender was added (the temperature of the mixture was approximately, 69 ° C). Within 15 minutes, the temperature rose to 12 ° C, and as the temperature began to decline, the mixture was heated. After a predetermined 45 minutes after adding the chain extender. , *. the viscosity of the mixture had increased to such an extent that the mixer no longer rotated. The temperature of the mixture was then 98 ° C.

9 999 9 9999 .***. Esimerkki 10 ··· 25 . .*. Esimerkissä 8 valmistettua materiaalia sulasekoitettiin etyleeni-butyyli akrylaatti- ♦ ·· .***. metakryyiihappo-terpolymeerin kanssa, jossa BA:n konsentraatio oli 10 massa-% ja 999 / . MAA:n 10 massa-%. Uretaani-ionomeeri sekoitettiin E/BA/MAA terpolymeeriin, siten • ** ] I että uretaani-ionomeerin paino-osuus oli 30 massaosaa ja E/BA/MAA terpolymeerin 70 « 9 • 30 massaosaa. 2-ruuviekstruuderin lämpötila oli 220 - 270 “C, ja läsnä oli 0,6 massaosaa 9 9 9 *· natriumhydroksidiaja 0,4 massaosaa sinkkiasetaattia.9,999 9,999999. ***. Example 10 ··· 25. . *. The material prepared in Example 8 was melt blended with ethylene-butyl acrylate. methacrylic acid terpolymer with a BA concentration of 10% by weight and 999 /%. 10% by weight of LAND. The urethane ionomer was mixed with the E / BA / MAA terpolymer so that the weight fraction of the urethane ionomer was 30 parts by weight and the E / BA / MAA terpolymer was 70 to 9 parts by weight. The temperature of the 2-screw extruder was 220-270 ° C and 0.6 parts by weight of 9 9 9 * sodium hydroxide and 0.4 parts by weight of zinc acetate were present.

9 9 22 118337 1200 rpm:n sekoitusnopeudella tehdyn sekoittamisen jälkeen saatiin homogeenistä, kirkasta, elastista materiaalia, jonka pintaresistanssi oli 2 x 108 ohmia.9 9 22 118337 After mixing at 1200 rpm, a homogeneous, clear, elastic material with a surface resistance of 2 x 10 8 ohms was obtained.

5 Esimerkin 10 mukaista materiaalia voidaan käyttää hyvin ohuissa kerroksissa pakkausmateriaalien monikerroksisissa rakenteissa tai kaksoiskomponenttikuiduissa staattisten varausten ehkäisemiseksi, muutamana esimerkkinä tämän materiaalin mahdollisista sovelluksista.The material of Example 10 can be used in very thin layers in multilayer structures of packaging materials or in dual component fibers to prevent static charges, a few examples of possible applications of this material.

• ♦ · • · · ·♦· • « * • a · • · e• ♦ • · · «« a a a a a a

«M«M

• · * ··· ·**· ··· • · • · ··· 9 0 0 • · · ·· ·*· 9 9 9 9 999 • 9 9 0 9 9 0 09 9 0 0 0 9 9 0 9 9 9 9 0 00 9 9 1 • 0• · * ··· · ** · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 0 9 9 9 9 0 00 9 9 1 • 0

Claims (25)

1. Termoplastisk uretanpolymer, vilken bestir av en polymerstomme med - ett hart segment innehällande joniserbara syragrupper, och - ett mjukt segment, vilket närmast bestir av en polyeter och som är i amorfit 5 tillständ, kännetecknad avattpolymerenframställsmedelst smältblandning, varvid polyuretanens utgängsämnen ihopblandas och bringas att reagera i smält tillständ vid en förhöjd temperatur och varvid polymerens ytresistans är mindre än 108 Ω/cm, bestämd i enlighet med standarden ASTM-257.1. A thermoplastic urethane polymer, which consists of a polymeric body having - a hard segment containing ionizable acid groups, and - a soft segment, which is almost composed of a polyether and which is in amorphous state, characterized by the polymer being prepared by melt blending, whereby the polyurethane is blended together react in the molten state at an elevated temperature and the surface resistance of the polymer is less than 108 Ω / cm, determined in accordance with standard ASTM-257. 2. Polymer i enlighet med patentkrav 1, kännetecknad av att den joniserbara syragruppen utgörs av en karboxylgrupp, en sulfonsyragrupp, en blandning eller ett salt därav.Polymer according to claim 1, characterized in that the ionizable acid group is a carboxylic group, a sulfonic acid group, a mixture or a salt thereof. 3. Polymer i enlighet med patentkrav 1 eller 2, kännetecknad av att poly-uretanen utgörs av en polyuretanjonomer, vars glasövergängstemperatur uppgär till 15 20 °C.Polymer according to claim 1 or 2, characterized in that the polyurethane is a polyurethane ionomer whose glass transition temperature rises to 20 ° C. • ·*· **\ 4. Polymer i enlighet med nägot av patentkraven 1-3, kännetecknad av att ···-♦ • « . halten av joniska harda segment uppgär till 5-50 vikt-%, företrädesvis till under 35 • · · **\ vikt-%, lämpligen till under 30 vikt-%.Polymer according to any of claims 1-3, characterized in that ··· - ♦ • «. the content of ionic hard segments ranges from 5 to 50% by weight, preferably below 35%, preferably below 30% by weight. • · ··» ***’ 5. Polymer i enlighet med nägot av patentkraven 1-4, kännetecknad avatt • · • ♦ **’ 20 halten av polyetem uppgär till 20 - 95 massaprocent av polymerens vikt, företrädes- .. vis 50 - 90 massaprocent, lämpligen 60 - 85 massaprocent.The polymer according to any one of claims 1-4, characterized in that the content of the polyether is equal to 20 - 95% by mass of the polymer weight, preferably .. 50 - 90 mass percent, preferably 60 - 85 mass percent. : '·· ··· * · • · **’ 6. Polymer i enlighet med nägot av patentkraven 1-5, kännetecknad avatt • · · *·*·* det mjuka segmentet härstammar frän en polyol med läng kedja, vars molekylvikt *·;** uppgär till 400 - 10 000, företrädesvis till 600 - 5 000. ·· « · • · *"*t 25: Polymer according to any of claims 1-5, characterized in that the soft segment originates from a long chain polyol, whose molecular weight * ·; ** increase to 400 - 10,000, preferably to 600 - 5,000. 7. Polymer i enlighet med patentkrav 6, kännetecknad av att det mjuka segmentet utgörs av poly(alkyleneter), vars alkylenkedja har 2 - 6 kolatomer och 28 1 1 8337 som företrädesvis härstammar frän poly(propylenglykol) (PPG) eller poly(etylen-glykol) (PEG).Polymer according to claim 6, characterized in that the soft segment consists of poly (alkylene ether), the alkylene chain of which has 2 to 6 carbon atoms and 28 is 1 8337 which is preferably derived from poly (propylene glycol) (PPG) or poly (ethylene ether). glycol) (PEG). 8. Polymer i enlighet med patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d av att det mjuka segmentet härstammar frän poly(etylenglykol), vars molekylvikt uppgär till 1 000 - 5 3 000 g/mol.8. Polymer according to claim 7, characterized in that the soft segment is derived from poly (ethylene glycol), whose molecular weight amounts to 1,000 to 5,000 g / mol. 9. Polymer i enlighet med nägot av patentkraven 1-8, kännetecknadavatt polyuretanen innehäller en rest av en kedjeförlängare, vilken utgörs av en diol, företrädesvis av en diol med en terminal hydroxylgrupp och en kolvätekedja, som bestär av 2 - 12 kolatomer, företrädesvis 4-6 kolatomer.Polymer according to any of claims 1-8, characterized in that the polyurethane contains a residue of a chain extender, which is a diol, preferably a diol with a terminal hydroxyl group and a hydrocarbon chain consisting of 2 to 12 carbon atoms, preferably 4 -6 carbon atoms. 10. Polymer i enlighet med patentkrav 9, kännetecknad av kedjeförlängaren bestär av en sur grupp, vilken kan ha formen av ett metallsalt.Polymer according to claim 9, characterized by the chain extender consisting of an acidic group which may be in the form of a metal salt. 11. Polymer i enlighet med nägot av patentkraven 1-10, kännetecknad av att den joniserbara syragruppen bestär av ett metallsalt, vars metalljon härstammar frän alkalimetaller, jord-alkalimetaller och aluminium. ·.·.* 15Polymer according to any one of claims 1-10, characterized in that the ionizable acid group consists of a metal salt, the metal ion of which is derived from alkali metals, alkaline earth metals and aluminum. ·. ·. * 15 12. Polymer i enlighet med nägot av patentkraven 1-11, kännetecknad av att ’·* i polymeren innehäller rester av ett kopplingsmedel valt frän lineära eller cykliska \:. · alifatiska diisocyanater. • *Polymer according to any of claims 1-11, characterized in that the polymer contains residues of a coupling agent selected from linear or cyclic. · Aliphatic diisocyanates. • * 13. Polymer i enlighet med patentkrav 1, kännetecknad av att diisocyanaten ««· * utgörs av en hexametylen-diisocyanat (HDI) eller en cyklohexametylen-diisocyanat 20 (CHDI). ·· • · * M ···Polymer according to claim 1, characterized in that the diisocyanate is a hexamethylene diisocyanate (HDI) or a cyclohexamethylene diisocyanate (CHDI). ·· • · * M ··· 14. Polymer i enlighet med nägot av patentkraven 1-13, kännetecknad av att f !ti*: segmentet innehällande en sur grupp härstammar frän en kedjeförlängare, vilken ut- • * görs av en dialkylalkansyra, vars alkylrest har 1 - 3 kolatomer och alkansyrarest 2 - .***. 12 kolatomer. • · e·· • ·Polymer according to any of claims 1-13, characterized in that the segment containing an acidic group is derived from a chain extender, which is made up of a dialkylalkanoic acid, the alkyl of which has 1-3 carbon atoms and alkanoic acid residues. 2 - ***. 12 carbon atoms. · · E ·· 15. Polymer i enlighet med patentkrav 14, kännetecknad av att kedjeför längaren utgörs av dimetylolbutansyra. 29 1 1 8337Polymer according to claim 14, characterized in that the chain linker is dimethylolbutanoic acid. 29 1 1 8337 16. Polymerienlighetmednägotavföregäendepatentkrav, kännetecknad av att polyuretanens molekylvikt överskrider 50 000, företrädesvis 80 000 och är lämp-ligast mellan 100 000 och 2 500 000.16. Polymeric similarity with no prior patent claim, characterized in that the molecular weight of the polyurethane exceeds 50,000, preferably 80,000, and is most preferably between 100,000 and 2,500,000. 17. Förfarande för framställning av termoplastisk polyuretan medelst smältbearbet- 5 ning, vilken polyuretan omfattar en polymerstomme med - ett härt segment innehällande joniserbara syragrupper, - ett mjukt segment, vilket närmast bestär av en polyeter och som är i amorft tillständ, och - vilken polyuretans ytresistans är mindre än 10® Ω/cm, bestämd i enlighet 10 med standarden ASTM-257 kännetecknat av att polymeren framställs medelst smältblandning, varvid polyuretanens utgängsämnen ihopblandas och bringas att reagera i smält tillständ vid en förhöjd temperatur.A process for producing thermoplastic polyurethane by means of melt processing, said polyurethane comprising a polymer backbone having - a hard segment containing ionizable acid groups, - a soft segment almost consisting of a polyether and in amorphous state, and - which polyurethane surface resistance is less than 10® Ω / cm, determined in accordance with standard ASTM-257, characterized in that the polymer is prepared by melt blending, whereby the starting materials of the polyurethane are mixed together and reacted in the molten state at an elevated temperature. 18. Förfarande i enlighet med patentkrav 17, kännetecknat av att en diol, en 15 diisocyanat och en kedjeförlängare innehällande en karboxylsyragrupp/-grupper ihopblandas och de bringas att reagera dynamiskt i en extruder eller statiskt i en sats- . blandare.A process according to claim 17, characterized in that a diol, a diisocyanate and a chain extender containing a carboxylic acid group (s) are mixed together and are reacted dynamically in an extruder or static in a batch. mixer. • · * ··· *·· · • · • 19. Förfarande i enlighet med patentkrav 17 eller 18, kännetecknat av att • S · ··» diisocyanat tillförs i en stökiometrisk mängd i förhällande tili mängden föreningar • · 20 innehällande tvä hydroxy lgrupper. M·· ··♦ : : ···A process according to claim 17 or 18, characterized in that • S · ·· »diisocyanate is added in a stoichiometric amount relative to the amount of compounds • 20 containing two hydroxy target groups. M ·· ·· ♦:: ··· 20, Förfarande i enlighet med nägot av patentkraven 17-19, kännetecknat av :·. att: • ·· •" ’ · - ätminstone en del av den beräknade diisocyanatmängden blandas med ··· ,Λ ätminstone en del polydiendiol vid en förhöjd temperatur av 70-100 °C * · t • · .···. 25 ätminstone under 30 minuter i en inert atmosiar för att framställa en • · • ·· prepolymer, vars molekylvikt uppgär tili 5 000 -15 000 g/mol, :t< : - prepolymeren tas tillvara, • *· - prepolymeren uppvärms tili en temperatur av 30 - 70 °C, - prepolymeren mätäs tillsammans med en diolkedjeförlängare in i en 30 reaktionsextruders inmatningsöppning, och 118337 - prepolymeren bringas att reagera med kedjeförlängaren för att ästadkomma en polyuretan med en molekylvikt uppgäende till ätminstone 50 000 g/mol, företrädesvis till ätminstone 80 000 g/mol.20, A method according to any of claims 17-19, characterized by: ·. that: · ·· · · · - at least part of the calculated diisocyanate amount is mixed with ···, Λ at least part of polydienediol at an elevated temperature of 70-100 ° C * · t · ·. ···. for 30 minutes in an inert atmosphere to prepare a prepolymer, whose molecular weight is added up to 5,000 -15,000 g / mol,: the prepolymer is used, the prepolymer is heated to a temperature of The prepolymer is measured together with a diol chain extender into the feed port of a reaction extruder, and the 118337 prepolymer is reacted with the chain extender to provide a polyurethane having a molecular weight amounting to at least 80,000 g / mole, preferably at least 50,000 g / mole. 000 g / mol. 21. Förfarande i enlighet med nägot av patentkraven 17-20, kännetecknat 5 av att reaktionen utförs i närvaro av en amino- eller organometallkatalysator, varvid katalysatoms koncentration uppgär tili ca 0,005-2 vikt-% baserad pä hela reaktions-vikten.21. Process according to any of claims 17-20, characterized in that the reaction is carried out in the presence of an amino or organometallic catalyst, the concentration of the catalyst being up to about 0.005-2% by weight based on the total reaction weight. 22. Förfarande i enlighet med nägot av patentkraven 17-20, kännetecknat av att reaktionen utförs i närvaro av en liganderad titanbaserad katalysator, varvid 10 katalysatoms koncentration uppgär tili ca 0,005 - 3 vikt-% baserad pä hela reaktions- vikten.Method according to any of claims 17-20, characterized in that the reaction is carried out in the presence of a liganded titanium-based catalyst, the concentration of the catalyst being about 0.005-3% by weight based on the total reaction weight. 23. Användningen av en polyuretanjonomer i enlighet med nägot av patentkraven 1 -16 för tillverkning av ett elledande, polymert material, varvid jonomeren blandas med en polymer, vilken bildas av en olefin och en alfa- eller beta-omättad karboxyl- 15 syra med 3-8 kolatomer och vars mängd syragrupper uppgär tili 0,5 - 15 mol-%. • • · # • i iThe use of a polyurethane ionomer according to any one of claims 1-16 for the manufacture of an electrically conductive polymeric material, wherein the ionomer is mixed with a polymer formed from an olefin and an alpha or beta unsaturated carboxylic acid with 3 -8 carbon atoms and whose amount of acid groups is up to 0.5 - 15 mol%. • • · # • i i 24. Användningen i enlighet med patentkrav 23, kännetecknad av att poly- *·· · • * . uretanjonomeren blandas med en olefinisk blockkopolymer eller blockterpolymer. • i ίThe use according to claim 23, characterized in that poly- · ·· · • *. the urethane anomer is mixed with an olefinic block copolymer or block polymer. • i ί ··· ····# • · , 25. Användningen i enlighet med patentkrav 23 eller 24, kännetecknad av att polyuretanjonomeren blandas med en olefinisk polymer i ett molförhällande upp-20 gäende till ca 90:10 mot 10:90. ·♦ • · : ·· f: #·» ♦ · • · · • · · • · ··· : : ··· i·· • « • ' · ··· ···«· • *The use according to claim 23 or 24, characterized in that the polyurethane anomer is mixed with an olefinic polymer in a molar ratio of about 90:10 to 10:90. · ♦ • ·: ·· f: # · »♦ · · · · · · · · · ···:: ··· i ·· •« • '· ··· ··· «· • *
FI20041616A 2004-12-15 2004-12-15 New polymers and process for their preparation FI118337B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20041616A FI118337B (en) 2004-12-15 2004-12-15 New polymers and process for their preparation
PCT/FI2005/000533 WO2006064085A2 (en) 2004-12-15 2005-12-15 Novel polymers and method for the production thereof

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20041616 2004-12-15
FI20041616A FI118337B (en) 2004-12-15 2004-12-15 New polymers and process for their preparation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20041616A0 FI20041616A0 (en) 2004-12-15
FI20041616A FI20041616A (en) 2006-06-16
FI118337B true FI118337B (en) 2007-10-15

Family

ID=33547984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20041616A FI118337B (en) 2004-12-15 2004-12-15 New polymers and process for their preparation

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI118337B (en)
WO (1) WO2006064085A2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080176083A1 (en) * 2007-01-18 2008-07-24 Noveon, Inc. High Moisture Vapor Transmissive Polyurethanes
US8637629B2 (en) 2007-01-18 2014-01-28 Lubrizol Advanced Materials, Inc. High moisture vapor transmissive polyurethanes
GB0919411D0 (en) * 2009-11-05 2009-12-23 Ocutec Ltd Polymer for contact lenses
EP2496622B1 (en) 2009-11-02 2016-07-13 Ocutec Limited Polymers for contact lenses
GB0919459D0 (en) 2009-11-06 2009-12-23 Ocutec Ltd Polymer for contact lenses
WO2017188906A1 (en) * 2016-04-26 2017-11-02 Istanbul Teknik Universitesi Rektorlugu Packaging film for packing fresh fruits and vegetables under modified atmosphere
JP2022069010A (en) * 2020-10-23 2022-05-11 東レ・オペロンテックス株式会社 Polyurethane elastic fiber and production method thereof
WO2023212377A1 (en) * 2022-04-28 2023-11-02 Iviva Medical, Inc. Water-soluble polyurethanes as support material and sacrificial material for 3d printing

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5077330A (en) * 1988-08-29 1991-12-31 Armstrong World Industries, Inc. Conductive polyurethane-urea/polyethylene oxide
US4956438A (en) * 1989-02-08 1990-09-11 The Dow Chemical Company Bulk polyurethane ionomers
JP3000944B2 (en) * 1996-06-24 2000-01-17 富士ゼロックス株式会社 Semiconductive member and semiconductive cleaning and static elimination blade
US6958380B2 (en) * 2001-06-29 2005-10-25 Callaway Golf Company Polyurethane ionomers and methods for their preparation and formation

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006064085A3 (en) 2007-01-04
FI20041616A0 (en) 2004-12-15
FI20041616A (en) 2006-06-16
WO2006064085A2 (en) 2006-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0272587B1 (en) Polyurethane elastomers comprising a charge-control agent and shaped elements therefrom
US4980445A (en) Thermoplastic polyurethanes
EP3263614B1 (en) Waterborne hybrid polyurethane/polysiloxane dispersions
US20120172524A1 (en) Reactive hot-melt adhesive agent composition
WO2008067967A2 (en) Unsaturated polymers
KR20070100889A (en) Aqueous polyurethane resin, method for producing aqueous polyurethane resin and film
WO2006064085A2 (en) Novel polymers and method for the production thereof
CN105778032B (en) It is a kind of for crystallizing/the crystallization promoter and its preparation method and application of semicrystalline polyurethane
JPWO2011125540A1 (en) Thermoplastic polyurethane resins and molded products
EP1584658B1 (en) Polyurethane resin aqueous dispersion, and aqueous adhesive for footwear and aqueous primer coating agent containing the same
EP3150648A1 (en) Aqueous functionalized polyurethane dispersions
US4762941A (en) Polyurethane elastomers comprising a charge control agent and shaped elements therefrom
KR20110023093A (en) Synthesis and composition of solvent-free waterborne polyurethane emulsion for hydrolysis-resistance excellent
KR101116291B1 (en) Method for manufacture high water permeable solvent free polyurethane adhesive
US20100209713A1 (en) Liquid moisture curable polyurethane adhesives for lamination and assembly
KR101313713B1 (en) compositions of polyurethane resin has anti-hydrolysis property, Manufacturing method of polyurethane resin using the same and polyurethane adhesive with polyurethane resin
KR20030048376A (en) Polyurethane dispersions and films produced therewith
JP2011213867A (en) Thermoplastic polyurethane resin, molding, and method for producing thermoplastic polyurethane resin
KR20060119491A (en) A preparation methods for improveing the rate of drying, adhesion and hydrolytic stability of waterborne polyurethane via copolymer and emulsion blend, and waterborne polyurethane made by its method
EP3981814A1 (en) Polyol composition comprising anhydrosugar alcohols and anhydrosugar alcohol polymer
EP3077439B1 (en) Storage stable polyol composition for polyurethane elastomers
CN100354329C (en) Polyurethane resin,water polyurethane resin,hydrophilic modifier,moisture resin and process for producing polyurethaneresin
JP2003327652A (en) Polyurethane ionomer and process for producing the same
US20220315692A1 (en) Waterborne polyurethane
JP2006306943A (en) Method for producing water-based urethane resin

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 118337

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed