JP5479462B2 - 繊維強化tpu複合材 - Google Patents

繊維強化tpu複合材 Download PDF

Info

Publication number
JP5479462B2
JP5479462B2 JP2011510664A JP2011510664A JP5479462B2 JP 5479462 B2 JP5479462 B2 JP 5479462B2 JP 2011510664 A JP2011510664 A JP 2011510664A JP 2011510664 A JP2011510664 A JP 2011510664A JP 5479462 B2 JP5479462 B2 JP 5479462B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thermoplastic polyurethane
polyurethane polymer
catalyst
polymer
rigid
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2011510664A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011521084A (ja
JP2011521084A5 (ja
Inventor
ジェローム ジェイ. ブレイン,
ケマル オンダー,
シェーン アール. パーネル,
キンバリー エル. ヤング,
Original Assignee
ルブリゾル アドバンスド マテリアルズ, インコーポレイテッド
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 ルブリゾル アドバンスド マテリアルズ, インコーポレイテッド filed Critical ルブリゾル アドバンスド マテリアルズ, インコーポレイテッド
Publication of JP2011521084A publication Critical patent/JP2011521084A/ja
Publication of JP2011521084A5 publication Critical patent/JP2011521084A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5479462B2 publication Critical patent/JP5479462B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • C08L75/06Polyurethanes from polyesters
    • 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
    • C08G18/0895Manufacture of polymers by continuous processes
    • 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
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/22Catalysts containing metal compounds
    • C08G18/24Catalysts containing metal compounds of tin
    • C08G18/244Catalysts containing metal compounds of tin tin salts of carboxylic acids
    • C08G18/246Catalysts containing metal compounds of tin tin salts of carboxylic acids containing also tin-carbon bonds
    • 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
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3203Polyhydroxy compounds
    • C08G18/3206Polyhydroxy compounds aliphatic
    • 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
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • 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
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C08G18/7671Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group

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)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Description

(発明の分野)
本発明は、繊維強化熱可塑性ポリウレタン(TPU)複合材に関する。上記複合材は、引き抜き成形プロセスによって作製され、ここで繊維束が、TPUの溶融物を通って引き抜かれる。上記TPU溶融物は、剛性TPUおよび触媒マスターバッチを含む。上記触媒マスターバッチは、溶融処理温度においてTPUを脱重合し得、かつ上記溶融物が冷却されるにつれて、上記TPUを再重合し得る触媒を含むTPUポリマーから作製される。
(発明の背景)
熱可塑性ポリウレタン(TPU)ポリマーは、通常は、ポリイソシアネートと、ヒドロキシ末端化中間体(ポリオールとして公知)および短鎖ジオール鎖伸長剤とを反応させることによって作製される。上記ヒドロキシ末端化中間体(ポリオール)は、上記ポリマーの軟質セグメントを形成する一方で、上記ポリイソシアネートおよび鎖伸長剤は、上記ポリマーの硬質セグメントを形成する。上記TPUポリマーの硬度は、特定のTPUにおける硬質セグメントおよび軟質セグメントの量によって制御され得る。
特許文献1は、少量のポリオールを使用して作製される、および好ましくはポリオールを使用せずに作製される、剛性TPUを開示している。上記剛性TPUは、ポリイソシアネートと、短鎖ジオール鎖伸長剤とを反応させることによって作製される。このタイプの剛性TPUは、しばしば、工業用樹脂(engineering resin)として言及され、構造的適用(例えば、自動車部品など)において使用され得る。
上記特許文献1の剛性TPUはまた、繊維複合材における使用が見いだされた。このような複合材を生成するための通常の方法は、引き抜き成形として公知のプロセスによるものである。上記引き抜き成形プロセスにおいて、繊維は、上記繊維を上記ポリマーでコーティングするために、ポリマー溶融物を通じて引き抜かれる。上記ポリマー溶融物が、上記ポリマーによる上記繊維の「湿潤化」を増強し得る最低の粘性を有するようにすることは、望ましい。上記ポリマーによる良好な湿潤化は、上記複合材の特性を高める。
上記ポリマー溶融物の粘性は、上記ポリマー溶融物の温度を増大させることによって低下させられ得る。TPUポリマーは、引き抜き成形プロセスにおいて上記繊維の良好な湿潤化を達成するのに十分なそれらの粘性を低下させるために必要な温度に加熱される場合、脱重合する傾向にある。TPUは、脱重合に供された場合、物理的特性(例えば、弾性率、衝撃強さ、および分子量)が低下する。
この問題は、上記TPUが最初に作られるときに、TPU触媒を上記TPU反応物に添加することによって解決され得ることが示唆されてきた。上記触媒は、上記溶融物における脱重合を促進するので、上記溶融物粘性を低下させるが、上記溶融物を冷却させるにつれて、上記TPUを再重合することに利用可能である。
例えば、非常に剛性のTPUを作製するための1回注入重合プロセスのようなプロセスにおいて、上記重合プロセスに触媒を添加すると、他の問題が生じ得る。非常に剛性のTPUは、ポリイソシアネートと短鎖ジオールとを反応させることによって作製され、上記反応は、非常に発熱性であり、上記1回注入プロセスにおいて過剰な熱を除去するのが困難である。このプロセスに触媒を添加すると、反応速度が上がり、上記問題がより顕著になる。
TPU触媒を既に調製された非常に剛性のTPUに添加し、その結果、上記触媒がその後の処理において迅速な様式で上記TPUを脱重合しかつ再重合することに利用可能であるようにするための方法を有することは有益である。
米国特許第4,376,834号明細書
(発明の要旨)
TPU組成物が提供され、上記組成物は、第1の剛性TPUポリマーおよび触媒マスターバッチを含む。上記触媒マスターバッチは、溶融温度で脱重合しかつ上記溶融物が冷却されるにつれて上記第1の剛性TPUを再重合し得る触媒を含む第2のTPUポリマーから作製される。
上記触媒マスターバッチは、第2の完全に形成されたTPUポリマーで開始し、上記触媒を上記TPUポリマー中で膨潤することによって作製される。上記膨潤は、上記触媒と組み合わせて不活性キャリア(例えば、可塑剤)を使用することによって増強され得る。上記触媒マスターバッチは、好ましくは、ペレット形態にある。
本発明のTPU組成物を作製するための好ましい方法は、ペレット形態にある上記触媒マスターバッチと、ペレット形態にある上記剛性TPUポリマーをブレンドすることである。次いで、上記ブレンドされた混合物は、溶融処理装置(例えば、押し出し成形機もしくは射出成形機)へと供給され、ここで上記触媒マスターバッチは、上記剛性TPUと完全的に(troughly)溶融混合される。
上記TPU組成物は、長繊維強化複合材を形成するために使用され得るか、または上記複合材のストランドは、種々の物品へとその後成形され得る長繊維ペレットを与える長さへと切断され得る。上記触媒マスターバッチを含む上記TPU組成物はまた、上記TPUの分子量を増大させることによって、上記TPUの高められた特性を達成するために使用され得る。
本発明は、例えば以下の項目を提供する。
(項目1)
熱可塑性ポリウレタン組成物であって、
(a)第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマー;および
(b)第2の熱可塑性ポリウレタンポリマー、
を含み、ここで該第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーは、少なくとも1種の加水分解にかつ熱に安定な触媒を含み、該触媒は、溶融処理温度において該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンを脱重合することができ、かつ該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンを、該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンが溶融処理温度未満に冷却されるにつれて再重合することができる、
熱可塑性ポリウレタン組成物。
(項目2)
前記第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーは、60 ショアDより高い硬度を有する工業グレード 熱可塑性ポリウレタンである、項目1に記載の組成物。
(項目3)
前記第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーは、80 ショアDより高い硬度を有する、項目2に記載の組成物。
(項目4)
前記第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーは、少なくとも1種のポリイソシアネートおよび少なくとも1種のグリコール鎖伸長剤の反応から作製される、項目3に記載の組成物。
(項目5)
前記第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーは、約98 ショアAより低い硬度を有する、項目1に記載の組成物。
(項目6)
前記第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーは、約90 ショアAより低い硬度を有する、項目5に記載の組成物。
(項目7)
前記第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーは、少なくとも1種の可塑剤を含む、項目5に記載の組成物。
(項目8)
前記第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーは、該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーおよび前記第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーの総重量の約85.0〜約99.8重量%のレベルで存在する、項目1に記載の組成物。
(項目9)
前記第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーは、該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーおよび前記第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーの総重量の約95.0〜約98.5重量%のレベルで存在する、項目8に記載の組成物。
(項目10)
前記触媒は、前記第2の熱可塑性ポリウレタンポリマー中に、該第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーの約0.1〜約10.0重量%のレベルで存在する、項目1に記載の組成物。
(項目11)
前記触媒は、約1.0〜約3.0重量%のレベルで存在する、項目10に記載の組成物。
(項目12)
前記触媒は、スズ触媒であって、該スズ触媒は、2個のアルキル基および該スズに結合した2個のアニオン基を有する、項目10に記載の組成物。
(項目13)
前記アルキル基は、メチル、ブチル、およびオクチルからなる群より選択される、項目12に記載の組成物。
(項目14)
前記アニオン基は、カルボキシレート、マレエート、オキシド、メルカプチド、およびチオグリコレートからなる群より選択される、項目12に記載の組成物。
(項目15)
前記触媒は、ジメチルスズジラウリルメルカプチドである、項目14に記載の組成物。
(項目16)
前記可塑剤は、少なくとも1種のフタレート可塑剤である、項目7に記載の組成物。
(項目17)
前記可塑剤は、前記第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーの0.25〜約5.0重量%のレベルで存在する、項目7に記載の組成物。
(項目18)
前記可塑剤は、前記第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーの約0.5〜約2.0重量%のレベルで存在する、項目17に記載の組成物。
(項目19)
触媒マスターバッチであって、
(a)少なくとも1種の熱可塑性ポリウレタンポリマー;
(b)少なくとも1種の加水分解にかつ熱に安定な触媒;および
(c)必要に応じて、少なくとも1種の可塑剤、
を含む、触媒マスターバッチ。
(項目20)
前記熱可塑性ポリウレタンポリマーは、ペレット形態であり、98 ショアAより低いデュロメーター硬度を有する、項目19に記載の触媒マスターバッチ。
(項目21)
前記可塑剤は、フタレート可塑剤である、項目20に記載の触媒マスターバッチ。
(項目22)
前記触媒は、スズ触媒であり、該スズ触媒は、2個のアルキル基および該スズに結合した2個のアニオン基を有する、項目19に記載の触媒マスターバッチ。
(項目23)
前記触媒は、ジメチルスズジラウリルメルカプチドである、項目22に記載の触媒マスターバッチ。
(項目24)
前記触媒は、前記熱可塑性ポリウレタンポリマーの約0.1〜約10.0重量%のレベルで存在する、項目19に記載の触媒マスターバッチ。
(項目25)
前記触媒は、前記熱可塑性ポリウレタンポリマーの約1.0〜約3.0重量%のレベルで存在する、項目24に記載の触媒マスターバッチ。
(項目26)
前記可塑剤は、前記熱可塑性ポリウレタンポリマーの約0.5〜約2.0重量%のレベルで存在する、項目19に記載の触媒マスターバッチ。
(項目27)
触媒マスターバッチを生成するためのプロセスであって、該プロセスは、触媒を熱可塑性ポリウレタンポリマー中に膨潤させる工程を包含する、プロセス。
(項目28)
前記ペレット形態にある熱可塑性ポリウレタンポリマーは、前記触媒および可塑剤とともにリボンブレンダーへと添加され、該熱可塑性ポリウレタンポリマー、該触媒、および該可塑剤の混合物は、該触媒および該可塑剤が、該熱可塑性ポリウレタンポリマーペレットの内部に含まれるまで混合される、項目27に記載のプロセス。
(項目29)
繊維強化剛性熱可塑性ポリウレタン複合材物品を調製するためのプロセスであって、該プロセスは、
(a)2種の熱可塑性ポリウレタンポリマーのブレンドを加熱することによって得られる溶融物を通して、連続して繊維束を引き抜く工程であって、該ブレンドは、
(i)第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーであって、該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンは、60 ショアDより高い硬度を有する、第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマー;
(ii)第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーであって、ここで該第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーは、少なくとも1種の加水分解にかつ熱に安定な触媒を含み、ここで該触媒は、該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーを脱重合することができる、第2の熱可塑性ポリウレタンポリマー;
を含む、工程、
(b)該溶融物を、該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーを脱重合するのに十分な温度へと加熱する工程;
(c)該引き抜いた繊維束を、該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーおよび該第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーのブレンドに含浸して、複合材溶融物を形成する工程;
(d)該複合材溶融物を冷却して、該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーを再重合する工程、
を包含する、プロセス。
(項目30)
前記複合材は、約10〜約80重量%の繊維を有する、項目29に記載のプロセス。
(項目31)
前記複合材は、約25〜約55重量%の繊維を有する、項目30に記載のプロセス。
(項目32)
前記繊維は、ガラス繊維および炭素繊維からなる群より選択される、項目29に記載のプロセス。
(項目33)
前記触媒は、ジメチルスズジラウリルメルカプチドである、項目29に記載のプロセス。
(項目34)
前記冷却した複合材は、約0.12インチ〜約1.0インチの長さへと切断される、項目29に記載のプロセス。
(項目35)
前記冷却した複合材は、約0.25インチ〜約0.75インチの長さへと切断される、項目34に記載のプロセス。
(項目36)
溶融処理した第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーの重量平均分子量を増大させるためのプロセスであって、該プロセスは、
(a)第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーのペレットと、触媒マスターバッチとをブレンドする工程であって、該触媒マスターバッチは、(i)該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーを脱重合できる、少なくとも1種の加水分解にかつ熱に安定な触媒、および(ii)少なくとも1種の第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーを含む、工程;
(b)該触媒マスターバッチとブレンドした該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーを、溶融処理装置に通過させて、ポリマー溶融物を作り出す工程であって、ここで該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーは、脱重合に供される、工程;
(c)該ポリマー溶融物を冷却して、該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンを再重合する工程、
を包含する、プロセス。
(項目37)
前記第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーは、60 ショアDより高い硬度を有し、
前記第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーは、98 ショアAより低い硬度を有する、項目36に記載のプロセス。
(項目38)
前記触媒マスターバッチは、少なくとも1種の可塑剤を含む、項目37に記載のプロセス。
(好ましい実施形態の詳細な説明)
(第1の剛性TPUポリマー)
上記第1の剛性TPUポリマーは、ポリイソシアネートと、短鎖ジオール(すなわち、鎖伸長剤)、および必要に応じて、15重量%までのポリオールとを、反応させることによって、作製される。好ましくは、上記第1の剛性TPUポリマーは、5重量%未満のポリオールを含み、より好ましくは、ポリオールは、上記第1の剛性TPUポリマー中に全く存在しない。上記第1の剛性TPUポリマーは、60 ショアDより高い、好ましくは、80 ショアDより高い、およびより好ましくは、約85 ショアDより高いデュロメーター硬度を有する。
上記第1の剛性TPUポリマーを作製するために適した鎖伸長剤は、約2〜約12個の炭素原子を有する低級脂肪族グリコールもしくは短鎖グリコールであり、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールヒドロキノンジ(ヒドロキシエチル)エーテル、ネオペンチルグリコール(neopentyglycol)などが挙げられ、1,6−ヘキサンジオールが好ましい。
上記第1の剛性TPUポリマーを作製するために適したポリイソシアネートとしては、芳香族ジイソシアネート(例えば、4,4’−メチレンビス−(フェニルイソシアネート)(MDI);m−キシレンジイソシアネート(XDI)、フェニレン−1,4−ジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−3,3’ジメトキシ−4,4’−ジイソシアネートおよびトルエンジイソシアネート(TDI));ならびに脂肪族ジイソシアネート(例えば、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、1,4−シクロヘキシルジイソシアネート(CHDI)、デカン−1,10−ジイソシアネート、およびジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート)が挙げられる。最も好ましいジイソシアネートは、4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)、すなわち、MDIである。
好ましくは、上記第1の剛性TPUポリマーは、上記ポリイソシアネートと、上記鎖伸長剤(いかなるポリオールをも存在しない)とを、反応させることによって作製される。ポリオールが使用される場合、それらは、最大15重量%未満(less than up to)、より好ましくは、総TPU反応物のうちの5%未満の少量において使用されるべきである。使用される場合、上記ポリオールは、ヒドロキシル末端化中間体としても公知である。使用され得る上記ポリオールは、TPUポリマーを作製するにあたって使用される通常のポリオールのうちのいずれかである。これらとしては、ヒドロキシル末端化ポリエステル、ヒドロキシル末端化ポリエーテル、およびヒドロキシル末端化ポリカーボネートが挙げられる。適切なヒドロキシル末端化中間体は、上記触媒マスターバッチにおいて使用される上記第2のTPUポリマーの説明において以下により詳細に記載される。
使用されるポリイソシアネート、好ましくは、ジイソシアネートのレベルは、当量のヒドロキシル含有成分(すなわち、当量のヒドロキシル末端化中間体(使用される場合)、および上記鎖伸長剤グリコール)に対して当量のジイソシアネートである。ヒドロキシル含有成分に対する当量のポリイソシアネートの比は、約0.95〜約1.10であり、好ましくは、約0.96〜約1.02であり、より好ましくは、約0.97〜約1.005である。
上記第1の剛性TPUポリマーを作製するための反応物は、当業者に周知であるように、好ましくは、1回注入重合プロセスにおいて一緒に反応させられる。上記1回注入プロセスは、上記反応物を加熱したツインスクリュー押し出し成形機に供給する工程を包含する。上記押し出し成形機において、上記反応物は重合され、かつ上記ポリマーは押し出し成形機を出る際にペレットへと形成される。
(触媒マスターバッチ)
本発明のTPU組成物において上記第2の必要な成分は、触媒マスターバッチである。上記触媒マスターバッチは、第2のTPUポリマー、および溶融処理温度において上記第1の剛性TPUを脱重合し得、かつ上記溶融物が冷却されるにつれて上記第1の剛性TPUを再重合し得る触媒を含む。
上記触媒マスターバッチにおいて使用される上記第2のTPUポリマーは、当該分野でかつ文献中で公知である任意の従来のTPUポリマーであり得る。上記TPUポリマーは、一般に、ポリイソシアネートと、中間体(例えば、ヒドロキシル末端化ポリエステル、ヒドロキシ末端化ポリエーテル、ヒドロキシ末端化ポリカーボネートもしくはこれらの混合物)と、1種以上の鎖伸長剤とを反応させることによって調製される(これらは全て、当業者に周知である)。
上記ヒドロキシル末端化ポリエステル中間体は、一般に、約500〜約10,000、望ましくは、約700〜約5,000、および好ましくは、約700〜約4,000の数平均分子量(Mn)、一般に、1.3未満、および好ましくは、0.8未満の酸価を有する直鎖状ポリエステルである。分子量は、上記末端官能基のアッセイによって決定され、上記数平均分子量に関連する。上記ポリエステル中間体は、(1)1つ以上のグリコールと、1つ以上のジカルボン酸もしくはジカルボン酸無水物とのエステル化反応、または(2)エステル交換反応(すなわち、1つ以上のグリコールと、ジカルボン酸のエステルとの反応)、によって生成される。一般に、酸に対して1モルより多くの過剰のグリコールのモル比は、末端ヒドロキシル基の優位を有する直鎖を得るために好ましい。適切なポリエステル中間体としてはまた、種々のラクトン(例えば、代表的には、ε−カプロラクトンおよび二官能性開始剤(例えば、ジエチレングリコール)から作製されるポリカプロラクトン)が挙げられる。上記望ましいポリエステルのジカルボン酸は、脂肪族、脂環式、芳香族、もしくはこれらの組み合わせであり得る。単独で、もしくは混合物において使用され得る適切なジカルボン酸は、一般に、合計4〜15個の炭素原子を有し、これらとしては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸(dodecanedioic)、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられる。上記ジカルボン酸の無水物(例えば、フタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物など)もまた、使用され得る。アジピン酸は、好ましい酸である。反応させられて、望ましいポリエステル中間体を形成する上記グリコールは、脂肪族、芳香族、もしくはこれらの組み合わせであり得、合計2〜12個の炭素原子を有し得、これらとしては、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、デカメチレングリコール、ドデカメチレングリコールなどが挙げられ得、1,4−ブタンジオールが好ましいグリコールである。
ヒドロキシル末端化ポリエーテル中間体は、合計2〜15個の炭素原子を有するジオールもしくはポリオール、好ましくは、アルキルジオールもしくはグリコールから得られるポリエーテルポリオールであり、これらは、2〜6個の炭素原子を有するアルキレンオキシド(代表的には、エチレンオキシドもしくはプロピレンオキシドもしくはこれらの混合物)を含むエーテルと反応させられる。例えば、ヒドロキシル官能性ポリエーテルは、まず、プロピレングリコールと、プロピレンオキシドとを反応させ、続いて、その後、エチレンオキシドと反応させることによって生成され得る。エチレンオキシドから生じた一級ヒドロキシル基は、二級ヒドロキシル基より反応性が高いので、好ましい。有用な市販のポリエーテルポリオールとしては、エチレングリコールと反応させられたエチレンオキシドを含むポリ(エチレングリコール)、プロピレングリコールと反応させられたプロピレンオキシドを含むポリ(プロピレングリコール)、テトラヒドロフランと反応させられた水を含むポリ(テトラメチルグリコール)(PTMG)が挙げられる。ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG)は、好ましいポリエーテル中間体である。ポリエーテルポリオールは、アルキレンオキシドのポリアミド付加物をさらに含み、これらとしては、例えば、エチレンジアミンおよびプロピレンオキシドの反応生成物を含むエチレンジアミン付加物、ジエチレントリアミンとプロピレンオキシドとの反応生成物を含むジエチレントリアミン付加物、ならびに類似のポリアミドタイプのポリエーテルポリオールが挙げられ得る。コポリエーテルはまた、本発明において利用され得る。代表的なコポリエーテルとしては、THFおよびエチレンオキシド、またはTHFおよびプロピレンオキシドの反応生成物が挙げられる。これらは、ポリTHF B(ブロックコポリマー)、およびポリTHF R(ランダムコポリマー)としてBASFから市販されている。上記種々のポリエーテル中間体は、一般に、末端官能基のアッセイによって決定される場合、約250〜約10,000、望ましくは、約500〜約5,000、および好ましくは、約700〜約3,000の平均分子量である数平均分子量(Mn)を有する。
本発明のポリカーボネートベースのポリウレタン樹脂は、ジイソシアネートと、ヒドロキシル末端化ポリカーボネートおよび鎖伸長剤のブレンドとを反応させることによって調製される。上記ヒドロキシル末端化ポリカーボネートは、グリコールと、カーボネートとを反応させることによって調製され得る。
米国特許第4,131,731号は、ヒドロキシル末端化ポリカーボネートおよびその調製の開示のために、本明細書に参考として援用される。このようなポリカーボネートは、直鎖状であり、末端ヒドロキシル基を有し、他の末端基は本質的に排除されている。本質的な反応物は、グリコールおよびカーボネートである。適切なグリコールは、4〜40個、および好ましくは、4〜12個の炭素原子を含む脂環式ジオールおよび脂肪族ジオール、ならびに1分子あたり2〜20個のアルコキシ基を含み、各アルコキシ基が2〜4個の炭素原子を含む、ポリオキシアルキレングリコールから選択される。本発明における使用に適したジオールとしては、4〜12個の炭素原子を含む脂肪族ジオール(例えば、ブタンジオール−1,4、ペンタンジオール−1,4、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール−1,6、2,2,4−トリメチルヘキサンジオール−1,6、デカンジオール−1,10、水素化ジリノレイルグリコール(dilinoleylglycol)、水素化ジオレイルグリコール);および脂環式ジオール(例えば、シクロヘキサンジオール−1,3、ジメチロールシクロヘキサン−1,4、シクロヘキサンジオール−1,4、ジメチロールシクロヘキサン−1,3、1,4−エンドメチレン−2−ヒドロキシ−5−ヒドロキシメチルシクロヘキサン、およびポリアルキレングリコール)が挙げられる。上記反応において使用されるジオールは、最終製品において望まれる特性に依存して、単一のジオールであってもよいし、ジオールの混合物であってもよい。
ヒドロキシル末端化されているポリカーボネート中間体は、一般に、当該分野でおよび文献中で公知のものである。適切なカーボネートは、以下の一般式を有する5〜7員の環から構成されるアルキレンカーボネートから選択される:
Figure 0005479462
ここでRは、2〜6個の直鎖状炭素原子を含む飽和した二価のラジカルである。本明細書で使用するために適したカーボネートとしては、エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、テトラメチレンカーボネート、1,2−プロピレンカーボネート、1,2−ブチレンカーボネート、2,3−ブチレンカーボネート、1,2−エチレンカーボネート、1,3−ペンチレンカーボネート、1,4−ペンチレンカーボネート、2,3−ペンチレンカーボネート、および2,4−ペンチレンカーボネートが挙げられる。
また、本明細書中で適しているのは、ジアルキルカーボネート、脂環式カーボネート、およびジアリールカーボネートである。上記ジアルキルカーボネートは、各アルキル基中に2〜5個の炭素原子を含み得、その具体例は、ジエチルカーボネートおよびジプロピルカーボネートである。脂環式カーボネート(特に、ジ脂環式カーボネート)は、各環構造中に4〜7個の炭素原子を含み得、このような構造が1個もしくは2個存在し得る。一方の基が脂環式である場合、他方は、アルキルもしくはアリールであり得る。他方では、一方の基がアリールである場合、他方は、アルキルもしくは脂環式であり得る。各アリール基中に6〜20個の炭素原子を含み得るジアリールカーボネートの好ましい例は、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート、およびジナフチルカーボネートである。
上記反応は、グリコールと、カーボネート(好ましくは、アルキレンカーボネート)とを、10:1〜1:10のモル範囲において、しかし好ましくは、3:1〜1:3のモル範囲において、100℃〜300℃の温度において、およびエステル交換触媒の存在下もしくは非存在下で、0.1〜300mm水銀の範囲の圧力において、蒸留によって低沸点グリコールを除去しながら反応させることによって、行われる。
より具体的には、上記ヒドロキシル末端化ポリカーボネートは、2段階で調製される。第1の段階において、グリコールは、アルキレンカーボネートと反応させられて、低分子量ヒドロキシル末端化ポリカーボネートを形成する。上記低沸点グリコールは、10〜30mmHg、好ましくは、50〜200mmHgの減圧下で、100℃〜300℃、好ましくは、150℃〜250℃での蒸留によって除去される。分画カラムは、上記副生成物グリコールを、上記反応混合物から分離するために使用される。上記副生成物グリコールは、上記カラムの上から除去され、未反応アルキレンカーボネートおよびグリコール反応物は、還流するときに反応容器に戻される。不活性ガスもしくは不活性溶媒の流れが、副生成物グリコールが形成される場合に、その除去を促進するために使用され得る。得られる副生成物グリコールの量が、上記ヒドロキシル末端化ポリカーボネートの重合の程度が2〜10の範囲にあることを示す場合、その圧力は、0.1〜10mmHgへと徐々に低下させられ、上記未反応グリコールおよびアルキレンカーボネートは、除去される。このことは、上記第2の反応段階の始まりの印であり、その間に、上記低分子量ヒドロキシル末端化ポリカーボネートは、100℃〜300℃、好ましくは、150℃〜250℃において、および0.1〜10mmHgの圧力において上記低分子量ヒドロキシル末端化ポリカーボネートが形成されるときに、上記ヒドロキシル末端化ポリカーボネートの望ましい分子量が得られるまで、グリコールを蒸留することによって濃縮される。上記ヒドロキシル末端化ポリカーボネートの分子量(Mn)は、約500〜約10,000で変動し得るが、好ましい実施形態において、上記分子量は、500〜2500の範囲である。
適切な伸長剤(すなわち、鎖伸長剤)は、約2〜約10個の炭素原子を有する低級脂肪族グリコールもしくは短鎖グリコールであり、これらとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールヒドロキノンジ(ヒドロキシエチル)エーテル、ネオペンチルグリコール(neopentyglycol)などが挙げられる。1,4−ブタンジオールが好ましい。
本発明の触媒マスターバッチにおいて使用される望ましい第2のTPUポリマーは、一般に、上記中間体(例えば、ヒドロキシル末端化された、ポリエステル、ポリエーテル、もしくはポリカーボネート、好ましくはポリエステル)から作製され、これは、ポリイソシアネート(好ましくは、ジイソシアネート)と伸長剤グリコールとともに、望ましくは、ポリエステル、ポリカーボネートもしくはポリエーテル中間体、ジイソシアネート、および伸長剤グリコールの、いわゆる1回注入プロセスまたは同時共反応においてさらに反応させられて、高分子量直鎖状TPUポリマーを生成する。上記高分子グリコール(macroglycol)の調製は、一般に、当該分野でおよび文献で周知であり、任意の適切な方法が、使用され得る。上記TPUポリマーの重量平均分子量(Mw)は、一般に、ポリスチレン標準物質に対するゲル濾過クロマトグラフィー(GPC)によって測定される場合、約50,000〜500,000ダルトン、および好ましくは、約80,000〜約250,000である。ヒドロキシル含有成分(すなわち、上記ヒドロキシル末端化された、ポリエステル、ポリエーテル、もしくはポリカーボネート、および鎖伸長剤グリコールである)の全当量に対する当量のジイソシアネートは、約0.95〜約1.10、望ましくは、約0.96〜約1.02、および好ましくは、約0.97〜約1.005である。適切なジイソシアネートとしては、芳香族ジイソシアネート(例えば、4,4’−メチレンビス−(フェニルイソシアネート)(MDI);m−キシレン(xylylene)ジイソシアネート(XDI)、フェニレン−1,4−ジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジイソシアネートおよびトルエンジイソシアネート(TDI));ならびに脂肪族ジイソシアネート(例えば、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、1,4−シクロヘキシルジイソシアネート(CHDI)、デカン−1,10−ジイソシアネート、およびジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート)が挙げられる。最も好ましいジイソシアネートは、4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)、すなわち、MDIである。
上記触媒において使用される上記第2のTPUポリマーは、上記TPU組成物において使用される上記第1の剛性TPUより軟質のTPUである。上記第2のTPUポリマーは、98 ショアAより低い、好ましくは、90 ショアAより低い、およびより好ましくは、85 ショアAより低い硬度を有する。より軟質のTPUは、上記触媒をより容易に吸収する能力を有するので、好ましい。
少なくとも1種の触媒は、上記触媒マスターバッチにおいて使用される。上記使用される触媒は、溶融温度において上記第1の剛性TPUを脱重合し得かつ上記TPUが溶融物から冷却されるにつれて上記第1の剛性TPUを再重合し得るものである。上記触媒はまた、加水分解にかつ熱に安定な触媒であるべきである。適切な触媒は、スズ触媒であり、上記スズ触媒は、2つのアルキル基および上記スズに結合した2つのアニオン基を有する。適切な触媒は、ジメチルスズジラウリルメルカプチド、ジブチルスズジラウリルメルカプチドおよびジオクチルスズジラウリルメルカプチドが挙げられる。最も好ましい触媒は、ジメチルスズジラウリルメルカプチド(ビス−(ドデシルチオ)−ジメチルスタンナンとしても公知)であり、これは、Crompton CorporationからFomrez(登録商標) UL−22として市販されている。他の触媒は、溶融物粘性を低下させ、次いで、上記溶融物が冷却されるにつれて上記第1の剛性TPUを再重合することを進めるように、溶融処理の間に上記第1の剛性TPUを脱重合し得る限りにおいて、使用され得る。
上記触媒を上記第2のTPUに組み込むために、上記触媒を上記第2のTPU中に吸収させることは好ましい。この吸収は、ペレット形態にある上記第2のTPUと、上記液体触媒とを混合し、上記混合物を上記TPUペレットが乾燥して触れるようになるまで攪拌することによって、達成され得る。このことは、リボンブレンダーを使用して最もよく達成されるが、他の方法も使用され得る。上記触媒が上記第2のTPUペレットに吸収されるのを補助するために、キャリアを使用して、上記触媒の吸収を促進し得る。特定の望ましいキャリアは、TPU中に容易に吸収される物質(例えば、可塑剤)である。フタレートタイプの可塑剤は、最も好ましい。トリイソオクチルトリメリテートが優れたキャリアであると見いだされた。
上記触媒マスターバッチにおいて使用される触媒のレベルは、上記第2のTPUポリマーの約0.1〜約10.0重量%、好ましくは、約1.0〜約3.0重量%である。キャリアが使用される場合(例えば、可塑剤)、使用されるレベルは、好ましくは、上記第2のTPUポリマーの約0.05〜約5.0重量%、およびより好ましくは、約0.5〜約1.5重量%である。
本発明のTPU組成物において使用される上記触媒マスターバッチのレベルは、上記第1の剛性TPUおよび上記触媒マスターバッチの総重量に基づいて、約0.1〜約15.0重量%、好ましくは、約0.5〜約8.0重量%、およびより好ましくは、約1.0〜約3.0重量%である。
ペレット形態にある上記触媒マスターバッチは、ペレット形態にある上記第1の剛性TPUとブレンドされ、押し出し成形機に添加される。引き抜き成形された(pultruded)繊維複合材を作製するために、繊維束は、上記TPU組成物の溶融物を通って引き抜かれる。上記TPU組成物でコーティングされた繊維は、ダイをとって運ばれて、上記複合材を形成する。繊維複合材のストランドが、上記引き抜き成形プロセスにおいて形成される場合、上記複合材は、種々の適用のためのストランド形態において使用され得るか、またはその後の成形用途のために長繊維ペレットへと切断され得る。長繊維ペレットについては、上記ストランドは、約0.12〜約1.0インチ、好ましくは、約0.25〜約0.75インチの長さで切断される。
使用される繊維のタイプは、任意の有機繊維もしくは非有機繊維であり得る。繊維の例は、ガラス、炭素、芳香族ポリアミド、ナイロン、ポリエステルなどである。ガラス繊維は、上記複合材において使用される最も好ましい繊維である。上記複合材中の繊維のレベルは、上記複合材のうちの約10.0〜約80.0重量%、好ましくは、約25.0〜約55.0重量%である。
上記触媒マスターバッチはまた、溶融処理後に、上記触媒マスターバッチなしの類似のTPUポリマーより重量平均分子量を増大させるために、非繊維強化TPUにおいて使用され得る。
実施例1は、上記引き抜き成形プロセスにおいて剛性TPUと一緒に上記触媒マスターバッチを使用して、ガラス強化TPU複合材を作製することを示すために提示される。実施例2は、溶融処理適用において剛性TPUと一緒に上記触媒マスターバッチを使用することを示すために提示される。
(実施例1)
触媒マスターバッチを、ショアA デュロメーター75を有する第2のTPUポリマーを使用することによって調製した。上記第2のTPUポリマーを、2500 Mnのポリエステルポリオールと、MDI、ならびに1,4−ブタンジオールおよび1,6−ヘキサンジオールの等モル混合物を反応させることによって作製した。上記第2のTPUポリマーは、300,000〜400,000ダルトンの間のMwを有した。
ペレット形態にある上記第2のTPUポリマーを、触媒(ジメチルスズジラウリルメルカプチド)およびキャリアとしてのトリイソオクチルトリメリテート可塑剤と混合した。
上記触媒を、上記キャリアに添加し、この混合物を、上記第2のTPUポリマーに添加し、上記TPUポリマーを、リボンブレンダーを使用して液体が吸収されるまで(すなわち、上記TPUペレットが乾燥して触れるようになるまで)吸収もしくは膨潤させた。上記触媒マスターバッチの組成は、以下のとおりであった:
第2のTPUポリマー 97重量%
触媒 2重量%
可塑剤 1重量%
100
ペレット形態にある上記触媒マスターバッチを、上記第1の剛性TPUポリマーのペレットとブレンドして、以下の比のTPU組成物を作製した:
第1の剛性TPUポリマー 98重量%
触媒マスターバッチ 2重量%
100
使用される上記第1の剛性TPUポリマーは、ショアD硬度85を有し、MDIと1,6−ヘキサンジオールとを反応させることによって作製した。
ペレット(TPU組成物)のブレンドを、押し出し成形機に添加し、溶融させて、引き抜き成形プロセスの一部であるポリマー溶融物を形成した。ガラス繊維を、上記ポリマー溶融物でコーティングして、50重量%のガラス繊維を有するTPU/ガラス繊維複合材を形成した。
上記TPU組成物は、低い溶融粘性を有し、上記ガラス繊維の優れた湿潤化が得られた。従ってこのことは、上記第1の剛性TPUポリマーが、上記溶融プロセスの間に脱重合を受けたことを示す。上記組成物が上記引き抜き成形プロセスのダイから出ると、上記溶融物は冷却され、再重合が生じた。
上記複合材ストランドを、0.5インチ長に切断して、長ガラス繊維ペレットを形成した。上記長ガラス繊維ペレットを、その後、射出成形機を使用して試験板(test plaque)を成形するために使用した。
(実施例2)
触媒マスターバッチを、実施例1のように、ショアAデュロメーター75を有する第2のTPUポリマーを使用することによって調製した。
ペレット形態にある上記第2のTPUポリマーを、実施例1のように、触媒および可塑剤(キャリア)と混合した。
上記触媒を、上記キャリアに添加し、この液体混合物を、ロータリーエバポレーター(Rotavap)中の上記第2のTPUポリマーに添加し、上記混合物を、2時間にわたって97℃において(水浴を介して)上記第2のTPUポリマーに吸収させた。上記液体が完全に上記第2のTPUポリマーに吸収された後、上記ペレットを取り出し、アルミニウムホイルバッグ中に保存し、水分と接触しないように密閉した。上記触媒マスターバッチの組成は、以下のとおりであった:
第2のTPUポリマー 99重量%
触媒 0.5重量%
可塑剤 0.5重量%
100
ペレット形態にある上記触媒マスターバッチを、上記第1の剛性TPUポリマーのペレットとブレンドして、以下の比のTPU組成物を作製した:
第1の剛性TPUポリマー 99重量%
触媒マスターバッチ 1重量%
100
ペレットのブレンド(TPU組成物)を、押し出し成形機に添加し、250℃の溶融温度で上記押し出し成形機を通して処理した。いかなる触媒マスターバッチをも含まない上記剛性TPUのサンプル(比較サンプル)もまた、同じ溶融条件で上記押し出し成形機に通過させた。その重量平均分子量(Mw)を、上記押し出し成形機を通過した両方のサンプルに対して(GPCによって)測定し、溶融処理前の上記第1の剛性TPUのペレット(比較)に対しても同様に測定した。その結果を、以下の表Iに示す。
Figure 0005479462
上記の表から、上記触媒マスターバッチが、上記剛性TPUに処理後に、その元のペレット形態のMwの顕著な量を回復させることが認められ得る。
本発明は、本明細書に記載される特定の実施形態を具体的に参照しながら詳細に記載されてきたが、他の実施形態は、同じ結果を達し得る。本発明のバリエーションおよび改変は、当業者に明らかであり、本発明は、添付の特許請求の範囲において全てのこのような改変および等価物を網羅するように意図される。

Claims (11)

  1. 繊維強化剛性熱可塑性ポリウレタン複合材物品を調製するための熱可塑性ポリウレタン組成物であって、
    (a)第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマー;および
    (b)第2の熱可塑性ポリウレタンポリマー、
    を含み、ここで該第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーは、少なくとも1種の加水分解にかつ熱に安定な触媒を含み、該触媒は、溶融処理温度において該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンを脱重合することができ、かつ該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンを、該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンが溶融処理温度未満に冷却されるにつれて再重合することができ、
    ここで該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーは、少なくとも1種のポリイソシアネートおよび少なくとも1種のグリコール鎖伸長剤の反応から作製され、
    ここで該第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーは、
    (i)ポリイソシアネート、
    (ii)ヒドロキシル末端化ポリエステル、ヒドロキシル末端化ポリエーテル、ヒドロキシル末端化ポリカーボネートまたはこれらの混合物、および
    (iii)1種以上の鎖伸長剤
    を反応させることにより調製される、
    熱可塑性ポリウレタン組成物。
  2. 前記第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーは、60 ショアDより高い硬度を有する工業グレード熱可塑性ポリウレタンであり、そして前記第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーは、8 ショアAより低い硬度を有する、請求項1に記載の組成物。
  3. 記第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーは、少なくとも1種の可塑剤を含む、請求項2に記載の組成物。
  4. 前記第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーは、該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーおよび前記第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーの総重量の5.0〜9.8重量%のレベルで存在する、請求項1に記載の組成物。
  5. 前記触媒は、前記第2の熱可塑性ポリウレタンポリマー中に、該第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーの.1〜0.0重量%のレベルで存在する、請求項1に記載の組成物。
  6. 前記触媒は、スズ触媒であって、該スズ触媒は、2個のアルキル基および該スズに結合した2個のアニオン基を有する、請求項5に記載の組成物。
  7. 前記アルキル基は、メチル、ブチル、およびオクチルからなる群より選択され、そして前記アニオン基は、カルボキシレート、マレエート、オキシド、メルカプチド、およびチオグリコレートからなる群より選択される、請求項6に記載の組成物。
  8. 繊維強化剛性熱可塑性ポリウレタン複合材物品を調製するためのプロセスであって、該プロセスは、
    (a)2種の熱可塑性ポリウレタンポリマーのブレンドを加熱することによって得られる溶融物を通して、連続して繊維束を引き抜く工程であって、該ブレンドは、
    (i)第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーであって、該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンは、60 ショアDより高い硬度を有する、第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマー;
    (ii)第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーであって、ここで該第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーは、少なくとも1種の加水分解にかつ熱に安定な触媒を含み、ここで該触媒は、該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーを脱重合することができる、第2の熱可塑性ポリウレタンポリマー;
    を含み、
    ここで該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーは、少なくとも1種のポリイソシアネートおよび少なくとも1種のグリコール鎖伸長剤の反応から作製され、
    ここで該第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーは、
    (i)ポリイソシアネート、
    (ii)ヒドロキシル末端化ポリエステル、ヒドロキシル末端化ポリエーテル、ヒドロキシル末端化ポリカーボネートまたはこれらの混合物、および
    (iii)1種以上の鎖伸長剤
    を反応させることにより調製される、
    工程、
    (b)該溶融物を、該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーを脱重合するのに十分な温度へと加熱する工程;
    (c)該引き抜いた繊維束を、該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーおよび該第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーのブレンドに含浸して、複合材溶融物を形成する工程;
    (d)該複合材溶融物を冷却して、該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーを再重合する工程、
    を包含する、プロセス。
  9. 前記複合材は、0〜0重量%の繊維を有し、前記繊維は、ガラス繊維および炭素繊維からなる群より選択され、前記触媒は、ジメチルスズジラウリルメルカプチドであり、そして前記冷却した複合材は、.12インチ〜.0インチの長さへと切断される、請求項に記載のプロセス。
  10. 溶融処理した第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーの重量平均分子量を増大させるためのプロセスであって、該プロセスは、
    (a)第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーのペレットと、触媒マスターバッチとをブレンドする工程であって、該触媒マスターバッチは、(i)該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーを脱重合できる、少なくとも1種の加水分解にかつ熱に安定な触媒、および(ii)少なくとも1種の第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーを含み、
    ここで該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーは、少なくとも1種のポリイソシアネートおよび少なくとも1種のグリコール鎖伸長剤の反応から作製され、
    ここで該第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーは、
    (i)ポリイソシアネート、
    (ii)ヒドロキシル末端化ポリエステル、ヒドロキシル末端化ポリエーテル、ヒドロキシル末端化ポリカーボネートまたはこれらの混合物、および
    (iii)1種以上の鎖伸長剤
    を反応させることにより調製される、
    工程;
    (b)該触媒マスターバッチとブレンドした該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーを、溶融処理装置に通過させて、ポリマー溶融物を作り出す工程であって、ここで該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーは、脱重合に供される、工程;
    (c)該ポリマー溶融物を冷却して、該第1の剛性熱可塑性ポリウレタンを再重合する工程、
    を包含する、プロセス。
  11. 前記第1の剛性熱可塑性ポリウレタンポリマーは、60 ショアDより高い硬度を有し、そして前記第2の熱可塑性ポリウレタンポリマーは、98 ショアAより低い硬度を有する、請求項10に記載のプロセス。
JP2011510664A 2008-05-23 2009-05-20 繊維強化tpu複合材 Active JP5479462B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US5570108P 2008-05-23 2008-05-23
US61/055,701 2008-05-23
PCT/US2009/044589 WO2009143198A2 (en) 2008-05-23 2009-05-20 Fiber reinforced tpu composites

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2011521084A JP2011521084A (ja) 2011-07-21
JP2011521084A5 JP2011521084A5 (ja) 2012-06-21
JP5479462B2 true JP5479462B2 (ja) 2014-04-23

Family

ID=40848265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011510664A Active JP5479462B2 (ja) 2008-05-23 2009-05-20 繊維強化tpu複合材

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9068076B2 (ja)
EP (1) EP2294105B1 (ja)
JP (1) JP5479462B2 (ja)
KR (1) KR101601782B1 (ja)
CN (1) CN102037041B (ja)
CA (1) CA2724849C (ja)
ES (1) ES2678422T3 (ja)
TW (1) TWI537295B (ja)
WO (1) WO2009143198A2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200216640A1 (en) * 2017-06-07 2020-07-09 Basf Se Process for producing fiber composite material using hybrid polyol
SG11202105775QA (en) * 2018-12-07 2021-06-29 Kcc Corp Polyurethane resin composition
CN113165273A (zh) * 2018-12-19 2021-07-23 科思创有限公司 制造完全可再循环的采矿筛网的方法
TWI706004B (zh) * 2019-09-03 2020-10-01 冠宇拉鍊股份有限公司 熱塑性聚氨酯組合物
CN114790276B (zh) * 2022-05-25 2023-10-17 浙江禾欣科技有限公司 一种反应可控的无溶剂聚氨酯树脂、制备方法及其使用方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1000440A (en) * 1971-03-08 1976-11-23 Mobay Chemical Company (A Division Of Baychem Corporation) Thermoplastic blends of hard and soft polyurethanes
US4202957A (en) * 1974-09-09 1980-05-13 The Upjohn Company Thermoplastic polyurethane elastomers from polyoxypropylene polyoxyethylene block copolymers
US4396053A (en) * 1981-04-17 1983-08-02 The Firestone Tire & Rubber Company Pneumatic tire including a curable, storage-stable and solventless single component sealant composition
US5250607A (en) * 1988-01-05 1993-10-05 Norton Company Moisture cured elastomeric interpenetrating network sealants
WO1991000304A1 (en) 1989-06-27 1991-01-10 The Dow Chemical Company Melt polymerization process for making polyurethanes
US5089571A (en) * 1990-12-04 1992-02-18 The Dow Chemical Company Regenerated, high molecular weight, thermoplastic resins and process for regenerating thermoplastic resins
US5262447A (en) * 1992-12-28 1993-11-16 Basf Corporation Composites having a dimensionally stable water-blown polyurethane foam by employing lithium salts for cooling containers
US5502147A (en) * 1993-12-21 1996-03-26 Bayer Corporation Aliphatic rim elastomers
DE19718065A1 (de) * 1997-04-29 1998-11-05 Henkel Kgaa Reinigungsmittel für nachvernetzende Polyurethan-Hotmelts
US5891560A (en) * 1997-07-02 1999-04-06 The Dow Chemical Company Fiber-reinforced composite and method of making same
JP3834731B2 (ja) * 1997-09-18 2006-10-18 東洋ゴム工業株式会社 ポリウレタン積層体
CA2292189A1 (en) * 1998-12-31 2000-06-30 Ethicon, Inc. Radiopaque polymer blend
US6346325B1 (en) * 1999-07-01 2002-02-12 The Dow Chemical Company Fiber-reinforced composite encased in a thermoplastic and method of making same
EP1311617A2 (en) * 2000-08-09 2003-05-21 Dow Global Technologies Inc. A low molecular weight engineering thermoplastic polyurethane and blends thereof
GB0020399D0 (en) * 2000-08-19 2000-10-04 Hyperlast Ltd Method of stabilizing particulates
JP2004300300A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Bando Chem Ind Ltd 軟質ポリウレタンエラストマー及び放熱シート
US20050189677A1 (en) * 2004-02-26 2005-09-01 Steven Lucka Method for producing a cast of hydrated thermo-set materials with polyurethane elastomer molds
JP2005239861A (ja) * 2004-02-26 2005-09-08 Sumitomo Chemical Co Ltd 熱可塑性エラストマー組成物、該組成物からなる成形体、該成形体にポリウレタン発泡体が積層されてなる二層成形体及びその製造方法
JP2005272512A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Bando Chem Ind Ltd ポリウレタンエラストマーおよびそれを用いた免震装置
DE102004029135A1 (de) * 2004-06-17 2005-12-29 Basf Ag Thermoplastische Polyurethane enthaltend Weichmacher
DE102004062476A1 (de) * 2004-12-24 2006-07-06 Bayer Materialscience Ag Aliphatische sinterfähige thermoplastische Polyurethane und deren Verwendung

Also Published As

Publication number Publication date
CN102037041B (zh) 2014-08-27
TWI537295B (zh) 2016-06-11
CA2724849A1 (en) 2009-11-26
EP2294105B1 (en) 2018-07-11
ES2678422T3 (es) 2018-08-10
EP2294105A2 (en) 2011-03-16
US9068076B2 (en) 2015-06-30
JP2011521084A (ja) 2011-07-21
TW201002747A (en) 2010-01-16
CN102037041A (zh) 2011-04-27
CA2724849C (en) 2017-01-24
WO2009143198A2 (en) 2009-11-26
KR20110011700A (ko) 2011-02-08
WO2009143198A3 (en) 2010-01-07
US20110143031A1 (en) 2011-06-16
KR101601782B1 (ko) 2016-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9718917B2 (en) Production and use of new thermoplastic polyurethane elastomers based on polyether carbonate polyols
TWI437044B (zh) 具有廣加工窗之tpu組成物
JP2002503284A (ja) 熱可塑性ポリエーテルウレタン
US20080085988A1 (en) In-Situ Plasticized Thermoplastic Polyurethane
EP0299068B1 (en) Process for producing polyurethane
JP5479462B2 (ja) 繊維強化tpu複合材
TWI648340B (zh) 熱塑性聚胺基甲酸酯、其製造及用途
US5077373A (en) Polyurethane, process for its production and polyester diol used for its production
JPS625932B2 (ja)
CN113980230A (zh) 耐湿热型热塑性聚氨酯弹性体材料及其制备方法
CA2233664A1 (en) Process for the preparation of thermoplastic polyurethanes
JP2968466B2 (ja) 脂肪族ポリエステルの製造方法
EP1017743A1 (en) Thermoplastic polyurethane additives for enhancing solid state polymerization rates
JP7453222B2 (ja) イソシアネート-ポリアミドブロックコポリマー
JPH07179557A (ja) ポリウレタンおよびその成形物
JP2653710B2 (ja) ポリウレタン、その製造方法およびそれに用いるポリエステルジオール
JP2002053652A (ja) 生分解性のリサイクルポリエステル樹脂およびその製造方法
JP2024024789A (ja) 熱可塑性ポリウレタン樹脂エラストマー及び成形品
CN112694589A (zh) 硬度≤60肖氏a的聚氨酯聚合物
JPH0220514A (ja) 溶融重合熱可塑性ポリウレタンの製法
JP3529061B2 (ja) ポリウレタン繊維
JPH10158358A (ja) ウレア基含有熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法
JPH0372516A (ja) ポリウレタン
JPH0859786A (ja) ポリウレタンおよびその製造方法
CA2254231A1 (en) Reaction mixture and process for producing polyisocyanate polyaddition products

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120501

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120501

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130816

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130821

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131120

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5479462

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250