KR101554261B1 - 저 융점 폴리우레탄 엘라스토머 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일반적으로 폴리우레탄 엘라스토머 조성물, 및 더욱 바람직하게는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물에 관한 것이다. 일 구체예에서, 본 발명의 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 여전히 엘라스토머 방식으로 작용하면서 낮은 융점을 갖는다. 일 구체예에서, 본 발명의 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 폴리올 성분, 폴리이소시아네이트 성분, 및 디올 사슬 증량제의 반응으로부터 제조된다. 다른 구체예에서, 본 발명의 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 폴리에스테르 폴리올 성분, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI) 성분, 및 디올의 OH 기 사이에 5개 탄소 또는 7개 이상의 탄소를 갖는 선형의 디올 사슬 증량제의 반응으로부터 제조된다.

Description

저 융점 폴리우레탄 엘라스토머{LOW MELTING POLYURETHANE ELASTOMERS}
본 발명은 일반적으로 폴리우레탄 엘라스토머 조성물, 및 더욱 구체적으로는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물에 관한 것이다. 일 구체예에서, 본 발명의 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 여전히 엘라스토머 방식으로 작용하면서 낮은 융점을 갖는다. 일 구체예에서, 본 발명의 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 폴리올 성분, 폴리이소시아네이트 성분, 및 디올 사슬 증량제의 반응으로부터 제조된다. 다른 구체예에서, 본 발명의 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 폴리에스테르 폴리올 성분, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI) 성분, 및 디올의 OH 기 사이에 5개 탄소 또는 7개 이상의 탄소를 갖는 선형의 디올 사슬 증량제의 반응으로부터 제조된다.
열가소성 폴리우레탄 엘라스토머는 대개 폴리올 화합물과 디이소시아네이트 및 사슬 증량제를 반응시킴으로써 생성되며, 경질 단편 부분 및 연질 단편 부분을 갖는 선형의 고분자 분자 구조를 갖는다. 이러한 일반적인 방법에 따라 형성된 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머는 일반적으로 하기 2개의 주 분류중 하나에 속한다: (1) 양호한 엘라스토머 특성 및 135℃ 초과의 융점(10℃/분의 가열 속도에서 시차 주사 열량계(DSC)로 측정됨)을 나타내는 TPU; 또는 (2) 엘라스토머보다 더 플라스틱 같이 작용하며 135℃ 미만의 융점을 갖는 TPU.
미국 특허 번호 제 5,990,258호는 롤러 스케이트 바퀴에 사용하기 위한 높은 탄성 및 높은 투명도를 갖는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머(TPU)의 주조에 관한 것이다. 여기 기술된 바 대로, 미국 특허 번호 제 5,990,258호의 TPU는 폴리에테르 또는 폴리카프로락톤 폴리올, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI), 및 화학식 OH-(CH2)x-OH(상기 식에서, x는 5 내지 약 16의 정수이다)로 표시되는 하나 이상의 디올 사슬 증량제의 조합으로부터 형성된다. 또한, 이 특허의 MDI 성분은 4,4'-MDI, 약 0 내지 약 60중량%의 2,4'-MDI, 및 약 6중량% 미만의 2,2'-MDI를 함유하는 것으로 기술된다.
미국 특허 번호 제 6,221,999호는 고 탄성 및 고 투명도의 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머(TPU)의 주조에 관한 것이다. 여기에 기술된 바와 같이, 미국 특허 번호 제 6,221,999호의 TPU는 폴리에테르 폴리올, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI), 및 화학식 OH-(CH2)x-OH(상기 식에서, x는 5 내지 약 16의 정수이다)으로 표시되는 하나 이상의 디올 사슬 증량제의 조합으로부터 형성된다. 또한, 이 특허의 MDI 성분은 70중량% 이상의 4,4'-MDI를 함유하는 것으로 개시되어 있다. 이는, 미국 특허 번호 제 6,221,999호에 개시된 바와 같이, 2,4'-MDI 또는 2,2'-MDI 이성질체의 함량을 증가시키면 이렇게 생성된 TPU 엘라스토머의 탄성이 바람직하지 않게 감소하기 때문에 그러하다.
본 발명은 일반적으로 폴리우레탄 엘라스토머 조성물, 및 더욱 구체적으로는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물에 관한 것이다. 일 구체예에서, 본 발명의 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 여전히 엘라스토머 방식으로 작용하면서 낮은 융점을 갖는다. 일 구체예에서, 본 발명의 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 폴리올 성분, 폴리이소시아네이트 성분, 및 디올 사슬 증량제의 반응으로부터 제조된다. 다른 구체예에서, 본 발명의 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 폴리에스테르 폴리올 성분, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI) 성분, 및 디올의 OH 기 사이에 5개 탄소 또는 7개 이상의 탄소를 갖는 선형의 디올 사슬 증량제의 반응으로부터 제조된다.
일 구체예에서, 본 발명은 (a) 하나 이상의 폴리아디페이트, 하나 이상의 폴리아젤레이트, 하나 이상의 폴리부티레이트, 하나 이상의 폴리카르보네이트, 또는 이들의 둘 이상의 적합한 조합물로부터 선택된 하나 이상의 폴리에스테르 폴리올; (b) 하나 이상의 폴리이소시아네이트; 및 (c) 하나 이상의 디올 사슬 증량제의 반응 생성물을 포함하는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물로서, 상기 하나 이상의 사슬 증량제가 하기 화학식에 따른 하나 이상의 화합물을 포함하며, 상기 하나 이상의 폴리이소시아네이트가 약 95중량% 이상의 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트를 포함하는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물에 관한 것이다:
OH -( CH 2 ) x - OH
상기 식에서, x는 5이거나, 또는 7 내지 약 30의 범위 내 정수이다.
다른 구체예에서, 본 발명은 (a) 하나 이상의 폴리아디페이트, 하나 이상의 폴리아젤레이트, 하나 이상의 폴리부티레이트, 하나 이상의 폴리카르보네이트, 또는 이들의 둘 이상의 적합한 조합물로부터 선택된 하나 이상의 폴리에스테르 폴리올; (b) 하나 이상의 폴리이소시아네이트; 및 (c) 하나 이상의 디올 사슬 증량제의 반응 생성물을 포함하는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물로서, 상기 하나 이상의 사슬 증량제가 하기 화학식에 따른 하나 이상의 화합물을 포함하며, 상기 하나 이상의 폴리이소시아네이트가 약 95중량% 이상의 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트를 포함하며, 상기 하나 이상의 폴리에스테르 폴리올의 전체 수 평균 분자량이 약 2,000 내지 약 15,000의 범위 내인 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물에 관한 것이다:
OH -( CH 2 ) x - OH
상기 식에서, x는 8 내지 약 25의 범위 내 정수이다.
더욱 다른 구체예에서, 본 발명은 (a) 하나 이상의 폴리에스테르 폴리올; (b) 하나 이상의 폴리이소시아네이트; 및 (c) 하나 이상의 디올 사슬 증량제의 반응 생성물을 포함하는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물로부터 형성된 압출된 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 필름으로서, 상기 하나 이상의 사슬 증량제가 하기 화학식에 따른 하나 이상의 화합물을 포함하며, 상기 하나 이상의 폴리이소시아네이트가 약 95중량% 이상의 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트를 포함하는, 압출된 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 필름에 관한 것이다:
OH -( CH 2 ) x - OH
상기 식에서, x는 5이거나, 또는 7 내지 약 30의 범위 내 정수이다.
더욱 다른 구체예에서, 본 발명은 (a) 하나 이상의 폴리에스테르 폴리올; (b) 하나 이상의 폴리이소시아네이트; 및 (c) 하나 이상의 디올 사슬 증량제의 반응 생성물을 포함하는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물로부터 형성된 압출된 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 필름으로서, 상기 하나 이상의 사슬 증량제가 하기 화학식에 따른 하나 이상의 화합물을 포함하며, 상기 하나 이상의 폴리이소시아네이트가 약 95중량% 이상의 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트를 포함하며, 상기 하나 이상의 폴리에스테르 폴리올의 전체 수 평균 분자량이 약 2,000 내지 약 15,000의 범위 내인, 압출된 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 필름에 관한 것이다:
OH -( CH 2 ) x - OH
상기 식에서, x는 8 내지 약 25의 범위 내 정수이다.
본 발명은 일반적으로 폴리우레탄 엘라스토머 조성물, 및 더욱 구체적으로는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물에 관한 것이다. 일 구체예에서, 본 발명의 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 여전히 엘라스토머 방식으로 작용하면서 낮은 융점을 갖는다. 일 구체예에서, 본 발명의 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 폴리올 성분, 폴리이소시아네이트 성분, 및 디올 사슬 증량제의 반응으로부터 제조된다. 다른 구체예에서, 본 발명의 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 폴리에스테르 폴리올 성분, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI) 성분, 및 디올의 OH 기 사이에 5개 탄소 또는 7개 이상의 탄소를 갖는 선형의 디올 사슬 증량제의 반응으로부터 제조된다.
일 구체예에서, 본 발명의 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 필름 및/또는 다른 재료를 제조하는데 사용될 수 있다. 그러한 TPU 필름 및/또는 다른 재료들은 이들로 제한되는 것은 아니지만 펠릿(pellet)으로부터의 압출을 포함하는 다양한 기술에 의해 형성될 수 있다. 본 발명은 단지 본원에 개시된 TPU 엘라스토머 조성물로부터 형성된 필름에만 제한되지 않음이 주지되어야 한다.
다른 구체예에서, 본 발명의 열 가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 의복 산업에 사용하기에, 예를 들어 무-스티치 또는 무-이음매 의복에 사용하기에 적합하다.
일 구체예에서, 본원에 기술된 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 당업자에게 공지된 다수의 방법으로 제조될 수 있다. 일 구체예에서, 반응물 모두가 동시에 또는 실질적으로 동시에 합해져서 반응하는 원-샷(one-shot) 중합 공정이 사용된다. 일 예에서, 그러한 원-샷 공정은 압출기에서 실시될 수 있다. 다른 구체예에서, 본 발명의 TPU는 다양한 단계식 첨가 공정으로 중합될 수 있다(예를 들어, 당업자에게 공지된 랜덤 용융 중합 공정).
본 명세서 전체를 통틀어 사용된 용어 "폴리우레탄 엘라스토머 조성물"은 폴리우레탄 엘라스토머를 형성시키는데 사용된 필수적인 시약을 함유하는 조성물, 또는 일부 공정 또는 메커니즘에 의한 폴리우레탄 엘라스토머 형성 시약의 반응의 결과로 얻어지는 조성물을 지칭할 수 있다. 상기 주지된 바와 같이, 본 발명의 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 폴리에스테르 폴리올 성분, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI) 성분, 및 디올의 OH 기 사이에서 5개의 탄소 또는 7개 이상의 탄소를 갖는 선형의 디올 사슬 증량제의 반응 생성물을 포함한다.
일 구체예에서, 본 발명에 따른 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 약 120℃ 미만의 수지의 콜퍼(Kolfer) 용융 온도를 갖는다. 다른 구체예에서, 본 발명에 따른 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 ASTM D412에 따라 시험하는 경우 약 20% 미만, 또는 심지어는 약 15% 미만의 실온(즉, 20℃ 내지 23.5℃)에서 200%의 인장 변형율을 나타낸다. 더욱 다른 구체예에서, 본 발명에 따른 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 100% 신장율까지의 3주기 후에 약 10% 미만, 심지어는 약 5% 미만의 인장 변형율을 나타낸다.
당업자에게 공지되어 있듯이, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물을 생성시키는 방법은, 그러한 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물의 물리적 및 화학적 특성에 영향을 미친다. 또한, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 생성물을 형성시키는 방법은 그러한 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 생성물의 물리학적 및 화학적 특성에 영향을 미친다. 이러한 측면에서, 2개의 상이한 방법(예를 들어, 용액 중합 대 벌크 중합)으로 유사 생성물로 제조된 동일한 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 상이한 물리적 및 화학적 특성을 지닐 것이다.
폴리올:
상기 주지된 바와 같이, 본 발명의 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머는 폴리에스테르 폴리올 성분의 반응 생성물이다. "폴리에스테르 폴리올 성분"은, 폴리에스테르 폴리올 성분이 약 1,000 이상, 약 1,500 이상, 또는 심지어는 약 2,000 이상의 수 평균 분자량(Mn)을 갖는 하나 이상의 폴리에스테르 폴리올의 조합물로부터 형성됨을 의미한다. 여기, 및 본 명세서 및 특허청구범위의 어딘가에서, 개별 범위 한계는 개시되지 않은 범위를 형성하도록 조합될 수 있다. 일 구체예에서, 적합한 폴리에스테르 폴리올에는 이들로 제한되는 것은 아니지만 폴리아디페이트, 폴리아젤레이트, 폴리부티레이트, 폴리카르보네이트, 및 이들의 둘 이상의 적합한 조합물이 포함된다.
다른 구체예에서, 본 발명과 관련하여 사용된 하나 이상의 폴리에스테르 폴리올의 전체 수 평균 분자량은 약 1,000 내지 약 15,000 또는 약 1,500 내지 약 12,000, 또는 약 2,000 내지 약 10,000, 또는 심지어는 약 2,000 내지 약 5,000의 범위 내에 있다.
"전체 수 평균 분자량"은, 본 발명의 폴리에스테르 폴리올 성분의 수 평균이 그곳에 함유된 하나 이상의 폴리에스테르 폴리올의 상이한 분자량 및 비율을 기준으로 계산됨을 의미한다. 이와 같은 입장에서, 상기 범위 밖의 수 평균 분자량을 갖는 폴리에스테르 폴리올은, 혼합된 폴리에스테르 폴리올 성분의 전체 수 평균 분자량이 상기 범위 중 하나 이상에 포함되는 한, 본 발명에 사용될 수 있었다.
다른 구체예에서, 하나 이상의 폴리에스테르 폴리올의 배합물이 본 발명에 사용될 수 있다. 다른 구체예에서, 본 발명의 폴리에스테르 폴리올 부분은 적합한 단일 폴리에스테르 폴리올로부터 선택된다.
본 발명에 사용하기에 적합한 폴리에스테르 폴리올은 이놀렉스(Inolex)로부터 예컨대 렉소레즈(Lexorez)® 1600-55, 1640-55 또는 1100-35; 폴리우레탄 스페셜티즈(Polyurethane Specialties)로부터 예컨대 밀에스테르(Millester)® 11-55, 23 또는 9-55로 상업적으로 입수가능하다.
폴리이소시아네이트 :
본 발명의 폴리우레탄 엘라스토머 폴리머는 이소시아네이트 성분 함유 폴리우레탄 엘라스토머 조성물로부터 형성된다. 비교적 긴 선형의 폴리우레탄 엘라스토머 사슬을 형성시키기 위해, 2작용성 또는 심지어 다작용성 이소시아네이트가 사용된다. 일 구체예에서, 하나 이상의 디이소시아네이트가 사용된다. 적합한 폴리이소시아네이트는 이들로 제한되는 것은 아니지만, 펜실베니아 피츠버그에 소재한 베이어 코포레이션(Bayer Corporation), 뉴저지 파시퍼니에 소재한 더 바스프 코포레이션(The BASF Corporation), 미시간 미드랜드에 소재한 더 다우 케미컬 컴퍼니(The Dow Chemical Company) 및 유타에 소재한 헌츠맨 케미컬(Huntsman Chemical)로부터 상업적으로 입수가능하다. 본 발명의 폴리이소시아네이트는 일반적으로 화학식 R(NCO)n(상기 식에서, n은 2이다)으로 표시된다. R은, 탄소수 2 내지 약 20개의, 방향족, 시클로지방족, 지방족 또는 이의 조합물일 수 있다. 폴리이소시아네이트의 예에는 이들로 제한되는 것은 아니지만, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI), 톨루엔-2,4-디이소시아네이트(TDI), 톨루엔-2,6-디이소시아네이트(TDI), 메틸렌 비스(4-시클로헥실이소시아네이트)(H12MDI), 3-이소시아네이토메틸-3,5,5-트리메틸-시클로헥실 이소시아네이트(IPDI), 1,6-헥산 디이소시아네이트(HDI), 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트(NDI), 1,3- 및 1,4-페닐렌디이소시아네이트, 트리페닐메탄-4,4',4"-트리이소시아네이트, 폴리페닐폴리메틸렌폴리이소시아네이트(PMDI), m-크실렌 디이소시아네이트(XDI), 1,4-시클로헥실 디이소시아네이트(CHDI), 이소포론 디이소시아네이트, 이들의 둘 이상의 이성질체, 다이머, 트라이머, 및 혼합물 또는 조합물이 포함된다.
다른 구체예에서, 본 발명의 폴리우레탄 엘라스토머 폴리머는 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI) 성분을 함유하는 폴리우레탄 엘라스토머 조성물로부터 형성된다. 당업자에게 공지되어 있듯이, MDI는 4,4'-MDI와, 다른 이성질체, 예컨대 2,4'-MDI 및 2,2'-MDI 이성질체로 구성된 이성질체 혼합물이다. 이러한 측면에서, 일 구체예에서, 본 발명과 함께 사용된 폴리이소시아네이트는 주로 4,4'-MDI 이성질체를 포함하는 MDI를 포함한다. "주로"란, 상기 MDI 성분의 약 95중량% 이상이 4,4'-MDI에 의해, 상기 MDI 성분의 약 97중량% 이상이 4,4'-MDI에 의해, 또는 심지어 상기 MDI 성분의 약 98중량% 이상이 4,4'-MDI에 의해, 또는 심지어는 상기 MDI 성분의 약 99중량% 이상이 4,4'-MDI에 의해 형성됨을 의미한다.
사슬 증량제:
사슬 증량제가 본 발명의 폴리우레탄 엘라스토머 조성물의 제조에 사용된다. 일 구체예에서, 본 발명과 함께 사용된 사슬 증량제는 2개의 OH 기에 의해 종결된 긴 선형의 탄화수소 사슬을 갖는 그러한 사슬 증량제로부터 선택된다. 다른 구체예에서, 본 발명과 함께 사용된 사슬 증량제는 하기 일반식으로 표시되는 그러한 디올 사슬 증량제로부터 선택된다:
OH -( CH 2 ) x - OH
상기 식에서, x는 5이거나, 또는 7 이상의 정수이다. 다른 구체예에서, x는 5 또는 7 내지 약 30의 범위 내 정수이다; 또는 x는 약 8 내지 약 25의 범위 내 정수이거나 x는 약 9 내지 약 20의 범위 내 정수이거나, x는 약 12 내지 약 15의 범위 내 정수이거나, x는 심지어는 약 9 내지 약 12의 범위 내 정수이다. 일 구체예에서, x는 5, 9 또는 12이다.
다른 구체예에서, 본 발명의 사슬 증량제는 1,12-도데칸디올(C12-디올)이다. 더욱 다른 구체예에서, 상기 사슬 증량제의 둘 이상이 조합되어 본 발명과 함께 사용하기 위한 혼합된 사슬 증량제 성분을 형성할 수 있다. 더욱 다른 구체예에서, 상기 논의된 그러한 사슬 증량제 이외에 제 2의 사슬 증량제가 상기 사슬 증량제의 하나 이상과 혼합되어, 본 발명과 함께 사용하기 위한 혼합된 사슬 증량제 성분을 형성할 수 있다.
상술된 폴리에스테르 폴리올 성분의 전체 히드록실 기에 대해 사용된 하나 이상의 사슬 증량제의 전체 히드록실 기의 몰 양 또는 몰 비는 일반적으로 약 0.1 내지 약 5.0, 또는 약 0.2 내지 약 4.0, 또는 심지어는 약 0.4 내지 약 2.5이다.
중합 공정 및 부가적 첨가제:
상기 주지된 바와 같이, 본 발명의 열가소성 폴리우레탄(TPU) 엘라스토머는 (1) 폴리에스테르 폴리올 성분; (2) 하나 이상의 폴리이소시아네이트; 및 (3) 하나 이상의 사슬 증량제의 반응으로부터 형성된다. 폴리에스테르 폴리올 성분을 폴리이소시아네이트 성분과 반응시킨 다음 이를 사슬 증량시키는 다단계 공정을 포함하여, 폴리우레탄을 형성시키는 다양한 방법이 공지되어 있다.
본 발명의 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머는 일 구체예에서 당업자에게 공지된, 폴리에스테르 폴리올 성분, 폴리이소시아네이트 성분 및 사슬 증량제가 함께 첨가되고, 혼합되고, 중합되는 "원-샷" 중합 공정으로 제조된다. 바람직하게는, 폴리에스테르 폴리올 성분 및 사슬 증량제는 하나의 스트림으로 첨가되고, 폴리이소시아네이트는 제 2 스트림으로 첨가된다. 일 예에서, 원-샷 중합 공정은 압출기에서 실시된다. 중합 반응을 위해 모노머가 공급되고, 반응은 약 60℃ 내지 약 220℃, 또는 약 100℃ 내지 약 210℃, 또는 심지어는 약 120℃ 내지 약 200℃의 범위 내 온도에서 실시된다. 다양한 성분들을 반응시키고 본 발명의 열 가소성 폴리우레탄을 형성시키기에 적합한 혼합 시간은 일 구체예에서는 약 1분 내지 약 10분, 또는 약 2분 내지 약 7분, 또는 심지어는 약 3분 내지 약 5분이다.
혼합된 폴리올 성분과 사슬 증량제의 전체 히드록실 기에 대한 폴리이소시아네이트 작용기의 몰 비는 일 구체예에서는 약 0.90 내지 약 1.10, 또는 심지어는 약 0.95 내지 약 1.05이다.
본 발명의 중합된 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머의 중량 평균 분자량은 일반적으로 약 10,000 내지 약 500,000, 또는 약 25,000 내지 약 400,000, 또는 심지어는 약 50,000 내지 약 300,000의 범위 내이다.
상기 확인된 성분에 추가하여, 본 발명의 TPU 엘라스토머 조성물은 또한 임의적으로 다양한 첨가제, 안료, 염료, 충전제, 윤활제, UV 흡수제, 왁스, 항산화제, 증점제 등을 함유할 수 있으며, 이들은 당업자에게 또는 문헌에 공지된 통상의 양으로 사용될 수 있다. 사용된 첨가제는 일반적으로 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머에 목적하는 특성을 부여한다. 충전제에는 탤크, 실리케이트, 점토, 탄산칼슘 등이 포함된다.
본 발명의 폴리우레탄 엘라스토머 조성물이 색채 또는 색조를 지녀야 한다면, 임의의 통상적인 안료 또는 염료가 통상적인 양으로 사용될 수 있다. 그러므로, 당업자에게 또는 문헌에 공지된 임의의 안료, 예를 들어 티타늄 디옥사이드, 철 옥사이드, 카본 블랙 등 및 다양한 염료가, 이들이 다양한 우레탄 반응을 방해하지 않는다면 사용될 수 있다.
본 발명의 열가소성 폴리우레탄(TPU) 엘라스토머는 임의의 목적하는 최종 생산물 또는 형태로 압출될 수 있거나, 냉각되고 저장 또는 벌크 수송(bulk shipping)을 위해 펠릿화 또는 과립화될 수 있다. 압출물은 압출 후에 몇몇의 다른 방식으로 즉시 가공되어 목적하는 최종 용도의 생성물을 제공할 수 있다.
본 발명은, 본 발명을 예시하기 위해 제공되는 하기 실시예를 참고로 더 잘 이해될 것이다. 본 발명은 오로지 하기 실시예로만 한정되는 것이 아님이 주지되어야 한다.
실시예 :
하기 표 1 및 2는 비교예 1-6인 다양한 폴리우레탄 엘라스토머 제형을 나타낸다. 표 3 내지 8은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 18을 나타낸다.
하기 예시된 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 폴리머를 랜덤 용융 중합 방법으로 제조하였다. 이 방법에서, 폴리에스테르 폴리올 성분 및 사슬 증량제(예를 들어, 1,12-도데칸디올(C12-디올)을 약 120℃의 온도에서 함께 혼합시키고, 기계적 교반기가 구비된 반응기로 공급하였다. 또한, 사전 가열시킨 폴리이소시아네이트(예를 들어, 120℃에서의 적합한 MDI 성분)를, 폴리에스테르 폴리올 성분/사슬 증량제 조합물로 첨가하기 위해 반응기에 공급하였다. 생성되는 TPU를 DSC로 Tg(유리 전이 온도), Tm(융점) 및 Tc(결정화 온도)에 대해 시험한다. 그 후 물질을 코플러 Tm 시험을 위해서는 5mil 필름으로 그리고 인장 변형율 시험을 위해서는 30mil 필름으로 압출 몰딩시켰다. 이러한 다양한 시험의 결과가 하기 표 1 내지 8에 기록되어 있다.
Figure 112010042321647-pct00001
Figure 112010042321647-pct00002
Figure 112010042321647-pct00003
Figure 112010042321647-pct00004
Figure 112010042321647-pct00005
Figure 112010042321647-pct00006
Figure 112010042321647-pct00007
Figure 112010042321647-pct00008
상기 논의한 바와 같이, 본 발명의 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물은 임의의 적합한 물품을 형성하는데 사용될 수 있다. 예시적인 물품에는 펠릿 및 필름이 포함된다.
본 발명을 본원에 상술된 특정 구체예를 구체적으로 참고하여 상세하게 설명하였지만, 다른 구체예로부터 동일한 결과가 얻어질 수 있다. 본 발명의 변경 및 변형은 당업자에게 자명하며, 본 발명은 첨부된 청구범위에서 그러한 모든 변경 및 변형예를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (32)

  1. (a) 폴리아디페이트, 폴리아젤레이트, 폴리부티레이트 또는 폴리카르보네이트로부터 선택된 하나의 폴리에스테르 폴리올로서, 전체 수 평균 분자량이 2,000 내지 15,000의 범위 내인 폴리에스테르 폴리올;
    (b) 하나 이상의 폴리이소시아네이트; 및
    (c) 하나 이상의 디올 사슬 증량제의 반응 생성물을 포함하는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물로서,
    상기 하나 이상의 사슬 증량제가 하기 화학식에 따른 하나 이상의 화합물로 구성되고, 상기 하나 이상의 폴리이소시아네이트가 95중량% 이상의 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트를 포함하는, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물:
    OH-(CH2)x-OH
    상기 식에서, x는 5이거나, 또는 7 내지 30의 범위 내 정수이다.
  2. 제 1항에 있어서, x가 8 내지 25의 범위 내 정수인, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 폴리에스테르 폴리올의 전체 수 평균 분자량이 2,000 내지 10,000의 범위 내인, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 폴리에스테르 폴리올의 전체 수 평균 분자량이 2,500 내지 10,000의 범위 내인, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, x가 9 내지 20의 범위 내 정수인, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물.
  6. 제 5항에 있어서, x가 9 내지 12의 범위 내 정수인, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 하나 이상의 폴리이소시아네이트가 97중량% 이상의 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트를 포함하는, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 따른 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물로부터 형성된, 열가소성 폴리우레탄 필름.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 따른 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 조성물로부터 형성된, 압출된 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 필름.
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