RU2411255C2 - Polyurethanes, articles and coatings made from said polyurethanes, and production methods thereof - Google Patents

Polyurethanes, articles and coatings made from said polyurethanes, and production methods thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2411255C2
RU2411255C2 RU2009100893/04A RU2009100893A RU2411255C2 RU 2411255 C2 RU2411255 C2 RU 2411255C2 RU 2009100893/04 A RU2009100893/04 A RU 2009100893/04A RU 2009100893 A RU2009100893 A RU 2009100893A RU 2411255 C2 RU2411255 C2 RU 2411255C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polyurethane
polyol
group
components
bis
Prior art date
Application number
RU2009100893/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009100893A (en
Inventor
Томас Г. РУКЭЙВИНА (US)
Томас Г. РУКЭЙВИНА
Роберт ХЬЮНИА (US)
Роберт ХЬЮНИА
Ян ВАНГ (US)
Ян Ванг
Original Assignee
ПиПиДжи ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК.
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
Priority claimed from US11/303,892 external-priority patent/US20070142606A1/en
Priority claimed from US11/303,670 external-priority patent/US20070142603A1/en
Priority claimed from US11/303,422 external-priority patent/US20070142602A1/en
Application filed by ПиПиДжи ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК. filed Critical ПиПиДжи ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК.
Publication of RU2009100893A publication Critical patent/RU2009100893A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2411255C2 publication Critical patent/RU2411255C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to polyurethanes and articles made from said polyurethanes, as well as to laminated material and coating composition containing such polyurethanes. The polyurethane is a product of a reaction between components which contains less than approximately 10 wt % polyesterpolyol and/or polyetherpolyol, where the components are selected from: (a) approximately 1 equivalent of at least one polyisocyanate; (b) approximately 0.05-0.9 equivalent of at least one branched polyol which contains 3-18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and (c) approximately 0.1-0.95 equivalent of at least one diol which contains 2-18 carbon atoms, where during mixing, the reaction components are held at reaction temperature of at least approximately 100°C for at least approximately 10 minutes.
EFFECT: production of polyurethanes, articles of which are made through casting or reaction injection moulding and have good optical properties, high resistance to impact loads, high impact resistance, high K-ratio, good ballistic stability, good resistance to solvents and good weather resistance.
37 cl, 113 ex, 82 tbl, 26 dwg

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Данная заявка является частичным продолжением патентной заявки Соединенных Штатов, рег. № 10/932641, направленной на рассмотрение 1 сентября 2004 г., и патентных заявок Соединенных Штатов, рег. №№ 11/303670, 11/303422, 11/303892, 11/303671 и 11/303832, которые были направлены на рассмотрение 16 декабря 2005 г. Каждая из приведенных выше заявок включена сюда в качестве ссылки.This application is a partial continuation of the patent application of the United States, reg. No. 10/932641, filed September 1, 2004, and United States Patent Applications Reg. No. 11/303670, 11/303422, 11/303892, 11/303671 and 11/303832, which were sent for consideration on December 16, 2005. Each of the above applications is incorporated here by reference.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

I ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИI TECHNICAL FIELD

Настоящее изобретение относится к полиуретанам и поли(уретанмочевинам), полученным из разветвленных полиолов, разветвленных полиизоцианатов и/или тримеров полиизоцианатов, к изделиям и покрытиям, изготовленным из них, а также к способам их производства.The present invention relates to polyurethanes and poly (urethane ureas) obtained from branched polyols, branched polyisocyanates and / or trimers of polyisocyanates, to products and coatings made from them, as well as to methods for their production.

II ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯII TECHNICAL SUGGESTIONS

Ряд органических полимерных материалов, например пластики, такие как поликарбонаты и акриловые полимеры, разработаны в качестве альтернатив и заменителей стекла для таких вариантов применения, как оптические линзы, волоконная оптика, окна и автомобили, морские и авиационные прозрачные изделия. Например, при остеклении самолетов получили широкое признание как поликарбонаты, например LEXAN®, так и акриловые полимеры. Такие полимерные материалы могут обеспечить преимущества относительно стекла, включая устойчивость к разбиванию или устойчивость к проникновению, меньший вес для данного применения, гибкость, легкую формуемость и окрашиваемость. К сожалению, существуют некоторые серьезные недостатки, связанные как с поликарбонатами, так и с акриловыми полимерами. Поликарбонаты легко царапаются, и если они подвергаются прямому воздействию солнечного света и вредной окружающей среды, то вскоре становится трудно смотреть сквозь них. Акриловые полимеры, хотя и не так подвержены образованию царапин, как поликарбонаты, не обладают физическими свойствами поликарбонатов, такими как температура деформации из-за теплового нагрева и стойкость к ударным нагрузкам. Некоторые «высокоударопрочные» поликарбонаты могут иметь непостоянную ударную вязкость, которая может ухудшаться с течением времени, низкое сопротивление распространению трещин (K-фактор, коэффициент K), низкие оптические характеристики, низкую устойчивость к действию растворителей и низкую стойкость к атмосферным воздействиям. Даже если поликарбонаты могут показывать хорошую ударостойкость при соударении при низких скоростях, при высоких скоростях удара, выше приблизительно 1100 фут/сек (335,3 м/сек), таких как скорости, показываемые в баллистике, 9 мм пуля (125 гран), выпущенная с приблизительно 20 футов (6,1 м) при скорости приблизительно 1350 фут/сек (411 м/сек), может легко проходить через поликарбонатный пластик толщиной 1 дюйм (2,5 см).A number of organic polymeric materials, such as plastics, such as polycarbonates and acrylic polymers, have been developed as alternatives and substitutes for glass for applications such as optical lenses, fiber optics, windows and automobiles, marine and aviation transparent products. For example, in aircraft glazing, both polycarbonates such as LEXAN ® and acrylic polymers are widely recognized. Such polymeric materials can provide advantages relative to glass, including resistance to breakage or resistance to penetration, less weight for a given application, flexibility, easy formability and tintability. Unfortunately, there are some serious drawbacks associated with both polycarbonates and acrylic polymers. Polycarbonates are easily scratched, and if they are exposed to direct sunlight and a harmful environment, it soon becomes difficult to look through them. Acrylic polymers, although not as prone to scratching as polycarbonates, do not have the physical properties of polycarbonates, such as the deformation temperature due to thermal heating and resistance to shock loads. Some “high impact” polycarbonates may have inconsistent toughness, which may deteriorate over time, low crack propagation resistance (K-factor, K-factor), low optical characteristics, low solvent and low resistance to weathering. Even if polycarbonates can show good impact resistance when impacting at low speeds, at high impact speeds, above approximately 1,100 ft / s (335.3 m / s), such as those shown in ballistics, a 9 mm bullet (125 grains) fired from approximately 20 feet (6.1 m) at a speed of approximately 1350 ft / s (411 m / s), it can easily pass through 1 inch (2.5 cm) polycarbonate plastic.

Кроме того, как правило, поликарбонаты экструдируют, что может давать оптические искажения в экструдате в направлении экструзии. Для оптического применения, такого как фонарь кабины экипажа истребителя, поликарбонаты обычно должны подвергаться дополнительной технологической стадии для удаления искажений, что повышает затраты. Кроме того, некоторые поликарбонаты являются двулучепреломляющими, что также может вызвать оптические искажения. Например, число Аббе LEXAN равно 34. Более высокое значение числа Аббе указывает на более хорошую визуальную резкость изображения и меньшую хроматическую аберрацию.In addition, as a rule, polycarbonates are extruded, which can give optical distortions in the extrudate in the direction of extrusion. For optical applications such as fighter cockpit lights, polycarbonates typically have to undergo an additional process step to remove distortion, which increases costs. In addition, some polycarbonates are birefringent, which can also cause optical distortion. For example, the Abbe LEXAN number is 34. A higher Abbe number indicates a better visual sharpness of the image and less chromatic aberration.

Следовательно, в данной области техники существует необходимость разработки полимеров, которые могут быть использованы для производства изделий, имеющих хорошие оптические свойства, высокую стойкость к ударным нагрузкам, высокую ударную вязкость, высокий коэффициент K, хорошую баллистическую устойчивость, хорошую устойчивость к действию растворителей и хорошую стойкость к атмосферным воздействиям. Также является желательной способность к изготовлению изделий путем литья или реакционного литьевого формования, а не экструзией.Therefore, in the art there is a need to develop polymers that can be used to manufacture products having good optical properties, high impact resistance, high impact strength, high K coefficient, good ballistic resistance, good solvent resistance and good resistance to atmospheric influences. Also desirable is the ability to manufacture articles by injection molding or reaction injection molding rather than extrusion.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Обсуждение различных аспектов и вариантов осуществления полиуретанов и поли(уретанмочевин) настоящего изобретения сгруппировано ниже. Хотя различные аспекты изобретения распределены по группам с целью обсуждения, такая разбивка на группы не предназначена для ограничения объема настоящего изобретения, и аспекты одной из групп могут относиться к предмету изобретения других групп.A discussion of various aspects and embodiments of the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention is grouped below. Although various aspects of the invention are grouped for discussion purposes, such grouping is not intended to limit the scope of the present invention, and aspects of one of the groups may relate to the subject of the invention of other groups.

Группа АGroup A

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны, содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides polyurethanes containing a reaction product of components, including:

(а) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата;(a) about 1 equivalent of at least one polyisocyanate;

(b) от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 12 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и(b) from about 0.05 to about 0.9 equivalents of at least one branched polyol containing from 4 to 12 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and

(с) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,95 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода;(c) from about 0.1 to about 0.95 equivalents of at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms;

где указанные компоненты по существу не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола и где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.where said components are substantially free of polyester polyol and polyether polyol, and where the reaction components are held at a temperature of at least about 100 ° C. for at least about 10 minutes.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны, содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In other non-limiting embodiments, the present invention provides polyurethanes containing a reaction product of components, including:

(а) приблизительно 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис-(циклогексилизоцианата);(a) approximately 1 equivalent of 4,4'-methylene-bis- (cyclohexyl isocyanate);

(b) от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,5 эквивалента триметилолпропана и(b) from about 0.3 to about 0.5 equivalent of trimethylolpropane; and

(с) от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,7 эквивалента 1,10-додекандиола, бутандиола или пентандиола;(c) from about 0.3 to about 0.7 equivalents of 1,10-dodecanediol, butanediol or pentanediol;

где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.where the reaction components are maintained at a temperature of at least about 100 ° C. for at least about 10 minutes.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает изделие, состоящее из полиуретана, содержащего продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides a product consisting of polyurethane containing the reaction product of components including:

(а) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата;(a) about 1 equivalent of at least one polyisocyanate;

(b) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и(b) from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and

(с) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 12 атомов углерода;(c) from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one diol containing from 2 to 12 carbon atoms;

где компоненты по существу не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола и где изделие имеет ударостойкость по Гарднеру, по меньшей мере, приблизительно 200 дюйм·фунт (23 Дж) в соответствии со стандартом ASTM-D 5420-04.where the components are substantially free of polyester polyol and polyether polyol, and where the product has a Gardner impact resistance of at least about 200 inch · lb (23 J) in accordance with ASTM-D 5420-04.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретана, включающие стадию одновременного взаимодействия компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides methods for producing polyurethane, including the stage of simultaneous interaction of components, including:

(а) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата;(a) about 1 equivalent of at least one polyisocyanate;

(b) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и(b) from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and

(с) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 12 атомов углерода;(c) from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one diol containing from 2 to 12 carbon atoms;

где компоненты по существу не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола и где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.where the components are substantially free of polyester polyol and polyether polyol, and where the reaction components are held at a temperature of at least about 100 ° C. for at least about 10 minutes.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретана, которые включают стадии:In other non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing polyurethane, which include the steps of:

(а) взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата и, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, с образованием полиуретанового предполимера и(a) the interaction of at least one polyisocyanate and at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, with the formation of a polyurethane prepolymer and

(b) взаимодействия полиуретанового предполимера с, по меньшей мере, одним диолом, содержащим от 2 до 12 атомов углерода, с образованием полиуретана,(b) reacting a polyurethane prepolymer with at least one diol containing from 2 to 12 carbon atoms to form a polyurethane,

где указанные компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.wherein said reaction components are held at a temperature of at least about 100 ° C. for at least about 10 minutes.

Группа ВGroup B

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны, содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides polyurethanes containing a reaction product of components, including:

(а) уретановый предполимер с изоцианатной функциональностью, содержащий продукт реакции компонентов, включающих:(a) an urethane prepolymer with isocyanate functionality containing the reaction product of components including:

(i) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата и(i) about 1 equivalent of at least one polyisocyanate and

(ii) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,5 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода, и(ii) from about 0.1 to about 0.5 equivalent of at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms, and

(b) от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и(b) from about 0.05 to about 0.9 equivalents of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and

(с) до приблизительно 0,45 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода,(c) up to about 0.45 equivalent of at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms,

где указанные компоненты по существу не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.wherein said components are substantially free of polyester polyol and polyether polyol.

Группа СGroup C

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны, содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides polyurethanes containing a reaction product of components, including:

(а) по меньшей мере, один полиизоцианат, выбранный из группы, включающей тримеры полиизоцианата и разветвленные полиизоцианаты, причем полиизоцианат имеет, по меньшей мере, три изоцианатные функциональные группы; и(a) at least one polyisocyanate selected from the group consisting of trimers of polyisocyanate and branched polyisocyanates, wherein the polyisocyanate has at least three isocyanate functional groups; and

(b) по меньшей мере, один алифатический полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, две гидроксильные группы;(b) at least one aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least two hydroxyl groups;

где указанные компоненты по существу не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.wherein said components are substantially free of polyester polyol and polyether polyol.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны, содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In other non-limiting embodiments, the present invention provides polyurethanes containing a reaction product of components, including:

(а) приблизительно 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата);(a) approximately 1 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate);

(b) приблизительно 1,1 эквивалента бутандиола и(b) about 1.1 equivalents of butanediol; and

(с) приблизительно 0,1 эквивалента тримера изофорондиизоцианата.(c) about 0.1 equivalent of an isophorondiisocyanate trimer.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретана, включающие стадию одновременного взаимодействия компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides methods for producing polyurethane, including the stage of simultaneous interaction of components, including:

(а) по меньшей мере, один тример полиизоцианата или разветвленный полиизоцианат, причем полиизоцианат имеет, по меньшей мере, три изоцианатные функциональные группы; и(a) at least one trimer of a polyisocyanate or a branched polyisocyanate, wherein the polyisocyanate has at least three isocyanate functional groups; and

(b) по меньшей мере, один алифатический полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, две гидроксильные группы;(b) at least one aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least two hydroxyl groups;

где компоненты по существу не содержит сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.where the components are essentially free of polyester polyol and polyether polyol.

Группа DGroup D

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны, содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides polyurethanes containing a reaction product of components, including:

(а) по меньшей мере, один полиизоцианат;(a) at least one polyisocyanate;

(b) по меньшей мере, один разветвленный полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и(b) at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and

(с) по меньшей мере, один полиол, содержащий один или несколько атомов брома, один или несколько атомов фосфора или их комбинации.(c) at least one polyol containing one or more bromine atoms, one or more phosphorus atoms, or combinations thereof.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны, содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In other non-limiting embodiments, the present invention provides polyurethanes containing a reaction product of components, including:

(а) приблизительно 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата);(a) approximately 1 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate);

(b) от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,5 эквивалента триметилолпропана;(b) from about 0.3 to about 0.5 equivalent of trimethylolpropane;

(с) от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,5 эквивалента бис(4-(2-гидроксиэтокси)-3,5-дибромфенил)сульфона;(c) from about 0.2 to about 0.5 equivalent of bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3,5-dibromophenyl) sulfone;

(d) от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,5 эквивалента 1,4-циклогександиметанола и(d) from about 0.2 to about 0.5 equivalent of 1,4-cyclohexanedimethanol and

(е) от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,5 эквивалента 3,6-дитиа-1,2-октандиола.(e) from about 0.2 to about 0.5 equivalent of 3,6-dithia-1,2-octanediol.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны, содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides polyurethanes containing a reaction product of components, including:

(а) по меньшей мере, один полиизоцианат, выбранный из группы, включающей тримеры полиизоцианата и разветвленные полиизоцианаты, причем полиизоцианат имеет, по меньшей мере, три изоцианатные функциональные группы;(a) at least one polyisocyanate selected from the group consisting of trimers of polyisocyanate and branched polyisocyanates, wherein the polyisocyanate has at least three isocyanate functional groups;

(b) по меньшей мере, один алифатический полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 2 гидроксильные группы; и(b) at least one aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 2 hydroxyl groups; and

(с) по меньшей мере, один полиол, содержащий один или несколько атомов брома, один или несколько атомов фосфора или их комбинации.(c) at least one polyol containing one or more bromine atoms, one or more phosphorus atoms, or combinations thereof.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретана, включающие стадию одновременного взаимодействия компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides methods for producing polyurethane, comprising the step of simultaneously reacting components, including:

(а) по меньшей мере, один полиизоцианат;(a) at least one polyisocyanate;

(b) по меньшей мере, один разветвленный полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и(b) at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and

(с) по меньшей мере, один полиол, содержащий один или несколько атомов брома, один или несколько атомов фосфора или их комбинации.(c) at least one polyol containing one or more bromine atoms, one or more phosphorus atoms, or combinations thereof.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретана, которые включают стадии:In other non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing polyurethane, which include the steps of:

(а) взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата и, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, с образованием полиуретанового предполимера и(a) the interaction of at least one polyisocyanate and at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, with the formation of a polyurethane prepolymer and

(b) взаимодействия полиуретанового предполимера с, по меньшей мере, одним полиолом, содержащим один или несколько атомов брома, один или несколько атомов фосфора или их комбинации, с образованием полиуретана.(b) reacting the polyurethane prepolymer with at least one polyol containing one or more bromine atoms, one or more phosphorus atoms, or a combination thereof, to form a polyurethane.

Группа ЕGroup E

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны, содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides polyurethanes containing a reaction product of components, including:

(а) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата;(a) about 1 equivalent of at least one polyisocyanate;

(b) от приблизительно 0,3 до приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и(b) from about 0.3 to about 1 equivalent of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and

(с) от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,3 эквивалента, по меньшей мере, одного поликарбонатдиола;(c) from about 0.01 to about 0.3 equivalents of at least one polycarbonate diol;

где указанные компоненты по существу не содержат простого полиэфирполиола и аминного отверждающего агента и где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.where these components are essentially free of simple polyether polyol and an amine curing agent, and where the reaction components are held at a temperature of at least about 100 ° C for at least about 10 minutes.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны, содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In other non-limiting embodiments, the present invention provides polyurethanes containing a reaction product of components, including:

(а) приблизительно 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата);(a) approximately 1 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate);

(b) приблизительно 0,3 эквивалента триметилолпропана;(b) about 0.3 equivalent of trimethylolpropane;

(с) от приблизительно 0,5 до приблизительно 0,55 эквивалента бутандиола или пентандиола и(c) from about 0.5 to about 0.55 equivalents of butanediol or pentanediol, and

(d) от приблизительно 0,15 до приблизительно 0,2 эквивалента полигексиленкарбонатдиола;(d) from about 0.15 to about 0.2 equivalents of polyhexylene carbonate diol;

где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.where the reaction components are maintained at a temperature of at least about 100 ° C. for at least about 10 minutes.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретана, включающие стадию одновременного взаимодействия компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides methods for producing polyurethane, comprising the step of simultaneously reacting components, including:

(а) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата;(a) about 1 equivalent of at least one polyisocyanate;

(b) от приблизительно 0,3 до приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и(b) from about 0.3 to about 1 equivalent of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and

(с) от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,3 эквивалента, по меньшей мере, одного поликарбонатдиола;(c) from about 0.01 to about 0.3 equivalents of at least one polycarbonate diol;

где указанные компоненты по существу не содержат простого полиэфирполиола и аминного отверждающего агента и где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.where these components are essentially free of simple polyether polyol and an amine curing agent, and where the reaction components are held at a temperature of at least about 100 ° C for at least about 10 minutes.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретана, которые включают стадии:In other non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing polyurethane, which include the steps of:

(а) взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата и, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, с образованием полиуретанового предполимера и(a) the interaction of at least one polyisocyanate and at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, with the formation of a polyurethane prepolymer and

(b) взаимодействия полиуретанового предполимера с, по меньшей мере, одним поликарбонатдиолом с образованием полиуретана.(b) reacting the polyurethane prepolymer with at least one polycarbonate diol to form a polyurethane.

Группа FGroup F

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны, содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides polyurethanes containing a reaction product of components, including:

(а) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата;(a) about 1 equivalent of at least one polyisocyanate;

(b) от приблизительно 0,3 до приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы;(b) from about 0.3 to about 1 equivalent of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups;

(с) от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,3 эквивалента, по меньшей мере, одного поликарбонатдиола и(c) from about 0.01 to about 0.3 equivalents of at least one polycarbonate diol and

(d) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода;(d) from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms;

где указанные компоненты по существу не содержат простого полиэфирполиола и где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.where these components are essentially free of polyether polyol and where the reaction components are held at a temperature of at least about 100 ° C for at least about 10 minutes.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретана, включающие стадию одновременного взаимодействия компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides methods for producing polyurethane, comprising the step of simultaneously reacting components, including:

(а) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата;(a) about 1 equivalent of at least one polyisocyanate;

(b) от приблизительно 0,3 до приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы;(b) from about 0.3 to about 1 equivalent of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups;

(с) от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,3 эквивалента, по меньшей мере, одного поликарбонатдиола и(c) from about 0.01 to about 0.3 equivalents of at least one polycarbonate diol and

(d) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода;(d) from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms;

где указанные компоненты по существу не содержат простого полиэфирполиола, и где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.where these components are essentially free of polyether polyol, and where the reaction components are held at a temperature of at least about 100 ° C for at least about 10 minutes.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретана, которые включают стадии:In other non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing polyurethane, which include the steps of:

(а) взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата и, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, с образованием полиуретанового предполимера и(a) the interaction of at least one polyisocyanate and at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, with the formation of a polyurethane prepolymer and

(b) взаимодействия полиуретанового предполимера с, по меньшей мере, одним поликарбонатдиолом и с, по меньшей мере, одним диолом, содержащим от 2 до 18 атомов углерода, с образованием полиуретана;(b) reacting the polyurethane prepolymer with at least one polycarbonate diol and with at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms to form a polyurethane;

где указанные компоненты по существу не содержат простого полиэфирполиола.where these components are essentially free of polyether polyol.

Группа GGroup G

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны, содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides polyurethanes containing a reaction product of components, including:

(а) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата;(a) about 1 equivalent of at least one polyisocyanate;

(b) от приблизительно 0,3 до приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы;(b) from about 0.3 to about 1 equivalent of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups;

(с) от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,3 эквивалента, по меньшей мере, одного полиола, выбранного из группы, включающей сложный полиэфирполиол, поликапролактонполиол и их смеси; и(c) from about 0.01 to about 0.3 equivalents of at least one polyol selected from the group consisting of polyester polyol, polycaprolactone polyol, and mixtures thereof; and

(d) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,7 эквивалента, по меньшей мере, одного алифатического диола;(d) from about 0.1 to about 0.7 equivalents of at least one aliphatic diol;

где указанные компоненты по существу не содержат простого полиэфирполиола и аминного отверждающего агента и где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.where these components are essentially free of simple polyether polyol and an amine curing agent, and where the reaction components are held at a temperature of at least about 100 ° C for at least about 10 minutes.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны, содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In other non-limiting embodiments, the present invention provides polyurethanes containing a reaction product of components, including:

(а) приблизительно 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата);(a) approximately 1 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate);

(b) приблизительно 0,3 эквивалента триметилолпропана;(b) about 0.3 equivalent of trimethylolpropane;

(с) от приблизительно 0,5 эквивалента декандиола и(c) from about 0.5 equivalent of decanediol and

(d) приблизительно 0,2 эквивалента поликапролактонполиола;(d) approximately 0.2 equivalent of polycaprolactone polyol;

где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.where the reaction components are maintained at a temperature of at least about 100 ° C. for at least about 10 minutes.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретана, включающие стадию одновременного взаимодействия компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides methods for producing polyurethane, including the stage of simultaneous interaction of components, including:

(а) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата;(a) about 1 equivalent of at least one polyisocyanate;

(b) от приблизительно 0,3 до приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы;(b) from about 0.3 to about 1 equivalent of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups;

(с) от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,3 эквивалента, по меньшей мере, одного полиола, выбранного из группы, включающей сложный полиэфирполиол, поликапролактонполиол и их смеси; и(c) from about 0.01 to about 0.3 equivalents of at least one polyol selected from the group consisting of polyester polyol, polycaprolactone polyol, and mixtures thereof; and

(d) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,7 эквивалента, по меньшей мере, одного алифатического диола;(d) from about 0.1 to about 0.7 equivalents of at least one aliphatic diol;

где указанные компоненты по существу не содержат простого полиэфирполиола и аминного отверждающего агента.where these components are essentially free of polyether polyol and an amine curing agent.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретана, которые включают стадии:In other non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing polyurethane, which include the steps of:

(а) взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата и, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, с образованием полиуретанового предполимера и(a) the interaction of at least one polyisocyanate and at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, with the formation of a polyurethane prepolymer and

(b) взаимодействия полиуретанового предполимера с, по меньшей мере, одним полиолом, выбранным из группы, включающей сложный полиэфирполиол, поликапролактонполиол и их смеси, и с от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,7 эквивалента, по меньшей мере, одного алифатического диола с образованием полиуретана.(b) reacting the polyurethane prepolymer with at least one polyol selected from the group consisting of polyester polyol, polycaprolactone polyol, and mixtures thereof, and from about 0.1 to about 0.7 equivalents of at least one aliphatic diol c the formation of polyurethane.

Группа НGroup H

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны, содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides polyurethanes containing a reaction product of components, including:

(а) предполимер, который представляет собой продукт реакции компонентов, включающих:(a) a prepolymer, which is a reaction product of components including:

(1) по меньшей мере, один полиизоцианат;(1) at least one polyisocyanate;

(2) по меньшей мере, один поликапролактонполиол;(2) at least one polycaprolactone polyol;

(3) по меньшей мере, один полиол, выбранный из группы, включающей полиалкиленполиол, простой полиэфирполиол и их смеси; и(3) at least one polyol selected from the group consisting of polyalkylene polyol, polyether polyol, and mixtures thereof; and

(b) по меньшей мере, один диол, содержащий от 2 до 18 атомов углерода.(b) at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны, содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In other non-limiting embodiments, the present invention provides polyurethanes containing a reaction product of components, including:

(а) предполимер, который представляет собой продукт реакции компонентов, включающих:(a) a prepolymer, which is a reaction product of components including:

(1) алифатический или циклоалифатический диизоцианат;(1) an aliphatic or cycloaliphatic diisocyanate;

(2) поликапролактондиол;(2) polycaprolactone diol;

(3) полиэтиленгликоль и(3) polyethylene glycol and

(4) сополимер полиоксиэтилена и полиоксипропилена; и(4) a copolymer of polyoxyethylene and polyoxypropylene; and

(b) по меньшей мере, один диол, содержащий от 2 до 18 атомов углерода.(b) at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретана, которые включают стадии:In some non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing polyurethane, which include the steps of:

(а) взаимодействия компонентов, включающих:(a) interactions of components, including:

(1) по меньшей мере, один полиизоцианат;(1) at least one polyisocyanate;

(2) по меньшей мере, один поликапролактонполиол и(2) at least one polycaprolactone polyol; and

(3) по меньшей мере, один полиол, выбранный из группы, включающей полиалкиленполиол, простой полиэфирполиол и их смеси;(3) at least one polyol selected from the group consisting of polyalkylene polyol, polyether polyol, and mixtures thereof;

с образованием полиуретанового предполимера иwith the formation of a polyurethane prepolymer and

(b) взаимодействия предполимера с, по меньшей мере, одним диолом, содержащим от 2 до 18 атомов углерода, с образованием полиуретана.(b) reacting the prepolymer with at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms to form a polyurethane.

Группа IGroup I

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает поли(уретанмочевины), содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the present invention provides poly (urethane ureas) containing a reaction product of components including:

(а) по меньшей мере, один мочевинный предполимер с изоцианатной функциональностью, содержащий продукт реакции:(a) at least one urea prepolymer with isocyanate functionality containing the reaction product:

(1) по меньшей мере, одного полиизоцианата и(1) at least one polyisocyanate and

(2) воды; и(2) water; and

(b) по меньшей мере, один разветвленный полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы;(b) at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups;

где указанные компоненты по существу не содержат аминного отверждающего агента.where these components are essentially free of amine curing agent.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения поли(уретанмочевины), которые включают стадии:In some non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing poly (urethane urea), which include the steps of:

(а) взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата и воды с образованием мочевинного предполимера с изоцианатной функциональностью и(a) the interaction of at least one polyisocyanate and water with the formation of a urea prepolymer with isocyanate functionality and

(b) взаимодействия продукта реакции компонентов, содержащих мочевинный предполимер с изоцианатной функциональностью, с, по меньшей мере, одним разветвленным полиолом, содержащим от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы;(b) reacting a reaction product of components containing a urea prepolymer with isocyanate functionality with at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups;

где указанные компоненты по существу не содержат аминного отверждающего агента.where these components are essentially free of amine curing agent.

Группа JGroup J

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает поли(уретанмочевины), содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the present invention provides poly (urethane ureas) containing a reaction product of components including:

(а) по меньшей мере, один мочевинный предполимер с изоцианатной функциональностью, содержащий продукт реакции:(a) at least one urea prepolymer with isocyanate functionality containing the reaction product:

(1) по меньшей мере, одного полиизоцианата, выбранного из группы, включающей тримеры полиизоцианата и разветвленные полиизоцианаты, причем полиизоцианат содержит, по меньшей мере, три изоцианатные функциональные группы; и(1) at least one polyisocyanate selected from the group consisting of trimers of polyisocyanate and branched polyisocyanates, wherein the polyisocyanate contains at least three isocyanate functional groups; and

(2) воды; и(2) water; and

(b) по меньшей мере, один алифатический полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 2 гидроксильные группы.(b) at least one aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 2 hydroxyl groups.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения поли(уретанмочевины), которые включают стадии:In some non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing poly (urethane urea), which include the steps of:

(а) взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата, выбранного из группы, включающей тримеры полиизоцианата и разветвленные полиизоцианаты, и воды с образованием мочевинного предполимера с изоцианатной функциональностью и(a) the interaction of at least one polyisocyanate selected from the group consisting of trimers of polyisocyanate and branched polyisocyanates and water to form a urea prepolymer with isocyanate functionality and

(b) взаимодействия продукта реакции компонентов, содержащих мочевинный предполимер с изоцианатной функциональностью, с, по меньшей мере, одним алифатическим полиолом, содержащим от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 2 гидроксильные группы;(b) reacting a reaction product of components containing a urea prepolymer with isocyanate functionality with at least one aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 2 hydroxyl groups;

где указанные компоненты по существу не содержат аминного отверждающего агента.where these components are essentially free of amine curing agent.

Группа K Group K

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает поли(уретанмочевины), содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the present invention provides poly (urethane ureas) containing a reaction product of components including:

(а) по меньшей мере, один уретанмочевиновый предполимер с изоцианатной функциональностью, содержащий продукт реакции:(a) at least one urethane-urea prepolymer with isocyanate functionality containing the reaction product:

(1) по меньшей мере, одного уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью, содержащего продукт реакции:(1) at least one isocyanate functional urethane prepolymer containing the reaction product:

(i) первого количества, по меньшей мере, одного полиизоцианата и(i) a first amount of at least one polyisocyanate and

(ii) первого количества, по меньшей мере, одного разветвленного полиола; и(ii) a first amount of at least one branched polyol; and

(2) воды;(2) water;

с образованием уретанмочевинового предполимера с изоцианатной функциональностью иwith the formation of a urethane urea prepolymer with isocyanate functionality and

(b) второе количество, по меньшей мере, одного полиизоцианата и второе количество, по меньшей мере, одного разветвленного полиола.(b) a second amount of at least one polyisocyanate and a second amount of at least one branched polyol.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения поли(уретанмочевины), которые включают стадии:In some non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing poly (urethane urea), which include the steps of:

(а) взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата и, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, с образованием уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью;(a) the interaction of at least one polyisocyanate and at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, with the formation of an urethane prepolymer with isocyanate functionality;

(b) взаимодействия уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью с водой и полиизоцианатом с образованием уретанмочевинового предполимера с изоцианатной функциональностью и(b) reacting an urethane prepolymer with isocyanate functionality with water and a polyisocyanate to form a urethane urea prepolymer with isocyanate functionality and

(с) взаимодействия продукта реакции компонентов, содержащих уретанмочевиновый предполимер с изоцианатной функциональностью, с, по меньшей мере, одним алифатическим полиолом, содержащим от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 2 гидроксильные группы;(c) reacting the reaction product of components containing a urethane urea prepolymer with isocyanate functionality with at least one aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 2 hydroxyl groups;

где указанные компоненты по существу не содержат аминного отверждающего агента.where these components are essentially free of amine curing agent.

Группа LGroup L

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает поли(уретанмочевины), содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the present invention provides poly (urethane ureas) containing a reaction product of components including:

(а) по меньшей мере, один уретанмочевиновый предполимер с изоцианатной функциональностью, содержащий продукт реакции:(a) at least one urethane-urea prepolymer with isocyanate functionality containing the reaction product:

(1) по меньшей мере, одного уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью, содержащего продукт реакции:(1) at least one isocyanate functional urethane prepolymer containing the reaction product:

(i) первого количества, по меньшей мере, одного полиизоцианата, выбранного из группы, включающей тримеры полиизоцианата и разветвленные полиизоцианаты, причем полиизоцианаты содержат, по меньшей мере, три изоцианатные функциональные группы; и(i) a first amount of at least one polyisocyanate selected from the group consisting of trimers of polyisocyanate and branched polyisocyanates, wherein the polyisocyanates contain at least three isocyanate functional groups; and

(ii) первого количества, по меньшей мере, одного алифатического полиола; и(ii) a first amount of at least one aliphatic polyol; and

(2) воды;(2) water;

с образованием уретанмочевинового предполимера с изоцианатной функциональностью иwith the formation of a urethane urea prepolymer with isocyanate functionality and

(b) второе количество, по меньшей мере, одного полиизоцианата и второе количество, по меньшей мере, одного алифатического полиола.(b) a second amount of at least one polyisocyanate and a second amount of at least one aliphatic polyol.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения поли(уретанмочевины), которые включают стадии:In some non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing poly (urethane urea), which include the steps of:

(а) взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата, выбранного из группы, включающей тримеры полиизоцианата и разветвленные полиизоцианаты, и, по меньшей мере, одного алифатического полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 2 гидроксильные группы, с образованием уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью;(a) the interaction of at least one polyisocyanate selected from the group comprising trimers of a polyisocyanate and branched polyisocyanates, and at least one aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 2 hydroxyl groups, with the formation of an urethane prepolymer with isocyanate functionality;

(b) взаимодействия уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью с водой и полиизоцианатом с образованием уретанмочевинового предполимера с изоцианатной функциональностью и(b) reacting an urethane prepolymer with isocyanate functionality with water and a polyisocyanate to form a urethane urea prepolymer with isocyanate functionality and

(с) взаимодействия продукта реакции компонентов, содержащих уретанмочевиновый предполимер с изоцианатной функциональностью, с, по меньшей мере, одним алифатическим полиолом, содержащим от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 2 гидроксильные группы;(c) reacting the reaction product of components containing a urethane urea prepolymer with isocyanate functionality with at least one aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 2 hydroxyl groups;

где указанные компоненты по существу не содержат аминного отверждающего агента.where these components are essentially free of amine curing agent.

Группа МGroup M

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает поли(уретанмочевины), содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the present invention provides poly (urethane ureas) containing a reaction product of components including:

(а) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата;(a) about 1 equivalent of at least one polyisocyanate;

(b) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы;(b) from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups;

(с) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного алифатического диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода; и(c) from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one aliphatic diol containing from 2 to 18 carbon atoms; and

(d) по меньшей мере, один аминный отверждающий агент,(d) at least one amine curing agent,

где указанные компоненты по существу не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.wherein said components are substantially free of polyester polyol and polyether polyol.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения поли(уретанмочевины), которые включают стадию одновременного взаимодействия компонентов, включающих:In other non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides methods for producing poly (urethane urea), which include the stage of simultaneous interaction of components, including:

(а) по меньшей мере, один полиизоцианат;(a) at least one polyisocyanate;

(b) по меньшей мере, один разветвленный полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы;(b) at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups;

(с) по меньшей мере, один алифатический диол, содержащий от 2 до 18 атомов углерода; и(c) at least one aliphatic diol containing from 2 to 18 carbon atoms; and

(d) аминный отверждающий агент,(d) an amine curing agent,

где указанные компоненты по существу не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.wherein said components are substantially free of polyester polyol and polyether polyol.

Группа NGroup N

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает поли(уретанмочевины), содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the present invention provides poly (urethane ureas) containing a reaction product of components including:

(а) по меньшей мере, один полиизоцианат, выбранный из группы, включающей тримеры полиизоцианата и разветвленные полиизоцианаты, причем полиизоцианат содержит, по меньшей мере, три изоцианатные функциональные группы;(a) at least one polyisocyanate selected from the group consisting of trimers of polyisocyanate and branched polyisocyanates, wherein the polyisocyanate contains at least three isocyanate functional groups;

(b) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 2 гидроксильные группы;(b) from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 2 hydroxyl groups;

(с) по меньшей мере, один аминный отверждающий агент;(c) at least one amine curing agent;

где указанные компоненты по существу не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.wherein said components are substantially free of polyester polyol and polyether polyol.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения поли(уретанмочевины), которые включают стадию одновременного взаимодействия компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides methods for producing poly (urethane urea), which include the stage of simultaneous interaction of components, including:

(а) по меньшей мере, один полиизоцианат, выбранный из группы, включающей тримеры полиизоцианата и разветвленные полиизоцианаты;(a) at least one polyisocyanate selected from the group consisting of trimers of polyisocyanate and branched polyisocyanates;

(b) по меньшей мере, один алифатический полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы;(b) at least one aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups;

(с) по меньшей мере, один алифатический диол, содержащий от 2 до 18 атомов углерода; и(c) at least one aliphatic diol containing from 2 to 18 carbon atoms; and

(d) аминный отверждающий агент,(d) an amine curing agent,

где указанные компоненты по существу не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.wherein said components are substantially free of polyester polyol and polyether polyol.

Группа ОGroup O

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретановые материалы, содержащие первую часть кристаллических частиц, обладающих самоориентацией и связанных вместе для фиксации их ориентации вдоль первого кристаллографического направления, и вторую часть кристаллических частиц, обладающих самоориентацией и связанных вместе для фиксации их ориентации вдоль второго кристаллографического направления, причем первое кристаллографическое направление отличается от второго кристаллографического направления, где указанные кристаллические частицы составляют, по меньшей мере, приблизительно 30% от суммарного объема полиуретанового материала.In some non-limiting embodiments, the present invention provides polyurethane materials comprising a first part of crystalline particles that are self-oriented and bonded together to fix their orientation along the first crystallographic direction, and a second part of crystalline particles that are self-oriented and bonded together to fix their orientation along the second crystallographic direction moreover, the first crystallographic direction differs from the second crystallographic direction, where these crystalline particles comprise at least about 30% of the total volume of the polyurethane material.

Группа РGroup P

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретановой порошковой покрывной композиции, которые включают стадии: взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата с, по меньшей мере, одним алифатическим полиолом с образованием, как правило, твердого предполимера с гидроксильной функциональностью; плавления предполимера с гидроксильной функциональностью; плавления, по меньшей мере, одного, как правило, твердого полиизоцианата с образованием расплавленного полиизоцианата; смешения предполимера с гидроксильной функциональностью и расплавленного полиизоцианата с образованием смеси и отверждения смеси с образованием, как правило, твердой порошковой покрывной композиции.In some non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing a polyurethane powder coating composition, which comprise the steps of: reacting at least one polyisocyanate with at least one aliphatic polyol to form, as a rule, a solid prepolymer with hydroxyl functionality; melting a prepolymer with hydroxyl functionality; melting at least one, typically solid polyisocyanate to form a molten polyisocyanate; mixing the prepolymer with hydroxyl functionality and the molten polyisocyanate to form a mixture and curing the mixture to form, as a rule, a solid powder coating composition.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретановой порошковой покрывной композиции, которые включают стадии: взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата с, по меньшей мере, одним алифатическим полиолом с образованием, как правило, твердого предполимера с гидроксильной функциональностью; растворения предполимера с гидроксильной функциональностью в первом растворителе с получением первого раствора; растворения, по меньшей мере, одного, как правило, твердого полиизоцианата во втором растворителе, который является тем же растворителем или совместим с первым растворителем, с образованием второго раствора; смешения первого и второго растворов и удаления по существу всего растворителя с образованием, как правило, твердой порошковой покрывной композиции.In other non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing a polyurethane powder coating composition, which comprise the steps of: reacting at least one polyisocyanate with at least one aliphatic polyol to form, as a rule, a solid prepolymer with hydroxyl functionality; dissolving the prepolymer with hydroxyl functionality in a first solvent to form a first solution; dissolving at least one, usually solid polyisocyanate in a second solvent, which is the same solvent or compatible with the first solvent, to form a second solution; mixing the first and second solutions and removing substantially all of the solvent to form, as a rule, a solid powder coating composition.

Группа QGroup Q

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретановые композиции, содержащие, по меньшей мере, один полиуретан, содержащий продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides polyurethane compositions containing at least one polyurethane containing the reaction product of components including:

(а) (i) по меньшей мере, один полиизоцианат;(a) (i) at least one polyisocyanate;

(ii) по меньшей мере, один разветвленный полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и(ii) at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and

(iii) по меньшей мере, один диол, содержащий от 2 до 18 атомов углерода; и(iii) at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms; and

(b) по меньшей мере, один усиливающий материал, выбранный из группы, включающей полимерные неорганические материалы, неполимерные неорганические материалы, полимерные органические материалы, неполимерные органические материалы, их композиты и их комбинации.(b) at least one reinforcing material selected from the group consisting of polymeric inorganic materials, non-polymeric inorganic materials, polymeric organic materials, non-polymeric organic materials, their composites, and combinations thereof.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретановые композиции, содержащие:In other non-limiting embodiments, the present invention provides polyurethane compositions comprising:

(а) по меньшей мере, один полиуретан, содержащий продукт реакции компонентов, включающих:(a) at least one polyurethane containing a reaction product of components including:

(i) по меньшей мере, один полиизоцианат;(i) at least one polyisocyanate;

(ii) по меньшей мере, один разветвленный полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и(ii) at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and

(iii) по меньшей мере, один полиол, содержащий один или несколько атомов брома, один или несколько атомов фосфора или их комбинации; и(iii) at least one polyol containing one or more bromine atoms, one or more phosphorus atoms, or a combination thereof; and

(b) по меньшей мере, один усиливающий материал, выбранный из группы, включающей полимерные неорганические материалы, неполимерные неорганические материалы, полимерные органические материалы, неполимерные органические материалы, их композиты и их смеси.(b) at least one reinforcing material selected from the group consisting of polymeric inorganic materials, non-polymeric inorganic materials, polymeric organic materials, non-polymeric organic materials, their composites, and mixtures thereof.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретановые композиции, содержащие:In other non-limiting embodiments, the present invention provides polyurethane compositions comprising:

(а) полиуретан, содержащий продукт реакции компонентов, включающих:(a) a polyurethane containing a reaction product of components including:

(i) предполимер, который представляет собой продукт реакции компонентов, включающих:(i) a prepolymer, which is a reaction product of components including:

(1) по меньшей мере, один полиизоцианат;(1) at least one polyisocyanate;

(2) по меньшей мере, один поликапролактонполиол и(2) at least one polycaprolactone polyol; and

(3) по меньшей мере, один полиол, выбранный из группы, включающей полиалкиленполиол, простой полиэфирполиол и их смеси; и(3) at least one polyol selected from the group consisting of polyalkylene polyol, polyether polyol, and mixtures thereof; and

(ii) по меньшей мере, один диол, содержащий от 2 до 18 атомов углерода; и(ii) at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms; and

(b) по меньшей мере, один усиливающий материал, выбранный из группы, включающей полимерные неорганические материалы, неполимерные неорганические материалы, полимерные органические материалы, неполимерные органические материалы, их композиты и их смеси.(b) at least one reinforcing material selected from the group consisting of polymeric inorganic materials, non-polymeric inorganic materials, polymeric organic materials, non-polymeric organic materials, their composites, and mixtures thereof.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретановые композиции, содержащие:In other non-limiting embodiments, the present invention provides polyurethane compositions comprising:

(а) по меньшей мере, один полиуретан, содержащий продукт реакции компонентов, включающих:(a) at least one polyurethane containing a reaction product of components including:

(i) по меньшей мере, один полиизоцианат, выбранный из группы, включающей тримеры полиизоцианата или разветвленные полиизоцианаты, причем полиизоцианат содержит, по меньшей мере, три изоцианатные функциональные группы; и(i) at least one polyisocyanate selected from the group consisting of trimers of polyisocyanate or branched polyisocyanates, wherein the polyisocyanate contains at least three isocyanate functional groups; and

(ii) по меньшей мере, один алифатический полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, две гидроксильные группы; и(ii) at least one aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least two hydroxyl groups; and

(b) по меньшей мере, один усиливающий материал, выбранный из группы, включающей полимерные неорганические материалы, неполимерные неорганические материалы, полимерные органические материалы, неполимерные органические материалы, их композиты и их смеси.(b) at least one reinforcing material selected from the group consisting of polymeric inorganic materials, non-polymeric inorganic materials, polymeric organic materials, non-polymeric organic materials, their composites, and mixtures thereof.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает композицию поли(уретанмочевин), содержащую:In other non-limiting embodiments, the present invention provides a poly (urethane urea) composition comprising:

(а) по меньшей мере, одну поли(уретанмочевину), содержащую продукт реакции компонентов, включающих:(a) at least one poly (urethane urea) containing a reaction product of components including:

(i) по меньшей мере, один предполимер с изоцианатной функциональностью, содержащий продукт реакции:(i) at least one prepolymer with isocyanate functionality containing the reaction product:

1. По меньшей мере, одного полиизоцианата и1. At least one polyisocyanate and

2. Воды; и2. Water; and

(ii) по меньшей мере, один разветвленный полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы;(ii) at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups;

где указанные компоненты по существу не содержат аминного отверждающего агента; иwhere these components are essentially free of amine curing agent; and

(b) по меньшей мере, один усиливающий материал, выбранный из группы, включающей полимерные неорганические материалы, неполимерные неорганические материалы, полимерные органические материалы, неполимерные органические материалы, их композиты и их смеси.(b) at least one reinforcing material selected from the group consisting of polymeric inorganic materials, non-polymeric inorganic materials, polymeric organic materials, non-polymeric organic materials, their composites, and mixtures thereof.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает композицию поли(уретанмочевин), содержащую:In other non-limiting embodiments, the present invention provides a poly (urethane urea) composition comprising:

(а) по меньшей мере, одну поли(уретанмочевину), содержащую продукт реакции компонентов, включающих:(a) at least one poly (urethane urea) containing a reaction product of components including:

(i) по меньшей мере, один уретановый предполимер с изоцианатной функциональностью, содержащий продукт реакции:(i) at least one isocyanate functional urethane prepolymer containing the reaction product:

1. Первого количества, по меньшей мере, одного полиизоцианата и1. The first amount of at least one polyisocyanate and

2. Первого количества, по меньшей мере, одного разветвленного полиола; и2. The first amount of at least one branched polyol; and

(ii) воду,(ii) water

с образованием уретанмочевинового предполимера с изоцианатной функциональностью;with the formation of a urethane urea prepolymer with isocyanate functionality;

(b) второе количество, по меньшей мере, одного полиизоцианата и второе количество, по меньшей мере, одного разветвленного полиола и(b) a second amount of at least one polyisocyanate and a second amount of at least one branched polyol; and

(с) по меньшей мере, один усиливающий материал, выбранный из группы, включающей полимерные неорганические материалы, неполимерные неорганические материалы, полимерные органические материалы, неполимерные органические материалы, их композиты и их смеси.(c) at least one reinforcing material selected from the group consisting of polymeric inorganic materials, non-polymeric inorganic materials, polymeric organic materials, non-polymeric organic materials, their composites and mixtures thereof.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения усиленной полиуретановой композиции, которые включают стадии: смешения раствора предшественника продукта реакции компонентов описанного выше полиуретана или поли(уретанмочевины) с предшественником наноструктур; формирования наноструктур из предшественника наноструктур в полиуретановой матрице и полимеризации предшественника продукта реакции компонентов с образованием полиуретана.In some non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing an enhanced polyurethane composition, which comprises the steps of: mixing a solution of a precursor of a reaction product of components of the above-described polyurethane or poly (urethane urea) with a precursor of nanostructures; the formation of nanostructures from the precursor of nanostructures in the polyurethane matrix and the polymerization of the precursor of the reaction product of the components with the formation of polyurethane.

Группа RR group

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает ламинат, содержащий:In some non-limiting embodiments, the present invention provides a laminate comprising:

(а) по меньшей мере, один слой, по меньшей мере, одного полиуретана, содержащего продукт реакции компонентов, включающих:(a) at least one layer of at least one polyurethane containing the reaction product of components including:

(i) по меньшей мере, один полиизоцианат;(i) at least one polyisocyanate;

(ii) по меньшей мере, один разветвленный полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и(ii) at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and

(iii) по меньшей мере, один диол, содержащий от 2 до 18 атомов углерода; и(iii) at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms; and

(b) по меньшей мере, один слой основы, выбранной из группы, включающей бумагу, стекло, керамику, древесину, каменную кладку, ткань, металл или органический полимерный материал и их комбинации.(b) at least one layer of a base selected from the group consisting of paper, glass, ceramics, wood, masonry, fabric, metal or organic polymeric material, and combinations thereof.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает ламинат, содержащий:In other non-limiting embodiments, the present invention provides a laminate comprising:

(а) по меньшей мере, один слой, по меньшей мере, одного полиуретана, содержащего продукт реакции компонентов, включающих:(a) at least one layer of at least one polyurethane containing the reaction product of components including:

(i) по меньшей мере, один полиизоцианат;(i) at least one polyisocyanate;

(ii) по меньшей мере, один разветвленный полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и(ii) at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and

(iii) по меньшей мере, один полиол, содержащий один или несколько атомов брома, один или несколько атомов фосфора или их комбинации; и(iii) at least one polyol containing one or more bromine atoms, one or more phosphorus atoms, or a combination thereof; and

(b) по меньшей мере, один слой основы, выбранной из группы, включающей бумагу, стекло, керамику, древесину, каменную кладку, ткань, металл или органический полимерный материал и их комбинации.(b) at least one layer of a base selected from the group consisting of paper, glass, ceramics, wood, masonry, fabric, metal or organic polymeric material, and combinations thereof.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает ламинат, содержащий:In other non-limiting embodiments, the present invention provides a laminate comprising:

(а) по меньшей мере, один слой, по меньшей мере, одного полиуретана, содержащего продукт реакции компонентов, включающих:(a) at least one layer of at least one polyurethane containing the reaction product of components including:

(i) предполимер, который представляет собой продукт реакции компонентов, включающих:(i) a prepolymer, which is a reaction product of components including:

(1) по меньшей мере, один полиизоцианат;(1) at least one polyisocyanate;

(2) по меньшей мере, один поликапролактонполиол и(2) at least one polycaprolactone polyol; and

(3) по меньшей мере, один полиол, выбранный из группы, включающей полиалкиленполиол, простой полиэфирполиол и их смеси; и(3) at least one polyol selected from the group consisting of polyalkylene polyol, polyether polyol, and mixtures thereof; and

(ii) по меньшей мере, один диол, содержащий от 2 до 18 атомов углерода; и(ii) at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms; and

(b) по меньшей мере, один слой основы, выбранной из группы, включающей бумагу, стекло, керамику, древесину, каменную кладку, ткань, металл или органический полимерный материал и их комбинации.(b) at least one layer of a base selected from the group consisting of paper, glass, ceramics, wood, masonry, fabric, metal or organic polymeric material, and combinations thereof.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает ламинат, содержащий:In other non-limiting embodiments, the present invention provides a laminate comprising:

(а) по меньшей мере, один слой, по меньшей мере, одного полиуретана, содержащего продукт реакции компонентов, включающих:(a) at least one layer of at least one polyurethane containing the reaction product of components including:

(i) по меньшей мере, один полиизоцианат, выбранный из группы, включающей тримеры полиизоцианата или разветвленные полиизоцианаты, причем полиизоцианат содержит, по меньшей мере, три изоцианатные функциональные группы; и(i) at least one polyisocyanate selected from the group consisting of trimers of polyisocyanate or branched polyisocyanates, wherein the polyisocyanate contains at least three isocyanate functional groups; and

(ii) по меньшей мере, один алифатический полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, две гидроксильные группы; и(ii) at least one aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least two hydroxyl groups; and

(b) по меньшей мере, один слой основы, выбранной из группы, включающей бумагу, стекло, керамику, древесину, каменную кладку, ткань, металл или органический полимерный материал и их комбинации.(b) at least one layer of a base selected from the group consisting of paper, glass, ceramics, wood, masonry, fabric, metal or organic polymeric material, and combinations thereof.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает ламинат, содержащий:In other non-limiting embodiments, the present invention provides a laminate comprising:

(а) по меньшей мере, один слой, по меньшей мере, одной поли(уретанмочевины), содержащей продукт реакции компонентов, включающих:(a) at least one layer of at least one poly (urethane urea) containing the reaction product of components including:

(i) по меньшей мере, один предполимер с изоцианатной функциональностью, содержащий продукт реакции:(i) at least one prepolymer with isocyanate functionality containing the reaction product:

1. По меньшей мере, одного полиизоцианата и1. At least one polyisocyanate and

2. Воды; и2. Water; and

(ii) по меньшей мере, один разветвленный полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы;(ii) at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups;

где указанные компоненты по существу не содержат аминного отверждающего агента; иwhere these components are essentially free of amine curing agent; and

(b) по меньшей мере, один слой основы, выбранной из группы, включающей бумагу, стекло, керамику, древесину, каменную кладку, ткань, металл или органический полимерный материал и их комбинации.(b) at least one layer of a base selected from the group consisting of paper, glass, ceramics, wood, masonry, fabric, metal or organic polymeric material, and combinations thereof.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает ламинат, содержащий:In other non-limiting embodiments, the present invention provides a laminate comprising:

(А) по меньшей мере, один слой, по меньшей мере, одной поли(уретанмочевины), содержащей продукт реакции компонентов, включающих:(A) at least one layer of at least one poly (urethane urea) containing a reaction product of components including:

(а) по меньшей мере, один уретанмочевиновый предполимер с изоцианатной функциональностью, содержащий продукт реакции компонентов, включающих:(a) at least one urethane-urea prepolymer with isocyanate functionality, containing the reaction product of components including:

(1) по меньшей мере, один уретановый предполимер с изоцианатной функциональностью, содержащий продукт реакции:(1) at least one urethane prepolymer with isocyanate functionality containing the reaction product:

а. Первого количества, по меньшей мере, одного полиизоцианата иbut. The first amount of at least one polyisocyanate and

b. Первого количества, по меньшей мере, одного разветвленного полиола; иb. A first amount of at least one branched polyol; and

(2) воду;(2) water;

с образованием уретанмочевинового предполимера с изоцианатной функциональностью иwith the formation of a urethane urea prepolymer with isocyanate functionality and

(b) второе количество, по меньшей мере, одного полиизоцианата и второе количество, по меньшей мере, одного разветвленного полиола; и(b) a second amount of at least one polyisocyanate and a second amount of at least one branched polyol; and

(В) по меньшей мере, один слой основы, выбранной из группы, включающей бумагу, стекло, керамику, древесину, каменную кладку, ткань, металл или органический полимерный материал и их комбинации.(B) at least one layer of a base selected from the group consisting of paper, glass, ceramics, wood, masonry, fabric, metal or organic polymeric material, and combinations thereof.

Также настоящее изобретение предлагает отвержденные композиции, изделия, ламинаты и способы получения и применения композиций, изделий и ламинатов, содержащих описанные выше полиуретаны и поли(уретанмочевины).The present invention also provides cured compositions, products, laminates and methods for producing and using compositions, products and laminates containing the polyurethanes and poly (urethane ureas) described above.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Изложенная выше сущность изобретения, а также последующее подробное описание легче понять при рассмотрении прилагаемых чертежей.The above summary of the invention, as well as the following detailed description, is easier to understand when considering the accompanying drawings.

ФИГ.1 представляет собой график G' и G'' как функцию температуры при измерении с использованием динамического механического анализа (ДМА, DMA), и этот график показывает динамический модуль упругости, модуль потерь и тангенциальную дельту (tan Delta) для отливки из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 1 настоящего изобретения;FIGURE 1 is a graph of G 'and G' 'as a function of temperature when measured using dynamic mechanical analysis (DMA), and this graph shows the dynamic modulus, loss modulus and tangential delta (tan Delta) for casting in polyurethane in accordance with example A, formulation 1 of the present invention;

ФИГ.2 представляет собой график G' и G'' как функцию температуры при измерении с использованием динамического механического анализа (ДМА, DMA), и этот график показывает динамический модуль упругости, модуль потерь и tan Delta для отливки из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2 настоящего изобретения;FIGURE 2 is a graph of G 'and G' 'as a function of temperature when measured using dynamic mechanical analysis (DMA, DMA), and this graph shows the dynamic modulus, loss modulus and tan Delta for polyurethane casting in accordance with example A Formulation 2 of the present invention;

ФИГ.3 представляет собой график G' и G'' как функцию температуры при измерении с использованием динамического механического анализа (ДМА, DMA), и этот график показывает динамический модуль упругости, модуль потерь и tan Delta для отливки из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 40 настоящего изобретения;FIGURE 3 is a graph of G 'and G' 'as a function of temperature when measured using dynamic mechanical analysis (DMA), and this graph shows the dynamic modulus, loss modulus and tan Delta for polyurethane casting in accordance with Example A formulation 40 of the present invention;

ФИГ.4 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую отливку из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2, проанализированную через две недели после получения в соответствии с настоящим изобретением;FIG. 4 is a TEM photomicrograph showing a polyurethane casting in accordance with Example A, Formulation 2, analyzed two weeks after preparation in accordance with the present invention;

ФИГ.5 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую отливку из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2, проанализированную через три недели после получения в соответствии с настоящим изобретением;FIG. 5 is a TEM photomicrograph showing a polyurethane casting according to Example A, Formulation 2 analyzed three weeks after being prepared in accordance with the present invention; FIG.

ФИГ.6 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую отливку из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2, проанализированную через семь месяцев после получения в соответствии с настоящим изобретением;FIG.6 is a TEM micrograph showing a polyurethane casting according to Example A, Formulation 2, analyzed seven months after being prepared in accordance with the present invention;

ФИГ.7 представляет собой электронную дифрактограмму отливки из полиуретана примера А, рецептура 2 с ФИГ.6;FIG.7 is an electronic diffraction pattern of a polyurethane casting of Example A, Formulation 2 with FIG.6;

ФИГ.8 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую вторую часть отливки из полиуретана с ФИГ.6 в соответствии с примером А, рецептура 2, полученную после выдерживания при обычных условиях в течение приблизительно семи месяцев в соответствии с настоящим изобретением;FIG. 8 is a TEM photomicrograph showing the second part of the polyurethane casting of FIG. 6 in accordance with Example A, formulation 2 obtained after aging under normal conditions for approximately seven months in accordance with the present invention;

ФИГ.9 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую первую часть отливки из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2, полученную после выдерживания при комнатной температуре в течение приблизительно от двух до четырех недель;FIGURE 9 is a TEM photomicrograph showing the first part of a polyurethane casting according to Example A, Formulation 2, obtained after incubation at room temperature for about two to four weeks;

ФИГ.10 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую вторую часть отливки из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2, показанную на ФИГ.9;FIGURE 10 is a TEM photomicrograph showing the second part of a polyurethane casting according to Example A, formulation 2 shown in FIG. 9;

ФИГ.11 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую отливку из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2;11 is a TEM micrograph showing a polyurethane casting in accordance with example A, formulation 2;

ФИГ.12 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую первую часть отливки из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2, полученную после выдерживания при комнатной температуре в течение приблизительно семи месяцев;12 is a TEM photomicrograph showing the first part of a polyurethane casting according to Example A, Formulation 2, obtained after incubation at room temperature for approximately seven months;

ФИГ.13 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую вторую часть отливки из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2, показанную на ФИГ.12;FIGURE 13 is a TEM photomicrograph showing the second part of a polyurethane casting according to Example A, formulation 2 shown in FIG. 12;

ФИГ.14 представляет собой график теплового потока как функцию температуры при измерении с использованием дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК, DSC) для отливок из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2, измеренной после выдерживания при обычных условиях в течение двух недель, трех месяцев и семи месяцев соответственно в соответствии с настоящим изобретением;FIG. 14 is a graph of heat flux as a function of temperature when measured using differential scanning calorimetry (DSC) for polyurethane castings in accordance with Example A, Formulation 2, measured after aging under normal conditions for two weeks, three months, and seven months, respectively, in accordance with the present invention;

ФИГ.15 представляет собой график ударостойкости по Гарднеру как функцию модуля Юнга для отливок из полиуретана в соответствии с примером А, рецептуры 1 и 2, измеренного после выдерживания при обычных условиях в течение семи месяцев и одного года соответственно в соответствии с настоящим изобретением;FIG. 15 is a graph of Gardner impact resistance as a function of Young's modulus for polyurethane castings in accordance with Example A, Formulations 1 and 2, measured after aging under normal conditions for seven months and one year, respectively, in accordance with the present invention;

ФИГ.16 представляет собой график динамического модуля упругости, модуля потерь и tan Delta как функцию температуры, измеренных с использованием ДМА, для отливок из полиуретана, полученных в соответствии с примером А, рецептура 114, в соответствии с настоящим изобретением;FIG. 16 is a graph of dynamic elastic modulus, loss modulus, and tan Delta as a function of temperature measured using DMA for polyurethane castings obtained in accordance with Example A formulation 114 in accordance with the present invention;

ФИГ.17 представляет собой фотографию в перспективе испытуемого образца рецептуры 2, пример А, после обстрела образца пулями калибра 0,40 с расстояния 30 футов (9,2 м) при скорости 987 фут/сек (300,8 м/сек);FIGURE 17 is a perspective photograph of a test sample of formulation 2, Example A, after firing a sample of 0.40 caliber bullets from a distance of 30 feet (9.2 m) at a speed of 987 ft / s (300.8 m / s);

ФИГ.18 представляет собой фотографию вида спереди испытуемого образца рецептуры 2, пример А, после обстрела образца с помощью дробовика 12 калибра с расстояния 20 футов (6,1 м) при скорости 1290 фут/сек (393,2 м/сек) с использованием тяжелых спортивных свинцовых дробин;FIG. 18 is a front view photograph of a test sample of Formulation 2, Example A, after firing a sample with a 12 gauge shotgun from a distance of 20 feet (6.1 m) at a speed of 1290 ft / s (393.2 m / s) using heavy sports lead pellets;

ФИГ.19 представляет собой фотографию вида спереди испытуемого образца рецептуры 93, пример А, после обстрела образца 9 мм пулями с расстояния 20 футов (6,1 м) при начальной скорости 1350 фут/сек (411,5 м/сек);FIGURE 19 is a photograph of the front view of the test sample of formulation 93, Example A, after firing the sample with 9 mm bullets from a distance of 20 feet (6.1 m) at an initial speed of 1350 ft / s (411.5 m / s);

ФИГ.20 представляет собой фотографию в перспективе испытуемого образца рецептуры 94, пример А, после обстрела образца 9 мм пулей с расстояния 20 футов (6,1 м) при начальной скорости 1350 фут/сек (411,5 м/сек);FIGURE 20 is a perspective photograph of a test sample of formulation 94, Example A, after firing a sample with a 9 mm bullet from a distance of 20 feet (6.1 m) at an initial speed of 1350 ft / s (411.5 m / s);

ФИГ.21 представляет собой вид сбоку образца, показанного на ФИГ.20;FIGURE 21 is a side view of the sample shown in FIGURE 20;

ФИГ.22 представляет собой вид спереди части композита в соответствии с настоящим изобретением после обстрела образца четырьмя пулями 7,62×39 мм, имеющими стальное ядро, из нарезной винтовки АК-47 с расстояния 30 ярдов (27,4 м) при начальной скорости 2700 фут/сек (823 м/сек);FIG 22 is a front view of a portion of the composite in accordance with the present invention after firing a sample with four 7.62 × 39 mm bullets having a steel core from an AK-47 rifle from a distance of 30 yards (27.4 m) at an initial speed of 2700 ft / s (823 m / s);

ФИГ.23 представляет собой вид сзади образца с ФИГ.22;FIGURE 23 is a rear view of the sample of FIG.22;

ФИГ.24 представляет собой график теплового потока как функцию температуры при измерении с использованием дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) для отливок из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2, настоящего изобретения;FIG. 24 is a graph of heat flux as a function of temperature when measured using differential scanning calorimetry (DSC) for polyurethane castings in accordance with Example A, Formulation 2, of the present invention;

ФИГ.25 представляет собой график теплового потока как функцию температуры при измерении с использованием ДСК для отливок из полиуретана, полученных в соответствии с примером А, рецептура 136, настоящего изобретения;FIGURE 25 is a graph of heat flux as a function of temperature when measured using DSC for castings made of polyurethane obtained in accordance with example A, formulation 136, of the present invention;

ФИГ.26 представляет собой график потери массы как функцию температуры при измерении с использованием термогравиметрического анализа (ТГА, TGA) для отливок из полиуретана, полученных в соответствии с примером А, рецептура 136, настоящего изобретения.FIG. 26 is a graph of mass loss as a function of temperature when measured using thermogravimetric analysis (TGA, TGA) for polyurethane castings obtained in accordance with Example A Formulation 136 of the present invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

Используемые в данном описании пространственные определения или определения направления, такие как «внутри», «слева», «справа», «вверх», «вниз», «горизонтальный», «вертикальный» и т.д., относятся к изобретению так, как в нем описано. Однако следует понимать, что изобретение может допускать различные альтернативные ориентации и, соответственно, такие определения не следует рассматривать как ограничивающие. В целях настоящего описания, если не указано особо, все числа, выражающие количества ингредиентов, условия реакции, размеры, физические характеристики и т.д., используемые в описании и в формуле изобретения, следует понимать как модифицированные во всех случаях с помощью определения «приблизительно». Соответственно, если не указано иначе, численные параметры, представленные в следующем описании и в прилагаемой формуле изобретения, являются приближениями, которые могут меняться в зависимости от желаемых свойств, которые, как полагают, должны быть получены с помощью настоящего изобретения. В крайнем случае, но не в качестве попытки ограничить заявку системой эквивалентов объема формулы изобретения, каждый численный параметр должен, по меньшей мере, истолковываться с учетом числа представленных значимых символов и за счет применения обычных методик округления значений.Used in this description, spatial definitions or definitions of direction, such as "inside", "left", "right", "up", "down", "horizontal", "vertical", etc., relate to the invention as follows as described in it. However, it should be understood that the invention may allow various alternative orientations and, accordingly, such definitions should not be construed as limiting. For the purposes of the present description, unless otherwise indicated, all numbers expressing the amounts of ingredients, reaction conditions, sizes, physical characteristics, etc. used in the description and in the claims should be understood as modified in all cases by the definition of “approximately ". Accordingly, unless otherwise indicated, the numerical parameters presented in the following description and in the attached claims are approximations that can vary depending on the desired properties, which are believed to be obtained using the present invention. In an extreme case, but not as an attempt to limit the application to a system of equivalents of the scope of the claims, each numerical parameter should at least be construed taking into account the number of significant characters represented and through the use of conventional rounding techniques.

Несмотря на то что численные интервалы и параметры, устанавливающие широкий объем изобретения, являются приближениями, численные значения, указанные в конкретных примерах, представлены насколько возможно точно. Любые численные значения, однако, внутренне содержат некоторые ошибки, неизбежно вытекающие из стандартного отклонения, присущего соответствующим измерениям при испытаниях.Although the numerical ranges and parameters establishing a wide scope of the invention are approximations, the numerical values indicated in the specific examples are presented as accurately as possible. Any numerical values, however, internally contain some errors that inevitably arise from the standard deviation inherent in the corresponding test measurements.

Кроме того, следует понимать, что численные интервалы, приведенные в данном описании, как подразумевается, включают все подынтервалы, находящиеся в них. Например, интервал «от 1 до 10», как подразумевается, включает любой и все подынтервалы между указанным минимальным значением 1 и указанным максимальным значением 10, включая эти значения; то есть все подынтервалы, начинающиеся с минимального значения, равного или больше чем 1, и оканчивающиеся максимальным значением, равным или меньше чем 10, и все подынтервалы между ними, например от 1 до 6,3, от 5,5 до 10 или от 2,7 до 6,1.In addition, it should be understood that the numerical ranges given herein are intended to include all the sub-ranges within them. For example, the interval “from 1 to 10”, as implied, includes any and all sub-intervals between the specified minimum value of 1 and the specified maximum value of 10, including these values; that is, all subintervals starting with a minimum value equal to or greater than 1 and ending with a maximum value equal to or less than 10, and all subintervals between them, for example from 1 to 6.3, from 5.5 to 10, or from 2 , 7 to 6.1.

«Алкил» означает алифатическую углеводородную группу, которая может быть линейной или разветвленной и может содержать в цепи от приблизительно 1 до приблизительно 20 атомов углерода. Неограничивающие примеры подходящих алкильных групп содержат в цепи от приблизительно 1 до приблизительно 18 атомов углерода или от приблизительно 1 до приблизительно 6 атомов углерода в цепи. «Разветвленный» означает, что одна или несколько низших алкильных групп, таких как метил, этил или пропил, присоединены к линейной алкильной цепи. «Низший алкил» или «короткоцепочечный алкил» означает группу, содержащую от приблизительно 1 до приблизительно 6 атомов углерода в цепи, которая может быть линейной или разветвленной. «Алкил» может быть незамещенным или необязательно замещенным одним или несколькими заместителями, которые могут быть одинаковыми или разными, причем каждый заместитель независимо выбран из группы, включающей атом галогена, алкил, арил, циклоалкил, циано, гидрокси, алкокси, алкилтио, амино, -NH(алкил), -NH(циклоалкил), -N(алкил)2, карбокси и “Alkyl” means an aliphatic hydrocarbon group which may be linear or branched and may contain from about 1 to about 20 carbon atoms in a chain. Non-limiting examples of suitable alkyl groups in the chain contain from about 1 to about 18 carbon atoms or from about 1 to about 6 carbon atoms in the chain. “Branched” means that one or more lower alkyl groups, such as methyl, ethyl or propyl, are attached to a linear alkyl chain. “Lower alkyl” or “short chain alkyl” means a group containing from about 1 to about 6 carbon atoms in a chain, which may be linear or branched. "Alkyl" may be unsubstituted or optionally substituted with one or more substituents, which may be the same or different, each substituent independently selected from the group consisting of halogen atom, alkyl, aryl, cycloalkyl, cyano, hydroxy, alkoxy, alkylthio, amino, - NH (alkyl), -NH (cycloalkyl), -N (alkyl) 2 , carboxy and

-С(О)О-алкил. Неограничивающими примерами подходящих алкильных групп являются метил, этил, н-пропил, изопропил и трет-бутил.-C (O) O-alkyl. Non-limiting examples of suitable alkyl groups are methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl and tert-butyl.

«Алкилен» означает бифункциональную группу, полученную путем удаления атома водорода из алкильной группы, которая определена выше. Неограничивающими примерами алкилена являются метилен, этилен и пропилен.“Alkylene” means a bifunctional group obtained by removing a hydrogen atom from an alkyl group as defined above. Non-limiting examples of alkylene are methylene, ethylene, and propylene.

«Арил» означает ароматическую моноциклическую или полициклическую кольцевую систему, содержащую от приблизительно 6 до приблизительно 14 атомов углерода или от приблизительно 6 до приблизительно 10 атомов углерода. Арильная группа необязательно может быть замещена одним или несколькими «заместителями кольцевой системы», которые могут быть одинаковыми или разными и которые имеют определенные здесь значения. Неограничивающими примерами подходящих арильных групп являются фенил и нафтил.“Aryl” means an aromatic monocyclic or polycyclic ring system containing from about 6 to about 14 carbon atoms or from about 6 to about 10 carbon atoms. An aryl group may optionally be substituted with one or more “ring system substituents”, which may be the same or different and which have the meanings defined herein. Non-limiting examples of suitable aryl groups are phenyl and naphthyl.

«Гетероарил» означает ароматическую моноциклическую или полициклическую кольцевую систему, содержащую от приблизительно 5 до приблизительно 14 атомов углерода в кольце или от приблизительно 5 до приблизительно 10 атомов в кольце, в которых один или несколько атомов кольца представляют собой элемент, отличный от атома углерода, например атом азота, кислорода или серы, отдельно или в комбинации. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления гетероарилы содержат от приблизительно 5 до приблизительно 6 атомов в кольце. «Гетероарил» необязательно может быть замещен одним или несколькими «заместителями кольцевой системы», которые могут быть одинаковыми или разными и которые имеют значения, определенные в данном описании. Префикс аза-, окса- или тиа- перед корневым названием гетероарила означает, что, по меньшей мере, один атом азота, кислорода или серы соответственно присутствует в качестве атома кольца. Атом азота гетероарила необязательно может быть окислен до соответствующего N-оксида. Неограничивающими примерами подходящих гетероарилов являются пиридил, пиразинил, фуранил, тиенил, пиримидинил, пиридон (в том числе N-замещенные пиридоны), изоксазолил, изотиазолил, оксазолил, тиазолил, пиразолил, фуразанил, пирролил, пиразолил, тиазолил, 1,2,4-тиадиазолил, пиразинил, пиридазинил, хиноксалинил, фталазинил, оксиндолил, имидазо[1,2-а]пиридинил, имидазо[2,1-b]тиазолил, бензофуразанил, индолил, азаиндолил, бензимидазолил, бензотиенил, хинолинил, имидазолил, тиенопиридил, хиназолинил, тиенопиримидил, пирролопиридил, имидазопиридил, изохинолинил, бензоазаиндолил, 1,2,4-триазинил, бензотиазолил и т.д. Определение «гетероарил» также относится к частично насыщенным гетероарильным остаткам, таким как, например, тетрагидроизохинолил, тетрагидрохинолил и т.д.“Heteroaryl” means an aromatic monocyclic or polycyclic ring system containing from about 5 to about 14 carbon atoms in the ring or from about 5 to about 10 atoms in the ring, in which one or more ring atoms are an element other than a carbon atom, for example an atom of nitrogen, oxygen or sulfur, alone or in combination. In some non-limiting embodiments, heteroaryls contain from about 5 to about 6 atoms in the ring. “Heteroaryl” may optionally be substituted with one or more “ring system substituents”, which may be the same or different and which have the meanings defined in this description. The prefix aza, oxa or thia before the root name of heteroaryl means that at least one nitrogen, oxygen or sulfur atom is respectively present as a ring atom. The nitrogen atom of heteroaryl may optionally be oxidized to the corresponding N-oxide. Non-limiting examples of suitable heteroaryls are pyridyl, pyrazinyl, furanyl, thienyl, pyrimidinyl, pyridone (including N-substituted pyridones), isoxazolyl, isothiazolyl, oxazolyl, thiazolyl, pyrazolyl, furazanyl, pyrrolyl, pyrazol, 1,2-pyrazol, thiadiazolyl, pyrazinyl, pyridazinyl, quinoxalinyl, phthalazinyl, oxindolyl, imidazo [1,2-a] pyridinyl, imidazo [2,1-b] thiazolyl, benzofurazanil, indolyl, azainindolyl, benzimidazolyl, benzothienyl, thiinolinyl, quinolinyl thienopyrimidyl, pyrrolopyridyl, imidazopyridyl, and ohinolinil, benzoazaindolil, 1,2,4-triazinyl, benzothiazolyl, etc. The term “heteroaryl” also refers to partially saturated heteroaryl residues, such as, for example, tetrahydroisoquinolyl, tetrahydroquinolyl, etc.

«Аралкил» или «арилалкил» означает арилалкильную группу, в которой арил и алкил принимают ранее описанные значения. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления аралкилы включают низшие алкильные группы. Неограничивающими примерами подходящих аралкильных групп являются бензил, 2-фенетил и нафталенилметил. Связь с основным остатком осуществляется через алкил.“Aralkyl” or “arylalkyl” means an arylalkyl group in which aryl and alkyl are as previously described. In some non-limiting embodiments, the implementation of aralkyls include lower alkyl groups. Non-limiting examples of suitable aralkyl groups are benzyl, 2-phenethyl and naphthalenylmethyl. The bond with the main residue is via alkyl.

«Алкиларил» означает алкиларильную группу, в которой алкил и арил имеют ранее определенные значения. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления алкиларилы включают низшие алкильные группы. Неограничивающим примером подходящей алкиларильной группы является толил. Связь с основным остатком осуществляется через арил.“Alkylaryl” means an alkylaryl group in which alkyl and aryl are as previously defined. In some non-limiting embodiments, the implementation of alkylaryls include lower alkyl groups. A non-limiting example of a suitable alkylaryl group is tolyl. Communication with the main residue is via aryl.

«Циклоалкил» означает неароматическую моно- или полициклическую кольцевую систему, содержащую от приблизительно 3 до приблизительно 10 атомов углерода или от приблизительно 5 до приблизительно 10 атомов углерода. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления циклоалкильное кольцо содержит от приблизительно 5 до приблизительно 7 атомов в кольце. Циклоалкил необязательно может быть замещен одним или несколькими «заместителями кольцевой системы», которые могут быть одинаковыми или разными и которые принимают определенные выше значения. Неограничивающими примерами подходящих моноциклических циклоалкилов являются циклопропил, циклопентил, циклогексил, циклогептил и т.д. Неограничивающими примерами подходящих полициклических циклоалкилов являются 1-декалинил, норборнил, адамантил и др.“Cycloalkyl” means a non-aromatic mono- or polycyclic ring system containing from about 3 to about 10 carbon atoms or from about 5 to about 10 carbon atoms. In some non-limiting embodiments, the implementation of the cycloalkyl ring contains from about 5 to about 7 atoms in the ring. Cycloalkyl may optionally be substituted with one or more “ring system substituents,” which may be the same or different and which are as defined above. Non-limiting examples of suitable monocyclic cycloalkyls are cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, etc. Non-limiting examples of suitable polycyclic cycloalkyls are 1-decalinyl, norbornyl, adamantyl, etc.

«Атом галогена» или «галоген» означает фтор, хлор, бром или йод. В некоторых неограничивающих вариантах галогеновые группы представляют собой фтор, хлор или бром."Halogen atom" or "halogen" means fluorine, chlorine, bromine or iodine. In some non-limiting embodiments, halogen groups are fluoro, chloro or bromo.

«Заместитель кольцевой системы» означает заместитель, соединенный с ароматической или неароматической кольцевой системой, который, например, замещает доступный атом водорода в кольцевой системе. Заместители кольцевой системы могут быть одинаковыми или разными, причем каждый из них независимо выбирают из группы, включающей алкил, алкенил, алкинил, арил, гетероарил, аралкил, алкиларил, гетероаралкил, гетероарилалкенил, гетероарилалкинил, алкилгетероарил, гидрокси, гидроксиалкил, алкокси, арилокси, аралкокси, ацил, ароил, галоген, нитро, циано, карбокси, алкоксикарбонил, арилоксикарбонил, аралкоксикарбонил, алкилсульфонил, арилсульфонил, гетероарилсульфонил, алкилтио, арилтио, гетероарилтио, аралкилтио, гетероаралкилтио, циклоалкил, гетероциклил, -C(=N-CN)-NH2, -C(=NH)-NH2, -C(=NH)-NH(алкил), Y1Y2N-, Y1Y2N-алкил, Y1Y2NC(О)-, Y1Y2NSО2- и -SO2NY1Y2, где Y1 и Y2 могут быть одинаковыми или разными и независимо выбраны из группы, включающей атом водорода, алкил, арил, циклоалкил и аралкил. «Заместитель кольцевой системы» также может означать один остаток, который одновременно замещает два доступных атома водорода на двух соседних атомах углерода (один Н на каждом атоме углерода) в кольцевой системе. Примерами таких остатков являются метилендиокси, этилендиокси, -С(СН3)2- и т.д., которые образуют такие остатки, как, например:“Substituent ring system” means a substituent connected to an aromatic or non-aromatic ring system, which, for example, replaces an available hydrogen atom in the ring system. Ring system substituents may be the same or different, each of which is independently selected from the group consisting of alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, heteroaryl, aralkyl, alkylaryl, heteroaralkyl, heteroarylalkenyl, heteroarylalkynyl, alkylheteroaryl, hydroxy, hydroxyalkyl, alkoxyoxyryl , acyl, aroyl, halogen, nitro, cyano, carboxy, alkoxycarbonyl, aryloxycarbonyl, aralkoxycarbonyl, alkylsulfonyl, arylsulfonyl, heteroarylsulfonyl, alkylthio, arylthio, heteroarylthio, aralkylthio, heteroalkyl , Heterocyclyl, -C (= N-CN) -NH 2, -C (= NH) -NH 2, -C (= NH) -NH (alkyl), Y 1 Y 2 N-, Y 1 Y 2 N- alkyl, Y 1 Y 2 NC (O) -, Y 1 Y 2 NSO 2 - and -SO 2 NY 1 Y 2 , where Y 1 and Y 2 may be the same or different and independently selected from the group comprising a hydrogen atom, alkyl , aryl, cycloalkyl and aralkyl. A “ring system substituent” can also mean a single residue that simultaneously replaces two available hydrogen atoms on two adjacent carbon atoms (one H on each carbon atom) in the ring system. Examples of such residues are methylenedioxy, ethylenedioxy, —C (CH 3 ) 2 - etc., which form residues such as, for example:

Figure 00000001
Figure 00000001

«Гетероциклил» означает неароматическую насыщенную моноциклическую или полициклическую кольцевую систему, содержащую от приблизительно 3 до приблизительно 10 атомов в кольце или от приблизительно 5 до приблизительно 10 атомов в кольце, в которых один или несколько атомов кольцевой системы представляет собой элемент, отличный от атома углерода, например атом азота, кислорода или серы, по отдельности или в комбинации. В этой кольцевой системе нет соседних атомов кислорода и/или серы. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления гетероциклил содержит от приблизительно 5 до приблизительно 6 атомов в кольце. Префикс аза-, окса- или тиа- перед корневым названием гетероциклила означает, что, по меньшей мере, один атом азота, кислорода или серы соответственно присутствует в качестве атома кольца. Любой фрагмент -NH в гетероциклильном кольце может быть защищен такими группами, как, например, -N(Boc), -N(CBz), -N(Tos) и т.д.; такая защита также рассматривается как часть данного изобретения. Гетероциклил необязательно может быть замещен одним или несколькими заместителями кольцевой системы, которые могут быть одинаковыми или разными и которые имеют определенные выше значения. Атом азота или серы гетероциклила необязательно может быть окислен до соответствующих N-оксида, S-оксида или S,S-диоксида. Неограничивающими примерами подходящих моноциклических гетероциклильных колец являются пиперидил, пирролидинил, пиперазинил, морфолинил, тиоморфолинил, тиазолидинил, 1,4-диоксанил, тетрагидрофуранил, тетрагидротиофенил, лактам, лактон и т.д.“Heterocyclyl” means a non-aromatic saturated monocyclic or polycyclic ring system containing from about 3 to about 10 atoms in the ring or from about 5 to about 10 atoms in the ring, in which one or more atoms of the ring system is an element other than a carbon atom, for example, a nitrogen, oxygen or sulfur atom, individually or in combination. There are no adjacent oxygen and / or sulfur atoms in this ring system. In some non-limiting embodiments, heterocyclyl contains from about 5 to about 6 atoms in the ring. The prefix aza-, oxa- or thia- before the root name of the heterocyclyl means that at least one nitrogen, oxygen or sulfur atom is respectively present as a ring atom. Any —NH moiety in the heterocyclyl ring may be protected by groups such as, for example, —N (Boc), —N (CBz), —N (Tos), etc .; such protection is also considered as part of this invention. Heterocyclyl may optionally be substituted with one or more ring system substituents, which may be the same or different and which have the meanings defined above. The nitrogen or sulfur atom of the heterocyclyl may optionally be oxidized to the corresponding N-oxide, S-oxide or S, S-dioxide. Non-limiting examples of suitable monocyclic heterocyclyl rings are piperidyl, pyrrolidinyl, piperazinyl, morpholinyl, thiomorpholinyl, thiazolidinyl, 1,4-dioxanyl, tetrahydrofuranyl, tetrahydrothiophenyl, lactam, lactone, etc.

Следует отметить, что в содержащих гетероатом кольцевых системах настоящего изобретения отсутствуют гидроксильные группы на атомах углерода, примыкающих к атомам N, О или S, а также отсутствуют N- или S-группы на атоме углерода, примыкающем к другому гетероатому. То есть, например, в кольце:It should be noted that in the ring systems of the present invention containing heteroatoms, there are no hydroxyl groups on carbon atoms adjacent to N, O or S atoms, and there are no N or S groups on carbon atoms adjacent to another heteroatom. That is, for example, in the ring:

Figure 00000002
Figure 00000002

нет группы -ОН, присоединенной непосредственно к атомам углерода, обозначенным цифрами 2 и 5.there is no —OH group attached directly to the carbon atoms indicated by 2 and 5.

Также следует отметить, что таутомерные формы, такие как, например, фрагменты:It should also be noted that tautomeric forms, such as, for example, fragments:

Figure 00000003
Figure 00000003

в некоторых вариантах изобретения считаются эквивалентными.in some embodiments, are considered equivalent.

«Гетероаралкил» означает гетероарилалкильную группу, в которой гетероарил и алкил принимают ранее описанные значения. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления гетероаралкил содержит низшую алкильную группу. Неограничивающие примеры подходящих гетероаралкильных групп включают пиридилметил и хинолин-3-илметил. Связь с основным остатком осуществляется через алкил.“Heteroaralkyl” means a heteroarylalkyl group in which heteroaryl and alkyl are as previously described. In some non-limiting embodiments, heteroalkyl contains a lower alkyl group. Non-limiting examples of suitable heteroalkyl groups include pyridylmethyl and quinolin-3-ylmethyl. The bond with the main residue is via alkyl.

«Гидроксиалкил» означает НО-алкильную группу, в которой алкил принимает ранее определенные значения. В некоторых неограничивающих вариантах гидроксиалкил содержит низшую алкильную группу. Неограничивающие примеры подходящих гидроксиалкильных групп включают гидроксиметил и 2-гидроксиэтил.“Hydroxyalkyl” means a HO-alkyl group in which alkyl is as previously defined. In some non-limiting embodiments, hydroxyalkyl contains a lower alkyl group. Non-limiting examples of suitable hydroxyalkyl groups include hydroxymethyl and 2-hydroxyethyl.

«Алкокси» означает алкил-О-группу, в которой алкильная группа принимает ранее описанные значения. Неограничивающими примерами подходящих алкокси-групп являются метокси, этокси, н-пропокси, изопропокси и н-бутокси. Связь с основным остатком осуществляется через эфирный атом кислорода.“Alkoxy” means an alkyl-O-group in which the alkyl group is as previously described. Non-limiting examples of suitable alkoxy groups are methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy and n-butoxy. The bond with the main residue is via an etheric oxygen atom.

«Арилокси» означает арил-О-группу, в которой арильная группа принимает ранее описанные значения. Неограничивающими примерами подходящих арилокси-групп являются фенокси и нафтокси. Связь с основным остатком осуществляется через эфирный атом кислорода.“Aryloxy” means an aryl-O-group in which the aryl group is as previously described. Non-limiting examples of suitable aryloxy groups are phenoxy and naphthoxy. The bond with the main residue is via an etheric oxygen atom.

«Алкилтио» означает алкил-S-группу, в которой алкильная группа принимает ранее описанные значения. Неограничивающими примерами подходящих алкилтио-групп являются метилтио и этилтио. Связь с основным остатком осуществляется через атом серы.“Alkylthio” means an alkyl-S-group in which the alkyl group is as previously described. Non-limiting examples of suitable alkylthio groups are methylthio and ethylthio. The bond with the main residue is via a sulfur atom.

«Арилтио» означает арил-S-группу, в которой арильная группа принимает ранее описанные значения. Неограничивающими примерами подходящих арилтио-групп являются фенилтио и нафтилтио. Связь с основным остатком осуществляется через атом серы.“Arylthio” means an aryl-S group in which the aryl group is as previously described. Non-limiting examples of suitable arylthio groups are phenylthio and naphthylthio. The bond with the main residue is via a sulfur atom.

«Аралкилтио» означает аралкил-S-группу, в которой аралкильная группа принимает ранее описанные значения. Неограничивающим примером подходящей аралкилтио-группы является бензилтио. Связь с основным остатком осуществляется через атом серы.“Aralkylthio” means an aralkyl-S-group in which the aralkyl group is as previously described. A non-limiting example of a suitable aralkylthio group is benzylthio. The bond with the main residue is via a sulfur atom.

«Алкоксикарбонил» означает алкил-О-СО-группу. Неограничивающими примерами подходящих алкоксикарбонильных групп являются метоксикарбонил и этоксикарбонил. Связь с основным остатком осуществляется через карбонил.“Alkoxycarbonyl” means an alkyl-O — CO— group. Non-limiting examples of suitable alkoxycarbonyl groups are methoxycarbonyl and ethoxycarbonyl. The bond with the main residue is via carbonyl.

«Арилоксикарбонил» означает арил-О-С(О)-группу. Неограничивающими примерами подходящих арилоксикарбонильных групп являются феноксикарбонил и нафтоксикарбонил. Связь с основным остатком осуществляется через карбонил.“Aryloxycarbonyl” means an aryl-O — C (O) group. Non-limiting examples of suitable aryloxycarbonyl groups are phenoxycarbonyl and naphthoxycarbonyl. The bond with the main residue is via carbonyl.

«Аралкоксикарбонил» означает аралкил-О-С(О)-группу. Неограничивающим примером подходящей аралкоксикарбонильной группы является бензилоксикарбонил. Связь с основным остатком осуществляется через карбонил.“Aralkoxycarbonyl” means an aralkyl-O — C (O) group. A non-limiting example of a suitable aralkoxycarbonyl group is benzyloxycarbonyl. The bond with the main residue is via carbonyl.

«Алкилсульфонил» означает алкил-S(O2)-группу. В некоторых неограничивающих вариантах алкилсульфонильная группа содержит низшую алкильную группу. Связь с основным остатком осуществляется через сульфонил.“Alkylsulfonyl” means an alkyl-S (O 2 ) group. In some non-limiting embodiments, the alkylsulfonyl group contains a lower alkyl group. Communication with the main residue is carried out through sulfonyl.

«Арилсульфонил» означает арил-S(O2)-группу. Связь с основным остатком осуществляется через сульфонил.“Arylsulfonyl” means an aryl-S (O 2 ) group. Communication with the main residue is carried out through sulfonyl.

Определение «замещенный» означает, что один или несколько атомов водорода на желаемом атоме замещено путем выбора из указанной группы при условии, что нормальная валентность обозначенного атома при существующих случаях не превышена и что замещение приводит к стабильному соединению. Комбинации заместителей и/или переменных допустимы, только если такие комбинации приводят к стабильным соединениям.The term “substituted” means that one or more hydrogen atoms on the desired atom is substituted by selection from the indicated group, provided that the normal valency of the designated atom is not exceeded in existing cases and that substitution leads to a stable compound. Combinations of substituents and / or variables are permissible only if such combinations result in stable compounds.

Определение «необязательно замещенный» означает необязательное замещение определенными группами, радикалами или остатками.The term “optionally substituted” means optionally substituted with certain groups, radicals or residues.

Следует понимать, что любой атом углерода, а также гетероатом с незаполненными валентностями в тексте, схемах, примерах и таблицах, как подразумевается, имеет достаточное число атомов водорода, чтобы дополнить валентности.It should be understood that any carbon atom, as well as a heteroatom with unfilled valencies in the text, diagrams, examples and tables, as implied, has a sufficient number of hydrogen atoms to complement the valencies.

Когда функциональная группа в соединении названа «защищенной», это означает, что группа находится в модифицированной форме для предупреждения нежелательных побочных реакций на защищенном сайте, когда соединение вводят в реакцию. Подходящие защитные группы могут быть определены специалистами в данной области техники, а также с помощью стандартных учебников, таких как, например, T.W. Greene et al., Protective Groups in Organic Synthesis (1991), Wiley, New York.When a functional group in a compound is called “protected”, this means that the group is in a modified form to prevent undesirable side reactions at the protected site when the compound is reacted. Suitable protecting groups can be determined by those skilled in the art, as well as using standard textbooks such as, for example, TW Greene et al., Protective Groups in Organic Synthesis (1991), Wiley, New York.

Когда любая переменная (например, арил, гетероцикл, R2 и др.) встречается более одного раза в любой составляющей, ее определение в каждом случае не зависит от ее определения в каждом другом случае.When any variable (for example, aryl, heterocycle, R 2 , etc.) occurs more than once in any component, its definition in each case does not depend on its definition in every other case.

Используемое в данном случае определение «композиция», как подразумевается, охватывает продукт, содержащий определенные ингредиенты в определенных количествах, а также любой продукт, который является непосредственно или опосредованно комбинацией определенных ингредиентов в определенных количествах.As used herein, the term “composition” is intended to encompass a product containing certain ingredients in certain amounts, as well as any product that is directly or indirectly a combination of certain ingredients in certain quantities.

Используемое в данном случае выражение «образованный из» или «полученный из» означает открытую формулировку, как, например, «содержащее». Само по себе это выражение подразумевает, что композиция «образованная из» или «полученная из» перечня указанных компонентов будет представлять собой композицию, содержащую, по меньшей мере, эти перечисленные компоненты или продукт реакции, по меньшей мере, этих перечисленных компонентов и может дополнительно включать другие, неперечисленные компоненты во время образования или получения композиции. Используемое в данном случае выражение «продукт реакции» означает продукт(ы) химической реакции перечисленных компонентов и может включать продукты неполной реакции, а также продукты полной реакции.Used in this case, the expression “formed from” or “obtained from” means an open wording, such as, for example, “comprising”. By itself, this expression implies that the composition "formed from" or "obtained from" a list of these components will be a composition containing at least these listed components or a reaction product of at least these listed components and may further include other, non-listed components during the formation or preparation of the composition. Used in this case, the expression "reaction product" means the product (s) of a chemical reaction of the listed components and may include products of an incomplete reaction, as well as products of a complete reaction.

Используемое в данном случае определение «полимер», как подразумевается, охватывает олигомеры и включает без ограничения как гомополимеры, так и сополимеры. Определение «предполимер» означает соединение, мономер или олигомер, используемые для получения полимера, и включает, но без ограничения, олигомеры как гомополимера, так и сополимера.As used herein, the term “polymer” is intended to encompass oligomers and includes, without limitation, both homopolymers and copolymers. The term “prepolymer” means a compound, monomer or oligomer used to make a polymer, and includes, but is not limited to, oligomers of both a homopolymer and a copolymer.

Выражение «термопластичный полимер» означает полимер, который становится жидким при нагревании и может быть растворимым в растворителях.The term "thermoplastic polymer" means a polymer that becomes liquid when heated and can be soluble in solvents.

Выражение «термореактивный полимер» означает полимер, который отверждается или «схватывается» при отверждении или поперечной сшивке. После отверждения сшитый термореактивный полимер не будет плавиться под воздействием тепла и, как правило, нерастворим в растворителях.The term "thermosetting polymer" means a polymer that cures or "sets" upon curing or crosslinking. After curing, the crosslinked thermosetting polymer will not melt when exposed to heat and, as a rule, is insoluble in solvents.

Используемое в данном случае определение «отверждение», применяемое относительно к композиции, например «композиция, когда она отверждена» или «отвержденная композиция», будет означать, что любые способные к отверждению или способные к поперечной сшивке компоненты композиции являются, по меньшей мере, частично отвержденными или поперечно сшитыми. В некоторых неограничивающих вариантах настоящего изобретения плотность поперечной сшивки способных к сшивке компонентов, то есть степень поперечного сшивания, находится в интервале от приблизительно 5% до приблизительно 100% от полной сшивки. В других неограничивающих вариантах настоящего изобретения плотность поперечной сшивки находится в интервале от приблизительно 35% до приблизительно 85% от полного сшивания. В других неограничивающих вариантах настоящего изобретения плотность поперечной сшивки находится в интервале от приблизительно 50% до приблизительно 85% от полного сшивания. Квалифицированному в данной области специалисту будет понятно, что наличие и степень сшивки, то есть плотность сшивки, могут быть определены с помощью целого ряда методов, таких как динамический механический термический анализ (ДМА, DMA) с использованием ДМА анализатора TA Instruments DMA 2080 в пределах температурного интервала от -65°F (-18°С) до 350°F (177°C), проводимый в атмосфере азота в соответствии со стандартом ASTM-D 4065-01. В этом методе определяют температуру стеклования и плотность сшивки свободных пленок покрытий или полимеров. Такие физические свойства отвержденного материала связаны со структурой сшитой полимерной сетки. В одном из вариантов настоящего изобретения достаточность отверждения оценивают по стойкости к действию растворителей отвержденной пленки полимера. Например, стойкость к действию растворителей может быть измерена путем определения числа двойных ацетоновых протирок. Для целей настоящего изобретения покрытие, как полагают, является «отвержденным», когда пленка может выдерживать как минимум 100 двойных протирок ацетоном без существенного размягчения пленки и без удаления пленки.As used herein, the term “cure” as applied to a composition, for example, “composition when it is cured” or “cured composition”, will mean that any curable or crosslinkable components of the composition are at least partially cured or crosslinked. In some non-limiting embodiments of the present invention, the crosslink density of the crosslinkable components, i.e., the degree of crosslinking, is in the range of from about 5% to about 100% of the total crosslinking. In other non-limiting embodiments of the present invention, the crosslinking density is in the range of from about 35% to about 85% of the total crosslinking. In other non-limiting embodiments of the present invention, the crosslinking density is in the range of from about 50% to about 85% of the total crosslinking. A person skilled in the art will understand that the presence and degree of crosslinking, that is, the crosslinking density, can be determined using a variety of methods, such as dynamic mechanical thermal analysis (DMA) using a TA Instruments DMA 2080 DMA analyzer within the temperature range the interval from -65 ° F (-18 ° C) to 350 ° F (177 ° C), conducted in a nitrogen atmosphere in accordance with ASTM-D 4065-01. In this method, the glass transition temperature and the crosslink density of free films of coatings or polymers are determined. Such physical properties of the cured material are related to the structure of the crosslinked polymer network. In one embodiment of the present invention, the cure adequacy is evaluated by the solvent resistance of the cured polymer film. For example, solvent resistance can be measured by determining the number of double acetone rubs. For the purposes of the present invention, the coating is believed to be “cured” when the film can withstand at least 100 double wipes with acetone without significantly softening the film and without removing the film.

Отверждение способной к полимеризации композиции может быть получено за счет воздействия на композицию отверждающих условий, таких как, но без ограничения, термическое отверждение, облучение и др., приводящих к реакции между реакционно-способными группами композиции и приводящих к полимеризации и образованию твердого полимеризата. Когда способную к полимеризации композицию подвергают отверждающим условиям, после полимеризации и после взаимодействия большинства реакционно-способных групп скорость реакции оставшихся непрореагировавших реакционно-способных групп постепенно замедляется. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления способная к полимеризации композиция может быть подвергнута отверждающим условиям, пока она, по меньшей мере, не станет частично отвержденной. Определение «по меньшей мере, частично отвержденная» означает воздействие на способную к полимеризации композицию отверждающих условий, где протекает реакция, по меньшей мере, части реакционно-способных групп композиции с образованием твердого полимеризата. По меньшей мере, частично отвержденный полимеризат может быть извлечен из формы и использован, например, для приготовления изделий, таких как окна, разрезан на куски для испытаний или подвергнут механическим операциям, таким как переработка в оптические линзы. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления способная к полимеризации композиция может быть подвергнута отверждающим условиям, так что достигается по существу полное отверждение, и в этом случае дополнительное воздействие отверждающих условий не приводит к значительному дополнительному улучшению свойств полимера, таких как прочность или твердость.The curing of the polymerizable composition can be obtained by exposing the composition to curing conditions, such as, but not limited to, thermal curing, irradiation, etc., resulting in a reaction between the reactive groups of the composition and resulting in polymerization and formation of a solid polymerizate. When the polymerizable composition is subjected to curing conditions, after polymerization and after the interaction of most reactive groups, the reaction rate of the remaining unreacted reactive groups is gradually slowed down. In some non-limiting embodiments, the polymerizable composition may be subjected to curing conditions until it is at least partially cured. The term "at least partially cured" means the effect on the polymerizable composition of the curing conditions where the reaction of at least part of the reactive groups of the composition to form a solid polymerizate. At least partially cured polymerizate can be removed from the mold and used, for example, to prepare products, such as windows, cut into pieces for testing or subjected to mechanical operations, such as processing into optical lenses. In some non-limiting embodiments, the polymerizable composition may be subjected to curing conditions such that substantially complete cure is achieved, and in this case, additional exposure to the curing conditions does not result in a significant additional improvement in polymer properties such as strength or hardness.

Определение «полиуретан», как подразумевается, включает не только полиуретаны, которые образованы по реакции полиизоцианатов и полиолов, но также поли(уретанмочевины), которые получены по реакции полиизоцианатов с полиолами и водой и/или полиаминами.The term “polyurethane” is intended to include not only polyurethanes that are formed by the reaction of polyisocyanates and polyols, but also poly (urethane ureas) that are obtained by the reaction of polyisocyanates with polyols and water and / or polyamines.

Полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения могут быть использованы в таких случаях, в которых необходимо одно или несколько из следующих свойств: прозрачность, высокие оптические характеристики, высокое число Аббе, низкое окрашивание, поглощение энергии, жесткость, устойчивость к влаге, устойчивость к ультрафиолетовому свету, стойкость к атмосферным воздействиям, низкое водопоглощение, гидролитическая стабильность и устойчивость к пуле или к взрыву.The polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention can be used in such cases in which one or more of the following properties is required: transparency, high optical characteristics, high Abbe number, low staining, energy absorption, stiffness, moisture resistance, UV resistance light, weather resistance, low water absorption, hydrolytic stability and resistance to pool or explosion.

В некоторых вариантах изобретения отвержденные изделия, полученные из полиуретанов и поли(уретанмочевин) настоящего изобретения, обычно являются прозрачными, могут иметь светопропускание, по меньшей мере, приблизительно 80%, мутность менее чем приблизительно 2% и не проявляют видимых изменений после воздействия светом и водой в течение 1000 часов в соответствии со стандартом ASTM-D 1499-64.In some embodiments of the invention, cured articles made from the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention are usually transparent, can have a light transmission of at least about 80%, a haze of less than about 2%, and do not show visible changes after exposure to light and water within 1000 hours in accordance with ASTM-D 1499-64.

Полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения могут быть преобразованы в изделия, имеющие различные формы и размеры, такие как плоские листы или искривленные листы. Неограничивающими примерами приемлемых способов получения изделий являются тепловая обработка, литье под давлением или налив жидкого полиуретана или поли(уретанмочевины) в форму и отверждение продукта с образованием формованного изделия.The polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention can be converted into articles having various shapes and sizes, such as flat sheets or curved sheets. Non-limiting examples of acceptable methods for producing products are heat treatment, injection molding, or pouring liquid polyurethane or poly (urethane urea) into a mold and curing the product to form a molded product.

Как правило, полиуретаны или поли(уретанмочевины) настоящего изобретения содержат продукт реакции компонентов, включающих, по меньшей мере, один полиизоцианат и, по меньшей мере, один алифатический полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 2 или, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, где, по меньшей мере, один из полиизоцианата(ов) и/или алифатического(их) полиола(ов) являе(ю)тся разветвленным(и).Typically, the polyurethanes or poly (urethane ureas) of the present invention contain a reaction product of components comprising at least one polyisocyanate and at least one aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 2 or, at least 3 hydroxyl groups, where at least one of the polyisocyanate (s) and / or aliphatic (s) polyol (s) is branched (s).

В настоящем изобретении, по меньшей мере, один изоцианат и/или, по меньшей мере, один полиол являются разветвленными. Используемое в данном случае определение «разветвленный» означает цепь атомов с одной или несколькими боковыми цепями, присоединенными к ней. Разветвление осуществляется путем замещения заместителя, например атома водорода, ковалентно связанным заместителем или остатком, например алкильной группой. Не привязываясь к какой-либо теории, полагают, что разветвление полиизоцианата и/или полиола может повышать свободный объем в пределах полимерной матрицы, в результате чего создается пространство для движения молекул. Молекулы могут ориентироваться и вращаться в конфигурациях и расположениях, имеющих предпочтительные энергетические состояния, что может обеспечить хорошие ударные свойства и/или высокий модуль упругости для отвержденной полимерной матрицы. Как показано на ФИГ.1, 2 и 3, динамомеханический анализ (ДМА) полиуретановых отливок, приготовленных в соответствии с примерами 1, 2 и 40 соответственно, для модуля потерь как функции температуры показывает низкую температуру фазового перехода при приблизительно -70°С. ДМА проводят в температурном интервале от -65°F (-18°С) до 350°F (177°С) в атмосфере азота в соответствии с ASTM-D 4065-01. Не привязываясь к какой-либо теории, полагают, что низкая температура фазового перехода обусловлена молекулярной торсионной подвижностью при этой температуре и, как полагают, вносит вклад в высокую ударную вязкость таких полимеров.In the present invention, at least one isocyanate and / or at least one polyol are branched. Used in this case, the definition of "branched" means a chain of atoms with one or more side chains attached to it. Branching is carried out by substituting a substituent, for example a hydrogen atom, with a covalently bonded substituent or a residue, for example an alkyl group. Without being tied to any theory, it is believed that the branching of the polyisocyanate and / or polyol can increase the free volume within the polymer matrix, as a result of which space is created for the movement of molecules. The molecules can orient and rotate in configurations and arrangements having preferred energy states, which can provide good impact properties and / or a high modulus of elasticity for the cured polymer matrix. As shown in FIGS. 1, 2 and 3, the dynamomechanical analysis (DMA) of polyurethane castings prepared in accordance with Examples 1, 2 and 40, respectively, for the loss modulus as a function of temperature shows a low phase transition temperature at approximately −70 ° C. DMA is carried out in the temperature range from -65 ° F (-18 ° C) to 350 ° F (177 ° C) in a nitrogen atmosphere in accordance with ASTM-D 4065-01. Without being tied to any theory, it is believed that the low phase transition temperature is due to molecular torsion mobility at this temperature and is believed to contribute to the high toughness of such polymers.

Когда вязкоэластичный материал подвергают колебательной вибрации, в полимере накапливается некоторое количество энергии, которое пропорционально эластичному компоненту модуля G' или динамическому модулю упругости, и некоторое количество энергии преобразуется в теплоту через внутреннее трение или вязкостное рассеивание, которое выражается в значении модуля потерь G''. Максимальное значение модуля потерь обозначается tan Delta, которое представляет собой максимум внутреннего трения, демпфирования или вязкостного рассеивания энергии.When a viscoelastic material is subjected to vibrational vibration, a certain amount of energy is accumulated in the polymer, which is proportional to the elastic component of the modulus G 'or dynamic modulus of elasticity, and a certain amount of energy is converted into heat through internal friction or viscous dispersion, which is expressed in the value of the loss modulus G' '. The maximum value of the loss modulus is denoted by tan Delta, which is the maximum internal friction, damping, or viscous energy dissipation.

Стеклообразные полимеры с высоким коэффициентом светопропускания редко проявляют высокую ударную вязкость. Поликарбонатные пластики, такие как LEXAN, могут проявлять аналогичную низкую температуру фазового перехода, но могут иметь более низкую ударную вязкость и более низкий модуль Юнга.Glassy polymers with high light transmittance rarely exhibit high impact strength. Polycarbonate plastics such as LEXAN may exhibit a similar low phase transition temperature, but may have lower toughness and lower Young's modulus.

Физические свойства полиуретанов и поли(уретанмочевин) настоящего изобретения получены из их молекулярной структуры и определены за счет выбора структурных блоков, например выбора реагентов, соотношения жестких кристаллических и мягких аморфных сегментов и супрамолекулярных структур, обусловленных атомными взаимодействиями между цепями.The physical properties of the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention are obtained from their molecular structure and are determined by the choice of structural blocks, for example, the choice of reagents, the ratio of hard crystalline and soft amorphous segments and supramolecular structures due to atomic interactions between chains.

Жесткие сегменты, то есть кристаллические и полукристаллические области уретанового полимера, образуются в результате реакции изоцианата и удлинителя цепи, такого как алифатический полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода, или низкомолекулярный полиол, имеющий молекулярную массу менее чем приблизительно 200, которые рассмотрены в данном описании. Как правило, мягкий сегмент, то есть аморфная каучукоподобная область уретанового полимера, образуется в результате реакции изоцианата и компонента главной цепи полимера, например сложного полиэфирполиола (такого как поликарбонат полиола), или простого полиэфирполиола, или короткоцепочечных диолов, которые не образуют кристаллические области.Rigid segments, i.e. crystalline and semi-crystalline regions of the urethane polymer, are formed by the reaction of an isocyanate and a chain extender, such as an aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms, or a low molecular weight polyol having a molecular weight of less than about 200, which are discussed in this description. Typically, a soft segment, i.e. an amorphous rubbery region of a urethane polymer, is formed by the reaction of an isocyanate and a polymer backbone component, for example a polyester polyol (such as a polycarbonate polyol), or a polyether polyol, or short chain diols that do not form crystalline regions.

Качественный вклад конкретного органического полиола или в жесткий, или в мягкий сегмент, когда его смешивают и вводят в реакцию с другими полиуретан-образующими компонентами, может быть легко определен путем измерения микротвердости по Фишеру полученного отвержденного полиуретана в соответствии со стандартом ISO 14577-1:2002.The qualitative contribution of a particular organic polyol to either the hard or soft segment when it is mixed and reacted with other polyurethane-forming components can be easily determined by measuring the Fischer microhardness of the resulting cured polyurethane in accordance with ISO 14577-1: 2002 .

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления содержание жестких сегментов в полиуретановых областях находится в интервале от приблизительно 10 мас.% до приблизительно 100 мас.%, или от приблизительно 50 мас.% до приблизительно 100 мас.%, или от приблизительно 70 мас.% до приблизительно 100 мас.%. Содержание жестких сегментов представляет собой массовый процент связей жестких сегментов, присутствующих в полимере, и может быть рассчитано путем определения суммарного числа эквивалентов, и из этого суммарной массы всех реагентов, и делением суммарной массы связей жестких сегментов, которые можно получить из этих реагентов, на общую массу самих реагентов. Приведенный далее пример дополнительно объясняет этот расчет. В примере 1, рецептура 1, который следует далее, полиуретановое изделие в соответствии с настоящим изобретением получают путем введения в реакцию 0,7 эквивалента 1,4-бутандиола, 0,3 эквивалента триметилолпропана и одного эквивалента 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата) (DESMODUR W). Эквивалентная масса 1,4-бутандиола составляет 45 г/экв., эквивалентная масса триметилолпропана составляет 44,7 г/экв. (с коррекцией на примеси), и эквивалентная масса DESMODUR W составляет 131,2 г/экв. Следовательно, фактическая масса используемых ингредиентов составляет 31,54 мас.ч. 1,4-бутандиола, 13,2 мас.ч. триметилолпропана и 131,2 мас.ч. DESMODUR W, или суммарная масса реагентов составляет 175 мас.ч. Один эквивалент 1,4-бутандиола будет давать один эквивалент связи жесткого сегмента, где связь жесткого сегмента представляет собой димер 1,4-бутандиол/DESMODUR W. Эквивалентная масса связи димера 1,4-бутандиол/DESMODUR W составляет 176 г/экв., так что суммарная масса связей жестких сегментов, определенных путем умножения эквивалентной массы димера жестких сегментов на число эквивалентов 1,4-бутандиола, будет составлять 123,2 г/экв. Следовательно, суммарная масса связи димера 1,4-бутандиол/DESMODUR W, 123,2, поделенная на суммарную массу реагентов, 175,7, умноженная на 100 для перевода в проценты, будет давать массовый процент связи жесткого сегмента 70 мас.%.In some non-limiting embodiments, the implementation of the hard segments in the polyurethane areas is in the range from about 10 wt.% To about 100 wt.%, Or from about 50 wt.% To about 100 wt.%, Or from about 70 wt.% To about 100 wt.%. The content of hard segments is the mass percentage of bonds of hard segments present in the polymer, and can be calculated by determining the total number of equivalents, and from this the total mass of all reagents, and dividing the total mass of bonds of hard segments that can be obtained from these reagents by the total the mass of the reagents themselves. The following example further explains this calculation. In example 1, formulation 1, which follows, a polyurethane product in accordance with the present invention is obtained by introducing into the reaction 0.7 equivalent of 1,4-butanediol, 0.3 equivalent of trimethylolpropane and one equivalent of 4,4'-methylene bis ( cyclohexyl isocyanate) (DESMODUR W). The equivalent mass of 1,4-butanediol is 45 g / equiv., The equivalent weight of trimethylolpropane is 44.7 g / equiv. (corrected for impurities) and the equivalent mass of DESMODUR W is 131.2 g / equiv. Therefore, the actual weight of the ingredients used is 31.54 parts by weight. 1,4-butanediol, 13.2 parts by weight trimethylolpropane and 131.2 parts by weight DESMODUR W, or the total mass of reagents is 175 parts by weight. One equivalent of 1,4-butanediol will give one equivalent of the bond of the hard segment, where the bond of the hard segment is a 1,4-butanediol / DESMODUR W dimer. The equivalent bond mass of the 1,4-butanediol / DESMODUR W dimer is 176 g / equiv. so that the total bond mass of the hard segments determined by multiplying the equivalent mass of the dimer of the hard segments by the number of equivalents of 1,4-butanediol will be 123.2 g / equiv. Therefore, the total bond mass of the 1,4-butanediol / DESMODUR W dimer, 123.2, divided by the total mass of reagents, 175.7, multiplied by 100 for conversion to percent, will give a mass percent bond of the hard segment of 70 wt.%.

Как плексиглас (Plexiglas), так и вытянутый акриловый полимер абсорбируют огромное количество воды из атмосферы. При ускоренных испытаниях, таких как QUV-B или замачивание в воде при комнатной температуре, полиуретаны в соответствии с настоящим изобретением, включающие короткоцепочечные диолы, такие как бутандиол и пентандиол, неожиданно по существу не абсорбируют воду при исследованиях скорости прохождения паров воды и после замачивания в воде в течение приблизительно 24 час. Не привязываясь к какой-либо теории, полагают, что даже если эти пластики являются полярными, водородное связывание в доменах жестких сегментов является достаточно прочным, чтобы блокировать прохождение паров воды и поглощение воды. Для сравнения, вытянутый акриловый полимер будет поглощать достаточное количество воды, чтобы вызвать сильное набухание пластика до точки, когда он растрескивается в плоскости, подобно слоям луковой шелухи, отделяясь, пока не отпадет. Низкое поглощение воды также может смягчить любое разрушение из-за гидролиза уретановых групп в полимере.Both Plexiglas and elongated acrylic polymer absorb a huge amount of water from the atmosphere. In accelerated tests, such as QUV-B or soaking in water at room temperature, polyurethanes in accordance with the present invention, including short-chain diols, such as butanediol and pentanediol, unexpectedly essentially do not absorb water when studying the rate of passage of water vapor and after soaking in water for about 24 hours. Without being attached to any theory, it is believed that even if these plastics are polar, the hydrogen bonding in the domains of hard segments is strong enough to block the passage of water vapor and water absorption. In comparison, an elongated acrylic polymer will absorb enough water to cause the plastic to swell violently to the point where it cracks in the plane, like onion peel layers, peeling off until it falls off. Low water absorption can also mitigate any degradation due to hydrolysis of urethane groups in the polymer.

Обсуждение различных аспектов и вариантов осуществления полиуретанов и поли(уретанмочевин) настоящего изобретения распределено по группам, как правило, А-Q, представленным ниже. Как указывалось выше, это распределение по группам не предназначено ограничить объем изобретения, и аспекты одной группы могут быть отнесены к объектам изобретения других групп. Кроме того, ограничение относительно количеств реагентов в одной группе необязательно подразумевает ограничение количеств того же компонента в других группах, хотя соответствующие количества могут быть одинаковыми для различных групп, если не оговорено особо.A discussion of the various aspects and embodiments of the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention is divided into groups, typically A-Q, below. As indicated above, this grouping is not intended to limit the scope of the invention, and aspects of one group may be related to objects of the invention of other groups. In addition, limiting the amounts of reagents in one group does not necessarily imply limiting the amounts of the same component in other groups, although the corresponding amounts may be the same for different groups, unless otherwise noted.

Группа АGroup A

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны, содержащие продукт реакции компонентов, включающих:In some non-limiting embodiments, the implementation of the present invention provides polyurethanes containing a reaction product of components, including:

(а) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата;(a) about 1 equivalent of at least one polyisocyanate;

(b) от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и(b) from about 0.05 to about 0.9 equivalents of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and

(с) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,95 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода;(c) from about 0.1 to about 0.95 equivalents of at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms;

где указанные компоненты по существу не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола и где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.where said components are substantially free of polyester polyol and polyether polyol, and where the reaction components are held at a temperature of at least about 100 ° C. for at least about 10 minutes.

Используемое в данном случае определение «эквивалент» означает массу вещества в граммах, которая будет реагировать с одним молем (6,022×1023 электронов) другого вещества. Используемое в данном случае определение «эквивалентная масса» фактически равна количеству вещества в молях, поделенному на валентность или число функциональных реакционно-способных групп вещества.Used in this case, the definition of "equivalent" means the mass of a substance in grams that will react with one mole (6.022 × 10 23 electrons) of another substance. Used in this case, the definition of "equivalent mass" is actually equal to the amount of substance in moles divided by the valency or number of functional reactive groups of the substance.

Используемое в данном случае определение «изоцианат» включает соединения, мономеры, олигомеры и полимеры, содержащие, по меньшей мере, одну или, по меньшей мере, две -N=C=O функциональные группы и/или, по меньшей мере, одну или, по меньшей мере, две -N=C=S (изотиоцианатные) группы. Монофункциональные изоцианаты могут быть использованы в качестве агентов, обрывающих цепь, или для создания концевых групп во время полимеризации. Используемое в данном случае определение «полиизоцианат» означает изоцианат, содержащий, по меньшей мере, две -N=C=O функциональные группы и/или, по меньшей мере, две -N=C=S (изотиоцианатные) группы, такие как диизоцианаты или триизоцианаты, а также димеры и тримеры или биуреты изоцианатов, рассмотренных в данном описании. Подходящие изоцианаты способны образовывать ковалентную связь с реакционно-способной группой, такой как гидроксильная, тиольная или аминная функциональная группа. Изоцианаты, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, могут быть разветвленными или неразветвленными. Как обсуждалось выше, использование разветвленных изоцианатов может быть желательным, чтобы повысить свободный объем внутри полимерной матрицы с целью создания пространства для движения молекул.Used in this case, the definition of "isocyanate" includes compounds, monomers, oligomers and polymers containing at least one or at least two -N = C = O functional groups and / or at least one or, at least two —N = C = S (isothiocyanate) groups. Monofunctional isocyanates can be used as chain terminating agents or to create end groups during polymerization. As used herein, the term “polyisocyanate” means an isocyanate containing at least two —N = C = O functional groups and / or at least two —N = C = S (isothiocyanate) groups, such as diisocyanates or triisocyanates, as well as dimers and trimers or biurets of isocyanates discussed in this description. Suitable isocyanates are capable of forming a covalent bond with a reactive group, such as a hydroxyl, thiol or amine functional group. Isocyanates that can be used in the present invention can be branched or unbranched. As discussed above, the use of branched isocyanates may be desirable in order to increase the free volume inside the polymer matrix in order to create space for the movement of molecules.

Изоцианаты, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, включают «модифицированные», «немодифицированные» и смеси «модифицированных» и «немодифицированных» изоцианатов. Изоцианаты могут иметь «свободные», «блокированные» или частично блокированные изоцианатные группы. Определение «модифицированный» означает, что упомянутые выше изоцианаты изменены известным образом, чтобы ввести биуретную, мочевинную, карбодиимидную, уретановую или изоциануратную группы или блокирующие группы. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения «модифицированный» изоцианат получают с помощью процессов циклоприсоединения с получением димеров и тримеров изоцианата, то есть полиизоцианатов. Свободные изоцианатные группы являются исключительно реакционно-способными. Чтобы контролировать реакционную способность содержащих изоцианатную группу компонентов, NCO-группы могут быть блокированы с помощью некоторых выбранных органических соединений, что делает изоцианатную группу инертной к соединениям с реакционно-способным водородом при комнатной температуре. При нагревании до повышенных температур, например в интервале от приблизительно 90°С до приблизительно 200°С, блокированные изоцианаты высвобождают блокирующий агент и реагируют по такому же пути, что и исходный неблокированный или свободный изоцианат.Isocyanates that can be used in the present invention include “modified”, “unmodified” and mixtures of “modified” and “unmodified” isocyanates. Isocyanates may have “free”, “blocked” or partially blocked isocyanate groups. The term “modified” means that the aforementioned isocyanates are modified in a known manner to introduce biuret, urea, carbodiimide, urethane or isocyanurate groups or blocking groups. In some non-limiting embodiments of the invention, a “modified” isocyanate is prepared by cycloaddition processes to produce dimers and trimers of an isocyanate, i.e., polyisocyanates. Free isocyanate groups are extremely reactive. To control the reactivity of the components containing the isocyanate group, the NCO groups can be blocked with some selected organic compounds, which makes the isocyanate group inert to compounds with reactive hydrogen at room temperature. When heated to elevated temperatures, for example in the range of from about 90 ° C to about 200 ° C, blocked isocyanates release the blocking agent and react in the same way as the original unblocked or free isocyanate.

Как правило, соединения, используемые для блокировки изоцианатов, представляют собой органические соединения, которые имеют активные атомы водорода, например летучие спирты, эпсилон-капролактам или кетоксимные соединения. Неограничивающими примерами подходящих блокирующих соединений являются фенол, крезол, нонилфенол, эпсилон-капролактам и метилэтилкетоксим.Typically, the compounds used to block isocyanates are organic compounds that have active hydrogen atoms, for example volatile alcohols, epsilon-caprolactam or ketoxime compounds. Non-limiting examples of suitable blocking compounds are phenol, cresol, nonylphenol, epsilon-caprolactam, and methyl ethyl ketoxime.

Как используется в данном описании, NCO в отношении NCO:ОН означает свободный изоцианат материалов, содержащих свободный изоцианат, и блокированные или частично блокированные изоцианатсодержащие материалы после высвобождения блокирующего агента. В некоторых случаях невозможно удалить весь блокирующий агент. В таких ситуациях необходимо использовать больше блокированного изоцианатсодержащего материала, чтобы получить желаемый уровень свободной NCO-группы.As used herein, NCO with respect to NCO: OH means a free isocyanate of materials containing free isocyanate, and blocked or partially blocked isocyanate-containing materials after the release of the blocking agent. In some cases it is not possible to remove the entire blocking agent. In such situations, it is necessary to use more blocked isocyanate-containing material in order to obtain the desired level of free NCO group.

Молекулярная масса изоцианата и изотиоцианата может меняться в широких пределах. В альтернативных неограничивающих вариантах осуществления среднечисленная молекулярная масса (Mn) каждого может составлять, по меньшей мере, приблизительно 100 г/моль, или, по меньшей мере, приблизительно 150 г/моль, или менее чем приблизительно 15000 г/моль, или менее чем приблизительно 5000 г/моль. Среднечисленная молекулярная масса может быть определена с помощью известных способов, таких как гельпроникающая хроматография (ГПХ, GPC) с использованием полистирольных стандартов.The molecular weight of the isocyanate and isothiocyanate can vary widely. In alternative non-limiting embodiments, the number average molecular weight (Mn) of each may be at least about 100 g / mol, or at least about 150 g / mol, or less than about 15000 g / mol, or less than about 5000 g / mol. The number average molecular weight can be determined using known methods, such as gel permeation chromatography (GPC, GPC) using polystyrene standards.

Неограничивающими примерами подходящих изоцианатов являются алифатические, циклоалифатические, ароматические и гетероциклические изоцианаты, их димеры и тримеры и их смеси. Полезными циклоалифатическими изоцианатами являются изоцианаты, в которых одна или несколько изоцианатных групп непосредственно присоединены к циклоалифатическому кольцу, и циклоалифатические изоцианаты, в которых одна или несколько изоцианатных групп не присоединены непосредственно к циклоалифатическому кольцу. Полезными ароматическими изоцианатами являются изоцианаты, в которых одна или несколько изоцианатных групп присоединены непосредственно к ароматическому кольцу, и ароматические изоцианаты, в которых одна или несколько изоцианатных групп не присоединены непосредственно к ароматическому кольцу. Полезными гетероциклическими изоцианатами являются изоцианаты, в которых одна или несколько изоцианатных групп присоединены непосредственно к гетероциклическому кольцу, и гетероциклические изоцианаты, в которых одна или несколько изоцианатных групп не присоединены непосредственно к ароматическому кольцу.Non-limiting examples of suitable isocyanates are aliphatic, cycloaliphatic, aromatic and heterocyclic isocyanates, their dimers and trimers, and mixtures thereof. Useful cycloaliphatic isocyanates are isocyanates in which one or more isocyanate groups are directly attached to the cycloaliphatic ring, and cycloaliphatic isocyanates in which one or more isocyanate groups are not directly attached to the cycloaliphatic ring. Useful aromatic isocyanates are isocyanates in which one or more isocyanate groups are attached directly to the aromatic ring, and aromatic isocyanates in which one or more isocyanate groups are not attached directly to the aromatic ring. Useful heterocyclic isocyanates are isocyanates in which one or more isocyanate groups are attached directly to the heterocyclic ring, and heterocyclic isocyanates in which one or more isocyanate groups are not attached directly to the aromatic ring.

Циклоалифатические диизоцианаты являются желательными для использования в настоящем изобретении, так как на них отрицательно не влияет ультрафиолетовое излучение, и они могут давать полиуретаны, имеющие высокие уровни поглощения ударной энергии, что делает их привлекательными для замены стекла и для применения в двухслойном небьющемся стекле. Кроме того, полиуретаны, полученные с циклоалифатическими диизоцианатами, не подвергаются отрицательному воздействию обычных технологических температур. При использовании ароматических полиизоцианатов, как правило, следует тщательно подходить к выбору материала, который не вызывает окрашивание полиуретана (например, в желтый цвет).Cycloaliphatic diisocyanates are desirable for use in the present invention since they are not adversely affected by ultraviolet radiation, and they can produce polyurethanes having high levels of shock energy absorption, which makes them attractive for glass replacement and for use in safety glass. In addition, polyurethanes prepared with cycloaliphatic diisocyanates are not adversely affected by normal process temperatures. When using aromatic polyisocyanates, as a rule, you should carefully approach the choice of material that does not cause coloring of the polyurethane (for example, yellow).

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления алифатические и циклоалифатические диизоцианаты могут содержать от приблизительно 6 до приблизительно 100 атомов углерода, соединенных в линейную цепь или циклизированных и имеющих две изоцианатные реакционно-способные концевые группы.In some non-limiting embodiments, the implementation of aliphatic and cycloaliphatic diisocyanates may contain from about 6 to about 100 carbon atoms, connected in a linear chain or cyclized and having two isocyanate reactive end groups.

Неограничивающими примерами подходящих алифатических изоцианатов являются линейные изоцианаты, такие как этилендиизоцианат, триметилендиизоцианат, 1,6-гексаметилендиизоцианат (HDI), тетраметилендиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, октаметилендиизоцианат, нонаметилендиизоцианат, декаметилендиизоцианат, 1,6,11-ундекантриизоцианат, 1,3,6-гексаметилентриизоцианат, бис(изоцианатоэтил)карбонат, бис(изоцианатоэтиловый) эфир.Non-limiting examples of suitable aliphatic isocyanates are linear isocyanates such as ethylenediisocyanate, trimethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate diane cyanodiene, bis (isocyanatoethyl) carbonate, bis (isocyanatoethyl) ether.

Другие неограничивающие примеры подходящих алифатических изоцианатов включают разветвленные изоцианаты, такие как триметилгександиизоцианат, триметилгексаметилендиизоцианат (ТМDI), 2,2'-диметилпентандиизоцианат, 2,2,4-триметилгександиизоцианат, 2,4,4-триметилгексаметилендиизоцианат, 1,8-диизоцианато-4-(изоцианатометил)октан, 2,5,7-триметил-1,8-диизоцианато-5-(изоцианатометил)октан, 2-изоцианатопропил-2,6-диизоцианатогексаноат, метиловый эфир лизиндиизоцианата и метиловый эфир лизинтриизоцианата.Other non-limiting examples of suitable aliphatic isocyanates include branched isocyanates such as trimethylhexanediisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate (TMDI), 2,2'-dimethylpentanediisocyanate, 2,2,4-trimethylhexanediisocyanate, 2,4,4-trimethyldianisomethyxate (isocyanatomethyl) octane, 2,5,7-trimethyl-1,8-diisocyanato-5- (isocyanatomethyl) octane, 2-isocyanatopropyl-2,6-diisocyanatohexanoate, methyl ester of lysine diisocyanate and methyl ester of lysine triisocyanate.

Неограничивающими примерами подходящих циклоалифатических изоцианатов являются двухъядерные соединения, связанные мостиком с помощью изопропилиденовой группы или алкиленовой группы из 1-3 атомов углерода. Неограничивающими примерами подходящих циклоалифатических изоцианатов являются 1,1'-метилен-бис(4-изоцианатоциклогексан) или 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианат) (например, DESMODUR W, коммерчески доступный от Bayer Corp., Pittsburgh, Pennsylvania), 4,4'-изопропилиден-бис(циклогексилизоцианат), 1,4-циклогексилдиизоцианат (CHDI), 4,4'-дициклогексилметандиизоцианат, 3-изоцианатометил-3,5,5-триметилциклогексилизоцианат (разветвленный изоцианат, также известный как изофорондиизоцианат, или IPDI), который является коммерчески доступным от Arco Chemical Co., Newtown Square, Pennsylvania, и мета-тетраметилксилилендиизоцианат (разветвленный изоцианат, также известный как 1,3-бис(1-изоцианато-1-метилэтил)бензол, который является коммерчески доступным от Cytec Industries Inc., West Patterson, New Jersey, под торговым названием TMXDI® (Meta) Aliphatic Isocyanate), а также их смеси.Non-limiting examples of suitable cycloaliphatic isocyanates are binuclear compounds linked by a bridge using an isopropylidene group or an alkylene group of 1-3 carbon atoms. Non-limiting examples of suitable cycloaliphatic isocyanates are 1,1'-methylene bis (4-isocyanatocyclohexane) or 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) (e.g. DESMODUR W, commercially available from Bayer Corp., Pittsburgh, PA), 4 , 4'-isopropylidene bis (cyclohexyl isocyanate), 1,4-cyclohexyl diisocyanate (CHDI), 4,4'-dicyclohexyl methanediisocyanate, 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate (branched isocyanate, also known as isophorondi which is commercially available from Arco Chemical Co., Newtown Square, Pennsylvania, and meta-t etramethylxylene diisocyanate (branched isocyanate, also known as 1,3-bis (1-isocyanato-1-methylethyl) benzene, which is commercially available from Cytec Industries Inc., West Patterson, New Jersey, under the trade name TMXDI ® (Meta) Aliphatic Isocyanate ), as well as mixtures thereof.

Другие полезные двухъядерные циклоалифатические диизоцианаты включают изоцианаты, образованные через алкиленовую группу из 1-3 атомов углерода включительно, и которые могут быть замещены нитро-группой, хлором, алкилом, алкокси-группой и другими группами, которые не реагируют с гидроксильными группами (или с активными атомами водорода), при условии, что они не расположены так, чтобы превратить изоцианатную группу в нереакционно-способную группу. Кроме того, могут быть использованы гидрированные ароматические диизоцианаты, такие как гидрированный толуолдиизоцианат. Также могут быть использованы двухъядерные диизоцианаты, в которых одно кольцо является насыщенным, а другое ненасыщенным, которые получены частичным гидрированием ароматических диизоцианатов, таких как дифенилметандиизоцианаты, дифенилизопропилидендиизоцианат и дифенилендиизоцианат.Other useful binuclear cycloaliphatic diisocyanates include isocyanates formed through an alkylene group of 1 to 3 carbon atoms inclusive, and which may be substituted with a nitro group, chlorine, alkyl, alkoxy group and other groups that do not react with hydroxyl groups (or with active hydrogen atoms), provided that they are not arranged to convert an isocyanate group into a non-reactive group. In addition, hydrogenated aromatic diisocyanates such as hydrogenated toluene diisocyanate can be used. Binuclear diisocyanates may also be used in which one ring is saturated and the other unsaturated, which are obtained by partial hydrogenation of aromatic diisocyanates, such as diphenylmethanediisocyanates, diphenylisopropylidene diisocyanate and diphenylenediisocyanate.

Также могут быть использованы смеси циклоалифатических диизоцианатов с алифатическими диизоцианатами и/или ароматическими диизоцианатами. Например, можно использовать 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианат) с промышленными смесями изомеров толуолдиизоцианата или мета-фенилендиизоцианата.Mixtures of cycloaliphatic diisocyanates with aliphatic diisocyanates and / or aromatic diisocyanates may also be used. For example, 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) can be used with industrial mixtures of isomers of toluene diisocyanate or meta-phenylenediisocyanate.

Могут быть использованы тиоизоцианаты, соответствующие приведенным выше диизоцианатам, а также смешанные соединения, содержащие как изоцианатную, так и тиоизоцианатную группу.Thioisocyanates corresponding to the above diisocyanates as well as mixed compounds containing both an isocyanate and a thioisocyanate group can be used.

Неограничивающими примерами подходящих изоцианатов могут быть, но без ограничения ими, DESMODUR W, DESMODUR N 3300 (тример гексаметилендиизоцианата), DESMODUR N 3400 (60% димера гексаметилендиизоцианата и 40% тримера гексаметилендиизоцианата), которые являются коммерчески доступными от Bayer Corp.Non-limiting examples of suitable isocyanates may include, but are not limited to, DESMODUR W, DESMODUR N 3300 (hexamethylene diisocyanate trimer), DESMODUR N 3400 (60% hexamethylene diisocyanate dimer, and 40% hexamethylene diisocyanate dimer), which are commercially available from Bayer.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения изоцианат может представлять собой 1,1'-метилен-бис(4-изоцианатоциклогексан) (также известный как 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианат)) и его изомерные смеси. Используемое в данном случае определение «изомерные смеси» относится к смеси цис-цис, транс-транс и цис-транс изомеров изоцианата. Неограничивающими примерами изомерных смесей, приемлемых для применения в настоящем изобретения, могут быть транс-транс изомер 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата), далее называемый как "PICM" (пара-изоцианатоциклогексилметан), цис-транс изомер PICM, цис-цис изомер PICM и их смеси. Три подходящих для применения в настоящем изобретении изомера 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата) (также известного как 1,1'-метилен-бис(4-изоцианатоциклогексан)) представлены ниже.In some non-limiting embodiments of the invention, the isocyanate may be 1,1'-methylene bis (4-isocyanatocyclohexane) (also known as 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate)) and isomeric mixtures thereof. Used in this case, the definition of "isomeric mixture" refers to a mixture of cis-cis, trans-trans and cis-trans isomers of isocyanate. Non-limiting examples of isomeric mixtures suitable for use in the present invention may be the trans-trans isomer of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate), hereinafter referred to as "PICM" (para-isocyanatocyclohexylmethane), the cis-trans isomer PICM, cis- cis isomer of PICM and mixtures thereof. Three suitable for use in the present invention isomers of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) (also known as 1,1'-methylene bis (4-isocyanatocyclohexane)) are presented below.

Figure 00000004
Figure 00000004

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения PICM, используемый в настоящем изобретении, может быть получен фосгенированием 4,4'-метилен-бис(циклогексиламина) (РАСМ) по методикам, хорошо известным в данной области техники, например по методикам, описанным в патентах США №№ 2644007 и 2680127, которые включены в качестве ссылки. Смеси изомеров РАСМ при фосгенировании могут давать PICM в жидкой фазе, частично в жидкой фазе или в твердой фазе при комнатной температуре. Смеси изомеров РАСМ могут быть получены путем гидрирования метилендианилина и/или путем дробной кристаллизации смеси изомеров РАСМ в присутствии воды и спиртов, таких как метанол и этанол.In some non-limiting embodiments of the invention, the PICM used in the present invention can be obtained by phosgenation of 4,4'-methylene bis (cyclohexylamine) (PACM) according to methods well known in the art, for example, according to the methods described in US patent No. 2644007 and 2680127, which are incorporated by reference. Mixtures of PACM isomers upon phosgenation can give PICM in the liquid phase, partially in the liquid phase or in the solid phase at room temperature. Mixtures of PACM isomers can be obtained by hydrogenation of methylenedianiline and / or by fractional crystallization of a mixture of PACM isomers in the presence of water and alcohols, such as methanol and ethanol.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения изомерная смесь может содержать от приблизительно 10 до приблизительно 100 мас.% транс-транс изомера 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата) (PICM), или от приблизительно 30 до приблизительно 100 мас.%, или от приблизительно 50 до приблизительно 100 мас.%, или от приблизительно 75 до приблизительно 100 мас.%. В других неограничивающих вариантах изобретения циклоалифатический изоцианат может состоять по существу из транс-транс изомера 1,1'-метилен-бис(4-изоцианатоциклогексана) (также известного как 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианат)), например, по меньшей мере, приблизительно из 80 мас.% транс-транс изомера 1,1'-метилен-бис(4-изоцианатоциклогексана), или, по меньшей мере, из приблизительно 90 мас.% транс-транс изомера 1,1'-метилен-бис(4-изоцианатоциклогексана), или, по меньшей мере, приблизительно из 95 мас.% транс-транс изомера 1,1'-метилен-бис(4-изоцианатоциклогексана), и в других неограничивающих вариантах осуществления содержит приблизительно 100 мас.% транс-транс изомера 1,1'-метилен-бис(4-изоцианатоциклогексана).In some non-limiting embodiments of the invention, the isomeric mixture may contain from about 10 to about 100 wt.% The trans-trans isomer of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) (PICM), or from about 30 to about 100 wt.%, Or from about 50 to about 100 wt.%, or from about 75 to about 100 wt.%. In other non-limiting embodiments of the invention, the cycloaliphatic isocyanate may consist essentially of the trans-trans isomer 1,1'-methylene bis (4-isocyanatocyclohexane) (also known as 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate)), for example, at least from at least about 80% by weight of the trans-trans isomer of 1,1'-methylene-bis (4-isocyanatocyclohexane), or from at least about 90% by weight of the trans-trans isomer of 1,1'-methylene-bis (4-isocyanatocyclohexane), or at least about 95% by weight of the trans-trans isomer of 1,1'-methylene bis (4-isocyanato iklogeksana), and in other nonlimiting embodiments, it contains approximately 100 wt.% trans-trans isomer of 1,1'-methylene-bis (4-izotsianatotsiklogeksana).

Неограничивающими примерами подходящих полиизоцианатов для применения в настоящем изобретении являются полиизоцианаты и полиизотиоцианаты, имеющие основные мостики, такие как уретановые мостики (-NH-C(O)-O-), тиоуретановые мостики (-NH-C(O)-S-), тиокарбаматные мостики (-NH-C(S)-O-), дитиоуретановые мостики (-NH-C(S)-S-), полиамидные мостики и их комбинации.Non-limiting examples of suitable polyisocyanates for use in the present invention are polyisocyanates and polyisothiocyanates having basic bridges such as urethane bridges (-NH-C (O) -O-), thiourethane bridges (-NH-C (O) -S-), thiocarbamate bridges (-NH-C (S) -O-), dithiourethane bridges (-NH-C (S) -S-), polyamide bridges and combinations thereof.

Другие неограничивающие примеры подходящих полиизоцианатов включают этилен-ненасыщенные полиизоцианаты и полиизотиоцианаты; алициклические полиизоцианаты и полиизотиоцианаты; ароматические полиизоцианаты и полиизотиоцианаты, где изоцианатные группы не связаны непосредственно с ароматическим кольцом, например α,α'-ксилилендиизоцианат; ароматические полиизоцианаты и полиизотиоцианаты, где изоцианатные группы связаны непосредственно с ароматическим кольцом, например бензолдиизоцианат; алифатические полиизоцианаты и полиизотиоцианаты, содержащие сульфидные мостики; ароматические полиизоцианаты и полиизотиоцианаты, содержащие сульфидные или дисульфидные мостики; ароматические полиизоцианаты и мостики; полиизоцианаты и полиизотиоцианаты, содержащие сульфоновыеполиизотиоцианаты типа сульфонового эфира, например сложный эфир 4-метил-3-изоцианатобензолсульфонил-4'-изоцианатофенола; ароматические полиизоцианаты и полиизотиоцианаты сульфонамидного типа; серосодержащие гетероциклические полиизоцианаты и полиизотиоцианаты, например тиофен-2,5-диизоцианат; галогенированные, алкилированные, алкоксилированные, нитрованные, модифицированные карбодиимидом, модифицированные мочевиной и модифицированные биуретом производные изоцианатов и димеризованные и тримеризованные продукты изоцианатов.Other non-limiting examples of suitable polyisocyanates include ethylenically unsaturated polyisocyanates and polyisothiocyanates; alicyclic polyisocyanates and polyisothiocyanates; aromatic polyisocyanates and polyisothiocyanates, wherein the isocyanate groups are not directly bonded to the aromatic ring, for example, α, α'-xylylene diisocyanate; aromatic polyisocyanates and polyisothiocyanates, wherein the isocyanate groups are bonded directly to the aromatic ring, for example, benzenediisocyanate; aliphatic polyisocyanates and polyisothiocyanates containing sulfide bridges; aromatic polyisocyanates and polyisothiocyanates containing sulfide or disulfide bridges; aromatic polyisocyanates and bridges; polyisocyanates and polyisothiocyanates containing sulfonic polyisothiocyanates of the sulfonic ester type, for example 4-methyl-3-isocyanatobenzenesulfonyl-4'-isocyanatophenol ester; aromatic polyisocyanates and sulfonamide-type polyisothiocyanates; sulfur-containing heterocyclic polyisocyanates and polyisothiocyanates, for example thiophene-2,5-diisocyanate; halogenated, alkylated, alkoxylated, nitrated, carbodiimide modified, urea modified and biuret modified isocyanate derivatives and dimerized and trimerized isocyanate products.

Неограничивающими примерами подходящих этилен-ненасыщенных полиизоцианатов являются бутендиизоцианат и 1,3-бутадиен-1,4-диизоцианат. Неограничивающими примерами подходящих алициклических полиизоцианатов являются изофорондиизоцианат, циклогександиизоцианат, метилциклогександиизоцианат, бис(изоцианатометил)циклогексан, бис(изоцианатоциклогексил)метан, бис(изоцианатоциклогексил)-2,2-пропан, бис(изоцианатоциклогексил)-1,2-этан, 2-изоцианатометил-3-(3-изоцианатопропил)-5-изоцианатометилбицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-3-(3-изоцианатопропил)-6-изоцианатометилбицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-2-(3-изоцианатопропил)-5-изоцианатометилбицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-2-(3-изоцианатопропил)-6-изоцианатометилбицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-3-(3-изоцианатопропил)-6-(2-изоцианатоэтил)-бицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-2-(3-изоцианатопропил)-5-(2-изоцианатоэтил)бицикло[2.2.1]гептан и 2-изоцианатометил-2-(3-изоцианатопропил)-6-(2-изоцианатоэтил)-бицикло[2.2.1]гептан.Non-limiting examples of suitable ethylenically unsaturated polyisocyanates are butenediisocyanate and 1,3-butadiene-1,4-diisocyanate. Non-limiting examples of suitable alicyclic polyisocyanates are isophorondiisocyanate, cyclohexanediisocyanate, methylcyclohexanediisocyanate, bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, bis (isocyanatocyclohexyl) methane, bis (isocyanatocyclohexyl) -2,2-isomethane, bis (isocyanocyclohexyl) -2,2-isomethane, 3- (3-isocyanatopropyl) -5-isocyanatomethylbicyclo [2.2.1] heptane, 2-isocyanatomethyl-3- (3-isocyanatopropyl) -6-isocyanatomethylbicyclo [2.2.1] heptane, 2-isocyanatomethyl-2- (3-isocyanatopropyl ) -5-isocyanatomethylbicyclo [2.2.1] heptane, 2-isocyanatomethane -2- (3-isocyanatopropyl) -6-isocyanatomethylbicyclo [2.2.1] heptane, 2-isocyanatomethyl-3- (3-isocyanatopropyl) -6- (2-isocyanatoethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 2-isocyanatomethyl -2- (3-isocyanatopropyl) -5- (2-isocyanatoethyl) bicyclo [2.2.1] heptane and 2-isocyanatomethyl-2- (3-isocyanatopropyl) -6- (2-isocyanatoethyl) bicyclo [2.2.1] heptane.

Неограничивающими примерами подходящих ароматических полиизоцианатов, где изоцианатные группы не связаны непосредственно с ароматическим кольцом, являются α,α'-ксилолдиизоцианат, бис(изоцианатоэтил)бензол, α,α,α',α'-тетраметилксилолдиизоцианат, 1,3-бис(1-изоцианато-1-метил-этил)бензол, бис(изоцианатобутил)бензол, бис(изоцианатометил)-нафталин, бис(изоцианатометил)дифениловый эфир, бис(изоцианатоэтил)фталат, мезитилентриизоцианат и 2,5-ди(изоцианатометил)фуран.Non-limiting examples of suitable aromatic polyisocyanates where the isocyanate groups are not directly linked to the aromatic ring are α, α'-xyldiisocyanate, bis (isocyanatoethyl) benzene, α, α, α ', α'-tetramethylxylene diisocyanate, 1,3-bis (1- isocyanato-1-methyl-ethyl) benzene, bis (isocyanatobutyl) benzene, bis (isocyanatomethyl) naphthalene, bis (isocyanatomethyl) diphenyl ether, bis (isocyanatoethyl) phthalate, mesitylenetriisocyanate and 2,5-di (isocyanatomethyl) furan.

Неограничивающими примерами подходящих ароматических полиизоцианатов, имеющих изоцианатные группы, связанные непосредственно с ароматическим кольцом, являются фенилендиизоцианат, этилфенилендиизоцианат, изопропилфенилендиизоцианат, диметилфенилендиизоцианат, диэтилфенилендиизоцианат, диизопропилфенилендиизоцианат, триметилбензолтриизоцианат, бензолдиизоцианат, бензолтриизоцианат, нафталиндиизоцианат, метилнафталиндиизоцианат, бифенилдиизоцианат, ортотолуидиндиизоцианат, ортотолилидиндиизоцианат, ортотолилендиизоцианат, 4,4'-дифенилметандиизоцианат, бис(3-метил-4-изоцианатофенил)метан, бис(изоцианатофенил)этилен, 3,3'-диметоксибифенил-4,4'-диизоцианат, трифенилметантриизоцианат, полимерный 4,4'-дифенилметандиизоцианат, нафталинтриизоцианат, дифенилметан-2,4,4'-триизоцианат, 4-метилдифенилметан-3,5,2',4',6'-пентаизоцианат, диизоцианат дифенилового эфира, бис(изоцианатофенилэфир)этиленгликоль, бис(изоцианатофенилэфир)-1,3-пропиленгликоль, бензофенондиизоцианат, карбазолдиизоцианат, этилкарбазолдиизоцианат и дихлоркарбазолдиизоцианат.Nonlimiting examples of suitable aromatic polyisocyanates having isocyanate groups bonded directly to the aromatic ring, are phenylene, etilfenilendiizotsianat, izopropilfenilendiizotsianat, dimetilfenilendiizotsianat, dietilfenilendiizotsianat, diizopropilfenilendiizotsianat, trimetilbenzoltriizotsianat, benzoldiizotsianat, benzoltriizotsianat, naphthalene, metilnaftalindiizotsianat, biphenyl, ortotoluidindiizotsianat, ortotolilidindiizotsianat, ortotolilendiizotsiana 4,4'-diphenylmethanediisocyanate, bis (3-methyl-4-isocyanatophenyl) methane, bis (isocyanatophenyl) ethylene, 3,3'-dimethoxybiphenyl-4,4'-diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, polymer 4,4'-diphenylmethanediisocyanate, naphthalene triisocyanate, diphenylmethane-2,4,4'-triisocyanate, 4-methyl diphenylmethane-3,5,2 ', 4', 6'-pentaisocyanate, diphenyl ether diisocyanate, bis (isocyanatophenyl ether) ethylene glycol, bis (isocyanatophenyl ether) -1,3 -propylene glycol, benzophenone diisocyanate, carbazoldiisocyanate, ethyl carbazoldiisocyanate and dichlorocarbazoldiisocyanate.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления могут быть использованы серосодержащие изоцианаты следующей общей формулы (I):In some non-limiting embodiments, sulfur-containing isocyanates of the following general formula (I) may be used:

Figure 00000005
Figure 00000005

где R10 и R11 каждый независимо представляет собой С13-алкил.where R 10 and R 11 each independently represents C 1 -C 3 alkyl.

Неограничивающими примерами подходящих алифатических полиизоцианатов, содержащих сульфидные мостики, являются тиодиэтилдиизоцианат, тиодипропилдиизоцианат, дитиодигексилдиизоцианат, диметилсульфондиизоцианат, дитиодиметилдиизоцианат, дитиодиэтилдиизоцианат, дитиодипропилдиизоцианат и дициклогексилсульфид-4,4'-диизоцианат. Неограничивающими примерами подходящих ароматических полиизоцианатов, содержащих сульфидные или дисульфидные мостики, являются, но не ограничиваются ими, дифенилсульфид-2,4'-диизоцианат, дифенилсульфид-4,4'-диизоцианат, 3,3'-диметокси-4,4'-диизоцианатодибензилтиоэфир, бис(4-изоцианатометилбензол)сульфид, дифенилдисульфид-4,4'-диизоцианат, 2,2'-диметилдифенилдисульфид-5,5'-диизоцианат, 3,3'-диметилдифенилдисульфид-5,5'-диизоцианат, 3,3'-диметилдифенилдисульфид-6,6'-диизоцианат, 4,4'-диметилдифенилдисульфид-5,5'-диизоцианат, 3,3'-диметоксидифенилдисульфид-4,4'-диизоцианат и 4,4'-диметоксидифенилдисульфид-3,3'-диизоцианат.Non-limiting examples of suitable aliphatic polyisocyanates containing sulphide bridges are thioethyl diisocyanate, thiodipropyl diisocyanate, dithiodihexyl diisocyanate, dimethyl sulfonodiisocyanate, dithiodimethyldiisocyanate, dithiodiethyldiisocyanate di-dithiodisyloisodiocyanated dihydroisodiocyanated. Non-limiting examples of suitable aromatic polyisocyanates containing sulfide or disulfide bridges include, but are not limited to, diphenyl sulfide-2,4'-diisocyanate, diphenyl sulfide-4,4'-diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diisocyanato-dibenzylthioether bis (4-isocyanatomethylbenzene) sulfide, diphenyldisulfide-4,4'-diisocyanate, 2,2'-dimethyldiphenyl disulfide-5,5'-diisocyanate, 3,3'-dimethyldiphenyl disulfide-5,5'-diisocyanate, 3,3 ' -dimethyldiphenyl disulfide-6,6'-diisocyanate, 4,4'-dimethyl diphenyl disulfide-5,5'-diisocyanate, 3,3'-dimethoxyphenyl disulfide- 4,4'-diisocyanate and 4,4'-dimethoxyphenyl disulfide-3,3'-diisocyanate.

Неограничивающими примерами подходящих ароматических полиизоцианатов, содержащих сульфоновые мостики, являются дифенилсульфон-4,4'-диизоцианат, дифенилсульфон-3,3'-диизоцианат, бензидинсульфон-4,4'-диизоцианат, дифенилметансульфон-4,4'-диизоцианат, 4-метилдифенилметансульфон-2,4'-диизоцианат, 4,4'-диметоксидифенилсульфон-3,3'-диизоцианат, 3,3'-диметокси-4,4'-диизоцианатодибензилсульфон, 4,4'-диметилдифенилсульфон-3,3'-диизоцианат, 4,4'-ди-трет-бутилдифенилсульфон-3,3'-диизоцианат и 4,4'-дихлордифенилсульфон-3,3'-диизоцианат.Non-limiting examples of suitable aromatic polyisocyanates containing sulfonic bridges are diphenyl sulfon-4,4'-diisocyanate, diphenyl sulfon-3,3'-diisocyanate, benzidine sulfon-4,4'-diisocyanate, diphenylmethanesulfon-4,4'-diisocyanate, 4-methyl -2,4'-diisocyanate, 4,4'-dimethoxyphenylsulfone-3,3'-diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diisocyanatodibenzylsulfone, 4,4'-dimethyldiphenylsulfone-3,3'-diisocyanate, 4,4'-di-tert-butyl diphenylsulfon-3,3'-diisocyanate; and 4,4'-dichlorodiphenylsulfon-3,3'-diisocyanate.

Неограничивающими примерами ароматических полиизоцианатов сульфонамидного типа являются 4-метил-3-изоцианатобензолсульфониланилид-3'-метил-4'-изоцианат, дибензолсульфонилэтилендиамин-4,4'-диизоцианат, 4,4'-метоксибензолсульфонилэтилендиамин-3,3'-диизоцианат и 4-метил-3-изоцианатобензолсульфониланилид-4-этил-3'-изоцианат.Non-limiting examples of sulfonamide-type aromatic polyisocyanates are 4-methyl-3-isocyanatobenzenesulfonylanilide-3'-methyl-4'-isocyanate, dibenzenesulfonylethylenediamine-4,4'-diisocyanate, 4,4'-methoxybenzenesulfonylethylenediamine-3,3-di-3-di-3-diamine methyl 3-isocyanatobenzenesulfonylanilide-4-ethyl-3'-isocyanate.

Неограничивающими примерами подходящих изотиоцианатов являются циклогександиизотиоцианаты; ароматические изотиоцианаты, где изотиоцианатная(ые) группа(ы) не связана(ы) непосредственно с ароматическим кольцом; ароматические изотиоцианаты, где изотиоцианатная(ые) группа(ы) связана(ы) непосредственно с ароматическим кольцом; гетероциклические изотиоцианаты; карбонилполиизотиоцианаты; алифатические полиизотиоцианаты, содержащие сульфидные мостики, а также их смеси.Non-limiting examples of suitable isothiocyanates are cyclohexanediisothiocyanates; aromatic isothiocyanates, where the isothiocyanate group (s) is not connected (s) directly to the aromatic ring; aromatic isothiocyanates, where the isothiocyanate group (s) is connected (s) directly to the aromatic ring; heterocyclic isothiocyanates; carbonyl polyisothiocyanates; aliphatic polyisothiocyanates containing sulfide bridges, as well as mixtures thereof.

Другими неограничивающими примерами подходящих изотиоцианатов являются ароматические полиизотиоцианаты, где изотиоцианатные группы связаны непосредственно с ароматическим кольцом, такие как фенилендиизотиоцианат; гетероциклические полиизотиоцианаты, такие как 2,4,6-триизотиоцианато-1,3,5-триазин и тиофен-2,5-диизотиоцианат; карбонилполиизотиоцианаты; алифатические полиизотиоцианаты, содержащие сульфидные мостики, такие как тиобис(3-изотиоцианатопропан); ароматические полиизотиоцианаты, содержащие атомы серы в дополнение к атомам изотиоцианатных групп; галогенированные, алкилированные, алкоксилированные, нитрованные, модифицированные карбодиимидом, модифицированные мочевиной и модифицированные биуретом производные таких полиизотиоцианатов и димеризованные и тримеризованные продукты таких изотиоцианатов.Other non-limiting examples of suitable isothiocyanates are aromatic polyisothiocyanates, wherein the isothiocyanate groups are bonded directly to the aromatic ring, such as phenylenediisothiocyanate; heterocyclic polyisothiocyanates, such as 2,4,6-triisothiocyanato-1,3,5-triazine and thiophene-2,5-diisothiocyanate; carbonyl polyisothiocyanates; aliphatic polyisothiocyanates containing sulfide bridges, such as thiobis (3-isothiocyanatopropane); aromatic polyisothiocyanates containing sulfur atoms in addition to atoms of isothiocyanate groups; halogenated, alkylated, alkoxylated, nitrated, carbodiimide modified, urea modified and biuret modified derivatives of such polyisothiocyanates and dimerized and trimerized products of such isothiocyanates.

Неограничивающими примерами подходящих алифатических полиизотиоцианатов являются 1,2-диизотиоцианатоэтан, 1,3-диизотиоцианатопропан, 1,4-диизотиоцианатобутан и 1,6-диизотиоцианатогексан. Неограничивающими примерами ароматических полиизотиоцианатов, содержащих изотиоцианатные группы, связанные непосредственно с ароматическим кольцом, являются 1,2-диизотиоцианатобензол, 1,3-диизотиоцианатобензол, 1,4-диизотиоцианатобензол, 2,4-диизотиоцианатотолуол, 2,5-диизотиоцианато-м-ксилол, 4,4'-диизотиоцианато-1,1'-бифенил, 1,1'-метилен-бис(4-изотиоцианатобензол), 1,1'-метилен-бис(4-изотиоцианато-2-метилбензол), 1,1'-метилен-бис(4-изотиоцианато-3-метилбензол), 1,1'-(1,2-этандиил)бис(4-изотиоцианатобензол), 4,4'-диизотиоцианатобензофенон, 4,4'-диизотиоцианато-3,3'-диметилбензофенон, бензанилид-3,4'-диизотиоцианат, дифенилэфир-4,4'-диизотиоцианат и дифениламин-4,4'-диизотиоцианат.Non-limiting examples of suitable aliphatic polyisothiocyanates are 1,2-diisothiocyanatoethane, 1,3-diisothiocyanatopropane, 1,4-diisothiocyanatobutane and 1,6-diisothiocyanatohexane. Non-limiting examples of aromatic polyisothiocyanates containing isothiocyanate groups linked directly to the aromatic ring are 1,2-diisothiocyanatobenzene, 1,3-diisothiocyanatobenzene, 1,4-diisothiocyanatobenzene, 2,4-diisothiocyanatotoluene, 2,5-diisothiocyanato-cyanato 4,4'-diisothiocyanato-1,1'-biphenyl, 1,1'-methylene bis (4-isothiocyanatobenzene), 1,1'-methylene bis (4-isothiocyanato-2-methylbenzene), 1,1 ' -methylene bis (4-isothiocyanato-3-methylbenzene), 1,1 '- (1,2-ethanediyl) bis (4-isothiocyanatobenzene), 4,4'-diisothiocyanato-benzophenone, 4,4'-diisothiocyan to-3,3'-dimethylbenzophenone, benzanilide-3,4'-diisothiocyanate, diphenylether-4,4'-diisothiocyanate and diphenylamine-4,4'-diisothiocyanate.

Неограничивающими примерами подходящих карбонил-изотиоцианатов являются гександиоилдиизотиоцианат, нонандиоилдиизоцианат, диизотиоцианат угольной кислоты, 1,3-бензолдикарбонилдиизотиоцианат, 1,4-бензолдикарбонилдиизотиоцианат и (2,2'-бипиридин)-4,4'-дикарбонилдиизотиоцианат. Неограничивающими примерами подходящих ароматических полиизотиоцианатов, содержащих атомы серы в дополнение к атомам изотиоцианатных групп, являются 1-изотиоцианато-4-[(2-изотиоцианато)сульфонил]бензол, тиобис(4-изотиоцианатобензол), сульфонилбис(4-изотиоцианатобензол), сульфинилбис(4-изотиоцианатобензол), дитиобис(4-изотиоцианатобензол), 4-изотиоцианато-1-[(4-изотиоцианатофенил)сульфонил]-2-метоксибензол, фениловый эфир 4-метил-3-изотиоцианатобензолсульфонил-4'-изотиоцианат и 4-метил-3-изотиоцианатобензолсульфониланилид-3'-метил-4'-изотиоцианат.Non-limiting examples of suitable carbonyl isothiocyanates are hexanedioyldiisothiocyanate, nonanedioyldiisocyanate, carbonic acid diisothiocyanate, 1,3-benzenedicarbonyldiisothiocyanate, 1,4-benzenedicarbonyldiisothiocyanate and (2,2'-bipyridinothiocyanate-4,4'-4. Non-limiting examples of suitable aromatic polyisothiocyanates containing sulfur atoms in addition to the atoms of the isothiocyanate groups are 1-isothiocyanato-4 - [(2-isothiocyanato) sulfonyl] benzene, thiobis (4-isothiocyanatobenzene), sulfonylbis (4-isobenziobis (4-isobenoliobis (4-isobenoliobis) -isothiocyanatobenzene), dithiobis (4-isothiocyanatobenzene), 4-isothiocyanato-1 - [(4-isothiocyanatophenyl) sulfonyl] -2-methoxybenzene, 4-methyl-3-isothiocyanatobenzenesulfonyl-4-3-4-isothiocyanatobenzene -isothiocyanatobenzenesulfonylanilide-3'-methyl-4'-isothiocia nat.

Другие неограничивающие примеры изоцианатов, имеющих изоцианатные и изотиоцианатные группы, представляют собой материалы, содержащие алифатические, алициклические, ароматические или гетероциклические группы, которые необязательно могут содержать атомы серы в дополнение к атомам изотиоцианатных групп. Неограничивающими примерами таких материалов являются 1-изоцианато-3-изотиоцианатопропан, 1-изоцианато-5-изотиоцианатопентан, 1-изоцианато-6-изотиоцианатогексан, изоцианатокарбонилизотиоцианат, 1-изоцианато-4-изотиоцианатоциклогексан, 1-изоцианато-4-изотиоцианатобензол, 4-метил-3-изоцианато-1-изотиоцианатобензол, 2-изоцианато-4,6-диизотиоцианато-1,3,5-триазин, 4-изоцианато-4'-изотиоцианатодифенилсульфид и 2-изоцианато-2'-изотиоцианатодиэтилдисульфид.Other non-limiting examples of isocyanates having isocyanate and isothiocyanate groups are materials containing aliphatic, alicyclic, aromatic or heterocyclic groups, which optionally may contain sulfur atoms in addition to the atoms of the isothiocyanate groups. Non-limiting examples of such materials are 1-isocyanato-3-isothiocyanatopropane, 1-isocyanato-5-isothiocyanatopentane, 1-isocyanato-6-isothiocyanatohexane, isocyanato-carbonyl isothiocyanate, 1-isocyanato-4-isothiocyanato-4-iso-cyano-4-iso-cyano -3-isocyanato-1-isothiocyanatobenzene, 2-isocyanato-4,6-diisothiocyanato-1,3,5-triazine, 4-isocyanato-4'-isothiocyanatodiphenyl sulfide and 2-isocyanato-2'-isothiocyanato-diethyl disulfide.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления изоцианат содержит, по меньшей мере, один триизоцианат или, по меньшей мере, один тример полиизоцианата. Неограничивающими примерами таких изоцианатов являются ароматические триизоцианаты, такие как трис(4-изоцианатофенил)метан (DESMODUR R), 1,3,5-трис(3-изоцианато-4-метилфенил)-2,3,6-триоксогексагидро-1,3,5-триазин (DESMODUR IL); аддукты ароматических диизоцианатов, такие как аддукт 2,4-толилендиизоцианата (TDI, 2,4-диизоцианатотолуол) и триметилолпропана (DESMODUR L); и алифатические триизоцианаты, такие как N-изоцианатогексиламинокарбонил-N,N'-бис(изоцианатогексил)мочевина (DESMODUR N), 2,4,6-триоксо-1,3,5-трис(6-изоцианатогексил)гексагидро-1,3,5-триазин (DESMODUR N3390), 2,4,6-триоксо-1,3,5-трис(5-изоцианато-1,3,3-триметилциклогексилметил)гексагидро-1,3,5-триазин (DESMODUR Z4379) и 4-(изоцианатометил)-1,8-октандиизоцианат. Приведенные выше продукты DESMODUR являются коммерчески доступными от Bayer Corp. Также могут быть использованы биурет гександиизоцианата, полимерный метандиизоцианат и полимерный изофорондиизоцианат, тримеры гексаметилендиизоцианата, изофорондиизоцианата и тетраметилксилилендиизоцианата.In certain non-limiting embodiments, the isocyanate comprises at least one triisocyanate or at least one triisocyanate trimer. Non-limiting examples of such isocyanates are aromatic triisocyanates such as tris (4-isocyanatophenyl) methane (DESMODUR R), 1,3,5-tris (3-isocyanato-4-methylphenyl) -2,3,6-trioxohexahydro-1,3 5-triazine (DESMODUR IL); aromatic diisocyanate adducts such as the adduct of 2,4-tolylene diisocyanate (TDI, 2,4-diisocyanatotoluene) and trimethylolpropane (DESMODUR L); and aliphatic triisocyanates such as N-isocyanatohexylaminocarbonyl-N, N'-bis (isocyanatohexyl) urea (DESMODUR N), 2,4,6-trioxo-1,3,5-tris (6-isocyanatohexyl) hexahydro-1,3 5-triazine (DESMODUR N3390), 2,4,6-trioxo-1,3,5-tris (5-isocyanato-1,3,3-trimethylcyclohexylmethyl) hexahydro-1,3,5-triazine (DESMODUR Z4379) and 4- (isocyanatomethyl) -1,8-octanediisocyanate. The DESMODUR products above are commercially available from Bayer Corp. Hexanediisocyanate biuret, polymeric methanediisocyanate and polymeric isophorondiisocyanate, trimers of hexamethylene diisocyanate, isophorondiisocyanate and tetramethylxylene diisocyanate can also be used.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиизоцианат, используемый в качестве предшественника для получения предполимера полиуретанполиола, представляет собой циклоалифатическое соединение, такое как двухъядерное соединение, связанное мостиком с помощью изопропилиденовой группы или алкиленовой группы из 1-3 атомов углерода.In some non-limiting embodiments, the polyisocyanate used as a precursor for preparing the polyurethane polyol prepolymer is a cycloaliphatic compound, such as a binuclear compound bonded by an isopropylidene group or an alkylene group of 1-3 carbon atoms.

Реакционные компоненты для приготовления полиуретана Группы А также включают от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы. Как обсуждалось выше, разветвленный полиол может повышать свободный объем внутри полимерной матрицы, чтобы обеспечить пространство для движения или вращения молекул при ударе.The reaction components for the preparation of Group A polyurethane also include from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups. As discussed above, a branched polyol can increase free volume within a polymer matrix to provide space for movement or rotation of molecules upon impact.

Используемое в данном случае определение «полиол» включает соединения, мономеры, олигомеры и полимеры, содержащие, по меньшей мере, две гидроксильные группы (например, диолы) или, по меньшей мере, три гидроксильные группы (например, триолы), более высокофункциональные полиолы и их смеси. Приемлемые полиолы способны образовывать ковалентную связь с реакционно-способными группами, такими как изоцианатная функциональная группа.As used herein, the term “polyol” includes compounds, monomers, oligomers and polymers containing at least two hydroxyl groups (eg, diols) or at least three hydroxyl groups (eg, triols), higher functional polyols and their mixtures. Suitable polyols are capable of forming a covalent bond with reactive groups, such as an isocyanate functional group.

Неограничивающими примерами подходящих полиолов являются алифатические, циклоалифатические, ароматические, гетероциклические, олигомерные и полимерные полиолы и их смеси. В некоторых вариантах осуществления, например в случае прозрачных изделий или окон, подвергающихся воздействию солнечного света, могут быть использованы алифатические или циклоалифатические полиолы.Non-limiting examples of suitable polyols are aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, heterocyclic, oligomeric and polymeric polyols and mixtures thereof. In some embodiments, for example, in the case of transparent products or windows exposed to sunlight, aliphatic or cycloaliphatic polyols can be used.

Число атомов углерода в полиоле, описанном выше для Группы А, может находиться в интервале от 4 до 18, или от 4 до 12, или от 4 до 10, или от 4 до 8, или от 4 до 6 атомов углерода. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения один или несколько атомов углерода в полиоле могут быть замещены одним или несколькими гетероатомами, такими как N, S или О.The number of carbon atoms in the polyol described above for Group A may range from 4 to 18, or from 4 to 12, or from 4 to 10, or from 4 to 8, or from 4 to 6 carbon atoms. In some non-limiting embodiments of the invention, one or more carbon atoms in the polyol may be substituted with one or more heteroatoms, such as N, S, or O.

Как обсуждалось выше, разветвленный полиол, который может быть использован в качестве реакционного продукта для получения полиуретана Группы А, содержит от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы. Неограничивающими примерами трифункциональных, тетрафункциональных и более высоких полиолов для использования в качестве разветвленных полиолов являются алканполиолы с разветвленной цепью, такие как глицерин, тетраметилолметан, триметилолэтан (например, 1,1,1-триметилолэтан), триметилолпропан (ТМР) (например, 1,1,1-триметилолпропан), эритрит, пентаэритрит, дипентаэритрит, трипентаэритрит, сорбитан, их алкоксилированные производные (описанные ниже), а также их смеси.As discussed above, a branched polyol that can be used as a reaction product to produce Group A polyurethane contains from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups. Non-limiting examples of trifunctional, tetrafunctional, and higher polyols for use as branched polyols are branched chain alkanopolols such as glycerol, tetramethyl methane, trimethyl ethane (e.g. 1,1,1-trimethyl ethane), trimethylol propane (TMP) (e.g. 1,1 , 1-trimethylolpropane), erythritol, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, sorbitan, their alkoxylated derivatives (described below), as well as mixtures thereof.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения полиол может представлять собой циклоалканполиол, например триметилен-бис(1,3,5-циклогексантриол).In some non-limiting embodiments of the invention, the polyol may be a cycloalkane polyol, for example trimethylene bis (1,3,5-cyclohexanetriol).

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения полиол может представлять собой ароматический полиол, например триметилен-бис(1,3,5-бензолтриол).In some non-limiting embodiments of the invention, the polyol may be an aromatic polyol, for example trimethylene bis (1,3,5-benzene triol).

Другие неограничивающие примеры подходящих полиолов включают упомянутые выше полиолы, которые могут представлять собой алкоксилированные производные, например этоксилированные, пропоксилированные и бутоксилированные производные. В альтернативных неограничивающих вариантах осуществления следующие полиолы могут быть алкоксилированы с помощью 1-10 алкокси-групп: глицерин, триметилолэтан, триметилолпропан, бензолтриол, циклогексантриол, эритрит, пентаэритрит, сорбит, маннит, сорбитан, дипентаэритрит и трипентаэритрит. В альтернативных неограничивающих вариантах осуществления алкоксилированные, этоксилированные и пропоксилированные полиолы и их смеси могут быть использованы отдельно или в комбинации с неалкоксилированными, неэтоксилированными и непропоксилированными полиолами, содержащими, по меньшей мере, три гидроксильные группы, и их смесями. Число алкокси-групп может составлять от 1 до 10, или от 2 до 8, или любое целесообразное число между 1 и 10. В неограничивающем варианте осуществления алкокси-группа может быть этокси-группой, и число этокси-групп может составлять от 1 до 5 единиц. В другом неограничивающем варианте изобретения полиол может представлять собой триметилолпропан, содержащий до 2 этокси-групп. Неограничивающими примерами подходящих алкоксилированных полиолов являются этоксилированный триметилолпропан, пропоксилированный триметилолпропан, этоксилированный триметилолэтан и их смеси.Other non-limiting examples of suitable polyols include the polyols mentioned above, which may be alkoxylated derivatives, for example ethoxylated, propoxylated and butoxylated derivatives. In alternative non-limiting embodiments, the following polyols can be alkoxylated with 1-10 alkoxy groups: glycerol, trimethylol ethane, trimethylol propane, benzene triol, cyclohexanetriol, erythritol, pentaerythritol, sorbitol, mannitol, sorbitan, dipentaerythritol and tripentaerythritol. In alternative non-limiting embodiments, the alkoxylated, ethoxylated and propoxylated polyols and mixtures thereof can be used alone or in combination with non-alkoxylated, non-ethoxylated and non-propoxylated polyols containing at least three hydroxyl groups, and mixtures thereof. The number of alkoxy groups can be from 1 to 10, or from 2 to 8, or any suitable number between 1 and 10. In a non-limiting embodiment, the alkoxy group can be an ethoxy group, and the number of ethoxy groups can be from 1 to 5 units. In another non-limiting embodiment of the invention, the polyol may be trimethylolpropane containing up to 2 ethoxy groups. Non-limiting examples of suitable alkoxylated polyols are ethoxylated trimethylol propane, propoxylated trimethylol propane, ethoxylated trimethylol ethane, and mixtures thereof.

Могут быть использованы смеси любых из приведенных выше полиолов.Mixtures of any of the above polyols may be used.

В некоторых вариантах изобретения полиуретаны настоящего изобретения могут представлять собой термопластики, например полиуретаны, имеющие молекулярную массу на поперечную сшивку, по меньшей мере, приблизительно 6000 г/моль.In some embodiments of the invention, the polyurethanes of the present invention can be thermoplastics, for example polyurethanes having a molecular weight for crosslinking of at least about 6000 g / mol.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения разветвленный полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода, может иметь среднечисленную молекулярную массу от приблизительно 100 до приблизительно 500 г/моль. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения полиол может иметь среднечисленную молекулярную массу менее чем приблизительно 450 г/моль. В других неограничивающих вариантах изобретения полиол может иметь среднечисленную молекулярную массу менее чем приблизительно 200 г/моль.In some non-limiting embodiments of the invention, a branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms may have a number average molecular weight of from about 100 to about 500 g / mol. In some non-limiting embodiments of the invention, the polyol may have a number average molecular weight of less than about 450 g / mol. In other non-limiting embodiments of the invention, the polyol may have a number average molecular weight of less than about 200 g / mol.

Реакционные компоненты для получения полиуретана Группы А также содержат от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода, или от приблизительно 2 до приблизительно 14 атомов углерода, или от 2 до 10 атомов углерода, или от 2 до 6 атомов углерода. В некоторых неограничивающих вариантах один или несколько атомов углерода в диоле могут быть замещены одним или несколькими гетероатомами, такими как N, S или О.The reaction components for the preparation of Group A polyurethane also contain from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms, or from about 2 to about 14 carbon atoms, or from 2 to 10 carbon atoms, or 2 to 6 carbon atoms. In some non-limiting embodiments, one or more carbon atoms in the diol may be substituted with one or more heteroatoms, such as N, S, or O.

Неограничивающие примеры подходящих диолов включают линейные алкандиолы, такие как этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль; 1,2-этандиол; пропандиолы, такие как 1,2-пропандиол и 1,3-пропандиол; бутандиолы, такие как 1,2-бутандиол, 1,3-бутандиол и 1,4-бутандиол; пентандиолы, такие как 1,5-пентандиол, 1,3-пентандиол и 2,4-пентандиол; гександиолы, такие как 1,6-гександиол и 2,5-гександиол; гептандиолы, такие как 2,4-гептандиол; октандиолы, такие как 1,8-октандиол; нонандиолы, такие как 1,9-нонандиол; декандиолы, такие как 1,10-декандиол; додекандиолы, такие как 1,12-додекандиол; октадекандиолы, такие как 1,18-октадекандиол; сорбит, маннит и их смеси. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления диол представляет собой пропандиол, такой как 1,2-пропандиол и 1,3-пропандиол, или бутандиол, такой как 1,2-бутандиол, 1,3-бутандиол и 1,4-бутандиол. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения один или несколько атомов углерода в полиоле могут быть замещены одним или несколькими гетероатомами, такими как N, S или О; например сульфонированные полиолы, такие как дитиооктан-бисдиол, тиодиэтанол, такой как 2,2-тиодиэтанол или 3,6-дитиа-1,2-октандиол.Non-limiting examples of suitable diols include linear alkanediols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol; 1,2-ethanediol; propanediols such as 1,2-propanediol and 1,3-propanediol; butanediols such as 1,2-butanediol, 1,3-butanediol and 1,4-butanediol; pentanediols such as 1,5-pentanediol, 1,3-pentanediol and 2,4-pentanediol; hexanediols such as 1,6-hexanediol and 2,5-hexanediol; heptanediols such as 2,4-heptanediol; octanediols such as 1,8-octanediol; nonanediols such as 1,9-nonanediol; decanediols such as 1,10-decanediol; dodecandiols, such as 1,12-dodecandiol; octadecandiols, such as 1,18-octadecandiol; sorbitol, mannitol and mixtures thereof. In some non-limiting embodiments, the diol is propanediol, such as 1,2-propanediol and 1,3-propanediol, or butanediol, such as 1,2-butanediol, 1,3-butanediol and 1,4-butanediol. In some non-limiting embodiments of the invention, one or more carbon atoms in the polyol may be substituted with one or more heteroatoms, such as N, S or O; for example, sulfonated polyols such as dithiooctane-bisdiol, thiodiethanol, such as 2,2-thiodiethanol or 3,6-dithia-1,2-octanediol.

Другие неограничивающие примеры подходящих диолов включают диолы, представленные следующей формулой:Other non-limiting examples of suitable diols include diols represented by the following formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

где R представляет собой С018-двухвалентный линейный или разветвленный, алифатический, циклоалифатический, ароматический, гетероциклический или олигомерный насыщенный алкиленовый радикал или их смеси; С218-двухвалентный органический радикал, содержащий, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, включающей атом серы, кислорода и кремния в дополнение к атомам углерода и водорода; С518-двухвалентный насыщенный циклоалкиленовый радикал или С518-двухвалентный насыщенный гетероциклоалкиленовый радикал; и R' и R'' могут присутствовать или отсутствовать, и если они присутствуют, то каждый независимо представляет собой С118-двухвалентный линейный или разветвленный, алифатический, циклоалифатический, ароматический, гетероциклический, полимерный или олигомерный насыщенный алкиленовый радикал или их смеси.where R is a C 0 -C 18 bivalent linear or branched, aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, heterocyclic or oligomeric saturated alkylene radical, or mixtures thereof; A C 2 -C 18 divalent organic radical containing at least one element selected from the group consisting of a sulfur, oxygen and silicon atom in addition to carbon and hydrogen atoms; A C 5 -C 18 divalent saturated cycloalkylene radical or a C 5 -C 18 divalent saturated heterocycloalkylene radical; and R ′ and R ″ may be present or absent, and if present, each independently represents a C 1 -C 18 divalent linear or branched, aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, heterocyclic, polymeric or oligomeric saturated alkylene radical, or mixtures thereof .

Другими неограничивающими примерами подходящих диолов являются разветвленные алкандиолы, такие как пропиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, неопентилгликоль, 2-метилбутандиол, 2,2,4-триметил-1,3-пентандиол, 2-метил-1,3-пентандиол, 2-этил-1,3-гександиол, 2-метил-1,3-пропандиол, 2,2-диметил-1,3-пропандиол, дибутил-1,3-пропандиол, полиалкиленгликоли, такие как полиэтиленгликоль, и их смеси.Other non-limiting examples of suitable diols are branched alkanediols such as propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, neopentyl glycol, 2-methylbutanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 2-methyl-1,3-pentanediol, 2-ethyl -1,3-hexanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, dibutyl-1,3-propanediol, polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, and mixtures thereof.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения диол может представлять собой циклоалкандиол, такой как циклопентандиол, 1,4-циклогександиол; циклогександиметанолы (CHDM), такие как 1,4-циклогександиметанол, циклододекандиол, 4,4'-изопропилиденбисциклогексанол, гидроксипропилциклогексанол, циклогександиэтанол, 1,2-бис(гидроксиметил)циклогексан, 1,2-бис(гидроксиэтил)циклогексан, 4,4'-изопропилиденбисциклогексанол, бис(4-гидроксициклогексанол)метан и их смеси.In some non-limiting embodiments of the invention, the diol may be cycloalkanediol, such as cyclopentanediol, 1,4-cyclohexanediol; cyclohexane dimethanols (CHDM) such as 1,4-cyclohexane dimethanol, cyclododecandiol, 4,4'-isopropylidene biscyclohexanol, hydroxypropyl cyclohexanol, cyclohexane diethanol, 1,2-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, 1,2-bis (hydroxyethyl) cyclohexane, 4 -isopropylidenebiscyclohexanol, bis (4-hydroxycyclohexanol) methane and mixtures thereof.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления диол может представлять собой ароматический диол, такой как дигидроксибензол, 1,4-бензолдиметанол, ксилолгликоль, гидроксибензиловый спирт и дигидрокситолуол; бисфенолы, такие как 4,4'-изопропилидендифенол, 4,4'-оксибисфенол, 4,4'-дигидроксибензофенон, 4,4'-тиобисфенол, фенолфталеин, бис(4-гидроксифенил)метан, 4,4'-(1,2-этендиил)бисфенол и 4,4'-сульфонилбисфенол; галогенированные бисфенолы, такие как 4,4'-изопропилиденбис(2,6-дибромфенол), 4,4'-изопропилиденбис(2,6-дихлорфенол) и 4,4'-изопропилиденбис(2,3,5,6-тетрахлорфенол); алкоксилированные бисфенолы, которые могут иметь, например, этокси-, пропокси-, α-бутокси- и β-бутокси-группы; и бисциклогексанолы, которые могут быть получены путем гидрирования соответствующих бисфенолов, таких как 4,4'-изопропилиденбисциклогексанол, 4,4'-оксибисциклогексанол, 4,4'-тиобисциклогексанол и бис(4-гидроксициклогексанол)метан, продукт алкилирования 1 моля 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропана (то есть бисфенола-А) 2 молями пропиленоксида; гидроксиалкилтерефталаты, такие как мета- или пара-бис(2-гидроксиэтил)терефталат, бис(гидроксиэтил)гидрохинон и их смеси.In some non-limiting embodiments, the implementation of the diol may be an aromatic diol, such as dihydroxybenzene, 1,4-benzenedimethanol, xylene glycol, hydroxybenzyl alcohol and dihydroxytoluene; bisphenols such as 4,4'-isopropylidene diphenol, 4,4'-hydroxybisphenol, 4,4'-dihydroxybenzophenone, 4,4'-thiobisphenol, phenolphthalein, bis (4-hydroxyphenyl) methane, 4,4 '- (1, 2-ethenediyl) bisphenol and 4,4'-sulfonylbisphenol; halogenated bisphenols such as 4,4'-isopropylidenebis (2,6-dibromophenol), 4,4'-isopropylidenebis (2,6-dichlorophenol) and 4,4'-isopropylidenebis (2,3,5,6-tetrachlorophenol) ; alkoxylated bisphenols which may have, for example, ethoxy, propoxy, α-butoxy and β-butoxy groups; and biscyclohexanols, which can be obtained by hydrogenation of the corresponding bisphenols, such as 4,4'-isopropylidenebiscyclohexanol, 4,4'-hydroxybiscyclohexanol and 4,4'-thiobiscyclohexanol and bis (4-hydroxycyclohexanol) methane, 1 mole alkylation product 2.2 bis (4-hydroxyphenyl) propane (i.e., bisphenol-A) with 2 moles of propylene oxide; hydroxyalkyl terephthalates, such as meta- or para-bis (2-hydroxyethyl) terephthalate, bis (hydroxyethyl) hydroquinone, and mixtures thereof.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения диол может представлять собой гетероциклический диол, например дигидроксипиперидин, такой как 1,4-бис(гидроксиэтил)пиперазин.In some non-limiting embodiments of the invention, the diol may be a heterocyclic diol, for example dihydroxypiperidine, such as 1,4-bis (hydroxyethyl) piperazine.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения диол может представлять собой амид или алканамид (такой как этандиамид(оксамид)), например N,N'-бис(2-гидроксиэтил)оксамид.In some non-limiting embodiments of the invention, the diol may be an amide or alkanamide (such as ethanediamide (oxamide)), for example N, N'-bis (2-hydroxyethyl) oxamide.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения диол может представлять собой диол пропионата, например 2,2-диметил-3-гидроксипропил-2,2-диметил-3-гидроксипропионат.In some non-limiting embodiments of the invention, the diol may be a diol of propionate, for example 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl-2,2-dimethyl-3-hydroxypropionate.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения диол может представлять собой диол гидантоина, такой как бисгидроксипропилгидантоин.In some non-limiting embodiments of the invention, the diol may be a hydantoin diol, such as bishydroxypropylhydantoin.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения диол может представлять собой диол фталата, такой как мета- или пара-бис(2-гидроксиэтил)терефталат.In some non-limiting embodiments of the invention, the diol may be a phthalate diol, such as meta- or para-bis (2-hydroxyethyl) terephthalate.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения диол может представлять собой диол гидрохинона, такой как дигидроксиэтилгидрохинон.In some non-limiting embodiments of the invention, the diol may be a hydroquinone diol, such as dihydroxyethylhydroquinone.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения диол может представлять собой диол изоцианурата, такой как дигидроксиэтилизоцианурат.In some non-limiting embodiments of the invention, the diol may be an isocyanurate diol, such as dihydroxyethyl isocyanurate.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления диол для применения в настоящем изобретении может представлять собой SH-содержащий материал, такой как политиолы, имеющие, по меньшей мере, три тиольные группы и от 4 до 18 атомов углерода. Неограничивающими примерами подходящих политиолов могут быть, но без ограничения ими, алифатические политиолы, циклоалифатические политиолы, ароматические политиолы, гетероциклические политиолы, полимерные политиолы, олигомерные политиолы и их смеси. Содержащий серу и содержащий активный атом водорода материал может иметь мостики, в том числе, но без ограничения ими, простые эфирные мостики (-О-), сульфидные мостики (-S-), полисульфидные мостики (-Sx-, где х имеет значение, по меньшей мере, 2 или от 2 до 4) и комбинации таких мостиков. Используемые в данном случае определения «тиол», «тиольная группа», «меркапто» или «меркапто-группы» относятся к SH-группе, которая способна образовывать тиоуретановый мостик (то есть -NH-C(O)-S-) с изоцианатной группой или дитиоуретановый мостик (то есть -NH-C(S)-S-) с изотиоцианатной группой.In some non-limiting embodiments, the implementation of the diol for use in the present invention may be an SH-containing material, such as polythiols having at least three thiol groups and from 4 to 18 carbon atoms. Non-limiting examples of suitable polythiols may include, but are not limited to, aliphatic polythiols, cycloaliphatic polythiols, aromatic polythiols, heterocyclic polythiols, polymer polythiols, oligomeric polythiols and mixtures thereof. Material containing sulfur and containing an active hydrogen atom can have bridges, including, but not limited to, ether bridges (-O-), sulfide bridges (-S-), polysulfide bridges (-S x -, where x is at least 2 or from 2 to 4) and combinations of such bridges. The definitions of “thiol”, “thiol group”, “mercapto” or “mercapto group” used in this case refer to the SH group, which is capable of forming a thiourethane bridge (i.e., -NH-C (O) -S-) with an isocyanate a group or a dithiourethane bridge (i.e., -NH-C (S) -S-) with an isothiocyanate group.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления компоненты полиуретана по существу не включают SH-содержащие материалы, то есть содержат менее чем приблизительно 5 мас.% SH-содержащего материала, в других неограничивающих вариантах они содержат менее чем приблизительно 2 мас.% SH-содержащих материалов, и в других неограничивающих вариантах SH-содержащие материалы отсутствуют.In some non-limiting embodiments, the implementation of the polyurethane components essentially do not include SH-containing materials, that is, contain less than about 5 wt.% SH-containing material, in other non-limiting embodiments, they contain less than about 2 wt.% SH-containing materials, and in other non-limiting embodiments, SH-containing materials are absent.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения диол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода, может иметь среднечисленную молекулярную массу от приблизительно 200 до приблизительно 10000 г/моль, или менее чем приблизительно 500 г/моль, или менее чем приблизительно 200 г/моль.In some non-limiting embodiments of the invention, a diol containing from 4 to 18 carbon atoms may have a number average molecular weight of from about 200 to about 10,000 g / mol, or less than about 500 g / mol, or less than about 200 g / mol.

Могут быть использованы смеси любых из приведенных выше диолов.Mixtures of any of the above diols may be used.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения реакционные компоненты для получения полиуретана группы А могут дополнительно включать один или несколько неразветвленных триолов и/или один или несколько неразветвленных более высокофункциональных полиолов.In some non-limiting embodiments of the invention, the reaction components for preparing a Group A polyurethane may further include one or more unbranched triols and / or one or more unbranched, more highly functional polyols.

Неограничивающие примеры подходящих неразветвленных триолов и неразветвленных более высокофункциональных полиолов включают алифатические, циклоалифатические, ароматические, гетероциклические, олигомерные и полимерные полиолы, а также их смеси.Non-limiting examples of suitable unbranched triols and unbranched, more highly functional polyols include aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, heterocyclic, oligomeric and polymeric polyols, as well as mixtures thereof.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения полиол может представлять собой циклоалканполиол, такой как циклогексантриол (например, 1,3,5-циклогексантриол).In some non-limiting embodiments of the invention, the polyol may be a cycloalkane polyol, such as cyclohexanetriol (e.g., 1,3,5-cyclohexanetriol).

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения полиол может представлять собой ароматический полиол, такой как бензолтриол (например, 1,2,3-бензолтриол, 1,2,4-бензолтриол и 1,3,5-бензолтриол) и фенолфталеин.In some non-limiting embodiments of the invention, the polyol may be an aromatic polyol, such as benzene triol (e.g., 1,2,3-benzene triol, 1,2,4-benzene triol and 1,3,5-benzene triol) and phenolphthalein.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения полиол может представлять собой полиол изоцианурата, такой как трис(гидроксиэтил)изоцианурат.In some non-limiting embodiments of the invention, the polyol may be an isocyanurate polyol, such as tris (hydroxyethyl) isocyanurate.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения реакционные компоненты для получения полиуретана Группы А дополнительно могут включать один или несколько разветвленных или неразветвленных полиолов (диолов, триолов и/или более высокофункциональных полиолов), содержащих более 18 атомов углерода.In some non-limiting embodiments of the invention, the reaction components for preparing Group A polyurethane may further include one or more branched or unbranched polyols (diols, triols and / or more highly functional polyols) containing more than 18 carbon atoms.

Неограничивающими примерами подходящих полиолов, содержащих более 18 атомов углерода, являются линейные или разветвленные алифатические полиолы, циклоалифатические полиолы, ароматические полиолы, гетероциклические полиолы, олигомерные полиолы, полимерные полиолы и их смеси.Non-limiting examples of suitable polyols containing more than 18 carbon atoms are linear or branched aliphatic polyols, cycloaliphatic polyols, aromatic polyols, heterocyclic polyols, oligomeric polyols, polymer polyols and mixtures thereof.

Неограничивающими примерами подходящих линейных или разветвленных алифатических полиолов, содержащих более 18 атомов углерода, являются 1,18-эйкозандиол и 1,24-тетракозандиол.Non-limiting examples of suitable linear or branched aliphatic polyols containing more than 18 carbon atoms are 1,18-eicosanediol and 1,24-tetracosanediol.

Другими неограничивающими примерами подходящих полиолов, содержащих больше 18 атомов углерода, являются полиолы, представленные следующей формулой:Other non-limiting examples of suitable polyols containing more than 18 carbon atoms are polyols represented by the following formula:

Figure 00000007
Figure 00000007

где R представляет собой С030-двухвалентный линейный или разветвленный, алифатический, циклоалифатический, ароматический, гетероциклический или олигомерный насыщенный алкиленовый радикал или их смеси; С230-двухвалентный органический радикал, содержащий, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, включающей атом серы, кислорода и кремния, в дополнение к атомам углерода и водорода; С530-двухвалентный насыщенный циклоалкиленовый радикал или С530-двухвалентный насыщенный гетероциклоалкиленовый радикал; и R' и R'' могут присутствовать или отсутствовать, и если они присутствуют, то каждый независимо представляет собой С130-двухвалентный линейный или разветвленный, алифатический, циклоалифатический, ароматический, гетероциклический, полимерный или олигомерный насыщенный алкиленовый радикал или их смеси.where R is a C 0 -C 30 bivalent linear or branched, aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, heterocyclic or oligomeric saturated alkylene radical, or mixtures thereof; A C 2 -C 30 divalent organic radical containing at least one element selected from the group consisting of a sulfur, oxygen and silicon atom, in addition to carbon and hydrogen atoms; A C 5 -C 30 divalent saturated cycloalkylene radical or a C 5 -C 30 divalent saturated heterocycloalkylene radical; and R ′ and R ″ may be present or absent, and if present, each independently represents a C 1 -C 30 divalent linear or branched, aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, heterocyclic, polymeric or oligomeric saturated alkylene radical, or mixtures thereof .

Неограничивающими примерами подходящих циклоалифатических полиолов, содержащих более чем 18 атомов углерода, являются бисциклогексанолы, содержащие более чем 18 атомов углерода, которые могут быть получены путем гидрирования соответствующих бисфенолов.Non-limiting examples of suitable cycloaliphatic polyols containing more than 18 carbon atoms are biscyclohexanols containing more than 18 carbon atoms, which can be obtained by hydrogenation of the corresponding bisphenols.

Неограничивающими примерами подходящих ароматических полиолов, содержащих более 18 атомов углерода, являются бисфенолы, алкоксилированные бисфенолы, такие как алкоксилированный 4,4'-изопропилидендифенол, который может содержать от 3 до 70 алкокси-групп.Non-limiting examples of suitable aromatic polyols containing more than 18 carbon atoms are bisphenols, alkoxylated bisphenols, such as alkoxylated 4,4'-isopropylidene diphenol, which may contain from 3 to 70 alkoxy groups.

Другие неограничивающие примеры подходящих олигомерных и полимерных полиолов, имеющих более 18 атомов углерода, включают высшие полиалкиленгликоли, такие как полиэтиленгликоли, имеющие среднечисленные молекулярные массы в интервале от приблизительно 200 до приблизительно 2000 г/моль, а также их смеси.Other non-limiting examples of suitable oligomeric and polymeric polyols having more than 18 carbon atoms include higher polyalkylene glycols such as polyethylene glycols having number average molecular weights in the range of from about 200 to about 2000 g / mol, as well as mixtures thereof.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиол для применения в настоящем изобретении может представлять собой SH-содержащий материал, такой как политиолы, содержащие, по меньшей мере, две тиольные группы или, по меньшей мере, три тиольные группы, и, по меньшей мере, 18 атомов углерода. Неограничивающими примерами подходящих политиолов могут быть, но не ограничиваются только ими, алифатические политиолы, циклоалифатические политиолы, ароматические политиолы, гетероциклические политиолы, полимерные политиолы, олигомерные политиолы, а также их смеси. Содержащий серу и содержащий активный атом водорода материал может иметь мостики, в том числе, но без ограничения ими, простые эфирные мостики (-О-), сульфидные мостики (-S-), полисульфидные мостики (-Sx-, где х имеет значение, по меньшей мере, 2 или от 2 до 4) и комбинации таких мостиков. Используемые в данном случае определения «тиол», «тиольная группа», «меркапто» или «меркапто-группа» относятся к SH-группе, которая способна образовывать тиоуретановый мостик (то есть -NH-C(O)-S-) с изоцианатной группой или дитиоуретановый мостик (то есть -NH-C(S)-S-) с изотиоцианатной группой.In some non-limiting embodiments, the polyol for use in the present invention may be an SH-containing material, such as polythiols containing at least two thiol groups or at least three thiol groups and at least 18 atoms carbon. Non-limiting examples of suitable polythiols may include, but are not limited to, aliphatic polythiols, cycloaliphatic polythiols, aromatic polythiols, heterocyclic polythiols, polymer polythiols, oligomeric polythiols, and mixtures thereof. Material containing sulfur and containing an active hydrogen atom can have bridges, including, but not limited to, ether bridges (-O-), sulfide bridges (-S-), polysulfide bridges (-S x -, where x is at least 2 or from 2 to 4) and combinations of such bridges. The definitions of “thiol”, “thiol group”, “mercapto” or “mercapto group” used in this case refer to the SH group, which is capable of forming a thiourethane bridge (i.e., -NH-C (O) -S-) with an isocyanate a group or a dithiourethane bridge (i.e., -NH-C (S) -S-) with an isothiocyanate group.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления компоненты полиуретана по существу не включают SH-содержащий материал, то есть содержат менее чем приблизительно 5 мас.% SH-содержащего материала, в других неограничивающих вариантах они содержат менее чем приблизительно 2 мас.% SH-содержащих материалов, и в других неограничивающих вариантах SH-содержащие материалы отсутствуют.In some non-limiting embodiments, the implementation of the polyurethane components essentially do not include SH-containing material, that is, contain less than about 5 wt.% SH-containing material, in other non-limiting embodiments, they contain less than about 2 wt.% SH-containing materials, and in other non-limiting embodiments, SH-containing materials are absent.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиол, содержащий, по меньшей мере, 18 атомов углерода, может иметь среднечисленную молекулярную массу от приблизительно 200 до приблизительно 5000 г/моль, или от приблизительно 200 до приблизительно 4000 г/моль, или, по меньшей мере, приблизительно 200 г/моль, или, по меньшей мере, приблизительно 400 г/моль, или, по меньшей мере, приблизительно 1000 г/моль, или, по меньшей мере, приблизительно 2000 г/моль. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения полиол может иметь среднечисленную молекулярную массу менее чем приблизительно 5000 г/моль, или менее чем приблизительно 4000 г/моль, или менее чем приблизительно 3000 г/моль, или менее чем приблизительно 2000 г/моль, или менее чем приблизительно 1000 г/моль, или менее чем приблизительно 500 г/моль.In some non-limiting embodiments, a polyol containing at least 18 carbon atoms may have a number average molecular weight of from about 200 to about 5000 g / mol, or from about 200 to about 4000 g / mol, or at least about 200 g / mol, or at least about 400 g / mol, or at least about 1000 g / mol, or at least about 2000 g / mol. In some non-limiting embodiments of the invention, the polyol may have a number average molecular weight of less than about 5000 g / mol, or less than about 4000 g / mol, or less than about 3000 g / mol, or less than about 2000 g / mol, or less than about 1000 g / mol, or less than about 500 g / mol.

Могут быть использованы смеси любых из приведенных выше полиолов. Например, полиол может включать триметилолпропан, и диол может включать бутандиол и/или пентандиол.Mixtures of any of the above polyols may be used. For example, the polyol may include trimethylolpropane, and the diol may include butanediol and / or pentanediol.

Как обсуждалось выше, количество разветвленного полиола, используемого для получения полиуретана Группы А, составляет от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения количество разветвленного полиола, используемого для получения полиуретана, составляет от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,9 эквивалента. В других неограничивающих вариантах изобретения количество разветвленного полиола, используемого для получения полиуретана, составляет приблизительно 0,3 эквивалента.As discussed above, the amount of branched polyol used to produce Group A polyurethane is from about 0.1 to about 0.9 equivalents. In some non-limiting embodiments of the invention, the amount of branched polyol used to make the polyurethane is from about 0.3 to about 0.9 equivalents. In other non-limiting embodiments of the invention, the amount of branched polyol used to make the polyurethane is about 0.3 equivalent.

Как обсуждалось выше, количество диола, используемого для получения полиуретана Группы А, составляет от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения количество диола, используемого для получения полиуретана, составляет от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,9 эквивалента. В других неограничивающих вариантах изобретения количество диола, используемого для получения полиуретана, составляет приблизительно 0,3 эквивалента.As discussed above, the amount of diol used to prepare Group A polyurethane is from about 0.1 to about 0.9 equivalents. In some non-limiting embodiments of the invention, the amount of diol used to make the polyurethane is from about 0.3 to about 0.9 equivalents. In other non-limiting embodiments of the invention, the amount of diol used to make the polyurethane is about 0.3 equivalent.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретанов Группы А реакционные компоненты содержат от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, и от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода на 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата, где указанные компоненты по существу не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола и где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С в течение, по меньшей мере, приблизительно 10 минут.In some non-limiting embodiments of Group A polyurethanes, the reaction components contain from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, and from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms per 1 equivalent of at least one polyisocyanate, wherein said components are substantially free of polyester polyol and polyether polyol, and where the reaction components are held at a temperature of at least about 100 ° C for at least about 10 minutes.

В некоторых вариантах осуществления изобретения полиуретан содержит продукт реакции компонентов, включающих: приблизительно 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата); от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,5 эквивалента триметилолпропана и от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,7 эквивалента бутандиола или пентандиола, или приблизительно 0,7 эквивалента бутандиола или пентандиола; где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.In some embodiments, the polyurethane comprises a reaction product of components comprising: about 1 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate); from about 0.3 to about 0.5 equivalent of trimethylolpropane; and from about 0.3 to about 0.7 equivalent of butanediol or pentanediol, or about 0.7 equivalent of butanediol or pentanediol; where the reaction components are maintained at a temperature of at least about 100 ° C. for at least about 10 minutes.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы А, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: приблизительно 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата); приблизительно 0,3 эквивалента триметилолпропана и приблизительно 0,7 эквивалента 1,10-додекандиола; где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.In another embodiment, the present invention provides Group A polyurethanes containing a reaction product of components comprising: about 1 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate); about 0.3 equivalents of trimethylolpropane; and about 0.7 equivalents of 1,10-dodecanediol; where the reaction components are maintained at a temperature of at least about 100 ° C. for at least about 10 minutes.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы А, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: приблизительно 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата); приблизительно 0,3 эквивалента триметилолпропана и приблизительно 0,7 эквивалента 1,5-пентандиола; где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.In another embodiment, the present invention provides Group A polyurethanes containing a reaction product of components comprising: about 1 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate); about 0.3 equivalent of trimethylolpropane; and about 0.7 equivalent of 1,5-pentanediol; where the reaction components are maintained at a temperature of at least about 100 ° C. for at least about 10 minutes.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы А, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: приблизительно 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата); приблизительно 0,3 эквивалента триметилолпропана; приблизительно 0,7 эквивалента 1,4-бутандиола; где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.In another embodiment, the present invention provides Group A polyurethanes containing a reaction product of components comprising: about 1 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate); approximately 0.3 equivalent of trimethylolpropane; approximately 0.7 equivalent of 1,4-butanediol; where the reaction components are maintained at a temperature of at least about 100 ° C. for at least about 10 minutes.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы А, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: приблизительно 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата); приблизительно 0,4 эквивалента триметилолпропана; приблизительно 0,6 эквивалента 1,18-октадекандиола; где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.In another embodiment, the present invention provides Group A polyurethanes containing a reaction product of components comprising: about 1 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate); approximately 0.4 equivalent trimethylolpropane; approximately 0.6 equivalent of 1,18-octadecandiol; where the reaction components are maintained at a temperature of at least about 100 ° C. for at least about 10 minutes.

Полиуретаны Группы А могут проявлять хорошую баллистическую стойкость, например устойчивость к пробиванию, устойчивость к прониканию или к образованию трещин вследствие удара от снаряда, такого как пуля, или выстрела, который произведен из ружья, орудия, нарезного оружия, АК-47 или других стрелковых приспособлений или взрывчатых веществ. В некоторых вариантах изобретения полиуретаны Группы А толщиной 0,75'' (1,9 см) или больше будут останавливать или отражать: 9 мм (125 гран) пулю, выпущенную при начальной скорости 1350 фут/сек (411,5 м/сек) с расстояния 20 футов; пулю 0,40 калибра, выпущенную при начальной скорости 987 фут/сек (300,8 м/сек) с расстояния 20 футов (6,1 м); и/или орудийный снаряд 12 калибра, выпущенный при начальной скорости 1290 фут/сек (393,2 м/сек) с расстояния 20 футов (6,1 м).Group A polyurethanes can exhibit good ballistic resistance, such as penetration resistance, penetration resistance, or cracking due to impact from a projectile, such as a bullet, or a shot that is fired from a gun, gun, rifle, AK-47 or other shooting devices or explosives. In some embodiments, Group A polyurethanes 0.75 '' (1.9 cm) thick or more will stop or reflect: a 9 mm (125 grains) bullet fired at an initial speed of 1350 ft / s (411.5 m / s) from a distance of 20 feet; a 0.40 caliber bullet fired at an initial speed of 987 ft / s (300.8 m / s) from a distance of 20 feet (6.1 m); and / or a 12-caliber gun shell fired at an initial speed of 1290 ft / s (393.2 m / s) from a distance of 20 feet (6.1 m).

Группа ВGroup B

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны группы В, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: (а) уретановый предполимер с изоцианатной функциональностью, содержащий продукт реакции компонентов, включающих: (i) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата и (ii) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,5 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода, (b) от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и (с) приблизительно до 0,45 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода, где указанные компоненты по существу не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.In some non-limiting embodiments, the present invention provides Group B polyurethanes containing a reaction product of components comprising: (a) an isocyanate-functional urethane prepolymer containing a reaction product of components comprising: (i) approximately 1 equivalent of at least one polyisocyanate and ( ii) from about 0.1 to about 0.5 equivalents of at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms, (b) from about 0.05 to about 0.9 equivalents, at least m D, one polyol comprising from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and (c) up to about 0.45 equivalent of at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms, wherein said components are substantially free of polyester polyol and polyether polyol.

Неограничивающие примеры и количества подходящих полиизоцианатов, диолов и полиолов для применения в продуктах реакции для получения полиуретанов Группы В подробно обсуждены выше при рассмотрении Группы А. Способы получения полиуретанов Группы В более подробно обсуждены ниже.Non-limiting examples and amounts of suitable polyisocyanates, diols and polyols for use in reaction products to produce Group B polyurethanes are discussed in detail above when considering Group A. Methods for producing Group B polyurethanes are discussed in more detail below.

Группа СGroup C

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы С, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: по меньшей мере, один полиизоцианат, выбранный из группы, включающей тримеры полиизоцианата и разветвленные полиизоцианаты, причем полиизоцианат содержит, по меньшей мере, три изоцианатные функциональные группы; и, по меньшей мере, один алифатический полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, две гидроксильные группы, где указанные компоненты по существу не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.In some non-limiting embodiments, the present invention provides Group C polyurethanes containing a reaction product of components comprising: at least one polyisocyanate selected from the group consisting of triisomers of polyisocyanate and branched polyisocyanates, wherein the polyisocyanate contains at least three isocyanate functional groups; and at least one aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least two hydroxyl groups, wherein said components are substantially free of polyester polyol and polyether polyol.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы С, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: приблизительно 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата); приблизительно 1,1 эквивалента бутандиола и приблизительно 0,1 эквивалента тримера изофорондиизоцианата.In other non-limiting embodiments, the present invention provides Group C polyurethanes containing a reaction product of components comprising: about 1 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate); approximately 1.1 equivalents of butanediol; and approximately 0.1 equivalents of the isophorondiisocyanate trimer.

Неограничивающие примеры подходящих тримеров полиизоцианата, разветвленных полиизоцианатов и алифатических полиолов (в том числе, но без ограничения ими, линейных, разветвленных или циклоалифатических полиолов) для использования в качестве реакционных продуктов для получения полиуретанов Группы С подробно обсуждены выше при рассмотрении Группы А. Могут быть использованы количества тримера(ов) полиизоцианата и/или разветвленного(ых) полиизоцианата(ов), аналогичные количествам, описанным выше для полиизоцианата Группы А. Кроме того, для получения полиуретанов Группы С могут быть использованы смеси тримера(ов) полиизоцианата и/или разветвленного(ых) полиизоцианата(ов) с другими неразветвленными или нетримеризованными полиизоцианатами, описанными выше.Non-limiting examples of suitable trimers of polyisocyanate, branched polyisocyanates and aliphatic polyols (including, but not limited to linear, branched or cycloaliphatic polyols) for use as reaction products for the production of Group C polyurethanes are discussed in detail above when considering Group A. Can be used amounts of trimer (s) of polyisocyanate and / or branched (s) polyisocyanate (s) similar to those described above for Group A polyisocyanate. In addition, d I Group C preparing polyurethanes can be used a mixture of trimer (s), polyisocyanate and / or branched (s), polyisocyanate (s) with straight or other netrimerizovannymi polyisocyanates described above.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретана Группы С реакционные компоненты содержат от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 2 гидроксильные группы, на 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата, а в других неограничивающих вариантах осуществления от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного алифатического полиола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода, где указанные компоненты по существу не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.In some non-limiting embodiments of a Group C polyurethane, the reaction components contain from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 2 hydroxyl groups, per 1 the equivalent of at least one polyisocyanate, and in other non-limiting embodiments, from about 0.3 to about 0.9 equivalents of at least one aliphatic polyol containing from 2 to 18 carbon atoms, where Said components are substantially free of polyester polyol and polyether polyol.

Как обсуждалось выше, в некоторых неограничивающих вариантах осуществления Группы А, Группы В и Группы С продукт реакции компонентов по существу не содержит сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола. Используемое в данном случае выражение «по существу не содержит сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола» означает, что продукт реакции компонентов содержит менее чем приблизительно 10 мас.% сложного полиэфирполиола и/или простого полиэфирполиола, или менее чем приблизительно 5 мас.% сложного полиэфирполиола и/или простого полиэфирполиола, или менее чем приблизительно 2 мас.% сложного полиэфирполиола и/или простого полиэфирполиола, или не содержат сложного полиэфирполиола и/или простого полиэфирполиола.As discussed above, in some non-limiting embodiments of Group A, Group B and Group C, the reaction product of the components is substantially free of polyester polyol and polyether polyol. Used in this case, the expression "essentially does not contain polyester polyol and polyether polyol" means that the reaction product of the components contains less than about 10 wt.% Polyester and / or polyether polyol, or less than about 5 wt.% Polyester and / or polyether polyol, or less than about 2 wt.% polyester polyol and / or polyether polyol, or do not contain polyester and / or polyether polyol.

Неограничивающими примерами таких сложных полиэфирполиолов являются сложные полиэфиры гликолей, поликапролактонполиолы, поликарбонатполиолы и их смеси. Сложные полиэфиры гликолей могут включать продукты этерификации одной или нескольких дикарбоновых кислот, содержащих от четырех до десяти атомов углерода, например, но без ограничения ими, адипиновой, янтарной или себациновой кислот, с одним или несколькими низкомолекулярными гликолями, содержащими от двух до десяти атомов углерода, такими как, но без ограничения, этиленгликоль, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, 1,4-бутандиол, неопентилгликоль, 1,6-гександиол и 1,10-декандиол. Методики этерификации для производства сложных полиэфирполиолов описаны, например, в статье D.M. Young, F. Hostettler et al. “Polyesters from Lactone”, Union Carbide F-40, p.147.Non-limiting examples of such polyester polyols are glycol polyesters, polycaprolactone polyols, polycarbonate polyols and mixtures thereof. Polyester glycols may include the esterification products of one or more dicarboxylic acids containing from four to ten carbon atoms, for example, but without limitation, adipic, succinic or sebacic acids, with one or more low molecular weight glycols containing from two to ten carbon atoms, such as, but not limited to, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol and 1,10-decanediol. The esterification procedures for the production of polyester polyols are described, for example, in D.M. Young, F. Hostettler et al. “Polyesters from Lactone”, Union Carbide F-40, p. 147.

Неограничивающими примерами поликапролактонполиолов являются полиолы, полученные конденсацией капролактона в присутствии бифункционального материала с активным атомом водорода, такого как вода или низкомолекулярные гликоли, например этиленгликоль и пропиленгликоль. Неограничивающими примерами подходящих поликапролактонполиолов могут быть коммерчески доступные материалы, обозначаемые как серия САРА от Solvay Chemical of Houston, Texas, такие как САРА 2047А и САРА 2077А, и серии TONE от Dow Chemical of Midland, Michigan, такие как TONE 0201, 0210, 0230 и 0241. В некоторых неограничивающих вариантах поликапролактонполиол имеет молекулярную массу в интервале от приблизительно 500 до приблизительно 2000 г/моль или от приблизительно 500 до приблизительно 1000 г/моль.Non-limiting examples of polycaprolactone polyols are polyols obtained by condensation of caprolactone in the presence of a bifunctional material with an active hydrogen atom, such as water or low molecular weight glycols, for example ethylene glycol and propylene glycol. Non-limiting examples of suitable polycaprolactone polyols can be commercially available materials, designated as the CAPA series from Solvay Chemical of Houston, Texas, such as CAPA 2047A and CAPA 2077A, and the TONE series from Dow Chemical of Midland, Michigan, such as TONE 0201, 0210, 0230 and 0241. In some non-limiting embodiments, the polycaprolactone polyol has a molecular weight in the range of from about 500 to about 2000 g / mol or from about 500 to about 1000 g / mol.

Неограничивающими примерами поликарбонатполиолов являются алифатические поликарбонатдиолы, например диолы на основе алкиленгликолей, простых эфиров гликолей, алициклических гликолей или их смесей. В некоторых вариантах алкиленовые группы для получения поликарбонатполиола могут содержать от 5 до 10 атомов углерода и могут быть линейными, циклоалкиленовыми или их комбинациями. Неограничивающими примерами таких алкиленовых групп являются гексилен, октилен, децилен, циклогексилен и циклогексилдиметилен. Подходящие поликарбонаты полиолов могут быть получены в неограничивающих примерах реакцией оканчивающегося гидрокси-группой алкиленгликоля с диалкилкарбонатом, таким как метил-, этил-, н-пропил- или н-бутилкарбонат, или диарилкарбонатом, таким как дифенил- или динафтилкарбонат, или реакцией оканчивающегося гидрокси-группой алкилендиола с фосгеном или бисхлорформиатом способами, которые известны специалистам в данной области техники. Неограничивающими примерами таких поликарбонатов полиолов являются поликарбонатполиолы, коммерчески доступные как RavecarbTM 107 от Enichem S.p.A. (Polimeri Europa) (Италия), и полигексиленкарбонатдиолы со среднечисленной молекулярной массой приблизительно 1000, такие как поликарбонатдиол КМ10-1733, полученный из гександиола, коммерческий продукт Stahl. Примерами других подходящих поликарбонатполиолов, которые коммерчески доступны, являются КМ10-1122, КМ10-1667 (получены из смеси 50/50 мас.% циклогександиметанола и гександиола) (коммерчески доступны от Stahl U.S.A. Inc. of Peabody, Massachusetts) и DESMOPHEN 2020E (коммерчески доступный от Bayer Corp.).Non-limiting examples of polycarbonate polyols are aliphatic polycarbonate diols, for example, diols based on alkylene glycols, glycol ethers, alicyclic glycols, or mixtures thereof. In some embodiments, alkylene groups for producing polycarbonate polyol may contain from 5 to 10 carbon atoms and may be linear, cycloalkylene, or combinations thereof. Non-limiting examples of such alkylene groups are hexylene, octylene, decylene, cyclohexylene and cyclohexyl dimethylene. Suitable polycarbonate polyols can be prepared in non-limiting examples by reacting a hydroxy-terminated alkylene glycol with a dialkyl carbonate, such as methyl, ethyl, n-propyl or n-butyl carbonate, or a diaryl carbonate, such as diphenyl or dinaphthyl carbonate, or by the reaction ending in hydroxy alkylenediol group with phosgene or bischloroformate by methods known to those skilled in the art. Non-limiting examples of such polycarbonate polyols are polycarbonate polyols, commercially available as Ravecarb 107 from Enichem SpA (Polimeri Europa) (Italy), and number average molecular weight polyhexylene carbonate diols, such as KM10-1733 polycarbonate diol derived from hexanediol, a commercial product. Examples of other suitable polycarbonate polyols that are commercially available are KM10-1122, KM10-1667 (obtained from a mixture of 50/50 wt.% Cyclohexanedimethanol and hexanediol) (commercially available from Stahl USA Inc. of Peabody, Massachusetts) and DESMOPHEN 2020E (commercially available from Bayer Corp.).

Поликарбонатполиол может быть получен реакцией диола, такого как описан выше, и диалкилкарбоната, такого как описан в патенте США № 4160853. Поликарбонатполиол может включать полигексаметиленкарбонат, такой как НО-(СН2)6-[O-C(O)-O-(CH2)6]n-ОН, где n принимает целые значения от 4 до 24, или от 4 до 10, или от 5 до 7.Polycarbonate polyol can be obtained by reacting a diol, such as described above, and a dialkyl carbonate, such as described in US patent No. 4160853. Polycarbonate polyol can include polyhexamethylene carbonate, such as HO- (CH 2 ) 6 - [OC (O) -O- (CH 2 ) 6 ] n -OH, where n takes integer values from 4 to 24, or from 4 to 10, or from 5 to 7.

Неограничивающими примерами полиэфирполиолов являются поли(оксиалкилен)полиолы или полиалкоксилированные полиолы. Поли(оксиалкилен)полиолы могут быть получены в соответствии с известными способами. В неограничивающем варианте поли(оксиалкилен)полиол может быть получен конденсацией алкиленоксида или смеси алкиленоксидов с использованием катализируемого кислотой или основанием присоединения с многоатомным инициатором или смесью многоатомных инициаторов, таких как этиленгликоль, пропиленгликоль, глицерин и сорбит. Совместимые смеси простых полиэфирполиолов также могут быть использованы. Используемое в данном случае определение «совместимые» означает, что два или несколько материалов могут взаимно растворяться друг в друге так, что по существу образуется одна фаза. Неограничивающие примеры алкиленоксидов могут включать этиленоксид, пропиленоксид, бутиленоксид, амиленоксид, аралкиленоксиды, такие как стиролоксид, смеси этиленоксида и пропиленоксида. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиоксиалкиленполиолы могут быть получены со смесями алкиленоксида с использованием статистического или ступенчатого оксиалкилирования. Неограничивающими примерами таких поли(оксиалкилен)полиолов являются полиоксиэтиленполиолы, такие как полиэтиленгликоль, и полиоксипропиленполиолы, такие как полипропиленгликоль.Non-limiting examples of polyether polyols are poly (oxyalkylene) polyols or polyalkoxylated polyols. Poly (oxyalkylene) polyols can be prepared according to known methods. In a non-limiting embodiment, the poly (oxyalkylene) polyol can be prepared by condensing an alkylene oxide or mixture of alkylene oxides using an acid-catalyzed or base addition with a polyatomic initiator or a mixture of polyatomic initiators such as ethylene glycol, propylene glycol, glycerol and sorbitol. Compatible blends of polyether polyols can also be used. Used in this case, the definition of "compatible" means that two or more materials can be mutually dissolved in each other so that essentially one phase is formed. Non-limiting examples of alkylene oxides may include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, amylene oxide, aralkylene oxides such as styrene oxide, mixtures of ethylene oxide and propylene oxide. In some non-limiting embodiments, polyoxyalkylene polyols can be prepared with mixtures of alkylene oxide using statistical or stepwise hydroxyalkylation. Non-limiting examples of such poly (oxyalkylene) polyols are polyoxyethylene polyols, such as polyethylene glycol, and polyoxypropylene polyols, such as polypropylene glycol.

Другие простые полиэфирполиолы представляют собой блок-полимеры, такие как блок-полимеры, имеющие блоки этиленоксид-пропиленоксид и/или этиленоксид-бутиленоксид. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения простые полиэфирполиолы включают блок-сополимер следующей формулы:Other simple polyether polyols are block polymers, such as block polymers having ethylene oxide-propylene oxide and / or ethylene oxide-butylene oxide blocks. In some non-limiting embodiments of the invention, polyether polyols include a block copolymer of the following formula:

НО-(СНR1CHR2-O)a-(СНR3CHR4-O)b-(СНR5CHR6-O)c-H,HO- (CHR 1 CHR 2 -O) a - (CHR 3 CHR 4 -O) b - (CHR 5 CHR 6 -O) c -H,

где R1-R6 каждый независимо может представлять собой атом водорода или метил; и а, b и c каждый независимо может быть выбран из целых чисел от 0 до 300, где а, b и c выбирают так, что среднечисленная молекулярная масса полиола составляет менее чем приблизительно 32000 г/моль или менее чем приблизительно 10000 г/моль при определении с помощью ГПХ (GPC). В других неограничивающих вариантах осуществления а, b и c каждый независимо может представлять собой целое число от 1 до 300. В других неограничивающих вариантах R1, R2, R5 и R6 могут представлять собой атом водорода, и R3 и R4 каждый независимо выбирают из атома водорода и метила при условии, что R3 и R4 отличаются друг от друга. В других неограничивающих вариантах R3 и R4 могут представлять собой атом водорода, и R1 и R2 каждый независимо могут быть выбраны из атома водорода и метила при условии, что R1 и R2 отличаются друг от друга, а R5 и R6 каждый независимо может быть выбран из атома водорода и метила при условии, что R5 и R6 отличаются друг от друга.where R 1 -R 6 each independently may represent a hydrogen atom or methyl; and a, b and c each independently can be selected from integers from 0 to 300, where a, b and c are chosen so that the number average molecular weight of the polyol is less than about 32,000 g / mol or less than about 10,000 g / mol at determination using GPC (GPC). In other non-limiting embodiments, a, b, and c may each independently be an integer from 1 to 300. In other non-limiting embodiments, R 1 , R 2 , R 5, and R 6 may represent a hydrogen atom, and R 3 and R 4 each independently selected from a hydrogen atom and methyl, provided that R 3 and R 4 are different from each other. In other non-limiting embodiments, R 3 and R 4 may represent a hydrogen atom, and R 1 and R 2 each independently can be selected from a hydrogen atom and methyl, provided that R 1 and R 2 are different from each other, and R 5 and R 6, each independently can be selected from a hydrogen atom and methyl, provided that R 5 and R 6 are different from each other.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиалкоксилированные полиолы могут быть представлены следующей общей формулой:In some non-limiting embodiments, the implementation of polyalkoxysilane polyols can be represented by the following General formula:

Figure 00000008
Figure 00000008

Формула (I')Formula (I ')

где m и n каждый может принимать целые положительные значения, причем сумма m и n составляет от 5 до 70; R1 и R2 каждый представляет собой атом водорода, метил или этил; и А представляет собой двухвалентную связывающую группу, такую как линейный или разветвленный алкилен, которая может содержать от 1 до 8 атомов углерода, фенилен и С19-алкил-замещенный фенилен. Значения m и n могут в комбинации с выбранной двухвалентной связывающей группой определять молекулярную массу полиола. Полиалкоксилированные полиолы могут быть получены способами, которые хорошо известны в данной области. В неограничивающих вариантах осуществления полиол, такой как 4,4'-изопропилидендифенол, может быть введен в реакцию с оксирансодержащим материалом, таким как этиленоксид, пропиленоксид или бутиленоксид, с образованием материала, обычно называемого этоксилированным, пропоксилированным или бутоксилированным полиолом, имеющим гидроксильную функциональность. Неограничивающими примерами полиолов, приемлемых для применения при получении полиалкоксилированных полиолов, могут быть полиолы, которые описаны в патенте США № 6187444 В1, в столбце 10, строки 1-20, который включен в описание в качестве ссылки.where m and n each can take positive integer values, the sum of m and n being from 5 to 70; R 1 and R 2 each represents a hydrogen atom, methyl or ethyl; and A represents a divalent linking group, such as linear or branched alkylene, which may contain from 1 to 8 carbon atoms, phenylene and C 1 -C 9 -alkyl-substituted phenylene. The values of m and n can, in combination with the selected divalent linking group, determine the molecular weight of the polyol. Polyalkoxylated polyols can be prepared by methods that are well known in the art. In non-limiting embodiments, a polyol, such as 4,4'-isopropylidene diphenol, can be reacted with an oxirane-containing material, such as ethylene oxide, propylene oxide or butylene oxide, to form a material commonly referred to as an ethoxylated, propoxylated or butoxylated polyol having hydroxyl functionality. Non-limiting examples of polyols suitable for use in the preparation of polyalkoxylated polyols can be polyols, which are described in US patent No. 6187444 B1, column 10, lines 1-20, which is incorporated into the description by reference.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления простой полиэфирполиол может представлять собой этиленоксид/пропиленоксидные блоксополимеры PLURONIC, такие как PLURONIC R и PLURONIC L62D, и/или тетрафункциональные блок-сополимеры на основе этиленоксида и пропиленоксида TETRONIC, такие как TETRONIC R, которые являются коммерчески доступными от BASF Corp., Parsippany, New Jersey.In some non-limiting embodiments, the polyether polyol may be PLURONIC ethylene oxide / propylene oxide block copolymers, such as PLURONIC R and PLURONIC L62D, and / or TETRONIC ethylene oxide and propylene oxide tetra-functional block copolymers, such as TETRONIC R, which are commercially available from BASFAS ., Parsippany, New Jersey.

Используемое в данном случае выражение «простые полиэфирполиолы» также может включать поли(окситетраметилен)диолы, полученные полимеризацией тетрагидрофурана в присутствии катализаторов, кислот Льюиса, таких как, но без ограничения ими, трифторид бора, хлорид олова (IV) и сульфонилхлорид.Used in this case, the expression "simple polyether polyols" may also include poly (oxytetramethylene) diols obtained by polymerization of tetrahydrofuran in the presence of catalysts, Lewis acids, such as, but not limited to, boron trifluoride, tin (IV) chloride and sulfonyl chloride.

Группа DGroup D

В некоторых неограничивающих вариантах настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы D, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: по меньшей мере, один полиизоцианат; по меньшей мере, один разветвленный полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и, по меньшей мере, один полиол, содержащий один или несколько атомов брома, один или несколько атомов фосфора или их комбинации. Бромированные или фосфонированные полиолы могут давать полиуретан с повышенной огнестойкостью. Огнестойкость полиуретанов настоящего изобретения может быть определена простым воздействием пламени, чтобы определить, способен ли полимер к самогашению или будет ли он гореть более медленно, чем полимер в отсутствие бромированного или фосфонированного полиола, или в соответствии с испытаниями Underwritter's Laboratory Test UL-94.In some non-limiting embodiments, the present invention provides Group D polyurethanes comprising a reaction product of components comprising: at least one polyisocyanate; at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and at least one polyol containing one or more bromine atoms, one or more phosphorus atoms, or combinations thereof. Brominated or phosphonated polyols can give polyurethane with increased fire resistance. The fire resistance of the polyurethanes of the present invention can be determined by a simple flame to determine if the polymer is self-extinguishing or burns more slowly than the polymer in the absence of a brominated or phosphonated polyol, or in accordance with the Underwritter's Laboratory Test UL-94.

В других неограничивающих вариантах настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы D, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: приблизительно 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата); от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,5 эквивалента триметилолпропана; от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,5 эквивалента бис(4-(2-гидроксиэтокси)-3,5-дибромфенил)сульфона; от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,5 эквивалента 1,4-циклогександиметанола и от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,5 эквивалента 3,6-дитиа-1,2-октандиола.In other non-limiting embodiments, the present invention provides Group D polyurethanes containing a reaction product of components comprising: about 1 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate); from about 0.3 to about 0.5 equivalent of trimethylolpropane; from about 0.2 to about 0.5 equivalent of bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3,5-dibromophenyl) sulfone; from about 0.2 to about 0.5 equivalent of 1,4-cyclohexanedimethanol; and from about 0.2 to about 0.5 equivalent of 3,6-dithia-1,2-octanediol.

Неограничивающие примеры подходящих полиизоцианатов и разветвленных полиолов, содержащих от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, для использования в качестве реакционных продуктов для получения полиуретанов Группы D обсуждены подробно выше при рассмотрении Группы А.Non-limiting examples of suitable polyisocyanates and branched polyols containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups for use as reaction products to produce Group D polyurethanes are discussed in detail above when considering Group A.

Неограничивающими примерами подходящих полиолов, содержащих один или несколько атомов брома, один или несколько атомов фосфора или их комбинации, являются 4,4'-изопропилиден-бис(2,6-дибромфенол), изопропилиден-бис[2-(2,6-дибромфенокси)этанол], бис(4-(2-гидроксиэтокси)-3,5-дибромфенил)сульфон, гептакис(дипропиленгликоль)трифосфит, трис(дипропиленгликоль)фосфат, диэтил-N,N-бис(2-гидроксиэтил)аминоэтанолфосфонат и их смеси. Неограничивающими примерами подходящих фосфонированных полиолов являются полиолы формулы HO-Y-O[POOR-O-Y-O][POOR-O-Y]-OH, где каждый R независимо выбирают из алкиленовой группы, имеющей 1-10 повторяющихся звеньев, например от СН2 до (СН2)10, и каждый Y независимо выбирают из алкиленовой группы, имеющей от 1 до 6 повторяющихся звеньев, например от СН2 до (СН2)6.Non-limiting examples of suitable polyols containing one or more bromine atoms, one or more phosphorus atoms, or a combination thereof, are 4,4'-isopropylidene bis (2,6-dibromophenol), isopropylidene bis [2- (2,6-dibromophenoxy ) ethanol], bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3,5-dibromophenyl) sulfone, heptakis (dipropylene glycol) triphosphite, tris (dipropylene glycol) phosphate, diethyl N, N-bis (2-hydroxyethyl) aminoethanol phosphonate and mixtures thereof . Non-limiting examples of suitable phosphonated polyols are polyols of the formula HO-YO [POOR-OYO] [POOR-OY] -OH, where each R is independently selected from an alkylene group having 1-10 repeating units, for example, CH 2 to (CH 2 ) 10 and each Y is independently selected from an alkylene group having from 1 to 6 repeating units, for example, from CH 2 to (CH 2 ) 6 .

Количество бромированных полиолов и/или фосфонированных полиолов, используемых для получения полиуретана группы D, может составлять от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, или от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,9 эквивалента, или приблизительно 0,3 эквивалента.The amount of brominated polyols and / or phosphonated polyols used to produce Group D polyurethane may be from about 0.1 to about 0.9 equivalents, or from about 0.3 to about 0.9 equivalents, or about 0.3 equivalents.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения реакционные компоненты могут также включать один или несколько простых полиэфирполиолов и/или сложных полиэфирполиолов, описанных выше. Если они присутствуют, то количество простых полиэфирполиолов и/или сложных полиэфирполиолов, используемых для получения полиуретана группы D, может составлять от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, или от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,9 эквивалента, или приблизительно 0,3 эквивалента.In some non-limiting embodiments of the invention, the reaction components may also include one or more polyether polyols and / or polyester polyols described above. If present, the amount of polyether polyols and / or polyester polyols used to prepare Group D polyurethane may be from about 0.1 to about 0.9 equivalent, or from about 0.3 to about 0.9 equivalent, or about 0.3 equivalent.

Группы А-DGroups A-D

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретанов групп А-D реакционные продукты могут дополнительно содержать один или несколько компонентов из числа следующих: полиуретанполиолы, (мет)акриламиды, гидрокси(мет)акриламиды, поливиниловые спирты, полимеры, содержащие (мет)акрилаты с гидроксильной функциональностью, полимеры, содержащие аллиловые спирты, полиэфирамиды и их смеси. В некоторых вариантах осуществления полимеризация с акриламидами может давать взаимопроникающие полимерные сетки, имеющие высокую прозрачность, хорошую ударную вязкость и высокий модуль Юнга.In some non-limiting embodiments of the implementation of the polyurethanes of groups AD, the reaction products may additionally contain one or more of the following components: polyurethane polyols, (meth) acrylamides, hydroxy (meth) acrylamides, polyvinyl alcohols, polymers containing (meth) acrylates with hydroxyl functionality, polymers containing allyl alcohols, polyetheramides and mixtures thereof. In some embodiments, acrylamide polymerization can produce interpenetrating polymer networks having high transparency, good toughness, and high Young's modulus.

Неограничивающими примерами подходящих полиуретанполиолов являются продукты реакции избытка полиизоцианата и разветвленного или линейного полиола. Эквивалентное отношение полиизоцианата к полиолу может находиться в интервале от приблизительно 1,0:0,05 до приблизительно 1,0:0,3 или составляет приблизительно 1,0:0,7. Количество используемых полиуретанполиолов может находиться в интервале от приблизительно 1 до приблизительно 90 мас.%, от приблизительно 5 до приблизительно 70 мас.% или от приблизительно 20 до приблизительно 50 мас.% из расчета на общую массу компонентов.Non-limiting examples of suitable polyurethane polyols are the reaction products of an excess of polyisocyanate and a branched or linear polyol. The equivalent ratio of polyisocyanate to polyol may range from about 1.0: 0.05 to about 1.0: 0.3, or is about 1.0: 0.7. The amount of polyurethane polyols used can range from about 1 to about 90 wt.%, From about 5 to about 70 wt.%, Or from about 20 to about 50 wt.% Based on the total weight of the components.

Неограничивающими примерами подходящих акриламидов являются акриламид, метакриламид и диметилакриламид. Акриламид может быть добавлен вместе со всеми другими компонентами реакции, или он может быть растворен в диоле и затем смешан с другими компонентами реакции. Количество используемого акриламида может находиться в интервале от приблизительно 5 до приблизительно 70 мас.%, от приблизительно 10 до приблизительно 50 мас.% или от приблизительно 10 до приблизительно 30 мас.% из расчета на общую массу компонентов.Non-limiting examples of suitable acrylamides are acrylamide, methacrylamide and dimethyl acrylamide. Acrylamide can be added together with all other components of the reaction, or it can be dissolved in a diol and then mixed with other components of the reaction. The amount of acrylamide used can range from about 5 to about 70 wt.%, From about 10 to about 50 wt.%, Or from about 10 to about 30 wt.% Based on the total weight of the components.

Неограничивающие примеры подходящих поливиниловых спиртов включают поливиниловый спирт. Количество используемого поливинилового спирта может находиться в интервале от приблизительно 5 до приблизительно 90 мас.%, от приблизительно 10 до приблизительно 70 мас.% или от приблизительно 10 до приблизительно 40 мас.% из расчета на общую массу компонентов.Non-limiting examples of suitable polyvinyl alcohols include polyvinyl alcohol. The amount of polyvinyl alcohol used can range from about 5 to about 90 wt.%, From about 10 to about 70 wt.%, Or from about 10 to about 40 wt.% Based on the total weight of the components.

Неограничивающими примерами подходящих полимеров, содержащих (мет)акрилаты с гидроксильной функциональностью, являются гидроксипропилакрилат; гидроксиэтилакрилат; гидроксипропилметакрилат; гидроксиэтилметакрилат и сополимеры содержащих гидроксильную функциональность (мет)акрилатов с акриламидами, цианоэтил(мет)акрилатами, метилметакрилатами, метакрилатами, этакрилатами, пропилакрилатами и винилпирролидоном. Количество используемых (мет)акрилатов с гидроксильной функциональностью может находиться в интервале от приблизительно 10 до приблизительно 90 мас.%, от приблизительно 10 до приблизительно 70 мас.% или от приблизительно 10 до приблизительно 30 мас.% из расчета на общую массу компонентов.Non-limiting examples of suitable polymers containing (meth) acrylates with hydroxyl functionality are hydroxypropyl acrylate; hydroxyethyl acrylate; hydroxypropyl methacrylate; hydroxyethyl methacrylate and copolymers containing the hydroxyl functionality of (meth) acrylates with acrylamides, cyanoethyl (meth) acrylates, methyl methacrylates, methacrylates, ethacrylates, propyl acrylates and vinyl pyrrolidone. The amount of hydroxyl functionality (meth) acrylates used can range from about 10 to about 90 wt.%, From about 10 to about 70 wt.%, Or from about 10 to about 30 wt.% Based on the total weight of the components.

Неограничивающими примерами подходящих полимеров, содержащих аллиловые спирты, являются диэтиленгликольбис(аллилкарбонат), аллилокситриметилсилан и диаллилкарбонат. Количество используемых аллиловых спиртов может находиться в интервале от приблизительно 5 до приблизительно 70 мас.%, от приблизительно 10 до приблизительно 50 мас.% или от приблизительно 10 до приблизительно 30 мас.%.Non-limiting examples of suitable polymers containing allyl alcohols are diethylene glycolbis (allyl carbonate), allyloxytrimethylsilane and diallyl carbonate. The amount of allyl alcohols used can range from about 5 to about 70 wt.%, From about 10 to about 50 wt.%, Or from about 10 to about 30 wt.%.

Неограничивающими примерами подходящих полиэфирамидов являются эфирамидные полимеры, полученные реакцией бис-оксамидодиолов, таких как N,N'-бис(омега-гидроксиалкилен)оксамид, с дикарбоновой кислотой или сложным диэфиром, таким как диэтилоксалат, диэтилсукцинат, диэтилсуберат или диметилтерефталат. Количество используемых полиэфирамидов может находиться в интервале от приблизительно 10 до приблизительно 80 мас.%, от приблизительно 20 до приблизительно 60 мас.% или от приблизительно 30 до приблизительно 50 мас.% из расчета на общую массу компонентов.Non-limiting examples of suitable polyetheramides are ether polymers obtained by reacting bis-oxamidodiols, such as N, N'-bis (omega-hydroxyalkylene) oxamide, with a dicarboxylic acid or diester such as diethyl oxalate, diethyl succinate, diethyl superate or dimethyl terephthalate. The amount of polyetheramides used can range from about 10 to about 80 wt.%, From about 20 to about 60 wt.%, Or from about 30 to about 50 wt.% Based on the total weight of the components.

В некоторых неограничивающих вариантах полиуретанов Групп А-С реакционные продукты могут дополнительно содержать один или несколько аминных отверждающих агентов. Аминный отверждающий агент, если он присутствует, в реакции полимеризации может действовать как катализатор, может быть введен в полученный полимеризат и может образовывать поли(уретанмочевины). Количество используемого аминного отверждающего агента может находиться в интервале от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,9 эквивалента, от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,7 эквивалента или от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,5 эквивалента.In some non-limiting embodiments of Group A-C polyurethanes, the reaction products may further comprise one or more amine curing agents. The amine curing agent, if present, can act as a catalyst in the polymerization reaction, can be incorporated into the obtained polymerizate, and can form poly (urethane ureas). The amount of amine curing agent used can range from about 0.05 to about 0.9 equivalents, from about 0.1 to about 0.7 equivalents, or from about 0.3 to about 0.5 equivalents.

Неограничивающими примерами таких аминных отверждающих агентов являются алифатические полиамины, циклоалифатические полиамины, ароматические полиамины и их смеси. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения аминный отверждающий агент может иметь, по меньшей мере, две функциональные группы, выбранные из первичного амина (-NH2), вторичного амина (-NH-) и их комбинаций. В некоторых неограничивающих вариантах аминный отверждающий агент может иметь, по меньшей мере, две первичные аминные группы. В некоторых неограничивающих вариантах все амино-группы являются первичными группами.Non-limiting examples of such amine curing agents are aliphatic polyamines, cycloaliphatic polyamines, aromatic polyamines, and mixtures thereof. In some non-limiting embodiments of the invention, the amine curing agent may have at least two functional groups selected from a primary amine (-NH 2 ), a secondary amine (-NH-), and combinations thereof. In some non-limiting embodiments, the amine curing agent may have at least two primary amine groups. In some non-limiting embodiments, all amino groups are primary groups.

Примерами таких аминных отверждающих агентов являются соединения, имеющие следующую формулу:Examples of such amine curing agents are compounds having the following formula:

Figure 00000009
Figure 00000009

где R1 и R2 каждый независимо выбран из метильной, этильной, пропильной и изопропильной групп, а R3 выбран из атома водорода и хлора; например, следующие соединения, производимые Lonza Ltd. (Basel, Switzerland): LONZACURE® M-DIPA, в котором R1 = С3Н7; R2 = С3Н7; R3 = Н; LONZACURE® M-DMА, в котором R1 = СН3; R2 = СН3; R3 = Н; LONZACURE® M-МЕА, в котором R1 = СН3; R2 = С2Н5; R3 = Н; LONZACURE® M-DЕА, в котором R1 = С2Н5; R2 = С2Н5; R3 = Н; LONZACURE® M-MIPA, в котором R1 = СН3; R2 = С3Н7; R3 = Н; и LONZACURE® M-CDЕА, в котором R1 = С2Н5; R2 = С2Н5; R3 = Cl; каждое из которых является коммерчески доступным от Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, PA.where R 1 and R 2 each independently selected from methyl, ethyl, propyl and isopropyl groups, and R 3 selected from a hydrogen atom and chlorine; for example, the following compounds manufactured by Lonza Ltd. (Basel, Switzerland): LONZACURE ® M-DIPA, in which R 1 = C 3 H 7 ; R 2 = C 3 H 7 ; R 3 = H; LONZACURE ® M-DMA, in which R 1 = CH 3 ; R 2 = CH 3 ; R 3 = H; LONZACURE ® M-MEA, in which R 1 = CH 3 ; R 2 = C 2 H 5 ; R 3 = H; LONZACURE ® M-DEA, in which R 1 = C 2 H 5 ; R 2 = C 2 H 5 ; R 3 = H; LONZACURE ® M-MIPA, in which R 1 = CH 3 ; R 2 = C 3 H 7 ; R 3 = H; and LONZACURE ® M-CDEA, wherein R 1 = C 2 H 5; R 2 = C 2 H 5 ; R 3 = Cl; each of which is commercially available from Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, PA.

Такие аминные отверждающие агенты могут содержать диаминный отверждающий агент, такой как 4,4'-метилен-бис(3-хлор-2,6-диэтиланилин) (LONZACURE® M-CDЕА); 2,4-диамино-3,5-диэтилтолуол, 2,6-диамино-3,5-диэтилтолуол и их смеси (совокупно «диэтилтолуолдиамин», или “DETDA”, который является коммерчески доступным от Albemarle Corporation с торговым названием ETHACURE 100; диметилтиотолуолдиамин (DMTDA) (коммерчески доступный как ETHACURE 300); стабилизированная по цвету версия ETHACURE 100 (то есть рецептура, содержащая добавку для уменьшения желтого окрашивания), которая доступна под названием ETHACURE 100S; 4,4'-метилен-бис(2-хлоранилин) (коммерчески доступен от Kingyorker Chemicals под названием МОСА). DETDA может быть жидким при комнатной температуре с вязкостью 156 сантипуаз (сП) при 25°С. DETDA может быть изомерным, причем количество 2,4-изомера составляет от 75 до 81%, тогда как количество 2,6-изомера может составлять от 18 до 24%.Such amine curing agents can comprise a diamine curing agent such as 4,4'-methylene-bis (3-chloro-2,6-diethylaniline) (LONZACURE ® M-CDEA); 2,4-diamino-3,5-diethyltoluene, 2,6-diamino-3,5-diethyltoluene and mixtures thereof (collectively "diethyltoluene diamine" or "DETDA", which is commercially available from Albemarle Corporation under the trade name ETHACURE 100; dimethylthiotoluene diamine (DMTDA) (commercially available as ETHACURE 300); a color-stabilized version of ETHACURE 100 (i.e. a formulation containing an additive to reduce yellow staining), which is available under the name ETHACURE 100S; 4,4'-methylene bis (2-chloroaniline ) (commercially available from Kingyorker Chemicals under the name MOSA.) DETDA may be liquid at room temperature with a viscosity of 156 centipoise (cps) at 25 ° C. DETDA can be isomeric, with the amount of 2,4-isomer is from 75 to 81%, whereas the 2,6 isomer can be from 18 to 24%.

Другими неограничивающими примерами аминных отверждающих агентов являются этиленамины, такие как этилендиамин (EDA), диэтилентриамин (DETA), триэтилентетраамин (ТЕТА), тетраэтиленпентаамин (ТЕРА), пентаэтиленгексаамин (РЕНА), пиперазин, морфолин, замещенный морфолин, пиперидин, замещенный пиперидин, диэтилендиамин (DEDA) и 2-амино-1-этилпиперазин. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления аминный отверждающий агент может быть выбран из одного или нескольких изомеров С13-диалкилтолуол-диамина, таких как 3,5-диметил-2,4-толуолдиамин, 3,5-диметил-2,6-толуолдиамин, 3,5-диэтил-2,4-толуолдиамин, 3,5-диэтил-2,6-толуолдиамин, 3,5-диизопропил-2,4-толуолдиамин, 3,5-диизопропил-2,6-толуолдиамин и их смеси. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления аминный отверждающий агент может представлять собой метилендианилин или триметиленгликоль ди(пара-аминобензоат).Other non-limiting examples of amine curing agents are ethylene amines, such as ethylene diamine (EDA), diethylene triamine (DETA), triethylenetetraamine (TETA), tetraethylene pentamine (TEPA), pentaethylene hexane (RENA), piperazine, morpholine, substituted dipyridine, diphenediamine, diphenediamine DEDA) and 2-amino-1-ethylpiperazine. In some non-limiting embodiments, the implementation of the amine curing agent may be selected from one or more isomers of C 1 -C 3 dialkyltoluene-diamine, such as 3,5-dimethyl-2,4-toluene diamine, 3,5-dimethyl-2,6- toluene diamine, 3,5-diethyl-2,4-toluene diamine, 3,5-diethyl-2,6-toluene diamine, 3,5-diisopropyl-2,4-toluene diamine, 3,5-diisopropyl-2,6-toluene diamine and mixtures thereof. In some non-limiting embodiments, the implementation of the amine curing agent may be methylenedianiline or trimethylene glycol di (para-aminobenzoate).

Другие неограничивающие примеры аминных отверждающих агентов включают соединения, имеющие следующие общие структуры (XIII-XV):Other non-limiting examples of amine curing agents include compounds having the following general structures (XIII-XV):

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Другие неограничивающие примеры аминных отверждающих агентов включают один или несколько метилен-бис(анилинов), представленных общими формулами XVI-XX, один или несколько сульфидов анилина, представленных общими формулами XXI-XXV, и/или один или несколько бианилинов, представленных общими формулами XXVI-XXIX:Other non-limiting examples of amine curing agents include one or more methylene bis (anilines) represented by general formulas XVI-XX, one or more aniline sulfides represented by general formulas XXI-XXV, and / or one or more bianilins represented by general formulas XXVI- XXIX:

Figure 00000012
Figure 00000012

Figure 00000013
Figure 00000013

Figure 00000014
Figure 00000014

где R3 и R4 каждый независимо представляют собой С13-алкил и R5 выбран из атома водорода и галогена, такого как хлор или бром. Диамин, представленный общей формулой XV, может быть описан как 4,4'-метилен-бис(диалкиланилин). Подходящими неограничивающими примерами диаминов, которые могут быть представлены общей формулой XV, являются, но не ограничиваются ими, 4,4'-метилен-бис(2,6-диметиланилин), 4,4'-метилен-бис(2,6-диэтиланилин), 4,4'-метилен-бис(2-этил-6-метиланилин), 4,4'-метилен-бис(2,6-диизопропиланилин), 4,4'-метилен-бис(2-изопропил-6-метиланилин) и 4,4'-метилен-бис(2,6-диэтил-3-хлоранилин).where R 3 and R 4 are each independently C 1 -C 3 alkyl and R 5 is selected from a hydrogen atom and a halogen such as chlorine or bromine. The diamine represented by the general formula XV can be described as 4,4'-methylene bis (dialkylaniline). Suitable non-limiting examples of diamines which may be represented by general formula XV include, but are not limited to, 4,4'-methylene bis (2,6-dimethylaniline), 4,4'-methylene bis (2,6-diethylaniline ), 4,4'-methylene bis (2-ethyl-6-methylaniline), 4,4'-methylene bis (2,6-diisopropylaniline), 4,4'-methylene bis (2-isopropyl-6 -methylaniline) and 4,4'-methylene-bis (2,6-diethyl-3-chloroaniline).

Аминный отверждающий агент может включать соединения, представленные следующей общей структурой (ХХХ):The amine curing agent may include compounds represented by the following general structure (XXX):

Figure 00000015
Figure 00000015

где R20, R21, R22 и R23 каждый независимо выбран из Н, С13-алкила, СН3-S- и галогена, такого как хлор или бром. Аминный отверждающий агент, представленный общей формулой ХХХ, может включать диэтилтолуолдиамин (DETDA), где R23 представляет собой метил, R20 и R21 каждый представляет собой этил и R22 представляет собой атом водорода. Кроме того, аминный отверждающий агент может включать 4,4'-метилендианилин.where R 20 , R 21 , R 22 and R 23 are each independently selected from H, C 1 -C 3 alkyl, CH 3 -S - and halogen such as chlorine or bromine. An amine curing agent represented by general formula XXX may include diethyltoluene diamine (DETDA), where R 23 is methyl, R 20 and R 21 are each ethyl and R 22 is a hydrogen atom. In addition, the amine curing agent may include 4,4'-methylenedianiline.

В варианте осуществления изобретения, где желательно получение поли(уретанмочевины), имеющей низкое окрашивание, аминный отверждающий агент может быть выбран так, чтобы он имел относительно низкое окрашивание и/или мог быть произведен и/или мог храниться таким образом, чтобы предупредить окрашивание амина (например, его пожелтение).In an embodiment of the invention where it is desired to produce a poly (urethane urea) having a low coloration, the amine curing agent may be selected so that it has a relatively low coloration and / or can be produced and / or stored in such a way as to prevent staining of the amine ( for example, its yellowing).

В некоторых неограничивающих вариантах полиуретанов Групп А-D реакционные продукты по существу могут не содержать аминного отверждающего агента. Используемое в данном случае выражение «по существу не содержат аминного отверждающего агента» означает, что продукт реакции компонентов содержит менее чем приблизительно 10 мас.% аминного отверждающего агента, или менее чем приблизительно 5 мас.% аминного отверждающего агента, или менее чем приблизительно 2 мас.% аминного отверждающего агента, или в других неограничивающих вариантах аминный отверждающий агент отсутствует.In some non-limiting embodiments of Group AD polyurethanes, the reaction products may substantially be free of an amine curing agent. Used in this case, the expression "essentially do not contain amine curing agent" means that the reaction product of the components contains less than about 10 wt.% Amine curing agent, or less than about 5 wt.% Amine curing agent, or less than about 2 wt. .% amine curing agent, or in other non-limiting embodiments, no amine curing agent.

Группа ЕGroup E

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы Е, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата; от приблизительно 0,3 до приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,3 эквивалента, по меньшей мере, одного поликарбонатдиола; где указанные компоненты по существу не содержат простого полиэфирполиола и аминного отверждающего агента и где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.In some non-limiting embodiments, the present invention provides Group E polyurethanes comprising a reaction product of components comprising: about 1 equivalent of at least one polyisocyanate; from about 0.3 to about 1 equivalent of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and from about 0.01 to about 0.3 equivalents of at least one polycarbonate diol; where these components are essentially free of simple polyether polyol and an amine curing agent, and where the reaction components are held at a temperature of at least about 100 ° C for at least about 10 minutes.

Неограничивающие примеры подходящих полиизоцианатов, разветвленных полиолов, содержащих от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, поликарбонатдиолов и диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода, для применения в качестве реакционных продуктов для получения полиуретанов Группы Е обсуждены более подробно выше при рассмотрении Группы А.Non-limiting examples of suitable polyisocyanates, branched polyols containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, polycarbonate diols and a diol containing from 2 to 18 carbon atoms, for use as reaction products for the preparation of Group E polyurethanes are discussed more detailed above when considering Group A.

В некоторых неограничивающих вариантах количество используемого разветвленного полиола для образования полиуретана Группы Е может находиться в интервале от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,98 эквивалента, или от приблизительно 0,5 до приблизительно 0,98 эквивалента, или приблизительно 0,3 эквивалента, или от приблизительно 0,9 до приблизительно 0,98 эквивалента.In some non-limiting embodiments, the amount of branched polyol used to form Group E polyurethane may range from about 0.3 to about 0.98 equivalent, or from about 0.5 to about 0.98 equivalent, or about 0.3 equivalent, or from about 0.9 to about 0.98 equivalents.

В некоторых неограничивающих вариантах количество используемого поликарбонатдиола для образования полиуретана Группы Е может находиться в интервале от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,1 эквивалента или от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,1 эквивалента или составляет приблизительно 0,1 эквивалента.In some non-limiting embodiments, the amount of polycarbonate diol used to form Group E polyurethane may range from about 0.01 to about 0.1 equivalent, or from about 0.05 to about 0.1 equivalent, or about 0.1 equivalent.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы Е, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: приблизительно 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата); приблизительно 0,3 эквивалента триметилолпропана; приблизительно 0,55 эквивалента 1,5-пентандиола и приблизительно 0,15 эквивалента поликарбонатдиола КМ10-1733, полученного из гександиола, доступного от Stahl, где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 мин.In another embodiment, the present invention provides Group E polyurethanes containing a reaction product of components comprising: about 1 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate); approximately 0.3 equivalent of trimethylolpropane; approximately 0.55 equivalents of 1,5-pentanediol and approximately 0.15 equivalents of KM10-1733 polycarbonate diol derived from hexanediol available from Stahl, where the reaction components are held at a temperature of at least about 100 ° C, at least for about 10 minutes

В другом варианте осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы Е, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: приблизительно 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата); приблизительно 0,3 эквивалента триметилолпропана; приблизительно 0,5 эквивалента 1,5-пентандиола и приблизительно 0,2 эквивалента поликарбонатдиола КМ10-1733, полученного из гександиола, доступного от Stahl, где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.In another embodiment, the present invention provides Group E polyurethanes containing a reaction product of components comprising: about 1 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate); approximately 0.3 equivalent of trimethylolpropane; about 0.5 equivalent of 1,5-pentanediol and about 0.2 equivalent of KM10-1733 polycarbonate diol derived from hexanediol available from Stahl, where the reaction components are maintained at a temperature of at least about 100 ° C, at least for about 10 minutes.

Полиуретаны Группы Е могут проявлять хорошую баллистическую устойчивость.Group E polyurethanes can exhibit good ballistic stability.

Полиуретаны группы Е по существу не содержат простого полиэфирполиола и аминного отверждающего агента, причем типы и количества простого полиэфирполиола и аминного отверждающего агента описаны выше при рассмотрении Групп А-D.Group E polyurethanes are substantially free of polyether polyol and an amine curing agent, the types and amounts of polyether polyol and amine curing agent described above with regard to Groups A-D.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретанов Группы Е реакционные продукты могут дополнительно содержать один или несколько из следующих компонентов: полиуретанполиолы, акриламиды, поливиниловые спирты, полимеры, содержащие (мет)акрилаты с гидроксильной функциональностью, полимеры, содержащие аллиловые спирты, сложные полиэфирамиды и их смеси, как это описано, и в количествах, представленных выше при рассмотрении Групп A-D.In some non-limiting embodiments of Group E polyurethanes, the reaction products may further comprise one or more of the following components: polyurethane polyols, acrylamides, polyvinyl alcohols, polymers containing (meth) acrylates with hydroxyl functionality, polymers containing allyl alcohols, polyesters and mixtures thereof, as described, and in the amounts presented above when considering AD Groups.

Группа FGroup F

В некоторых неограничивающих вариантах настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы F, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: (а) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата; (b) от приблизительно 0,3 до приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; (с) от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,3 эквивалента, по меньшей мере, одного поликарбонатдиола и (d) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода; где указанные компоненты по существу не содержат простого полиэфирполиола и где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут. Диол, содержащий от 2 до 18 атомов углерода, химически отличается от поликарбонатдиола, например диол имеет, по меньшей мере, один другой атом или другое расположение атомов в сравнении с поликарбонатдиолом.In some non-limiting embodiments, the present invention provides Group F polyurethanes containing a reaction product of components comprising: (a) about 1 equivalent of at least one polyisocyanate; (b) from about 0.3 to about 1 equivalent of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; (c) from about 0.01 to about 0.3 equivalents of at least one polycarbonate diol; and (d) from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one diol containing from 2 to 18 atoms carbon; where these components are essentially free of polyether polyol and where the reaction components are held at a temperature of at least about 100 ° C for at least about 10 minutes. A diol containing from 2 to 18 carbon atoms is chemically different from a polycarbonate diol, for example a diol has at least one other atom or atom arrangement in comparison with polycarbonate diol.

Неограничивающие примеры подходящих полиизоцианатов, разветвленных полиолов, содержащих от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, поликарбонатдиолов и диолов, содержащих от 2 до 18 атомов углерода, для применения в качестве реакционных продуктов для получения полиуретанов Группы F описаны подробно выше при рассмотрении Группы А.Non-limiting examples of suitable polyisocyanates, branched polyols containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, polycarbonate diols and diols containing from 2 to 18 carbon atoms, for use as reaction products for the preparation of Group F polyurethanes are described in detail above when considering Group A.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество разветвленного полиола, используемого для получения полиуретана Группы F, может находиться в интервале от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,98 эквивалента, или от приблизительно 0,5 до приблизительно 0,98 эквивалента, или от приблизительно 0,9 до приблизительно 0,98 эквивалента.In some non-limiting embodiments, the amount of branched polyol used to prepare Group F polyurethane may range from about 0.3 to about 0.98 equivalent, or from about 0.5 to about 0.98 equivalent, or from about 0, 9 to about 0.98 equivalent.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество поликарбонатдиола, используемого для получения полиуретана Группы F, может находиться в интервале от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,1 эквивалента или от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,1 эквивалента или может составлять приблизительно 0,1 эквивалента.In some non-limiting embodiments, the amount of polycarbonate diol used to prepare Group F polyurethane may be in the range of from about 0.01 to about 0.1 equivalent, or from about 0.05 to about 0.1 equivalent, or can be about 0.1 equivalent .

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество диола, используемого для получения полиуретана Группы F, может находиться в интервале от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,1 эквивалента или от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,1 эквивалента или может составлять приблизительно 0,1 эквивалента.In some non-limiting embodiments, the amount of diol used to prepare Group F polyurethane may be in the range of from about 0.01 to about 0.1 equivalent, or from about 0.05 to about 0.1 equivalent, or can be about 0.1 equivalent .

Полиуретаны Группы F по существу не содержат простого полиэфирполиола, причем типы и количества простого полиэфирполиола описаны выше при рассмотрении Групп А-D.Group F polyurethanes are substantially free of polyether polyol, with the types and amounts of polyether polyol described above with regard to Groups A-D.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретанов Группы F продукты реакции могут дополнительно содержать один или несколько из следующих компонентов: полиуретанполиолы, акриламиды, поливиниловые спирты, полимеры, содержащие (мет)акрилаты с гидроксильной функциональностью, полимеры, содержащие аллиловые спирты, сложные полиэфирамиды и их смеси, как это описано, и в количествах, представленных выше при рассмотрении Групп A-D.In some non-limiting embodiments of Group F polyurethanes, the reaction products may further comprise one or more of the following components: polyurethane polyols, acrylamides, polyvinyl alcohols, polymers containing (meth) acrylates with hydroxyl functionality, polymers containing allyl alcohols, polyesters and mixtures thereof, as described, and in the amounts presented above when considering AD Groups.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретанов Группы F продукты реакции могут дополнительно содержать один или несколько аминных отверждающих агентов, которые обсуждались выше при рассмотрении Группы Е. В других неограничивающих вариантах реакционные продукты для получения полиуретанов Группы F могут по существу не содержать или не содержать аминного отверждающего агента, как это обсуждалось выше при рассмотрении Групп А-D.In some non-limiting embodiments of Group F polyurethanes, the reaction products may additionally contain one or more amine curing agents, as discussed above with respect to Group E. In other non-limiting embodiments, the reaction products for producing Group F polyurethanes may substantially or not contain an amine curing agent as discussed above when considering Groups A-D.

Группа GGroup G

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы G, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата; от приблизительно 0,3 до приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,3 эквивалента, по меньшей мере, одного полиола, выбранного из группы, включающей сложный полиэфирполиол, поликапролактонполиол и их смеси; и от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,7 эквивалента, по меньшей мере, одного алифатического диола; где указанные компоненты по существу не содержат простого полиэфирполиола и аминного отверждающего агента и где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.In some non-limiting embodiments, the present invention provides Group G polyurethanes comprising a reaction product of components comprising: about 1 equivalent of at least one polyisocyanate; from about 0.3 to about 1 equivalent of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; from about 0.01 to about 0.3 equivalents of at least one polyol selected from the group consisting of polyester polyol, polycaprolactone polyol, and mixtures thereof; and from about 0.1 to about 0.7 equivalents of at least one aliphatic diol; where these components are essentially free of simple polyether polyol and an amine curing agent, and where the reaction components are held at a temperature of at least about 100 ° C for at least about 10 minutes.

Неограничивающие примеры подходящих полиизоцианатов, разветвленных полиолов, содержащих от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, сложных полиэфирполиолов, поликаролактонов полиолов и алифатических диолов для применения в качестве реакционных продуктов для получения полиуретанов Группы G описаны подробно выше при рассмотрении Группы А. Алифатический диол химически отличается от сложного полиэфирполиола и поликапролактона полиола, например диол имеет, по меньшей мере, один другой атом или другое расположение атомов в сравнении с полиэфирполиолом и поликапролактоном полиола.Non-limiting examples of suitable polyisocyanates, branched polyols containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, polyester polyols, polycarolactones polyols and aliphatic diols for use as reaction products for the production of Group G polyurethanes are described in detail above when considering Groups A. The aliphatic diol is chemically different from the polyester polyol and polycaprolactone polyol, for example, the diol has at least one other atom or another arrangement atoms as compared with a polyether polyol and a polycaprolactone polyol.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество разветвленного полиола, используемого для получения полиуретана Группы G, может находиться в интервале от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,9 эквивалента, или от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,7 эквивалента, или от приблизительно 0,4 до приблизительно 0,6 эквивалента или составляет приблизительно 0,7 эквивалента.In some non-limiting embodiments, the amount of branched polyol used to prepare Group G polyurethane may range from about 0.3 to about 0.9 equivalents, or from about 0.3 to about 0.7 equivalents, or from about 0, 4 to about 0.6 equivalent or approximately 0.7 equivalent.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество сложного полиэфира и/или поликапролактона полиола, используемых для получения полиуретана Группы GF, может находиться в интервале от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,1 эквивалента или от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,1 эквивалента или может составлять приблизительно 0,1 эквивалента.In some non-limiting embodiments, the amount of polyester and / or polycaprolactone polyol used to prepare Group GF polyurethane may range from about 0.01 to about 0.1 equivalent, or from about 0.05 to about 0.1 equivalent, or may be approximately 0.1 equivalent.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество алифатического диола, используемого для получения полиуретана Группы G, может находиться в интервале от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,6 эквивалента или от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,5 эквивалента или может составлять приблизительно 0,5 эквивалента.In some non-limiting embodiments, the amount of aliphatic diol used to prepare Group G polyurethane may be in the range of about 0.1 to about 0.6 equivalent, or from about 0.1 to about 0.5 equivalent, or can be about 0.5 equivalent.

Полиуретаны Группы G по существу не содержат или не содержат простого полиэфирполиола и/или аминного отверждающего агента, причем типы и количества простого полиэфирполиола и аминного отверждающего агента описаны выше при рассмотрении Групп А-D.Group G polyurethanes are substantially free or free of polyether polyol and / or amine curing agent, the types and amounts of polyether polyol and amine curing agent described above with regard to Groups AD.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретанов Группы G реакционные продукты могут дополнительно содержать один или несколько из следующих компонентов: полиуретанполиолы, акриламиды, поливиниловые спирты, полимеры, содержащие (мет)акрилаты с гидроксильной функциональностью, полимеры, содержащие аллиловые спирты, сложные полиэфирамиды и их смеси, как это описано, и в количествах, представленных выше при рассмотрении Групп A-D.In some non-limiting embodiments of Group G polyurethanes, the reaction products may additionally contain one or more of the following components: polyurethane polyols, acrylamides, polyvinyl alcohols, polymers containing (meth) acrylates with hydroxyl functionality, polymers containing allyl alcohols, polyesters and mixtures thereof, as described, and in the amounts presented above when considering AD Groups.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы G, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: приблизительно 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата); приблизительно 0,3 эквивалента триметилолпропана; приблизительно 0,5 эквивалента декандиола и приблизительно 0,2 эквивалента поликапролактонполиола, такого как поликапролактонполиол Dow TONE 0210, имеющий среднечисленную молекулярную массу приблизительно 1000 г/моль, где компоненты реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 минут.In other non-limiting embodiments, the present invention provides Group G polyurethanes containing a reaction product of components comprising: about 1 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate); approximately 0.3 equivalent of trimethylolpropane; about 0.5 equivalent of decanediol and about 0.2 equivalent of polycaprolactone polyol, such as polycaprolactone polyol Dow TONE 0210, having a number average molecular weight of about 1000 g / mol, where the reaction components are held at a temperature of at least about 100 ° C, at least , for about 10 minutes.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы G, полученные из предполимера, который представляет собой продукт реакции компонентов, включающих: (1) приблизительно 0,4 эквивалента 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата) (такого как DESMODUR W); (2) приблизительно 0,3 эквивалента поликапролактондиола (такого как поликапролактондиолы САРА 2047 и САРА 2077А, полученные из гександиола); (3) приблизительно 0,05 эквивалента триметилолпропана. Предполимер вводят в реакцию с, по меньшей мере, одним алифатическим диолом, содержащим от 2 до 18 атомов углерода, как описано выше, например с бутандиолом или пентандиолом.In other non-limiting embodiments, the present invention provides Group G polyurethanes derived from a prepolymer that is a reaction product of components comprising: (1) approximately 0.4 equivalents of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) (such as DESMODUR W) ; (2) approximately 0.3 equivalents of polycaprolactone diol (such as polycaprolactone diols CAPA 2047 and CAPA 2077A derived from hexanediol); (3) approximately 0.05 equivalent of trimethylolpropane. The prepolymer is reacted with at least one aliphatic diol containing from 2 to 18 carbon atoms, as described above, for example with butanediol or pentanediol.

Группа НGroup H

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы Н, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: (а) предполимер, который представляет собой продукт реакции компонентов, включающих: (1) по меньшей мере, один полиизоцианат; (2) по меньшей мере, один поликапролактонполиол и (3) по меньшей мере, один полиол, выбранный из группы, включающей полиалкиленполиол, простой полиэфирполиол и их смеси; и (b) по меньшей мере, один диол, содержащий от 2 до 18 атомов углерода.In some non-limiting embodiments, the present invention provides Group H polyurethanes containing a reaction product of components comprising: (a) a prepolymer that is a reaction product of components comprising: (1) at least one polyisocyanate; (2) at least one polycaprolactone polyol; and (3) at least one polyol selected from the group consisting of polyalkylene polyol, polyether polyol, and mixtures thereof; and (b) at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms.

Неограничивающие примеры подходящих полиизоцианатов, поликапролактонполиолов, полиалкиленполиолов, простых полиэфирполиолов и диолов, содержащих от 2 до 18 атомов углерода, для применения в качестве реакционного продукта для получения полиуретанов Группы H обсуждены подробно выше при рассмотрении Группы А. Неограничивающими примерами подходящих полиалкиленполиолов являются полиэтиленгликоли, полипропиленгликоли и их смеси. Полиалкиленгликоль может иметь среднечисленную молекулярную массу в интервале от приблизительно 200 до приблизительно 1000 г/моль или от приблизительно 200 до приблизительно 4000 г/моль.Non-limiting examples of suitable polyisocyanates, polycaprolactone polyols, polyalkylene polyols, polyether polyols and diols containing from 2 to 18 carbon atoms for use as a reaction product for the production of Group H polyurethanes are discussed in more detail above when considering Group A. Non-limiting examples of suitable polyalkylene polyols are polyethylene glycols, polypropylene glycols mixtures thereof. The polyalkylene glycol may have a number average molecular weight in the range of from about 200 to about 1000 g / mol or from about 200 to about 4000 g / mol.

Диол химически отличается от полиалкиленполиола и простого полиэфирполиола, например диол имеет, по меньшей мере, один другой атом или другое расположение атомов в сравнении с полиалкиленполиолом и простым полиэфирполиолом.The diol is chemically different from polyalkylene polyol and polyether polyol, for example, the diol has at least one other atom or atom arrangement in comparison with polyalkylene polyol and polyether polyol.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество разветвленного поликапролактонполиола, используемого для получения полиуретана Группы Н, может находиться в интервале от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,8 эквивалента, или от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,6 эквивалента, или от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,4 эквивалента или составляет приблизительно 0,3 эквивалента.In some non-limiting embodiments, the amount of branched polycaprolactone polyol used to prepare Group H polyurethane may range from about 0.05 to about 0.8 equivalent, or from about 0.1 to about 0.6 equivalent, or from about 0, 1 to about 0.4 equivalent or approximately 0.3 equivalent.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество полиалкиленполиола и/или простого полиэфирполиола, используемых для получения полиуретана Группы Н, может находиться в интервале от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента или от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,6 эквивалента или составляет приблизительно 0,4 эквивалента.In some non-limiting embodiments, the amount of polyalkylene polyol and / or polyether polyol used to prepare Group H polyurethane may be in the range of from about 0.1 to about 0.9 equivalents, or from about 0.2 to about 0.6 equivalents, or about 0.4 equivalent.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество диола, используемого для получения полиуретана Группы Н, может находиться в интервале от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента или от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,8 эквивалента или составляет приблизительно 0,7 эквивалента.In some non-limiting embodiments, the amount of diol used to prepare Group H polyurethane may range from about 0.1 to about 0.9 equivalents, or from about 0.3 to about 0.8 equivalents, or is about 0.7 equivalents.

Полиуретаны Группы Н получают реакцией компонентов продукта реакции, включающих: (1) по меньшей мере, один полиизоцианат; (2) по меньшей мере, один поликапролактонполиол и (3) по меньшей мере, один полиол, выбранный из группы, включающей полиалкиленполиол, простой полиэфирполиол и их смеси; с образованием предполимера. Предполимер затем вводят в реакцию с, по меньшей мере, одним диолом, содержащим от 2 до 18 атомов углерода, и любыми другими необязательными реакционными компонентами, которые описаны ниже.Group H polyurethanes are prepared by reaction of reaction product components, including: (1) at least one polyisocyanate; (2) at least one polycaprolactone polyol; and (3) at least one polyol selected from the group consisting of polyalkylene polyol, polyether polyol, and mixtures thereof; with the formation of prepolymer. The prepolymer is then reacted with at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms and any other optional reaction components described below.

В некоторых неограничивающих вариантах полиуретанов Группы Н реакционные продукты могут дополнительно содержать один или несколько следующих компонентов: разветвленные полиолы, содержащие, по меньшей мере, три гидроксильные группы, полиуретанполиолы, акриламиды, поливиниловые спирты, полимеры, содержащие (мет)акрилаты с гидроксильной функциональностью, полимеры, содержащие аллиловые спирты, сложные полиэфирамиды и их смеси, как это описано, и в количествах, представленных выше при рассмотрении Групп A-D.In some non-limiting embodiments of Group H polyurethanes, the reaction products may additionally contain one or more of the following components: branched polyols containing at least three hydroxyl groups, polyurethane polyols, acrylamides, polyvinyl alcohols, polymers containing (meth) acrylates with hydroxyl functionality, polymers containing allyl alcohols, polyesters and mixtures thereof, as described, and in the amounts presented above when considering Groups AD.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретанов Группы Н реакционные продукты могут дополнительно содержать один или несколько аминных отверждающих агентов, которые обсуждались выше при рассмотрении Группы Е. В других неограничивающих вариантах реакционные продукты для получения полиуретанов Группы Н могут по существу не содержать или не содержать аминного отверждающего агента, как это обсуждалось выше при рассмотрении Групп А-D.In some non-limiting embodiments of Group H polyurethanes, the reaction products may additionally contain one or more amine curing agents, which are discussed above with respect to Group E. In other non-limiting embodiments, the reaction products for the preparation of Group H polyurethanes may essentially contain no or no amine curing agent as discussed above when considering Groups A-D.

В других неограничивающих вариантах настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы H, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: (а) предполимер, который представляет собой продукт реакции компонентов, включающих: (1) алифатический или циклоалифатический диизоцианат; (2) поликапролактондиол; (3) полиэтиленгликоль и (4) полиоксиэтиленовый и полиоксипропиленовый сополимер; и (b) по меньшей мере, один диол, содержащий от 2 до 18 атомов углерода.In other non-limiting embodiments, the present invention provides Group H polyurethanes containing a reaction product of components comprising: (a) a prepolymer that is a reaction product of components comprising: (1) an aliphatic or cycloaliphatic diisocyanate; (2) polycaprolactone diol; (3) polyethylene glycol; and (4) polyoxyethylene and polyoxypropylene copolymer; and (b) at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретаны Группы Н, полученные из предполимера, который представляет собой продукт реакции компонентов, включающих: (1) приблизительно 0,4 эквивалента 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата) (такого как DESMODUR W); (2) приблизительно 0,003 эквивалента поликапролактондиола (такого как поликапролактондиол 2077А, полученный из гександиола); (3) приблизительно 0,025 эквивалента полиэтиленгликоля (такого как PLURACOL E400NF); (4) приблизительно 0,029 эквивалента полиоксиэтиленового и полиоксипропиленового сополимера (такого как этиленоксид/пропиленоксидный блок-сополимер PLURONIC L62D); (5) приблизительно 0,05 эквивалента триметилолпропана и добавки, такие как катализатор (например, дибутилоловодилаурат), антиоксидант (такой как IRGANOX 1010 и IRGANOX MD 1024), а также стабилизаторы ультрафиолетового света, такие как CYASORB UV 5411 и TINUVIN 328 (каждый описан ниже).In other non-limiting embodiments, the present invention provides Group H polyurethanes derived from a prepolymer that is a reaction product of components comprising: (1) approximately 0.4 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) (such as DESMODUR W) ; (2) approximately 0.003 equivalents of polycaprolactone diol (such as polycaprolactone diol 2077A derived from hexanediol); (3) approximately 0.025 equivalents of polyethylene glycol (such as PLURACOL E400NF); (4) approximately 0.029 equivalents of polyoxyethylene and polyoxypropylene copolymers (such as ethylene oxide / propylene oxide block copolymer PLURONIC L62D); (5) approximately 0.05 equivalents of trimethylolpropane and additives such as a catalyst (e.g. dibutyltin dilaurate), an antioxidant (such as IRGANOX 1010 and IRGANOX MD 1024), and UV stabilizers such as CYASORB UV 5411 and TINUVIN 328 (each described below).

Предполимер с концевой изоцианатной группой вводят в реакцию с, по меньшей мере, одним диолом, содержащим от 2 до 18 атомов углерода, таким как 1,4-бутандиол и/или 1,4-циклогександиметанол, в эквивалентном отношении 1,4-бутандиола к 1,4-циклогександиметанолу приблизительно 0,75:0,25. Эквивалентное отношение предполимера к диолу составляет приблизительно 1:1.An isocyanate-terminated prepolymer is reacted with at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms, such as 1,4-butanediol and / or 1,4-cyclohexanedimethanol, in an equivalent ratio of 1,4-butanediol to 1,4-cyclohexanedimethanol approximately 0.75: 0.25. The equivalent ratio of prepolymer to diol is approximately 1: 1.

Группы А-НGroups AH

Что касается Групп А-Н, то полиуретаны настоящего изобретения могут быть полимеризованы с использованием различных методик. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления, описанных подробнее ниже, полиизоцианат и полиол могут быть введены в реакцию друг с другом в одной технологической емкости с образованием полиуретана. Серосодержащие полиуретаны настоящего изобретения могут быть получены путем смешения изоцианата и/или изотиоцианата и полиола и/или политиола.As for Groups AH, the polyurethanes of the present invention can be polymerized using various techniques. In some non-limiting embodiments described in more detail below, the polyisocyanate and the polyol can be reacted with each other in the same process vessel to form a polyurethane. Sulfur-containing polyurethanes of the present invention can be obtained by mixing isocyanate and / or isothiocyanate and polyol and / or polythiol.

В других неограничивающих вариантах изобретения полиуретаны могут быть получены реакцией полиизоцианата(ов) и полиола(ов) с образованием полиуретанового предполимера и затем путем введения диола(ов) и необязательно катализатора и других необязательных компонентов реакции.In other non-limiting embodiments of the invention, polyurethanes can be prepared by reacting polyisocyanate (s) and polyol (s) to form a polyurethane prepolymer and then introducing diol (s) and optionally a catalyst and other optional reaction components.

В других неограничивающих вариантах осуществления, таких как Группа В, полиуретан может быть получен реакцией полиизоцианата(ов) и диола(ов) с образованием уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью и затем введением диола(ов), полиолов и необязательно катализатора и других необязательных компонентов реакции. В некоторых вариантах изобретения уретановый предполимер с изоцианатной функциональностью, полиол и вторую часть диола из компонентов реакции выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С в течение, по меньшей мере, приблизительно 10 минут или, по меньшей мере, при приблизительно 110°С в течение, по меньшей мере, приблизительно 10 или 20 минут.In other non-limiting embodiments, such as Group B, a polyurethane can be prepared by reacting the polyisocyanate (s) and the diol (s) to form an urethane prepolymer with isocyanate functionality and then introducing the diol (s), polyols and optionally a catalyst and other optional reaction components. In some embodiments of the invention, an isocyanate functional urethane prepolymer, a polyol, and a second portion of the diol from the reaction components are held at a temperature of at least about 100 ° C. for at least about 10 minutes or at least about 110 ° C for at least about 10 or 20 minutes.

Независимо от получения в процессе, состоящем из одной операции, или в многостадийном процессе с использованием предполимера в некоторых неограничивающих вариантах изобретения до проведения реакции каждый из упомянутых выше ингредиентов может быть дегазирован (обезгажен). В некоторых неограничивающих вариантах изобретения предполимер может быть дегазирован, бифункциональный материал может быть дегазирован, а затем два материала могут быть смешаны.Regardless of being obtained in a single-step process or in a multi-stage process using a prepolymer in some non-limiting embodiments of the invention, each of the above-mentioned ingredients can be degassed (degassed) prior to the reaction. In some non-limiting embodiments of the invention, the prepolymer can be degassed, the bifunctional material can be degassed, and then the two materials can be mixed.

В методе «одной операции» или при полимеризации в объеме все ингредиенты, то есть изоцианат, полиол и диол, смешивают одновременно. Этот способ, как правило, удовлетворителен, когда все активные атомы водорода реагируют приблизительно с одинаковой скоростью, например когда все содержат гидроксильные группы в виде единственных реакционно-способных сайтов. Уретановая реакция может быть проведена в безводных условиях с сухими реагентами, например в атмосфере азота при атмосферном давлении и при температуре в интервале от приблизительно 75°С до приблизительно 140°С. Если используются поликарбонатполиолы или любые соединения с гидроксильной функциональностью, их, как правило, перед проведением реакции сушат обычно до содержания влаги в интервале от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,05%.In the “single operation” method or in bulk polymerization, all ingredients, that is, isocyanate, polyol and diol, are mixed simultaneously. This method, as a rule, is satisfactory when all active hydrogen atoms react at approximately the same speed, for example, when all contain hydroxyl groups in the form of single reactive sites. The urethane reaction can be carried out under anhydrous conditions with dry reagents, for example, in a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure and at a temperature in the range from about 75 ° C to about 140 ° C. If polycarbonate polyols or any compounds with hydroxyl functionality are used, they are usually dried before the reaction, usually to a moisture content in the range of from about 0.01 to about 0.05%.

Для получения желаемой статистичности и, как правило, прозрачного полимера диол, например безводный 1,4-бутандиол (содержащий максимально 0,04% воды), может быть добавлен к полиолу в атмосфере азота, чтобы исключить влагу, а температуру поддерживают достаточно высокой так, что фазовое разделение отсутствует, и получают гомогенную смесь. Полиизоцианат, например 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианат), может быть добавлен быстро, и смесь может быть выдержана при температуре, по меньшей мере, приблизительно 75°С, или, по меньшей мере, приблизительно 85°С, или, по меньшей мере, приблизительно 90°С, или, по меньшей мере, приблизительно 95°С в течение, по меньшей мере, приблизительно 10 минут или, по меньшей мере, приблизительно 20 минут. В некоторых вариантах осуществления смесь выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С, или, по меньшей мере, приблизительно 105°С, или, по меньшей мере, приблизительно 110°С в течение, по меньшей мере, приблизительно 10 минут или, по меньшей мере, приблизительно 20 минут так, что разделение фаз отсутствует, а смесь остается гомогенной. Смесь может быть выдержана при давлении в интервале от приблизительно 2 до приблизительно 6 мм рт.ст (от приблизительно 266,6 до приблизительно 800 Па) или при приблизительно 266,6 Па в течение периода времени от приблизительно 10 минут до приблизительно 24 часов или от приблизительно 10 минут до приблизительно 4 часов.To obtain the desired statistics and, as a rule, a transparent polymer, a diol, for example anhydrous 1,4-butanediol (containing a maximum of 0.04% water), can be added to the polyol in a nitrogen atmosphere to eliminate moisture, and the temperature is kept high enough so that phase separation is absent, and get a homogeneous mixture. A polyisocyanate, for example 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate), can be added quickly and the mixture can be maintained at a temperature of at least about 75 ° C, or at least about 85 ° C, or, at least about 90 ° C, or at least about 95 ° C for at least about 10 minutes or at least about 20 minutes. In some embodiments, the mixture is maintained at a temperature of at least about 100 ° C, or at least about 105 ° C, or at least about 110 ° C for at least about 10 minutes, or at least about 20 minutes so that phase separation is absent and the mixture remains homogeneous. The mixture may be aged at a pressure in the range of from about 2 to about 6 mmHg (from about 266.6 to about 800 Pa) or at about 266.6 Pa for a period of time from about 10 minutes to about 24 hours, or approximately 10 minutes to approximately 4 hours.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления смеси интенсивно перемешивают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 75°С, или, по меньшей мере, приблизительно 85°С, или, по меньшей мере, приблизительно 90°С, или, по меньшей мере, приблизительно 95°С, или, по меньшей мере, приблизительно 100°С, или, по меньшей мере, приблизительно 105°С, или, по меньшей мере, приблизительно 110°С и дегазируют в течение периода времени, по меньшей мере, приблизительно 3 минуты, и за это время давление снижают от атмосферного давления до приблизительно 3 мм рт.ст. Снижение давления облегчает удаление растворенных газов, таких как азот и диоксид углерода, а затем ингредиенты могут быть введены в реакцию при температуре в интервале от приблизительно 100 до приблизительно 140°С или от приблизительно 110 до приблизительно 140°С в присутствии катализатора, и реакцию продолжают до тех пор, пока по существу не останется изоцианатных групп, в некоторых вариантах в течение, по меньшей мере, приблизительно 6 часов. В отсутствие катализатора реакция может быть проведена в течение, по меньшей мере, приблизительно 24 часов, например, в атмосфере азота.In some non-limiting embodiments, the mixtures are intensively mixed at a temperature of at least about 75 ° C, or at least about 85 ° C, or at least about 90 ° C, or at least about 95 ° C, or at least about 100 ° C, or at least about 105 ° C, or at least about 110 ° C, and degassed for a period of time of at least about 3 minutes, and during this time the pressure is reduced from atmospheric pressure to approximately 3 m Hg The pressure reduction facilitates the removal of dissolved gases such as nitrogen and carbon dioxide, and then the ingredients can be reacted at a temperature in the range of from about 100 to about 140 ° C or from about 110 to about 140 ° C in the presence of a catalyst, and the reaction is continued until essentially no isocyanate groups remain, in some embodiments, for at least about 6 hours. In the absence of a catalyst, the reaction can be carried out for at least about 24 hours, for example, in a nitrogen atmosphere.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления, где может быть сформовано окно, способную к полимеризации смесь, которая необязательно может быть дегазирована, можно вводить в расплав, и расплав может быть нагрет (то есть цикл термического отверждения) с использованием ряда обычных методик, известных в данной области техники. Цикл термического отверждения может меняться в зависимости от реакционной способности и мольного соотношения реагентов. В неограничивающем варианте осуществления цикл термического отверждения может включать нагревание смеси предполимера и диола и необязательно диола и дитиола или нагревание смеси полиизоцианата, полиола и/или политиола и диола и/или диола/дитиола от комнатной температуры до температуры приблизительно 200°С в течение периода времени от приблизительно 0,5 до приблизительно 72 часов или от приблизительно 80°С до приблизительно 150°С в течение периода времени от приблизительно 5 до приблизительно 48 часов.In some non-limiting embodiments, where a window can be formed, a polymerizable mixture, which optionally can be degassed, can be introduced into the melt, and the melt can be heated (i.e., a thermal curing cycle) using a number of conventional techniques known in the art technicians. The thermal cure cycle may vary depending on reactivity and molar ratio of reactants. In a non-limiting embodiment, the curing cycle may include heating a mixture of prepolymer and diol and optionally diol and dithiol or heating a mixture of polyisocyanate, polyol and / or polythiol and diol and / or diol / dithiol from room temperature to a temperature of about 200 ° C for a period of time from about 0.5 to about 72 hours; or from about 80 ° C to about 150 ° C for a period of time from about 5 to about 48 hours.

В других неограничивающих вариантах осуществления, описанных более подробно ниже, изоцианат и полиол могут прореагировать друг с другом с образованием полиуретанового предполимера, а предполимер может быть введен в реакцию с дополнительным большим количеством того же самого или другого(их) полиола(ов) и/или диола(ов) с образованием полиуретана или серосодержащего полиуретана. При использовании предполимерного способа предполимер и диол(ы) могут быть нагреты с тем, чтобы уменьшить вязкость предполимера до приблизительно 200 сП или самое большее до нескольких тысяч сантипуаз, чтобы содействовать перемешиванию. Как и при полимеризации в объеме, реакцию необходимо проводить в безводных условиях с сухими реагентами.In other non-limiting embodiments described in more detail below, the isocyanate and the polyol can react with each other to form a polyurethane prepolymer, and the prepolymer can be reacted with an additional large amount of the same or different polyol (s) and / or diol (s) to form polyurethane or sulfur-containing polyurethane. Using the prepolymer method, the prepolymer and diol (s) can be heated so as to reduce the viscosity of the prepolymer to about 200 cP or at most up to several thousand centipoises to facilitate mixing. As with bulk polymerization, the reaction must be carried out under anhydrous conditions with dry reagents.

Полиуретановый предполимер может иметь среднечисленную молекулярную массу (Mn) менее чем приблизительно 50000 г/моль, или менее чем приблизительно 20000 г/моль, или менее чем приблизительно 10000 г/моль, или менее чем приблизительно 5000 г/моль, или, по меньшей мере, приблизительно 1000 г/моль, или, по меньшей мере, приблизительно 2000 г/моль, включая любой интервал между ними.The polyurethane prepolymer may have a number average molecular weight (Mn) of less than about 50,000 g / mol, or less than about 20,000 g / mol, or less than about 10,000 g / mol, or less than about 5,000 g / mol, or at least , about 1000 g / mol, or at least about 2000 g / mol, including any interval between them.

Когда образующие полиуретан компоненты, такие как полиолы и изоцианаты, смешивают с получением полиуретанов, относительные количества ингредиентов, как правило, выражают в виде соотношения числа доступных реакционно-способных изоцианатных групп к числу доступных реакционно-способных гидроксильных групп, то есть эквивалентное отношение NCO:OH. Например, отношение NCO:OH 1,0:1,0 получают, когда один эквивалент NCO поданной формы изоцианатного компонента вступает в реакцию с массой одного эквивалента OH поданной формы органического полиольного компонента. Полиуретаны настоящего изобретения могут иметь эквивалентное отношение NCO:OH, находящееся в интервале от приблизительно 0,9:1,0 до приблизительно 1,1:1,0, или отношение составляет приблизительно 1,0:1,0.When polyurethane-forming components, such as polyols and isocyanates, are mixed to produce polyurethanes, the relative amounts of ingredients are generally expressed as the ratio of the number of available reactive isocyanate groups to the number of available reactive hydroxyl groups, i.e. the equivalent ratio of NCO: OH . For example, an NCO: OH ratio of 1.0: 1.0 is obtained when one equivalent of the NCO of the fed form of the isocyanate component is reacted with a mass of one equivalent of OH of the fed form of the organic polyol component. The polyurethanes of the present invention may have an equivalent NCO: OH ratio in the range of from about 0.9: 1.0 to about 1.1: 1.0, or the ratio is about 1.0: 1.0.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления, когда изоцианат и полиол вводят в реакцию с образованием предполимера, изоцианат присутствует в избытке, например, количество изоцианата и количество полиола в изоцианатном предполимере может быть выбрано так, чтобы эквивалентное отношение (NCO):(OH) могло находиться в интервале от приблизительно 1,0:0,05 до приблизительно 1,0:0,7.In some non-limiting embodiments, when the isocyanate and the polyol are reacted to form a prepolymer, the isocyanate is present in excess, for example, the amount of isocyanate and the amount of polyol in the isocyanate prepolymer can be selected so that the equivalent ratio (NCO) :( OH) can be in a range of from about 1.0: 0.05 to about 1.0: 0.7.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество изоцианата и количество полиола, используемых для получения полиуретанового предполимера с концевой изоцианатной группой или серосодержащего полиуретанового предполимера с концевой изоцианатной группой, может быть выбрано так, чтобы эквивалентное отношение (NCO):(SH+OH) могло составлять, по меньшей мере, приблизительно 1,0:1,0, или, по меньшей мере, приблизительно 2,0:1,0, или, по меньшей мере, приблизительно 2,5:1,0, или менее чем приблизительно 4,5:1,0, или менее чем приблизительно 5,5:1,0; или количество изотиоцианата и количество полиола, используемых для получения серосодержащего полиуретанового предполимера с концевой изотиоцианатной группой, может быть выбрано так, чтобы эквивалентное отношение (NCS):(SH+OH) могло составлять, по меньшей мере, приблизительно 1,0:1,0, или, по меньшей мере, приблизительно 2,0:1,0, или, по меньшей мере, приблизительно 2,5:1,0, или менее чем приблизительно 4,5:1,0, или менее чем приблизительно 5,5:1,0; или количество комбинации изотиоцианата и изоцианата и количество полиола, используемых для получения серосодержащего полиуретанового предполимера с концевой изотиоцианатной/изоцианатной группой, может быть выбрано так, чтобы эквивалентное отношение (NCS+NCO):(SH+OH) могло составлять, по меньшей мере, приблизительно 1,0:1,0, или, по меньшей мере, приблизительно 2,0:1,0, или, по меньшей мере, приблизительно 2,5:1,0, или менее чем приблизительно 4,5:1,0, или менее чем приблизительно 5,5:1,0.In some non-limiting embodiments, the amount of isocyanate and the amount of polyol used to produce the isocyanate-terminated polyurethane prepolymer or the isocyanate-terminated polyurethane prepolymer can be selected so that the equivalent ratio (NCO) :( SH + OH) can be at least about 1.0: 1.0, or at least about 2.0: 1.0, or at least about 2.5: 1.0, or less than about 4.5: 1.0, or less than about 5.5: 1.0; or the amount of isothiocyanate and the amount of polyol used to produce the sulfur-containing polyurethane prepolymer with an end isothiocyanate group can be selected so that the equivalent ratio (NCS) :( SH + OH) can be at least about 1.0: 1.0 or at least about 2.0: 1.0, or at least about 2.5: 1.0, or less than about 4.5: 1.0, or less than about 5.5 : 1.0; or the amount of a combination of isothiocyanate and isocyanate and the amount of polyol used to produce the sulfur-containing polyurethane prepolymer with an end isothiocyanate / isocyanate group can be selected so that the equivalent ratio (NCS + NCO) :( SH + OH) can be at least approximately 1.0: 1.0, or at least about 2.0: 1.0, or at least about 2.5: 1.0, or less than about 4.5: 1.0, or less than about 5.5: 1.0.

Соотношение и пропорции диола и полиола могут оказывать влияние на вязкость предполимера. Вязкость таких предполимеров может быть улучшена, например, если они предназначены для применения с покрывными композициями, например с композициями для процессов нанесения покрытия струйным обливом. Содержание твердых компонентов таких предполимеров, однако, также может иметь значение, поскольку при более высоком содержании твердых компонентов могут быть достигнуты желаемые свойства для покрытия, такие как стойкость к атмосферным воздействиям, стойкость к царапанию и др. В обычных покрытиях покрывные композиции с более высоким содержанием твердых веществ обычно требуют более высоких количеств растворителя для разбавления покрытия, чтобы уменьшить вязкость для соответствующих процессов нанесения покрытия струйным обливом. Применение таких растворителей, однако, может отрицательно влиять на поверхность основы, особенно когда поверхность основы представляет собой полимерный материал. В настоящем изобретении вязкость предполимера может быть соответствующим образом отрегулирована, чтобы получить материал с более низкими уровнями вязкости при более высоком содержании твердых веществ, в результате чего получают эффективное покрытие без необходимости в исключительно больших количествах растворителей, которые могут отрицательно влиять на поверхность основы.The ratio and proportions of the diol and polyol can affect the viscosity of the prepolymer. The viscosity of such prepolymers can be improved, for example, if they are intended for use with coating compositions, for example with compositions for spray coating processes. The solids content of such prepolymers, however, can also be important, since with a higher solids content, the desired coating properties, such as weather resistance, scratch resistance, etc. can be achieved. In conventional coatings, coating compositions with a higher content solids typically require higher amounts of solvent to dilute the coating in order to reduce the viscosity for the respective spray coating processes. The use of such solvents, however, can adversely affect the surface of the substrate, especially when the surface of the substrate is a polymeric material. In the present invention, the viscosity of the prepolymer can be appropriately adjusted to obtain a material with lower viscosity levels at a higher solids content, resulting in an effective coating without the need for extremely large amounts of solvents that can adversely affect the surface of the substrate.

В некоторых неограничивающих вариантах настоящего изобретения, в которых используется необязательный аминный отверждающий агент, количество полиуретанового предполимера с концевой изоцианатной группой или серосодержащего полиуретанового предполимера с концевой изоцианатной группой и количество аминного отверждающего агента, используемых для получения серосодержащего полиуретана, может быть выбрано так, чтобы эквивалентное отношение (NH+SH+OH):(NCO) могло находиться в интервале от приблизительно 0,80:1,0 до приблизительно 1,1:1,0, или от приблизительно 0,85:1,0 до приблизительно 1,0:1,0, или от приблизительно 0,90:1,0 до приблизительно 1,0:1,0, или от приблизительно 0,90:1,0 до приблизительно 0,95:1,0, или от приблизительно 0,95:1,0 до приблизительно 1,0:1,0.In some non-limiting embodiments of the present invention that use an optional amine curing agent, an amount of an isocyanate-terminated polyurethane prepolymer or an isocyanate-terminated polyurethane prepolymer and an amount of an amine curing agent used to produce a sulfur-containing polyurethane can be selected so that an equivalent ratio (NH + SH + OH) :( NCO) could be in the range from about 0.80: 1.0 to about 1.1: 1.0, or from approx. reliably 0.85: 1.0 to about 1.0: 1.0, or from about 0.90: 1.0 to about 1.0: 1.0, or from about 0.90: 1.0 to about 0.95: 1.0, or from about 0.95: 1.0 to about 1.0: 1.0.

В некоторых неограничивающих вариантах настоящего изобретения количество серосодержащего полиуретанового предполимера с концевой изотиоцианатной или изотиоцианатной/изоцианатной группой и количество аминного отверждающего агента, используемых для получения серосодержащего полиуретана, может быть выбрано так, чтобы эквивалентное отношение (NH+SH+OH):(NCO+NCS) могло находиться в интервале от приблизительно 0,80:1,0 до приблизительно 1,1:1,0, или от приблизительно 0,85:1,0 до приблизительно 1,0:1,0, или от приблизительно 0,90:1,0 до приблизительно 1,0:1,0, или от приблизительно 0,90:1,0 до приблизительно 0,95:1,0 или от приблизительно 0,95:1,0 до приблизительно 1,0:1,0.In some non-limiting embodiments of the present invention, the amount of an isothiocyanate or isothiocyanate / isocyanate terminal sulfur-containing polyurethane prepolymer and the amount of amine curing agent used to produce the sulfur-containing polyurethane can be selected so that the equivalent ratio (NH + SH + OH) :( NCO + NCS) ) could be in the range from about 0.80: 1.0 to about 1.1: 1.0, or from about 0.85: 1.0 to about 1.0: 1.0, or from about 0.90 : 1.0 to about 1.0: 1.0, or about about 0.90: 1.0 to about 0.95: 1.0 or about 0.95: 1.0 to about 1.0: 1.0.

Полагают, что необычные характеристики поглощения энергии и прозрачность полиуретанов настоящего изобретения могут зависеть не только от ингредиентов и пропорций уретана, но также могут зависеть от способа получения. Более конкретно, полагают, что присутствие полиуретановых упорядоченных блок-сегментов может отрицательно влиять на характеристики прозрачности полиуретана и поглощения энергии, и следовательно, полагают, что статистические сегменты в пределах полимера могут дать оптимальные результаты. Следовательно, содержит ли уретан статистические или упорядоченные блок-сегменты, зависит от конкретных реагентов и их относительной реакционной способности, а также от условий реакции. В общем, полиизоцианат будет более реакционно-способным с низкомолекулярным диолом или полиолом, например с 1,4-бутандиолом, чем с полимерным полиолом, и следовательно, в некоторых неограничивающих вариантах изобретения желательно ингибировать предпочтительные реакции между низкомолекулярным диолом или полиолом и полиизоцианатом, например, путем быстрого добавления полиизоцианата к хорошо перемешанной смеси низкомолекулярного диола или полиола и полимерного полиола с интенсивным перемешиванием, например, при температуре, по меньшей мере, приблизительно 75°С, когда не используется катализатор, и затем путем выдерживания при температуре реакции, по меньшей мере, приблизительно 100°С или приблизительно 110°С после того, как пройдет экзотермическая реакция. При использовании катализатора начальная температура смешения может быть более низкой, например приблизительно 60°С, чтобы экзотерма не повышала температуру смеси значительно выше желаемой температуры реакции. Хотя полиуретаны термически стабильны, тем не менее, температуры реакции могут достигать приблизительно 200°С и быть ниже приблизительно 60°С и в некоторых неограничивающих вариантах находятся в интервале от приблизительно 75 до приблизительно 130°С при использовании катализатора или в интервале от приблизительно 80 до приблизительно 100°С. Когда катализатор не используют, в некоторых неограничивающих вариантах изобретения температура реакции может находиться в интервале от приблизительно 130 до приблизительно 150°С.It is believed that the unusual energy absorption characteristics and transparency of the polyurethanes of the present invention may depend not only on the ingredients and proportions of the urethane, but may also depend on the preparation method. More specifically, it is believed that the presence of polyurethane ordered block segments can adversely affect the transparency characteristics of the polyurethane and energy absorption, and therefore, it is believed that statistical segments within the polymer can give optimal results. Therefore, whether urethane contains statistical or ordered block segments depends on the specific reagents and their relative reactivity, as well as on the reaction conditions. In general, the polyisocyanate will be more reactive with a low molecular weight diol or polyol, for example 1,4-butanediol, than with a polymer polyol, and therefore, in some non-limiting embodiments of the invention, it is desirable to inhibit preferred reactions between a low molecular weight diol or polyol and a polyisocyanate, for example by rapidly adding a polyisocyanate to a well-mixed mixture of a low molecular weight diol or polyol and a polymer polyol with vigorous stirring, for example, at a temperature of at least at least about 75 ° C when the catalyst is not used, and then by keeping at the reaction temperature at least about 100 ° C or about 110 ° C after the exothermic reaction has taken place. When using a catalyst, the initial mixing temperature may be lower, for example, approximately 60 ° C, so that the exotherm does not raise the temperature of the mixture well above the desired reaction temperature. Although polyurethanes are thermally stable, nevertheless, reaction temperatures can reach about 200 ° C and be below about 60 ° C and in some non-limiting embodiments range from about 75 to about 130 ° C when using a catalyst or in the range from about 80 to approximately 100 ° C. When the catalyst is not used, in some non-limiting embodiments of the invention, the reaction temperature may range from about 130 to about 150 ° C.

Также желательно быстро достигать температур реакции после получения гомогенной смеси, когда не используется катализатор, чтобы полимер не становился мутным из-за фазового разделения. Например, некоторые смеси без катализатора могут становиться мутными менее чем за полчаса при температуре менее чем 80°С. Следовательно, может быть желательно использование катализатора или введение реагентов, например, с использованием высокоскоростной сдвиговой головки интенсивного смешения с целью быстрого достижения температуры реакции выше приблизительно 100°С, или приблизительно 110°С, или приблизительно 130°С, чтобы полимер не становился мутным. Подходящие катализаторы могут быть выбраны из катализаторов, известных в данной области техники. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения до или после добавления катализатора может быть проведена дегазация.It is also desirable to quickly reach reaction temperatures after obtaining a homogeneous mixture when the catalyst is not used, so that the polymer does not become cloudy due to phase separation. For example, some mixtures without a catalyst may become cloudy in less than half an hour at a temperature of less than 80 ° C. Therefore, it may be desirable to use a catalyst or to introduce reagents, for example, using a high-speed intensive mixing shift head to quickly reach a reaction temperature above about 100 ° C, or about 110 ° C, or about 130 ° C so that the polymer does not become cloudy. Suitable catalysts may be selected from catalysts known in the art. In some non-limiting embodiments of the invention, degassing can be performed before or after addition of the catalyst.

В некоторых неограничивающих вариантах уретанобразующий катализатор может быть использован в настоящем изобретении, чтобы ускорить реакцию полиуретанобразующих материалов. Подходящими уретанобразующими катализаторами являются катализаторы, которые могут быть полезны для образования уретана по реакции NCO- и ОН-содержащих материалов и которые обладают незначительной тенденцией ускорять побочные реакции, приводящие к образованию аллофоната и изоцианата. Неограничивающие примеры подходящих катализаторов выбирают из оснований Льюиса, кислот Льюиса и катализаторов включения, которые описаны в Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5-th Edition, 1992, Volume А21, pp. 673-674.In some non-limiting embodiments, a urethane forming catalyst may be used in the present invention to accelerate the reaction of polyurethane forming materials. Suitable urethane-forming catalysts are those that can be useful for the formation of urethane by the reaction of NCO- and OH-containing materials and which have a slight tendency to accelerate side reactions leading to the formation of allophonate and isocyanate. Non-limiting examples of suitable catalysts are selected from Lewis bases, Lewis acids, and inclusion catalysts as described in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition, 1992, Volume A21, pp. 673-674.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления катализатор может представлять собой оловянную соль органической кислоты, такую как октаноат олова и бутилстанновая кислота. Другие неограничивающие примеры подходящих катализаторов включают катализаторы на основе третичных аминов, третичные аммонийные соли, оловянные катализаторы, фосфины или их смеси. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения катализатор может представлять собой диметилциклогексиламин, дибутилоловодилаурат, дибутилоловодиацетат, дибутилоловомеркаптид, дибутилоловодиацетат, дибутилоловодималеат, диметилоловодиацетат, диметилоловодилаурат, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан, карбоксилаты висмута, карбоксилаты циркония, октоат цинка, ацетилацетонат железа и их смеси. Количество используемого катализатора может меняться в зависимости от количества компонентов, например, от приблизительно 10 до приблизительно 600 ч./млн.In some non-limiting embodiments, the implementation of the catalyst may be a tin salt of an organic acid, such as tin octanoate and butyl stannic acid. Other non-limiting examples of suitable catalysts include tertiary amine catalysts, tertiary ammonium salts, tin catalysts, phosphines, or mixtures thereof. In some non-limiting embodiments, the catalyst may be dimethylcyclohexylamine, dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin mercaptide, dibutyltin diacetate, dibutyltin diamethylate, dimethyltin diacetate, dimethyltin diacetate, benzocarbonate, diacidobenzoate, mixtures. The amount of catalyst used may vary depending on the amount of components, for example, from about 10 to about 600 ppm.

В альтернативных неограничивающих вариантах изобретения различные добавки могут быть включены в композиции, содержащие полиуретан(ы) настоящего изобретения. Такими добавками являются светостабилизаторы, термические стабилизаторы, антиоксиданты, красители, антипирены, поглотители ультрафиолетового излучения, светостабилизаторы, такие как светостабилизаторы на основе затрудненных аминов, агенты, способствующие высвобождению из пресс-формы, статические (нефотохимические) красители, флуоресцирующие агенты, пигменты, поверхностно-активные вещества, пластифицирующие добавки, такие как, но без ограничения, алкоксилированные фенолбензоаты и поли(алкиленгликоль)дибензоаты, а также их смеси. Неограничивающими примерами добавок, препятствующих пожелтению, являются 3-метил-2-бутенол, органические пирокарбонаты и трифенилфосфит (Рег. CAS № 101-02-0). Примерами полезных антиоксидантов являются IRGANOX 1010, IRGANOX 1076 и IRGANOX MD 1024, каждый из которых является коммерчески доступным от Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, New York. Примерами подходящих УФ-поглотителей являются CYASORB UV 5411, TINUVIN 130 и TINUVIN 328, которые коммерчески доступны от Ciba Specialty Chemicals, а также SANDOVAR 3206, который является коммерчески доступным от Clariant Corp., Charlotte, North Carolina. Примером полезных светостабилизаторов на основе затрудненных аминов является SANDOVAR 3056, который коммерчески доступен от Clariant Corp., Charlotte, North Carolina. Примером полезных поверхностно-активных веществ является BYK 306, который коммерчески доступен от BYK Chemie, Wesel, Germany.In alternative non-limiting embodiments of the invention, various additives may be included in compositions containing the polyurethane (s) of the present invention. Such additives include light stabilizers, thermal stabilizers, antioxidants, dyes, flame retardants, ultraviolet absorbers, light stabilizers, such as light stabilizers based on hindered amines, mold release agents, static (non-photochemical) dyes, fluorescent agents, pigments, surface active substances, plasticizing additives, such as, but not limited to, alkoxylated phenol benzoates and poly (alkylene glycol) dibenzoates, as well as mixtures thereof. Non-limiting examples of yellowing additives are 3-methyl-2-butenol, organic pyrocarbonates and triphenylphosphite (Reg. CAS No. 101-02-0). Examples of useful antioxidants are IRGANOX 1010, IRGANOX 1076, and IRGANOX MD 1024, each of which is commercially available from Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, New York. Examples of suitable UV absorbers are CYASORB UV 5411, TINUVIN 130 and TINUVIN 328, which are commercially available from Ciba Specialty Chemicals, as well as SANDOVAR 3206, which is commercially available from Clariant Corp., Charlotte, North Carolina. An example of useful hindered amine light stabilizers is SANDOVAR 3056, which is commercially available from Clariant Corp., Charlotte, North Carolina. An example of useful surfactants is BYK 306, which is commercially available from BYK Chemie, Wesel, Germany.

Названные добавки могут присутствовать в таких количествах, чтобы добавка давала менее чем приблизительно 30 мас.%, или менее чем приблизительно 15 мас.%, или менее чем приблизительно 5 мас.%, или менее чем приблизительно 3 мас.% из расчета на общую массу полимера. В некоторых неограничивающих вариантах упомянутые выше необязательные добавки могут быть предварительно смешаны с полиизоцианатом(ами) или с предполимером с изоцианатной функциональностью. В других неограничивающих вариантах изобретения необязательные добавки могут быть предварительно смешаны с полиолом(ами) или уретановым предполимером.These additives may be present in amounts such that the additive produces less than about 30 wt.%, Or less than about 15 wt.%, Or less than about 5 wt.%, Or less than about 3 wt.% Based on the total weight polymer. In some non-limiting embodiments, the aforementioned optional additives may be premixed with polyisocyanate (s) or with a prepolymer with isocyanate functionality. In other non-limiting embodiments of the invention, optional additives may be premixed with the polyol (s) or urethane prepolymer.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретанов Группы А, которые включают стадию одновременного взаимодействия компонентов, включающих: приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата; от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода, где компоненты по существу не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.In some non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing Group A polyurethanes, which include the step of simultaneously reacting components comprising: about 1 equivalent of at least one polyisocyanate; from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms, where the components are substantially free of polyester polyol and polyether polyol.

В других неограничивающих вариантах настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретанов Группы А, которые включают стадии: взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата и, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, с образованием полиуретанового предполимера и взаимодействия полиуретанового предполимера с, по меньшей мере, одним диолом, содержащим от 2 до 18 атомов углерода, с образованием полиуретана.In other non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing Group A polyurethanes, which include the steps of: reacting at least one polyisocyanate and at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, with the formation of a polyurethane prepolymer and the interaction of the polyurethane prepolymer with at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms, with the formation of polyurethane.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретанов Группы В, которые включают стадии:In other non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing Group B polyurethanes, which include the steps of:

(а) взаимодействия (i) приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного полиизоцианата и (ii) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,5 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода, с образованием уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью;(a) interactions (i) about 1 equivalent of at least one polyisocyanate; and (ii) from about 0.1 to about 0.5 equivalent of at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms to form urethane prepolymer with isocyanate functionality;

(b) взаимодействия уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью и от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, и приблизительно до 0,45 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода, где компоненты продукта реакции по существу не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.(b) the interaction of the urethane prepolymer with isocyanate functionality and from about 0.05 to about 0.9 equivalents of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, and up to about 0.45 equivalents of at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms, where the components of the reaction product are substantially free of polyester polyol and polyether polyol.

В некоторых неограничивающих вариантах настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретанов Группы С, которые включают стадию одновременного взаимодействия компонентов, включающих: по меньшей мере, один тример полиизоцианата или разветвленный полиизоцианат, причем полиизоцианат имеет, по меньшей мере, три изоцианатные функциональные группы; и, по меньшей мере, один алифатический полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, две гидроксильные группы; где компоненты продукта реакции по существу не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.In some non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing Group C polyurethanes, which include the step of simultaneously reacting components, comprising: at least one trimer of a polyisocyanate or a branched polyisocyanate, wherein the polyisocyanate has at least three isocyanate functional groups; and at least one aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least two hydroxyl groups; where the components of the reaction product are substantially free of polyester polyol and polyether polyol.

В некоторых неограничивающих вариантах настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретанов Группы D, которые включают стадию одновременного взаимодействия компонентов, включающих: по меньшей мере, один полиизоцианат; по меньшей мере, один разветвленный полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и, по меньшей мере, один полиол, содержащий один или несколько атомов брома, один или несколько атомов фосфора или их комбинации.In some non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing Group D polyurethanes, which comprise the step of simultaneously reacting components including: at least one polyisocyanate; at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and at least one polyol containing one or more bromine atoms, one or more phosphorus atoms, or combinations thereof.

В других неограничивающих вариантах настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретанов Группы D, которые включают стадии: взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата и, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, с образованием полиуретанового предполимера и взаимодействия полиуретанового предполимера с, по меньшей мере, одним полиолом, содержащим один или несколько атомов брома, один или несколько атомов фосфора или их комбинации, с образованием полиуретана. В некоторых неограничивающих вариантах от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,15 эквивалента разветвленного полиола реагирует с приблизительно 1 эквивалентом полиизоцианата на стадии (а), а стадия (b) дополнительно включает взаимодействие полиуретанового предполимера с полиолом и от приблизительно 0,15 до приблизительно 0,9 эквивалента разветвленного полиола с образованием полиуретана.In other non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing Group D polyurethanes, which comprise the steps of: reacting at least one polyisocyanate and at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, with the formation of a polyurethane prepolymer and the interaction of the polyurethane prepolymer with at least one polyol containing one or more bromine atoms, one or more phosphorus atoms, or a combination thereof and, with the formation of polyurethane. In some non-limiting embodiments, from about 0.1 to about 0.15 equivalents of the branched polyol reacts with about 1 equivalents of the polyisocyanate in step (a), and step (b) further includes reacting the polyurethane prepolymer with the polyol and from about 0.15 to about 0 , 9 equivalents of branched polyol to form polyurethane.

В некоторых неограничивающих вариантах настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретанов Группы Е, которые включают стадию одновременного взаимодействия компонентов, включающих: приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата; от приблизительно 0,3 до приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,3 эквивалента, по меньшей мере, одного поликарбонатдиола, где компоненты продукта реакции по существу не содержат простого полиэфирполиола и аминного отверждающего агента.In some non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing Group E polyurethanes, which comprise the step of simultaneously reacting components comprising: about 1 equivalent of at least one polyisocyanate; from about 0.3 to about 1 equivalent of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and from about 0.01 to about 0.3 equivalents of at least one polycarbonate diol, where the components of the reaction product are substantially free of polyether polyol and an amine curing agent.

В других неограничивающих вариантах настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретанов Группы Е, которые включают стадии: взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата и, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, с образованием полиуретанового предполимера и взаимодействия полиуретанового предполимера с, по меньшей мере, одним поликарбонатдиолом с образованием полиуретана.In other non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing Group E polyurethanes, which comprise the steps of: reacting at least one polyisocyanate and at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, with the formation of a polyurethane prepolymer and the interaction of the polyurethane prepolymer with at least one polycarbonate diol to form a polyurethane.

В некоторых неограничивающих вариантах настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретанов Группы F, которые включают стадию одновременного взаимодействия компонентов, включающих: (а) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата; (b) от приблизительно 0,3 до приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; (с) от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,3 эквивалента, по меньшей мере, одного поликарбонатдиола и (d) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода, где компоненты продукта реакции по существу не содержат простого полиэфирполиола.In some non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing Group F polyurethanes, which comprise a step of simultaneously reacting components comprising: (a) about 1 equivalent of at least one polyisocyanate; (b) from about 0.3 to about 1 equivalent of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; (c) from about 0.01 to about 0.3 equivalents of at least one polycarbonate diol; and (d) from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one diol containing from 2 to 18 atoms carbon, where the components of the reaction product are substantially free of polyether polyol.

В других неограничивающих вариантах настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретанов Группы F, которые включают стадии: (а) взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата и, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, с образованием полиуретанового предполимера и (b) взаимодействия полиуретанового предполимера с, по меньшей мере, одним поликарбонатдиолом и с, по меньшей мере, одним диолом, содержащим от 2 до 18 атомов углерода, с образованием полиуретана, где компоненты продукта реакции по существу не содержат простого полиэфирполиола.In other non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing Group F polyurethanes, which comprise the steps of: (a) reacting at least one polyisocyanate and at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least , 3 hydroxyl groups, with the formation of a polyurethane prepolymer and (b) the interaction of the polyurethane prepolymer with at least one polycarbonate diol and with at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms, with images polyurethane, where the components of the reaction product are substantially free of polyether polyol.

В некоторых неограничивающих вариантах настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретанов Группы G, которые включают стадию одновременного взаимодействия компонентов, включающих: приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата; от приблизительно 0,3 до приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,3 эквивалента, по меньшей мере, одного полиола, выбранного из группы, включающей сложный полиэфирполиол, поликапролактонполиол и их смеси; и от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,7 эквивалента, по меньшей мере, одного алифатического диола; где компоненты продукта реакции по существу не содержат простого полиэфирполиола и аминного отверждающего агента.In some non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing Group G polyurethanes, which comprise the step of simultaneously reacting components comprising: about 1 equivalent of at least one polyisocyanate; from about 0.3 to about 1 equivalent of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and from about 0.01 to about 0.3 equivalents of at least one polyol selected from the group consisting of polyester polyol, polycaprolactone polyol, and mixtures thereof; and from about 0.1 to about 0.7 equivalents of at least one aliphatic diol; where the components of the reaction product are substantially free of polyether polyol and an amine curing agent.

В других неограничивающих вариантах настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретанов Группы G, которые включают стадии: взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата и, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, с образованием полиуретанового предполимера и взаимодействия полиуретанового предполимера с, по меньшей мере, одним полиолом, выбранным из группы, включающей сложный полиэфирполиол, поликапролактонполиол и их смеси, и от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,7 эквивалента, по меньшей мере, одного алифатического диола с образованием полиуретана.In other non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing Group G polyurethanes, which comprise the steps of: reacting at least one polyisocyanate and at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, with the formation of a polyurethane prepolymer and the interaction of the polyurethane prepolymer with at least one polyol selected from the group comprising polyester polyol, polycaprolactone polyol and mixtures thereof, and from from about 0.1 to about 0.7 equivalents of at least one aliphatic diol to form a polyurethane.

В некоторых неограничивающих вариантах настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретанов Группы Н, которые включают стадии: взаимодействия компонентов, включающих: по меньшей мере, один полиизоцианат; по меньшей мере, один поликапролактонполиол и, по меньшей мере, один полиол, выбранный из группы, включающей полиалкиленполиол, простой полиэфирполиол и их смеси, с образованием полиуретанового предполимера и взаимодействия предполимера с, по меньшей мере, одним диолом, содержащим от 2 до 18 атомов углерода, с образованием полиуретана.In some non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing Group H polyurethanes, which comprise the steps of: reacting components comprising: at least one polyisocyanate; at least one polycaprolactone polyol and at least one polyol selected from the group consisting of polyalkylene polyol, polyether polyol and mixtures thereof, with the formation of a polyurethane prepolymer and the interaction of the prepolymer with at least one diol containing from 2 to 18 atoms carbon, with the formation of polyurethane.

Поли(уретанмочевины)Poly (urethaneurea)

Поли(уретанмочевины) могут быть получены из любого из описанных выше полиуретанов Групп А-Н путем включения одного или нескольких аминных отверждающих агентов в реакционные компоненты. Аминная функциональность аминного отверждающего агента может реагировать с изоцианатными группами с образованием мочевинных мостиков или звеньев в пределах полиуретановой матрицы. Соответствующие количества аминных отверждающих агентов и условия реакции обсуждаются подробно ниже.Poly (urethane ureas) can be obtained from any of the above polyurethanes of Groups AH by incorporating one or more amine curing agents into the reaction components. The amine functionality of the amine curing agent can react with isocyanate groups to form urea bridges or units within the polyurethane matrix. Appropriate amounts of amine curing agents and reaction conditions are discussed in detail below.

Синтез А поли(уретанмочевины)Synthesis of A poly (urethane urea)

Альтернативно или дополнительно мочевинные мостики или звенья могут быть образованы в пределах полимерной матрицы в желаемой степени за счет взаимодействия изоцианатных функциональных групп полиизоцианата с водой. Как показано на стадии 1 реакционной схемы синтеза А поли(уретанмочевины), представленной ниже, изоцианатные функциональные группы превращаются в карбаматные функциональные группы по реакции с водой. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления эквивалентное отношение NCO:вода находится в интервале от приблизительно 10:1 до приблизительно 2:1, или от приблизительно 5:1 до приблизительно 2:1, или от приблизительно 3:1 до приблизительно 2:1.Alternatively or additionally, urea bridges or links can be formed within the polymer matrix to the desired degree due to the interaction of the isocyanate functional groups of the polyisocyanate with water. As shown in step 1 of the reaction scheme for the synthesis of A poly (urethane urea) below, isocyanate functional groups are converted to carbamate functional groups by reaction with water. In some non-limiting embodiments, the equivalent NCO: water ratio is in the range of from about 10: 1 to about 2: 1, or from about 5: 1 to about 2: 1, or from about 3: 1 to about 2: 1.

Изоцианат, показанный на стадии 1, представляет собой диизоцианат, в котором R представляет собой любую мостиковую группу, например алифатическую, циклоалифатическую, ароматическую, гетероциклическую и т.д., которые подробно описаны выше. Однако квалифицированному в данной области специалисту будет понятно, что изоцианат может иметь одну или несколько, две или несколько, три или более или большее число изоцианатных функциональных групп, если это желательно. Примерами подходящих изоцианатов могут быть любые изоцианаты, обсуждавшиеся выше. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиизоцианат представляет собой один или несколько алифатических полиизоцианатов. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения полиизоцианат представляет собой 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианат) (такой как DESMODUR W).The isocyanate shown in step 1 is a diisocyanate in which R represents any bridging group, for example, aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, heterocyclic, etc., which are described in detail above. However, one skilled in the art will understand that an isocyanate may have one or more, two or more, three or more or more isocyanate functional groups, if desired. Examples of suitable isocyanates may be any of the isocyanates discussed above. In some non-limiting embodiments, the polyisocyanate is one or more aliphatic polyisocyanates. In some non-limiting embodiments of the invention, the polyisocyanate is 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) (such as DESMODUR W).

Удаление диоксида углерода облегчает превращение карбаматных групп в аминные группы. Избыток изоцианата желателен, чтобы обеспечить по существу полное потребление воды. Кроме того, желательно удалять по существу весь образовавшийся диоксид углерода, чтобы облегчить превращение аминных групп. Вода может реагировать с полиизоцианатом или полиуретанполиизоцианатным предполимером при температуре до приблизительно 60°С в вакууме. Пониженное давление должно быть достаточно низким с тем, чтобы не удалить воду из системы, и оно может находиться в интервале, например, от приблизительно 10 до приблизительно 20 мм рт.ст (от приблизительно 1333 до приблизительно 2666 Па) в течение от приблизительно 10 до приблизительно 30 минут. После по существу полного окончания реакции, то есть когда дополнительное количество диоксида углерода не образуется, температуру можно повысить, по меньшей мере, до приблизительно 100°С или до приблизительно 110°С и нагревать в течение от приблизительно 2 до приблизительно 24 часов или приблизительно 2 часа с использованием 10 ч./млн или более катализатора, такого как дибутилоловодиацетат. После того как по существу вся вода прореагирует с избытком изоцианата, образовавшийся амин реагирует с изоцианатом по существу мгновенно.Removal of carbon dioxide facilitates the conversion of carbamate groups to amine groups. An excess of isocyanate is desirable to provide substantially complete water intake. In addition, it is desirable to remove substantially all of the formed carbon dioxide in order to facilitate the conversion of amine groups. Water can react with a polyisocyanate or polyurethane polyisocyanate prepolymer at temperatures up to about 60 ° C in vacuo. The reduced pressure should be sufficiently low so as not to remove water from the system, and it may be in the range of, for example, from about 10 to about 20 mmHg (from about 1333 to about 2666 Pa) for from about 10 to about 30 minutes. After the reaction is substantially complete, that is, when no additional carbon dioxide is formed, the temperature can be raised to at least about 100 ° C or to about 110 ° C and heated for about 2 to about 24 hours or about 2 hours using 10 ppm or more of a catalyst such as dibutyltin diacetate. After substantially all of the water has reacted with an excess of isocyanate, the resulting amine reacts with the isocyanate substantially instantly.

Синтез А: Поли(уретанмочевина)Synthesis A: Poly (urethane urea)

Стадия 1Stage 1

Figure 00000016
Figure 00000016

Стадия 2Stage 2

Figure 00000017
Figure 00000017

Стадия 3Stage 3

Figure 00000018
Figure 00000018

Квалифицированному в данной области специалисту хорошо известно, что некоторые аминные отверждающие агенты (такие как алифатические аминные отверждающие агенты, содержащие от 2 до 18 атомов углерода, например этилендиамин, диэтилендиамин, диаминобутан, РАСМ, диаминогексан, 1,10-декандиамин) являются очень реакционно-способными и непригодны для применения в нормальных промышленных условиях, так как аминная функциональность очень быстро начинает реагировать с кислородом, присутствующим в окружающем воздухе, меняя цвет полимеризата. Алифатические аминные отверждающие агенты, как правило, очень гигроскопичны, и их трудно сохранять сухими. Как правило, алифатические амины настолько реакционно-способны, что их нельзя использовать для изготовления содержащих 100% твердых веществ, прозрачных, малоокрашенных и имеющих небольшую мутность пластиков.One skilled in the art is well aware that certain amine curing agents (such as aliphatic amine curing agents containing from 2 to 18 carbon atoms, for example ethylenediamine, diethylenediamine, diaminobutane, PACM, diaminohexane, 1,10-decanediamine) are very reactive capable and unsuitable for use in normal industrial conditions, since the amine functionality very quickly begins to react with the oxygen present in the surrounding air, changing the color of the polymerizate. Aliphatic amine curing agents are generally very hygroscopic and difficult to keep dry. As a rule, aliphatic amines are so reactive that they cannot be used for the manufacture of 100% solids, transparent, slightly colored and having a slight turbidity of plastics.

За счет образования амина in situ, как это обсуждалось выше и как показано на стадии 2, амины могут быть генерированы in situ, что обычно не практикуется при применении при нормальных условиях производства, без образования нежелательных побочных продуктов, цвета или мутности. Кроме того, скорость реакции можно легче регулировать. Такая реакция может быть использована для любого типа полиизоцианата, описанного выше, но в особенности полезна для превращения алифатических полиизоцианатов в амины, как это описано выше.By forming the amine in situ , as discussed above and as shown in step 2, amines can be generated in situ , which is usually not practiced when used under normal production conditions, without the formation of undesirable by-products, color or turbidity. In addition, the reaction rate can be more easily controlled. Such a reaction can be used for any type of polyisocyanate described above, but is particularly useful for converting aliphatic polyisocyanates to amines, as described above.

Как показано выше на стадии 2, амин, образовавшийся in situ, реагирует с другим изоцианатом с образованием мочевинной группы. Использование избытка полиизоцианата допускает образование мочевинного предполимера с изоцианатной функциональностью. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления эквивалентное отношение функциональных групп NCO:амин находится в интервале от приблизительно 1:0,05 до приблизительно 1:0,7, или от приблизительно 1:0,05 до приблизительно 1:0,5, или от приблизительно 1:0,05 до приблизительно 1:0,3. Подходящая температура реакции может находиться в интервале от приблизительно 25 до приблизительно 60°С при наличии катализатора, такого как оловянный катализатор. После того как вода прореагирует и после удаления диоксида углерода, температура реакции может быть повышена приблизительно до 90°С в течение от приблизительно 2 до приблизительно 4 часов. С другой стороны, реакцию можно проводить при приблизительно 25°С в течение до приблизительно 8 часов до полного завершения. Необязательно один или несколько полиолов или диолов, описанных выше, могут быть введены в рассматриваемую реакцию с образованием уретановых предполимеров с изоцианатной функциональностью, как показано для синтеза В поли(уретанмочевины), описанного более подробно ниже.As shown in Step 2 above, the amine formed in situ reacts with another isocyanate to form a urea group. Using an excess of polyisocyanate allows the formation of a urea prepolymer with isocyanate functionality. In some non-limiting embodiments, the implementation of the equivalent ratio of the functional groups of NCO: amine is in the range from about 1: 0.05 to about 1: 0.7, or from about 1: 0.05 to about 1: 0.5, or from about 1 : 0.05 to about 1: 0.3. A suitable reaction temperature may be in the range of from about 25 to about 60 ° C. in the presence of a catalyst, such as a tin catalyst. After the water has reacted and after the removal of carbon dioxide, the reaction temperature can be raised to about 90 ° C. over a period of about 2 to about 4 hours. Alternatively, the reaction can be carried out at about 25 ° C for up to about 8 hours until complete. Optionally, one or more of the polyols or diols described above can be introduced into the reaction of interest to form urethane prepolymers with isocyanate functionality, as shown for the synthesis of B poly (urethane urea), described in more detail below.

Как показано на стадии 3 реакционной схемы синтеза А поли(уретанмочевины), полиол и/или диол могут быть введены в реакцию с мочевинным(и) предполимером(ами) с изоцианатной функциональностью с образованием поли(уретанмочевин) настоящего изобретения. Полиол, показанный на стадии 3, может представлять собой диол (m=2), триол (m=3) или высший гидроксилфункциональный материал (m=4 и более), как описано выше, в котором R представляет собой любую мостиковую группу, такую как алифатическая, циклоалифатическая, ароматическая, гетероциклическая группа и т.д., которые более подробно описаны выше при рассмотрении полиолов. Примерами подходящих полиолов могут быть любые из рассмотренных выше полиолов. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения полиол может представлять собой триметилолпропан и бутандиол и/или пентандиол. Подходящие количества полиолов для взаимодействия с мочевинным предполимером с изоцианатной функциональностью в качестве полиизоцианата обсуждены подробно выше. В приведенной выше поли(уретанмочевине) х может находиться в интервале от 1 до приблизительно 100 или от приблизительно 1 до приблизительно 20.As shown in step 3 of the poly (urethane urea) synthesis synthesis reaction scheme A, the polyol and / or diol can be reacted with the urea (s) prepolymer (s) with isocyanate functionality to form the poly (urethane ureas) of the present invention. The polyol shown in step 3 may be a diol (m = 2), triol (m = 3) or higher hydroxyl functional material (m = 4 or more), as described above, in which R represents any bridging group, such as aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, heterocyclic group, etc., which are described in more detail above when considering polyols. Examples of suitable polyols can be any of the above polyols. In some non-limiting embodiments of the invention, the polyol may be trimethylolpropane and butanediol and / or pentanediol. Suitable amounts of polyols for reacting with an isocyanate functional urea prepolymer as a polyisocyanate are discussed in detail above. In the above poly (urethane urea), x may range from 1 to about 100, or from about 1 to about 20.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления для образования поли(уретанмочевины) предполимер с изоцианатной функциональностью нагревают до температуры приблизительно 90°С, добавляют полиол(ы) и нагревают до приблизительно 90°С. Температуру можно поднять до приблизительно 100°С или до приблизительно 110°С, чтобы облегчить совмещение, затем может быть приложен вакуум от приблизительно 2 до приблизительно 4 мм рт.ст. в течение от приблизительно 3 до приблизительно 5 минут.In some non-limiting embodiments, for the formation of poly (urethane urea), the isocyanate functional prepolymer is heated to a temperature of about 90 ° C., the polyol (s) is added and heated to about 90 ° C. The temperature can be raised to about 100 ° C or to about 110 ° C to facilitate alignment, then a vacuum of about 2 to about 4 mm Hg can be applied. for about 3 to about 5 minutes.

Для получения изделия, например, смесь можно разливать или лить под давлением в покрытые адгезионной смазкой литейные формы для стекла с образованием изделия желаемой толщины и желаемых размеров. В некоторых вариантах литейные формы предварительно нагревают до температуры приблизительно 200°F (93,3°С). Заполненную форму или ячейку можно помещать в печь при температуре от приблизительно 250°F (121°С) до приблизительно 320°F (160°С) и отверждать, например, в течение от приблизительно 24 до приблизительно 48 часов. Ячейка может быть извлечена из печи и охлаждена до температуры приблизительно 25°С, а отвержденный полимер может быть извлечен из литейной формы.To obtain an article, for example, the mixture can be poured or injection molded into glass-coated adhesive molds to form the article of the desired thickness and size. In some embodiments, the molds are preheated to a temperature of about 200 ° F. (93.3 ° C.). The filled mold or cell may be placed in an oven at a temperature of from about 250 ° F (121 ° C) to about 320 ° F (160 ° C) and cured, for example, from about 24 to about 48 hours. The cell can be removed from the furnace and cooled to a temperature of approximately 25 ° C, and the cured polymer can be removed from the mold.

Группа IGroup I

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает поли(уретанмочевины) Группы I, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: (а) по меньшей мере, один мочевинный предполимер с изоцианатной функциональностью, содержащий продукт реакции: (1) по меньшей мере, одного полиизоцианата и (2) воды; и (b) по меньшей мере, один разветвленный полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, где указанные компоненты по существу не содержат или не содержат аминных отверждающих агентов. Подходящие полиизоцианаты и разветвленный(е) полиол(ы), содержащий(е) от 4 до 18 атомов углерода, подробно описаны выше. Если аминный(е) отверждающий(е) агент(ы) присутствуе(ю)т, то он(они) може(гу)т присутствовать в количестве, которое определено выше как «по существу не содержит». Любые другие необязательные полиолы, катализаторы или другие добавки, описанные выше, могут быть включены в качестве реакционных компонентов в количествах, описанных выше при рассмотрении Групп А-Н.In some non-limiting embodiments, the present invention provides Group I poly (urethane ureas) comprising a reaction product of components comprising: (a) at least one isocyanate functional urea prepolymer containing the reaction product: (1) at least one polyisocyanate and (2) water; and (b) at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, where these components essentially do not contain or do not contain amine curing agents. Suitable polyisocyanates and branched (e) polyol (s) containing (e) 4 to 18 carbon atoms are described in detail above. If the amine (s) curing agent (s) is present (s) t, then it (they) can (g) t be present in an amount which is defined above as “substantially free”. Any other optional polyols, catalysts, or other additives described above may be included as reaction components in the amounts described above when considering Groups A-H.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения поли(уретанмочевин) Группы I, которые включают стадии: (а) взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата и воды с образованием мочевинного предполимера с изоцианатной функциональностью и (b) взаимодействия продукта реакции компонентов, содержащих мочевинный предполимер с изоцианатной функциональностью, с, по меньшей мере, одним разветвленным полиолом, содержащим от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, где указанные компоненты по существу не содержат аминного отверждающего агента. Реакцию синтеза можно представить, как описано выше для синтеза А поли(уретанмочевины). Необязательно часть одного или нескольких полиолов или диолов, описанных выше, может быть введена в реакцию с образованием уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью, который затем вводят в реакцию с другой частью полиола и/или диола, как показано для синтеза В поли(уретанмочевины), который более подробно описан ниже.In some non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing Group I poly (urethane ureas) which comprise the steps of: (a) reacting at least one polyisocyanate and water to form a urea prepolymer with isocyanate functionality and (b) reacting the reaction product of the components, containing a urea prepolymer with isocyanate functionality, with at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups ppy, wherein said components are substantially free of amine curing agent. The synthesis reaction can be represented as described above for the synthesis of A poly (urethane urea). Optionally, a portion of one or more of the polyols or diols described above can be reacted to form an isocyanate functional urethane prepolymer, which is then reacted with another part of the polyol and / or diol, as shown for synthesis of B poly (urethane urea), which described in more detail below.

Группа JGroup J

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает поли(уретанмочевины) Группы J, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: (а) по меньшей мере, один мочевинный предполимер с изоцианатной функциональностью, содержащий продукт реакции: (1) по меньшей мере, одного полиизоцианата, выбранного из группы, включающей тримеры полиизоцианата и разветвленные полиизоцианаты, причем полиизоцианат содержит, по меньшей мере, три изоцианатные функциональные группы; и (2) воды; и (b) по меньшей мере, один алифатический полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 2 гидроксильные группы.In some non-limiting embodiments, the present invention provides poly (urethane ureas) of Group J containing a reaction product of components comprising: (a) at least one urea prepolymer with isocyanate functionality, containing a reaction product: (1) at least one polyisocyanate, selected from the group consisting of trimers of polyisocyanate and branched polyisocyanates, wherein the polyisocyanate contains at least three isocyanate functional groups; and (2) water; and (b) at least one aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 2 hydroxyl groups.

Примеры подходящих тримеров полиизоцианата и разветвленных полиизоцианатов и полиола(ов) обсуждены выше. Любые другие необязательные полиолы, аминный отверждающий агент, катализатор и другие добавки, описанные выше, могут быть включены в реакционные компоненты в количествах, описанных выше при рассмотрении приведенных выше Групп А-Н. В некоторых неограничивающих вариантах реакционные компоненты по существу не содержат или не содержат аминные отверждающие агенты, описанные выше.Examples of suitable trimers of polyisocyanate and branched polyisocyanates and polyol (s) are discussed above. Any other optional polyols, amine curing agent, catalyst, and other additives described above may be included in the reaction components in amounts described above when considering the above Groups AH. In some non-limiting embodiments, the reaction components essentially do not contain or do not contain amine curing agents described above.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения поли(уретанмочевин), которые включают стадии: (а) взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата, выбранного из группы, включающей тримеры полиизоцианата и разветвленные полиизоцианаты, и воды с образованием мочевинного предполимера с изоцианатной функциональностью и (b) взаимодействия продукта реакции компонентов, содержащих мочевинный предполимер с изоцианатной функциональностью, с, по меньшей мере, одним алифатическим полиолом, содержащим от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 2 гидроксильные группы, где указанные компоненты по существу не содержат аминного отверждающего агента.In other non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing poly (urethane ureas) which comprise the steps of: (a) reacting at least one polyisocyanate selected from the group consisting of trimers of polyisocyanate and branched polyisocyanates and water to form a urea prepolymer with an isocyanate functionality and (b) the interaction of the reaction product of components containing a urea prepolymer with isocyanate functionality with at least one aliphatic floor ol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 2 hydroxyl groups wherein said components are substantially free of amine curing agent.

Реакцию синтеза можно представить, как описано выше для синтеза А поли(уретанмочевины). Необязательно часть одного или нескольких полиолов или диолов, описанных выше, может быть введена в реакцию с образованием уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью, который затем вводят в реакцию с другой частью полиола и/или диола, как показано для синтеза В поли(уретанмочевины), который более подробно описан ниже.The synthesis reaction can be represented as described above for the synthesis of A poly (urethane urea). Optionally, a portion of one or more of the polyols or diols described above can be reacted to form an isocyanate functional urethane prepolymer, which is then reacted with another part of the polyol and / or diol, as shown for synthesis of B poly (urethane urea), which described in more detail below.

Синтез В поли(уретанмочевины)Synthesis Of Poly (Urethane Urea)

Как показано в целом ниже для синтеза В поли(уретанмочевин), в других неограничивающих вариантах изобретения мочевинные мостики или звенья могут быть образованы в пределах полиуретановой матрицы в желаемой степени за счет взаимодействия полиизоцианата(ов) и части полиола(ов) с образованием, по меньшей мере, одного уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью и затем при взаимодействии уретанового(ых) предполимера(ов) с изоцианатной функциональностью с водой. Как показано ниже на стадии 1 реакционной схемы синтеза В поли(уретанмочевины), часть полиола(ов) и/или диола(ов) может быть введена в реакцию с полиизоцианатом(ами) с образованием, по меньшей мере, одного уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью. В некоторых неограничивающих вариантах эквивалентное отношение функциональных групп NCO:ОН находится в интервале от приблизительно 1:0,05 до приблизительно 1:0,7, или от приблизительно 1:0,05 до приблизительно 1:0,5, или от приблизительно 1:0,05 до приблизительно 1:0,3. Желательно использовать избыток изоцианата, чтобы обеспечить по существу полное превращение гидроксильных групп в уретановые группы.As shown generally below for the synthesis of B poly (urethane ureas), in other non-limiting embodiments of the invention, urea bridges or links can be formed within the polyurethane matrix to the desired degree due to the interaction of the polyisocyanate (s) and part of the polyol (s) to form at least at least one urethane prepolymer with isocyanate functionality and then the interaction of the urethane (s) prepolymer (s) with isocyanate functionality with water. As shown in step 1 of the reaction scheme for the synthesis of poly (urethane urea) below, part of the polyol (s) and / or diol (s) can be reacted with polyisocyanate (s) to form at least one urethane prepolymer with isocyanate functionality . In some non-limiting embodiments, the equivalent functional group ratio of NCO: OH is in the range of from about 1: 0.05 to about 1: 0.7, or from about 1: 0.05 to about 1: 0.5, or from about 1: 0.05 to about 1: 0.3. It is desirable to use an excess of isocyanate to ensure substantially complete conversion of the hydroxyl groups to urethane groups.

Изоцианат, показанный на стадии 1, представляет собой диизоцианат, в котором R представляет собой любую мостиковую группу, такую как алифатическая, циклоалифатическая, ароматическая, гетероциклическая и др., которые более подробно описаны ниже. Однако специалисту в данной области будет понятно, что изоцианат может иметь одну или несколько, две или несколько, три или несколько или более высокое число изоцианатных функциональных групп, если это желательно. Примерами подходящих изоцианатов могут быть любые полиизоцианаты, описанные выше. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиизоцианат представляет собой один или несколько алифатических полиизоцианатов. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения полиизоцианат представляет собой 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианат) (такой как DESMODUR W).The isocyanate shown in step 1 is a diisocyanate in which R is any bridging group such as aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, heterocyclic, etc., which are described in more detail below. However, one of skill in the art will understand that an isocyanate may have one or more, two or more, three or more or more isocyanate functional groups, if desired. Examples of suitable isocyanates can be any of the polyisocyanates described above. In some non-limiting embodiments, the polyisocyanate is one or more aliphatic polyisocyanates. In some non-limiting embodiments of the invention, the polyisocyanate is 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) (such as DESMODUR W).

Полиол, показанный на стадии 1, может представлять собой диол (m=2), триол (m=3) или высший гидроксилфункциональный материал (m=4 и более), как описано выше, в котором R представляет собой любую мостиковую группу, такую как алифатическая, циклоалифатическая, ароматическая, гетероциклическая группа и т.д., которые более подробно описаны выше при рассмотрении полиолов. Примерами подходящих полиолов могут быть любые из рассмотренных выше полиолов. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения полиол может представлять собой триметилолпропан и бутандиол и/или пентандиол. Необязательно один или несколько катализаторов, таких как описанные выше, может быть использовано для облегчения реакции. Полиизоцианат может быть введен в реакцию с полиолом с образованием уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью путем загрузки реагентов в реактор и добавления приблизительно 10 ч./млн или более катализатора, такого как катализатор на основе олова, висмута или циркония. Смесь можно нагревать при температуре приблизительно 100°С или приблизительно 110°С в течение от приблизительно 2 до приблизительно 4 часов, пока все гидроксильные функциональности не прореагируют. Для определения степени протекания реакции можно использовать данные спектроскопии FTIR.The polyol shown in step 1 may be a diol (m = 2), triol (m = 3) or a higher hydroxyl functional material (m = 4 or more), as described above, in which R represents any bridging group, such as aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, heterocyclic group, etc., which are described in more detail above when considering polyols. Examples of suitable polyols can be any of the above polyols. In some non-limiting embodiments of the invention, the polyol may be trimethylolpropane and butanediol and / or pentanediol. Optionally, one or more catalysts, such as those described above, may be used to facilitate the reaction. The polyisocyanate can be reacted with the polyol to form an isocyanate-functional urethane prepolymer by loading the reactants into the reactor and adding about 10 ppm or more of a catalyst, such as a tin, bismuth or zirconium catalyst. The mixture can be heated at a temperature of about 100 ° C or about 110 ° C for from about 2 to about 4 hours, until all hydroxyl functionalities have reacted. FTIR spectroscopy data can be used to determine the extent of the reaction.

Мочевинные мостики или звенья могут быть образованы в пределах полиуретановой матрицы в желаемой степени за счет взаимодействия с водой изоцианатных функциональных групп уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью. Как показано на стадии 2 схемы реакций для синтеза В поли(уретанмочевины), представленной ниже, изоцианатные функциональные группы превращаются в карбаматные функциональные группы по реакции с водой. В некоторых неограничивающих вариантах эквивалентное отношение NCO:вода находится в интервале от приблизительно 1:0,05 до приблизительно 1:0,7, или от приблизительно 1:0,05 до приблизительно 1:0,5, или от приблизительно 1:0,05 до приблизительно 1:0,3.Urea bridges or links can be formed within the polyurethane matrix to the desired degree due to the interaction of isocyanate functional groups of the urethane prepolymer with isocyanate functionality with water. As shown in step 2 of the reaction scheme for the synthesis of B poly (urethane urea) below, isocyanate functional groups are converted to carbamate functional groups by reaction with water. In some non-limiting embodiments, the equivalent NCO: water ratio is in the range of from about 1: 0.05 to about 1: 0.7, or from about 1: 0.05 to about 1: 0.5, or from about 1: 0, 05 to about 1: 0.3.

Удаление диоксида углерода облегчает превращение карбаматных групп в аминные группы. Избыток изоцианата желателен, чтобы обеспечить по существу полное потребление воды. Кроме того, желательно удалять по существу весь образовавшийся диоксид углерода, чтобы облегчить превращение до аминных групп. Для предупреждения удаления воды в вакууме реакция может быть начата при температуре приблизительно 25°С, затем температуру поднимают до приблизительно 60°С при подключении вакуума для удаления диоксида углерода. После прекращения образования диоксида углерода температуру можно повысить, по меньшей мере, до температуры приблизительно 100°С или приблизительно 110°С в течение от приблизительно 2 до приблизительно 4 часов.Removal of carbon dioxide facilitates the conversion of carbamate groups to amine groups. An excess of isocyanate is desirable to provide substantially complete water intake. In addition, it is desirable to remove substantially all of the formed carbon dioxide in order to facilitate conversion to amine groups. To prevent the removal of water in a vacuum, the reaction can be started at a temperature of approximately 25 ° C, then the temperature is raised to approximately 60 ° C when a vacuum is connected to remove carbon dioxide. After the cessation of carbon dioxide formation, the temperature can be raised to at least about 100 ° C. or about 110 ° C. for about 2 to about 4 hours.

Как обсуждалось выше, некоторые аминные отверждающие агенты (такие как алифатические аминные отверждающие агенты) обладают высокой реакционной способностью и неприемлемы для применения в обычных условиях производства. За счет образования амина in situ, как это обсуждалось выше и как показано на стадии 2, амины могут быть генерированы in situ, что обычно не реализуется на практике для применения при нормальных условиях производства, без образования нежелательных побочных продуктов реакции. Кроме того, скорость реакции можно легче регулировать. Такая реакция может быть использована для любого типа полиизоцианата, описанного выше, но в особенности полезна для превращения алифатических полиизоцианатов в амины, как это описано выше.As discussed above, some amine curing agents (such as aliphatic amine curing agents) are highly reactive and not suitable for use under normal manufacturing conditions. By forming the amine in situ , as discussed above and as shown in step 2, amines can be generated in situ , which is usually not practiced for use under normal production conditions, without generating undesired reaction by-products. In addition, the reaction rate can be more easily controlled. Such a reaction can be used for any type of polyisocyanate described above, but is particularly useful for converting aliphatic polyisocyanates to amines, as described above.

Как показано ниже на стадии 3, амин, образовавшийся in situ, реагирует с другим изоцианатом с образованием мочевинной группы. Использование избытка полиизоцианата обеспечивает образование уретанмочевинового предполимера с изоцианатной функциональностью. Уретанмочевиновый предполимер с изоцианатной функциональностью может быть получен при взаимодействии стехиометрического избытка полиизоцианата с амином по существу в безводных условиях при температуре в интервале от приблизительно 25 до приблизительно 150°С или при приблизительно 110°С, пока реакция между изоцианатными группами и аминными группами по существу не завершится. Полиизоцианатный и аминный компоненты можно вводить в реакцию в таких пропорциях, чтобы отношение числа изоцианатных групп к числу аминных групп находилось в интервале от приблизительно 1:0,05 до приблизительно 1:0,7 или в пределах интервала от приблизительно 1:0,05 до приблизительно 1:0,3.As shown in step 3 below, the amine formed in situ reacts with another isocyanate to form a urea group. The use of excess polyisocyanate provides the formation of a urethane urea prepolymer with isocyanate functionality. An isocyanate-functional urea urea prepolymer can be prepared by reacting a stoichiometric excess of the polyisocyanate with an amine under substantially anhydrous conditions at a temperature in the range of from about 25 to about 150 ° C. or at about 110 ° C. until the reaction between the isocyanate groups and the amine groups is substantially will end. The polyisocyanate and amine components can be reacted in such proportions that the ratio of the number of isocyanate groups to the number of amine groups is in the range of from about 1: 0.05 to about 1: 0.7, or within the range of from about 1: 0.05 to approximately 1: 0.3.

Как показано ниже на стадии 4 реакционной схемы синтеза В поли(уретанмочевины), уретанмочевиновый предполимер с изоцианатной функциональностью может быть введен в реакцию с другой частью полиола и/или диола с образованием поли(уретанмочевин) настоящего изобретения. Полиол, показанный на стадии 4, может представлять собой диол, триол или высший гидроксилфункциональный материал, как описано выше, в котором R представляет собой любую мостиковую группу, такую как алифатическая, циклоалифатическая, ароматическая, гетероциклическая группа и т.д., которые более подробно описаны выше при рассмотрении полиолов. Примерами подходящих полиолов могут быть любые из рассмотренных выше полиолов. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения полиол может представлять собой триметилолпропан и бутандиол и/или пентандиол. Соответствующие количества полиолов для взаимодействия с уретанмочевиновым предполимером с изоцианатной функциональностью в качестве полиизоцианата подробно обсуждены выше.As shown in step 4 of the reaction scheme for the synthesis of poly (urethane urea) below, an isocyanate functional urea urea prepolymer can be reacted with another part of the polyol and / or diol to form the poly (urethane urea) of the present invention. The polyol shown in step 4 may be a diol, triol or higher hydroxyl functional material, as described above, in which R represents any bridging group, such as an aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, heterocyclic group, etc., which in more detail described above when considering polyols. Examples of suitable polyols can be any of the above polyols. In some non-limiting embodiments of the invention, the polyol may be trimethylolpropane and butanediol and / or pentanediol. Appropriate amounts of polyols to react with a urethane urea prepolymer with isocyanate functionality as a polyisocyanate are discussed in detail above.

Уретанмочевиновый предполимер с изоцианатной функциональностью может быть введен в реакцию с другой частью полиола и/или диола (n=2 или более) по существу в безводных условиях при температуре в интервале от приблизительно 120 до приблизительно 160°С, пока реакция между изоцианатными группами и гидроксильными группами по существу не завершится. Компоненты уретанмочевинового предполимера с изоцианатной функциональностью и полиола(ов) и/или диола(ов) можно вводить в реакцию в таких пропорциях, чтобы отношение числа изоцианатных групп к числу гидроксильных групп находилось в интервале от приблизительно 1,05:1 до приблизительно 1:1. В поли(уретанмочевине) Группы K y может находиться в интервале от 1 до приблизительно 500 и выше или от приблизительно 1 до приблизительно 200.An isocyanate functional urea urea prepolymer can be reacted with another part of the polyol and / or diol (n = 2 or more) under substantially anhydrous conditions at a temperature in the range of from about 120 to about 160 ° C, while the reaction between the isocyanate groups and hydroxyl groups essentially will not end. The components of the urethane urea prepolymer with isocyanate functionality and the polyol (s) and / or diol (s) can be reacted in such proportions that the ratio of the number of isocyanate groups to the number of hydroxyl groups is in the range from about 1.05: 1 to about 1: 1 . In the poly (urethane urea), the K y groups may range from 1 to about 500 and higher, or from about 1 to about 200.

Температура отверждения зависит от температуры стеклования конечного полимера. В некоторых вариантах осуществления для полного отверждения температура отверждения должна быть больше, чем температура стеклования. Например, температура отверждения может находиться в интервале от приблизительно 140°С до приблизительно 180°С или от приблизительно 143°С до приблизительно 180°С.The curing temperature depends on the glass transition temperature of the final polymer. In some embodiments, for full cure, the cure temperature must be greater than the glass transition temperature. For example, the curing temperature may range from about 140 ° C to about 180 ° C or from about 143 ° C to about 180 ° C.

Синтез В: Поли(уретанмочевина)Synthesis B: Poly (urethane urea)

Стадия 1Stage 1

Figure 00000019
Figure 00000019

Стадия 2Stage 2

Figure 00000020
Figure 00000020

Стадия 3Stage 3

Figure 00000021
Figure 00000021

Стадия 4Stage 4

Figure 00000022
Figure 00000022

Группа K Group K

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает поли(уретанмочевины) Группы K, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: (а) по меньшей мере, один уретанмочевиновый предполимер с изоцианатной функциональностью, содержащий продукт реакции: (1) по меньшей мере, одного уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью, содержащего продукт реакции: (i) первого количества, по меньшей мере, одного полиизоцианата и (ii) первого количества, по меньшей мере, одного разветвленного полиола; и (2) воды, с образованием уретанмочевинового предполимера с изоцианатной функциональностью и (b) второго количества, по меньшей мере, одного полиизоцианата и второго количества, по меньшей мере, одного разветвленного полиола.In some non-limiting embodiments, the present invention provides Group K poly (urethane ureas) containing a reaction product of components comprising: (a) at least one isocyanate functional urea urea prepolymer containing the reaction product: (1) at least one urethane prepolymer with isocyanate functionality containing the reaction product: (i) a first amount of at least one polyisocyanate and (ii) a first amount of at least one branched polyol; and (2) water, with the formation of a urethane-urea prepolymer with isocyanate functionality and (b) a second amount of at least one polyisocyanate and a second amount of at least one branched polyol.

Примеры подходящих полиизоцианатов и полиола(ов) обсуждены выше. Любые другие необязательные полиолы, аминные отверждающие агенты, катализаторы и другие добавки, описанные выше, могут быть включены в реакционные компоненты в количествах, описанных выше при рассмотрении приведенных выше Групп А-G. В некоторых неограничивающих вариантах реакционные компоненты по существу не содержат или не содержат аминного отверждающего агента, описанного выше, или не содержат аминного отверждающего агента.Examples of suitable polyisocyanates and polyol (s) are discussed above. Any other optional polyols, amine curing agents, catalysts, and other additives described above may be included in the reaction components in amounts described above when considering the above Groups A-G. In some non-limiting embodiments, the reaction components are substantially free or free of the amine curing agent described above, or free of the amine curing agent.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения поли(уретанмочевин) Группы K, которые включают стадии: (а) взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата и, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, с образованием уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью; (b) взаимодействия уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью с водой и полиизоцианатом с образованием уретанмочевинового предполимера с изоцианатной функциональностью и (с) взаимодействия продукта реакции компонентов, содержащих уретанмочевиновый предполимер с изоцианатной функциональностью, с, по меньшей мере, одним алифатическим полиолом, содержащим от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 2 гидроксильные группы, где указанные компоненты по существу не содержат аминного отверждающего агента. Реакцию синтеза можно представить, как описано выше для синтеза В поли(уретанмочевины).In other non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing Group K poly (urethane ureas), which comprise the steps of: (a) reacting at least one polyisocyanate and at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, with the formation of an urethane prepolymer with isocyanate functionality; (b) reacting an urethane prepolymer with isocyanate functionality with water and a polyisocyanate to form a urethane urea prepolymer with isocyanate functionality; and (c) reacting a reaction product of components containing a urethane urea prepolymer with isocyanate functionality with at least one aliphatic polyol containing from 4 18 carbon atoms and at least 2 hydroxyl groups, where these components essentially do not contain an amine curing agent. The synthesis reaction can be represented as described above for the synthesis of poly (urethane urea).

Группа LGroup L

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает поли(уретанмочевины) Группы L, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: (а) по меньшей мере, один уретанмочевиновый предполимер с изоцианатной функциональностью, содержащий продукт реакции: (1) по меньшей мере, одного уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью, содержащего продукт реакции: (i) первого количества, по меньшей мере, одного полиизоцианата, выбранного из группы, включающей тримеры полиизоцианата и разветвленные полиизоцианаты, причем полиизоцианат содержит, по меньшей мере, три изоцианатные функциональные группы; и (ii) первого количества, по меньшей мере, одного алифатического полиола; и (2) воды, с образованием уретанмочевинового предполимера с изоцианатной функциональностью и (b) второе количество, по меньшей мере, одного полиизоцианата и второе количество, по меньшей мере, одного алифатического полиола.In other non-limiting embodiments, the present invention provides poly (urethane ureas) of Group L containing a reaction product of components comprising: (a) at least one urethane urea prepolymer with isocyanate functionality containing the reaction product: (1) at least one urethane prepolymer with isocyanate functionality containing the reaction product: (i) a first amount of at least one polyisocyanate selected from the group consisting of trimers of polyisocyanate and branched fields zocyanates, wherein the polyisocyanate contains at least three isocyanate functional groups; and (ii) a first amount of at least one aliphatic polyol; and (2) water, with the formation of a urethane-urea prepolymer with isocyanate functionality and (b) a second amount of at least one polyisocyanate and a second amount of at least one aliphatic polyol.

Примеры подходящих тримеров полиизоцианатов и разветвленных полиизоцианатов, содержащих, по меньшей мере, три изоцианатные функциональные группы, и полиола(ов) обсуждены выше. Любые другие необязательные полиолы, аминный отверждающий агент, катализаторы или другие добавки, описанные выше, могут быть включены в качестве реакционных компонентов в количествах, описанных выше при рассмотрении приведенных выше Групп А-G. В некоторых неограничивающих вариантах реакционные компоненты по существу не содержат или не содержат аминного отверждающего агента, описанного выше.Examples of suitable trimers of polyisocyanates and branched polyisocyanates containing at least three isocyanate functional groups and polyol (s) are discussed above. Any other optional polyols, amine curing agent, catalysts, or other additives described above may be included as reaction components in the amounts described above when considering the above Groups A-G. In some non-limiting embodiments, the reaction components are substantially free or free of the amine curing agent described above.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения поли(уретанмочевин) группы L, которые включают стадии: (а) взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата, выбранного из группы, включающей тримеры полиизоцианата и разветвленные полиизоцианаты, и, по меньшей мере, одного алифатического полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 2 гидроксильные группы, с образованием уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью; (b) взаимодействия уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью с водой и полиизоцианатом с образованием уретанмочевинового предполимера с изоцианатной функциональностью и (с) взаимодействия продукта реакции компонентов, содержащих уретанмочевиновый предполимер с изоцианатной функциональностью, с, по меньшей мере, одним алифатическим полиолом, содержащим от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 2 гидроксильные группы; где указанные компоненты по существу не содержат или не содержат аминного отверждающего агента. Реакцию синтеза можно представить, как описано выше для синтеза В поли(уретанмочевины).In some non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing a poly (urethane urea) of group L, which comprise the steps of: (a) reacting at least one polyisocyanate selected from the group consisting of trimers of polyisocyanate and branched polyisocyanates, and at least one aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 2 hydroxyl groups, with the formation of an urethane prepolymer with isocyanate functionality; (b) reacting an urethane prepolymer with isocyanate functionality with water and a polyisocyanate to form a urethane urea prepolymer with isocyanate functionality; and (c) reacting a reaction product of components containing a urethane urea prepolymer with isocyanate functionality with at least one aliphatic polyol containing from 4 18 carbon atoms and at least 2 hydroxyl groups; where these components essentially do not contain or do not contain amine curing agent. The synthesis reaction can be represented as described above for the synthesis of poly (urethane urea).

Как обсуждалось выше, поли(уретанмочевины) могут быть получены за счет включения одного или нескольких аминных отверждающих агентов в компоненты реакции. Аминная функциональность аминного отверждающего агента может быть введена в реакцию с изоцианатными группами с образованием мочевинных мостиков или звеньев в пределах полиуретановой матрицы.As discussed above, poly (urethane ureas) can be prepared by incorporating one or more amine curing agents into the reaction components. The amine functionality of the amine curing agent can be reacted with isocyanate groups to form urea bridges or units within the polyurethane matrix.

Группа МGroup M

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает поли(уретанмочевины) Группы М, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата; от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного алифатического диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода; и, по меньшей мере, один аминный отверждающий агент, где указанные компоненты по существу не содержат или не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.In other non-limiting embodiments, the present invention provides poly (urethane ureas) of Group M comprising a reaction product of components comprising: about 1 equivalent of at least one polyisocyanate; from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one aliphatic diol containing from 2 to 18 carbon atoms; and at least one amine curing agent, wherein said components are substantially free or free of polyester polyol and polyether polyol.

Неограничивающие примеры подходящих полиизоцианатов, разветвленных полиолов, содержащих от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, алифатических диолов и аминных отверждающих агентов для применения в качестве реакционных компонентов для получения полиуретанов Группы М обсуждены подробно выше при рассмотрении Группы А.Non-limiting examples of suitable polyisocyanates, branched polyols containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, aliphatic diols and amine curing agents for use as reaction components for the preparation of Group M polyurethanes are discussed in detail above when considering Group A.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество разветвленного полиола, используемого для получения полиуретана Группы М, может составлять от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,98 эквивалента, в других неограничивающих вариантах от приблизительно 0,5 до приблизительно 0,98 эквивалента и в других неограничивающих вариантах приблизительно 0,3, или приблизительно 0,9, или приблизительно 0,98 эквивалента.In some non-limiting embodiments, the amount of branched polyol used to produce Group M polyurethane may be from about 0.3 to about 0.98 equivalents, in other non-limiting embodiments from about 0.5 to about 0.98 equivalents, and in other non-limiting embodiments about 0.3, or about 0.9, or about 0.98 equivalents.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество алифатических диолов, используемых для получения полиуретана Группы М, может составлять от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,7 эквивалента, в других неограничивающих вариантах от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,5 эквивалента и в других неограничивающих вариантах составляет приблизительно 0,3 эквивалента.In some non-limiting embodiments, the amount of aliphatic diols used to prepare Group M polyurethane may be from about 0.1 to about 0.7 equivalents, in other non-limiting embodiments from about 0.1 to about 0.5 equivalent, and in other non-limiting embodiments is approximately 0.3 equivalent.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество аминного отверждающего агента, используемого для получения полиуретана Группы М, может составлять от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, в других неограничивающих вариантах от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,7 эквивалента и в других неограничивающих вариантах составляет приблизительно 0,3 эквивалента.In some non-limiting embodiments, the amount of amine curing agent used to produce Group M polyurethane may be from about 0.1 to about 0.9 equivalents, in other non-limiting embodiments from about 0.1 to about 0.7 equivalents, and in other non-limiting options is approximately 0.3 equivalent.

Что касается поли(уретанмочевин) Группы М, то выражение «по существу не содержит сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола» означает, что сложный полиэфирполиол и простой полиэфирполиол могут присутствовать как реакционные компоненты в соответствующих количествах, как это описано выше для полиуретана Группы А, или реакционные компоненты могут не содержать одного или обоих из сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.As for the poly (urethane ureas) of Group M, the expression "essentially does not contain polyester polyol and polyether polyol" means that the polyester polyol and polyether polyol can be present as reaction components in appropriate amounts, as described above for Group A polyurethane, or reaction the components may not contain one or both of polyester polyol and polyether polyol.

Любые другие необязательные полиолы, катализаторы или другие добавки, описанные выше, могут быть включены как реакционные компоненты в количествах, описанных выше при рассмотрении перечисленных выше Групп А-Н.Any other optional polyols, catalysts, or other additives described above may be included as reaction components in the amounts described above when considering the above Groups A — H.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения поли(уретанмочевины), которые включают стадию одновременного взаимодействия компонентов, включающих: по меньшей мере, один полиизоцианат; по меньшей мере, один разветвленный полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; по меньшей мере, один алифатический диол, содержащий от 2 до 18 атомов углерода; и аминный отверждающий агент, где указанные компоненты по существу не содержат или не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.In other non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing poly (urethane urea), which include the step of simultaneously reacting components comprising: at least one polyisocyanate; at least one branched polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; at least one aliphatic diol containing from 2 to 18 carbon atoms; and an amine curing agent, wherein said components are substantially free or free of polyester polyol and polyether polyol.

Группа NGroup N

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает поли(уретанмочевины) Группы N, содержащие продукт реакции компонентов, включающих: (а) по меньшей мере, один полиизоцианат, выбранный из группы, включающей тримеры полиизоцианата и разветвленные полиизоцианаты, причем полиизоцианат содержит, по меньшей мере, три изоцианатные функциональные группы; (b) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного полиола, содержащего от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 2 гидроксильные группы; и (с) по меньшей мере, один аминный отверждающий агент, где указанные компоненты по существу не содержат или не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.In other non-limiting embodiments, the present invention provides poly (urethane ureas) of Group N containing a reaction product of components comprising: (a) at least one polyisocyanate selected from the group consisting of trimers of polyisocyanate and branched polyisocyanates, wherein the polyisocyanate contains at least , three isocyanate functional groups; (b) from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 2 hydroxyl groups; and (c) at least one amine curing agent, wherein said components are substantially free or free of polyester polyol and polyether polyol.

Неограничивающие примеры подходящих полиизоцианатов, разветвленных полиолов, содержащих от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, алифатических диолов и аминных отверждающих агентов для применения в качестве реакционных компонентов для получения полиуретанов Группы N обсуждены подробно выше при рассмотрении Групп А-С.Non-limiting examples of suitable polyisocyanates, branched polyols containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups, aliphatic diols and amine curing agents for use as reaction components for the preparation of Group N polyurethanes are discussed in detail above when considering Groups A- FROM.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество разветвленного полиола, используемого для получения полиуретана Группы N, может составлять от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,98 эквивалента, в других неограничивающих вариантах от приблизительно 0,5 до приблизительно 0,98 эквивалента и в других неограничивающих вариантах составляет приблизительно 0,3, или приблизительно 0,9, или приблизительно 0,98 эквивалента.In some non-limiting embodiments, the amount of branched polyol used to prepare the Group N polyurethane may be from about 0.3 to about 0.98 equivalent, in other non-limiting embodiments from about 0.5 to about 0.98 equivalent, and in other non-limiting embodiments is about 0.3, or about 0.9, or about 0.98 equivalents.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество алифатических диолов, используемых для получения полиуретана Группы N, может составлять от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,7 эквивалента, в других неограничивающих вариантах от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,5 эквивалента и в других неограничивающих вариантах составляет приблизительно 0,3 эквивалента.In some non-limiting embodiments, the amount of aliphatic diols used to prepare Group N polyurethane may be from about 0.1 to about 0.7 equivalent, in other non-limiting embodiments from about 0.1 to about 0.5 equivalent, and in other non-limiting embodiments is approximately 0.3 equivalent.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество аминного отверждающего агента, используемого для получения полиуретана Группы N, может составлять от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,7 эквивалента, в других неограничивающих вариантах от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,5 эквивалента и в других неограничивающих вариантах составляет приблизительно 0,3 эквивалента.In some non-limiting embodiments, the amount of amine curing agent used to prepare Group N polyurethane may be from about 0.1 to about 0.7 equivalent, in other non-limiting embodiments from about 0.1 to about 0.5 equivalent, and in other non-limiting options is approximately 0.3 equivalent.

Что касается поли(уретанмочевин) Группы N, то выражение «по существу не содержит сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола» означает, что сложный полиэфирполиол и простой полиэфирполиол могут присутствовать как реакционные компоненты в соответствующих количествах, как это описано выше для полиуретана Группы А, или реакционные компоненты могут не содержать одного или обоих из сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.As for the poly (urethane ureas) of Group N, the expression “substantially free of polyester polyol and polyether polyol” means that the polyester polyol and polyether polyol can be present as reaction components in appropriate amounts, as described above for Group A polyurethane, or reaction the components may not contain one or both of polyester polyol and polyether polyol.

Любые другие необязательные полиолы, катализаторы или другие добавки, описанные выше, могут быть включены как реакционные компоненты в количествах, описанных выше при рассмотрении перечисленных выше Групп А-Н.Any other optional polyols, catalysts, or other additives described above may be included as reaction components in the amounts described above when considering the above Groups A — H.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения поли(уретанмочевины), которые включают стадию одновременного взаимодействия компонентов, включающих: по меньшей мере, один полиизоцианат, выбранный из группы, включающей тримеры полиизоцианата и разветвленные полиизоцианаты; по меньшей мере, один алифатический полиол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; по меньшей мере, один алифатический диол, содержащий от 2 до 18 атомов углерода; и аминный отверждающий агент, где указанные компоненты по существу не содержат или не содержат сложного полиэфирполиола и простого полиэфирполиола.In other non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing poly (urethane urea), which comprise the step of simultaneously reacting components comprising: at least one polyisocyanate selected from the group consisting of trimers of polyisocyanate and branched polyisocyanates; at least one aliphatic polyol containing from 4 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; at least one aliphatic diol containing from 2 to 18 carbon atoms; and an amine curing agent, wherein said components are substantially free or free of polyester polyol and polyether polyol.

В некоторых вариантах осуществления поли(уретанмочевины) Групп I-N настоящего изобретения могут быть термореактивными.In some embodiments, poly (urethaneurea) Groups I-N of the present invention may be thermoset.

Группа ОGroup O

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретановые материалы, содержащие первую часть кристаллических частиц, обладающих самоориентацией и связанных вместе для фиксации их ориентации вдоль первого кристаллографического направления, и вторую часть кристаллических частиц, обладающих самоориентацией и связанных вместе для фиксации их ориентации вдоль второго кристаллографического направления, причем первое кристаллографическое направление отличается от второго кристаллографического направления, где указанные кристаллические частицы составляют, по меньшей мере, приблизительно 30% от суммарного объема полиуретанового материала.In some non-limiting embodiments, the present invention provides polyurethane materials comprising a first part of crystalline particles that are self-oriented and bonded together to fix their orientation along the first crystallographic direction, and a second part of crystalline particles that are self-oriented and bonded together to fix their orientation along the second crystallographic direction moreover, the first crystallographic direction differs from the second crystallographic direction, where these crystalline particles comprise at least about 30% of the total volume of the polyurethane material.

Частицы взаимодействуют друг с другом или с поверхностью основы, выравнивая их кристаллографические оси в одном, двух или трех направлениях. Используемое в данном случае определение «выравнивая» или «выровненные» относительно кристаллических частиц означает, что частицы указанной кристаллической части расположены в ряд, как правило, фиксированного положения и ориентации. Предпочтительная степень выравнивания будет зависеть от предполагаемого применения материала. Для выравнивания желательно, чтобы частицы имели одинаковую форму с доминантными плоскими поверхностями в подходящей ориентации, например перпендикулярные или параллельные по отношению к желаемому направлению выравнивания.Particles interact with each other or with the surface of the base, aligning their crystallographic axis in one, two or three directions. Used in this case, the definition of "aligning" or "aligned" with respect to crystalline particles means that the particles of the specified crystalline part are arranged in a row, usually of a fixed position and orientation. The preferred degree of alignment will depend on the intended use of the material. For alignment, it is desirable that the particles have the same shape with dominant flat surfaces in a suitable orientation, for example, perpendicular or parallel to the desired alignment direction.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения первая часть кристаллических частиц выравнивается в двух направлениях. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения первая часть кристаллических частиц выравнивается в трех направлениях. В некоторых вариантах кристаллические частицы выравниваются вдоль отрезка, находящегося в интервале от приблизительно 1 до приблизительно 50 нм вдоль любого направления.In some non-limiting embodiments of the invention, the first part of the crystalline particles is aligned in two directions. In some non-limiting embodiments of the invention, the first part of the crystalline particles is aligned in three directions. In some embodiments, crystalline particles are aligned along a segment in the range of from about 1 to about 50 nm along any direction.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения вторая часть кристаллических частиц выравнивается в двух направлениях. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения вторая часть кристаллических частиц выравнивается в трех направлениях.In some non-limiting embodiments of the invention, the second part of the crystalline particles is aligned in two directions. In some non-limiting embodiments of the invention, the second part of the crystalline particles is aligned in three directions.

Кристаллические частицы настоящего изобретения обладают, по меньшей мере, «самовыравнивающейся» морфологией. Используемое в данном случае определение «самовыравнивающаяся» морфология включает любые частицы, которые способны к самоорганизации с образованием поликристаллической структуры, где одинарные частицы располагаются вдоль, по меньшей мере, одного кристаллографического направления в областях более высокой плотности и порядка, например, типа ламелей. Примерами морфологий кристаллических частиц с самовыравнивающейся морфологией являются кубические частицы, гексагональные пластинки, гексагональные волокна, прямоугольные пластинки, прямоугольные частицы, треугольные пластинки, квадратные пластинки, тэтраэрды, кубы, восьмиугольники и их смеси.The crystalline particles of the present invention have at least “self-leveling” morphology. Used in this case, the definition of "self-leveling" morphology includes any particles that are capable of self-organization with the formation of a polycrystalline structure, where single particles are located along at least one crystallographic direction in areas of higher density and order, for example, the type of lamellas. Examples of crystalline morphologies of crystalline particles with self-leveling morphology are cubic particles, hexagonal plates, hexagonal fibers, rectangular plates, rectangular particles, triangular plates, square plates, tetraerds, cubes, octagons, and mixtures thereof.

Самовыравнивающаяся морфология может проявлять ориентацию, которая может находиться до приблизительно 10 градусов от желаемого направления выравнивания, при этом все еще фиксируя желаемые свойства в достаточной степени. Следовательно, частицы, обладающие такими морфологиями, представляют собой частицы, которые по существу имеют необходимую морфологию. Например, для частиц, которые являются кубическими, частицы не должны быть безупречными кубами. Оси не должны ни находиться идеально под углом 90°С, ни быть совершенно одинаковыми по длине. Углы также могут быть срезаны с частиц. Более того, определения «куб» или «кубический» предназначены для того, чтобы сделать ссылку на морфологию, и не предназначены для ограничения частиц системами кубических кристаллов. Действительно, одинарные кристаллические частицы, которые имеют ромбическую, тетрагональную или ромбоэдрическую кристаллическую структуру, также могут быть использованы в качестве кубов, если они обладают определенной кубической морфологией. Другими словами, любые по существу ортогональные одинарные кристаллические частицы, в которых поверхности являются по существу квадратными, по существу треугольными или и теми и другими, которые обладают по существу кубической морфологией, с позиций настоящего изобретения считаются кубическими.A self-leveling morphology can exhibit an orientation that can be up to about 10 degrees from the desired direction of alignment, while still fixing the desired properties sufficiently. Therefore, particles possessing such morphologies are particles that essentially have the necessary morphology. For example, for particles that are cubic, the particles should not be flawless cubes. The axes should neither be perfectly at an angle of 90 ° C nor be exactly the same in length. Corners can also be cut from particles. Moreover, the definitions of “cube” or “cubic” are intended to make reference to morphology, and are not intended to limit particles to systems of cubic crystals. Indeed, single crystalline particles that have a rhombic, tetragonal or rhombohedral crystalline structure can also be used as cubes if they possess a certain cubic morphology. In other words, any substantially orthogonal single crystalline particles in which the surfaces are substantially square, substantially triangular, or both that have a substantially cubic morphology are considered to be cubic from the perspective of the present invention.

Кристаллические частицы могут быть выровнены в монолитные структуры, содержащие один слой кристаллов или множество слоев кристаллов. Слой или слои, как правило, являются плоскими, хотя слои могут соответствовать искривленным поверхностям или сложным геометриям в зависимости от формы поддерживающего материала-основы во время формирования и во время отверждения полиуретана.Crystalline particles can be aligned into monolithic structures containing one layer of crystals or multiple layers of crystals. The layer or layers are generally flat, although the layers may correspond to curved surfaces or complex geometries depending on the shape of the support base material during formation and during curing of the polyurethane.

Поликристаллические материалы настоящего изобретения получают путем уплотнения и выравнивания множества одинарных кристаллических частиц в линию, чтобы достичь одно-, двух- или трехмерного выравнивания. В некоторых неограничивающих вариантах частицы могут обладать способностью самогруппироваться в линии при выдерживании (вызревании) или при тепловой обработке. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления для получения уровня диффузии в твердом состоянии, достаточного, чтобы связать вместе соседние частицы, требуются температуры, выше приблизительно половины температуры плавления, которая в большинстве случаев обычно находится в интервале от приблизительно 35°С до приблизительно 100°С. Выбранный температурный интервал будет зависеть от материала, который необходимо соединить, но может быть легко определен квалифицированным в данной области специалистом без проведения чрезмерных экспериментов в рамках заданного интервала. Стадии получения могут быть повторены с образованием поликристаллического материала, имеющего множество слоев выровненных частиц. Полученный материал является по существу трехмерным объектом с одним, двумя или тремя пространственными выравниваниями одинарных кристаллических частиц в пределах объекта.The polycrystalline materials of the present invention are obtained by densifying and aligning a plurality of single crystalline particles in a line to achieve one-, two- or three-dimensional alignment. In some non-limiting embodiments, the particles may have the ability to self-group in a line during aging (aging) or during heat treatment. In some non-limiting embodiments, in order to obtain a solid diffusion level sufficient to bond adjacent particles together, temperatures above about half the melting point, which in most cases are usually in the range of from about 35 ° C to about 100 ° C, are required. The selected temperature range will depend on the material that needs to be joined, but can be easily determined by a person skilled in the art without undue experimentation within a given range. The production steps can be repeated to form a polycrystalline material having multiple layers of aligned particles. The resulting material is essentially a three-dimensional object with one, two or three spatial alignments of single crystalline particles within the object.

ФИГ.4 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую отливку из полиуретана, полученного в соответствии с примером А, рецептура 2. Указанная отливка проанализирована с использованием TEM через две недели после полимеризации полиуретана. Отливка хранилась при комнатной температуре (приблизительно 25°С) в течение двух недель. Как показано на ФИГ.4, различимых областей расположенных в ряд кристаллов не наблюдается.FIG. 4 is a TEM photomicrograph showing a polyurethane casting obtained in accordance with Example A Formulation 2. Said casting was analyzed using TEM two weeks after polymerization of the polyurethane. The casting was stored at room temperature (approximately 25 ° C) for two weeks. As shown in FIG. 4, no distinguishable regions located in a row of crystals are observed.

ФИГ.5 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую отливку из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2. Указанная отливка проанализирована с использованием TEM через три недели после полимеризации полиуретана. Отливка хранилась при комнатной температуре (приблизительно 25°С) в течение трех недель. Как показано на ФИГ.5, наблюдается начальное формирование кристаллических доменов.FIG. 5 is a TEM photomicrograph showing a polyurethane casting in accordance with Example A Formulation 2. Said casting was analyzed using TEM three weeks after polymerization of the polyurethane. The casting was stored at room temperature (approximately 25 ° C.) for three weeks. As shown in FIG.5, there is an initial formation of crystalline domains.

ФИГ.6 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую отливку из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2. Указанная отливка проанализирована с использованием TEM через семь месяцев после полимеризации полиуретана. Отливка хранилась при комнатной температуре (приблизительно 25°С) в течение семи месяцев. На микрофотографии ФИГ.6 видна область расположенных в ряд кристаллов, как правило, параллельных стрелкам.FIG. 6 is a TEM photomicrograph showing a polyurethane casting according to Example A Formulation 2. Said casting was analyzed using TEM seven months after polymerization of the polyurethane. The casting was stored at room temperature (approximately 25 ° C) for seven months. In the micrograph of FIG. 6, a region of crystals arranged in a row is visible, usually parallel to the arrows.

ФИГ.7 представляет собой электронную дифрактограмму полиуретана примера А, рецептура 2, хранившегося при комнатной температуре (приблизительно 25°С) в течение семи месяцев. Яркие пятна на рисунке представляют собой отражения от плоскостей кристаллической решетки, которые составляют по размеру приблизительно 8 нм × приблизительно 4 нм.FIG.7 is an electronic diffraction pattern of the polyurethane of Example A, Formulation 2, stored at room temperature (approximately 25 ° C.) for seven months. Bright spots in the figure represent reflections from the planes of the crystal lattice, which are approximately 8 nm × approximately 4 nm in size.

ФИГ.8 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую отливку из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2, полученную после выдерживания при комнатной температуре в течение приблизительно 7 месяцев. На микрофотографии ФИГ.8 видно много областей или доменов расположенных в ряд кристаллов, как правило, параллельных стрелкам, причем домены ориентированы в различных направлениях и проявляют более высокую плотность доменов, чем образцы, выдержанные в течение трех недель.FIG. 8 is a TEM photomicrograph showing a polyurethane casting according to Example A, Formulation 2, obtained after incubation at room temperature for approximately 7 months. The micrograph of FIG. 8 shows many regions or domains arranged in a row of crystals, usually parallel to the arrows, and the domains are oriented in different directions and exhibit a higher domain density than samples held for three weeks.

ФИГ.9 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую первую часть отливки из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2, полученную после выдерживания при комнатной температуре в течение от приблизительно двух до четырех недель. Отливку хранили при комнатной температуре в течение от двух до четырех недель. Как показано на ФИГ.9, различимых областей расположенных в ряд кристаллов не наблюдается.FIGURE 9 is a TEM photomicrograph showing the first part of a polyurethane casting according to Example A, Formulation 2, obtained after incubation at room temperature for about two to four weeks. The casting was stored at room temperature for two to four weeks. As shown in FIG.9, distinguishable areas located in a row of crystals is not observed.

ФИГ.10 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую вторую часть отливки из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2, показанную на ФИГ.9. Как видно в ограниченной области на ФИГ.10, наблюдается начальное образование кристаллических доменов.FIGURE 10 is a TEM photomicrograph showing the second part of a polyurethane casting according to Example A, formulation 2 shown in FIG. 9. As can be seen in the limited area of FIG. 10, the initial formation of crystalline domains is observed.

Образцы, представленные на ФИГ.9 и 10, имеют ударостойкость по Гарднеру 180 дюйм·фунт.The samples shown in FIGS. 9 and 10 have a Gardner impact resistance of 180 inch · lb.

ФИГ.11 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую отливку из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2. Указанная отливка проанализирована с использованием TEM через от приблизительно двух до приблизительно четырех недель после полимеризации полиуретана. Отливку хранили при комнатной температуре в течение двух-четырех недель. На микрофотографии ФИГ.11 на ограниченных участках видны области расположенных в ряд кристаллов.FIGURE 11 is a TEM photomicrograph showing a polyurethane casting according to Example A Formulation 2. Said casting is analyzed using TEM about two to about four weeks after polymerization of the polyurethane. The casting was stored at room temperature for two to four weeks. On microphotographs FIGURE 11 in limited areas visible areas located in a row of crystals.

ФИГ.12 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую первую часть отливки из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2, полученную после выдерживания при комнатной температуре в течение приблизительно 7 месяцев. На микрофотографии ФИГ.12 видна большая область или домен расположенных в ряд кристаллов.12 is a TEM photomicrograph showing the first part of a polyurethane casting in accordance with Example A, Formulation 2, obtained after incubation at room temperature for approximately 7 months. On microphotographs FIG.12 shows a large region or domain located in a row of crystals.

ФИГ.13 представляет собой TEM микрофотографию, показывающую вторую часть отливки из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2, показанную на ФИГ.12. На микрофотографии ФИГ.13 видно много областей и доменов расположенных в ряд кристаллов, причем домены ориентированы в различных направлениях и проявляют более высокую плотность, чем образцы, выдержанные в течение более короткого периода времени.FIGURE 13 is a TEM photomicrograph showing the second part of a polyurethane casting according to Example A, Formulation 2, shown in FIGURE 12. The micrograph of FIG.13 shows many regions and domains arranged in a row of crystals, and the domains are oriented in different directions and exhibit a higher density than samples aged for a shorter period of time.

Образцы, представленные на ФИГ.12 и 13, имеют ударостойкость по Гарднеру 640 дюйм·фунт.The samples shown in FIGS. 12 and 13 have a Gardner impact resistance of 640 inch · lb.

ФИГ.14 представляет собой график теплового потока как функцию температуры при измерении с использованием дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК, DSC) для отливок из полиуретана в соответствии с примером А, рецептура 2, измеренной после выдерживания при обычных условиях в течение двух недель, трех месяцев и семи месяцев соответственно. Энтальпия эндотермы плавления кристаллических доменов растет во времени, показывая изменение в морфологии полимера и микроструктуры во времени, даже если полимер является стеклообразным и высокосшитым с температурой стеклования 235°F (113°С). По мере роста числа и размера кристаллических доменов энтальпия плавления повышается. Ударостойкость по Гарднеру растет со временем. Через две недели ударостойкость по Гарднеру составляет 180 дюйм·фунт. Через три месяца ударостойкость по Гарднеру составляет 380 дюйм·фунт. Через семь месяцев ударостойкость по Гарднеру составляет 640 дюйм·фунт.FIG. 14 is a graph of heat flux as a function of temperature when measured using differential scanning calorimetry (DSC) for castings of polyurethane in accordance with Example A, Formulation 2, measured after aging under normal conditions for two weeks, three months, and seven months respectively. The enthalpy of the melting endotherm of the crystalline domains grows in time, showing a change in the morphology of the polymer and microstructure in time, even if the polymer is glassy and highly crosslinked with a glass transition temperature of 235 ° F (113 ° C). As the number and size of crystalline domains increases, the enthalpy of melting increases. Gardner impact resistance increases with time. After two weeks, Gardner impact resistance is 180 inches · lb. After three months, Gardner impact resistance is 380 in · lb. After seven months, Gardner impact resistance is 640 inches · lb.

ФИГ.15 представляет собой график ударостойкости по Гарднеру как функцию модуля Юнга для отливок из полиуретана в соответствии с примером А, рецептуры 2 и 1, измеренного после выдерживания при обычных условиях в течение семи месяцев и одного года соответственно. Через семь месяцев в случае рецептуры 2 ударостойкость по Гарднеру составляет 640 дюйм·фунт. Через один год в случае рецептуры 1 ударостойкость по Гарднеру составляет 400 дюйм·фунт.15 is a graph of Gardner impact resistance as a function of Young's modulus for polyurethane castings in accordance with Example A, Formulations 2 and 1, measured after incubation under normal conditions for seven months and one year, respectively. After seven months, in the case of formulation 2, the impact resistance according to Gardner is 640 inch · lb. After one year, in the case of formulation 1, the Gardner impact resistance is 400 inch · lb.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретановый материал включает монолитный агломерат первой части кристаллических частиц с малоугловыми межзеренными границами между ними, связанных вместе полимерной фазой.In some non-limiting embodiments, the implementation of the polyurethane material includes a monolithic agglomerate of the first part of the crystalline particles with small-angle grain boundaries between them, bonded together by the polymer phase.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретановый материал включает монолитный агломерат второй части кристаллических частиц с малоугловыми межзеренными границами между ними, связанных вместе полимерной фазой.In some non-limiting embodiments, the implementation of the polyurethane material includes a monolithic agglomerate of the second part of crystalline particles with small-angle grain boundaries between them, bonded together by the polymer phase.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретановый материал включает монолитный агломерат первой части кристаллических частиц с малоугловыми межзеренными границами и, как правило, с аморфной фазой между ними.In some non-limiting embodiments, the polyurethane material includes a monolithic agglomerate of the first part of crystalline particles with small-angle grain boundaries and, as a rule, with an amorphous phase between them.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретановый материал включает монолитный агломерат второй части кристаллических частиц с малоугловыми межзеренными границами и, как правило, с аморфной фазой между ними.In some non-limiting embodiments, the polyurethane material comprises a monolithic agglomerate of the second part of crystalline particles with small-angle grain boundaries and, as a rule, with an amorphous phase between them.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления толщина первой части кристаллических частиц составляет менее чем приблизительно 50 нм. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления толщина второй части кристаллических частиц составляет менее чем приблизительно 50 нм. Длина и ширина соответственно первой части могут меняться, например приблизительно 4 нм на приблизительно 8 нм.In some non-limiting embodiments, the thickness of the first portion of the crystalline particles is less than about 50 nm. In some non-limiting embodiments, the thickness of the second part of the crystalline particles is less than about 50 nm. The length and width, respectively, of the first part can vary, for example about 4 nm at about 8 nm.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления толщина первой части кристаллических частиц может находиться в интервале от приблизительно 10 нм до приблизительно 100 нм. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления толщина второй части кристаллических частиц может находиться в интервале от приблизительно 4 до приблизительно 50 нм. Длина и ширина соответственно второй части могут меняться, например приблизительно 4 нм на приблизительно 8 нм.In some non-limiting embodiments, the thickness of the first portion of the crystalline particles can range from about 10 nm to about 100 nm. In some non-limiting embodiments, the thickness of the second portion of the crystalline particles can range from about 4 to about 50 nm. The length and width, respectively, of the second part can vary, for example about 4 nm at about 8 nm.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления кристаллические частицы составляют, по меньшей мере, приблизительно 30% от общего объема материала. В других неограничивающих вариантах осуществления кристаллические частицы составляют, по меньшей мере, приблизительно 40%, или, по меньшей мере, приблизительно 50%, или, по меньшей мере, приблизительно 60%, или, по меньшей мере, приблизительно 70%, или, по меньшей мере, приблизительно 80%, или, по меньшей мере, приблизительно 90% от общего объема материала. Процент кристаллических частиц может быть определен с помощью ДСК. Например, изделие, полученное из рецептуры 2, описанной ниже, выдержанное при обычных условиях (приблизительно 25°С) в течение 7 месяцев, имеет кристалличность приблизительно 43% об.In some non-limiting embodiments, crystalline particles comprise at least about 30% of the total material. In other non-limiting embodiments, the implementation of the crystalline particles comprise at least about 40%, or at least about 50%, or at least about 60%, or at least about 70%, or at least about 80%, or at least about 90% of the total material. The percentage of crystalline particles can be determined using DSC. For example, a product obtained from formulation 2 described below, aged under normal conditions (approximately 25 ° C.) for 7 months, has a crystallinity of approximately 43% vol.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретан содержит продукт реакции компонентов, включающих: (а) приблизительно 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата); (b) приблизительно 0,3 эквивалента триметилолпропана и (с) приблизительно 0,7 эквивалента бутандиола или пентандиола. В некоторых неограничивающих вариантах бутандиол представляет собой 1,4-бутандиол. В некоторых неограничивающих вариантах пентандиол представляет собой 1,5-пентандиол.In some non-limiting embodiments, the polyurethane comprises a reaction product of components comprising: (a) approximately 1 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate); (b) about 0.3 equivalent of trimethylolpropane; and (c) about 0.7 equivalent of butanediol or pentanediol. In some non-limiting embodiments, butanediol is 1,4-butanediol. In some non-limiting embodiments, pentanediol is 1,5-pentanediol.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления стойкость к ударным нагрузкам описанных выше полиуретанов и поли(уретанмочевин) Групп А-М в соответствии с настоящим изобретением может быть улучшена за счет выдерживания или тепловой обработки.In some non-limiting embodiments, the impact resistance of the above-described polyurethanes and poly (urethane ureas) of Groups AM in accordance with the present invention can be improved by aging or heat treatment.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретановый материал после образования может быть выдержан, по меньшей мере, в течение приблизительно 2 недель. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретановый материал после образования может быть выдержан, по меньшей мере, в течение приблизительно 2 месяцев. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретановый материал после образования может быть выдержан, по меньшей мере, в течение приблизительно 7 месяцев.In some non-limiting embodiments, the implementation of the polyurethane material after education can be aged for at least about 2 weeks. In some non-limiting embodiments, the implementation of the polyurethane material after formation can be aged for at least about 2 months. In some non-limiting embodiments, the polyurethane material after formation can be aged for at least about 7 months.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретановый материал после образования нагревают при температуре от приблизительно 90°С до приблизительно 150°С или от приблизительно 200°F (93°С) до приблизительно 290°F (143°С) в течение от приблизительно 1 до приблизительно 24 часов. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретановый материал нагревают при температуре, достаточной для индуцирования подвижности межзеренной границы так, что частицы растут до тех пор, пока столкновение с межзеренными границами соседних кристаллов не станет препятствовать дополнительному росту. Конечным результатом является поликристаллическая микроструктура, зерна которой для всех практических целей располагаются в ряд в двух или трех направлениях так, что они ведут себя подобно одному кристаллу относительно некоторого желаемого свойства.In some non-limiting embodiments, the polyurethane material after formation is heated at a temperature of from about 90 ° C to about 150 ° C or from about 200 ° F (93 ° C) to about 290 ° F (143 ° C) for about 1 to about 24 hours. In some non-limiting embodiments, the polyurethane material is heated at a temperature sufficient to induce mobility of the grain boundary so that the particles grow until a collision with the grain boundaries of adjacent crystals prevents additional growth. The end result is a polycrystalline microstructure, the grains of which for all practical purposes are arranged in a row in two or three directions so that they behave like one crystal relative to some desired property.

Стойкость к ударным нагрузкам или гибкость может быть измерена с использованием ряда обычных методик, известных специалистам в данной области техники. Гибкость материалов может быть измерена с помощью испытания прочности при ударе по Гарднеру с использованием прибора Гарднера для испытания прочности при ударе в соответствии со стандартом ASTM-D 5420-04, который состоит из 40-дюймовой (101,6 см) алюминиевой трубки, в которой 8- или 16-фунтовая (17,6 или 35,2 кг) масса падает с различной высоты на металлический дротик, находящийся на основе, подвергающейся испытанию, с размерами образца 2×2×1/8 дюйма (5,1×5,1×0,3 см). В неограничивающем варианте данные по ударостойкости для испытания прочности при ударе по Гарднеру составляют, по меньшей мере, приблизительно 65 дюйм·фунт (7,3 Дж) или от приблизительно 65 дюйм·фунт (7,3 Дж) до приблизительно 640 дюйм·фунт (72 Дж).Impact resistance or flexibility can be measured using a number of conventional techniques known to those skilled in the art. The flexibility of the materials can be measured using a Gardner impact test using a Gardner impact test instrument in accordance with ASTM-D 5420-04, which consists of a 40-inch (101.6 cm) aluminum tube in which An 8- or 16-pound (17.6 or 35.2 kg) mass falls from various heights onto a metal dart located on the base under test with a sample size of 2 × 2 × 1/8 inch (5.1 × 5, 1 × 0.3 cm). In a non-limiting embodiment, the impact resistance data for a Gardner impact test is at least about 65 inch · lb (7.3 J) or from about 65 inch · lb (7.3 J) to about 640 inch · lb ( 72 J).

В другом варианте стойкость к ударным нагрузкам может быть измерена с использованием испытания Dynatup Test в соответствии со стандартом ASTM-D 3763-02, которое состоит в высокоскоростном испытании с помощью динамометрического элемента, который измеряет суммарное поглощение энергии в первые микросекунды удара. Ударная вязкость может быть измерена в джоулях. В неограничивающем варианте основа может иметь ударную вязкость, по меньшей мере, приблизительно 35 Дж или от приблизительно 35 Дж до приблизительно 105 Дж.Alternatively, impact resistance can be measured using the Dynatup Test in accordance with ASTM-D 3763-02, which consists of a high-speed test using a load cell that measures the total energy absorption in the first microseconds of shock. Impact strength can be measured in joules. In a non-limiting embodiment, the base may have an impact strength of at least about 35 J or from about 35 J to about 105 J.

Группа РGroup P

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает полиуретановую порошковую покрывную композицию. Порошковые покрывные композиции могут быть приготовлены из любых полиуретанов или поли(уретанмочевин) Групп А-N, подробно описанных выше.In some non-limiting embodiments, the present invention provides a polyurethane powder coating composition. Powder coating compositions can be prepared from any polyurethanes or poly (urethane ureas) Groups A-N described in detail above.

В неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы приготовления полиуретановой порошковой покрывной композиции, которые включают стадии: взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата с, по меньшей мере, одним алифатическим полиолом с образованием, как правило, твердого предполимера с гидроксильной функциональностью; плавления предполимера с гидроксильной функциональностью; плавления, по меньшей мере, одного, как правило, твердого полиизоцианата с образованием расплавленного полиизоцианата; смешения расплавленного предполимера с гидроксильной функциональностью и расплавленного полиизоцианата с образованием смеси и отверждения смеси с образованием, как правило, твердой порошковой покрывной композиции.In non-limiting embodiments, the present invention provides methods for preparing a polyurethane powder coating composition, which comprise the steps of: reacting at least one polyisocyanate with at least one aliphatic polyol to form, as a rule, a solid prepolymer with hydroxyl functionality; melting a prepolymer with hydroxyl functionality; melting at least one, typically solid polyisocyanate to form a molten polyisocyanate; mixing the molten prepolymer with hydroxyl functionality and the molten polyisocyanate to form a mixture and curing the mixture to form, as a rule, a solid powder coating composition.

Обычно твердый предполимер с гидроксильной функциональностью может быть получен при взаимодействии полиизоцианата(ов) с избытком алифатического(их) полиола(ов) и катализатора в количествах, описанных выше, и при нагревании предполимера при температуре приблизительно 140°С или при температуре от приблизительно 150°С до приблизительно 180°С в течение от приблизительно 1 до приблизительно 24 часов, чтобы способствовать по существу полному окончанию реакции компонентов и образованию, как правило, твердого предполимера.Typically, a solid prepolymer with hydroxyl functionality can be obtained by reacting the polyisocyanate (s) with an excess of the aliphatic polyol (s) and catalyst in the amounts described above, and by heating the prepolymer at a temperature of about 140 ° C or at a temperature of about 150 ° From about 180 ° C. for from about 1 to about 24 hours, to facilitate the substantially complete completion of the reaction of the components and the formation of a typically solid prepolymer.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиизоцианат является разветвленным или представляет собой тример, как это обсуждалось выше, а алифатический полиол представляет собой алифатический диол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода или 4 или 5 атомов углерода, такой как пропандиол, бутандиол, циклогександиметанол, 1,10-декандиол и/или 1,12-додекандиол. В других неограничивающих вариантах изобретения полиизоцианат может представлять собой любой полиизоцианат, который рассматривался выше, и алифатический полиол может представлять собой разветвленный диол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода, такой как триметилолпропан.In some non-limiting embodiments, the polyisocyanate is branched or trimer, as discussed above, and the aliphatic polyol is an aliphatic diol containing from 4 to 18 carbon atoms or 4 or 5 carbon atoms, such as propanediol, butanediol, cyclohexane dimethanol, 1, 10-decanediol and / or 1.12-dodecanediol. In other non-limiting embodiments of the invention, the polyisocyanate may be any of the polyisocyanates discussed above, and the aliphatic polyol may be a branched diol containing from 4 to 18 carbon atoms, such as trimethylolpropane.

Эквивалентное отношение изоцианатных функциональных групп к гидроксильным функциональным группам находится в интервале от приблизительно 1:0,9 до приблизительно 1:1,1 или составляет приблизительно 1:1.The equivalent ratio of isocyanate functional groups to hydroxyl functional groups is in the range of from about 1: 0.9 to about 1: 1.1, or about 1: 1.

Как правило, твердый полиизоцианат может быть расплавлен, например, путем нагревания при температуре от приблизительно 35°С до приблизительно 150°С в течение от приблизительно 2 до приблизительно 24 часов с образованием расплавленного полиизоцианата. Расплавленный предполимер с гидроксильной функциональностью и расплавленный полиизоцианат смешивают и отверждают с образованием обычно гомогенной смеси, приемлемой для формирования порошкового покрытия, которое обсуждается ниже. Эквивалентное отношение изоцианатных функциональных групп полиизоцианата к гидроксильным функциональным группам предполимера может находиться в интервале от приблизительно 1,05:1 до приблизительно 0,95:1 или составляет приблизительно 1:1.Typically, the solid polyisocyanate can be melted, for example, by heating at a temperature of from about 35 ° C to about 150 ° C for from about 2 to about 24 hours to form a molten polyisocyanate. The molten hydroxyl functional prepolymer and the molten polyisocyanate are mixed and cured to form a generally homogeneous mixture suitable for forming a powder coating, which is discussed below. The equivalent ratio of the isocyanate functional groups of the polyisocyanate to the hydroxyl functional groups of the prepolymer may be in the range of from about 1.05: 1 to about 0.95: 1, or about 1: 1.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы получения полиуретановой порошковой покрывной композиции, включающие стадии: взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата с, по меньшей мере, одним алифатическим полиолом с образованием, как правило, твердого предполимера с гидроксильной функциональностью; растворения предполимера с гидроксильной функциональностью в первом растворителе с получением первого раствора; растворения, по меньшей мере, одного, как правило, твердого полиизоцианата во втором растворителе, который является тем же самым растворителем или совместим с первым растворителем, с образованием второго раствора; смешения первого и второго растворов и удаления по существу всего растворителя с образованием, как правило, твердой порошковой покрывной композиции.In other non-limiting embodiments, the present invention provides methods for producing a polyurethane powder coating composition, comprising the steps of: reacting at least one polyisocyanate with at least one aliphatic polyol to form, as a rule, a solid prepolymer with hydroxyl functionality; dissolving the prepolymer with hydroxyl functionality in a first solvent to form a first solution; dissolving at least one, typically solid polyisocyanate in a second solvent, which is the same solvent or compatible with the first solvent, to form a second solution; mixing the first and second solutions and removing substantially all of the solvent to form, as a rule, a solid powder coating composition.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиизоцианат(ы) являе(ю)тся разветвленным(и) или представляе(ю)т собой тример, как это обсуждалось выше, а алифатический полиол представляет собой алифатический диол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода или 4 или 5 атомов углерода, такой как пропандиол и/или бутандиол. В других неограничивающих вариантах изобретения полиизоцианат может представлять собой любой полиизоцианат, который рассматривался выше, и алифатический полиол может представлять собой разветвленный диол, содержащий от 4 до 18 атомов углерода, такой как триметилолпропан.In some non-limiting embodiments, the implementation of the polyisocyanate (s) is (are) branched (s) or is (s) a trimer, as discussed above, and the aliphatic polyol is an aliphatic diol containing from 4 to 18 carbon atoms or 4 or 5 carbon atoms, such as propanediol and / or butanediol. In other non-limiting embodiments of the invention, the polyisocyanate may be any of the polyisocyanates discussed above, and the aliphatic polyol may be a branched diol containing from 4 to 18 carbon atoms, such as trimethylolpropane.

Как правило твердый предполимер с гидроксильной функциональностью может быть получен реакцией полиизоцианата(ов) с избытком алифатического(их) полиола(ов) и катализатора, типы и количества которых описаны выше. Предполимер с гидроксильной функциональностью растворяют в первом растворителе с образованием первого раствора. Растворитель может представлять собой любой растворитель, способный растворять предполимер с гидроксильной функциональностью, такой как диполярный апротонный растворитель, например м-пирол (N-метил-2-пирролидон), N,N-диметилформамид, N,N-диметилацетамид, диметилсульфоксид (ДМСО), метиленхлорид, дихлорбутан, циклогексанон, диметилформамид и/или ацетонитрил. Количество растворителя может находиться в интервале от приблизительно 20 до приблизительно 95 мас.% из расчета на массу твердых веществ предполимера с гидроксильной функциональностью.Typically, a solid prepolymer with hydroxyl functionality can be prepared by reacting the polyisocyanate (s) with an excess of aliphatic (s) polyol (s) and catalyst, the types and quantities of which are described above. The hydroxyl functional prepolymer is dissolved in the first solvent to form the first solution. The solvent may be any solvent capable of dissolving a prepolymer with hydroxyl functionality, such as a dipolar aprotic solvent, for example m-pyrol (N-methyl-2-pyrrolidone), N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide (DMSO) , methylene chloride, dichlorobutane, cyclohexanone, dimethylformamide and / or acetonitrile. The amount of solvent may range from about 20 to about 95 wt.% Based on the weight of the solids of the prepolymer with hydroxyl functionality.

Как правило, твердый полиизоцианат растворяют во втором растворителе, который представляет собой тот же самый растворитель или совместим с первым растворителем, с получением второго раствора. Растворитель может представлять собой любой растворитель, способный растворять обычно твердый полиизоцианат, такой как диполярный апотонный растворитель, например м-пирол (N-метил-2-пирролидон), N,N-диметилформамид, N,N-диметилацетамид, диметилсульфоксид (ДМСО), метиленхлорид, диметилформамид и/или ацетонитрил. Количество растворителя может находиться в интервале от приблизительно 20 до приблизительно 95 мас.% из расчета на массу твердых веществ полиизоцианата.Typically, the solid polyisocyanate is dissolved in a second solvent, which is the same solvent or compatible with the first solvent, to obtain a second solution. The solvent may be any solvent capable of dissolving a typically solid polyisocyanate, such as a dipolar apotonic solvent, for example m-pyrrole (N-methyl-2-pyrrolidone), N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide (DMSO), methylene chloride, dimethylformamide and / or acetonitrile. The amount of solvent may range from about 20 to about 95 wt.% Based on the weight of the polyisocyanate solids.

Первый и второй растворы смешивают и удаляют по существу весь растворитель, например, с помощью вакуума в печи с образованием по существу твердого порошка, приемлемого для применения в качестве покрывной композиции. Порошок может быть раздроблен или тонко измельчен, если это необходимо.The first and second solutions are mixed and substantially all of the solvent is removed, for example, by vacuum in a furnace to form an essentially solid powder suitable for use as a coating composition. The powder may be crushed or finely ground, if necessary.

Способную к отверждению порошковую покрывную композицию, которая может быть использована в настоящем изобретении, обычно получают вначале путем сухого смешения полимера, например полиуретана или поли(уретанмочевины), сшивающего агента (если он присутствует), частиц и добавок, таких как дегазирующие агенты, агенты для повышения текучести и катализаторы, в смесителе, например в лопастном смесителе Henshel. Смеситель работает в течение периода времени, достаточного, чтобы получить сухую гомогенную смесь загруженных в него материалов. Сухую гомогенную смесь затем смешивают в расплаве в экструдере, например в двухшнековом экструдере с совместным вращением шнеков, который работает в температурном интервале, достаточном, чтобы расплавить компоненты, но не допустить образования геля.A curable powder coating composition that can be used in the present invention is usually prepared by dry mixing the polymer, for example polyurethane or poly (urethane urea), a crosslinking agent (if present), particles and additives such as degassing agents, agents for yielding agents and catalysts in a mixer, for example a Henshel paddle mixer. The mixer operates for a period of time sufficient to obtain a dry homogeneous mixture of the materials loaded into it. The dry homogeneous mixture is then mixed in the melt in an extruder, for example in a twin-screw extruder with joint rotation of the screws, which operates in a temperature range sufficient to melt the components, but to prevent gel formation.

Необязательно способная к отверждению порошковая покрывная композиция настоящего изобретения может быть смешана в расплаве на двух или более стадиях. Например, смесь первого расплава готовят в отсутствие катализатора отверждения. Смесь второго расплава готовят при более низкой температуре из сухой смеси первого расплава и катализатора отверждения. Смешанную в расплаве способную к отверждению порошковую покрывную композицию, как правило, измельчают до среднего размера частиц, например от 15 до 30 микрон.Optionally, a curable powder coating composition of the present invention can be melt blended in two or more stages. For example, a first melt mixture is prepared in the absence of a curing catalyst. A mixture of the second melt is prepared at a lower temperature from a dry mixture of the first melt and the curing catalyst. The melt-mixed, curable, powder coating composition is typically ground to an average particle size, for example from 15 to 30 microns.

С другой стороны, порошковые покрывные композиции настоящего изобретения могут быть получены путем смешения и экструдирования ингредиентов, как описано выше, но без частиц. Частицы могут быть добавлены к рецептуре в качестве постдобавки путем простого примешивания частиц в измельченную порошковую покрывную композицию, например путем смешения с использованием смесителя Henschel. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения порошковую покрывную композицию суспендируют в жидкой среде, такой как вода, которая может быть нанесена разбрызгиванием.On the other hand, the powder coating compositions of the present invention can be obtained by mixing and extruding the ingredients, as described above, but without particles. Particles can be added to the formulation as a post-additive by simply mixing the particles into a ground powder coating composition, for example by mixing using a Henschel mixer. In some non-limiting embodiments of the invention, the powder coating composition is suspended in a liquid medium, such as water, which can be applied by spraying.

Группа QGroup Q

В некоторых неограничивающих вариантах композиции настоящего изобретения могут дополнительно включать один или несколько типов усиливающих материалов. Такие усиливающие материалы могут присутствовать в любой желаемой физической форме, например в виде частиц, в том числе, но без ограничения ими, в виде наночастиц, агломератов, волокон, мелко нарезанных волокон, матов и т.д.In some non-limiting embodiments, the compositions of the present invention may further include one or more types of reinforcing materials. Such reinforcing materials may be present in any desired physical form, for example in the form of particles, including, but not limited to, in the form of nanoparticles, agglomerates, fibers, finely chopped fibers, mats, etc.

Усиливающие материалы могут быть образованы из материалов, выбранных из группы, включающей полимерные неорганические материалы, неполимерные неорганические материалы, полимерные органические материалы, неполимерные органические материалы, их композиты и их смеси, которые химически отличаются от полиуретана или поли(уретанмочевины). Используемое в данном случае определение «химически отличаются» от полиуретана или поли(уретанмочевины) означает, что усиливающий материал имеет, по меньшей мере, один другой атом или имеет другое расположение атомов по сравнению с полиуретаном или поли(уретанмочевиной).Reinforcing materials may be formed from materials selected from the group consisting of polymeric inorganic materials, non-polymeric inorganic materials, polymeric organic materials, non-polymeric organic materials, their composites, and mixtures thereof that are chemically different from polyurethane or poly (urethane urea). Used in this case, the definition of "chemically different" from polyurethane or poly (urethane urea) means that the reinforcing material has at least one other atom or has a different arrangement of atoms compared to polyurethane or poly (urethane urea).

Используемое в данном случае определение «полимерный неорганический материал» означает полимерный материал, имеющий главную цепь повторяющегося звена на основе элемента или элементов, отличных от углерода (см. публикацию: James Mark et al. Inorganic Polymers, Prentice Hall Polymer Science and Engineering Series (1992), стр. 5, которая включена сюда в качестве ссылки). Более того, используемое в данном случае определение «полимерные органические материалы» означает синтетические полимерные материалы, полусинтетические полимерные материалы и природные полимерные материалы, которые все имеют главную цепь повторяющегося звена на основе углерода.As used herein, the term “polymeric inorganic material” means a polymeric material having a repeat chain backbone based on an element or elements other than carbon (see publication: James Mark et al. Inorganic Polymers, Prentice Hall Polymer Science and Engineering Series (1992 ), p. 5, which is incorporated herein by reference). Moreover, the term “polymeric organic materials” used in this case means synthetic polymeric materials, semi-synthetic polymeric materials and natural polymeric materials, which all have a carbon-based repeating unit.

Используемое определение «органический материал» означает углеродсодержащие соединения, где углерод, как правило, связан сам с собой и водородом и часто с другими элементами, и также исключает бинарные соединения, такие как оксиды углерода, карбиды, сульфид углерода и т.д.; такие трехчленные соединения, как цианиды металлов, карбонилы металлов, фосген, карбонилсульфид и др.; и углеродсодержащие ионные соединения, такие как карбонаты металлов, например карбонат кальция и карбонат натрия (см. R. Lewis, Sr. Hawley's Condensed Chemical Dictionary (12-th Ed., 1993), pp. 761-762; и M. Silberberg, Chemistry The Molecular Nature of Matter and Change (1996), p. 586, которые включены сюда в качестве ссылки).As used herein, the term “organic material” means carbon-containing compounds, where carbon is generally bound to itself and hydrogen and often to other elements, and also excludes binary compounds such as carbon oxides, carbides, carbon sulfide, etc .; such trinomial compounds as metal cyanides, metal carbonyls, phosgene, carbonyl sulfide and others; and carbon-containing ionic compounds, such as metal carbonates, for example calcium carbonate and sodium carbonate (see R. Lewis, Sr. Hawley's Condensed Chemical Dictionary (12th Ed., 1993), pp. 761-762; and M. Silberberg, Chemistry The Molecular Nature of Matter and Change (1996), p. 586, which are incorporated herein by reference).

Используемое в данном случае определение «неорганический материал» означает любой материал, который не является органическим материалом.Used in this case, the definition of "inorganic material" means any material that is not organic material.

Используемое в данном случае определение «композитный материал» означает комбинацию двух или более различных материалов. Например, композитная частица может быть образована из первичного материала, который покрыт, плакирован или инкапсулирован одним или несколькими вторичными материалами с образованием композитной частицы, которая имеет более мягкую поверхность. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления частицы, образованные из композитных материалов, могут быть получены из первичного материала, который покрыт, плакирован или инкапсулирован с помощью различных форм первичного материала. Для получения большей информации по частицам, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, см. G. Wypych, Handbook of Fillers, 2-nd Ed., (1999), p. 15-202, которая включена сюда в качестве ссылки.Used in this case, the definition of "composite material" means a combination of two or more different materials. For example, a composite particle may be formed from a primary material that is coated, clad, or encapsulated by one or more secondary materials to form a composite particle that has a softer surface. In some non-limiting embodiments, particles formed from composite materials can be obtained from a primary material that is coated, clad, or encapsulated using various forms of the primary material. For more information on particles that can be used in the present invention, see G. Wypych, Handbook of Fillers, 2-nd Ed., (1999), p. 15-202, which is incorporated herein by reference.

Усиливающие материалы, приемлемые для применения в композициях настоящего изобретения, могут включать неорганические элементы или соединения, известные в данной области техники. Подходящие неполимерные, неорганические усиливающие материалы могут быть образованы из керамических материалов, металлических материалов и смесей любых из перечисленных материалов. Неполимерные, неорганические материалы, которые могут быть полезны при формировании усиливающих материалов настоящего изобретения, включают неорганические материалы, выбранные из группы, включающей графит, металлы, оксиды, карбиды, нитриды, бориды, сульфиды, силикаты, карбонаты, сульфаты и гидроксиды. Подходящими керамическими материалами являются оксиды металлов, нитриды металлов, карбиды металлов, сульфиды металлов, силикаты металлов, бориды металлов, карбонаты металлов и смеси любых из вышеперечисленных. Неограничивающими примерами подходящих металлов являются молибден, платина, палладий, никель, алюминий, медь, золото, железо, серебро, сплавы и смеси любых из перечисленных выше металлов. Неограничивающим примером нитридов металлов является, например, нитрид бора; неограничивающим примером оксидов металлов является, например, оксид цинка; неограничивающими примерами подходящих сульфидов металлов являются, например, дисульфид молибдена, дисульфид тантала, дисульфид вольфрама и сульфид цинка; неограничивающими примерами силикатов металлов являются, например, силикаты алюминия и силикаты магния, например вермикулит. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления усиливающий материал по существу не содержит (менее чем 5 мас.% или менее чем 1 мас.%) или не содержит наполнители, такие как карбонат натрия, карбонат кальция, силикаты, альгинаты, сажа, и оксиды металлов, такие как оксид титана, диоксид кремния и оксид цинка.Reinforcing materials suitable for use in the compositions of the present invention may include inorganic elements or compounds known in the art. Suitable non-polymeric, inorganic reinforcing materials may be formed from ceramic materials, metallic materials, and mixtures of any of the listed materials. Non-polymeric, inorganic materials that may be useful in forming the reinforcing materials of the present invention include inorganic materials selected from the group consisting of graphite, metals, oxides, carbides, nitrides, borides, sulfides, silicates, carbonates, sulfates and hydroxides. Suitable ceramic materials are metal oxides, metal nitrides, metal carbides, metal sulfides, metal silicates, metal borides, metal carbonates and mixtures of any of the foregoing. Non-limiting examples of suitable metals are molybdenum, platinum, palladium, nickel, aluminum, copper, gold, iron, silver, alloys, and mixtures of any of the above metals. A non-limiting example of metal nitrides is, for example, boron nitride; a non-limiting example of metal oxides is, for example, zinc oxide; non-limiting examples of suitable metal sulfides are, for example, molybdenum disulfide, tantalum disulfide, tungsten disulfide, and zinc sulfide; non-limiting examples of metal silicates are, for example, aluminum silicates and magnesium silicates, for example vermiculite. In some non-limiting embodiments, the implementation of the reinforcing material essentially does not contain (less than 5 wt.% Or less than 1 wt.%) Or does not contain fillers such as sodium carbonate, calcium carbonate, silicates, alginates, carbon black, and metal oxides, such like titanium oxide, silicon dioxide and zinc oxide.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления усиливающие материалы могут включать сердцевину по существу из одного неорганического оксида, такого как диоксид кремния в коллоидной, коллоидальной или аморфной форме, оксид алюминия или коллоидный оксид алюминия, диоксид титана, оксид цезия, оксид иттрия, коллоидный оксид иттрия, оксид циркония, например коллоидный или аморфный оксид циркония, и смеси любых из перечисленных компонентов; или неорганического оксида одного типа, на который нанесен органический оксид другого типа. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления усиливающие материалы не должны сильно влиять на оптические характеристики отвержденной композиции. Используемое в данном случае определение «прозрачный» означает, что отвержденное покрытие имеет показатель мутности (BYK Haze index) менее чем 50 при измерении с использованием прибора BYK/Haze Gloss Instrument.In some non-limiting embodiments, the reinforcing materials may include a core of essentially one inorganic oxide, such as colloidal, colloidal or amorphous silica, alumina or colloidal alumina, titanium dioxide, cesium oxide, yttrium oxide, colloidal yttrium oxide, zirconium, for example colloidal or amorphous zirconium oxide, and mixtures of any of these components; or an inorganic oxide of one type onto which an organic oxide of another type is applied. In some non-limiting embodiments, the reinforcing materials should not greatly affect the optical characteristics of the cured composition. Used in this case, the definition of "transparent" means that the cured coating has a haze index (BYK Haze index) of less than 50 when measured using a BYK / Haze Gloss Instrument.

Композиция может включать предшественники, приемлемые для формирования частиц диоксида кремния in situ с помощью золь-гелевого процесса. Композиция в соответствии с настоящим изобретением может содержать алкоксисиланы, которые могут быть гидролизованы с образованием частиц диоксида кремния in situ. Например, тетраэтилортосиликат может быть гидролизован с помощью кислоты, такой как соляная кислота, и конденсирован с образованием частиц диоксида кремния. Другими полезными частицами являются поверхностно модифицированные диоксиды кремния, например, описанные в патенте США № 5853809 (колонка 6, строка 51 - колонка 8, строка 43, включен в описание в качестве ссылки).The composition may include precursors suitable for in situ formation of silica particles by a sol-gel process. The composition in accordance with the present invention may contain alkoxysilanes, which can be hydrolyzed to form particles of silicon dioxide in situ . For example, tetraethylorthosilicate can be hydrolyzed with an acid, such as hydrochloric acid, and condensed to form silica particles. Other useful particles are surface modified silicas, for example, those described in US Pat. No. 5,853,809 (column 6, line 51 to column 8, line 43, incorporated by reference).

В настоящем изобретении могут быть использованы золи, такие как органозоли, усиливающих частиц. Такие золи могут представлять собой широкий спектр коллоидных диоксидов кремния с небольшими частицами, имеющими средний размер частиц в интервалах, описанных ниже. Коллоидные диоксиды кремния могут быть поверхностно модифицированы во время или сразу после образования частиц. Такие поверхностно модифицированные диоксиды кремния могут иметь на своей поверхности химически связанные углеродсодержащие остатки, а также такие группы, как безводные SiO2-группы и SiOH-группы, различные ионные группы, физически ассоциированные или химически связанные с поверхностью диоксида кремния, адсорбированные органические группы или комбинации любых из перечисленных выше компонентов, в зависимости от желаемых характеристик частиц диоксида кремния. Такие поверхностно модифицированные диоксиды кремния подробно описаны в патенте США № 4680204, который включен сюда в качестве ссылки. Такие коллоидные диоксиды кремния с небольшими частицами легко доступны, по существу бесцветны и обладают показателями преломления, которые дают возможность включать их в композицию, что без дополнительных пигментов или компонентов которые, как известно в данной области техники, окрашивают и/или снижают прозрачность таких композиций, приводит к бесцветным, прозрачным композициям или покрытиям.In the present invention can be used sols, such as organosols, reinforcing particles. Such sols can be a wide range of colloidal silicon dioxide with small particles having an average particle size in the ranges described below. Colloidal silicas can be surface modified during or immediately after particle formation. Such surface-modified silicas can have chemically bonded carbon-containing residues on their surface, as well as groups such as anhydrous SiO 2 groups and SiOH groups, various ionic groups physically associated with or chemically bonded to the surface of silicon dioxide, adsorbed organic groups or combinations any of the above components, depending on the desired characteristics of the particles of silicon dioxide. Such surface modified silicas are described in detail in US Pat. No. 4,680,204, which is incorporated herein by reference. Such colloidal silicas with small particles are readily available, essentially colorless and have refractive indices that make it possible to incorporate them into the composition, which without additional pigments or components, which are known in the art, color and / or reduce the transparency of such compositions, results in colorless, transparent compositions or coatings.

Другими подходящими неограничивающими примерами усиливающих материалов являются коллоидные диоксиды кремния, такие как диоксиды кремния, являющиеся коммерчески доступными от Nissan Chemical Company под торговым названием ORGANOSILICASOLSTM, такие как ORGANOSILICASOLSTM MT-ST, и от Clariant Corporation, такие как HIGHLINKTM; коллоидные оксиды алюминия, такие как оксиды алюминия, являющиеся коммерчески доступными от Nalco Chemical под торговым названием NALCO 8676®; и коллоидные оксиды циркония, такие как оксиды циркония, коммерчески доступные от Nissan Chemical Company под торговым названием HIT-32M®.Other suitable non-limiting examples of reinforcing materials are colloidal silicas, such as silicas, commercially available from Nissan Chemical Company under the trade name ORGANOSILICASOLS TM , such as ORGANOSILICASOLS TM MT-ST, and from Clariant Corporation, such as HIGHLINK TM ; colloidal aluminas, such as aluminas, commercially available from Nalco Chemical under the trade name NALCO 8676 ® ; and colloidal zirconias, such as zirconium oxide, commercially available from Nissan Chemical Company under the trademark HIT-32M ®.

В некоторых неограничивающих вариантах настоящего изобретения усиливающий материал имеет наноструктуру. Используемое в данном случае определение «наноструктура» относится к трехмерному объекту, где длина наиболее длинного размера находится в интервале от 1 до 1000 нм, например от 1 до 500 нм, или от 1 до 100 нм, или от 1 до 40 нм.In some non-limiting embodiments of the present invention, the reinforcing material has a nanostructure. Used in this case, the definition of "nanostructure" refers to a three-dimensional object, where the length of the longest size is in the range from 1 to 1000 nm, for example from 1 to 500 nm, or from 1 to 100 nm, or from 1 to 40 nm.

Наноструктурные усиливающие материалы могут быть введены в матрицу полимера путем распределения предварительно полученных наноструктур, таких как, например, наноглины, в полимерном растворе. Альтернативно или дополнительно наноструктурные усиливающие материалы могут быть введены в полимерную матрицу путем формирования наноструктур in situ. Например, наноструктурные усиливающие материалы могут быть образованы in situ путем смешения раствора предшественника для получения полиуретана или поли(уретанмочевины) с предшественником для наноструктур с образованием смеси, формирования наноструктур в матрице полимера из предшественника наноструктур и образования полимера из раствора предшественника полимера.Nanostructured reinforcing materials can be introduced into the polymer matrix by distributing previously prepared nanostructures, such as, for example, nanoclay, in a polymer solution. Alternatively or additionally, nanostructured reinforcing materials can be introduced into the polymer matrix by forming in situ nanostructures. For example, nanostructured reinforcing materials can be formed in situ by mixing a precursor solution to produce polyurethane or poly (urethane urea) with a precursor for nanostructures to form a mixture, forming nanostructures in the polymer matrix from the nanostructure precursor, and forming the polymer from the polymer precursor solution.

Используемое в данном случае выражение «раствор предшественника для полиуретана или поли(уретанмочевины)» относится к любому материалу, который может быть использован в качестве исходного материала для образования полиуретана или поли(уретанмочевины), как это описано выше. Например, если желаемым конечным продуктом является алифатический полиуретан, подходящими предшественниками полимера являются, но не ограничиваются ими, 1,4-бутандиол, триметилолпропан и бис(4-изоцианатоциклогексил)метан и тиодиэтанол.Used in this case, the expression "precursor solution for polyurethane or poly (urethane urea)" refers to any material that can be used as starting material for the formation of polyurethane or poly (urethane urea), as described above. For example, if the desired end product is aliphatic polyurethane, suitable polymer precursors include, but are not limited to, 1,4-butanediol, trimethylolpropane and bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane and thiodiethanol.

Используемое в данном случае выражение «предшественник для наноструктур» относится к любому материалу, который может быть использован в качестве исходного материала для образования наноструктур.Used in this case, the expression "precursor for nanostructures" refers to any material that can be used as starting material for the formation of nanostructures.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения к смеси добавляют растворитель, такой как вода, этанол, изопропанол, бутанол и т.д.In some non-limiting embodiments of the invention, a solvent such as water, ethanol, isopropanol, butanol, etc. is added to the mixture.

Наноструктуры образуются, пока вязкость полимера настолько низка, что наноструктуры могут сами внедряться в матрицу полимера. Образование наноструктур может быть инициировано с использованием различных методик. В неограничивающем варианте настоящего изобретения наноструктуры образуются за счет регулирования рН смеси. Кислота или основание, например аммиак, могут быть использованы для регулирования рН раствора. В зависимости от соответствующего раствора предшественника полимера и соответствующего предшественника для наноструктур существует оптимальный интервал значений рН, в котором будут формироваться наноструктуры. Квалифицированному в данной области специалисту известно, что оптимальный интервал рН определяется по обоим предшественникам.Nanostructures are formed while the viscosity of the polymer is so low that the nanostructures can themselves be embedded in the polymer matrix. The formation of nanostructures can be initiated using various techniques. In a non-limiting embodiment of the present invention, nanostructures are formed by adjusting the pH of the mixture. An acid or base, such as ammonia, can be used to adjust the pH of the solution. Depending on the corresponding polymer precursor solution and the corresponding precursor for nanostructures, there is an optimal range of pH values in which nanostructures will be formed. One skilled in the art knows that the optimum pH range is determined by both precursors.

В другом неограничивающем варианте изобретения смесь может быть нагрета, чтобы инициировать образование наночастиц. Смесь может быть нагрета до любой температуры при условии, что смесь не нагревают до температуры выше температуры, при которой раствор предшественника будет разрушаться. Например, раствор предшественника, содержащий полиуретан или поли(уретанмочевину), нельзя нагревать выше приблизительно 200°С, так как эта температура соответствует температуре, при которой полиуретан или поли(уретанмочевина) начинают разлагаться. Как и для интервала рН, оптимальный температурный интервал, при котором будут образовываться частицы, зависит от соответствующего раствора предшественника полиуретана или поли(уретанмочевины) и соответствующего предшественника для наноструктур. Квалифицированному в данной области специалисту известно, что оптимальный температурный интервал определяется по обоим предшественникам. Как правило, чем выше температура, до которой смесь нагревают, и/или чем дольше нагревают смесь, тем больше размер наноструктур, которые будут образовываться.In another non-limiting embodiment of the invention, the mixture may be heated to initiate the formation of nanoparticles. The mixture can be heated to any temperature, provided that the mixture is not heated to a temperature above the temperature at which the precursor solution will be destroyed. For example, a precursor solution containing polyurethane or poly (urethane urea) cannot be heated above about 200 ° C, since this temperature corresponds to the temperature at which the polyurethane or poly (urethane urea) begins to decompose. As for the pH range, the optimum temperature range in which particles will form depends on the appropriate solution of the polyurethane or poly (urethane urea) precursor and the corresponding precursor for nanostructures. A person skilled in the art knows that the optimum temperature range is determined by both precursors. Typically, the higher the temperature to which the mixture is heated and / or the longer the mixture is heated, the larger the size of the nanostructures that will be formed.

В еще одном неограничивающем варианте изобретения образование наноструктур осуществляется путем нагревания смеси после установления рН смеси. В другом неограничивающем варианте изобретения образование наноструктур осуществляется путем нагревания смеси, а затем регулированием рН смеси.In another non-limiting embodiment of the invention, the formation of nanostructures is carried out by heating the mixture after setting the pH of the mixture. In another non-limiting embodiment of the invention, the formation of nanostructures is carried out by heating the mixture, and then adjusting the pH of the mixture.

В других различных неограничивающих вариантах изобретения наноструктуры могут быть образованы за счет использования одной или нескольких из следующих методик: повышение давления на смесь; изменение концентрации раствора предшественника для полиуретана или поли(уретанмочевины); использование инициатора образования наноструктур и зародышеобразование (добавление не более чем 5% желаемого наноструктурного материала из расчета на предполагаемую массу образованных наноструктур, что хорошо известно в данной области техники).In other various non-limiting embodiments of the invention, nanostructures can be formed by using one or more of the following methods: increasing the pressure on the mixture; a change in the concentration of the precursor solution for polyurethane or poly (urethane urea); the use of an initiator of the formation of nanostructures and nucleation (the addition of not more than 5% of the desired nanostructured material based on the estimated mass of the formed nanostructures, which is well known in the art).

Образованные наноструктуры представляют собой заряженные образцы. Если рН раствора регулируют так, чтобы вызвать образование наноструктур, заряд является результатом регулирования рН. Если во время стадии формирования наноструктуры регулирование рН не проводилось, для создания заряда к раствору может быть добавлен полимерный стабилизатор, такой как, но без ограничения, полиметакрилат натрия в воде и полиметакрилат аммония в воде, которые оба являются коммерчески доступными от R.T. Vanderbilt Company, Inc., Norwalk, CT, например Darvan® 7 и Darvan® С соответственно.Formed nanostructures are charged samples. If the pH of the solution is adjusted to cause the formation of nanostructures, the charge is the result of pH regulation. If no pH adjustment was performed during the nanostructure formation step, a polymer stabilizer, such as, but not limited to, sodium polymethacrylate in water and ammonium polymethacrylate in water, both of which are commercially available from RT Vanderbilt Company, Inc, can be added to the solution to create a charge. ., Norwalk, CT, such as Darvan ® 7 and Darvan ® C respectively.

Третья стадия включает образование полиуретана или поли(уретанмочевины) из смеси, содержащей раствор предшественника полиуретана или поли(уретанмочевины). Образование полиуретана или поли(уретанмочевины) может быть вызвано за счет использования различных методик (как это обсуждено подробно выше) исходя из раствора предшественника полиуретана или поли(уретанмочевины) и предшественника для наноструктур.The third step involves the formation of polyurethane or poly (urethane urea) from a mixture containing a solution of a polyurethane or poly (urethane urea) precursor. The formation of polyurethane or poly (urethane urea) can be caused by using various techniques (as discussed in detail above) based on a solution of a polyurethane or poly (urethane urea) precursor and a precursor for nanostructures.

В другом варианте настоящего изобретения вторую и третью стадии, описанные выше, меняют местами.In another embodiment of the present invention, the second and third stages described above are interchanged.

Способ получения полимеров, имеющих наноструктуры, внедренные в матрицу полимера в соответствии с настоящим изобретением, называют процессом «in situ». Это означает, что наноструктуры формируются во время того же процесса, при котором образуется и полимер, в отличие от предварительно сформированных наноструктур, которые диспергируют в полимерный раствор.A method for producing polymers having nanostructures embedded in a polymer matrix in accordance with the present invention is called the in situ process. This means that nanostructures are formed during the same process in which the polymer is formed, in contrast to preformed nanostructures that are dispersed into the polymer solution.

Во время некоторых способов настоящего изобретения в смеси могут образовываться ионы (катионы и/или анионы). Образовавшиеся ионы и другие переменные процесса, такие как давление системы, в которой выдерживают смесь, могут влиять на конечный полимер. Например, количество наноструктурного образования и морфология наноструктур будут зависеть от типа и количества ионов, присутствующих в растворе.During some methods of the present invention, ions (cations and / or anions) can form in the mixture. The formed ions and other process variables, such as the pressure of the system in which the mixture is held, can affect the final polymer. For example, the amount of nanostructured formation and the morphology of nanostructures will depend on the type and amount of ions present in the solution.

В полимерной матрице наноструктуры, как правило, все время приближаются друг к другу и сталкиваются, так как они обладают кинетической энергией. При нормальных условиях некоторые наноструктуры будут соединяться друг с другом и будут образовывать агломераты за счет различных сил взаимодействия, например за счет взаимодействия Ван-дер-Ваальса. Как обсуждалось выше, агломерирование не является желательным, так как наноструктуры могут фактически становиться частицами с правильными размерами и желаемый эффект внедрения наноструктур уменьшается.As a rule, nanostructures in a polymer matrix approach each other and collide, since they possess kinetic energy. Under normal conditions, some nanostructures will combine with each other and will form agglomerates due to various interaction forces, for example, due to the van der Waals interaction. As discussed above, agglomeration is not desirable, since nanostructures can actually become particles with the correct size and the desired effect of the introduction of nanostructures is reduced.

Однако описанные выше способы могут давать полимеры, имеющие наноструктуры в матрице полимера, которые не образуют агломераты до такой степени, чтобы подвергнуть риску эксплуатационные свойства полимера, например чтобы улучшить термическую стабильность полимера и/или понизить химическую активность полимера. Наноструктуры не образуют агломераты, так как они стабилизированы. Стабилизация может быть осуществлена за счет электростатической стабилизации и/или стерической стабилизации.However, the methods described above can produce polymers having nanostructures in the polymer matrix that do not form agglomerates to such an extent as to jeopardize the performance of the polymer, for example, to improve the thermal stability of the polymer and / or reduce the reactivity of the polymer. Nanostructures do not form agglomerates, since they are stabilized. Stabilization can be accomplished by electrostatic stabilization and / or steric stabilization.

Так как наноструктуры в полимерной матрице представляют собой одинаково заряженные образцы, они отталкиваются друг от друга. Это препятствует наноструктурам подходить друг к другу так близко, чтобы они образовали агломерат. Это явление называется электростатической стабилизацией.Since the nanostructures in the polymer matrix are identically charged samples, they repel each other. This prevents the nanostructures from coming so close together that they form an agglomerate. This phenomenon is called electrostatic stabilization.

Так как наноструктуры окружены раствором предшественника полимера, при формировании наноструктуры теряют степень свободы, которой они обладали бы в противном случае, поскольку наноструктуры сближаются друг с другом. Такую потерю степени свободы выражают в термодинамических терминах в виде потери энтропии, которая создает необходимый барьер, чтобы препятствовать образованию агломератов. Такое явление называют стерической стабилизацией. Такой же принцип применим, когда способ включает образование полимера перед образованием наноструктур.Since nanostructures are surrounded by a solution of a polymer precursor, when forming a nanostructure, they lose the degree of freedom that they would otherwise have, since the nanostructures are close to each other. This loss of degree of freedom is expressed in thermodynamic terms as a loss of entropy, which creates the necessary barrier to prevent the formation of agglomerates. This phenomenon is called steric stabilization. The same principle applies when the method involves the formation of a polymer before the formation of nanostructures.

Концентрация наноструктур в полимерной матрице может находиться в интервале от 0,1% до 90%, например от 3% до 85% или от 15% до 80%, из расчета на общий объем. Наноструктуры в полимерной матрице могут иметь следующую форму: сферическую, многогранную кубическую, треугольную, пятиугольную, ромбовидную, игольчатую, форму стержня, форму диска и др. Наноструктуры в полимерной матрице могут иметь соотношение геометрических размеров от 1:1 до 1:1000, например от 1:1 до 1:100.The concentration of nanostructures in the polymer matrix can be in the range from 0.1% to 90%, for example from 3% to 85% or from 15% to 80%, based on the total volume. Nanostructures in a polymer matrix can have the following shape: spherical, multifaceted cubic, triangular, pentagonal, rhomboid, needle, rod shape, disk shape, etc. Nanostructures in a polymer matrix can have a ratio of geometric sizes from 1: 1 to 1: 1000, for example, 1: 1 to 1: 100.

Неограничивающими примерами подходящих наноструктурных материалов являются наноструктуры оксида титана, оксида алюминия, смешанного оксида индия и олова (ITO), смешанного оксида сурьмы и олова (АТО), монобутилоловотрихлорида, ацетата индия и трихлорида сурьмы, введенные в полимерную матрицу. Подходящими предшественниками для наноструктур оксида титана являются, но не ограничиваются ими, изопропоксид титана, хлорид титана (IV) и титанилоксалат калия. Подходящими предшественниками для наноструктур оксида алюминия являются, но не ограничиваются ими, изопропоксид алюминия, три-трет-бутоксид алюминия, три-втор-бутоксид алюминия, триэтоксид алюминия и пентандионат алюминия. Подходящими предшественниками для наноструктур оксида циркония являются, но не ограничиваются ими, изопропоксид циркония, трет-бутоксид циркония, бутоксид циркония, этоксид циркония, 2,4-пентандионат циркония и трифторпентандионат циркония.Non-limiting examples of suitable nanostructured materials are nanostructures of titanium oxide, alumina, mixed indium and tin oxide (ITO), mixed antimony and tin oxide (ATO), monobutyltin trichloride, indium acetate and antimony trichloride introduced into the polymer matrix. Suitable precursors for titanium oxide nanostructures include, but are not limited to, titanium isopropoxide, titanium (IV) chloride, and potassium titanyloxalate. Suitable precursors for aluminum oxide nanostructures include, but are not limited to, aluminum isopropoxide, tri-tert-butoxide aluminum, tri-sec-butoxide aluminum, triethoxide aluminum and aluminum pentanedione. Suitable precursors for zirconia nanostructures include, but are not limited to, zirconium isopropoxide, zirconium t-butoxide, zirconium butoxide, zirconium ethoxide, zirconium 2,4-pentanedionate, and zirconium trifluoropentanedione.

На первой стадии раствор предшественника для полиуретана или поли(уретанмочевины) смешивают с предшественником для наноструктур.In a first step, the precursor solution for polyurethane or poly (urethane urea) is mixed with the precursor for nanostructures.

На второй стадии в полимерной матрице формируют наноструктуры из предшественника наноструктур. Образование наноструктур может быть вызвано регулированием значения рН смеси с последующим нагреванием. Значение рН можно регулировать введением в смесь агента, такого как аммиак. В случае наноструктур ITO в водном растворе уретана или уретанмочевины наноструктуры начинают формироваться при рН>8. После установления рН смесь нагревают до температуры до 100°С. Нагревание раствора до температуры выше чем 100°С может вызвать разложение полимерной матрицы. Как обсуждалось выше, нагревание смеси в течение более длительного периода времени может привести к увеличению размера наноструктур.At the second stage, nanostructures are formed in a polymer matrix from a precursor of nanostructures. The formation of nanostructures can be caused by adjusting the pH of the mixture, followed by heating. The pH value can be adjusted by introducing into the mixture an agent, such as ammonia. In the case of ITO nanostructures in an aqueous solution of urethane or urethane urea, the nanostructures begin to form at pH> 8. After establishing the pH, the mixture is heated to a temperature of up to 100 ° C. Heating the solution to a temperature higher than 100 ° C can cause decomposition of the polymer matrix. As discussed above, heating the mixture for a longer period of time can lead to an increase in the size of the nanostructures.

На третьей стадии раствор предшественника полимера превращают в полимер, как это описано выше, для образования полиуретана и поли(уретанмочевины).In a third step, the polymer precursor solution is converted to a polymer, as described above, to form polyurethane and poly (urethane urea).

В неограничивающем варианте изобретения полученный усиленный полимер используют в качестве промежуточного слоя в многослойных стеклах для применения в автомобилях и в архитектуре. Как известно в данной области техники, многослойные стекла могут быть произведены путем наложения промежуточного слоя между двумя прозрачными стеклянными листами.In a non-limiting embodiment of the invention, the obtained reinforced polymer is used as an intermediate layer in laminated glasses for use in automobiles and in architecture. As is known in the art, laminated glass can be produced by applying an intermediate layer between two transparent glass sheets.

В таком конкретном варианте настоящего изобретения, как многослойное стекло для применения в автомобилях и в архитектуре, важно, чтобы наноструктуры не образовывали агломераты. Если наноструктуры образуют агломераты и фактически достигают диаметра больше чем 200 нм, наноструктуры будут рассеивать лучи видимого света в такой степени, что пропускание через прокладочный слой будет недостаточным для применения. Полимер с наноструктурами, имеющими приемлемый размер для такого варианта применения, может быть выявлен с использованием «значения мутности». Значение мутности связано со степенью, до которой существуют препятствия для прозрачности. Чем крупнее наноструктуры, присутствующие в полимерной матрице, тем выше значение мутности. В соответствии с настоящим изобретением многослойное стекло для автомобиля и для применения в архитектуре имеет значение мутности менее чем или равное приблизительно 1%, например менее чем или равное приблизительно 0,3% или менее чем или равное приблизительно 0,2%, при измерении с использованием системы Hazeguard System (BYK-Gardner, Columbia, MD).In such a specific embodiment of the present invention, as laminated glass for use in automobiles and in architecture, it is important that the nanostructures do not form agglomerates. If the nanostructures form agglomerates and actually reach a diameter of more than 200 nm, the nanostructures will scatter visible light rays to such an extent that transmission through the cushion layer will be insufficient for use. A polymer with nanostructures having an acceptable size for such an application can be detected using a “turbidity value”. The value of turbidity is related to the extent to which there are obstacles to transparency. The larger the nanostructures present in the polymer matrix, the higher the turbidity value. In accordance with the present invention, laminated glass for an automobile and for use in architecture has a haze value of less than or equal to about 1%, for example less than or equal to about 0.3% or less than or equal to about 0.2%, when measured using Hazeguard System (BYK-Gardner, Columbia, MD).

В варианте изобретения, где получают полиуретан или поли(уретанмочевину), содержащие наноструктуры оксида титана, внедренные в полимерную матрицу, первая стадия может включать смешение изопропоксида титана с 1-10 мас.% раствора Н2О2 и подходящими предшественниками полиуретана или поли(уретанмочевины), которые описаны выше. Н2О2 действует как инициатор для наноструктур оксида титана, особенно для наноструктур оксида титана в октаэдритной форме (в форме анатаза). Необязательно полимеры, такие как полиоксиэтилен(20)сорбитанмоноолеат, коммерчески доступный как Tween® 80 (ICI Ltd., Bridgewater, NJ), могут быть добавлены к раствору, чтобы помочь стабилизировать наноструктуры оксида титана.In an embodiment of the invention where a polyurethane or poly (urethane urea) is prepared containing titanium oxide nanostructures embedded in a polymer matrix, the first step may include mixing titanium isopropoxide with a 1-10 wt.% Solution of H 2 O 2 and suitable polyurethane or poly (urethane urea) precursors ), which are described above. H 2 O 2 acts as an initiator for titanium oxide nanostructures, especially for titanium oxide nanostructures in the octahedral form (in the form of anatase). Optionally, polymers such as polyoxyethylene (20) sorbitan monooleate commercially available as Tween ® 80 (ICI Ltd., Bridgewater, NJ) , may be added to the solution to help stabilize the titania nanostructures.

На второй стадии наноструктуры оксида титана формируются из предшественника за счет нагревания смеси до температуры до 100°С.At the second stage, titanium oxide nanostructures are formed from the precursor by heating the mixture to a temperature of up to 100 ° C.

На третьей стадии раствор предшественника полимера превращают в полиуретан или поли(уретанмочевину), что подробно обсуждалось выше.In a third step, the polymer precursor solution is converted to polyurethane or poly (urethane urea), as discussed in detail above.

В неограничивающем варианте настоящего изобретения полиуретан или поли(уретанмочевина), содержащие наноструктуры оксида титана, оксида алюминия или оксида циркония, внедренные в матрицу полимера, могут быть использованы в качестве оптической линзы. Полимер с наноструктурами, имеющими приемлемый для оптической линзы размер, может быть выявлен с использованием «значения мутности». В соответствии с настоящим изобретением оптическая линза имеет значение мутности менее чем или равное 0,5%, например менее чем или равное 0,2%, при измерении с использованием системы Hazeguard System (BYK-Gardner, Columbia, MD).In a non-limiting embodiment of the present invention, a polyurethane or poly (urethane urea) containing nanostructures of titanium oxide, alumina or zirconium oxide embedded in a polymer matrix can be used as an optical lens. A polymer with nanostructures having an acceptable size for an optical lens can be detected using a “haze value”. In accordance with the present invention, an optical lens has a haze value of less than or equal to 0.5%, for example less than or equal to 0.2%, when measured using the Hazeguard System (BYK-Gardner, Columbia, MD).

В неограничивающем варианте изобретения получают полиуретан, имеющий наноструктуры из ITO или АТО, внедренные в полимерную матрицу. Такой полимер может быть получен следующим образом. На первой стадии раствор предшественника из триметилолпропана, метилен-бис(4-циклогексилизоцианата) и тиодиэтанола смешивают с предшественником наноструктур ITO или АТО.In a non-limiting embodiment of the invention, a polyurethane having nanostructures of ITO or ATO embedded in a polymer matrix is prepared. Such a polymer can be obtained as follows. In a first step, a solution of the precursor of trimethylolpropane, methylene bis (4-cyclohexylisocyanate) and thiodiethanol is mixed with the precursor of ITO or ATO nanostructures.

Подходящий раствор предшественника для полиуретана представляет собой триметилолпропан, метилен-бис(4-циклогексилизоцианат), тиодиэтанол и включает, но без ограничения, 1,4-бутандиол. Подходящие предшественники для наноструктур ITO включают трихлорид монобутилолова и ацетат индия. Подходящим предшественником для наноструктур АТО является трихлорид сурьмы.A suitable precursor solution for polyurethane is trimethylolpropane, methylene bis (4-cyclohexylisocyanate), thioethanol and includes, but is not limited to, 1,4-butanediol. Suitable precursors for ITO nanostructures include monobutyltin trichloride and indium acetate. A suitable precursor for ATO nanostructures is antimony trichloride.

На второй стадии из предшественника формируются наноструктуры ITO или АТО. Образование наноструктур может быть вызвано путем регулирования значения рН раствора при введении в смесь агента, такого как аммиак, с последующим нагреванием смеси. В случае наноструктур ITO наноструктуры начинают формироваться при рН>8. После установления значения рН смесь нагревают до температуры до 100°С. Как обсуждалось выше, нагревание смеси в течение более длительного периода времени может привести к увеличению размера наноструктур.At the second stage, ITO or ATO nanostructures are formed from the precursor. The formation of nanostructures can be caused by adjusting the pH of the solution by introducing an agent such as ammonia into the mixture, followed by heating the mixture. In the case of ITO nanostructures, nanostructures begin to form at pH> 8. After setting the pH value, the mixture is heated to a temperature of up to 100 ° C. As discussed above, heating the mixture for a longer period of time can lead to an increase in the size of the nanostructures.

На третьей стадии 1,4-бутандиол смешивают с триметилолпропаном, метилен-бис(4-циклогексилизоцианатом), тиодиэтанолом, что хорошо известно в данной области техники. Например, 1,4-бутандиол, тиодиэтанол, триметилолпропан (ТМР) и DESMODUR® W все могут быть смешаны в реакторе и нагреты до 180°F. Смесь смешивают в вакууме в течение приблизительно 15 минут и затем к смеси добавляют оловянный катализатор, такой как дибутилоловодилаурат или карбонат висмута, в концентрации 25 ч./млн. Затем смесь разливают в стекольную форму и отверждают в течение, по меньшей мере, 20 часов при 250°F (121°С) c образованием полиуретана.In a third step, 1,4-butanediol is mixed with trimethylolpropane, methylene bis (4-cyclohexyl isocyanate), thioethanol, which is well known in the art. For example, 1,4-butanediol, thiodiethanol, trimethylolpropane (TMP) and DESMODUR ® W can all be mixed in a reactor and heated to 180 ° F. The mixture was mixed in vacuo for approximately 15 minutes and then a tin catalyst, such as dibutyltin dilaurate or bismuth carbonate, was added to the mixture at a concentration of 25 ppm. The mixture is then poured into a glass mold and cured for at least 20 hours at 250 ° F (121 ° C) to form polyurethane.

В неограничивающем варианте изобретения триметилолпропан, метилен-бис(4-циклогексилизоцианат), тиодиэтанол, имеющие наноструктуры ITО или АТО, внедренные в полимерную матрицу, используют для получения антистатического слоя для иллюминаторов самолета. Полимер с наноструктурами имеет модуль упругости, который больше модуля упругости стандартных триметилолпропана, метилен-бис(4-циклогексилизоцианата), тиодиэтанола в отсутствие наноструктур ITO/АТО.In a non-limiting embodiment of the invention, trimethylolpropane, methylene bis (4-cyclohexylisocyanate), thiodiethanol having ITO or ATO nanostructures embedded in a polymer matrix are used to obtain an antistatic layer for the windows of an airplane. A polymer with nanostructures has an elastic modulus that is greater than the elastic modulus of standard trimethylolpropane, methylene bis (4-cyclohexyl isocyanate), thioethanol in the absence of ITO / ATO nanostructures.

В других неограничивающих вариантах изобретения усиливающий материал представляет собой наноструктурный усиливающий материал, образованный in situ за счет набухания полиуретана в растворителе, содержащем предшественник для наноструктур, и за счет формирования наноструктур в матрице полиуретана из предшественника наноструктур. Неограничивающими примерами подходящих растворителей для мягкого набухания полимера являются метанол, метиловый эфир пропиленгликоля, такой как DOWANOL PM (коммерчески доступен от Dow Chemical Co., Midland, Michigan), диацетоновый спирт, 2-пропанол, 1-пропанол и ацетилпропанол.In other non-limiting embodiments of the invention, the reinforcing material is a nanostructured reinforcing material formed in situ due to swelling of the polyurethane in a solvent containing a precursor for nanostructures, and due to the formation of nanostructures in the polyurethane matrix from the precursor of nanostructures. Non-limiting examples of suitable solvents for mildly swelling the polymer are methanol, propylene glycol methyl ester such as DOWANOL PM (commercially available from Dow Chemical Co., Midland, Michigan), diacetone alcohol, 2-propanol, 1-propanol and acetylpropanol.

Полимер с наноструктурами, имеющими соответствующий размер для применения для иллюминаторов самолетов, может быть выявлен с использованием «значения мутности». В соответствии с настоящим изобретением многослойный иллюминатор для самолетов имеет значение мутности менее чем или равное приблизительно 1%, например менее чем или равное приблизительно 0,5%, при измерении с использованием системы Hazeguard System (BYK-Gardner).A polymer with nanostructures having the appropriate size for use with airplane windows can be detected using a “haze value”. In accordance with the present invention, a multi-layer porthole for aircraft has a haze value of less than or equal to about 1%, for example less than or equal to about 0.5%, when measured using the Hazeguard System (BYK-Gardner).

В некоторых неограничивающих вариантах настоящего изобретения усиливающие материалы имеют значение твердости выше, чем значение твердости материалов, которые могут изнашивать трением полимерное покрытие или полимерную основу. Примерами материалов, которые могут изнашивать трением полимерное покрытие или полимерную основу, являются, но не ограничиваются ими, грунт, песок, скальная порода, стекло, автомобильные щетки и т.д. Значения твердости частиц и материалов, которые могут изнашивать трением полимерное покрытие или полимерную основу, могут быть определены с помощью обычного инструментального метода определения твердости, например метода определения твердости по Виккерсу или твердости по Бринеллю; или могут быть определены по оригинальной шкале твердости по Моосу, которая показывает относительную стойкость материала к царапанию поверхности на шкале от одного до десяти. Значения твердости по Моосу нескольких неограничивающих примеров частиц, полученных из неорганических материалов, приемлемых для применения в настоящем изобретении, приведены ниже в таблице A.In some non-limiting embodiments of the present invention, reinforcing materials have a hardness value higher than the hardness of materials that can wear a polymer coating or polymer base by friction. Examples of materials that can wear a polymer coating or polymer base by friction include, but are not limited to, soil, sand, rock, glass, car brushes, etc. The hardness values of particles and materials that can wear a friction polymer coating or polymer base can be determined using a conventional instrumental method for determining hardness, for example, a method for determining Vickers hardness or Brinell hardness; or can be determined by the original Mohs hardness scale, which shows the relative resistance of the material to surface scratching on a scale of one to ten. The Mohs values of several non-limiting examples of particles derived from inorganic materials suitable for use in the present invention are shown in Table A below.

Таблица АTable a Материал частицParticle material Твердость по Моосу (оригинальная шкала)Mohs hardness (original scale) Нитрид бораBoron nitride 21 2 1 ГрафитGraphite 0,5-12 0.5-1 2 Дисульфид молибденаMolybdenum disulfide 13 1 3 ТалькTalc 1-1,54 1-1.5 4 СлюдаMica 2,8-3,25 2.8-3.2 5 КаолинитKaolinite 2,0-2,56 2.0-2.5 6 ГипсGypsum 1,6-27 1.6-2 7 Кальцит (карбонат кальция)Calcite (Calcium Carbonate) 38 3 8 Фторид кальцияCalcium fluoride 49 4 9 Оксид цинкаZinc oxide 4,510 4,5 10 АлюминийAluminum 2,511 2.5 11 МедьCopper 2,5-312 2.5-3 12 ЖелезоIron 4-513 4-5 13 ЗолотоGold 2,5-314 2.5-3 14 НикельNickel 515 5 15 ПалладийPalladium 4,816 4.8 16 ПлатинаPlatinum 4,317 4.3 17 СереброSilver 2,5-418 2.5-4 18 Сульфид цинкаZinc sulphide 3,5-419 3,5-4 19

1K. Ludema, Friction. Wear. Lubrication (1996), стр. 27, включено сюда в качестве ссылки. 1 K. Ludema, Friction. Wear Lubrication (1996), p. 27, incorporated herein by reference.

2R. Weast (Ed.), Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press (1975), стр. F-22. 2 R. Weast (Ed.), Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press (1975), p. F-22.

3R. Lewis, Sr., Hawlev's Condensed Chemical Dictionary, (12th Ed. 1993), стр. 793, включено сюда в качестве ссылки. 3 R. Lewis, Sr., Hawlev's Condensed Chemical Dictionary, (12th Ed. 1993), p. 793, incorporated herein by reference.

4 Hawley's Condensed Chemical Dictionary (12th Ed. 1993), стр. 1113, включено сюда в качестве ссылки. 4 Hawley's Condensed Chemical Dictionary (12th Ed. 1993), p. 1113, incorporated herein by reference.

5 Hawley's Condensed Chemical Dictionary (12th Ed. 1993), стр. 784, включено сюда в качестве ссылки. 5 Hawley's Condensed Chemical Dictionary (12th Ed. 1993), p. 784, incorporated herein by reference.

6 Handbook of Chemistry and Physics, стр. F-22. 6 Handbook of Chemistry and Physics , p. F-22.

7 Handbook of Chemistry and Physics, стр. F-22. 7 Handbook of Chemistry and Physics , p. F-22.

8 Friction, Wear, Lubrication, стр. 27. 8 Friction, Wear, Lubrication , p. 27.

9 Friction, Wear, Lubrication, стр. 27. 9 Friction, Wear, Lubrication , p. 27.

10 Friction, Wear, Lubrication, стр. 27. 10 Friction, Wear, Lubrication , p. 27.

11 Friction, Wear, Lubrication, стр. 27. 11 Friction, Wear, Lubrication , p. 27.

12 Handbook of Chemistry and Physics, стр. F-22. 12 Handbook of Chemistry and Physics , p. F-22.

13 Handbook of Chemistry and Physics, стр. F-22. 13 Handbook of Chemistry and Physics , p. F-22.

14 Handbook of Chemistry and Physics, стр. F-22. 14 Handbook of Chemistry and Physics , p. F-22.

15 Handbook of Chemistry and Physics, стр. F-22. 15 Handbook of Chemistry and Physics , p. F-22.

16 Handbook of Chemistry and Physics, стр. F-22. 16 Handbook of Chemistry and Physics , p. F-22.

17 Handbook of Chemistry and Physics, стр. F-22. 17 Handbook of Chemistry and Physics , p. F-22.

18 Handbook of Chemistry and Physics, стр. F-22. 18 Handbook of Chemistry and Physics , p. F-22.

19R. Weast (Ed.), Handbook of Chemistry Physics, CRC Press (71.sup.st Ed. 1990), стр. 4-158. 19 R. Weast (Ed.), Handbook of Chemistry Physics, CRC Press (71.sup.st Ed. 1990), pp. 4-158.

В некоторых неограничивающих вариантах усиливающий материал может быть образован из первичного материала, который покрыт, плакирован или инкапсулирован с помощью одного или нескольких вторичных материалов с образованием композитного материала, который имеет более твердую поверхность. В других неограничивающих вариантах осуществления частицы усилителя могут быть получены из первичного материала, который покрыт, плакирован или инкапсулирован с помощью различных форм первичного материала с образованием композитного материала, который имеет более твердую поверхность.In some non-limiting embodiments, the reinforcing material may be formed from a primary material that is coated, clad, or encapsulated with one or more secondary materials to form a composite material that has a harder surface. In other non-limiting embodiments, the implementation of the particles of the amplifier can be obtained from the primary material, which is coated, clad or encapsulated using various forms of the primary material with the formation of a composite material that has a harder surface.

В некоторых неограничивающих примерах неорганические частицы, полученные из неорганического материала, такого как карбид кремния или нитрид алюминия, могут быть получены с помощью нанесения покрытия из диоксида кремния, карбоната или наноглины с формированием полезной композитной частицы. В других неограничивающих вариантах силановый сочетающий агент с алкильными боковыми цепями может взаимодействовать с поверхностью неорганической частицы, образованной из неорганического оксида, с получением полезной композитной частицы, имеющей «более мягкую» поверхность. Другие примеры включают плакирование, инкапсулирование частиц или нанесение покрытия на частицы, которые образованы из неполимерных или полимерных материалов, с помощью различных неполимерных или полимерных материалов. Одним из неорганичивающих примеров таких композитных частиц является DUALITETM, который представляет собой полимерную частицу, покрытую карбонатом кальция, и эти композитные частицы являются коммерчески доступными от Pierce and Stevens Corporation of Buffalo, N.Y.In some non-limiting examples, inorganic particles obtained from an inorganic material, such as silicon carbide or aluminum nitride, can be obtained by coating from silicon dioxide, carbonate or nanoclay to form a useful composite particle. In other non-limiting embodiments, a silane coupling agent with alkyl side chains may interact with the surface of an inorganic particle formed from an inorganic oxide to produce a useful composite particle having a softer surface. Other examples include cladding, encapsulating particles, or coating particles that are formed from non-polymeric or polymeric materials using various non-polymeric or polymeric materials. One non-organizing example of such composite particles is DUALITE , which is a calcium carbonate coated polymer particle, and these composite particles are commercially available from Pierce and Stevens Corporation of Buffalo, NY

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления частицы формируют из твердых смазочных материалов. Используемое в данном случае определение «твердое смазочное вещество» означает любое твердое вещество, используемое между двумя поверхностями, чтобы обеспечить защиту от повреждения во время относительного перемещения и/или для снижения трения и истирания. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения твердые смазочные вещества представляют собой неорганические твердые смазочные вещества. Используемое в данном случае определение «неорганическое твердое смазочное вещество» означает, что твердые смазочные вещества имеют характерное кристаллическое поведение, что заставляет их разделяться на тонкие, плоские пластинки, которые легко скользят одна по другой и, следовательно, производят антифрикционное смазывающее действие (см. R. Lewis, Sr. Hawley's Condensed Chemical Dictionary (12-th Ed. 1993), p. 712, которая включена сюда в качестве ссылки). Трение представляет собой сопротивление скольжению одного твердого материала по другому, F. Clauss. Solid Lubricants and Self-Lubricating Solids (1972), р. 1, которая включена сюда в качестве ссылки.In some non-limiting embodiments, the particles are formed from solid lubricants. Used in this case, the definition of “solid lubricant” means any solid substance used between two surfaces to provide protection against damage during relative movement and / or to reduce friction and abrasion. In some non-limiting embodiments of the invention, solid lubricants are inorganic solid lubricants. Used in this case, the definition of “inorganic solid lubricant” means that solid lubricants have a characteristic crystalline behavior, which forces them to separate into thin, flat plates that slide easily one on top of the other and therefore produce an antifriction lubricating effect (see R Lewis, Sr. Hawley's Condensed Chemical Dictionary (12th Ed. 1993), p. 712, which is incorporated herein by reference). Friction is the sliding resistance of one solid material over another, F. Clauss. Solid Lubricants and Self-Lubricating Solids (1972), p. 1, which is incorporated herein by reference.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения частицы имеют чешуйчатую структуру. Частицы, имеющие чешуйчатую структуру, состоят из пластов или пластин атомов в гексагональном расположении с сильным связыванием в пределах пласта и слабым ван-дер-ваальсовым связыванием между пластами, что обеспечивает между пластами низкую прочность при сдвиге. Неограничивающим примером чешуйчатой структуры является гексагональная кристаллическая структура. Неорганические твердые частицы, имеющие чешуйчатую структуру фуллерена (то есть бакиболла), также могут быть использованы.In some non-limiting embodiments of the invention, the particles have a scaly structure. Particles having a scaly structure are composed of layers or plates of atoms in a hexagonal arrangement with strong binding within the formation and weak van der Waals binding between the layers, which provides low shear strength between the layers. A non-limiting example of a scaly structure is a hexagonal crystal structure. Inorganic solid particles having a scaly structure of fullerene (i.e. buckyball) can also be used.

Неограничивающими примерами подходящих материалов, имеющих чешуйчатую структуру, которые могут быть использованы для получения частиц настоящего изобретения, являются нитрид бора, графит, дихалькогениды металлов, слюда, тальк, гипс, каолинит, кальцит, йодид кадмия, сульфид серебра и смеси любых из перечисленных выше веществ. Подходящие дихалькогениды металлов включают дисульфид молибдена, диселенид молибдена, дисульфид тантала, диселенид тантала, дисульфид вольфрама, диселенид вольфрама, а также смеси любых из перечисленных соединений.Non-limiting examples of suitable flaky materials that can be used to make particles of the present invention are boron nitride, graphite, metal dichalcogenides, mica, talc, gypsum, kaolinite, calcite, cadmium iodide, silver sulfide, and mixtures of any of the above . Suitable metal dichalcogenides include molybdenum disulphide, molybdenum disulide, tantalum disulphide, tantalum disulide, tungsten disulphide, tungsten diselide, as well as mixtures of any of these compounds.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения усиливающий материал может представлять собой пряди из стекловолокна. Пряди из стекловолокна получают из первичных стеклянных нитей, класса элементарных нитей, как общепризнано, основанных на оксидных композициях, таких как силикаты, селективно модифицированных другими оксидными и неоксидными композициями. Полезные первичные стеклянные нити могут быть получены из любого типа способной к образованию волокна стеклянной композиции, известной специалисту в данной области техники, и включают нити, полученные из способных образовывать волокна стеклянных композиций, таких как «Е-стекло», «А-стекло», «С-стекло», «D-стекло», «R-стекло», «S-стекло» и производные «Е-стекла», которые не содержат фтор и/или бор. Используемое в данном случае определение «способное образовывать волокно» означает материал, который может быть сформован, как правило, в непрерывную элементарную нить, волокно, прядь или пряжу. Используемое в данном случае определение «производное Е-стекла» означает стеклянную композицию, которая включает незначительные количества фтора и/или бора или может не содержать фтор и/или бор. Кроме того, используемое в данном случае определение «незначительные количества фтора» означает менее чем 0,5 мас.% фтора или менее чем 0,1 мас.% фтора, а определение «незначительные количества бора» означает менее чем 5 мас.% бора или менее чем 2 мас.% бора. Базальтовая и минеральная вата являются примерами других способных образовывать волокна стеклянных материалов, которые могут быть использованы в настоящем изобретении. Неограничивающими примерами подходящих не способных образовывать стекловолокно неорганических материалов являются керамические материалы, такие как карбид кремния, сажа, кварц, графит, муллит, оксид алюминия и пьезоэлектрические керамические материалы. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения стеклянные первичные нити получают из Е-стекла. Указанные композиции и способы изготовления из них первичных стеклянных нитей хорошо известны специалистам в данной области, и такие стеклянные композиции и методы волокнообразования обсуждаются у K. Loewenstein. The Manufacturing Technology of Continuous Glass Fibres, (3d Ed. 1993), pp. 30-44, 47-60, 115-122, 126-135, которая включена сюда в качестве ссылки.In some non-limiting embodiments of the invention, the reinforcing material may be strands of fiberglass. Fiberglass strands are obtained from primary glass fibers, a class of filaments, as is generally recognized, based on oxide compositions, such as silicates, selectively modified with other oxide and non-oxide compositions. Useful primary glass filaments can be obtained from any type of fiberable glass composition known to one skilled in the art and include filaments made from fiberable glass compositions such as E-glass, A-glass, “C-glass”, “D-glass”, “R-glass”, “S-glass” and derivatives of “E-glass” which do not contain fluorine and / or boron. Used in this case, the definition of "capable of forming fiber" means a material that can be formed, as a rule, into a continuous filament, fiber, strand or yarn. Used in this case, the definition of "derivative of E-glass" means a glass composition that includes small amounts of fluorine and / or boron or may not contain fluorine and / or boron. In addition, the definition used in this case, "minor amounts of fluorine" means less than 0.5 wt.% Fluorine or less than 0.1 wt.% Fluorine, and the definition of "minor amounts of boron" means less than 5 wt.% Boron or less than 2 wt.% boron. Basalt and mineral wool are examples of other fiber-forming glass materials that can be used in the present invention. Non-limiting examples of suitable inorganic glass fiber incapable materials are ceramic materials such as silicon carbide, carbon black, quartz, graphite, mullite, alumina, and piezoelectric ceramic materials. In some non-limiting embodiments of the invention, glass primary filaments are made from E-glass. These compositions and methods for making primary glass filaments from them are well known to those skilled in the art, and such glass compositions and fiber forming methods are discussed by K. Loewenstein. The Manufacturing Technology of Continuous Glass Fiber , (3d Ed. 1993), pp. 30-44, 47-60, 115-122, 126-135, which is incorporated herein by reference.

Стекловолокна могут иметь номинальный диаметр элементарной нити в интервале от приблизительно 5,0 до приблизительно 30,0 мкм (соответствующий обозначению нити от D до Y). Как правило, пряди стекловолокна имеют покрывающую прядь композицию, которая совместима с композицией, нанесенной, по меньшей мере, на часть поверхностей прядей стекловолокна, такой как по существу высушенный остаток. Усиливающие материалы из прядей стекловолокна могут быть использованы в нарезанной форме, в виде в целом непрерывных прядей, матов и т.д.Glass fibers may have a nominal filament diameter in the range of from about 5.0 to about 30.0 μm (corresponding to the designation of the filament from D to Y). Typically, fiberglass strands have a strand-coating composition that is compatible with a composition deposited on at least a portion of the surfaces of the fiberglass strands, such as a substantially dried residue. Reinforcing materials from fiberglass strands can be used in chopped form, in the form of generally continuous strands, mats, etc.

Частицы также могут быть полыми частицами, образованными из материалов, выбранных из полимерных и неполимерных неорганических материалов, полимерных и неполимерных органических материалов, композитных материалов и смесей любых из перечисленных материалов. Неограничивающие примеры подходящих материалов, из которых могут быть получены полые частицы, обсуждены выше. В некоторых вариантах осуществления полые частицы могут представлять собой полые стеклянные сферы.Particles can also be hollow particles formed from materials selected from polymer and non-polymer inorganic materials, polymer and non-polymer organic materials, composite materials, and mixtures of any of these materials. Non-limiting examples of suitable materials from which hollow particles can be obtained are discussed above. In some embodiments, the hollow particles may be hollow glass spheres.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления усиливающие материалы могут быть получены из неполимерных органических материалов. Неограничивающими примерами неполимерных органических материалов, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, являются, но не ограничиваются ими, стеараты (такие как стеарат цинка и стеарат алюминия), алмаз, сажа и амид стеариновой кислоты.In some non-limiting embodiments, the implementation of reinforcing materials can be obtained from non-polymer organic materials. Non-limiting examples of non-polymeric organic materials that can be used in the present invention include, but are not limited to, stearates (such as zinc stearate and aluminum stearate), diamond, carbon black and stearic acid amide.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления частицы могут быть получены из неорганических полимерных материалов. Неограничивающими примерами полезных неорганических полимерных материалов являются полифосфазены, полисиланы, полисилоксаны, полигерманы, полимерная сера, полимерный селен, силиконы и смеси любых из перечисленных материалов. Неограничивающим примером частицы, полученной из неорганического полимерного материала, которая приемлема для применения в настоящем изобретении, является TOSPEARL (см. R.J. Perry. “Applications for Cross-Linked Siloxane Particles”, Chemtech. February 1999, pp. 39-44), которая представляет собой частицу, полученную из сшитых силоксанов, и которая является коммерчески доступной от Toshiba Silicones Company, Ltd., Япония.In some non-limiting embodiments, the implementation of the particles can be obtained from inorganic polymeric materials. Non-limiting examples of useful inorganic polymeric materials are polyphosphazenes, polysilanes, polysiloxanes, polygermans, polymer sulfur, polymer selenium, silicones, and mixtures of any of these materials. A non-limiting example of a particle derived from an inorganic polymer material that is suitable for use in the present invention is TOSPEARL (see RJ Perry. “Applications for Cross-Linked Siloxane Particles”, Chemtech . February 1999, pp. 39-44), which represents is a particle derived from crosslinked siloxanes, and which is commercially available from Toshiba Silicones Company, Ltd., Japan.

Частицы могут быть получены из синтетических, органических, полимерных материалов, которые химически отличаются от полиуретана или поли(уретанмочевины). Неограничивающими примерами подходящих органических полимерных материалов являются, но не ограничиваются ими, термореактивные материалы и термопластичные материалы. Неограничивающими примерами подходящих термопластичных материалов являются термопластичные сложные полиэфиры, такие как полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат и полиэтиленнафталат, поликарбонаты, полиолефины, такие как полиэтилен, полипропилен и полиизобутен, акриловые полимеры, такие как сополимеры стирола и акриловой кислоты, и полимеры, содержащие метакрилат, полиамиды, термопластичные полиуретаны, виниловые полимеры и смеси любых из перечисленных материалов.Particles can be obtained from synthetic, organic, polymeric materials that are chemically different from polyurethane or poly (urethane urea). Non-limiting examples of suitable organic polymeric materials include, but are not limited to, thermoset materials and thermoplastic materials. Non-limiting examples of suitable thermoplastic materials are thermoplastic polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polycarbonates, polyolefins such as polyethylene, polypropylene and polyisobutene, acrylic polymers such as styrene and acrylic acid copolymers, and polymers containing polyacrylates polyurethanes, vinyl polymers and mixtures of any of the listed materials.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полимерный органический материал представляет собой (мет)акриловый полимер или сополимер, содержащий, по меньшей мере, одну функциональную группу, выбранную из группы, включающей силановые группы, карбоксильные группы, гидроксильные группы и амидные группы. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления такие (мет)акриловые полимеры или сополимеры могут присутствовать в виде нановолокон, имеющих диаметр до приблизительно 5000 нм, например от приблизительно 5 до приблизительно 5000 нм, или имеющих диаметр меньше длины волны видимого света, например 700 нм или менее, например от приблизительно 50 до приблизительно 700 нм. Волокна могут иметь форму ленты и в этом случае диаметр, как подразумевается, означает самый большой размер волокна. Как правило, ширина лентообразных волокон может составлять приблизительно до 5000 нм, например от приблизительно 500 до приблизительно 5000 нм, и толщина составляет до приблизительно 200 нм, например от приблизительно 5 до приблизительно 200 нм. Волокна могут быть получены электроформованием керамического расплава, полимерного расплава или полимерного раствора.In some non-limiting embodiments, the polymeric organic material is a (meth) acrylic polymer or copolymer containing at least one functional group selected from the group consisting of silane groups, carboxyl groups, hydroxyl groups and amide groups. In some non-limiting embodiments, the implementation of such (meth) acrylic polymers or copolymers may be present in the form of nanofibers having a diameter of up to about 5000 nm, for example from about 5 to about 5000 nm, or having a diameter less than the wavelength of visible light, for example 700 nm or less, for example from about 50 to about 700 nm. The fibers can be in the form of a tape, and in this case, the diameter, as implied, means the largest fiber size. Typically, the width of the ribbon-like fibers can be up to about 5000 nm, for example from about 500 to about 5000 nm, and the thickness is up to about 200 nm, for example from about 5 to about 200 nm. Fibers can be obtained by electroforming a ceramic melt, polymer melt or polymer solution.

Подходящие (мет)акриловые полимеры могут быть получены путем полимеризации присоединением ненасыщенных способных к полимеризации материалов, которые содержат силановые группы, карбоксильные группы, гидроксильные группы и аминные или амидные группы. Неограничивающими примерами полезных силановых групп являются группы, которые имеют структуру Si-Xn (где n представляет собой целое число, имеющее значение в интервале от 1 до 3, а Х выбран из атома хлора, сложных алкоксиэфиров и/или ацилоксиэфиров). Такие группы гидролизуются в присутствии воды, в том числе влаги воздуха, с образованием силанольных групп, которые конденсируются с образованием групп -Si-O-Si-. (Мет)акриловый полимер может содержать гидроксильную функциональность, например, когда используют этиленненасыщенный способный к полимеризации мономер с гидроксильной функциональностью, такой как сложные гидроксиалкиловые эфиры (мет)акриловых кислот, содержащие от 2 до 4 атомов углерода в гидроксиалкильной группе. (Мет)акриловый полимер необязательно содержит азотную функциональность, введенную из азотсодержащих этиленненасыщенных мономеров, таких как амины, амиды, мочевины, имидазолы и пирролидоны. Дополнительная информация по таким (мет)акриловым полимерам и методам формования волокна приведена в патентной заявке США с рег. № ---/------ под названием «Прозрачные композитные изделия» ("Transparent Composite Articles") и в патентной заявке США с рег. № ---/------ под названием «Органические-неорганические полимерные композиты и их получение с помощью жидкостного внедрения» ("Organic-Inorganic Polymer Composites and Their Preparation by Liquid Infusion"), каждая из которых находится на одновременном рассмотрении и включена сюда в качестве ссылки.Suitable (meth) acrylic polymers can be obtained by polymerization by addition of unsaturated polymerizable materials that contain silane groups, carboxyl groups, hydroxyl groups and amine or amide groups. Non-limiting examples of useful silane groups are groups that have a Si-X n structure (where n is an integer ranging from 1 to 3, and X is selected from a chlorine atom, alkoxy esters and / or acyloxy esters). Such groups are hydrolyzed in the presence of water, including air moisture, to form silanol groups, which condense to form —Si — O — Si— groups. The (meth) acrylic polymer may contain hydroxyl functionality, for example, when using an ethylenically unsaturated polymerizable monomer with hydroxyl functionality, such as hydroxyalkyl esters of (meth) acrylic acids containing from 2 to 4 carbon atoms in the hydroxyalkyl group. The (meth) acrylic polymer optionally contains nitrogen functionality introduced from nitrogen-containing ethylenically unsaturated monomers such as amines, amides, ureas, imidazoles and pyrrolidones. Additional information on such (meth) acrylic polymers and fiber forming methods is provided in US Pat. No. --- / ------ under the name "Transparent Composite Articles" and in US Patent Application Reg. No. --- / ------ under the name "Organic-Inorganic Polymer Composites and Their Preparation by Liquid Infusion", each of which is under consideration and is included here as a reference.

Неограничивающими примерами подходящих волокнообразующих органических материалов являются хлопок, целлюлоза, натуральный каучук, лен, рами, конопля, сизаль и шерсть. Неограничивающими примерами подходящих волокнообразующих органических полимерных материалов являются материалы, полученные из полиамидов (такие как нейлон и арамид) (такие как арамидные волокна KEVLARTM), термопластичные полиэфиры (такие как полиэтилентерефталат и полибутилентерефталат), акриловые полимеры (такие как полиакрилонитрилы), полиолефины, полиуретаны и виниловые полимеры (такие как поливиниловый спирт). Нестеклянные волокнообразующие материалы, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, и способы получения и переработки таких волокон подробно рассмотрены в Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Vol. 6 (1967), pp. 505-712, которая специально включена сюда в качестве ссылки.Non-limiting examples of suitable fiber-forming organic materials are cotton, cellulose, natural rubber, linen, ramie, hemp, sisal and wool. Non-limiting examples of suitable fiber-forming organic polymeric materials are materials derived from polyamides (such as nylon and aramid) (such as KEVLAR aramid fibers), thermoplastic polyesters (such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate), acrylic polymers (such as polyacrylonitriles), polyolefins, polyurethanes, and vinyl polymers (such as polyvinyl alcohol). Non-glass fiber-forming materials that can be used in the present invention, and methods for producing and processing such fibers are discussed in detail in Encyclopedia of Polymer Science and Technology , Vol. 6 (1967), pp. 505-712, which is expressly incorporated herein by reference.

Понятно, что смеси или сополимеры любых из приведенных выше материалов и комбинации волокон, образованных из любых перечисленных выше материалов, могут быть использованы в настоящем изобретении, если это желательно. Более того, определение «прядь» может включать, по меньшей мере, два различных волокна, изготовленных из отличающихся волокнообразующих материалов. Используемое в данном случае определение «волокнообразующий» означает материал, способный к формованию, как правило, в непрерывную элементарную нить, волокно, прядь или пряжу.It is understood that mixtures or copolymers of any of the above materials and combinations of fibers formed from any of the materials listed above can be used in the present invention, if desired. Moreover, the definition of "strand" may include at least two different fibers made from different fiber-forming materials. Used in this case, the definition of "fiber-forming" means a material capable of forming, as a rule, in a continuous filament, fiber, strand or yarn.

Подходящие термопластичные волокна могут быть сформованы с помощью ряда способов экструзии полимеров и способов формования волокон, таких как, например, вытяжка, формование из расплава, сухое формование, мокрое формование и формование с воздушным зазором. Такие способы хорошо известны специалистам в данной области техники и их дополнительное обсуждение, как полагают, не является необходимым в данном описании. Если необходима дополнительная информация, то такие способы обсуждены в Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Vol. 6 (1967), pp. 507-508.Suitable thermoplastic fibers can be formed using a variety of polymer extrusion methods and fiber spinning methods, such as, for example, drawing, melt spinning, dry spinning, wet spinning and air gap spinning. Such methods are well known to specialists in this field of technology and their further discussion is not considered to be necessary in this description. If further information is needed, such methods are discussed in Encyclopedia of Polymer Science and Technology , Vol. 6 (1967), pp. 507-508.

Неограничивающими примерами полезных полиамидных волокон являются нейлоновые волокна, такие как нейлон 6 (полимер капролактама), нейлон 6,6 (продукт конденсации адипиновой кислоты и гексаметилендиамина), нейлон 12 (который может быть получен из бутадиена) и нейлон 10, полигексаметиленадипамид, полиамидимиды и арамиды, такие как KEVLARTM, который является коммерчески доступным от E.I. DuPont de Nemours, Inc., Wilmington, Del.Non-limiting examples of useful polyamide fibers are nylon fibers such as nylon 6 (caprolactam polymer), nylon 6.6 (a condensation product of adipic acid and hexamethylene diamine), nylon 12 (which can be obtained from butadiene) and nylon 10, polyhexamethylene adipamide, aramid polyamide imides such as KEVLAR , which is commercially available from EI DuPont de Nemours, Inc., Wilmington, Del.

Неограничивающими примерами полезных термопластичных полиэфирых волокон являются волокна, состоящие из полиэтилен-терефталата и полибутилентерефталата.Non-limiting examples of useful thermoplastic polyester fibers are fibers consisting of polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate.

Неограничивающими примерами полезных волокон, сформованных из акриловых полимеров, являются полиакрилонитрилы, имеющие, по меньшей мере, приблизительно 35 мас.% акрилонитрильных звеньев или, по меньшей мере, приблизительно 85 мас.%, которые могут быть сополимеризованы с другими виниловыми мономерами, такими как винилацетат, винилхлорид, стирол, винилпиридин, акриловые сложные эфиры или акриламид (см. Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Vol. 6, pp. 559-561).Non-limiting examples of useful fibers formed from acrylic polymers are polyacrylonitriles having at least about 35 wt.% Acrylonitrile units or at least about 85 wt.% That can be copolymerized with other vinyl monomers, such as vinyl acetate , vinyl chloride, styrene, vinyl pyridine, acrylic esters or acrylamide (see Encyclopedia of Polymer Science and Technology , Vol. 6, pp. 559-561).

Неограничивающие примеры полезных полиолефиновых волокон, как правило, состоят, по меньшей мере, приблизительно из 85 мас.% этилена, пропилена или других олефинов (см. Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Vol. 6, pp. 561-564).Non-limiting examples of useful polyolefin fibers typically consist of at least about 85% by weight of ethylene, propylene or other olefins (see Encyclopedia of Polymer Science and Technology , Vol. 6, pp. 561-564).

Неограничивающие примеры полезных волокон, сформованных из виниловых полимеров, могут быть получены из поливинилхлорида, поливинилиденхлорида, политетрафторэтилена и поливинилового спирта.Non-limiting examples of useful fibers formed from vinyl polymers can be prepared from polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polytetrafluoroethylene and polyvinyl alcohol.

Другими неограничивающими примерами термопластичных волокнообразующих материалов, которые, как полагают, могут быть полезны в настоящем изобретении, являются волокнообразующие полиимиды, простые полиэфирсульфоны, полифенилсульфоны, полиэфирокетоны, полифениленоксиды, полифениленсульфиды и полиацетали.Other non-limiting examples of thermoplastic fiber-forming materials that are believed to be useful in the present invention are fiber-forming polyimides, polyethersulfones, polyphenylsulfones, polyetroketones, polyphenylene oxides, polyphenylene sulfides and polyacetals.

Понятно, что смеси или сополимеры любых из перечисленных выше материалов и комбинации волокон, полученных из любых перечисленных выше материалов, могут быть использованы в настоящем изобретении, если это желательно. Кроме того, термопластичные волокна могут иметь нанесенный на них антистатик.It is understood that mixtures or copolymers of any of the above materials and combinations of fibers obtained from any of the above materials can be used in the present invention, if desired. In addition, thermoplastic fibers can have an antistatic coating applied to them.

Подходящие усиливающие материалы включают маты или ткани, состоящие из любых описанных выше волокон. Все более популярным процессом формирования композитов является литьевое формование или штамповка способного к формованию листа термопластичной смолы, усиленной волокнами, такими как стекломат, часто называемой термопластами, упрочненными стекломатами или «GMT». Такие композитные листы могут быть использованы, чтобы получить изделия, такие как автомобильные детали и корпусы для компьютеров. Примером коммерчески успешного листа GMT является формуемый композитный лист AZDEL®, который получают путем экструдирования слоев листа из полипропиленовой смолы с игольчатыми матами из непрерывной пряди стекловолокна. Композитный лист AZDEL® является коммерчески доступным от Azdel, Inc., Shelby, N.C.Suitable reinforcing materials include mats or fabrics consisting of any of the fibers described above. An increasingly popular process for forming composites is injection molding or stamping of a sheet-forming thermoplastic resin reinforced with fibers such as glass mat, often called thermoplastics, glass reinforced or “GMT”. Such composite sheets can be used to obtain products such as automotive parts and computer cases. An example of a commercially successful GMT sheet is the AZDEL ® moldable composite sheet, which is obtained by extruding layers of a sheet of polypropylene resin with needle mats from a continuous strand of fiberglass. AZDEL ® Composite Sheet is commercially available from Azdel, Inc., Shelby, NC

Для упрочнения матрицы смолы в патентах США №№ 3664909, 3713962 и 3850723 раскрыты волоконные маты из несвитых элементарных нитей, которые могут быть прослоены с усиливающими матами из волоконных прядей.For hardening the resin matrix, US Pat. Nos. 3,664,909, 3,713,962 and 3,850,723 disclose fiber mats of non-woven filaments that can be interlaced with reinforcing mats of fiber strands.

В патенте США № 4847140 раскрыта изоляционная среда, сформованная путем сшивания разрыхленного слоя из неорганических волокон, таких как стекловолокно, связанных вместе несущим полотном, которое представляет собой смесь неорганических и органических волокон, причем несущее полотно содержит до приблизительно 10 мас.% органических волокон.US Pat. No. 4,847,740 discloses an insulating medium formed by stitching a loosened layer of inorganic fibers, such as fiberglass, bonded together by a carrier web, which is a mixture of inorganic and organic fibers, the carrier web containing up to about 10 wt.% Organic fibers.

В патентах США №№ 4948661, 5011737, 5071608 и 5098624 раскрыты усиленные волокнами термопластичные формованные изделия, произведенные путем тщательного смешения усиливающего стекловолокна и термопластичных волокон в полотно и нагревания полотна до температуры плавления термопластичных волокон с прикладыванием к полотну давления, чтобы прижать полотно к объединенной структуре.US Patent Nos. 4,948,661, 5,011,737, 5,071,608 and 5,098,624 disclose fiber-reinforced thermoplastic molded products made by carefully mixing reinforcing glass fibers and thermoplastic fibers into a fabric and heating the fabric to the melting temperature of thermoplastic fibers by applying pressure to the fabric to press the fabric against the combined structure .

Неограничивающим примером полезного нетканого мата из полипропиленового волокна является коммерчески доступный продукт фирмы Fiberweb N.A., Inc. Simponville, S.C.A non-limiting example of a useful polypropylene fiber nonwoven mat is a commercially available product from Fiberweb N.A., Inc. Simponville, S.C.

Неограничивающими примерами подходящих термореактивных материалов-усилителей являются термореактивные сложные полиэфиры, виниловые эфиры, эпоксидные материалы, фенопласты, аминопласты, термореактивные полиуретаны и смеси любых из перечисленных материалов. Конкретным неограничивающим примером синтетической полимерной частицы, полученной из эпоксидного материала, является эпоксидная микрогелевая частица.Non-limiting examples of suitable thermosetting reinforcing materials are thermosetting polyesters, vinyl esters, epoxies, phenolic resins, aminos, thermosetting polyurethanes, and mixtures of any of these materials. A specific non-limiting example of a synthetic polymer particle derived from an epoxy material is an epoxy microgel particle.

Концентрация частиц усилителя, присутствующих в отвержденном изделии или в покрытии, может быть определена, если это необходимо, с помощью различных аналитических методик, хорошо известных в данной области, таких как просвечивающая электронная микроскопия (TEM), поверхностная сканирующая электронная микроскопия (Х-SEM), атомно-силовая микроскопия (AFM) и рентгеноэлектронная спектроскопия.The concentration of enhancer particles present in the cured article or coating can be determined, if necessary, using various analytical techniques well known in the art, such as transmission electron microscopy (TEM), surface scanning electron microscopy (X-SEM) , atomic force microscopy (AFM) and X-ray spectroscopy.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение относится к отвержденным композициям, которые описаны ранее, где частицы усилителя имеют средний размер частиц менее чем приблизительно 100 микрон до введения в композицию или менее чем приблизительно 50 микрон до введения в композицию. В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение относится к отвержденным композициям, описанным ранее, где частицы усилителя имеют средний размер частиц, который находится в интервале от приблизительно 1 до менее чем приблизительно 1000 нм до введения в композицию или от приблизительно 1 до приблизительно 100 нм до введения в композицию.In some non-limiting embodiments, the present invention relates to cured compositions as previously described, wherein the enhancer particles have an average particle size of less than about 100 microns before being introduced into the composition or less than about 50 microns before being introduced into the composition. In other non-limiting embodiments, the present invention relates to the cured compositions described above, wherein the enhancer particles have an average particle size that is in the range of from about 1 to less than about 1000 nm before being introduced into the composition, or from about 1 to about 100 nm before being introduced. into the composition.

В других неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение относится к отвержденным композициям, которые описаны ранее, где частицы имеют средний размер частиц, находящийся в интервале от приблизительно 5 до приблизительно 50 нм до введения в композицию или от приблизительно 5 до приблизительно 25 нм до введения в композицию.In other non-limiting embodiments, the present invention relates to cured compositions as previously described, wherein the particles have an average particle size in the range of from about 5 to about 50 nm before being introduced into the composition, or from about 5 to about 25 nm before being introduced into the composition.

В варианте осуществления, где средний размер частиц составляет, по меньшей мере, приблизительно один микрон, средний размер частиц может быть измерен в соответствии с известными методиками лазерного рассеивания. Например, средний размер таких частиц измеряют с использованием прибора лазерной дифракции для определения размера частиц Horiba Model LA 900, в котором используют гелий-неоновый лазер с длиной волны 633 нм, чтобы измерить размер частиц, и принимают, что частицы имеют сферическую форму; то есть «размер частиц» относится к наиболее маленькой сфере, которая будет полностью охватывать частицу.In an embodiment where the average particle size is at least about one micron, the average particle size can be measured in accordance with known laser scattering techniques. For example, the average particle size of such particles is measured using a Horiba Model LA 900 particle size laser diffraction apparatus that uses a 633 nm helium-neon laser to measure particle size and assume that the particles are spherical; that is, “particle size” refers to the smallest sphere that will completely encompass the particle.

В варианте осуществления настоящего изобретения, где размер частиц составляет менее чем или равен одному микрону, средний размер частиц может быть определен путем визуальной оценки изображения электронной микрофотографии в просвечивающем электронном микроскопе (TEM) путем измерения диаметра частиц в изображении и расчета среднего размера частиц исходя из увеличения TEM изображения. Обычному специалисту в данной области техники будет понятно, как получить такое TEM изображение, а описание одного такого метода раскрыто в примерах, представленных ниже. В одном неограничивающем варианте настоящего изобретения получают TEM изображение с 105000-кратным увеличением, а переводной коэффициент получают путем деления увеличения на 1000. При визуальной оценке диаметр частиц измеряют в миллиметрах, а результат измерения переводят в нанометры с использованием переводного коэффициента. Диаметр частиц относится к наиболее маленькому диаметру сферы, которая будет полностью окружать частицу.In an embodiment of the present invention, where the particle size is less than or equal to one micron, the average particle size can be determined by visually evaluating the electron micrograph image in a transmission electron microscope (TEM) by measuring the particle diameter in the image and calculating the average particle size based on the increase TEM image. An ordinary person skilled in the art will understand how to obtain such a TEM image, and a description of one such method is disclosed in the examples below. In one non-limiting embodiment of the present invention, a TEM image is obtained with a 105,000-fold increase, and a conversion coefficient is obtained by dividing the increase by 1000. In a visual assessment, the particle diameter is measured in millimeters, and the measurement result is converted to nanometers using a conversion coefficient. The particle diameter refers to the smallest diameter of the sphere that will completely surround the particle.

Форма (или морфология) усиливающего материала может меняться в зависимости от конкретного варианта осуществления настоящего изобретения и его предполагаемого применения. Например, обычно может быть использована сферическая морфология (такая как твердые бусинки, микробусинки или полые сферы), а также частицы, которые являются кубическими, плоскими или игольчатыми (удлиненными или волокнообразными). Кроме того, частицы могут иметь внутреннюю структуру, которая может быть полой, пористой, сплошной или комбинацией любых из перечисленных выше, например полый центр с пористыми или твердыми стенками. Для дополнительной информации по характеристикам подходящих частиц можно обратиться к H. Katz et al. (Ed.), Handbook of Fillers and Plastics (1987), pp. 9-10, которая включена сюда в качестве ссылки.The shape (or morphology) of the reinforcing material may vary depending on the particular embodiment of the present invention and its intended use. For example, spherical morphology (such as solid beads, microbeads or hollow spheres), as well as particles that are cubic, flat or needle-like (elongated or fibrous) can usually be used. In addition, the particles can have an internal structure, which can be hollow, porous, solid, or a combination of any of the above, for example, a hollow center with porous or solid walls. For further information on the characteristics of suitable particles, see H. Katz et al. (Ed.), Handbook of Fillers and Plastics (1987), pp. 9-10, which is incorporated herein by reference.

Специалисту в данной области будет понятно, что смеси одной или нескольких частиц, имеющих различные средние размеры частиц, могут быть введены в композиции в соответствии с настоящим изобретением для придания композиции желаемых свойств и характеристик. Например, в композициях настоящего изобретения могут быть использованы частицы меняющегося размера.One skilled in the art will recognize that mixtures of one or more particles having different average particle sizes can be incorporated into compositions of the present invention to impart desired properties and characteristics to the composition. For example, particles of varying sizes may be used in the compositions of the present invention.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения усиливающий(ие) материал(ы) присутствуе(ю)т в композиции в количестве в интервале от приблизительно 0,01 до приблизительно 75 мас.% или от приблизительно 25 до приблизительно 50 мас.% из расчета на общую массу компонентов, которые составляют композицию.In some non-limiting embodiments of the invention, the reinforcing material (s) are present in the composition in an amount in the range of from about 0.01 to about 75 wt.% Or from about 25 to about 50 wt.% Based on the total weight the components that make up the composition.

Частицы усилителя могут присутствовать в дисперсии, суспензии или эмульсии в носителе. Неограничивающими примерами подходящих носителей являются, но не ограничиваются только ими, вода, растворители, поверхностно-активные вещества или смеси любых из перечисленных выше материалов. Неограничивающими примерами подходящих растворителей являются, но не ограничиваются ими, минеральное масло, спирты, такие как метанол или бутанол, кетоны, такие как метиламилкетон, ароматические углеводороды, такие как ксилол, простые эфиры гликолей, такие как монобутиловый эфир этиленгликоля, сложные эфиры, алифатические соединения и смеси любых из перечисленных выше веществ.Enhancer particles may be present in the dispersion, suspension or emulsion in the carrier. Non-limiting examples of suitable carriers include, but are not limited to, water, solvents, surfactants, or mixtures of any of the above materials. Non-limiting examples of suitable solvents include, but are not limited to, mineral oil, alcohols such as methanol or butanol, ketones such as methylamyl ketone, aromatic hydrocarbons such as xylene, glycol ethers such as ethylene glycol monobutyl ether, esters, aliphatic compounds and mixtures of any of the above substances.

Могут быть использованы методики диспергирования, такие как измельчение, помол, микрофлюидизирование, обработка ультразвуком или любые другие методики диспергирования, хорошо известные в области рецептур покрытий или формованных изделий. С другой стороны, частицы могут быть диспергированы с помощью любых других методик диспергирования, известных в данной области техники. Если желательно, то частицы в форме, отличной от коллоидной формы, могут быть добавлены к смеси других компонентов композиции позднее и диспергированы в ней с использованием любых методик диспергирования, известных в данной области техники.Dispersion techniques may be used, such as grinding, grinding, microfluidization, sonication, or any other dispersion technique well known in the art of coating formulations or molded products. On the other hand, the particles can be dispersed using any other dispersion techniques known in the art. If desired, particles in a form other than the colloidal form can be added to the mixture of other components of the composition later and dispersed therein using any dispersion techniques known in the art.

Другой вариант настоящего изобретения относится к покрытым автомобильным основам, состоящим из автомобильной основы и отвержденной композиции, нанесенной, по меньшей мере, на часть автомобильной основы, где отвержденная композиция выбрана из любой из перечисленных выше композиций. В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу получения покрытой автомобильной основы, который включает создание автомобильной основы и нанесение, по меньшей мере, на часть автомобильной основы покрывной композиции, выбранной из любой из перечисленных выше композиций. И снова компоненты, используемые для формирования отвержденной композиции, могут быть выбраны из описанных выше компонентов, а дополнительные компоненты также могут быть выбраны из перечисленных выше дополнительных компонентов.Another embodiment of the present invention relates to coated automotive backings consisting of an automotive backing and a cured composition applied to at least a portion of an automotive backing, where the cured composition is selected from any of the above compositions. In yet another embodiment, the present invention relates to a method for producing a coated automotive backing, which comprises creating an automotive backing and applying at least a portion of the automotive backing to a coating composition selected from any of the above compositions. Again, the components used to form the cured composition can be selected from the above components, and additional components can also be selected from the above additional components.

Подходящими гибкими эластомерными основами могут быть любые термопластичные или термореактивные синтетические материалы, хорошо известные в данной области техники. Неограничивающими примерами материалов для подходящей гибкой эластомерной основы являются полиэтилен, полипропилен, термопластичный полиолефин («ТРО»), полиуретан, полученный реакционным литьем под давлением («RIM»), и термопластичный полиуретан («TPU»).Suitable flexible elastomeric bases can be any thermoplastic or thermosetting synthetic materials well known in the art. Non-limiting examples of materials for a suitable flexible elastomeric base are polyethylene, polypropylene, thermoplastic polyolefin (TPO), injection molded polyurethane (RIM), and thermoplastic polyurethane (TPU).

Неограничивающими примерами термореактивных материалов, которые могут быть использованы в качестве основ для покрытия композициями настоящего изобретения, являются сложные полиэфиры, эпоксиды, фенопласты, полиуретаны, такие как термореактивные материалы «RIM», и смеси любых из перечисленных выше материалов. Неограничивающими примерами подходящих термопластичных материалов являются термопластичные полиолефины, такие как полиэтилен, полипропилен, полиамиды, такие как нейлон, термопластичные полиуретаны, термопластичные сложные полиэфиры, акриловые полимеры, виниловые полимеры, поликарбонаты, акрилонитрил-бутадин-стирольные (ABS) сополимеры, этилен-пропилен-диеновый терполимер (EPDM), сополимеры и смеси любых из перечисленных выше примеров.Non-limiting examples of thermosetting materials that can be used as bases for coating the compositions of the present invention are polyesters, epoxides, phenolic resins, polyurethanes such as RIM thermosetting materials, and mixtures of any of the above materials. Non-limiting examples of suitable thermoplastic materials are thermoplastic polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polyamides such as nylon, thermoplastic polyurethanes, thermoplastic polyesters, acrylic polymers, vinyl polymers, polycarbonates, acrylonitrile butadiene-styrene (ABS) copolymers-ethylene-ethylene-ethylene-propylene diene terpolymer (EPDM), copolymers and mixtures of any of the above examples.

Неограничивающими примерами приемлемых металлических основ, которые могут быть использованы в качестве основ для нанесения покрытия из композиций настоящего изобретения, являются содержащие железо металлы (например, железо, сталь и его сплавы), несодержащие железо металлы (например, алюминий, цинк, магний и их сплавы), а также смеси любых из перечисленных выше материалов. В конкретном применении для деталей автомобилей основа может быть получена из стали холодной прокатки, гальванизированной стали, такой как гальванизированная сталь горячего окунания, оцинкованная сталь, алюминия и магния.Non-limiting examples of acceptable metal bases that can be used as bases for coating of the compositions of the present invention are iron-containing metals (e.g., iron, steel and its alloys), non-iron-containing metals (e.g., aluminum, zinc, magnesium and their alloys ), as well as mixtures of any of the above materials. In a specific application for automotive parts, the base can be obtained from cold rolled steel, galvanized steel, such as hot dipped galvanized steel, galvanized steel, aluminum and magnesium.

Когда основы используют в качестве деталей для изготовления транспортных средств (в том числе, но без ограничения, легковых автомобилей, грузовых автомобилей и тракторов), они могут иметь любую форму и могут быть выбраны из металлических и гибких основ, описанных выше. Типичными формами деталей корпуса автомобилей могут быть каркасы (рамы), капоты, двери, крылья, стойки для зеркал, бамперы и металлическая отделка транспортных средств.When the bases are used as parts for the manufacture of vehicles (including, but not limited to, cars, trucks and tractors), they can be of any shape and can be selected from the metal and flexible bases described above. Typical forms of car body parts can be carcasses (frames), hoods, doors, fenders, mirror stands, bumpers and metal trim for vehicles.

В вариантах осуществления настоящего изобретения, которые относятся к применению в автомобилях, отвержденные композиции могут представлять собой, например, покрытие, нанесенное методом электроосаждения, грунтовочное покрытие, базовое покрытие и/или верхнее закрепляющее покрытие. Подходящими верхними закрепляющими покрытиями являются однокомпонентные покрытия и композиты (базовое покрытие)/прозрачный слой. Однокомпонентные покрытия получают из одного или нескольких слоев окрашенной покрывной композиции.In embodiments of the present invention that relate to automotive applications, the cured compositions can be, for example, an electrodepositable coating, a primer coating, a basecoat and / or a topcoat. Suitable top fixing coatings are single component coatings and composites (base coat) / transparent layer. One-component coatings are obtained from one or more layers of a colored coating composition.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретаны и поли(уретаномочевины) Групп А-Р могут быть усилены с помощью стекловолокна с получением композитного изделия, такого как, например, лопасть воздушного винта, взрывостойкие панели, пуленепробиваемые панели и обтекатели.In some non-limiting embodiments, the polyurethanes and poly (urethane ureas) of Groups AP can be reinforced with fiberglass to produce a composite product such as, for example, a propeller blade, explosion-proof panels, bulletproof panels, and fairings.

Группа RR group

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретаны и поли(уретанмочевины) Групп А-Q могут быть использованы в виде одного или нескольких слоев в многослойном изделии. Если желательно, то многослойное изделие может быть ламинировано.In some non-limiting embodiments, polyurethanes and poly (urethaneureas) of Groups A-Q may be used as one or more layers in a multilayer product. If desired, the multilayer product may be laminated.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полимер разрезают, пока он теплый, гранулируют, экструдируют и/или измельчают и каландруют в листы, собирают в ламинаты и выдерживают в течение нескольких дней, недель или в течение более длительного периода при комнатной температуре (приблизительно 25°С).In some non-limiting embodiments, the polymer is cut while it is warm, granulated, extruded and / or crushed and calendared into sheets, assembled into laminates and incubated for several days, weeks or for a longer period at room temperature (approximately 25 ° C) .

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает изделия, имеющие множество слоев полиуретанов и/или поли(уретанмочевин) настоящего изобретения. Толщина каждого слоя и общая толщина изделия может меняться, если это необходимо. Неограничивающие примеры приемлемых значений толщины слоев и изделий приведены ниже. Слои могут быть ламинированы вместе, если это желательно.In some non-limiting embodiments, the present invention provides articles having multiple layers of polyurethanes and / or poly (urethane ureas) of the present invention. The thickness of each layer and the total thickness of the product may vary, if necessary. Non-limiting examples of acceptable layer thicknesses and products are given below. Layers can be laminated together, if desired.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает многослойные изделия или ламинаты, содержащие: (а) по меньшей мере, один слой полиуретана(ов) или поли(уретанмочевины)(ин) настоящего изобретения, описанных выше; и (b) по меньшей мере, один слой основы, выбранной из группы, включающей бумагу, стекло, керамику, древесину, камень, ткань, металл или органический полимерный материал и их комбинации. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения слой (а) полиуретана(ов) или поли(уретанмочевины)(ин) настоящего изобретения химически или физически отличается от органического полимерного материала слоя (b), то есть он имеет, по меньшей мере, один другой атом, расположение атомов или конфигурацию. В других вариантах может быть использовано два или несколько слоев одинакового(ых) или похожего(их) полиуретана(ов) или поли(уретанмочевины)(ин) настоящего изобретения.In some non-limiting embodiments, the present invention provides multilayer articles or laminates comprising: (a) at least one layer of polyurethane (s) or poly (urethane urea) (i) of the present invention described above; and (b) at least one layer of a base selected from the group consisting of paper, glass, ceramics, wood, stone, fabric, metal or organic polymeric material and combinations thereof. In some non-limiting embodiments of the invention, the layer (a) of the polyurethane (s) or poly (urethane urea) (i) of the present invention is chemically or physically different from the organic polymer material of the layer (b), that is, it has at least one other atom, an arrangement atoms or configuration. In other embodiments, two or more layers of the same (s) or similar (s) polyurethane (s) or poly (urethane urea) (in) of the present invention can be used.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления основа представляет собой оптически прозрачный полимеризованный органический материал, полученный из термопластичной поликарбонатной смолы, такой как карбонат-связанная смола, полученная из бисфенола А и фосгена, которая продается под торговым названием LEXAN® (GE Plastics of Pittsfield, Massachusetts); сложного полиэфира, такого как материал, продаваемый под торговым названием MYLAR (E.I. DuPont de Nemours Co., Wilmington, Delaware); поли(метилметакрилата), такого как материал, продаваемый под торговым названием PLEXIGLAS (Altuglas International of Philadelphia, Pennsylvania); полиуретанов на основе полигексилен-поликарбоната; полимеризатов полиол(аллилкарбонатного) мономера, в особенности диэтиленгликоль-бис(аллилкарбоната), и этот мономер продается под торговым названием CR-39 (PPG Industries, Inc.), и полимеризатов сополимеров полиол(аллилкарбоната), например диэтиленгликоль-бис(аллилкарбоната), с другими способными к сополимеризации мономерными материалами, такими как сополимеры с винилацетатом и сополимеры с полиуретаном, имеющим концевую диакрилатную функциональность, которые описаны в патентах США №№ 4360653 и 4994208; и сополимеров с алифатическими уретанами, концевая часть которых содержит аллильные или акрилильные функциональные группы, которые описаны в патенте США № 5200483; поли(винилацетатов), поливинилбутираля, полиуретана, полимеров членов группы, включающей мономеры диметакрилата диэтиленгликоля, мономеры диизопропенилбензола и мономеры этоксилированного триацетата триметилолпропана; ацетатов целлюлозы, пропионатов целлюлозы, бутиратов целлюлозы, ацетатбутиратов целлюлозы, полистиролов и сополимеров стирола с метилметакрилатом, винилацетатом и акрилонитрилом.In certain nonlimiting embodiments, the substrate is an optically clear polymerized organic material prepared from a thermoplastic polycarbonate resin, such as the carbonate-linked resin derived from bisphenol A and phosgene, which is sold under the trade name LEXAN ® (GE Plastics of Pittsfield, Massachusetts); polyester, such as material sold under the trade name MYLAR (EI DuPont de Nemours Co., Wilmington, Delaware); poly (methyl methacrylate), such as material sold under the trade name PLEXIGLAS (Altuglas International of Philadelphia, Pennsylvania); polyhexylene polycarbonate-based polyurethanes; polymers of a polyol (allyl carbonate) monomer, in particular diethylene glycol bis (allyl carbonate), and this monomer is sold under the trade name CR-39 (PPG Industries, Inc.), and polymers of copolymers of a polyol (allyl carbonate), for example diethylene glycol bis (allyl carbonate), with other copolymerizable monomer materials, such as copolymers with vinyl acetate and copolymers with polyurethane having terminal diacrylate functionality, which are described in US patent No. 4360653 and 4994208; and copolymers with aliphatic urethanes, the end of which contains allyl or acryl functional groups, which are described in US patent No. 5200483; poly (vinyl acetate), polyvinyl butyral, polyurethane, polymers of a member of the group including diethylene glycol dimethacrylate monomers, diisopropenylbenzene monomers and ethoxylated trimethylolpropane triacetate monomers; cellulose acetates, cellulose propionates, cellulose butyrates, cellulose acetate butyrates, polystyrenes and copolymers of styrene with methyl methacrylate, vinyl acetate and acrylonitrile.

Неограничивающий пример подходящего полиуретана на основе полигексилен-поликарбоната может быть получен следующим образом: получают предполимер с гидроксильной функциональностью из 0,2 эквивалента карбонатдиола на основе гександиола с молекулярной массой 1000 (РС-1733, коммерчески доступный от Stahl), 0,8 эквивалента 1,5-пентадиола и 1,0 эквивалента триметилгександиизоцианата. Компоненты нагревают до 180°F (82°С) и в качестве катализатора используют 100 ч./млн дибутилоловодилаурата. Предполимер имеет эквивалентную массу 218 г/эквивалент. Тримерный предполимер с концевой гидроксильной группой растворяют в растворителе, циклогексаноне, в качестве сшивающего агента добавляют 1 эквивалент Desmodur 3390 (триизоциануратный тример гександиизоцианата) и смешивают. Покрывающий раствор содержит 95% твердых веществ при вязкости 3000 сантипуаз. Раствор может быть нанесен струйным обливом на любой поликарбонат бисфенола А, такой как Lexan, и отвержден в печи при 250°F (212°С) в течение 4 часов. Толщина покрытия может находиться в интервале от 2 до 5 мил, и покрытие является эластомерным.A non-limiting example of a suitable polyhexylene polycarbonate-based polyurethane can be prepared as follows: a prepolymer with hydroxyl functionality of 0.2 equivalents of carbonate diol based on hexanediol with a molecular weight of 1000 (PC-1733, commercially available from Stahl), 0.8 equivalents of 1, 5-pentadiol and 1.0 equivalent of trimethylhexanediisocyanate. The components are heated to 180 ° F. (82 ° C.) and 100 ppm dibutyltin dilaurate is used as a catalyst. The prepolymer has an equivalent weight of 218 g / equivalent. The hydroxyl-terminated trimeric prepolymer is dissolved in a solvent, cyclohexanone, 1 equivalent of Desmodur 3390 (triisocyanurate hexanediisocyanate trimer) is added as a crosslinking agent and mixed. The coating solution contains 95% solids with a viscosity of 3000 centipoise. The solution can be sprayed onto any bisphenol A polycarbonate such as Lexan and oven cured at 250 ° F (212 ° C) for 4 hours. The coating thickness may be in the range of 2 to 5 mils, and the coating is elastomeric.

Количество и толщина слоев может меняться, если это желательно. Например, толщина одного слоя может находиться в интервале от приблизительно 0,1 мм до приблизительно 60 см, или от приблизительно 2 мм до приблизительно 60 см, или от приблизительно 0,3 до приблизительно 2,5 см. Число слоев может находиться в интервале от 2 до 10 или от 2 до 4, если это необходимо. Суммарная толщина многослойного изделия или ламината может находиться в интервале от приблизительно 2 мм до приблизительно 15 см или более или от приблизительно 2 мм до приблизительно 5 см. В случае баллистических применений суммарная толщина полиуретана или поли(уретанмочевины) настоящего изобретения может находиться в интервале от приблизительно 2 мм до приблизительно 15 см или более или от приблизительно 2 мм до приблизительно 5 см. Кроме того, в случае баллистических применений подходящими основами для наслаивания полиуретана(ов) и/или поли(уретанмочевины)(ин) настоящего изобретения являются, например, сложные полиэфиры, поликарбонаты или простые полиэфирные термопластичные эластомеры. Слой(и) полиуретана или поли(уретанмочевины) настоящего изобретения може(гу)т быть расположен(ы) на внешней стороне ламината (в сторону потенциального баллистического воздействия), на внутренней стороне ламината или где-нибудь в другом месте между ними.The number and thickness of the layers may vary, if desired. For example, the thickness of one layer may be in the range of from about 0.1 mm to about 60 cm, or from about 2 mm to about 60 cm, or from about 0.3 to about 2.5 cm. The number of layers can be in the range of 2 to 10 or 2 to 4, if necessary. The total thickness of the multilayer product or laminate may range from about 2 mm to about 15 cm or more, or from about 2 mm to about 5 cm. In the case of ballistic applications, the total thickness of the polyurethane or poly (urethane urea) of the present invention can be in the range from about 2 mm to about 15 cm or more, or from about 2 mm to about 5 cm. In addition, in the case of ballistic applications, suitable bases for layering polyurethane (s) and / or oli (uretanmocheviny) (yn) of the present invention are, for example, polyesters, polycarbonates or polyether thermoplastic elastomers. The layer (s) of the polyurethane or poly (urethane urea) of the present invention can be located (s) on the outside of the laminate (towards potential ballistic impact), on the inside of the laminate, or somewhere else in between.

Группы А-RGroups A-R

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения могут иметь содержание жестких сегментов от приблизительно 10 до приблизительно 100 мас.%, или от приблизительно 20 до приблизительно 80 мас.%, или от приблизительно 30 до приблизительно 75 мас.%. Расчет жестких сегментов подробно обсужден выше.In some non-limiting embodiments, the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention may have hard segments from about 10 to about 100 wt.%, Or from about 20 to about 80 wt.%, Or from about 30 to about 75 wt.%. The calculation of hard segments is discussed in detail above.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения, как правило, имеют содержание уретана (Wu) от приблизительно 20 до приблизительно 40 мас.%, или от приблизительно 21 до приблизительно 36 мас.%, или от приблизительно 30 до приблизительно 40 мас.%. Содержание уретана представляет собой массовый процент уретановых мостиков, присутствующих в полимере, и может быть рассчитано путем определения общего количества эквивалентов и из него суммарной массы всех реагентов и делением суммарной массы уретановых мостиков, которые могут быть получены из этих реагентов, на суммарную массу самих реагентов. Следующий пример дополнительно объясняет этот расчет. В примере I рецептуру 1, которая описана ниже, полиуретанового изделия в соответствии с настоящим изобретением получают при взаимодействии 0,7 эквивалента 1,4-бутадиола, 0,3 эквивалента триметилопропана и одного эквивалента 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата) (DESMODUR W). Эквивалентная масса 1,4-бутандиола составляет 45, эквивалентная масса триметилолпропана составляет 44,7 (с коррекцией на примеси), и эквивалентная масса DESMODUR W составляет 131,2. Следовательно, фактическая масса используемых ингредиентов составляет 31,54 мас.ч. 1,4-бутандиола, 13,2 мас.ч. триметилолпропана и 131,2 мас.ч. DESMODUR W, или суммарная масса реагентов 175,9 мас.ч. Один эквивалент DESMODUR W будет давать один эквивалент уретановых мостиков. Эквивалентная масса уретанового мостика составляет 59, поэтому суммарная масса уретановых мостиков, определенная путем умножения эквивалентной массы на число эквивалентов, также будет 59. Следовательно, суммарная масса уретановых мостиков, 59, поделенная на суммарную массу реагентов, 175,9, умноженная на 100, чтобы перевести в проценты, будет давать массовый процент уретановых мостиков 33,49 мас.%.In some non-limiting embodiments, the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention typically have a urethane (Wu) content of from about 20 to about 40 wt.%, Or from about 21 to about 36 wt.%, Or from about 30 to about 40 wt.%. The urethane content is the mass percentage of urethane bridges present in the polymer, and can be calculated by determining the total number of equivalents and from it the total mass of all reagents and dividing the total mass of urethane bridges that can be obtained from these reagents by the total mass of the reagents themselves. The following example further explains this calculation. In Example I, Formulation 1, which is described below, of a polyurethane product according to the present invention, is obtained by reacting 0.7 equivalents of 1,4-butadiol, 0.3 equivalents of trimethylopropane and one equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) ( DESMODUR W). The equivalent mass of 1,4-butanediol is 45, the equivalent mass of trimethylolpropane is 44.7 (corrected for impurities), and the equivalent mass of DESMODUR W is 131.2. Therefore, the actual weight of the ingredients used is 31.54 parts by weight. 1,4-butanediol, 13.2 parts by weight trimethylolpropane and 131.2 parts by weight DESMODUR W, or the total mass of reagents 175.9 wt.h. One equivalent of DESMODUR W will produce one equivalent of urethane bridges. The equivalent mass of the urethane bridge is 59, so the total mass of the urethane bridges, determined by multiplying the equivalent mass by the number of equivalents, will also be 59. Therefore, the total mass of the urethane bridges, 59, divided by the total mass of the reagents, 175.9, multiplied by 100, so that translate into percentages, will give a mass percentage of urethane bridges 33.49 wt.%.

Аналогичным образом может быть рассчитан массовый процент циклических структур (Wc) (таких как, например, циклогексил). В примере I, рецептура 1, единственным материалом, дающим циклогексильные остатки, является DESMODUR W. Один эквивалент DESMODUR W будет давать один эквивалент циклогексильного остатка, который имеет эквивалентную массу 81. Следовательно, суммарная масса циклогексильных остатков будет равна 81, и это значение, поделенное на суммарную массу реагентов или 175,9, будет давать Wc 46%. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения могут иметь содержание циклических групп от приблизительно 10 до приблизительно 80 мас.%, от приблизительно 20 до приблизительно 70 мас.%, от приблизительно 30 до приблизительно 70 мас.% или от приблизительно 30 до приблизительно 60 мас.%.Similarly, the mass percentage of cyclic structures (W c ) (such as, for example, cyclohexyl) can be calculated. In Example I, Formulation 1, the only material giving cyclohexyl residues is DESMODUR W. One equivalent of DESMODUR W will give one equivalent of cyclohexyl residue, which has an equivalent weight of 81. Therefore, the total mass of cyclohexyl residues will be 81, and this value divided by on the total mass of reagents or 175.9, will give W c 46%. In some non-limiting embodiments, the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention may have a cyclic group content of from about 10 to about 80 wt.%, From about 20 to about 70 wt.%, From about 30 to about 70 wt.%, Or from about 30 to about 60 wt.%.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полученные полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения при отверждении могут быть твердыми и по существу прозрачными. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретан может быть частично отвержден или полностью отвержден так, что по существу следующие реакции не протекают.In some non-limiting embodiments, the resulting polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention can be solid and substantially transparent upon curing. In some non-limiting embodiments, the polyurethane can be partially cured or completely cured so that essentially the following reactions do not proceed.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения, как правило, имеют среднечисленную молекулярную массу, которую оценивают по измерениям характеристической вязкости, по меньшей мере, приблизительно 20000 г/моль, или она находится в интервале от приблизительно 20000 до приблизительно 1000000 г/моль или в интервале от приблизительно 20000 до приблизительно 800000 г/моль. Полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения обычно имеют среднюю молекулярную массу из расчета на поперечную сшивку, по меньшей мере, приблизительно 500 г/моль, в некоторых вариантах изобретения в интервале от приблизительно 500 до приблизительно 15000 г/моль или в интервале от приблизительно 1800 до приблизительно 15000 г/моль. Полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения обычно имеют плотность сшивки, по меньшей мере, приблизительно 11000 г/моль.In some non-limiting embodiments, the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention typically have a number average molecular weight, which is estimated from measurements of intrinsic viscosity of at least about 20,000 g / mol, or it is in the range of from about 20,000 to about 1,000,000 g / mol or in the range of from about 20,000 to about 800,000 g / mol. The polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention typically have an average molecular weight based on crosslinking of at least about 500 g / mol, in some embodiments, in the range of from about 500 to about 15,000 g / mol or in the range of about 1800 up to about 15000 g / mol. The polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention typically have a crosslink density of at least about 11000 g / mol.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения при отверждении могут иметь низкую плотность. В некоторых неограничивающих вариантах плотность может составлять, по меньшей мере, от 0,9 до менее чем 1,25 г/см3, или, по меньшей мере, от 1,0 до менее чем 1,45 г/см3, или от 1,08 до менее чем 1,37 г/см3, или от 1,08 до 1,13. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения плотность полиуретанов и поли(уретанмочевин) настоящего изобретения может быть меньше, чем у LEXAN (плотность составляет приблизительно 1,21 г/см3) и у обычного вытянутого акрилового полимера (плотность составляет приблизительно 1,18 г/см3). Плотность может быть измерена с использованием прибора DensiTECH производства Tech Pro, Incorporated. В неограничивающих вариантах осуществления плотность измеряют в соответствии со стандартом ASTM-D 792-00.In some non-limiting embodiments, the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention may have a low density upon curing. In some non-limiting embodiments, the density may be at least 0.9 to less than 1.25 g / cm 3 , or at least 1.0 to less than 1.45 g / cm 3 , or 1.08 to less than 1.37 g / cm 3 , or from 1.08 to 1.13. In some non-limiting embodiments of the invention, the density of the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention may be lower than that of LEXAN (density is approximately 1.21 g / cm 3 ) and conventional stretched acrylic polymer (density is approximately 1.18 g / cm 3 ) Density can be measured using a DensiTECH device manufactured by Tech Pro, Incorporated. In non-limiting embodiments, the density is measured in accordance with ASTM-D 792-00.

Кроме того, некоторые оптически чистые полиуретаны и поли(уретанмочевины) при нагревании показывают низкотемпературную экзотерму при приблизительноIn addition, some optically pure polyurethanes and poly (urethane ureas) show a low-temperature exotherm at approximately

-70°С (дифференциальный термический анализ может быть проведен с использованием термоанализатора Du Pont 900) и при приблизительно 11°С, указывающую, что полимеры обычно являются аморфными.-70 ° C (differential thermal analysis can be performed using a DuPont 900 thermal analyzer) and at approximately 11 ° C, indicating that the polymers are usually amorphous.

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения при измерении в атмосфере азота типичными являются температуры размягчения от приблизительно 65°С до приблизительно 200°С, температуры плавления от приблизительно 80°С до приблизительно 220°С и температуры разложения от приблизительно 280°С до приблизительно 330°С.In some non-limiting embodiments of the invention, when measured in a nitrogen atmosphere, softening temperatures from about 65 ° C to about 200 ° C, melting points from about 80 ° C to about 220 ° C, and decomposition temperatures from about 280 ° C to about 330 ° C are typical .

Полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения могут быть использованы для получения изделий, обладающих хорошей стойкостью к ударным нагрузкам или гибкостью, высокой ударной вязкостью, высоким пределом прочности при растяжении, стойкостью к деформации из-за теплового нагрева, хорошей твердостью, высоким модулем Юнга, высоким коэффициентом K, хорошей устойчивостью к действию растворителей, высокой чистотой или прозрачностью, высоким светопропусканием, низкой мутностью, хорошей стойкостью к атмосферным воздействиям, хорошим поглощением энергии, хорошей стойкостью к воздействию влаги, хорошей устойчивостью к ультрафиолетовому свету и/или хорошей баллистической устойчивостью.The polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention can be used to obtain products having good resistance to impact loads or flexibility, high impact strength, high tensile strength, resistance to deformation due to thermal heating, good hardness, high Young's modulus, high K coefficient, good solvent resistance, high purity or transparency, high light transmission, low turbidity, good weathering resistance, good m energy absorption, good resistance to moisture, good resistance to ultraviolet light and / or good ballistic resistance.

Неограничивающие примеры подходящих способов и оборудования для измерения стойкости к ударным нагрузкам и ударной вязкости подробно обсуждены выше.Non-limiting examples of suitable methods and equipment for measuring impact resistance and toughness are discussed in detail above.

В некоторых вариантах изобретения температура деформации из-за теплового нагрева отвержденных изделий настоящего изобретения может составлять, по меньшей мере, приблизительно 190°F (88°С) или приблизительно 200°F (93°С) при определении в соответствии со стандартом ASTM-D 648.In some embodiments of the invention, the deformation temperature due to thermal heating of the cured products of the present invention may be at least about 190 ° F (88 ° C) or about 200 ° F (93 ° C) as determined in accordance with ASTM-D 648.

Твердость полиуретанов и поли(уретанмочевин) можно определить с помощью твердости по Шору, и соответственно в некоторых вариантах изделия настоящего изобретения имеют твердость по Шору D при комнатной температуре (25°С) с использованием твердомера по Шору D, по меньшей мере, приблизительно 75 или, по меньшей мере, приблизительно 80.The hardness of polyurethanes and poly (urethane ureas) can be determined using Shore hardness, and accordingly, in some embodiments, the products of the present invention have Shore D hardness at room temperature (25 ° C.) using a Shore D hardness tester of at least about 75 or at least about 80.

Предел прочности при растяжении при текучести или при разрыве может быть измерен в соответствии со стандартом ASTM-D 638-03. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления предел прочности при растяжении при текучести составляет, по меньшей мере, приблизительно 6800 фунт/кв.дюйм (47 МПа) согласно ASTM-D 638-03, или от приблизительно 6800 фунт/кв.дюйм до приблизительно 20000 фунт/кв.дюйм (от приблизительно 47 до приблизительно 138 МПа), или от приблизительно 12000 фунт/кв.дюйм до приблизительно 20000 фунт/кв.дюйм (от приблизительно 83 до приблизительно 138 МПа).The tensile strength at yield or at break can be measured in accordance with ASTM-D 638-03. In some non-limiting embodiments, the yield strength is at least about 6,800 psi according to ASTM-D 638-03, or from about 6,800 psi to about 20,000 psi. square inch (from about 47 to about 138 MPa), or from about 12,000 psi to about 20,000 psi (from about 83 to about 138 MPa).

Модуль Юнга может быть измерен в соответствии со стандартом ASTM-D 638-03. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления модуль Юнга составляет, по меньшей мере, приблизительно 215000 фунт/кв.дюйм (приблизительно 1482 МПа), или от приблизительно 215000 фунт/кв.дюйм (приблизительно 1482 МПа) до приблизительно 600000 фунт/кв.дюйм (приблизительно 4137 МПа), или от приблизительно 350000 фунт/кв.дюйм (приблизительно 2413 МПа) до приблизительно 600000 фунт/кв.дюйм (приблизительно 4137 МПа). Для иллюминаторов кабин коммерческих самолетов, когда давление кабины составляет 10 фунт/кв.дюйм (0,07 МПа) или намного больше, чем внешнее давление, иллюминаторы кабины могут изгибаться в сторону воздушных потоков, что приводит к увеличению шума и снижению КПД топлива. Более высокие значения модуля Юнга указывают на повышенную жесткость и на меньшую склонность к изгибу иллюминатора в сторону воздушного потока. В некоторых неограничивающих вариантах применения для иллюминаторов самолетов значения модуля Юнга могут составлять, по меньшей мере, приблизительно 350000 (приблизительно 2413 МПа). В типичных баллистических применениях внешние слои представляют собой стекло, которое является достаточно твердым, чтобы деформировать пулю за счет распределения напряжения при ударе по большой площади, перед тем как она пройдет через находящиеся внизу слои. Поли(уретанмочевина), полученная в соответствии с примером А, рецептура 125, в соответствии с настоящим изобретением, имеющая толщину приблизительно 0,125 дюйма (0,3 см), расплющивает 9 мм пулю, выпущенную при 1350 фут/сек (411 м/сек) с расстояния 20 футов (6,1 м). Хотя слой и разрушается на 2 потрескавшиеся области, он не разбивается вдребезги на большой площади, как стекло, что будет обеспечивать более высокую видимость для пассажира, чтобы избежать нападения на транспортное средство.Young's modulus can be measured in accordance with ASTM-D 638-03. In some non-limiting embodiments, the Young's modulus is at least about 215,000 psi (about 1,482 MPa), or from about 215,000 psi (about 1,482 MPa) to about 600,000 psi (about 4137 MPa), or from about 350,000 psi (about 2,413 MPa) to about 600,000 psi (about 4,137 MPa). For the cockpit windows of commercial aircraft, when the cockpit pressure is 10 psi (0.07 MPa) or much more than the external pressure, the cockpit windows can bend toward air flow, which leads to an increase in noise and lower fuel efficiency. Higher values of Young's modulus indicate increased stiffness and a lower tendency to bend the porthole towards air flow. In some non-limiting applications for airplane windows, Young's modulus values may be at least about 350,000 (about 2,413 MPa). In typical ballistic applications, the outer layers are glass that is hard enough to deform the bullet due to stress distribution when it strikes over a large area before it passes through the layers below. Poly (urethane urea) obtained in accordance with example A, formulation 125, in accordance with the present invention, having a thickness of approximately 0.125 inches (0.3 cm), flattens a 9 mm bullet fired at 1350 ft / s (411 m / s) from a distance of 20 feet (6.1 m). Although the layer collapses into 2 cracked areas, it does not shatter in a large area like glass, which will provide higher visibility for the passenger to avoid attacking the vehicle.

Коэффициент K является мерой распространения трещин. Распространение трещин может быть измерено в соответствии с U.S. Dept. of Defense MIL-PRF-25690B (январь 29, 1993). В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения имеют коэффициент K распространения трещин, по меньшей мере, приблизительно 1000 фунт/дюйм3/2 (1098800 Н/м3/2), или от приблизительно 1000 фунт/дюйм3/2 (1098800 Н/м3/2) до приблизительно 4000 фунт/дюйм3/2 (4395200 Н/м3/2), или от приблизительно 2000 фунт/дюйм3/2 (2197600 Н/м3/2) до приблизительно 4000 фунт/дюйм3/2 (4395200 Н/м3/2).The K coefficient is a measure of crack propagation. Crack propagation can be measured in accordance with US Dept. of Defense MIL-PRF-25690B (January 29, 1993). In some non-limiting embodiments, the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention have a crack propagation coefficient K of at least about 1000 lb / in 3/2 (1098800 N / m 3/2 ), or from about 1000 lb / in 3 / 2 (1098800 N / m 3/2 ) to about 4000 lb / in 3/2 (4395200 N / m 3/2 ), or from about 2000 lb / in 3/2 (2197600 N / m 3/2 ) to about 4,000 psi 3/2 (4,395,200 N / m 3/2 ).

Композиции, подходящие для применения в лобовых стеклах автомобилей, соответствуют стандартным требованиям минимального светопропускания 70%, или 86,5%, или выше (источник света А, вольфрамовая лампа накаливания 2840 K) или мутности менее чем 2% (ANSI. CODE Z-26.1, 1966, Test № 18). Процент светопропускания и процент мутности могут быть измерены с помощью мутномера Hunter Pivotable Sphere Haze Meter в соответствии со стандартом ASTM E903-82.Compositions suitable for use in car windshields meet standard minimum transmittance requirements of 70%, or 86.5%, or higher (light source A, 2840 K tungsten light bulb) or less than 2% turbidity (ANSI. CODE Z-26.1 , 1966, Test No. 18). The percent light transmission and percent turbidity can be measured using a Hunter Pivotable Sphere Haze Meter turbidimeter in accordance with ASTM E903-82.

Полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения могут иметь выдающиеся характеристики переносимости погодных условий, измеряемых по устойчивости к воздействию ультрафиолетового света и гидролитической стабильности. Воздействие с помощью Fade-O-Meter® может быть проведено в соответствии со стандартом ASTM-G 25-70, способ А, с использованием Fade-O-Meter, Тип FDA-R, Серийный № F02951, производимого Atlas Electric Devices Co., Chicago, Illinois. Источником света может быть дуговая лампа с угольными электродами, заключенная в сферический кожух из кварцевого стекла. Рабочая температура Fade-O-Meter (черная панель) может составлять 140°F (60°С), и прибор работает при отсутствии воды в распылительном узле. Размеры образца составляют 21/2 × 1/8 дюйм (6,35×15,24×0,32 см). Воздействие с помощью Weather-O-Meter® может быть проведено в соответствии со стандартом ASTM-D 1499-64 с использованием Weather-O-Meter, Тип DMC, серийный № WO-1305. Тип источника света - дуговая лампа с двойным угольным электродом, заключенная в сферический кожух из кварцевого стекла. Рабочая температура черной панели может составлять 140°F (60°С). Разбрызгивают деионизированную воду при температуре приблизительно 70°F (21°С). Количество и тип насадок, используемых для разбрызгивания воды, соответствуют четырем насадкам № 50. С другой стороны, стойкость к УФ может быть определена с использованием теста QUV за 1000 часов в соответствии со стандартом ASTM-G 53.The polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention may have outstanding weather tolerance characteristics, measured by resistance to ultraviolet light and hydrolytic stability. Exposure using Fade-O-Meter ® can be carried out in accordance with ASTM-G 25-70, Method A, using Fade-O-Meter, Type FDA-R, Serial No. F02951, manufactured by Atlas Electric Devices Co., Chicago, Illinois. The light source may be an arc lamp with carbon electrodes, enclosed in a spherical casing made of quartz glass. The operating temperature of the Fade-O-Meter (black panel) can be 140 ° F (60 ° C), and the unit operates in the absence of water in the spray assembly. The dimensions of the sample are 21/2 × 1/8 inch (6.35 × 15.24 × 0.32 cm). Exposure using Weather-O-Meter ® may be conducted in accordance with ASTM-D 1499-64 standard using Weather-O-Meter, DMC type, serial № WO-1305. The type of light source is an arc lamp with a double carbon electrode, enclosed in a spherical casing made of quartz glass. The operating temperature of the black panel can be 140 ° F (60 ° C). Deionized water is sprayed at a temperature of approximately 70 ° F (21 ° C). The number and type of nozzles used for spraying water correspond to four No. 50 nozzles. On the other hand, UV resistance can be determined using the QUV test for 1000 hours in accordance with ASTM-G 53.

Сопротивление истиранию может быть измерено с использованием абразивной машины Тэйбера, которая имеет абразивный круг CS-10F весом 500 г для образца размерами 3×3×1/8 дюйма (7,62×7,62×0,32 см) в соответствии с ASTM-D 1044-99. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления 100 циклов на абразивной машине Тэйбера может привести к 30% мутности вытянутого акрилового полимера и к мутности от 5% до 40%, или от 10% до 15%, или менее чем 5% для полиуретанов и поли(уретанмочевин) настоящего изобретения.Abrasion resistance can be measured using a Taber abrasive machine that has a 500 g CS-10F abrasive wheel for a 3 × 3 × 1/8 inch (7.62 × 7.62 × 0.32 cm) specimen according to ASTM -D 1044-99. In some non-limiting embodiments, performing 100 cycles on a Taber abrasive machine can result in 30% turbidity of the elongated acrylic polymer and in a turbidity of 5% to 40%, or 10% to 15%, or less than 5% for polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention.

Полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения могут иметь хорошую стойкость к образованию волосных трещин под действием растворителей и кислот. Стойкость к образованию волосных трещин может быть измерена в соответствии с U.S. Dept. of Defense MIL-PRF-25690B (январь 29, 1993). Неограничивающими примерами растворителей и кислот для испытания на стойкость к образованию волосных трещин при напряжении являются метанол, изопропанол, этиленгликоль, пропиленгликоль, этилацетат, ацетон, толуол, изопропилацетат, Skydrol (гидравлическая жидкость), реактивное топливо, такое как JP-4, и 75%-ный водный раствор серной кислоты. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления непокрытые изделия, полученные из полиуретанов и поли(уретанмочевин) настоящего изобретения, имеют стойкость к образованию волосных трещин при напряжении в органическом растворителе и 75%-ном водном растворе серной кислоты, по меньшей мере, приблизительно 1000 фунт/кв.дюйм (6,9 МПа) растягивающего напряжения, или от приблизительно 1000 фунт/кв.дюйм (6,9 МПа) до приблизительно 4000 фунт/кв.дюйм (27,6 МПа), или от приблизительно 2000 фунт/кв.дюйм (13,8 МПа) до приблизительно 4000 фунт/кв.дюйм (27,6 МПа). В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения, когда на них не нанесено покрытие, могут выдерживать 75%-ную серную кислоту в течение до тридцати дней или любой органический растворитель при напряжении мембраны от 1000 фунт/кв.дюйм (6,9 МПа) до 4000 фунт/кв.дюйм (27,6 МПа).The polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention can have good resistance to hairline cracking by solvents and acids. Hair crack resistance can be measured in accordance with U.S. Dept. of Defense MIL-PRF-25690B (January 29, 1993). Non-limiting examples of solvents and acids for testing stress cracking are methanol, isopropanol, ethylene glycol, propylene glycol, ethyl acetate, acetone, toluene, isopropyl acetate, Skydrol (hydraulic fluid), jet fuel such as JP-4, and 75% aqueous solution of sulfuric acid. In some non-limiting embodiments, uncoated articles made from the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention are resistant to hairline cracking under stress in an organic solvent and 75% aqueous sulfuric acid solution of at least about 1000 psi. inch (6.9 MPa) of tensile stress, or from about 1,000 psi (6.9 MPa) to about 4,000 psi (27.6 MPa), or from about 2,000 psi ( 13.8 MPa) to approximately 4000 psi (27.6 MPa). In some non-limiting embodiments, the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention, when not coated, can withstand 75% sulfuric acid for up to thirty days or any organic solvent with a membrane voltage of 1000 psi (6 , 9 MPa) up to 4000 psi (27.6 MPa).

В некоторых неограничивающих вариантах изобретения полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения при полимеризации могут давать полимеризат, имеющий показатель преломления, по меньшей мере, 1,55, или, по меньшей мере, 1,56, или, по меньшей мере, 1,57, или, по меньшей мере, 1,58, или, по меньшей мере, 1,59, или, по меньшей мере, 1,60, или, по меньшей мере, 1,62, или, по меньшей мере, 1,65. В других неограничивающих вариантах осуществления поли(уретанмочевины) настоящего изобретения при полимеризации могут быть давать полимеризат, имеющий число Аббе, по меньшей мере, 32, или, по меньшей мере, 35, или, по меньшей мере, 38, или, по меньшей мере, 39, или, по меньшей мере, 40, или, по меньшей мере, 44. Показатель преломления и число Аббе могут быть определены с помощью способов, известных в данной области техники, таких как метод испытания по американским стандартам (American Standard Test Method) ASTM-D 542-00. Кроме того, показатель преломления и число Аббе могут быть определены с использованием различных известных приборов. В неограничивающем варианте настоящего изобретения показатель преломления и число Аббе могут быть измерены в соответствии со стандартом ASTM-D 542-00 со следующими исключениями: (i) испытание одного-двух образцов/примеров вместо как минимум трех примеров, определенных в разделе 7.3; и (ii) испытуемые образцы не подвергнуты кондиционированию вместо кондиционирования образцов/примеров перед проведением испытания, как это определено в разделе 8.1. Кроме того, в неограничивающем варианте изобретения для измерения показателя преломления и числа Аббе образцов/примеров может быть использован многоволновой цифровой рефрактометр Atago, модель DR-M2.In some non-limiting embodiments of the invention, the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention during polymerization can produce a polymerizate having a refractive index of at least 1.55, or at least 1.56, or at least 1.57 , or at least 1.58, or at least 1.59, or at least 1.60, or at least 1.62, or at least 1.65 . In other non-limiting embodiments of the poly (urethane urea) of the present invention, a polymerizate having an Abbe number of at least 32, or at least 35, or at least 38, or at least 39, or at least 40, or at least 44. The refractive index and Abbe number can be determined using methods known in the art, such as the American Standard Test Method ASTM -D 542-00. In addition, the refractive index and the Abbe number can be determined using various known instruments. In a non-limiting embodiment of the present invention, the refractive index and Abbe number can be measured in accordance with ASTM-D 542-00 with the following exceptions: (i) testing one or two samples / examples instead of at least three examples defined in section 7.3; and (ii) the test samples were not conditioned instead of conditioning the samples / examples before testing, as defined in section 8.1. In addition, in a non-limiting embodiment of the invention, an Atago multi-wavelength digital refractometer, model DR-M2, can be used to measure the refractive index and Abbe number of samples / examples.

Твердые изделия, которые могут быть получены с использованием полиуретанов или поли(уретанмочевин) настоящего изобретения, включают, но не ограничиваются ими, оптические изделия или линзы, фотохромные изделия или линзы, окна, иллюминаторы, такие как обычные прозрачные окна, лобовые стекла, подфарники и фары задней подсветки, иллюминаторы самолетов, баллистически устойчивые изделия, детали воздушных двигателей, таких как лопасти, и остекления.Solid products that can be prepared using the polyurethanes or poly (urethane ureas) of the present invention include, but are not limited to, optical products or lenses, photochromic products or lenses, windows, portholes such as conventional clear windows, windshields, sidelights and rear lights, aircraft windows, ballistic resistant products, parts of air engines such as vanes, and glazings.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления полимерный материал основы, включая нанесенную на нее покрывную композицию, может находиться в форме оптических элементов, таких как окна, плоские и корректирующие зрение глазные линзы, внешние поверхности жидкокристаллических дисплеев, катодных лучевых трубок и т.д., мониторов для телевизоров и компьютеров, прозрачных полимерных пленок, прозрачных изделий, например, лобовых стекол, иллюминаторов самолетов, пластиковых покрытий и др.In some non-limiting embodiments, the implementation of the polymeric base material, including the coating composition applied thereto, may be in the form of optical elements such as windows, flat and vision-correcting eye lenses, external surfaces of liquid crystal displays, cathode ray tubes, etc., monitors for TVs and computers, transparent polymer films, transparent products, such as windshields, airplane windows, plastic coatings, etc.

Полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения необходимы для широкого спектра применения. Они особенно полезны в качестве материалов остекления для иллюминаторов самолетов с безопасными стеклами. Помимо остекления самолетов полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения в листовой форме могут быть использованы в архитектуре и могут быть подкрашены или сделаны непрозрачными за счет пигментирования, если это желательно. При таких вариантах применения полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения могут находиться в листовой форме и могут быть использованы отдельно или могут быть ламинированы с другим материалом, как это обсуждалось выше. Слои в композите могут иметь одинаковые или разные значения модуля упругости, если это желательно. Кроме того, в некоторых вариантах полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения могут быть использованы для оптических линз, так как они могут быть оптически прозрачными, не подвергающимися воздействию ультрафиолетового света и воздействию влаги и устойчивыми к истиранию.The polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention are necessary for a wide range of applications. They are especially useful as glazing materials for aircraft windows with safety glass. In addition to glazing aircraft, the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention in sheet form can be used in architecture and can be tinted or made opaque by pigmentation, if desired. In such applications, the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention can be in sheet form and can be used alone or can be laminated with another material, as discussed above. The layers in the composite may have the same or different elastic modulus values, if desired. In addition, in some embodiments, the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention can be used for optical lenses, as they can be optically transparent, not exposed to ultraviolet light and moisture, and resistant to abrasion.

В других неограничивающих вариантах осуществления полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения могут быть использованы в качестве основ с низким тепловым расширением для нанесения проводящих пленок для электрохромных вариантов применения, абсорбирующих микроволны пленок и низкоомных пленок. В других неограничивающих вариантах осуществления вытянутая акриловая основа может быть покрыта цианоэтилакрилат/акриловым сополимером и дополнительно покрыта полиуретанами и поли(уретанмочевинами) настоящего изобретения.In other non-limiting embodiments, the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention can be used as low thermal expansion substrates for applying conductive films for electrochromic applications, microwave absorbing films, and low resistance films. In other non-limiting embodiments, the elongated acrylic base may be coated with the cyanoethyl acrylate / acrylic copolymer and further coated with the polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention.

Полиуретаны и поли(уретанмочевины) настоящего изобретения могут быть использованы в листовой форме и могут меняться по толщине от приблизительно 2 до приблизительно 500 мил, хотя иногда могут быть использованы более тонкие и более толстые листы в зависимости от варианта применения. В случае применения для летательных аппаратов в некоторых вариантах толщина может меняться между 1/8 дюйма и 1/2 дюйма (от 0,32 до 1,27 см).The polyurethanes and poly (urethane ureas) of the present invention can be used in sheet form and can vary in thickness from about 2 to about 500 mils, although thinner and thicker sheets can sometimes be used depending on the application. When used for aircraft in some embodiments, the thickness may vary between 1/8 inch and 1/2 inch (from 0.32 to 1.27 cm).

В некоторых вариантах осуществления автомобильные окна могут быть получены из термопластичной поликарбонатной смолы, например смолы, которая продается под торговым названием LEXAN, с покрывной композицией настоящего изобретения, нанесенной в качестве защищающего от атмосферных воздействий слоя на внешнюю сторону окна, чтобы повысить стойкость окна к атмосферным воздействиям. С другой стороны, автомобильное окно может быть получено в виде ламината стекло/LEXAN со стеклом в качестве внешнего слоя и покрывной композиции настоящего изобретения, нанесенной в виде слоя на внутреннюю сторону ламината.In some embodiments, car windows can be made from a thermoplastic polycarbonate resin, for example, a resin sold under the trade name LEXAN, with the coating composition of the present invention applied as a weatherproof layer to the outside of the window to increase the weather resistance of the window . On the other hand, a car window can be obtained in the form of a glass / LEXAN laminate with glass as the outer layer and a coating composition of the present invention, applied as a layer on the inner side of the laminate.

Покрывная композиция настоящего изобретения может быть нанесена на поверхность основы с использованием любых известных методик нанесения покрытия. Желательно покрывную композицию наносить струйным обливом на поверхность основы с помощью автоматизированной системы струйного облива, в которой поверхностное натяжение жидкости растягивает когерентное полотно жидкости по поверхности основы, пока механическое приспособление для струйного облива пересекает лист основы. Автоматическое устройство для струйного облива обычно состоит из шарнирного кронштейна, который держит насадку, соединенную с находящимся под давлением сосудом, где находится раствор смолы. Кронштейн делает проходы по направляющему устройству над листом, на который должно быть нанесено покрытие. Скорость течения жидкости регулируют с использованием находящегося под давлением сосуда. Скорость перемещения шарнирного кронштейна устанавливают с использованием потенциометра. Расстояние насадки от листа оптимизируют и сохраняют постоянным с помощью шарнирного кронштейна. Это особенно важно для выгнутых листов. Толщину покрытия определяют по начальной вязкости раствора смолы и скорости испарения растворителя. Скорость испарения преимущественно контролируется выбором растворителя и воздушным потоком в куб.фут/мин в вентилируемой кабине для нанесения покрытия. С другой стороны, покрывные композиции могут быть приготовлены и разлиты в соответствующую форму с получением желаемой структуры, которая затем может быть нанесена в виде слоя на подходящую основу, например, за счет процесса ламинирования или может быть использована в виде монолитной структуры.The coating composition of the present invention can be applied to the surface of the substrate using any known coating technique. It is desirable to spray the coating composition onto the surface of the substrate using an automated spraying system in which the surface tension of the fluid stretches the coherent liquid web over the surface of the substrate while the mechanical spraying device crosses the sheet of substrate. An automatic spraying device usually consists of a hinge bracket that holds the nozzle connected to the pressurized vessel where the resin solution is located. The bracket makes passes along the guide device above the sheet to be coated. The fluid flow rate is controlled using a pressurized vessel. The speed of movement of the hinge bracket is set using a potentiometer. The nozzle distance from the sheet is optimized and kept constant with the help of a hinged bracket. This is especially important for curved sheets. The coating thickness is determined by the initial viscosity of the resin solution and the rate of evaporation of the solvent. The evaporation rate is mainly controlled by the choice of solvent and air flow in cubic feet / min in a ventilated booth for coating. On the other hand, coating compositions can be prepared and poured into the appropriate form to obtain the desired structure, which can then be applied as a layer onto a suitable base, for example, through a lamination process or can be used as a monolithic structure.

Покрывная композиция, как правило, сама может быть нанесена на основу в виде прозрачного или пигментированного монослоя или в виде пигментированного базового слоя и/или прозрачного верхнего слоя в окрашенном-плюс-прозрачном композитном покрытии, что известно специалисту в данной области техники. В некоторых вариантах осуществления покрытие может быть нанесено до того, как изоцианатные и гидроксильные группы полностью прореагируют, например, путем разбрызгивания изоцианатного и гидроксильного компонентов по отдельности через смесительную насадку для нанесения покрытия на основу. С другой стороны, покрытие может быть частично отверждено в печи и затем подвергнуто воздействию окружающей среды с высоким содержанием влаги, такой как среда с высокой влажностью или среда с водяной пылью, для дальнейшего взаимодействия и отверждения покрытия. Если желательно, то покрывная композиция может включать дополнительные материалы, хорошо известные в данной области техники, разрабатывающей поверхностные покрытия, такие как поверхностно-активные вещества, агенты, контролирующие текучесть, тиксотропные агенты, наполнители, агенты, препятствующие газообразованию, органические со-растворители, катализаторы и другие обычные вспомогательные вещества. Такие материалы могут составлять до 40 мас.% от общей массы покрывной композиции.The coating composition, as a rule, can itself be applied to the base in the form of a transparent or pigmented monolayer or in the form of a pigmented base layer and / or a transparent top layer in a painted-plus-transparent composite coating, which is known to a person skilled in the art. In some embodiments, the coating may be applied before the isocyanate and hydroxyl groups have fully reacted, for example, by spraying the isocyanate and hydroxyl components individually through a mixing nozzle to coat the substrate. Alternatively, the coating may be partially cured in an oven and then exposed to a high moisture environment, such as a high humidity environment or an aqueous dust medium, for further interaction and curing of the coating. If desired, the coating composition may include additional materials well known in the art of surface coatings, such as surfactants, flow control agents, thixotropic agents, fillers, anti-gas agents, organic co-solvents, catalysts and other common excipients. Such materials may comprise up to 40% by weight of the total weight of the coating composition.

Как упоминалось выше, хотя отвержденные композиции могут быть получены из жидких покрывных композиций, они также могут быть получены из покрывных композиций, приготовленных в виде порошковых покрывных композиций.As mentioned above, although the cured compositions can be obtained from liquid coating compositions, they can also be obtained from coating compositions prepared in the form of powder coating compositions.

В другом неограничивающем варианте осуществления отвержденные композиции настоящего изобретения также могут быть использованы в качестве декоративных или защитных покрытий для пигментированных пластиковых (эластомерных) основ или «mold-in-color» (MIC) пластиковых основ. В таких вариантах применения композиции могут быть нанесены непосредственно на пластиковую основу или могут быть включены в формующую матрицу. Необязательно непосредственно на пластиковую или эластомерную основу может быть вначале нанесен стимулятор адгезии, а композиция может быть нанесена поверх в виде верхнего слоя.In another non-limiting embodiment, the cured compositions of the present invention can also be used as decorative or protective coatings for pigmented plastic (elastomeric) substrates or "mold-in-color" (MIC) plastic substrates. In such applications, the compositions may be applied directly to a plastic base or may be incorporated into a forming matrix. Optionally, an adhesion promoter may first be applied directly to the plastic or elastomeric base, and the composition may be applied over it in the form of an upper layer.

В другом неограничивающем варианте осуществления композиции настоящего изобретения также могут быть использованы в виде защищающего от растрескивания слоя, противоразрывного покрывающего слоя или препятствующего разрушению слоя для стекла или других основ.In another non-limiting embodiment, the compositions of the present invention can also be used in the form of an anti-cracking layer, an anti-tensile coating layer or an anti-destruction layer for glass or other substrates.

В неограничивающем варианте осуществления полиуретановый полимеризат настоящего изобретения может быть использован для получения фотохромных изделий. В другом варианте изобретения полимеризат может быть прозрачным для той части электромагнитного спектра, который активирует фотохромное(ые) вещество(а), то есть той длины волны ультрафиолетового (УФ) излучения, которая дает окрашенную или открытую форму фотохромного вещества, и той части видимого спектра, которая включает длину волны максимального поглощения фотохромного вещества в его УФ-активированной форме, то есть открытой формы.In a non-limiting embodiment, the polyurethane polymerizate of the present invention can be used to produce photochromic products. In another embodiment of the invention, the polymerizate may be transparent to that part of the electromagnetic spectrum that activates the photochromic substance (s), that is, that wavelength of ultraviolet (UV) radiation that gives a colored or open form of the photochromic substance, and that part of the visible spectrum , which includes the wavelength of maximum absorption of the photochromic substance in its UV-activated form, that is, an open form.

Фотохромные соединения проявляют обратимое изменение цвета при воздействии излучением света, включающем ультрафиолетовые лучи, такие как ультрафиолетовое излучение солнечного света или излучение ртутной лампы. Синтезированы различные классы фотохромных соединений и предложены для вариантов применения, в которых желательно такое индуцированное солнечным светом обратимое изменение цвета или затемнение. Наиболее широко описанными классами фотохромных соединений являются оксазины, пираны и фульгиды.Photochromic compounds exhibit a reversible color change when exposed to light that includes ultraviolet rays, such as ultraviolet radiation from sunlight or radiation from a mercury lamp. Various classes of photochromic compounds have been synthesized and proposed for applications in which such a sunlight-induced reversible color change or dimming is desired. The most widely described classes of photochromic compounds are oxazines, pyranes and fulgides.

Общий механизм, ответственный за обратимое изменение цвета, то есть за изменение в спектре поглощения в видимой области света (400-700 нм), проявляемое различными типами фотохромных соединений, описан и сгруппирован по общим признакам (см. John C. Crano, “Chromogenic Material (Photochromic)”, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Fourth Edition, 1993, pp. 321-332). Общий механизм для большинства известных классов фотохромных соединений, например индолиноспиропиранов и индолиноспирооксазинов, включает электроциклический механизм. При воздействии активирующего излучения эти соединения переходят от бесцветного соединения с закрытым циклом в окрашенные образцы с раскрытым циклом. С другой стороны, окрашенная форма фульгидных фотохромных соединений генерируется с помощью электроциклического механизма, вовлекающего превращение бесцветной формы с раскрытым циклом в окрашенную форму с замкнутым циклом.The general mechanism responsible for the reversible color change, that is, the change in the absorption spectrum in the visible region of the light (400-700 nm), manifested by various types of photochromic compounds, is described and grouped according to common features (see John C. Crano, “Chromogenic Material (Photochromic) ”, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Fourth Edition, 1993, pp. 321-332). The general mechanism for most of the known classes of photochromic compounds, for example indolinospiro pyranes and indolinospirooxazines, includes an electrocyclic mechanism. When exposed to activating radiation, these compounds pass from a colorless compound with a closed cycle to colored samples with an open cycle. On the other hand, the colored form of fulgide photochromic compounds is generated by an electrocyclic mechanism involving the transformation of a colorless open-cycle form into a closed-loop colored form.

В настоящем изобретении может быть использован широкий спектр фотохромных соединений. В неограничивающем варианте могут быть использованы органические фотохромные соединения или вещества. В альтернативных неограничивающих вариантах могут быть введены фотохромные соединения, например, растворенные, диспергированные или диффундированные в полимеризат или нанесенные на него в виде покрытия.A wide range of photochromic compounds can be used in the present invention. In a non-limiting embodiment, organic photochromic compounds or substances may be used. In alternative non-limiting embodiments, photochromic compounds, for example, dissolved, dispersed, or diffused into the polymerizate or coated thereon, may be incorporated.

В неограничивающем варианте осуществления органическое фотохромное вещество может иметь активированный максимум поглощения в пределах видимой области больше чем 590 нм. В другом неограничивающем варианте осуществления активированный максимум поглощения в пределах видимой области может находиться в интервале, по меньшей мере, от 590 до 700 нм. Такие материалы могут давать голубой, синевато-зеленый или синевато-пурпурный цвет при воздействии ультрафиолетового света в соответствующем растворителе или в матрице. Неограничивающими примерами таких веществ, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, являются, но не ограничиваются ими, спиро(индолин)нафтоксазины и спиро(индолин)бензоксазины. Эти и другие приемлемые фотохромные вещества описаны в патентах США: 3562172, 3578602, 4215010, 4342668, 5405958, 4637698, 4931219, 4816584, 4880667, 4818096.In a non-limiting embodiment, the organic photochromic substance may have an activated absorption maximum within the visible region of more than 590 nm. In another non-limiting embodiment, the activated absorption maximum within the visible region can be in the range of at least 590 to 700 nm. Such materials may produce cyan, bluish green, or bluish purple when exposed to ultraviolet light in an appropriate solvent or matrix. Non-limiting examples of such substances that can be used in the present invention are, but are not limited to, spiro (indoline) naphthoxazines and spiro (indoline) benzoxazines. These and other suitable photochromic substances are described in US patents: 3562172, 3578602, 4215010, 4342668, 5405958, 4637698, 4931219, 4816584, 4880667, 4818096.

В другом неограничивающем варианте осуществления органические фотохромные вещества могут иметь, по меньшей мере, один максимум поглощения в пределах видимой области в интервале от 400 и до менее чем 500 нм. В другом неограничивающем варианте вещество может иметь два максимума поглощения в пределах этого видимого интервала. Такие материалы могут давать желто-оранжевый цвет при воздействии ультрафиолетового света в соответствующем растворителе или в матрице. Неограничивающими примерами таких материалов могут быть некоторые хромены, такие как, но без ограничения ими, бензопираны и нафтопираны. Многие такие хромены описаны в патентах США: 3567605, 4826977, 5066818, 4826977, 5066818, 5466398, 5384077, 5238931 и 5274132.In another non-limiting embodiment, organic photochromic substances can have at least one absorption maximum within the visible region in the range from 400 to less than 500 nm. In another non-limiting embodiment, the substance may have two absorption maxima within this visible range. Such materials may give a yellow-orange color when exposed to ultraviolet light in an appropriate solvent or matrix. Non-limiting examples of such materials may be certain chromenes, such as, but not limited to, benzopyranes and naphthopyranes. Many such chromenes are described in US patents: 3567605, 4826977, 5066818, 4826977, 5066818, 5466398, 5384077, 5238931 and 5274132.

В другом неограничивающем варианте осуществления фотохромное вещество может иметь максимум поглощения в видимой области в интервале от 400 до 500 нм и максимум поглощения в пределах видимой области в интервале от 500 до 700 нм. Такие материалы дают цвет(а) в интервале от желтого/коричневого до пурпурного/серого при воздействии ультрафиолетового света в соответствующем растворителе или в матрице. Неограничивающими примерами таких веществ могут быть некоторые бензопирановые соединения, имеющие заместители во 2-м положении пиранового цикла и замещенное или незамещенное гетероциклическое кольцо, например бензотиеновое или бензофурановое кольцо, конденсированное с бензольной частью бензопирана. Другие неограничивающие примеры таких соединений раскрыты в патенте США № 5429774.In another non-limiting embodiment, the photochromic substance can have a maximum absorption in the visible region in the range from 400 to 500 nm and a maximum absorption within the visible region in the range from 500 to 700 nm. Such materials give a color (a) ranging from yellow / brown to purple / gray when exposed to ultraviolet light in an appropriate solvent or matrix. Non-limiting examples of such substances may be certain benzopyran compounds having substituents at the 2-position of the pyran ring and a substituted or unsubstituted heterocyclic ring, for example a benzothien or benzofuran ring fused to the benzene portion of benzopyran. Other non-limiting examples of such compounds are disclosed in US patent No. 5429774.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления фотохромное вещество для применения в настоящем изобретении может представлять собой фотохромные металлорганические дитизонаты, такие как, но без ограничения ими, арилгидразидаты (арилазо)тиомуравьиной кислоты, такие как, но без ограничения ими, дитизонаты ртути, которые описаны, например, в патенте США № 3361706. Фульгиды и фульгимиды, такие как, но без ограничения ими, 3-фурил- и 3-тиенилфульгиды и фульгимиды, которые описаны в патенте США № 4931220 (колонка 20, строка 5 - колонка 21, строка 38), могут быть использованы в настоящем изобретении. Соответствующие части приведенных выше патентов включены в качестве ссылки.In some non-limiting embodiments, the implementation of the photochromic substance for use in the present invention may be photochromic organometallic dithizonates, such as, but not limited to, aryl hydrazidates (arylazo) thioformic acid, such as, but not limited to, mercury dithizonates, which are described, for example, US Pat. No. 3,361,706. Fulgides and fulgimides, such as, but not limited to, 3-furyl and 3-thienyl fulgides and fulgimides, which are described in US Pat. No. 4,931,220 (column 20, line 5 - column 21, line 38) my ut it is used in the present invention. Relevant parts of the above patents are incorporated by reference.

В других неограничивающих вариантах осуществления фотохромные изделия настоящего изобретения могут включать одно фотохромное вещество или смесь нескольких фотохромных соединений. В других неограничивающих вариантах осуществления различные смеси фотохромных веществ могут быть использованы, чтобы получить активированные цвета, такие как почти нейтральный серый или коричневый.In other non-limiting embodiments, the implementation of the photochromic products of the present invention may include one photochromic substance or a mixture of several photochromic compounds. In other non-limiting embodiments, the implementation of various mixtures of photochromic substances can be used to obtain activated colors, such as almost neutral gray or brown.

Количество используемого фотохромного вещества может меняться. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество фотохромного вещества и соотношение веществ (например, когда используется смесь) могут быть такими, чтобы полимеризат, на который нанесено вещество или в который вещество включено, при активации прямым солнечным светом давал желаемый цвет, например по существу нейтральный цвет, такой как оттенки серого или коричневого, то есть настолько, насколько возможно, близкий к нейтральному цвет данных цветов активированных фотохромных веществ. В некоторых неограничивающих вариантах количество используемого фотохромного вещества может зависеть от интенсивности цвета активированных образцов и желаемого основного цвета.The amount of photochromic substance used may vary. In some non-limiting embodiments, the amount of photochromic substance and the ratio of the substances (for example, when a mixture is used) can be such that the polymerizate on which the substance is applied or in which the substance is incorporated, when activated in direct sunlight, gives the desired color, for example a substantially neutral color, such as shades of gray or brown, that is, as close as possible to the neutral color of these colors of activated photochromic substances. In some non-limiting embodiments, the amount of photochromic substance used may depend on the color intensity of the activated samples and the desired primary color.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления фотохромное вещество может быть нанесено на полимеризат или включено в полимеризат различными способами, которые известны в данной области техники. В неограничивающем варианте осуществления фотохромное вещество может быть растворено или диспергировано внутри полимеризата. В других неограничивающих вариантах осуществления фотохромное вещество может быть впитано в полимеризат с помощью способов, известных в данной области техники. Определение «впитывание» или «впитывать» включает проникновение фотохромного вещества без посторонней помощи в полимеризат, перенос абсорбцией при содействии растворителя фотохромного вещества в пористый полимер, перенос паровой фазы и другие такие механизмы переноса. В неограничивающем варианте способ впитывания может включать нанесение покрытия на фотохромное изделие из фотохромного вещества; нагревание поверхности фотохромного изделия и удаление оставшегося покрытия с поверхности фотохромного изделия. В альтернативных неограничивающих вариантах осуществления процесс впитывания может включать погружение полимеризата в горячий раствор фотохромного вещества или термический перенос.In some non-limiting embodiments, the implementation of the photochromic substance can be applied to the polymerizate or included in the polymerizate by various methods that are known in the art. In a non-limiting embodiment, the photochromic substance may be dissolved or dispersed within the polymerizate. In other non-limiting embodiments, the implementation of the photochromic substance can be absorbed into the polymerizate using methods known in the art. The definition of “absorb” or “absorb” includes the penetration of a photochromic substance into the polymerizate without assistance, transfer by absorption with the aid of a solvent of the photochromic substance into the porous polymer, vapor phase transfer and other such transfer mechanisms. In a non-limiting embodiment, the absorption method may include coating a photochromic article from a photochromic substance; heating the surface of the photochromic product and removing the remaining coating from the surface of the photochromic product. In alternative non-limiting embodiments, the absorption process may include immersing the polymerizate in a hot solution of a photochromic substance or thermal transfer.

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления фотохромное вещество может представлять собой отдельный слой между соседними слоями полимеризата, например, в виде части полимерной пленки; или фотохромное вещество может быть нанесено в виде покрытия или в виде части покрытия, помещенного на поверхность полимеризата.In some non-limiting embodiments, the implementation of the photochromic substance may be a separate layer between adjacent layers of the polymerizate, for example, as part of a polymer film; or a photochromic substance can be applied as a coating or as part of a coating placed on the surface of the polymerizate.

Количество фотохромного вещества или композиции, содержащей фотохромное вещество, нанесенное или внедренное в полимеризат, может меняться. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения количество может быть таким, чтобы при активации имел место фотохромный эффект, различимый невооруженным глазом. Такое количество обычно может быть описано как фотохромное количество. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления используемое количество может зависеть от интенсивности цвета, желаемой при облучении, и от способа внедрения или нанесения фотохромного вещества. В общем случае чем больше наносится или внедряется фотохромного вещества, тем выше интенсивность цвета. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления количество фотохромного вещества, внедренного в фотохромный оптический полимеризат или нанесенного на него, может составлять от 0,15 до 0,35 мг на квадратный сантиметр поверхности, на которую фотохромное вещество внедрено или нанесено.The amount of photochromic substance or composition containing the photochromic substance deposited or incorporated into the polymerizate may vary. In some non-limiting embodiments of the invention, the amount may be such that upon activation there is a photochromic effect visible to the naked eye. Such an amount can usually be described as a photochromic amount. In some non-limiting embodiments, the amount used may depend on the color intensity desired upon irradiation, and on the method of incorporation or deposition of the photochromic substance. In the general case, the more photochromic material is applied or implanted, the higher the color intensity. In some non-limiting embodiments, the amount of photochromic substance incorporated into or applied to the photochromic optical polymerizate can be from 0.15 to 0.35 mg per square centimeter of the surface onto which the photochromic substance is embedded or applied.

В другом неограничивающем варианте осуществления фотохромное вещество может быть добавлено к полиуретану до полимеризации и/или отверждения материала обливом. В таком варианте используемое фотохромное вещество может быть выбрано так, чтобы оно было устойчиво к потенциально вредным взаимодействиям, например, с присутствующим изоцианатом. Такие вредные взаимодействия могут привести к деактивации фотохромного вещества, например, вследствие улавливания его или в открытой, или в закрытой форме.In another non-limiting embodiment, a photochromic substance may be added to the polyurethane prior to polymerization and / or curing of the material by pouring. In such an embodiment, the photochromic substance used can be selected so that it is resistant to potentially harmful interactions, for example, with the isocyanate present. Such harmful interactions can lead to the deactivation of a photochromic substance, for example, by trapping it in either open or closed form.

Другие неограничивающие примеры подходящих фотохромных веществ для применения в настоящем изобретении могут включать фотохромные пигменты и органические фотохромные вещества, инкапсулированные в оксидах металлов, такие как описанные в патентах США №№ 4166043 и 4367170; органические фотохромные вещества, инкапсулированные в органическом полимеризате, такие как описанные в патенте США № 4931220.Other non-limiting examples of suitable photochromic substances for use in the present invention may include photochromic pigments and organic photochromic substances encapsulated in metal oxides, such as those described in US Patent Nos. 4,166,043 and 4,367,170; organic photochromic substances encapsulated in an organic polymerizate, such as those described in US Pat. No. 4,931,220.

Далее изобретение дополнительно описывается со ссылкой на приведенные ниже примеры. Если не оговорено особо, все части и проценты являются массовыми.The invention is further described below with reference to the examples below. Unless otherwise specified, all parts and percentages are by weight.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Физические свойства, представленные ниже, измеряют следующим образом.The physical properties presented below are measured as follows.

Светопропускание (%) измеряют в соответствии со стандартом ASTM Е903-82.Light transmission (%) is measured in accordance with ASTM E903-82.

Показатель пожелтения измеряют в соответствии со стандартом ASTM-D 1925-70.The yellowness index is measured in accordance with ASTM-D 1925-70.

Показатель преломления измеряют на многоволновом рефрактометре Аббе, модель DR-M2, производимом ATAGO Co., Ltd.; показатель преломления жидкостей измеряют в соответствии со стандартом ASTM-D 1218 и показатель преломления твердых веществ измеряют в соответствии со стандартом ASTM-D 542.The refractive index is measured on a Abbe multiwave refractometer, model DR-M2, manufactured by ATAGO Co., Ltd .; the refractive index of liquids is measured in accordance with ASTM-D 1218 and the refractive index of solids is measured in accordance with ASTM-D 542.

Плотность (г/см3) твердых веществ измеряют в соответствии со стандартом ASTM-D 792-00.The density (g / cm 3 ) of solids is measured in accordance with ASTM-D 792-00.

Истирание по Тэйберу (% мутности) измеряют в течение до 100 циклов с использованием абразивной машины Тэйбера, которая имеет абразивный круг CS-10F весом 500 г для образца размерами 3×3×1/8 дюйма (7,62×7,62×0,32 см) в соответствии со стандартом ASTM-D 1044-99.Taber abrasion (% turbidity) is measured for up to 100 cycles using a Taber abrasive machine that has a 500 g CS-10F abrasive wheel for a 3 × 3 × 1/8 inch sample (7.62 × 7.62 × 0 , 32 cm) in accordance with ASTM-D 1044-99.

Истирание по Бауэру (% мутности) измеряют в соответствии со стандартом ASTM F 735-94 (повторно утвержденный в 2001).Bauer abrasion (% turbidity) is measured in accordance with ASTM F 735-94 (reapproved in 2001).

Коэффициент K стойкости к распространению трещин измеряют в соответствии с U.S. Dept. of Defense MIL-PRF-25690B (январь 29, 1993).The crack propagation coefficient K is measured in accordance with U.S. Dept. of Defense MIL-PRF-25690B (January 29, 1993).

Предел прочности при растяжении при текучести, процент удлинения при текучести и модуль Юнга измеряют при приблизительно 25°С в соответствии со стандартом ASTM-D 638-03.The tensile strength at yield, the percentage elongation at yield and Young's modulus are measured at approximately 25 ° C in accordance with ASTM-D 638-03.

Ударостойкость по Гарднеру измеряют в соответствии со стандартом ASTM-D 5420-04.Gardner impact resistance is measured in accordance with ASTM-D 5420-04.

Многоосную ударную вязкость Dynatup измеряют в соответствии со стандартом ASTM-D 3763-02.Dynatup multiaxial toughness is measured in accordance with ASTM-D 3763-02.

Твердость по Шору измеряют в соответствии с руководством для твердомера Шора D.Shore hardness is measured in accordance with the guidelines for the Shore D hardness tester.

Испытания QUV-B проводят в течение 1000 часов в соответствии со стандартом ASTM-G 53.QUV-B tests are carried out for 1000 hours in accordance with ASTM-G 53.

Температуру стеклования (Тg) измеряют с использованием динамомеханического анализа.The glass transition temperature (T g ) is measured using a dynamomechanical analysis.

Линейный коэффициент теплового расширения измеряют с использованием термомеханического анализатора (TMA) duPont в соответствии со стандартом ASTM Е 228-95.The linear coefficient of thermal expansion is measured using a DuPont Thermomechanical Analyzer (TMA) in accordance with ASTM E 228-95.

Используют следующие сокращения:The following abbreviations are used:

CHDM: 1,4-циклогександиметанол;CHDM: 1,4-cyclohexanedimethanol;

Des N 3400: 60% димера гексаметилендиизоцианата и 40% тримера гексаметилендиизоцианата, коммерчески доступный от Bayer;Des N 3400: 60% hexamethylene diisocyanate dimer and 40% hexamethylene diisocyanate trimer, commercially available from Bayer;

Des W: 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианат), коммерчески доступный от Bayer;Des W: 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) commercially available from Bayer;

MDI: метилендифенил-4,4'-диизоцианат;MDI: methylenediphenyl-4,4'-diisocyanate;

Поликапролактондиол: поликапролактондиол Tone 0210, имеющий молекулярную массу 1000 г/моль, коммерчески доступный от Solvay;Polycaprolactone diol: polycaprolactone diol Tone 0210 having a molecular weight of 1000 g / mol, commercially available from Solvay;

Поликарбонатдиол 1: поликарбонатдиол КМ-10-1733, полученный из гександиола, имеющий молекулярную массу 1000 г/моль, коммерчески доступный от Stahl;Polycarbonate diol 1: polycarbonate diol KM-10-1733 derived from hexanediol having a molecular weight of 1000 g / mol, commercially available from Stahl;

Поликарбонатдиол 2: поликарбонатдиол КМ-10-1667, полученный из гександиола, имеющий молекулярную массу 1000 г/моль, коммерчески доступный от Stahl;Polycarbonate diol 2: polycarbonate diol KM-10-1667 obtained from hexanediol having a molecular weight of 1000 g / mol, commercially available from Stahl;

TMDI: триметилгексаметилендиизоцианат;TMDI: trimethylhexamethylene diisocyanate;

ТМР: триметилолпропан;TMP: trimethylolpropane;

TMXDI: мета-тетраметилксилилендиизоцианат.TMXDI: meta-tetramethylsilylene diisocyanate.

Пример АExample A

Полиуретаны и поли(уретанмочевины) рецептур 1-133 получают из компонентов в количествах, перечисленных в таблицах 1-18.Polyurethanes and poly (urethaneureas) formulations 1-133 are obtained from the components in the amounts listed in tables 1-18.

Полиуретаны (рецептуры, не содержащие воду) получают в стеклянном реакторе в атмосфере азота при перемешивании. Полиизоцианат перед добавлением других компонентов предварительно нагревают до температуры приблизительно 100°С. Смесь нагревают до температуры приблизительно 110°С в течение приблизительно 10 минут и выдерживают при этой температуре в течение приблизительно 30 минут.Polyurethanes (water-free formulations) are prepared in a glass reactor under nitrogen with stirring. The polyisocyanate is preheated before adding other components to a temperature of approximately 100 ° C. The mixture is heated to a temperature of approximately 110 ° C for approximately 10 minutes and maintained at this temperature for approximately 30 minutes.

Поли(уретанмочевины) (рецептуры, содержащие воду) также получают в стеклянном реакторе в атмосфере азота при перемешивании. Полиизоцианат предварительно нагревают до температуры приблизительно 60°С.Poly (urethaneureas) (formulations containing water) are also obtained in a glass reactor under a nitrogen atmosphere with stirring. The polyisocyanate is preheated to a temperature of approximately 60 ° C.

В случае рецептур 123-127, 131, 132 и 133 к полиизоцианату добавляют воду, температуру поддерживают приблизительно 30 минут и получают мочевинный предполимер с изоцианатной функциональностью. Добавляют другие компоненты, смесь нагревают до температуры приблизительно 90°С в течение приблизительно 10 минут и выдерживают при этой температуре в течение приблизительно 30 минут.In the case of formulations 123-127, 131, 132 and 133, water is added to the polyisocyanate, the temperature is maintained for approximately 30 minutes, and an urea prepolymer with isocyanate functionality is obtained. Other components are added, the mixture is heated to a temperature of approximately 90 ° C for approximately 10 minutes and maintained at this temperature for approximately 30 minutes.

В случае рецептур 128-130 к полиизоцианату добавляют приблизительно 0,15 эквивалента триметилолпропана и температуру выдерживают в течение приблизительно 120 минут с образованием уретанмочевинового предполимера с изоцианатной функциональностью. Добавляют другие компоненты, смесь нагревают до температуры приблизительно 110°С в течение 120 минут и выдерживают при этой температуре приблизительно 4 часа.In the case of formulations 128-130, approximately 0.15 equivalents of trimethylolpropane are added to the polyisocyanate and the temperature is maintained for approximately 120 minutes to form an urethane urea prepolymer with isocyanate functionality. Other components are added, the mixture is heated to a temperature of approximately 110 ° C for 120 minutes and maintained at this temperature for approximately 4 hours.

Каждую смесь полиуретана и поли(уретанмочевины) дегазируют для удаления диоксида углерода и наливают в литейную ячейку размерами 12×13×0,125'' (30,5×33×0,3 см), которая предварительно нагрета до температуры приблизительно 121°С. Заполненную ячейку затем отверждают в печи в течение приблизительно 48 часов при приблизительно 121°С.Each mixture of polyurethane and poly (urethane urea) is degassed to remove carbon dioxide and poured into a casting cell measuring 12 × 13 × 0.125 '' (30.5 × 33 × 0.3 cm), which is preheated to a temperature of approximately 121 ° C. The filled cell is then cured in an oven for approximately 48 hours at approximately 121 ° C.

Figure 00000023
Figure 00000023

Таблица 2table 2 Рецептура, №Recipe, No. ПолиизоцианатPolyisocyanate Разветвленный полиолBranched polyol ДиолDiol Содержание уретана (мас.%)Urethane content (wt.%) Содержание циклических группThe content of cyclic groups
(мас.%)(wt.%)
Мол. масса сшивки (г/моль)Like crosslinking weight (g / mol) Содержание жестких сегментов (мас.%)The content of hard segments (wt.%)
ТипType of Экв.Equ. ТипType of Экв.Equ. ТипType of Экв.Equ. 2121 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 1,4-Бутандиол1,4-butanediol 0,60.6 27,5427.54 37,8137.81 21422142 49,0049.00 Поликарбонатдиол 1Polycarbonate diol 1 0,10.1 2222 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 Изопропилиден-дициклогексанолIsopropylidene-dicyclohexanol 0,70.7 25,7925.79 35,4135.41 22872287 77,0077.00 2323 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,40.4 1,10-Декандиол1,10-Decanediol 0,50.5 25,0825.08 34,4434.44 23522352 46,0046.00 Поликарбонатдиол 1Polycarbonate diol 1 0,10.1 2424 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 1,10-Декандиол1,10-Decanediol 0,60.6 24,6424.64 33,8333.83 23952395 46,0046.00 Поликарбонатдиол 1Polycarbonate diol 1 0,10.1 2525 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 1,4-Бутандиол1,4-butanediol 0,50.5 23,3823.38 32,1032,10 25232523 54,0054.00 Поликарбонатдиол 1Polycarbonate diol 1 0,20.2 2626 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,40.4 1,10-Декандиол1,10-Decanediol 0,60.6 29,3029.30 40,2340,23 20132013 65,0065.00 2727 Des WDes w 0,50.5 ТМРTMP 0,30.3 1,10-Декандиол1,10-Decanediol 0,70.7 29,1329.13 39,9939,99 20252025 MDIMDI 0,50.5 2828 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 1,12-Циклододекандиол1,12-Cyclododecandiol 0,70.7 27,4827.48 37,7237.72 21472147 2929th TMDITMDI 1,001.00 ТМРTMP 0,20.2 CHDMChdm 0,80.8 34,3534.35 47,1647.16 17181718 73,0073.00 30thirty 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 ДекандиолDecandiol 0,450.45 29,3429.34 40,2840.28 20112011 КсилолгликольXylene glycol 0,250.25 3131 Des WDes w 0,30.3 ТМРTMP 0,30.3 1,10-Декандиол1,10-Decanediol 0,70.7 31,5031,50 43,2443.24 18731873 TMDITMDI 0,70.7 3232 Des WDes w 0,80.8 ТМРTMP 0,30.3 1,10-Декандиол1,10-Decanediol 0,50.5 27,6227.62 37,9237.92 21362136 75,0075.00 Бис(2-гидроксиэтил)-терефталатBis (2-hydroxyethyl) terephthalate 0,20.2 3434 Des WDes w 0,750.75 ТМРTMP 0,30.3 1,10-Декандиол1,10-Decanediol 0,70.7 28,9128.91 39,6939.69 20412041 MDIMDI 0,250.25

Figure 00000024
Figure 00000024

Таблица 4Table 4 Рецептура, №Recipe, No. ПолиизоцианатPolyisocyanate Разветвленный полиолBranched polyol ДиолDiol Содержание уретана (мас.%)Urethane content (wt.%) Содержание циклических группThe content of cyclic groups
(мас.%)(wt.%)
Мол. масса сшивки (г/моль)Like crosslinking weight (g / mol) Содержание жестких сегментов (мас.%)The content of hard segments (wt.%)
ТипType of Экв.Equ. ТипType of ЭквEqu ТипType of Экв.Equ. 4848 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 1,4-Бутандиол1,4-butanediol 0,350.35 33,0433.04 45,3545.35 17861786 70,0070.00 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 0,350.35 4949 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 0,60.6 32,2232.22 44,2344,23 18311831 71,0071.00 1,8-Октандиол1,8-octanediol 0,100.10 50fifty Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 0,60.6 31,9731.97 43,8943.89 18451845 71,0071.00 1,10-Декандиол1,10-Decanediol 0,100.10 5151 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 1,4-Бутандиол1,4-butanediol 0,20.2 32,8432.84 45,0945.09 17961796 71,0071.00 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 0,500.50 5252 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 1,4-Бутандиол1,4-butanediol 0,50.5 33,2333.23 45,6245.62 17751775 70,0070.00 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 0,200.20 5353 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 1,4-Бутандиол1,4-butanediol 0,60.6 32,9932,99 45,2945.29 17891789 70,0070.00 ЦГДИTSGDI 0,100.10 5454 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 0,60.6 32,2332,23 44,2544.25 18301830 71,0071.00 ЦГДИTSGDI 0,100.10 5555 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 0,500.50 31,8831.88 43,7743.77 18501850 71,0071.00 ЦГДИTSGDI 0,200.20 5656 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 0,50.5 30,0930.09 41,3241.32 19601960 71,0071.00 Бис(2-гидроксиэтил)-терефталатBis (2-hydroxyethyl) terephthalate 0,200.20 5757 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 0,60.6 31,1931.19 42,8242.82 18921892 73,0073.00 Изопропилиден-дициклогексанолIsopropylidene-dicyclohexanol 0,100.10 5858 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 0,50.5 22,9922,99 31,5631.56 25662566 35,0035.00 Поликарбонатдиол 1Polycarbonate diol 1 0,20.2 5959 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 0,60.6 29,9629.96 37,0137.01 21882188 50,0050.00 Поликарбонатдиол 1Polycarbonate diol 1 0,10.1 6060 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,30.3 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 0,30.3 26,2526.25 36,0436.04 22472247 64,0064.00 ЦГДИTSGDI 0,30.3 Поликарбонатдиол 1Polycarbonate diol 1 0,100.10 6161 Des WDes w 1,001.00 ТМРTMP 0,40.4 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 0,10.1 22,5522.55 30,9530.95 26172617 37,0037.00 ЦГДИTSGDI 0,30.3 Поликарбонатдиол 1Polycarbonate diol 1 0,200.20

Figure 00000025
Figure 00000025

Figure 00000026
Figure 00000026

Figure 00000027
Figure 00000027

Таблица 8Table 8 Рецептура, №Recipe, No. Светопропускание (%)Light transmission (%) Показатель пожелтенияYellowing rate Показатель преломленияRefractive index Плотность (г/смDensity (g / cm 33 )) 1one 91,8491.84 0,440.44 1,5241,524 1,14171,1417 22 91,9191.91 0,340.34 1,5311,531 1,13071,1307 33 91,991.9 0,330.33 1,5311,531 1,13881,1388 4four 91,8891.88 0,40.4 1,5311,531 1,12091,1209 55 91,5891.58 0,660.66 1,5441,544 1,13461,1346 66 91,8491.84 0,370.37 1,5331,533 1,12611,1261 77 91,8791.87 0,340.34 1,5311,531 1,11441,1144 88 91,891.8 1,651.65 1,5241,524 1,10511,1051 99 91,9391.93 0,50.5 1,5271,527 1,09121,0912 1010 91,7291.72 1,71.7 1,5271,527 1,09291,0929 15fifteen 1,5241,524 1,09691,0969 1616 1,521,52 1,06851,0685 1717 1,5251,525 1,10021,1002 18eighteen 1,5171,517 1,09761,0976 1919 1,5211,521 1,08861,0886 20twenty 1,5171,517 1,09791,0979 2121 1,5171,517 1,13271,1327 2323 1,5231,523 1,10431,1043 2424 1,5171,517 1,09711.0971 2525 1,5211,521 1,13721,1372 2626 1,5251,525 1,08761,0876 2929th 1,5121,512 1,09841,0984 30thirty 1,5311,531 1,10491,1049 3131 1,5081,508 1,0721,072 3232 1,5271,527 1,11231,1123 3737 1,5221,522 1,0861,086 3838 1,5221,522 1,08311,0831 3939 1,5241,524 1,09211,0921 4040 1,5251,525 1,08461,0846 4141 1,5221,522 1,08661,0866 4242 1,5241,524 1,09281,0928 4343 1,5251,525 1,0761,076 4444 1,5261,526 1,07961,0796 5858 1,1451,145

Figure 00000028
Figure 00000028

Figure 00000029
Figure 00000029

Figure 00000030
Figure 00000030

Figure 00000031
Figure 00000031

Таблица 13Table 13 Рецептура, №Recipe, No. Ударная вязкость DynatupImpact Dynatup Твердость по ШоруShore Hardness Температура стеклованияGlass transition temperature Коэффициент теплового расширения (дюйм/дюйм)Coefficient of thermal expansion (inch / inch) 1one 17,617.6 7979 126126 22 24,2824.28 8888 119119 81,9181.91 33 4,044.04 8888 140140 4four 25,425,4 8686 117,1117.1 55 8,68.6 8888 156156 66 15,215,2 8686 132132 77 27,227,2 8686 129,9129.9 88 31,531.5 8282 106106 99 38,438,4 8080 99,199.1 94,6594.65 1010 35,535.5 8181 102102 15fifteen 24,824.8 8080 105105 1616 34,434,4 7979 9393 1717 13,913.9 8888 123,9123.9 18eighteen 40,940.9 8383 119119 1919 44,344.3 8181 89,189.1 20twenty 26,126.1 8383 75,175.1 70,0170.01 2121 39,639.6 8181 9797 2323 17,917.9 7979 8787 101,11101.11 2424 33,433,4 8080 79,279.2 97,297.2 2525 44,944.9 7878 76,176.1 95,6695.66 2626 28,628.6 8484 106106 2929th 5,345.34 8585 71,171.1 72,3672.36 30thirty 30,730.7 8585 120,1120.1 3131 4141 7979 52,152.1 96,9196.91 3232 46,546.5 8282 104104 3838 33,233,2 8181 111,1111.1 3939 32,932.9 8181 103,9103.9 4040 41,941.9 8181 101,1101.1 4141 27,527.5 8080 4242 25,125.1 8181 4343 35,335.3 8080 9797 4444 3,153.15 8686 4848 25,225,2 4949 4,244.24 50fifty 26,326.3 5151 21,621.6 5252 31,631.6 5353 22,222.2 5454 26,726.7 5555 41,641.6 5656 20,720.7

Таблица 14Table 14 Рецептура, №Recipe, No. Ударная вязкость DynatupImpact Dynatup Твердость по ШоруShore Hardness Температура стеклованияGlass transition temperature Коэффициент теплового расширения (дюйм/дюйм)Coefficient of thermal expansion (inch / inch) 5757 17,217,2 5858 62,362.3 6666 5959 36,636.6 6060 37,437,4 6161 38,938.9 6262 152152 6363 134134 6464 150150 6565 174174 6666 166166 6767 161161 8989 42,642.6 9090 48,448,4 9191 50,250,2 9292 4848 9393 56,556.5 9494 45,145.1

Figure 00000032
Figure 00000032

Таблица 16Table 16 Рецептура, №Recipe, No. Светопропускание (%)Light transmission (%) Показатель пожелтенияYellowing rate Показатель преломленияRefractive index Плотность (г/смDensity (g / cm 33 )) 125125 1,1191,119 126126 1,1251,125 127127 1,1331,133 128128 1,1131,113 129129 1,1281,128 130130 1,1131,113 131131 1,1271,127 132132 1,1291,129

Таблица 17Table 17 Рецептура, №Recipe, No. Истирание по ТэйберуTaber abrasion Истирание по Байеру, мутность (%)Bayer abrasion, turbidity (%) Коэффициент KK coefficient Модуль упругости при растяжении при текучести (фунт/кв.дюйм)Tensile modulus at yield (psi) Относительное удлинение при текучести (%)Elongation at yield (%) Ударостойкость по Гарднеру (дюйм·фунт)Gardner Impact Resistance (inch · lb) Число цикловNumber of cycles Мутность (%)Turbidity (%) 125125 355000355,000 1313 5151 126126 11131113 305000305,000 4four 2424 127127 15511551 282000282000 1212 244244 128128 853853 369000369000 1616 5656 129129 686686 441000441000 7,57.5 88 130130 766766 389000389000 15fifteen 3737 131131 290000290000 7,77.7 126126 132132 289000289000 1919 328328 133133 289000289000 11eleven 224224

Таблица 18Table 18 Рецептура, №Recipe, No. Ударная вязкость, DynatupImpact strength, Dynatup Твердость по ШоруShore Hardness Температура стеклованияGlass transition temperature Коэффициент теплового расширения (дюйм/дюйм)Coefficient of thermal expansion (inch / inch) 125125 137137 126126 14,614.6 115115 127127 30thirty 6767 128128 3,313.31 161161 129129 33 130130 8,678.67 153153 131131 32,532,5 132132 133133 9,299.29

Рассмотренные выше образцы проявляют низкое пожелтение, высокое светопропускание, высокую ударостойкость и хорошую баллистическую устойчивость.The above samples exhibit low yellowing, high light transmission, high impact resistance and good ballistic stability.

Ламинат 6''×6'' (15,2×15,2 см) из 2''-го слоя (5,1 см) формованной рецептуры 2, описанной ниже, лицевой поверхностью наружу наложенного на 1'' (2,5 см) слой формованной рецептуры 9, описанной ниже, и 0,5'' (1,3 см) слой формованной рецептуры 60, останавливает или отклоняет четыре последовательных выстрела из АК-47 (патрон 7,62×39 мм) с расстояния 150 футов (45,7 м). Каждый слой формуют так, как описано выше. Слой стекла в ламинате не используют. Ламинат нагревают в автоклаве при приблизительно 300°F (149°С) в течение приблизительно 2 часов.Laminate 6`` × 6 '' (15.2 × 15.2 cm) from the 2 '' layer (5.1 cm) of the molded formulation 2 described below, with the outer surface facing outwardly applied to 1 '' (2.5 cm) the molded formulation layer 9 described below and the 0.5 '' (1.3 cm) molded formulation layer 60 stops or deflects four consecutive AK-47 shots (7.62 x 39 mm cartridge) from 150 feet (45.7 m). Each layer is molded as described above. A layer of glass in the laminate is not used. The laminate is heated in an autoclave at approximately 300 ° F (149 ° C) for approximately 2 hours.

Образцы авиационно-космического вытянутого акрилового полимера Polycast 84 (коммерчески доступный от Spartech of Clayton, Missouri) и образцы полимера примера А, рецептура 2 (синтезированы при 110°С и отверждены при 143°С, как описано выше), оценивают по их физическим свойствам, которые представлены ниже в таблице 19. Образец примера А, рецептура 2, имеет более низкую плотность, более высокую ударостойкость и удлинение и является более жестким, чем испытанный образец вытянутого акрилового полимера. Поликарбонат LEXAN #8574K26 (коммерчески доступный от McMaster Carr Supply Co., Cleveland, Ohio) и образцы полимера примера А, рецептура 84 (синтезированы при 110°С и отверждены при 143°С, как описано выше), оценивают по их физическим свойствам, которые представлены ниже в таблице 20. Пример А, рецептура 84, обладает более хорошей стойкостью к действию растворителей, стойкостью с УФ излучению и более высокой ударостойкостью, чем испытанный образец LEXAN.Polycast 84 aerospace elongated acrylic polymer samples (commercially available from Spartech of Clayton, Missouri) and Example A polymer samples, Formulation 2 (synthesized at 110 ° C. and cured at 143 ° C. as described above), are evaluated for their physical properties , which are presented below in table 19. The sample of example A, formulation 2, has a lower density, higher impact resistance and elongation and is more stringent than the tested sample of elongated acrylic polymer. LEXAN Polycarbonate # 8574K26 (commercially available from McMaster Carr Supply Co., Cleveland, Ohio) and Example A polymer samples, Formulation 84 (synthesized at 110 ° C. and cured at 143 ° C. as described above), are evaluated for their physical properties, which are presented below in table 20. Example A, formulation 84, has better resistance to solvents, resistance to UV radiation and higher impact resistance than the tested LEXAN sample.

Таблица 19Table 19 СвойстваProperties Вытянутый акриловый полимерElongated acrylic polymer Образец рецептуры 2, пример АFormulation Example 2 Example A СветопропусканиеLight transmission 9292 9292 Мутность,%Turbidity,% <1%<1% <0,1%<0.1% ПлотностьDensity 1,181.18 1,131.13 Стойкость к действию растворитель/75% водная серная кислотаResistance to solvent / 75% aqueous sulfuric acid Нагрузка 1000-4000 фунт/кв.дюймLoad 1000-4000 psi Коэффициент KK coefficient 24002400 15001500 Тест на ударостойкость по Гарднеру (дюйм·фунт)Gardner Impact Test (inch · lb) 1616 628628 Высокоскоростная многоосная ударная вязкостьHigh Speed Multiaxial Impact Strength 3,6 (необработанный)3.6 (untreated) 26,526.5 Относительное удлинение при разрыве (%)Elongation at break (%) <5<5 38%38% Относительное удлинение (1000 часов QUV-B) (%)Elongation (1000 hours QUV-B) (%) <5<5 40%40% Предел прочности при растяженииTensile strength 1125011250 1180011800 Модуль упругости при растяженииTensile modulus 450000450,000 367000367000 Температура стеклованияGlass transition temperature 205205 247°F (119°C)247 ° F (119 ° C) Температура деформации из-за теплового нагреваDeformation temperature due to thermal heating Сморщивание при т-ре свыше 180°FPuckering up to 180 ° F 235°F (113°C)235 ° F (113 ° C) Стойкость к истиранию: мутность (%), 100 циклов на абразивной машине ТэйбераAbrasion resistance: turbidity (%), 100 cycles on Taber's abrasive machine 30thirty 15fifteen Показатель преломленияRefractive index 1,491.49 1,5191,519 Твердость по Шору (твердомер Шора D)Shore Hardness (Shore Hardness D) 9494 9090

Таблица 20Table 20 СвойстваProperties ПоликарбонатPolycarbonate Образец рецептуры 84, пример АSample formulation 84, example A СветопропусканиеLight transmission 8888 9292 ПлотностьDensity 1,21,2 1,081,08 Устойчивость к действию растворителейSolvent resistant Низкая по отношению к ОН, Н+, ацетонуLow with respect to OH, H + , acetone Удовлетворительная по отношению к ОН, Н+, ацетонуSatisfactory with respect to OH, H + , acetone Ударостойкость по Гарднеру, средняя энергия разрушенияGardner impact resistance, average fracture energy 588 дюйм·фунт588 in. Lbs >640 дюйм·фунт (>72 Дж)> 640 in. Lb (> 72 J) Высокоскоростная многоосная ударная вязкостьHigh Speed Multiaxial Impact Strength 72 Дж72 J 105 Дж105 j Мутность (%), 100 циклов на абразивной машине ТэйбераTurbidity (%), 100 cycles on Taber's abrasive machine 60%60% 15%fifteen% Показатель преломленияRefractive index 1,5861,586 1,5191,519 Модуль упругости при растяженииTensile modulus 320000320,000 300000300,000 Предел прочности при растяженииTensile strength 8000 фунт/кв.дюйм8000 psi 8500 фунт/кв.дюйм8500 psi Относительное удлинение при разрыве (%)Elongation at break (%) 100%one hundred% 200%200% Относительное удлинение (1000 часов QUV-B) (%)Elongation (1000 hours QUV-B) (%) Сильное разрушение, хрупкость-желтизнаStrong destruction, brittleness-yellowness 97%97% Температура деформации из-за теплового нагреваDeformation temperature due to thermal heating 275°F275 ° F 220°F220 ° F Температура стеклованияGlass transition temperature 305°F305 ° F 240°F240 ° F Твердость по Шору (твердомер Шора D)Shore Hardness (Shore Hardness D) 8585 8080

Испытания ДМАDMA Tests

Образец рецептуры 114 (получен из 0,95 эквивалента 1,10-декандиола, 0,05 эквивалента триметилолпропана и 1,0 эквивалента 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата) (DESMODUR W) оценивают с использованием динамомеханического анализа (ДМА) для определения динамического модуля упругости, модуля потерь и тангенциальной дельты (tan delta). ДМА проводят на твердом, закрепленном образце размерами 2×2×1/8'' (5,1×5,1×0,3 см), который колеблется с частотой 1 Гц в пределах широкого интервала температур, повышаемых со скоростью 3°С/мин. Как показано на ФИГ.16, образец проявляет низкую температуру фазового перехода при модуле потерь при приблизительно -70°С, что является необычным для стеклообразных полимеров и указывает на молекулярную подвижность при кручении при такой низкой температуре. Второй переход присутствует при приблизительно 14°С. Температура стеклования такого полимера составляет 71°С, что выражено максимумом на графике tan delta. При такой температуре полимер наиболее эффективно переводит механические колебания в теплоту, то есть именно при этой температуре полимер достигает максимума характеристик демпфирования. Динамический модуль упругости представляет собой энергию, запасенную полимером, и может быть связан с модулем Юнга или жесткостью полимера.Sample formulation 114 (prepared from 0.95 equivalents of 1,10-decanediol, 0.05 equivalents of trimethylolpropane and 1.0 equivalents of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) (DESMODUR W) was evaluated using a dynamic mechanical analysis (DMA) for determination of dynamic elastic modulus, loss modulus and tangential delta (tan delta). DMA is carried out on a solid, fixed sample with dimensions of 2 × 2 × 1/8 '' (5.1 × 5.1 × 0.3 cm), which varies with a frequency of 1 Hz over a wide range of temperatures increased at a rate of 3 ° C / min As shown in FIG.16, the sample exhibits low the phase transition temperature at a loss modulus of about -70 ° C, which is unusual for glassy polymers and indicates molecular mobility during torsion at such a low temperature.The second transition is present at approximately 14 ° C. The glass transition temperature of such a polymer is 71 ° C, which is expressed by the maximum in the tan delta graph.At this temperature, the polymer most effectively translates mechanical vibrations into heat, that is, at this temperature, the polymer reaches its maximum ation. The dynamic modulus of elasticity is the energy stored by the polymer and can be related to the Young's modulus or the stiffness of the polymer.

Баллистические испытанияBallistic tests

Пример ААExample AA

Толстый образец рецептуры 2 представленного выше примера А размерами 6×6×1'' (15,2×15,2×2,5 см) отверждают путем нагревания при 290°F (143°С) в течение 48 ч. Четыре пули 0,40 калибра, выпущенные с расстояния 30 футов (9,1 м) при скорости 987 фут/сек (300 м/сек), рикошетят от поверхности образца, и пластик не трескается. Фотография в перспективе испытуемого образца показана на ФИГ.17.The thick sample of Formulation 2 of Example A above, measuring 6 × 6 × 1 '' (15.2 × 15.2 × 2.5 cm), is cured by heating at 290 ° F (143 ° C) for 48 hours. Four bullets 0 , 40 gauges, fired from a distance of 30 feet (9.1 m) at a speed of 987 ft / s (300 m / s), ricochet from the surface of the sample, and the plastic does not crack. A perspective photograph of the test sample is shown in FIG.

Пример АВExample AB

Толстый образец рецептуры 2 представленного выше примера А размерами 6×6×3/8'' (15,2×15,2×1 см) отверждают путем нагревания при 290°F (143°C) в течение 48 ч. Пуля, выпущенная из дробовика 12 калибра с расстояния 20 футов (6,1 м) при скорости 1290 фут/сек (393 м/сек) с использованием тяжелых спортивных свинцовых дробин, рикошетит от поверхности образца, и пластик не трескается. Фотография в перспективе испытуемого образца показана на ФИГ.18.A thick sample of formulation 2 of Example A above, measuring 6 × 6 × 3/8 '' (15.2 × 15.2 × 1 cm), was cured by heating at 290 ° F (143 ° C) for 48 hours. Bullet fired from a 12-gauge shotgun from a distance of 20 feet (6.1 m) at a speed of 1290 ft / s (393 m / s) using heavy sports lead pellets, ricochets off the surface of the sample and the plastic does not crack. A perspective photograph of the test sample is shown in FIG. 18.

Пример АСAC example

Толстый образец рецептуры 93 представленного выше примера А размерами 6×6×1'' (15,2×15,2×2,5 см) отверждают путем нагревания при 290°F (143°C) в течение 48 ч. Три пули калибра 9 мм, выпущенные с расстояния 20 футов (6,1 м) при скорости 1350 фут/сек (411 м/сек), застревают в образце. Фотография вида спереди испытуемого образца показана на ФИГ.19.A thick sample of formulation 93 of Example A above, measuring 6 × 6 × 1 '' (15.2 × 15.2 × 2.5 cm), is cured by heating at 290 ° F (143 ° C) for 48 hours. Three caliber bullets 9 mm released from a distance of 20 feet (6.1 m) at a speed of 1350 ft / s (411 m / s) are stuck in the sample. A photograph of a front view of the test sample is shown in FIG. 19.

Пример АDExample AD

Толстый образец рецептуры 94 представленного выше примера А размерами 6×6×1'' (15,2×15,2×2,5 см) отверждают путем нагревания при 290°F (143°C) в течение 48 ч. Пуля калибра 9 мм, выпущенная с расстояния 20 футов (6,1 м) при начальной скорости 1350 фут/сек (411 м/сек), застревает в образце. Фотографии испытуемого образца представлены на ФИГ.20 и 21. ФИГ.20 представляет собой перспективную проекцию образца, показывающую пулю, застрявшую в поверхности образца. ФИГ.21 представляет собой вид сбоку образца, показывающий вхождение пули в образец.A thick sample of formulation 94 of Example A above, measuring 6 × 6 × 1 '' (15.2 × 15.2 × 2.5 cm), was cured by heating at 290 ° F (143 ° C) for 48 hours. Caliber 9 bullet mm, released from a distance of 20 feet (6.1 m) at an initial speed of 1350 ft / s (411 m / s), is stuck in the sample. Photographs of the test sample are shown in FIGS. 20 and 21. FIG. 20 is a perspective view of a sample showing a bullet stuck in the surface of the sample. FIGURE 21 is a side view of a sample showing the entry of a bullet into the sample.

Пример АEExample AE

Толстый образец рецептуры 2 представленного выше примера А размерами 6×6×1'' (15,2×15,2×2,5 см) отверждают путем нагревания при 290°F (143°С) в течение 48 ч. Толстый образец рецептуры 9 представленного выше примера А размерами 6×6×1'' отверждают путем нагревания при 290°F (143°С) в течение 48 ч. Толстый образец рецептуры 58 представленного выше примера А размерами 6×6×0,5'' (15,2×15,2×1,75 см) отверждают путем нагревания при 290°F (143°С) в течение 48 ч. Композит готовят путем сборки 1'' (2,5 см) толстого слоя образца рецептуры 2, 1'' (2,5 см) толстого слоя образца рецептуры 9 и 0,5” (1,25 см) толстого слоя образца рецептуры 58 таким образом, чтобы слой рецептуры 2 был обращен к винтовке.A thick sample of Formulation 2 of Example A above of dimensions 6 × 6 × 1 '' (15.2 × 15.2 × 2.5 cm) was cured by heating at 290 ° F (143 ° C) for 48 hours. A thick sample of formulation 9 of the above Example A with dimensions of 6 × 6 × 1 '' is cured by heating at 290 ° F (143 ° C) for 48 hours. A thick sample of the formulation 58 of the above Example A with dimensions of 6 × 6 × 0.5 '' (15 , 2 × 15.2 × 1.75 cm) are cured by heating at 290 ° F (143 ° C) for 48 hours. The composite is prepared by assembling a 1 '' (2.5 cm) thick layer of sample 2, 1 ' '(2.5 cm) thick layer sample formulation 9 and 0.5 ”(1.25 s ) Thick layer of the formulation of the sample 58 so that the layer formulation 2 was converted to the rifle.

Четыре патрона 7,62×39 мм, имеющие стальную сердцевину, выпускают из нарезного оружия АК-47 с расстояния 30 ярдов (27,4 м) при начальной скорости 2700 фут/сек (823 м/сек). Первая пуля задерживается посередине слоя рецептуры 9, как правило, параллельно начальному направлению выстрела. Пули от второй до четвертой останавливаются далеко от слоя 58, как правило, параллельно начальному направлению выстрела. Фотографии испытуемого образца представлены на ФИГ.22 и 23. ФИГ.22 представляет собой вид спереди части образца, показывающий точки входа пуль и две пули, застрявшие в поверхности образца. ФИГ.23 представляет собой вид сзади образца, показывающий две выходящие пули, застрявшие в слое рецептуры 58 образца.Four 7.62 × 39 mm cartridges having a steel core are discharged from an AK-47 rifle from a distance of 30 yards (27.4 m) at an initial speed of 2700 ft / s (823 m / s). The first bullet is delayed in the middle of the formulation layer 9, usually parallel to the initial direction of the shot. Bullets from the second to the fourth stop far from layer 58, usually parallel to the initial direction of the shot. Photographs of the test sample are shown in FIGS. 22 and 23. FIG. 22 is a front view of a portion of the sample showing the bullet entry points and two bullets stuck in the surface of the sample. FIG. 23 is a rear view of a sample showing two exiting bullets stuck in a sample formulation layer 58.

Пример АFAF example

Образцы, полученные из рецептур 58 и 89-97 приведенного выше примера А, ведут себя аналогично, то есть все «ловят» пули. Образец, приготовленный из рецептуры 94, показывает наименьшую величину проникновения в образец, при этом приблизительно 1/8'' задней стенки пули выступает из поверхности. Не наблюдается вязкопластичного утолщения в тыльной поверхности образца, полученного из рецептуры 94. Проникновение значительно снижается по сравнению с образцами, приготовленными из рецептур 58 и 89-92.Samples obtained from formulations 58 and 89-97 of Example A above behave similarly, that is, everyone "catches" the bullets. A sample prepared from formulation 94 shows the smallest amount of penetration into the sample, with approximately 1/8 '' of the rear wall of the bullet protruding from the surface. No viscoplastic thickening is observed in the back surface of the sample obtained from formulation 94. Penetration is significantly reduced compared to samples prepared from formulations 58 and 89-92.

Пример ВExample B

Сравнительный неограничивающий пример температуры переработки 80°С в сравнении с температурой 110°СComparative non-limiting example of a processing temperature of 80 ° C. compared to a temperature of 110 ° C.

Короткоцепочечные диолы (алифатические диолы, имеющие от 4 до 8 атомов углерода, которые обсуждались выше), как правило, не смешиваются с изоцианатами из-за различной полярности и разницы в поверхностном натяжении между двумя материалами. Установлено, что когда короткоцепочечный диол и изоцианат смешивают при 80°С или менее, требуется больше времени, чтобы образовался прозрачный раствор, чем при 110°С или выше. Хотя оба раствора могут казаться прозрачными, установлено, что имеет место негомогенность, которая сама проявляется в отвержденных изделиях в виде намного более низкой ударостойкости, чем при приготовлении растворов при 110°С или выше. Кроме того, при обливе или реакционном литье под давлением в стекольную форму любое охлаждение, которое имеет место в результате выливания и воздействия воздуха, или температура формы, находящаяся ниже 100°С, обостряют проблему негомогенности, так как дополнительное охлаждение повышает такую негомогенность. Если температура опускается еще ниже, короткоцепочечный диол и изоцианат будут разделяться на фазы и смотреться как мутные. Такая мутность не будет устраняться в печи, нагретой до 120-140°С после выливания в форму и нагревания в течение от 2 до 48 часов. Более высокие колебания ударостойкости также обнаружены, когда технологические температуры опускаются ниже 100°С. В случае температуры выше 110°С значения начальной ударостойкости по Гарднеру для полимеров настоящего изобретения являются более высокими изначально, и они проявляют меньше колебаний в ударостойкости от загрузки к загрузке, когда их перерабатывают при температуре выше 110°С. Приведенные ниже примеры иллюстрируют рассмотренный температурный эффект.Short chain diols (aliphatic diols having 4 to 8 carbon atoms, discussed above), as a rule, do not mix with isocyanates due to the different polarity and the difference in surface tension between the two materials. It has been found that when a short-chain diol and isocyanate are mixed at 80 ° C or less, it takes longer for a clear solution to form than at 110 ° C or higher. Although both solutions may appear transparent, it has been found that there is inhomogeneity, which itself manifests itself in cured products in the form of much lower impact resistance than when preparing solutions at 110 ° C or higher. In addition, when pouring or reactive injection molding into a glass mold, any cooling that occurs as a result of pouring and exposure to air, or a mold temperature below 100 ° C, exacerbates the problem of inhomogeneity, since additional cooling increases this inhomogeneity. If the temperature drops even lower, the short-chain diol and isocyanate will separate into phases and look cloudy. Such turbidity will not be eliminated in a furnace heated to 120-140 ° C after being poured into a mold and heated for 2 to 48 hours. Higher shock resistance fluctuations are also found when process temperatures drop below 100 ° C. In the case of temperatures above 110 ° C, the initial Gardner impact resistance values for the polymers of the present invention are higher initially, and they show less fluctuations in impact resistance from load to load when they are processed at temperatures above 110 ° C. The following examples illustrate the temperature effect considered.

Пример В1Example B1

Следующие компоненты: 20,1 г 1,5-пентандиола, 7,5 г триметилолпропана и 72,45 г DESMODUR W, содержащего 20% транс-транс изомера 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата), загружают в стеклянный реактор, снабженный термопарой и выносной мешалкой. Загрузку доводят до температуры от 110°С до 120°С при перемешивании и подключая вакуум (2 мм рт.ст., 266 Па) для удаления пузырьков. После достижения температуры 110-120°С загрузку перемешивают в течение 10-20 минут.The following components: 20.1 g of 1,5-pentanediol, 7.5 g of trimethylolpropane and 72.45 g of DESMODUR W containing 20% of the trans-trans isomer of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) are charged into a glass reactor, equipped with a thermocouple and an external mixer. The load was brought to a temperature of 110 ° C to 120 ° C with stirring and connecting a vacuum (2 mm Hg, 266 Pa) to remove bubbles. After reaching a temperature of 110-120 ° C. The load is stirred for 10-20 minutes.

Загрузку наливают в нагретую стекольную форму, которая предварительно нагрета в печи при 140°С. Полимер отверждают 48 часов при 140°С без катализатора. После отверждения форму извлекают из печи и дают остыть до комнатной температуры. Затем из стекольной формы извлекают пластиковый лист и разрезают на образцы размерами 2×2×1/8'' (5,1×5,1×0,3 см) для испытания ударостойкости по Гарднеру. Начальная ударостойкость по Гарднеру в среднем составляет 260 дюйм·фунт (30 Дж).The load is poured into a heated glass mold, which is preheated in an oven at 140 ° C. The polymer was cured for 48 hours at 140 ° C. without catalyst. After curing, the mold is removed from the oven and allowed to cool to room temperature. Then a plastic sheet is removed from the glass mold and cut into 2 × 2 × 1/8 '' (5.1 × 5.1 × 0.3 cm) samples to test the Gardner impact resistance. Gardner's initial impact resistance averages 260 in · lb (30 J).

Пример В2Example B2

Следующие компоненты: 20,1 г 1,5-пентандиола, 7,5 г триметилолпропана и 72,45 г DESMODUR W, содержащего 20% транс-транс изомера 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата), загружают в стеклянный реактор, снабженный термопарой и выносной мешалкой. Загрузку доводят до температуры от 80 до 90°С при перемешивании и подключая вакуум (2 мм рт.ст., 266 Па) для удаления пузырьков. После достижения температуры 80-90°С загрузку перемешивают 1-2 часа, пока загрузка не станет прозрачной.The following components: 20.1 g of 1,5-pentanediol, 7.5 g of trimethylolpropane and 72.45 g of DESMODUR W containing 20% of the trans-trans isomer of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) are charged into a glass reactor, equipped with a thermocouple and an external mixer. The load is brought to a temperature of 80 to 90 ° C with stirring and connecting a vacuum (2 mmHg, 266 Pa) to remove bubbles. After reaching a temperature of 80-90 ° C, the load is stirred for 1-2 hours until the load becomes transparent.

Загрузку наливают в нагретую стекольную форму, которая предварительно нагрета в печи при 140°С. Полимер отверждают 48 часов при 140°С без катализатора. После отверждения форму извлекают из печи и дают остыть до комнатной температуры. Затем из стекольной формы извлекают пластиковый лист и разрезают на образцы размерами 2×2×1/8'' (5,1×5,1×0,3 см) для испытания ударостойкости по Гарднеру. Начальная ударостойкость по Гарднеру в среднем составляет 62 дюйм·фунт (7 Дж).The load is poured into a heated glass mold, which is preheated in an oven at 140 ° C. The polymer was cured for 48 hours at 140 ° C. without catalyst. After curing, the mold is removed from the oven and allowed to cool to room temperature. Then, a plastic sheet is removed from the glass mold and cut into 2 × 2 × 1/8 '' (5.1 × 5.1 × 0.3 cm) samples to test the Gardner impact resistance. Gardner's initial impact resistance is on average 62 inches · lb (7 J).

Пример В3Example B3

Следующие компоненты: 17,9 г 1,4-бутандиола, 7,4 г триметилолпропана и 74,47 г DESMODUR W, содержащего 20% транс-транс изомера 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата), загружают в стеклянный реактор, снабженный термопарой и выносной мешалкой. Загрузку доводят до температуры от 110°С до 120°С при перемешивании и подключая вакуум (2 мм рт.ст., 266 Па) для удаления пузырьков. После достижения температуры 110-120°С загрузку перемешивают в течение 10-20 минут.The following components: 17.9 g of 1,4-butanediol, 7.4 g of trimethylolpropane and 74.47 g of DESMODUR W containing 20% of the trans-trans isomer of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) are loaded into a glass reactor, equipped with a thermocouple and an external mixer. The load was brought to a temperature of 110 ° C to 120 ° C with stirring and connecting a vacuum (2 mm Hg, 266 Pa) to remove bubbles. After reaching a temperature of 110-120 ° C. The load is stirred for 10-20 minutes.

Загрузку наливают в нагретую стекольную форму, которая предварительно нагрета в печи при 140°С. Полимер отверждают 48 часов при 140°С без катализатора. После отверждения форму извлекают из печи и дают остыть до комнатной температуры. Затем из стекольной формы извлекают пластиковый лист и разрезают на образцы размерами 2×2×1/8'' (5,1×5,1×0,3 см) для испытания ударостойкости по Гарднеру. Начальная ударостойкость по Гарднеру в среднем составляет 180 дюйм·фунт (21 Дж).The load is poured into a heated glass mold, which is preheated in an oven at 140 ° C. The polymer was cured for 48 hours at 140 ° C. without catalyst. After curing, the mold is removed from the oven and allowed to cool to room temperature. Then a plastic sheet is removed from the glass mold and cut into 2 × 2 × 1/8 '' (5.1 × 5.1 × 0.3 cm) samples to test the Gardner impact resistance. Gardner's initial impact resistance averages 180 in · lb (21 J).

Пример В4Example B4

Следующие компоненты: 17,9 г 1,4-бутандиола, 7,4 г триметилолпропана и 74,47 г DESMODUR W, содержащего 20% транс-транс изомера 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата), загружают в стеклянный реактор, снабженный термопарой и выносной мешалкой. Загрузку доводят до температуры от 80°С до 90°С при перемешивании и подключая вакуум (2 мм рт.ст., 266 Па) для удаления пузырьков. После достижения температуры 80-90°С загрузку перемешивают 1-2 часа, пока загрузка не станет прозрачной.The following components: 17.9 g of 1,4-butanediol, 7.4 g of trimethylolpropane and 74.47 g of DESMODUR W containing 20% of the trans-trans isomer of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) are loaded into a glass reactor, equipped with a thermocouple and an external mixer. The load was brought to a temperature of 80 ° C to 90 ° C with stirring and connecting a vacuum (2 mmHg, 266 Pa) to remove bubbles. After reaching a temperature of 80-90 ° C, the load is stirred for 1-2 hours until the load becomes transparent.

Загрузку наливают в нагретую стекольную форму, которая предварительно нагрета в печи при 140°С. Полимер отверждают 48 часов при 140°С без катализатора. После отверждения форму извлекают из печи и дают остыть до комнатной температуры. Затем из стекольной формы извлекают пластиковый лист и разрезают на образцы размерами 2×2×1/8'' (5,1×5,1×0,3 см) для испытания ударостойкости по Гарднеру. Начальная ударостойкость по Гарднеру в среднем составляет 10-15 дюйм·фунт (1-1,5 Дж).The load is poured into a heated glass mold, which is preheated in an oven at 140 ° C. The polymer was cured for 48 hours at 140 ° C. without catalyst. After curing, the mold is removed from the oven and allowed to cool to room temperature. Then, a plastic sheet is removed from the glass mold and cut into 2 × 2 × 1/8 '' (5.1 × 5.1 × 0.3 cm) samples to test the Gardner impact resistance. Gardner's initial impact resistance is on average 10-15 inch · lb (1-1.5 J).

Пример СExample C

Для оценки суммарного процента расположенных в ряд кристаллических доменов в образцах полиуретанов в соответствии с настоящим изобретением образцы рецептуры 2 (0,7 эквивалента 1,5-пентандиола (ПДО, РDO), 0,3 эквивалента триметилолпропана (ТМР) и 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата) (DESMODUR W)) и рецептуры 136 (0,95 эквивалента ПДО, 0,05 эквивалента ТМР и 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата) (DESMODUR W)) испытывают с использованием дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) при скорости 2°С/мин и с помощью термогравиметрического анализа (ТГА).To estimate the total percentage of the crystalline domains arranged in a row in the polyurethane samples according to the present invention, formulation 2 samples (0.7 equivalents of 1,5-pentanediol (PDO, PDO), 0.3 equivalents of trimethylolpropane (TMP) and 1 equivalent 4.4 'methylene bis (cyclohexyl isocyanate) (DESMODUR W)) and formulations 136 (0.95 equivalents of PDO, 0.05 equivalents of TMP and 1 equivalent of 4.4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) (DESMODUR W)) were tested using differential scanning calorimetry (DSC) at a speed of 2 ° C / min and using thermogravimetric go analysis (TGA).

Каждый образец получают следующим образом: смешивают все компоненты в соответствующей рецептуре при приблизительно 110°С в течение приблизительно 30 минут, дегазируют в вакууме в течение от приблизительно 5 до приблизительно 10 минут; затем наливают в стекольную форму, нагретую до приблизительно 200°F (93°С), и отверждают приблизительно 48 часов, охлаждают до комнатной температуры (25°С) и извлекают из формы. Образец рецептуры 2 выдерживают при приблизительно 25°С в течение приблизительно семи месяцев.Each sample was prepared as follows: all components in the appropriate formulation were mixed at approximately 110 ° C for approximately 30 minutes, degassed in vacuo for approximately 5 to approximately 10 minutes; then poured into a glass mold heated to approximately 200 ° F (93 ° C) and cured for approximately 48 hours, cooled to room temperature (25 ° C) and removed from the mold. Sample formulation 2 is maintained at approximately 25 ° C for approximately seven months.

Образец рецептуры 136 (выдержанный при приблизительно 25°С в течение приблизительно двух недель) используют в качестве контрольного образца и его процент расположенных в ряд кристаллических доменов используют в качестве точки отсчета для 100% кристалличности. Относительно 100% кристалличности образца рецептуры 136 доля расположенных в ряд кристаллических доменов в рецептуре 2, как рассчитано, составляет 42%. В случае обоих образцов обнаружен эндотермический пик около ~260°С, и этот пик приписывают плавлению их упорядоченных доменов. Данные ДСК для каждого из образцов рецептур 2 и 136 представлены ниже в таблице 21 и на ФИГ.24 и 25 соответственно. Термогравиметрический анализ (ТГА) для образца рецептуры 136 представлен на ФИГ.26.Sample 136 (aged at approximately 25 ° C. for approximately two weeks) was used as a control sample and its percentage of spaced crystalline domains was used as a reference point for 100% crystallinity. Relatively 100% crystallinity of the sample formulation 136, the proportion of crystalline domains located in a row in the formulation 2, as calculated, is 42%. In the case of both samples, an endothermic peak near ~ 260 ° C was detected, and this peak is attributed to the melting of their ordered domains. DSC data for each of the sample formulations 2 and 136 are presented below in table 21 and FIG 24 and 25, respectively. Thermogravimetric analysis (TGA) for sample formulation 136 is presented in FIG.

Таблица 21Table 21 Обобщенные результаты ДСКGeneralized DSC Results Образец, №Sample No. 136136 22 Эквиваленты и
компоненты рецептуры
Equivalents and
recipe components
0,95 ПДО + 0,05 ТМР + 1 Des W0.95 PDO + 0.05 TMP + 1 Des W 0,7 ПДО + 0,3 ТМР + 1 Des W0.7 PDO + 0.3 TMP + 1 Des W
Тст (°С)T article (° C) 9999 Пик эндотермы (°С)Endotherm Peak (° C) 260260 260260 Теплоемкость (Дж/г)Heat Capacity (J / g) 3,773.77 1,631,63 Рассчитанные кристаллические домены (%)Calculated crystalline domains (%) 100 (Контроль)100 (Control) 4242

Пример D: Баллистические испытанияExample D: Ballistic Testing

Пример D1Example D1

Полиуретановый полимер в соответствии с настоящим изобретением получают из компонентов, перечисленных ниже в таблице 22.The polyurethane polymer in accordance with the present invention is obtained from the components listed in table 22 below.

Таблица 22Table 22 Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 1,10-декандиол1,10-decanediol ТМРTMP Des WDes w 205,30205.30 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 8787 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,70.7 0,30.3 1,01,0 Масса мономераMonomer mass 60,9060.90 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 29,66%29.66% 6,43%6.43% 63,91%63.91% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 88,9988,99 19,2919.29 191,72191.72 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 74,4074.40 Массовый % уретанаBulk% Urethane 28,7428.74 Молекулярная масса сшивки (г/моль) (МThe molecular weight of the crosslinking (g / mol) (M сfrom )) 2053,002053.00

1,10-Декандиол, триметилолпропан и DESMODUR W предварительно нагревают до 80°С и добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~115°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30,5×30,5×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Заполненную ячейку отверждают в течение 48 часов при 143°С.1,10-Decanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W are preheated to 80 ° C and added to a glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 115 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30.5 × 30.5 × 0.3 cm), preheated to 121 ° C. The filled cell was cured for 48 hours at 143 ° C.

Данная рецептура при толщине 6×6×1'' (15,2×15,2×2,5 см) выдерживает пистолетный выстрел калибра 0,40 с расстояния 30 футов (9,1 м) и со скоростью 987 фут/сек без растрескивания. При расстоянии 20 футов (6,1 м) пуля также останавливается и растрескивание не наблюдается. Без растрескивания выдерживаются многократные выстрелы пулей 9 мм, 1350 фут/сек (411 м/сек) с 20 футов (6,1 м). Рецептура также выдерживает 3 последовательных выстрела из дробовика 12 калибра (1290 фут/сек) с расстояния 30 футов (9,1 м) при 3/8'' толщине (18×12×3/8'') (46×30×1 см) при использовании тяжелой спортивной свинцовой пули. В каждом испытании пули рикошетят от цели.This recipe with a thickness of 6 × 6 × 1 '' (15.2 × 15.2 × 2.5 cm) withstands a 0.40 caliber pistol shot from a distance of 30 feet (9.1 m) and at a speed of 987 ft / sec without cracking. At a distance of 20 feet (6.1 m), the bullet also stops and no cracking is observed. Multiple shots of 9 mm, 1350 ft / s (411 m / s) from 20 feet (6.1 m) are sustained without cracking. The recipe also withstands 3 consecutive shots of a 12-gauge shotgun (1290 ft / s) from a distance of 30 feet (9.1 m) at 3/8 '' thickness (18 × 12 × 3 / 8``) (46 × 30 × 1 cm) when using a heavy sports lead bullet. In each trial, the bullets ricochet off the target.

Пример D2Example D2

Полиуретановый полимер в соответствии с настоящим изобретением получают из компонентов, перечисленных ниже в таблице 23.The polyurethane polymer in accordance with the present invention is obtained from the components listed in table 23 below.

Таблица 23Table 23 Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name PC-1733PC-1733 1,5-пентандиол1,5-pentanediol ТМРTMP Des WDes w 239,04239.04 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 440440 52,0852.08 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,150.15 0,550.55 0,30.3 1,01,0 Масса мономераMonomer mass 66,0066.00 28,6428.64 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 27,61%27.61% 11,98%11.98% 5,52%5.52% 54,89%54.89% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 82,8382.83 35,9535.95 16,5716.57 164,66164.66 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 35,8435.84 Массовый % уретанаBulk% Urethane 24,6824.68 Молекулярная масса сшивки (г/моль) (МThe molecular weight of the crosslinking (g / mol) (M сfrom )) 2390,42390.4

1,5-Пентандиол, РС-1733, триметилолпропан и DESMODUR W, предварительно нагретый до 80°С, добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30,5×30,5×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Заполненную ячейку отверждают в течение 48 часов при 143°С.1,5-Pentanediol, RS-1733, trimethylolpropane and DESMODUR W, preheated to 80 ° C, are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30.5 × 30.5 × 0.3 cm), preheated to 121 ° C. The filled cell was cured for 48 hours at 143 ° C.

Данная рецептура выдерживает многократные выстрелы пулей 9 мм (115 гран), 1350 фут/сек, путем «захвата» в объем полимера в образцах размерами 6×6×1'' (15,2×15,2×2,5 см). Проникание пули составляет приблизительно 0,25'' (0,6 см) при отсутствии вязкоэластичного вздутия в тыльной стороне образца. Та же рецептура при размерах 4×4×1'' (10,1×10,1×2,5 см) также выдерживает многократные выстрелы 0,40 калибра, при которых пуля ни захватывается, ни рикошетит. Пуля оседает слегка деформированной у основания образца. При толщине 3/8'' (1 см) эта рецептура выдерживает 3 выстрела дробовика 12 калибра с расстояния 30 футов (9,1 см). Большинство пуль заглубляется в поверхность образца.This formulation can withstand multiple shots of a 9 mm bullet (115 grains), 1350 ft / sec, by “capturing” into the polymer volume in samples 6 × 6 × 1 '' (15.2 × 15.2 × 2.5 cm). Penetration of the bullet is approximately 0.25 '' (0.6 cm) in the absence of viscoelastic swelling in the back of the sample. The same formulation with dimensions of 4 × 4 × 1 '' (10.1 × 10.1 × 2.5 cm) also can withstand multiple shots of 0.40 caliber, in which the bullet is neither captured nor ricocheted. The bullet settles slightly deformed at the base of the sample. With a 3/8 '' (1 cm) thickness, this recipe can withstand 3 shots of a 12-gauge shotgun from a distance of 30 feet (9.1 cm). Most bullets penetrate the surface of the sample.

Пример D3Example D3

Полиуретановый полимер в соответствии с настоящим изобретением получают из компонентов, перечисленных ниже в таблице 24.The polyurethane polymer in accordance with the present invention is obtained from the components listed in table 24 below.

Таблица 24Table 24 Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 1,4-бутандиол1,4-butanediol ТМРTMP Des WDes w 175,94175.94 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 45,0645.06 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,70.7 0,30.3 1,01,0 Масса мономераMonomer mass 31,5431.54 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 17,93%17.93% 7,50%7.50% 74,57%74.57% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 53,7853.78 22,5122.51 223,71223.71 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 70,1370.13 Массовый % уретанаBulk% Urethane 33,5333.53 Молекулярная масса сшивки (г/моль) (МThe molecular weight of the crosslinking (g / mol) (M сfrom )) 1759,421759.42

1,4-Бутандиол, триметилолпропан и DESMODUR W, предварительно нагретый до 80°С, добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку (12×12×0,125'') (30,5×30,5×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Заполненную ячейку отверждают в течение 48 часов при 143°С.1,4-Butanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W, preheated to 80 ° C, are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell (12 × 12 × 0.125``) (30.5 × 30.5 × 0.3 cm), preheated to 121 ° C. The filled cell was cured for 48 hours at 143 ° C.

Данная рецептура в образце размерами 6×6×1'' (15,2×15,2×2,5 см) выдерживает многократные выстрелы калибра 0,40 с расстояния 30 футов (9,1 м) без растрескивания. Скорость при 0,40 калибре составляет 987 фут/сек (300 м/сек). При толщине 3/8'' (1 см) на расстоянии 60 футов (18,2 м) рецептура выдерживает многократные удары из дробовика 12 калибра крупными пулями при начальной скорости пули 1290 фут/сек (393 м/сек). С расстояния 20 футов (6,1 м) и 30 футов (9,1 м) эта рецептура при толщине 1'' (2,5 см) разрушается 9 мм (115 гран) пистолетной пулей при скорости 1350 фут/сек (411 м/сек).This formulation in a 6 × 6 × 1 '' (15.2 × 15.2 × 2.5 cm) sample withstands multiple 0.40 caliber shots from a distance of 30 feet (9.1 m) without cracking. The speed at 0.40 caliber is 987 ft / s (300 m / s). With a thickness of 3/8 '' (1 cm) at a distance of 60 feet (18.2 m), the recipe withstands multiple hits from a 12-gauge shotgun with large bullets at an initial bullet speed of 1290 ft / s (393 m / s). From a distance of 20 feet (6.1 m) and 30 feet (9.1 m), this recipe with a thickness of 1 '' (2.5 cm) is destroyed by 9 mm (115 grains) with a pistol bullet at a speed of 1350 ft / s (411 m) / sec).

Пример D4Example D4

Полиуретановый полимер в соответствии с настоящим изобретением получают из компонентов, перечисленных ниже в таблице 25.The polyurethane polymer in accordance with the present invention is obtained from the components listed in table 25 below.

Таблица 25Table 25 Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 1,5-пентандиол1,5-pentanediol ТМРTMP Des WDes w 180,85180.85 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 52,07552,075 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,70.7 0,30.3 1,01,0 Масса мономераMonomer mass 36,4536.45 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 20,16%20.16% 7,30%7.30% 72,55%72.55% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 60,4760.47 21,9021.90 217,64217.64 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 70,9470.94 Массовый % уретанаBulk% Urethane 32,6232.62 Молекулярная масса сшивки (г/моль) (МThe molecular weight of the crosslinking (g / mol) (M сfrom )) 1808,531808.53

1,5-Пентандиол, триметилолпропан и DESMODUR W, предварительно нагретый до 80°С, добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~115°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку (12×12×0,125'') (30,5×30,5×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Заполненную ячейку отверждают в течение 48 часов при 143°С.1,5-Pentanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W, preheated to 80 ° C, are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 115 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell (12 × 12 × 0.125``) (30.5 × 30.5 × 0.3 cm), preheated to 121 ° C. The filled cell was cured for 48 hours at 143 ° C.

Данная рецептура в образце размерами 6×6×1'' (15,2×15,2×2,5 см) выдерживает пистолетный выстрел 0,40 калибра с расстояния 30 футов (9,1 м) и при скорости 987 фут/сек (300 м/сек) без растрескивания. При расстоянии 20 футов (6,1 м) пуля также останавливается, но наблюдается некоторое количество небольших трещин. Без растрескивания выдерживаются многократные выстрелы 9 мм, 1350 фут/сек (411 м/сек), с расстояния 20 футов (6,1 м). Рецептура также выдерживает 3 последовательных выстрела из дробовика 12 калибра (1290 фут/сек, 393 м/сек) с расстояния 30 футов (9,1 м) при толщине 3/8'' (1 см) и при использовании тяжелой спортивной свинцовой пули.This formulation in a 6 × 6 × 1 '' (15.2 × 15.2 × 2.5 cm) sample withstands a 0.40 caliber pistol shot from a distance of 30 feet (9.1 m) and at a speed of 987 ft / s (300 m / s) without cracking. At a distance of 20 feet (6.1 m), the bullet also stops, but there are some small cracks. Multiple shots of 9 mm, 1350 ft / s (411 m / s), from a distance of 20 feet (6.1 m) are maintained without cracking. The recipe also withstands 3 consecutive shots of a 12-gauge shotgun (1290 ft / s, 393 m / s) from a distance of 30 feet (9.1 m) with a thickness of 3/8 '' (1 cm) and when using a heavy sports lead bullet.

Пример D5Example D5

Полиуретановый полимер в соответствии с настоящим изобретением получают из компонентов, перечисленных ниже в таблице 26.The polyurethane polymer in accordance with the present invention is obtained from the components listed in table 26 below.

Таблица 26Table 26 Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name КМ10-1733KM10-1733 1,5-пентандиол1,5-pentanediol ТМРTMP Des WDes w 258,44258.44 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 440440 52,07552,075 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,20.2 0,50.5 0,30.3 1,01,0 Масса мономераMonomer mass 88,0088.00 26,0426.04 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 34,05%34.05% 10,07%10.07% 5,11%5.11% 50,77%50.77% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 102,15102.15 30,2230.22 15,3215.32 152,30152.30 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 44,2044,20 Массовый % уретанаBulk% Urethane 22,8322.83 Молекулярная масса сшивки (г/моль) (МThe molecular weight of the crosslinking (g / mol) (M сfrom )) 2584,382584.38

1,5-Пенандиол, поликарбонатдиол КМ10-1733, триметилолпропан и DESMODUR W, предварительно нагретый до 80°С, добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку 12×12×0,125'' (30,5×30,5×0,3 см), предварительно нагретую до 143°С. Заполненную ячейку отверждают в течение 48 часов при 121°С.1,5-Penanediol, polycarbonate diol KM10-1733, trimethylolpropane and DESMODUR W, preheated to 80 ° C, are added to a glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell 12 × 12 × 0.125 '' (30.5 × 30.5 × 0.3 cm), pre-heated to 143 ° C. The filled cell was cured for 48 hours at 121 ° C.

Данная рецептура выдерживает многократные выстрелы 9 мм (115 гран), 1359 фут/сек (393 м/сек) путем «захвата» в объем полимера в образцах размерами 6×6×1'' (15,2×15,2×2,5 см). Проникание пули составляет приблизительно 0,5'' (1,2 см) с незначительным вязкоэластичным вздутием в тыльной стороне образца. Тот же образец размерами 4×4×1'' (10,1×10,1×2,5 см) также выдерживает многократные выстрелы 0,40 калибра, при которых пуля ни захватывается, ни рикошетит. Пуля оседает слегка деформированной у основания образца. При толщине 3/8'' (1 см) эта рецептура выдерживает 3 выстрела дробовика 12 калибра с расстояния 30 футов (9,1 м). Большинство пуль заглубляется в поверхность образца.This formulation withstands multiple shots of 9 mm (115 grains), 1359 ft / s (393 m / s) by “capturing” into the polymer volume in samples 6 × 6 × 1 '' (15.2 × 15.2 × 2, 5 cm). Bullet penetration is approximately 0.5 '' (1.2 cm) with slight viscoelastic swelling in the back of the sample. The same sample with dimensions of 4 × 4 × 1 '' (10.1 × 10.1 × 2.5 cm) also withstands multiple shots of 0.40 caliber, in which the bullet is neither captured nor ricocheted. The bullet settles slightly deformed at the base of the sample. With a thickness of 3/8 '' (1 cm), this formulation can withstand 3 shots of a 12-gauge shotgun from a distance of 30 feet (9.1 m). Most bullets penetrate the surface of the sample.

Все 9 мм выстрелы произведены пулями весом 115 гран, начальная скорость 1350 фут/сек (411 м/сек), которые выпущены из 9 мм пистолета Рюгер. Все выстрелы 0,40 калибра произведены из пистолета «Смит и Вессон» 0,40 калибра с начальной скоростью 987 фут/сек (300 м/сек). Все винтовочные выстрелы 12 калибра произведены из дробовика Ремингтон 12 калибра с использованием свинцовых пуль, крупных спортивных пуль, при начальной скорости пули 1290 фут/сек (393 м/сек). Обстреливали образцы, которые присоединены к деревянному блоку толщиной 12'' с использованием Velcro® без рамы для удерживания образца. Стрельбу производят на улице при температуре в интервале от приблизительно 60°F (15°С) до приблизительно 80°F (27°С).All 9 mm shots were fired by bullets weighing 115 grains, an initial speed of 1350 ft / s (411 m / s), which were fired from a 9 mm Ruger pistol. All 0.40-caliber shots were fired from a 0.40-caliber Smith and Wesson pistol with an initial speed of 987 ft / s (300 m / s). All 12-caliber rifle shots were fired from a 12-gauge Remington shotgun using lead bullets, large sporting bullets, with an initial bullet speed of 1290 ft / sec (393 m / sec). Samples were fired that were attached to a 12 '' thick wood block using Velcro ® without a frame to hold the sample. Shooting is done outdoors at temperatures ranging from about 60 ° F (15 ° C) to about 80 ° F (27 ° C).

Пример ЕExample E

Готовят образцы из рецептуры 2 приведенного выше примера А и испытывают для определения ударостойкости по Гарднеру, как в примере А. Образец Е1 получен с использованием 35 мас.% транс,транс-изомера 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата). Образец Е2 получен с использованием 17 мас.% транс,транс-изомера 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата). Ударостойкость по Гарднеру образца Е1 составляет 150 дюйм·фунт (17 Дж). Ударостойкость по Гарднеру образца Е2 составляет 40 дюйм·фунт (5 Дж). Образец Е1, полученный с использованием более высокого массового процента транс,транс-изомера 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата), имеет более высокую ударостойкость по Гарднеру, чем образец Е2, который получен с более низким массовым процентом транс,транс-изомера 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата).Samples were prepared from formulation 2 of Example A above and tested to determine Gardner impact resistance, as in Example A. Sample E1 was prepared using 35 wt.% Trans, trans-isomer of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate). Sample E2 was obtained using 17 wt.% Trans, trans isomer of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate). The Gardner impact resistance of sample E1 is 150 inch · lb (17 J). The Gardner impact resistance of sample E2 is 40 inch · lb (5 J). Sample E1 obtained using a higher weight percent trans, trans-isomer of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) has a higher Gardner impact resistance than sample E2, which is obtained with a lower weight percent trans, trans-isomer 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate).

Пример FExample F

Образцы получены из рецептуры 1 приведенного выше примера 1 с дополнительным включением 3 мас.% системы жидкого светостабилизатора CIBA TINUVIN B75 (коммерчески доступный от Ciba Specialty Chemicals) (который представляет собой смесь 20 мас.% IRGANOX 1135, 40 мас.% TINUVIN 571 и 40 мас.% TINUVIN 765). Начальная ударостойкость по Гарднеру составляет 75 дюйм·фунт (9 Дж). После 1000 часов теста QUV-B ударостойкость по Гарднеру составляет 75 дюйм·фунт (9 Дж). Начальный предел прочности при растяжении составляет 13400 фунт/кв.дюйм (92,4 МПа) и после 1000 часов теста QUV-B составляет 13100 фунт/кв.дюйм (90,3 МПа). Начальное относительное удлинение составляет 40% и после 1000 часов теста QUV-B составляет 50%.Samples were obtained from Formulation 1 of Example 1 above with the additional inclusion of 3 wt.% CIBA TINUVIN B75 liquid light stabilizer system (commercially available from Ciba Specialty Chemicals) (which is a mixture of 20 wt.% IRGANOX 1135, 40 wt.% TINUVIN 571 and 40 wt.% TINUVIN 765). Gardner's initial impact resistance is 75 in · lb (9 J). After 1000 hours of QUV-B, the Gardner impact resistance is 75 in · lb (9 J). The initial tensile strength is 13400 psi (92.4 MPa) and after 1000 hours of testing, the QUV-B is 13100 psi (90.3 MPa). The initial elongation is 40% and after 1000 hours of QUV-B test is 50%.

Пример GExample G

Примеры эластопластичного полиуретанаExamples of Elastoplastic Polyurethane

Пример G1Example G1

Следующие реагенты: 131,2 г DESMODUR W, 13,41 г триметилопропана, 26,015 г 1,5-пентандиола и 81,712 г Stahl КМ-1733, поликарбонатдиол с молекулярной массой 1000 на основе гександиола, смешивают вместе, нагревают до 80°С и дегазируют. Добавляют 10 ч./млн дибутилоловодиацетата и перемешивают, пока раствор не станет гомогенным. Смесь выливают в стекольную форму и отверждают в течение 48 часов при 290°С (143°С). После отверждения форме дают остыть до комнатной температуры (25°С) и полимер извлекают из формы. Полимер имеет модуль Юнга 215000 фунт/кв.дюйм (приблизительно 1482 МПа). Содержание уретана составляет 23,4 мас.%. Молекулярная масса сшивки составляет 2548 г/моль. Содержание циклических групп составляет 32 мас.%.The following reagents: 131.2 g DESMODUR W, 13.41 g trimethylopropane, 26.015 g 1,5-pentanediol and 81.712 g Stahl KM-1733, polycarbonate diol with a molecular weight of 1000 based on hexanediol, mixed together, heated to 80 ° C and degassed . 10 ppm dibutyltin diacetate was added and stirred until the solution became homogeneous. The mixture was poured into a glass mold and cured for 48 hours at 290 ° C (143 ° C). After curing, the mold is allowed to cool to room temperature (25 ° C) and the polymer is removed from the mold. The polymer has a Young's modulus of 215,000 psi (approximately 1482 MPa). The urethane content is 23.4 wt.%. The molecular weight of the crosslinking is 2548 g / mol. The content of cyclic groups is 32 wt.%.

Изделие размерами 6×6×1'' (15,2×15,2×2,5 см), изготовленное из этого полимера, останавливает 9 мм (125 гран) пулю, выпущенную с начальной скоростью 1350 фут/сек (411 м/сек) с расстояния 20 футов (6,1 м), за счет захвата пули в полимер. Тыльная часть пули проникает на приблизительно 1/8'' (0,3 см) в образец с очень незначительным подъемом на задней стенке.A 6 × 6 × 1 '' (15.2 × 15.2 × 2.5 cm) product made from this polymer stops a 9 mm (125 grains) bullet fired at an initial speed of 1350 ft / s (411 m / sec) from a distance of 20 feet (6.1 m), due to the capture of a bullet in the polymer. The back of the bullet penetrates approximately 1/8 '' (0.3 cm) into the specimen with a very slight rise on the back wall.

Пример G2Example G2

Следующие реагенты: 131,2 г DESMODUR W, 13,41 г триметилопропана, 28,096 г 1,5-пентандиола и 65,370 г Stahl КМ-1733, поликарбонатдиол с молекулярной массой 1000 на основе гександиола, смешивают вместе, нагревают до 80°С и дегазируют. Добавляют 10 ч./млн дибутилоловодиацетата и перемешивают, пока раствор не станет гомогенным. Смесь выливают в стекольную форму и отверждают в течение 48 часов при 290°С (143°С). После отверждения форме дают остыть до комнатной температуры (25°С) и полимер извлекают из формы. Полимер имеет модуль Юнга 215000 фунт/кв.дюйм (приблизительно 1482 МПа). Содержание уретана составляет 24,8 мас.%. Молекулярная масса сшивки составляет 2404 г/моль. Содержание циклических групп составляет 34 мас.%.The following reagents: 131.2 g DESMODUR W, 13.41 g trimethylopropane, 28.096 g 1,5-pentanediol and 65.370 g Stahl KM-1733, polycarbonate diol with a molecular weight of 1000 based on hexanediol, mixed together, heated to 80 ° C and degassed . 10 ppm dibutyltin diacetate was added and stirred until the solution became homogeneous. The mixture was poured into a glass mold and cured for 48 hours at 290 ° C (143 ° C). After curing, the mold is allowed to cool to room temperature (25 ° C) and the polymer is removed from the mold. The polymer has a Young's modulus of 215,000 psi (approximately 1482 MPa). The urethane content is 24.8 wt.%. The molecular weight of the crosslinking is 2404 g / mol. The content of cyclic groups is 34 wt.%.

Изделие размерами 6×6×1'' (15,2×15,2×2,5 см), изготовленное из этого полимера, останавливает 9 мм (125 гран) пулю, выпущенную с начальной скоростью 1350 фут/сек (411 м/сек) с расстояния 20 футов (6,1 м), за счет захвата пули в полимер. Четыре пятых (4/5) длины пули проникает в образец, причем тыльная часть пули выступает на приблизительно (0,3 см) из подвергшейся удару поверхности.A 6 × 6 × 1 '' (15.2 × 15.2 × 2.5 cm) product made from this polymer stops a 9 mm (125 grains) bullet fired at an initial speed of 1350 ft / s (411 m / sec) from a distance of 20 feet (6.1 m), due to the capture of a bullet in the polymer. Four fifths (4/5) of the length of the bullet penetrates the sample, with the back of the bullet protruding approximately (0.3 cm) from the exposed surface.

Пример G3Example G3

Следующие реагенты: 131,2 г DESMODUR W, 13,41 г триметилопропана, 28,617 г 1,5-пентандиола и 61,284 г Stahl КМ-1733, поликарбонатдиол с молекулярной массой 1000 на основе гександиола, смешивают вместе, нагревают до 80°С и дегазируют. Добавляют 10 ч./млн дибутилоловодиацетата и перемешивают, пока раствор не станет гомогенным. Смесь выливают в стекольную форму и отверждают в течение 48 часов при 290°С (143°С). После отверждения форме дают остыть до комнатной температуры (25°С) и полимер извлекают из формы. Полимер имеет модуль Юнга 215000 фунт/кв.дюйм (приблизительно 1482 МПа). Содержание уретана составляет 25,15 мас.%. Молекулярная масса сшивки составляет 2369 г/моль. Содержание циклических групп составляет 34,53 мас.%.The following reagents: 131.2 g DESMODUR W, 13.41 g trimethylopropane, 28.617 g 1,5-pentanediol and 61.284 g Stahl KM-1733, polycarbonate diol with a molecular weight of 1000 based on hexanediol, mixed together, heated to 80 ° C and degassed . 10 ppm dibutyltin diacetate was added and stirred until the solution became homogeneous. The mixture was poured into a glass mold and cured for 48 hours at 290 ° C (143 ° C). After curing, the mold is allowed to cool to room temperature (25 ° C) and the polymer is removed from the mold. The polymer has a Young's modulus of 215,000 psi (approximately 1482 MPa). The urethane content is 25.15 wt.%. The molecular weight of the crosslinking is 2369 g / mol. The content of cyclic groups is 34.53 wt.%.

Изделие размерами 6×6×1'' (15,2×15,2×2,5 см), изготовленное из этого полимера, останавливает 9 мм (125 гран) пулю, выпущенную с начальной скоростью 1350 фут/сек (411 м/сек) с расстояния 20 футов (6,1 м), за счет захвата пули в полимер. Четыре пятых (4/5) длины пули проникает в образец, причем тыльная часть пули выступает приблизительно на 1/8'' (0,3 см) из подвергшейся удару поверхности.A 6 × 6 × 1 '' (15.2 × 15.2 × 2.5 cm) product made from this polymer stops a 9 mm (125 grains) bullet fired at an initial speed of 1350 ft / s (411 m / sec) from a distance of 20 feet (6.1 m), due to the capture of a bullet in the polymer. Four fifths (4/5) of the length of the bullet penetrates the sample, with the back of the bullet protruding approximately 1/8 '' (0.3 cm) from the impacted surface.

Примеры поли(уретанмочевины)Examples of poly (urethane urea)

Пример G4Example G4

Следующие реагенты: 318,26 г DESMODUR W и 0,84 г триметилопропана, содержащего 0,5% дибутилоловодиацетата, загружают в стеклянный реактор, нагревают и перемешивают при 75°С. Добавляют деионизированную воду (4,37 г), смешивают и проводят реакцию с получением жестких полимочевинных сегментов в полиуретановом предполимере. Пену диоксида углерода удаляют в вакууме. Затем повышают температуру до 80°С и проводят реакцию 30 минут. Выводят газы с использованием вакуума 2 мм рт.ст и добавляют 63,42 г 1,5-пентандиола вместе с 32,76 г триметилолпропана. Смесь перемешивают и медленно повышают вакуум. Экзотермическая температура достигает 95°С, и в это время смесь выливают в стекольную форму размерами 6×6×1/8'' (15,2×15,2×0,3 см). Материал отверждают при 290°F (143°С) в течение 48 часов. Материал извлекают из формы при комнатной температуре (25°С), получают прозрачный, хорошо пропускающий свет пластик.The following reagents: 318.26 g of DESMODUR W and 0.84 g of trimethylopropane containing 0.5% dibutyltin diacetate were charged into a glass reactor, heated and stirred at 75 ° C. Deionized water (4.37 g) is added, mixed and the reaction is carried out to obtain hard polyurea segments in a polyurethane prepolymer. The carbon dioxide foam is removed in vacuo. Then increase the temperature to 80 ° C and carry out the reaction for 30 minutes. The gases were removed using a vacuum of 2 mmHg and 63.42 g of 1,5-pentanediol were added together with 32.76 g of trimethylolpropane. The mixture is stirred and the vacuum is slowly increased. The exothermic temperature reaches 95 ° C, and at this time the mixture is poured into a glass mold measuring 6 × 6 × 1/8 '' (15.2 × 15.2 × 0.3 cm). The material was cured at 290 ° F (143 ° C) for 48 hours. The material is removed from the mold at room temperature (25 ° C), and a transparent, light-transmitting plastic is obtained.

Пример G5Example G5

Следующие реагенты: 2,23 г триметилолпропана, вводят в реакцию с 76,133 г DESMODUR W, содержащего 10 ч./млн дибутилоловодиацетата, при 80°С с образованием разветвленного полиуретана, оканчивающегося изоцианатными группами. К загрузке добавляют воду (0,9 г) после понижения температуры до 60°С и реакцию проводят 2 часа, получают полимочевинную часть полиуретанполимочевинного предполимера. Затем диоксид углерода удаляют в вакууме, добавляют 38 г триметилолпропана, перемешивают, дегазируют в вакууме и выливают в стекольную форму, описанную выше, при 75°С. После отверждения в течение 48 часов при 290°F (143°С) пластик извлекают из формы при комнатной температуре (25°С), получают хорошо пропускающий свет пластик c высоким модулем упругости. Модуль Юнга составляет 441000 фунт/кв.дюйм при измерении на разрывной машине Инстрон при скорости перемещения траверсы 6''/мин.The following reagents: 2.23 g of trimethylolpropane are reacted with 76.133 g of DESMODUR W containing 10 ppm dibutyltin diacetate at 80 ° C to form a branched polyurethane ending in isocyanate groups. Water (0.9 g) was added to the charge after lowering the temperature to 60 ° C and the reaction was carried out for 2 hours to obtain the polyurea portion of the polyurethane-polyurea prepolymer. Then carbon dioxide is removed in vacuo, 38 g of trimethylolpropane are added, stirred, degassed in vacuo and poured into the glass form described above at 75 ° C. After curing for 48 hours at 290 ° F (143 ° C), the plastic is removed from the mold at room temperature (25 ° C) to obtain a light-transmitting plastic with a high modulus of elasticity. Young's modulus is 441,000 psi when measured on an Instron tensile testing machine at a traverse speed of 6 '' / min.

Пример G6Example G6

Следующие реагенты: 2,23 г триметилолпропана, вводят в реакцию с 131,2 г DESMODUR W с использованием 10 мас.ч./млн дибутилоловодиацетата из расчета на всю загрузку, получают разветвленный, оканчивающийся изоцианатными группами полиуретановый предполимер. Добавляют деионизированную воду (1,34 г) и реакцию проводят при 60°С. Удаляют диоксид углерода за счет дегазирования в вакууме. Температуру повышают до 75°С и добавляют 39,66 г циклогександиметанола в качестве удлинителя цепей. После перемешивания и дегазирования жидкость выливают в стекольную форму, описанную выше, и отверждают при 290°F (143°С) в течение 48 часов. Извлечение из формы проводят при комнатной температуре (25°С), получают лист пластика с высокими оптическими характеристиками.The following reagents: 2.23 g of trimethylolpropane, are reacted with 131.2 g of DESMODUR W using 10 parts by weight of dibutyltin diacetate based on the total charge to give a branched, isocyanate-terminated polyurethane prepolymer. Deionized water (1.34 g) was added and the reaction was carried out at 60 ° C. Carbon dioxide is removed by degassing in a vacuum. The temperature was raised to 75 ° C and 39.66 g of cyclohexanedimethanol was added as a chain extender. After stirring and degassing, the liquid was poured into the glass form described above and cured at 290 ° F (143 ° C) for 48 hours. Extraction from the mold is carried out at room temperature (25 ° C) to obtain a plastic sheet with high optical characteristics.

Пример НExample H

Пример Н1Example H1

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 1,4-Бутандиол1,4-butanediol ТМРTMP Des WDes w 175,94175.94 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 45,0645.06 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,70000.7000 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 31,5431.54 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 17,93%17.93% 7,50%7.50% 74,57%74.57% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 53,7853.78 22,5122.51 223,71223.71

1,4-Бутандиол, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С и в течение 6 часов при 150°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 102 дюйм·фунт (12 Дж).1,4-Butanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), preheated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C and for 6 hours at 150 ° C. Gardner average impact resistance is 102 in · lb (12 J).

Пример Н2Example H2

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 1,4-Бутандиол1,4-butanediol ТМРTMP Des WDes w 175,94175.94 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 45,0645.06 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,70000.7000 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 31,5431.54 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 17,93%17.93% 7,50%7.50% 74,57%74.57% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 53,7853.78 22,5122.51 223,71223.71 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 70,1370.13 Массовый % уретанаBulk% Urethane 33,5333.53 (M сfrom )) 1759,421759.42

1,4-Бутандиол, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С и дают возможность компонентам совместиться. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 110 дюйм·фунт (13 Дж).1,4-Butanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C and allow the components to combine. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), previously heated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner's average impact resistance is 110 in · lb (13 J).

Пример Н3Example H3

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 1,4-Бутандиол1,4-butanediol ТМРTMP Des WDes w 175,94175.94 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 45,0645.06 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,70000.7000 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 31,5431.54 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 17,93%17.93% 7,50%7.50% 74,57%74.57% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 53,7853.78 22,5122.51 223,71223.71 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 70,1370.13 Массовый % уретанаBulk% Urethane 33,5333.53 (M сfrom )) 1759,421759.42

1,4-Бутандиол, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С и дают возможность компонентам совместиться. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 131 дюйм·фунт (15 Дж).1,4-Butanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C and allow the components to combine. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), previously heated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 131 in · lb (15 J).

Пример Н4Example H4

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol ТМРTMP Des WDes w 180,85180.85 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 52,07552,075 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,70000.7000 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 36,4536.45 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 20,16%20.16% 7,30%7.30% 72,55%72.55% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 60,4760.47 21,9021.90 217,64217.64 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 70,9470.94 Массовый % уретанаBulk% Urethane 32,6232.62 (M сfrom )) 1808,531808.53

1,5-Пентандиол, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~115°С и дают возможность компонентам совместиться. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 135 дюйм·фунт (15 Дж).1,5-Pentanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 115 ° C and allow the components to combine. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), previously heated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 135 in · lb (15 J).

Пример Н5Example H5

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol ТМРTMP Des WDes w 178,43178.43 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 52,07552,075 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,40000.4000 0,6000,600 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 20,8320.83 26,4026.40 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 11,67%11.67% 14,80%14.80% 73,53%73.53% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 35,0235.02 44,3944.39 220,59220.59 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 41,0941.09 Массовый % уретанаBulk% Urethane 33,0733.07 (M сfrom )) 892,15892.15

1,5-Пентандиол, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~115°С и дают возможность компонентам совместиться. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 71 дюйм·фунт (8 Дж).1,5-Pentanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 115 ° C and allow the components to combine. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), previously heated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 71 in · lb (8 J).

Пример Н6Example H6

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name CHDMChdm 1,5-пентандиол1,5-pentanediol ТМРTMP Des WDes w 187,86187.86 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 72,1172.11 52,07552,075 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,35000.3500 0,35000.3500 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 25,2425.24 18,2318.23 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 13,43%13.43% 9,70%9.70% 7,03%7.03% 69,84%69.84% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 40,3040.30 29,1129.11 21,0821.08 209,51209.51 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 37,8837.88 Массовый % уретанаBulk% Urethane 31,4131.41 (M сfrom )) 1878,651878.65

1,5-Пентандиол, CHDM, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С и дают возможность компонентам совместиться. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 143 дюйм·фунт (16 Дж).1,5-Pentanediol, CHDM, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C and allow the components to combine. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), previously heated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 143 in · lb (16 J).

Пример Н7Example H7

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name CHDMChdm ТМРTMP Des WDes w 194,88194.88 352,00352.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 72,1172.11 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,70000.7000 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 50,4850,48 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 25,90%25.90% 6,77%6.77% 67,32%67.32% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 91,1791.17 23,8423.84 236,98236.98 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 73,0373.03 Массовый % уретанаBulk% Urethane 30,2830.28 (M сfrom )) 1948,771948.77

CHDM, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С и дают возможность компонентам совместиться. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 63 дюйм·фунт (7 Дж).CHDM, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C and allow the components to combine. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), previously heated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 63 in · lb (7 J).

Пример Н8Example H8

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Название мономераMonomer name CHDMChdm 1,4-Бутандиол1,4-butanediol ТМРTMP Des WDes w 185,41185.41 ОН#IT# -- -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 72,1172.11 45,0645.06 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,35000.3500 0,35000.3500 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 25,2425.24 15,7715.77 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 13,61%13.61% 8,51%8.51% 7,12%7.12% 70,76%70.76% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 40,8440.84 25,5225.52 21,3621.36 212,29212.29 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 38,3838.38 Массовый % уретанаBulk% Urethane 31,8231.82 (M сfrom )) 1854,101854.10

1,4-Бутандиол, CHDM, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С и дают возможность компонентам совместиться. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 47 дюйм·фунт (5 Дж).1,4-Butanediol, CHDM, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C and allow the components to combine. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), previously heated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 47 in · lb (5 J).

Пример Н9Example H9

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 1,6-Гександиол1,6-hexanediol ТМРTMP Des WDes w 185,76185.76 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 59,0959.09 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,70000.7000 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 41,3641.36 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 22,27%22.27% 7,11%7.11% 70,63%70.63% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 66,8066.80 21,3221.32 211,88211.88 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 71,7171.71 Массовый % уретанаBulk% Urethane 31,7631.76 (M сfrom )) 1857,631857.63

1,6-Гександиол, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С и дают возможность компонентам совместиться. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 130 дюйм·фунт (15 Дж).1,6-Hexanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C and allow the components to combine. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), previously heated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 130 in · lb (15 J).

Пример Н10Example H10

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 1,6-Гександиол1,6-hexanediol 1,4-Бутандиол1,4-butanediol ТМРTMP Des WDes w 180,85180.85 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 59,0959.09 45,0645.06 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,35000.3500 0,35000.3500 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 20,6820.68 15,7715.77 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 11,44%11.44% 8,72%8.72% 7,30%7.30% 72,55%72.55% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 34,3134.31 26,1626.16 21,9021.90 217,64217.64 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 91,0991.09 Массовый % уретанаBulk% Urethane 32,6232.62 (M сfrom )) 1808,531808.53

1,6-Гександиол, 1,4-бутандиол, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~115°С и дают возможность компонентам совместиться. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 53 дюйм·фунт (6 Дж).1,6-Hexanediol, 1,4-butanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 115 ° C and allow the components to combine. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), previously heated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 53 in · lb (6 J).

Пример Н11Example H11

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name CHDMChdm 1,6-Гександиол1,6-hexanediol ТМРTMP Des WDes w 190,32190.32 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 72,1172.11 59,0959.09 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,35000.3500 0,35000.3500 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 25,2425.24 20,6820.68 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 13,26%13.26% 10,87%10.87% 6,94%6.94% 68,94%68.94% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 39,7839.78 32,6032.60 20,8120.81 206,81206.81 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 96,5196.51 Массовый % уретанаBulk% Urethane 31,0031.00 (M сfrom )) 1903,201903.20

1,6-Гександиол, CHDM, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~115°С и дают возможность компонентам совместиться. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 124 дюйм·фунт (14 Дж).1,6-Hexanediol, CHDM, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 115 ° C and allow the components to combine. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), previously heated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 124 in · lb (14 J).

Пример Н12Example H12

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 1,4-Циклогександиол1,4-cyclohexanediol ТМРTMP Des WDes w 185,06185.06 352,00352.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 58,0858.08 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,70000.7000 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 40,6640.66 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 21,97%21.97% 7,13%7.13% 70,90%70.90% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 77,3377.33 25,1125.11 249,56249.56 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 71,6071.60 Массовый % уретанаBulk% Urethane 31,8831.88 (M сfrom )) 1850,561850.56

1,4-Циклогександиол, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~95°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 6×6×0,25'' (15×15×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Ударостойкость по Гарднеру составляет 7 дюйм·фунт (1 Дж).1,4-Cyclohexanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 95 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 6 × 6 × 0.25 '' (15 × 15 × 0.3 cm), preheated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner impact resistance is 7 inch · lb (1 J).

Пример Н13Example H13

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name ЭтиленгликольEthylene glycol ТМРTMP Des WDes w 166,12166.12 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 31,03531,035 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,70000.7000 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 21,7221.72 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 13,08%13.08% 7,95%7.95% 78,98%78.98% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 39,2339.23 23,8423.84 236,93236.93 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 68,3668.36 Массовый % уретанаBulk% Urethane 35,5235.52 (M сfrom )) 1661,251661.25

Этиленгликоль, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С и дают возможность компонентам совместиться. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 4 дюйм·фунт (4 Дж).Ethylene glycol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C and allow the components to combine. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), previously heated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 4 in · lb (4 J).

Пример Н14Example H14

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 1,4-Бутандиол1,4-butanediol ПентаэритритPentaerythritol Des WDes w 172,95172.95 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 45,0645.06 34,0434.04 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,70000.7000 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 31,5431.54 10,2110.21 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 18,24%18.24% 5,90%5.90% 75,86%75.86% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 54,7154.71 17,7117.71 227,58227.58 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 71,3471.34 Массовый % уретанаBulk% Urethane 34,1134.11 (M сfrom )) 2306,042306.04

1,4-Бутандиол, пентаэритрит и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~150°С. Пентаэритрит никак не растворяется.1,4-Butanediol, pentaerythritol and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 150 ° C. Pentaerythritol does not dissolve in any way.

Пример Н15Example H15

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 1,4-Бензолдиметанол1,4-Benzenedimethanol ТМРTMP Des WDes w 192,76192.76 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 69,08569,085 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,70000.7000 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 48,3648.36 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 25,09%25.09% 6,85%6.85% 68,06%68.06% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 75,2675.26 20,5420.54 204,19204.19 95,8195.81 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 72,7372.73 Массовый % уретанаBulk% Urethane 30,6130.61 (M сfrom )) 1927,601927.60

1,4-Бензолдиметанол, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С и дают возможность компонентам совместиться. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 63 дюйм·фунт (7 Дж).1,4-Benzenedimethanol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C and allow the components to combine. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), previously heated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 63 in · lb (7 J).

Пример Н16Example H16

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name CHDMChdm 1,4-Бензол-диметанол1,4-benzene-dimethanol ТМРTMP Des WDes w 193,82193.82 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 72,1172.11 69,08569,085 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,35000.3500 0,35000.3500 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 25,2425.24 24,1824.18 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 13,02%13.02% 12,48%12.48% 6,81%6.81% 67,69%67.69% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 39,0739.07 37,4337.43 20,4320.43 203,08203.08 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 98,3898.38 Массовый % уретанаBulk% Urethane 30,4430,44 (M сfrom )) 1938,181938.18

1,4-Бензолдиметанол, CHDM, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~115°С и дают возможность компонентам совместиться. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 75 дюйм·фунт (9 Дж).1,4-Benzenedimethanol, CHDM, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 115 ° C and allow the components to combine. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), previously heated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 75 in · lb (9 J).

Пример Н17Example H17

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 1,4-Бензол-диметанол1,4-benzene-dimethanol 1,4-Бутан-диол1,4-butane diol ТМРTMP Des WDes w 184,35184.35 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 69,08569,085 45,0645.06 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,35000.3500 0,35000.3500 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 24,1824.18 15,7715.77 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 13,12%13.12% 8,55%8.55% 7,16%7.16% 71,17%71.17% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 39,3539.35 25,6625.66 21,4821.48 213,51213.51 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 93,1693.16 Массовый % уретанаBulk% Urethane 32,0032.00 (M сfrom )) 1843,511843.51

1,4-Бензолдиметанол, 1,4-бутандиол, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~115°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125” (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Ударостойкость по Гарднеру составляет 62 дюйм·фунт (7 Дж).1,4-Benzenedimethanol, 1,4-butanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 115 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 ”(30 × 30 × 0.3 cm), preheated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner Impact Resistance is 62 in · lb (7 J).

Пример Н18Example H18

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Название мономераMonomer name 1,4-Бензолдиметанол1,4-Benzenedimethanol 1,6-Гександиол1,6-hexanediol ТМРTMP Des WDes w 189,26189.26 ОН#IT# -- -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 69,08569,085 59,0959.09 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,35000.3500 0,35000.3500 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 24,1824.18 20,6820.68 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 12,78%12.78% 10,93%10.93% 6,97%6.97% 69,32%69.32% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 38,3338.33 32,7832.78 20,9220.92 207,97207.97 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 95,9395.93 Массовый % уретанаBulk% Urethane 31,1731.17 (M сfrom )) 1892,611892.61

1,4-Бензолдиметанол, 1,6-гександиол, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~115°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Ударостойкость по Гарднеру составляет 64 дюйм·фунт (7 Дж).1,4-Benzenedimethanol, 1,6-hexanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 115 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), preheated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner impact resistance is 64 in · lb (7 J).

Пример Н19Example H19

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 4,4'-Триметилен-дипиперидин4,4'-Trimethylene-dipiperidine ТМРTMP Des WDes w 213,80213.80 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 99,1499.14 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,70000.7000 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 69,4069.40 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 32,46%32.46% 6,17%6.17% 61,37%61.37% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 97,3897.38 18,5218.52 184,10184.10 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 75,4275,42 Массовый % уретанаBulk% Urethane 27,6027.60 (M сfrom )) 2137,982137.98

4,4'-Триметилендипиперидин, ТМР и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. Начальная температура составляет приблизительно 50°С, при перемешивании резко поднимается до 60°С, и реакционная среда желируется в белую массу.4,4'-Trimethylene dipiperidine, TMP and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. The initial temperature is approximately 50 ° C. With stirring, it rises sharply to 60 ° C, and the reaction medium is gelled into a white mass.

Пример Н20Example H20

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 1,4-бис(Гидрокси-этил)пиперазин1,4-bis (hydroxyethyl) piperazine ТМРTMP Des WDes w 205,38205.38 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 87,1287.12 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,70000.7000 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 60,9860.98 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 29,69%29.69% 6,43%6.43% 63,88%63.88% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 89,0889.08 19,2819.28 191,64191.64 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 74,4174.41 Массовый % уретанаBulk% Urethane 28,7328.73 (M сfrom )) 2053,842053.84

1,4-бис(Гидроксиэтил)пиперазин, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С, при этом вязкость повышается до точки, когда смесь больше не перемешивается. Смесь не становится прозрачной, и в смеси присутствует нерасплавленный 1,4-бис(гидроксиэтил)пиперазин.1,4-bis (Hydroxyethyl) piperazine, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C, while the viscosity rises to the point where the mixture is no longer mixed. The mixture does not become transparent, and the mixture contains unmelted 1,4-bis (hydroxyethyl) piperazine.

Пример Н21Example H21

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Название мономераMonomer name N,N'-бис(2-Гидрокси-этил)оксамидN, N'-bis (2-Hydroxy-ethyl) oxamide 1,4-Бутандиол1,4-butanediol ТМРTMP Des WDes w ОН#IT# -- -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 88,0888.08 45,0645.06 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,35000.3500 0,35000.3500 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 30,8330.83 15,7715.77 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 16,14%16.14% 8,26%8.26% 6,91%6.91% 68,69%68.69% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 22,6022.60 11,5611.56 9,689.68 96,1796.17 -- 11,6111.61 4,834.83 47,9447.94 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 40,1840.18 Массовый % уретанаBulk% Urethane 30,8930.89 (M сfrom )) 1909,991909.99

N,N'-бис(2-Гидроксиэтил)оксамид, 1,4-бутандиол, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С, при этом вязкость повышается до точки, когда смесь больше не перемешивается. Смесь не становится прозрачной, и в смеси присутствует нерасплавленный N,N'-бис(2-гидроксиэтил)оксамид.N, N'-bis (2-Hydroxyethyl) oxamide, 1,4-butanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C, while the viscosity rises to the point where the mixture is no longer mixed. The mixture does not become transparent, and unmelted N, N'-bis (2-hydroxyethyl) oxamide is present in the mixture.

Пример Н22Example H22

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 3,6-Дитиа-1,2-октандиол3,6-Dithia-1,2-octanediol ТМРTMP Des WDes w 208,52208.52 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 91,691.6 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,70000.7000 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 64,1264.12 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 30,75%30.75% 6,33%6.33% 62,92%62.92% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 92,2592.25 18,9918,99 188,76188.76 -- Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 74,7974.79 Массовый % уретанаBulk% Urethane 28,2928.29 (M сfrom )) 2085,202085,20

3,6-Дитиа-1,2-октандиол, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С, при этом вязкость повышается до точки, когда смесь больше не перемешивается. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 6×6×0,25'' (15×15×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 81 дюйм·фунт (9 Дж).3,6-Dithia-1,2-octanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C, while the viscosity rises to the point where the mixture is no longer mixed. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 6 × 6 × 0.25 '' (15 × 15 × 0.3 cm), preheated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 81 in · lb (9 J).

Пример Н23Example H23

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Название мономераMonomer name 3,6-Дитиа-1,2-октандиол3,6-Dithia-1,2-octanediol бис(4-(2-Гидрокси-этокси)-3,5-дибромфенил)сульфонbis (4- (2-hydroxy-ethoxy) -3,5-dibromophenyl) sulfone CHDMChdm ТМРTMP Des WDes w 258,90258.90 ОН#IT# -- -- -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 91,691.6 326,985326,985 72,1172.11 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,23330.2333 0,23330.2333 0,23330.2333 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 21,3721.37 76,3076.30 16,8316.83 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 8,26%8.26% 29,47%29.47% 6,50%6.50% 5,10%5.10% 50,68%50.68% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 24,7724.77 88,4188.41 19,5019.50 15,3015.30 152,03152.03 300,00300.00 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 99,1099.10 Массовый % уретанаBulk% Urethane 22,7922.79 (M сfrom )) 2588,962588.96

3,6-Дитиа-1,2-октандиол, бис(4-(2-гидроксиэтокси)-3,5-дибромфенил)сульфон, CHDM, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~115°С и дают возможность компонентам совместиться. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С.3,6-Dithia-1,2-octanediol, bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3,5-dibromophenyl) sulfone, CHDM, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to a glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 115 ° C and allow the components to combine. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), previously heated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C.

Пример Н24Example H24

Готовят полиуретановый полимер в соответствии с настоящим изобретением из перечисленных ниже компонентов:Prepare a polyurethane polymer in accordance with the present invention from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 2,2-Тиодиэтанол2,2-thiodiethanol ТМРTMP Des WDes w 187,17187.17 200,00200.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 61,1061.10 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,70000.7000 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 42,7742.77 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 22,85%22.85% 7,05%7.05% 70,10%70.10% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 45,7045.70 14,1114.11 140,20140.20 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 71,9271.92 Массовый % уретанаBulk% Urethane 31,5231.52 (M сfrom )) 1871,671871.67

2,2-Тиодиэтанол, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~95°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 6×6×0,25'' (15×15×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Значение ударостойкости по Гарднеру составляет 5 дюйм·фунт (1 Дж), и образец является хрупким.2,2-Thiodiethanol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 95 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 6 × 6 × 0.25 '' (15 × 15 × 0.3 cm), preheated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. The Gardner impact value is 5 inch · lb (1 J) and the sample is fragile.

Пример Н25Example H25

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name ТиодиэтанолThiodiethanol 1,4-Бутандиол1,4-butanediol ТМРTMP Des WDes w 181,56181.56 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 61,161.1 45,0645.06 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,35000.3500 0,35000.3500 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 21,3921.39 15,7715.77 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 11,78%11.78% 8,69%8.69% 7,27%7.27% 72,26%72.26% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 35,3435.34 26,0626.06 21,8121.81 216,79216.79 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 37,0737.07 Массовый % уретанаBulk% Urethane 32,5032,50 (M сfrom )) 1815,561815.56

Тиодиэтанол, 1,4-бутандиол, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С и дают возможность компонентам совместиться. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 39 дюйм·фунт (4 Дж).Thiodiethanol, 1,4-butanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C and allow the components to combine. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), previously heated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 39 in · lb (4 J).

Пример Н26Example H26

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name ТиодиэтанолThiodiethanol 1,6-Гександиол1,6-hexanediol ТМРTMP Des WDes w 186,47186.47 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 61,161.1 59,0959.09 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,35000.3500 0,35000.3500 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 21,3921.39 20,6820.68 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 11,47%11.47% 11,09%11.09% 7,08%7.08% 70,36%70.36% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 34,4134.41 33,2733.27 21,2421.24 211,08211.08 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 36,0936.09 Массовый % уретанаBulk% Urethane 31,6431.64 (M сfrom )) 1864,671864.67

Тиодиэтанол, 1,6-гександиол, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С и дают возможность компонентам совместиться. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'' (30×30×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 55 дюйм·фунт (6 Дж).Thiodiethanol, 1,6-hexanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C and allow the components to combine. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '' (30 × 30 × 0.3 cm), previously heated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 55 in · lb (6 J).

Пример Н27Example H27

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 1,4-Бутандиол1,4-butanediol Des N 3400Des N 3400 Des WDes w 182,80182.80 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 45,0645.06 153,00153.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 1,00001,0000 0,3000,300 0,7000.700 Масса мономераMonomer mass 45,0645.06 45,9045.90 91,8491.84 Массовый % мономераBulk% Monomer 24,65%24.65% 25,11%25.11% 50,24%50.24% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 73,9573.95 75,3375.33 150,72150.72 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 96,4296,42 Массовый % уретанаBulk% Urethane 32,2832.28 (M сfrom )) 1828,001828.00

1,4-Бутандиол, Des N 3400 и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 6×6×0,25'' (15×15×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 35 дюйм·фунт (4 Дж).1,4-Butanediol, Des N 3400 and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 6 × 6 × 0.25 '' (15 × 15 × 0.3 cm), preheated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 35 inch · lb (4 J).

Пример Н28Example H28

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name Н2ОH 2 O 1,4-Бутандиол1,4-butanediol ТМРTMP Des WDes w 163,32163.32 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 9,019.01 45,0645.06 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,35000.3500 0,35000.3500 0,3000,300 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 3,153.15 15,7715.77 13,2013,20 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 1,93%1.93% 9,66%9.66% 8,08%8.08% 80,33%80.33% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 5,795.79 28,9728.97 24,2524.25 240,99240,99 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 79,4179.41 Массовый % уретанаBulk% Urethane 36,1236.12 (M сfrom )) 1633,251633.25

1,4-Бутандиол, ТМР, DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) и деионизированную воду добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С и дают возможность компонентам совместиться. После совмещения компонентов на стенках реактора наблюдается конденсация (воды).1,4-Butanediol, TMP, DESMODUR W (preheated to 80 ° C) and deionized water are added to a glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 105 ° C and allow the components to combine. After combining the components, condensation (water) is observed on the walls of the reactor.

Пример Н29Example H29

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

КомпонентComponent Эквивалентная массаEquivalent mass ЭквивалентыEquivalents Масса (г)Mass (g) Масса (%)Weight (%) ТМРTMP 44,744.7 0,050.05 2,22.2 1,31.3 1,4-Бутандиол1,4-butanediol 4545 0,950.95 42,842.8 24,324.3 Des WDes w 131131 1,01,0 131131 74,474,4

1,4-Бутандиол, ТМР и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~110°С. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 15×15×0,125'' (38×38×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 300 дюйм·фунт (35 Дж). Wu составляет 33,5%, Wс составляет 46%, и Мс составляет 10,569 г/моль.1,4-Butanediol, TMP and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 110 ° C. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 15 × 15 × 0.125 '' (38 × 38 × 0.3 cm), preheated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 300 in · lb (35 J). W u is 33.5%, W s is 46%, and M s is 10.569 g / mol.

Пример Н30Example H30

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

КомпонентComponent Эквивалентная массаEquivalent mass ЭквивалентыEquivalents Масса (г)Mass (g) Масса (%)Weight (%) ТМРTMP 44,744.7 0,050.05 2,22.2 1,21,2 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 5252 0,950.95 49,549.5 27,127.1 Des WDes w 131131 1,01,0 131131 71,771.7

1,5-Пентандиол, ТМР и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~110°С. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 15×15×0,125'' (38×38×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет 400 дюйм·фунт (46 Дж). Wu составляет 32,3%, Wс составляет 44,3%, и Мс составляет 10,973 г/моль.1,5-Pentanediol, TMP and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 110 ° C. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 15 × 15 × 0.125 '' (38 × 38 × 0.3 cm), preheated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is 400 in · lb (46 J). W u is 32.3%, W s is 44.3%, and M s is 10.973 g / mol.

Пример Н31Example H31

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

КомпонентComponent Эквивалентная массаEquivalent mass ЭквивалентыEquivalents Масса (г)Mass (g) Масса (%)Weight (%) ТМРTMP 44,744.7 0,050.05 2,22.2 1,01,0 1,10-Декандиол1,10-Decanediol 8787 0,950.95 82,882.8 38,338.3 Des WDes w 131131 1,01,0 131131 60,660.6

1,10-Декандиол, ТМР и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~110°С. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 15×15×0,125'' (38×38×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Среднее значение ударостойкости по Гарднеру составляет >640 дюйм·фунт (>74 Дж). Wu составляет 27,3%, Wс составляет 37,5%, и Мс составляет 12,974 г/моль. Ударная вязкость Dynatup составляет 77 Дж.1,10-Decanediol, TMP and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 110 ° C. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 15 × 15 × 0.125 '' (38 × 38 × 0.3 cm), preheated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. Gardner average impact resistance is> 640 in · lb (> 74 J). W u is 27.3%, W s is 37.5%, and M s is 12.974 g / mol. The impact strength of Dynatup is 77 J.

Пример Н32Example H32

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

КомпонентComponent Эквивалентная массаEquivalent mass ЭквивалентыEquivalents Масса (г)Mass (g) Масса (%)Weight (%) TONE 210TONE 210 406,4406.4 0,20.2 81,381.3 32,332.3 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 5252 0,50.5 26,026.0 10,310.3 ТМРTMP 44,744.7 0,30.3 13,413,4 5,35.3 Des WDes w 131131 1,01,0 131131 52,052.0

TONE 210, 1,5-пентандиол, ТМР и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~110°С. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 15×15×0,125'' (38×38×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Wu составляет 23,4%, Wс составляет 32%, и Мс составляет 2542 г/моль.TONE 210, 1,5-pentanediol, TMP and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 110 ° C. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 15 × 15 × 0.125 '' (38 × 38 × 0.3 cm), preheated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. W u is 23.4%, W s is 32%, and M s is 2542 g / mol.

Пример Н33Example H33

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

КомпонентComponent Эквивалентная массаEquivalent mass ЭквивалентыEquivalents Масса (г)Mass (g) Масса (%)Weight (%) TONE 210TONE 210 406,4406.4 0,150.15 61,061.0 26,126.1 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 5252 0,550.55 28,628.6 12,212,2 ТМРTMP 44,744.7 0,30.3 13,413,4 5,75.7 Des WDes w 131131 1,01,0 131131 56,056.0

TONE 210, 1,5-пентандиол, ТМР и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~110°С. Смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 15×15×0,125'' (38×38×0,3 см), предварительно нагретую до 121°С. Отливку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Wu составляет 25,2%, Wс составляет 34,6%, и Мс составляет 2342 г/моль.TONE 210, 1,5-pentanediol, TMP and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 110 ° C. The mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 15 × 15 × 0.125 '' (38 × 38 × 0.3 cm), preheated to 121 ° C. The casting is cured for 48 hours at 121 ° C. W u is 25.2%, W s is 34.6%, and M s is 2342 g / mol.

Пример IExample I

Образцы рецептур 1-10 примера А, плексиглас (Plexiglas от McMasterCarr, Poly 84, вытянутый акриловый полимер) и LEXAN промышленного сорта испытывают для определения коэффициента K в соответствии со следующими условиями:Samples of formulations 1-10 of example A, plexiglass (Plexiglas from McMasterCarr, Poly 84, elongated acrylic polymer) and LEXAN industrial grade tested to determine the coefficient K in accordance with the following conditions:

Динамометрический датчик: 2000 фунт-сила;Torque Sensor: 2000 lbf;

Влажность (%): 50;Humidity (%): 50;

Температура: 73°F (23°С);Temperature: 73 ° F (23 ° C);

Скорость испытания: 320 фунт-сила/мин;Test Speed: 320 lbf / min;

Толщина: 0,120''Thickness: 0.120 ''

Опыт,Experience, Образец,Sample, ШиринаWidth ТолщинаThickness ТрещинаCrack НагрузкаLoad ВремяTime Коэффициент KK coefficient No. IDID (дюйм)(inch) (дюйм)(inch) (дюйм)(inch) (фунт)(lb) (сек)(sec) 3434 1A1A 2,1382,138 0,1230.123 0,5750.575 345,800345,800 345,800345,800 1296,2201296,220 3636 1B1B 2,1442,144 0,1220.122 0,6000,600 318,400318,400 318,400318,400 1241,1401241,140 3535 1C1C 2,1352,135 0,1280.128 0,7000.700 294,200294,200 294,200294,200 1199,4241199,424 3131 2A2A 1,9951,995 0,1230.123 0,7500.750 304,400304,400 304,400304,400 1477,4151477,415 3333 2B2B 1,9901,990 0,1310.131 0,6500.650 322,100322,100 322,100322,100 1330,5861330,586 3232 2C2C 1,9651,965 0,1320,132 0,7500.750 278,700278,700 278,700278,700 1279,1691279,169 2929th 3A3A 1,9861,986 0,1250.125 0,4750.475 216,400216,400 216,400216,400 777,079777,079 30thirty 3B3B 1,9721,972 0,1300.130 0,4250.425 228,200228,200 228,200228,200 746,028746,028 1one 3C3C 1,9881,988 0,1270.127 0,7500.750 175,600175,600 117,067117,067 822,370822,370 2626 4A4A 2,0172,017 0,1250.125 0,6000,600 327,500327,500 327,500327,500 1321,7881321,788 2727 4B4B 2,0092,009 0,1200,120 0,7500.750 276,500276,500 276,500276,500 1359,1951359,195 2828 4C4C 2,0232,023 0,1230.123 0,6750.675 283,500283,500 283,500283,500 1259,8911259,891 2424 5A5A 2,0232,023 0,1220.122 0,6000,600 20,9,420,9,4 157,050157,050 866,505866,505 2323 5B5B 2,0202,020 0,1200,120 0,7500.750 179,900179,900 107,940107,940 874,598874,598 2525 5C5C 2,0562,056 0,1660.166 0,7000.700 205,100205,100 205,100205,100 967,357967,357 14fourteen 6A6A 2,0532,053 0,1240.124 0,6500.650 291,000291,000 218,250218,250 1225,1871225,187 1616 6B6B 2,0392,039 0,1220.122 0,6700.670 245,900245,900 245,900245,900 1086,5121086,512 15fifteen 6C6C 2,0682,068 0,1270.127 0,6900.690 271,100271,100 232,371232,371 1144,5311144,531 1212 7A7A 2,0242,024 0,1270.127 0,6200.620 277,600277,600 185,067185,067 1125,5761125,576 1313 7B7B 2,0342,034 0,1300.130 0,7500.750 288,300288,300 192,200192,200 1288,3781288,378 11eleven 7C7C 2,0192,019 0,1280.128 0,7500.750 278,700278,700 101,345101,345 1276,2971276,297 1010 8A8A 2,0062,006 0,1240.124 0,9600.960 238,400238,400 158,933158,933 1388,0381388,038 99 8B8B 2,0212,021 0,1240.124 0,8000,800 284,600284,600 87,56987,569 1402,8451402,845 22 8C8C 2,0092,009 0,1180.118 0,7500.750 355,400355,400 266,550266,550 1776,1201776,120 66 9A9A 2,0032,003 0,1180.118 0,5200.520 1179,0001179,000 428,727428,727 4681,8234681,823 88 9B9B 2,0202,020 0,1230.123 0,6700.670 345,800345,800 106,400106,400 1525,6751525,675 77 9C9C 1,9921,992 0,1180.118 0,4500.450 1220,0001220,000 395,676395,676 4486,8744486,874 33 10A10A 2,0102,010 0,1160.116 0,7500.750 782,300782,300 586,725586,725 3956,3183956,318 4four 10B10B 2,0212,021 0,1190.119 0,4500.450 742,600742,600 270,036270,036 2655,8492655,849 55 10C10C 2,0232,023 0,1190.119 0,4500.450 756,000756,000 274,909274,909 2700,2372700,237 2121 11A11A 2,0112,011 0,1320,132 0,6500.650 272,200272,200 98,98298,982 1106,4541106,454 2222 11B11B 2,0062,006 0,1300.130 0,6500.650 220,700220,700 115,148115,148 910,576910,576 20twenty 11C11C 2,0112,011 0,1300.130 0,6500.650 255,000255,000 78,46278,462 1048,7971048,797 1919 12A12A 2,0192,019 0,1340.134 0,6500.650 873,600873,600 268,800268,800 3470,9843470,984 1717 12B12B 2,0212,021 0,1320,132 0,6800.680 798,900798,900 290,509290,509 3313,7583313,758 18eighteen 12C12C 2,0232,023 0,1330.133 0,7100.710 863,400863,400 313,964313,964 3655,5553655,555 3737 13A13A 2,0362,036 0,1250.125 1,5001,500 1435,0001435,000 521,818521,818 15960,66315960,663 3838 13B13B 2,0242,024 0,1260,126 1,5001,500 1401,0001,401,000 262,688262,688 15670,10715670,107 3939 13C13C 2,0242,024 0,1330.133 1,5001,500 1456,0001456,000 273,000273,000 15489,38115489,381

Пример JExample j

Готовят полиуретан из следующих компонентов:Polyurethane is prepared from the following components:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol ТМРTMP Des WDes w 2100,002100,00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 52,07552,075 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,40000.4000 0,6000,600 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 20,8320.83 26,4026.40 131,20131.20 178,43 (сумма)178.43 (amount) Массовый % мономераBulk% Monomer 11,67%11.67% 14,80%14.80% 73,53%73.53% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 245,15245.15 310,71310.71 1544,131544.13 Массовый % жестких сегментовMass% of hard segments 41,0941.09 0,4(131+52)/ 178,430.4 (131 + 52) / 178.43 Массовый % уретанаBulk% Urethane 33,0733.07 59 г/экв./ 178,43 г/экв.59 g / equiv. / 178.43 g / equiv. (M сfrom )) 892,15892.15 178,43/0,2 моль ТМР178.43 / 0.2 mol TMP

1,5-Пентандиол, триметилолпропан и DESMODUR W (предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~115°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 14×14×0,375'', предварительно нагретую до 121°С. Первый набор образцов отверждают в течение 48 часов при 121°С. Второй набор образцов отверждают в течение 48 часов при 121°С и в течение 12 часов при 145°С. Каждый набор образцов оценивают на сопротивление растрескиванию при напряжении путем погружения на 30 минут в 75%-ный водный раствор серной кислоты. Второй набор образцов выдерживает 30 мин при 4000 фунт/кв.дюйм.1,5-Pentanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W (preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 115 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 14 × 14 × 0.375 '', previously heated to 121 ° C. The first set of samples was cured for 48 hours at 121 ° C. The second set of samples was cured for 48 hours at 121 ° C and for 12 hours at 145 ° C. Each sample set is evaluated for stress cracking resistance by immersion for 30 minutes in a 75% aqueous solution of sulfuric acid. A second set of samples can withstand 30 minutes at 4000 psi.

Пример K Example K

Триметилолпропан (0,05 эквивалента), 1,10-декандиол (0,95 эквивалента) и DESMODUR W (1,0 эквивалент, предварительно нагретый до 80°С) добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до 110°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'', предварительно нагретую до 143°С. Заполненную ячейку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Многоосная ударная вязкость Dynatup составляет 77 Дж при измерении в соответствии со стандартом ASTM-D 3763-02. Многоосная ударная вязкость Dynatup образца LEXAN составляет 72 Дж.Trimethylolpropane (0.05 equivalents), 1.10-decanediol (0.95 equivalents) and DESMODUR W (1.0 equivalent, preheated to 80 ° C) are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to 110 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '', previously heated to 143 ° C. The filled cell was cured for 48 hours at 121 ° C. Dynatup multiaxial toughness is 77 J when measured in accordance with ASTM-D 3763-02. The multiaxial toughness Dynatup of the LEXAN sample is 72 J.

Пример LExample L

Уретановый предполимер с изоцианатной функциональностью получают в стеклянном реакторе в вакууме с использованием в качестве реагентов 0,3 эквивалента 1,5-пентандиола, 1,0 эквивалента Desmodur W и 10 ч./млн дибутилоловодиацетата. Температуру реакции поддерживают при 143°С в течение 10 часов и добавляют 0,4 эквивалента 1,5-пентандиола и 0,3 эквивалента триметилолпропана. Через 30 минут при 110°С смесь разливают между покрытыми смазкой стекольными формами и отверждают в течение 72 ч при 290°F (143°С). Форму вынимают из печи и пластик извлекают. Ударостойкость по Граднеру составляет 256 дюйм·фунт (29 Дж).An isocyanate-functional urethane prepolymer is prepared in a glass reactor in vacuo using 0.3 equivalents of 1,5-pentanediol, 1.0 equivalents of Desmodur W and 10 ppm dibutyltin diacetate as reagents. The reaction temperature was maintained at 143 ° C. for 10 hours, and 0.4 equivalents of 1,5-pentanediol and 0.3 equivalents of trimethylolpropane were added. After 30 minutes at 110 ° C, the mixture was poured between grease-coated glass molds and cured for 29 hours at 290 ° F (143 ° C). The mold is removed from the oven and the plastic is removed. Gradner impact resistance is 256 in · lb (29 J).

Уретановый предполимер с изоцианатной функциональностью получают в стеклянном реакторе в вакууме с использованием в качестве реагентов 0,5 эквивалента 1,5-пентандиола, 1,0 эквивалента Desmodur W и 10 ч./млн дибутилоловодиацетата. Температуру реакции поддерживают при 143°С в течение 10 часов и добавляют 0,2 эквивалента 1,5-пентандиола и 0,3 эквивалента триметилолпропана. Через приблизительно 30 минут при 110°С смесь разливают между покрытыми смазкой стекольными формами и отверждают в течение 72 ч при 290°F (143°С). Форму вынимают из печи и пластик извлекают. Ударостойкость по Граднеру составляет 256 дюйм·фунт (29 Дж).An isocyanate-functional urethane prepolymer is prepared in a glass reactor in vacuo using 0.5 equivalent of 1,5-pentanediol, 1.0 equivalent of Desmodur W and 10 ppm dibutyltin diacetate as reagents. The reaction temperature was maintained at 143 ° C. for 10 hours, and 0.2 equivalents of 1,5-pentanediol and 0.3 equivalents of trimethylolpropane were added. After approximately 30 minutes at 110 ° C, the mixture was poured between grease-coated glass molds and cured for 72 hours at 290 ° F (143 ° C). The mold is removed from the oven and the plastic is removed. Gradner impact resistance is 256 in · lb (29 J).

Образец, приготовленный из уретанового предполимера с изоцианатной функциональностью, имеющего более высокое количество (0,5 эквивалента) 1,5-пентандиола, имеет более высокую ударную вязкость по Гарднеру. Не привязываясь к какой-либо теории, полагают, что смешиваемость между компонентами улучшается за счет предварительного взаимодействия части короткоцепочечного диола с полиизоцианатом.A sample prepared from an urethane prepolymer with isocyanate functionality, having a higher amount (0.5 equivalent) of 1,5-pentanediol, has a higher Gardner impact strength. Without being tied to any theory, it is believed that the miscibility between the components is improved due to the preliminary interaction of part of the short-chain diol with the polyisocyanate.

Примеры МExamples M

Пример М1Example M1

Предполимер с изоцианатной функциональностью (отношение NCO/OH 3,8), имеющий эквивалентную массу 327 г/моль, получают реакцией следующих компонентов:An isocyanate functional prepolymer (NCO / OH ratio of 3.8) having an equivalent weight of 327 g / mol is obtained by the reaction of the following components:

КомпонентComponent %, массовый%, mass Эквивалентная массаEquivalent mass Количество эквивалентовEquivalents DESMODUR W
(4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианат)
DESMODUR W
(4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate)
54,4254.42 131,2131.2 0,420.42
DBT FASTCAT 4202
(дибутилоловодилаурат)
DBT FASTCAT 4202
(dibutyltin dilaurate)
0,0050.005
PLURACOL E400NF
(полиэтиленгликоль)
PLURACOL E400NF
(polyethylene glycol)
5,0955,095 200200 0,030,03
PLURONIC L62D
(этиленоксид/пропиленоксидный блок-сополимер)
PLURONIC L62D
(ethylene oxide / propylene oxide block copolymer)
33,9733.97 11801180 0,030,03
ТРИМЕТИЛОЛПРОПАНTRIMETHYLPROPAN 2,322,32 4545 0,050.05 САРА 2077А
поликапролактонполиол
SARA 2077A
polycaprolactone polyol
1,231.23 375375 0,0030.003
IRGANOX 1010IRGANOX 1010 0,490.49 CYASORB UV 5411CYASORB UV 5411 0,970.97 TINUVIN 328TINUVIN 328 1,461.46 IRGANOX MD 1024IRGANOX MD 1024 0,050.05 ВСЕГОTOTAL 100,000000100,000000

при температуре приблизительно 104°С в течение приблизительно 5 часов. Все компоненты смешивают вместе, за исключением стабилизаторов, которые растворяют после того, как предполимер прореагировал.at a temperature of approximately 104 ° C for approximately 5 hours. All components are mixed together, with the exception of stabilizers, which are dissolved after the prepolymer has reacted.

Растворяют приблизительно 9 г акриламида в приблизительно 45 г 1,4-бутандиола при температуре приблизительно 25°С и смешивают с приблизительно 365 г полученного выше предполимера и приблизительно 0,1 мас.% азобисизобутиронитрила (AIBN) из расчета на твердые вещества. Смесь разливают в стекольную форму и нагревают в печи при температуре приблизительно 80°С в течение приблизительно 48 часов при постоянном перемешивании. Образуется прозрачный полимеризат. Образец отвержденного полимера испытывают для оценки светопропускания и ударостойкости по Граднеру. Светопропускание образца составляет 91%, и ударостойкость по Гарднеру равна 150 дюйм·фунт (17 Дж).Approximately 9 g of acrylamide is dissolved in approximately 45 g of 1,4-butanediol at a temperature of approximately 25 ° C. and mixed with approximately 365 g of the prepolymer obtained above and approximately 0.1% by weight of azobisisobutyronitrile (AIBN) based on solids. The mixture is poured into a glass mold and heated in an oven at a temperature of approximately 80 ° C for approximately 48 hours with constant stirring. A clear polymerizate forms. A cured polymer sample is tested to evaluate light transmission and impact resistance according to Gradner. The light transmission of the sample is 91%, and the impact resistance according to Gardner is equal to 150 inch · lb (17 J).

Пример М2Example M2

Полиуретановый полимер в соответствии с настоящим изобретением получают из описанного выше предполимера с изоцианатной функциональностью, циклогександиметанола (CHDM) и 1,4-бутандиола, которые представлены ниже:The polyurethane polymer in accordance with the present invention is obtained from the above-described prepolymer with isocyanate functionality, cyclohexane dimethanol (CHDM) and 1,4-butanediol, which are presented below:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name ПредполимерPrepolymer CHDMChdm 1,4-Бутандиол1,4-butanediol 417,53417.53 200,00200.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 365,71365.71 72,1172.11 45,0645.06 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 1,001.00 0,250.25 0,750.75 Масса мономераMonomer mass 365,71365.71 18,0318.03 33,8033.80 Массовый % мономераBulk% Monomer 87,59%87.59% 4,32%4.32% 8,09%8.09% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 175,18175.18 8,648.64 16,1916.19

Предполимер, CHDM (предварительно нагретый до 80°С) и 1,4-бутандиол добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~40°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 6×6×0,25'' (15×15×0,6 см) и алюминиевые чашки, предварительно нагретые до 80°С. Заполненную ячейку отверждают в течение 24 часов при 121°С.The prepolymer, CHDM (preheated to 80 ° C) and 1,4-butanediol are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 40 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 6 × 6 × 0.25 '' (15 × 15 × 0.6 cm) and aluminum cups preheated to 80 ° C. The filled cell was cured for 24 hours at 121 ° C.

Изделие размерами 6×6×1'' (15×15×2,5 см), полученное из этого полимера, останавливает 9 мм (125 гран) пулю, выпущенную при начальной скорости 1350 фут/сек (411 м/сек) с расстояния 20 футов (6,1 м), с минимальным повреждением поверхности. Тот же образец выдерживает выстрел 0,40 калибра при незначительном повреждении поверхности. Пули не рикошетят и не заглубляются в полимер. Пули падают слегка деформированными у низа образца.A 6 × 6 × 1 '' (15 × 15 × 2.5 cm) product made from this polymer stops a 9 mm (125 grains) bullet fired at an initial speed of 1350 ft / s (411 m / s) from a distance 20 feet (6.1 m), with minimal surface damage. The same specimen withstands a 0.40-caliber shot with minor surface damage. Bullets do not ricochet and do not penetrate into the polymer. Bullets fall slightly deformed at the bottom of the sample.

Пример М3Example M3

Полиуретановый полимер в соответствии с настоящим изобретением получают из описанного выше предполимера с изоцианатной функциональностью, циклогександиметанола (CHDM) и 1,4-бутандиола, которые приведены ниже:The polyurethane polymer in accordance with the present invention is obtained from the above-described prepolymer with isocyanate functionality, cyclohexane dimethanol (CHDM) and 1,4-butanediol, which are listed below:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name ПредполимерPrepolymer CHDMChdm 1,4-Бутандиол1,4-butanediol 424,30424.30 200,00200.00 ОН#IT# -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 365,71365.71 72,1172.11 45,0645.06 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 1,001.00 0,500.50 0,500.50 Масса мономераMonomer mass 365,71365.71 36,0636.06 22,5322.53 Массовый % мономераBulk% Monomer 86,19%86.19% 8,50%8.50% 5,31%5.31% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 172,38172.38 17,0017.00 10,6210.62

Предполимер, CHDM (предварительно нагретый до 80°С) и 1,4-бутандиол добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~40°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 6×6×0,25'' (15×15×0,6 см) и алюминиевые чашки, предварительно нагретые до 80°С. Заполненную ячейку отверждают в течение 24 часов при 121°С.The prepolymer, CHDM (preheated to 80 ° C) and 1,4-butanediol are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 40 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 6 × 6 × 0.25 '' (15 × 15 × 0.6 cm) and aluminum cups preheated to 80 ° C. The filled cell was cured for 24 hours at 121 ° C.

Пример М4Example M4

Полиуретановый полимер в соответствии с настоящим изобретением получают из описанного выше предполимера с изоцианатной функциональностью и бис(гидроксиэтилового)эфира гидрохинона, которые перечислены ниже:The polyurethane polymer in accordance with the present invention is obtained from the above-described prepolymer with isocyanate functionality and hydroquinone bis (hydroxyethyl) ester, which are listed below:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name ПредполимерPrepolymer бис(Гидроксиэтиловый эфир) гидрохинонаbis (hydroxyethyl ether) hydroquinone 483,40483.40 250,00250.00 ОН#IT# -- -- Кислота#Acid# -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 384,29384.29 99,1199.11 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 1,001.00 1,001.00 Масса мономераMonomer mass 384,29384.29 99,1199.11 Массовый % мономераBulk% Monomer 79,50%79.50% 20,50%20.50% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 198,74198.74 51,2651.26

Предполимер и бис(гидроксиэтиловый)эфир гидрохинона добавляют в стеклянный реактор и помещают в обогревательный кожух. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~85°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь помещают в вакуум и дегазируют, затем наливают в литейную ячейку размерами 6×6×0,25'' (15×15×0,6 см), предварительно нагретую до 80°С. Заполненную ячейку отверждают в течение 24 часов при 121°С. Отлитый образец является прозрачным, но проявляет некоторую мутность. Ударостойкость по Гарднеру составляет 320 дюйм·фунт (37 Дж).The prepolymer and hydroquinone bis (hydroxyethyl) ester are added to a glass reactor and placed in a heating jacket. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 85 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is placed in a vacuum and degassed, then poured into a casting cell measuring 6 × 6 × 0.25 '' (15 × 15 × 0.6 cm), previously heated to 80 ° C. The filled cell was cured for 24 hours at 121 ° C. The cast sample is transparent, but exhibits some turbidity. Gardner Impact Resistance is 320 in · lb (37 J).

Пример NExample N

Предполимер с изоцианатной функциональностью получают реакцией следующих компонентов:An isocyanate-functional prepolymer is prepared by the reaction of the following components:

КомпонентComponent %, массовый%, mass Эквивалентная массаEquivalent mass Количество эквивалентовEquivalents DESMODUR W
(4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианат)
DESMODUR W
(4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate)
54,4254.42 131,2131.2 0,420.42
DBT FASTCAT 4202
(дибутилоловодилаурат)
DBT FASTCAT 4202
(dibutyltin dilaurate)
0,0050.005
PLURACOL E400NF
(полиэтиленгликоль)
PLURACOL E400NF
(polyethylene glycol)
5,0955,095 200200 0,030,03
PLURONIC L62D
(этиленоксид/пропиленоксидный блок-сополимер)
PLURONIC L62D
(ethylene oxide / propylene oxide block copolymer)
33,9733.97 11801180 0,030,03
ТРИМЕТИЛОЛПРОПАНTRIMETHYLPROPAN 2,322,32 4545 0,050.05 САРА 2077А
Поликапролактонполиол
SARA 2077A
Polycaprolactone polyol
1,231.23 375375 0,0030.003
ВСЕГОTOTAL 100,000000100,000000

при температуре приблизительно 104°С в течение приблизительно 5 часов. Все компоненты смешивают вместе, за исключением стабилизаторов, которые растворяют после того, как прореагирует предполимер.at a temperature of approximately 104 ° C for approximately 5 hours. All components are mixed together, with the exception of stabilizers, which are dissolved after the prepolymer has reacted.

Полиуретановый полимер в соответствии с настоящим изобретением получают из описанного выше предполимера и 1,4-бутандиола, которые приведены ниже:The polyurethane polymer in accordance with the present invention is obtained from the above prepolymer and 1,4-butanediol, which are listed below:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name ПредполимерPrepolymer 1,4-бутандиол1,4-butanediol 375,38375.38 100,00100.00 ОН#IT# -- -- Кислота#Acid# -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 330,32330.32 45,0645.06 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 1,001.00 1,001.00 Масса мономераMonomer mass 330,32330.32 45,0645.06 Массовый % мономераBulk% Monomer 88,00%88.00% 12,00%12.00% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 88,0088.00 12,0012.00

Предполимер и 1,4-бутандиол добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~45°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами (4''×4''×60 мил), предварительно нагретую до 80°С. Заполненную ячейку отверждают в течение 24 часов при 121°С.The prepolymer and 1,4-butanediol are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 45 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell with dimensions (4 '' × 4 '' × 60 mils), preheated to 80 ° C. The filled cell was cured for 24 hours at 121 ° C.

Изделие размерами 6×6×1'' (15×15×2,5 см), полученное из этого полимера, останавливает 9 мм (125 гран) пулю, выпущенную при начальной скорости 1350 фут/сек (411 м/сек) с расстояния 20 футов (6,1 м), с минимальным повреждением поверхности. Тот же образец выдерживает выстрел 0,40 калибра при незначительном повреждении поверхности.A 6 × 6 × 1 '' (15 × 15 × 2.5 cm) product made from this polymer stops a 9 mm (125 grains) bullet fired at an initial speed of 1350 ft / s (411 m / s) from a distance 20 feet (6.1 m), with minimal surface damage. The same specimen withstands a 0.40-caliber shot with minor surface damage.

Примеры ОExamples About

Пример О1Example O1

Предполимер с изоцианатной функциональностью получают реакцией следующих компонентов:An isocyanate-functional prepolymer is prepared by the reaction of the following components:

Figure 00000033
Figure 00000033

при температуре приблизительно 104°С в течение приблизительно 5 часов. Все компоненты смешивают вместе, за исключением стабилизаторов, которые растворяют после того, как прореагировал предполимер.at a temperature of approximately 104 ° C for approximately 5 hours. All components are mixed together, with the exception of stabilizers, which are dissolved after the prepolymer has reacted.

Полиуретановый полимер в соответствии с настоящим изобретением получают из описанного выше предполимера и CHDM, которые перечислены ниже:The polyurethane polymer in accordance with the present invention is obtained from the prepolymer and CHDM described above, which are listed below:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name ПредполимерPrepolymer CHDMChdm 402,98402.98 800,00800.00 ОН#IT# -- -- Кислота#Acid# -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 330,87330.87 72,1172.11 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 1,001.00 1,00001,0000 Масса мономераMonomer mass 330,87330.87 72,1172.11 Массовый % мономераBulk% Monomer 82,11%82.11% 9,01%9.01% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 656,85656.85 143,15143.15

Предполимер и CHDM добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~55°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 13×13×0,25'', предварительно нагретую до 80°С. Заполненную ячейку отверждают в течение 24 часов при 121°С.The prepolymer and CHDM are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 55 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 13 × 13 × 0.25``, previously heated to 80 ° C. The filled cell was cured for 24 hours at 121 ° C.

Пример О2Example O2

Полиуретановый полимер в соответствии с настоящим изобретением получают из описанного выше предполимера и CHDM, которые перечислены ниже:The polyurethane polymer in accordance with the present invention is obtained from the prepolymer and CHDM described above, which are listed below:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name ПредполимерPrepolymer 2,2-Тиодиэтанол2,2-thiodiethanol 391,97391.97 700,00700.00 ОН#IT# -- -- Кислота#Acid# -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 330,87330.87 61,1061.10 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 1,001.00 1,00001,0000 Масса мономераMonomer mass 330,87330.87 61,1061.10 Массовый % мономераBulk% Monomer 84,41%84.41% 15,59%15.59% 590,89590.89 109,11109.11 Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment -- --

Предполимер и 2,2-тиодиэтанол добавляют в стеклянный реактор. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~55°С и дают возможность компонентам совместиться. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 13×13×0,25'', предварительно нагретую до 80°С. Заполненную ячейку отверждают в течение 24 часов при 121°С.The prepolymer and 2,2-thiodiethanol are added to the glass reactor. In a nitrogen atmosphere and with constant stirring, the mixture is heated to ~ 55 ° C and allow the components to combine. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 13 × 13 × 0.25``, previously heated to 80 ° C. The filled cell was cured for 24 hours at 121 ° C.

Пример РExample P

В качестве сравнительного примера готовят термопластичный полимер с использованием 1,0 эквивалента 1,10-декандиола и 1,0 эквивалента Desmodur W в качестве реагентов и 10 ч./млн дибутилоловодиацетата в качестве катализатора. Полимер смешивают при 110°С в стеклянном реакторе в вакууме. Приблизительно через 30 минут при 110°С смесь разливают между покрытыми смазкой стекольными формами и отверждают в течение 72 часов при 290°F (143°С). Форму вынимают из печи и пластик извлекают. Ударостойкость по Граднеру составляет менее чем 40 дюйм·фунт (5 Дж), и усредненное значение составляет приблизительно 16 дюйм·фунт (2 Дж).As a comparative example, a thermoplastic polymer is prepared using 1.0 equivalent of 1.10-decanediol and 1.0 equivalent of Desmodur W as reagents and 10 ppm dibutyltin diacetate as a catalyst. The polymer is mixed at 110 ° C. in a glass reactor in vacuo. After approximately 30 minutes at 110 ° C, the mixture was poured between grease-coated glass molds and cured for 72 hours at 290 ° F (143 ° C). The mold is removed from the oven and the plastic is removed. Gradner impact resistance is less than 40 inch · lb (5 J), and the average value is approximately 16 inch · lb (2 J).

Полимер в соответствии с настоящим изобретением получают аналогичным образом с использованием небольшого количества разветвленного полиола, а именно 0,05 эквивалента триметилолпропана, а также 0,95 эквивалента 1,10-декандиола и 1,0 эквивалента Desmodur W. Ударостойкость по Гарднеру имеет среднее значение 640 дюйм·фунт в случае разветвленного термопластика с молекулярной массой сшивки приблизительно 12900 г/моль.The polymer of the present invention is prepared in a similar manner using a small amount of a branched polyol, namely 0.05 equivalent of trimethylolpropane, as well as 0.95 equivalent of 1,10-decanediol and 1.0 equivalent of Desmodur W. The Gardner impact resistance is 640 in · lb in the case of branched thermoplastics with a molecular weight of crosslinking of approximately 12900 g / mol.

Пример QExample Q

Сравнительный примерComparative example

Для сравнения готовят предполимер реакцией приблизительно 0,1 эквивалента триметилолпропана с приблизительно 1,0 эквивалентом 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата) (DESMODUR W) с образованием полиуретанполиизоцианата, растворенного в избытке (0,9 экв.) DESMODUR W. Добавляют в качестве катализатора приблизительно 10 ч./млн дибутилоловодиацетата. При быстром перемешивании при комнатной температуре добавляют приблизительно 0,1 эквивалента 4,4'-метилен-бис-циклогексиламина, диаминного аналога DESMODUR W. Сразу же образуется белый чешуйчатый осадок. Концентрация осадка растет при стоянии в течение ночи, и осадок не растворяется при нагревании приблизительно до 290°F (143°С). Приведенный выше пример повторяют в том же порядке, который описан выше, но полиизоцианат нагревают приблизительно до 40°С. При быстром перемешивании добавляют диамин, и образуется аналогичный белый осадок, который не может быть растворен при нагревании приблизительно до 290°F (143°С).For comparison, a prepolymer is prepared by reacting approximately 0.1 equivalent of trimethylolpropane with approximately 1.0 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) (DESMODUR W) to form polyurethane polyisocyanate dissolved in excess (0.9 equiv.) DESMODUR W. Add approximately 10 ppm dibutyltin diacetate as catalyst. With rapid stirring at room temperature, approximately 0.1 equivalent of 4,4'-methylene-bis-cyclohexylamine, a diamine analogue of DESMODUR W, is added. A white, scaly precipitate forms immediately. The precipitate concentration increases when standing overnight, and the precipitate does not dissolve when heated to approximately 290 ° F (143 ° C). The above example is repeated in the same order as described above, but the polyisocyanate is heated to approximately 40 ° C. With rapid stirring, diamine is added and a similar white precipitate forms which cannot be dissolved by heating to approximately 290 ° F (143 ° C).

В соответствии с настоящим изобретением тот же полиизоцианат, который описан выше, нагревают до приблизительно 40°С. Приблизительно 0,1 эквивалента воды быстро добавляют при перемешивании. Подключают вакуум (4 мм рт.ст.) для удаления диоксида углерода, и полимочевина, образовавшаяся в полиуретане, дает полиуретанполимочевинополиизоцианат, который имеет незначительную мутность. Диаминный аналог DESMODUR W образуется in situ, когда вода вступает в реакцию. Затем смесь вводят в реакцию с 0,8 эквивалента триметилолпропана с образованием пластика с высоким модулем упругости и с высокой оптической прозрачностью. Светопропускание образца толщиной 1/8'' (0,3 см) составляет 91,8% с мутностью менее чем 0,1%. Температура стеклования равна 175°С.In accordance with the present invention, the same polyisocyanate as described above is heated to about 40 ° C. About 0.1 equivalents of water are quickly added with stirring. A vacuum (4 mmHg) is connected to remove carbon dioxide, and the polyurea formed in the polyurethane gives a polyurethane polyurea polyisocyanate, which has a slight turbidity. The diamine analogue of DESMODUR W is formed in situ when water reacts. The mixture is then reacted with 0.8 equivalents of trimethylolpropane to form plastic with a high modulus of elasticity and with high optical transparency. The light transmission of the sample with a thickness of 1/8 '' (0.3 cm) is 91.8% with a turbidity of less than 0.1%. The glass transition temperature is 175 ° C.

В соответствии с настоящим изобретением тот же полиизоцианат вводят в реакцию с 0,2 эквивалента воды при приблизительно 40°С и диоксид углерода удаляют в вакууме. Диаминный аналог DESMODUR W образуется in situ, когда вода вступает в реакцию. Затем приблизительно 0,5 эквивалента пентандиола и приблизительно 0,2 эквивалента триметилолпропана вводят в реакцию с полиуретанполимочевинополиизоцианатом с получением пластика с высокой оптической прозрачностью, со светопропусканием 91,74% в случае образца толщиной 1/8'' (0,3 см) и температурой стеклования приблизительно 137°С.In accordance with the present invention, the same polyisocyanate is reacted with 0.2 equivalents of water at about 40 ° C. and carbon dioxide is removed in vacuo. The diamine analogue of DESMODUR W is formed in situ when water reacts. Then, approximately 0.5 equivalents of pentanediol and approximately 0.2 equivalents of trimethylolpropane are reacted with polyurethane-polyurea-polyurea-polyisocyanate to obtain a plastic with high optical transparency, with a transmittance of 91.74% in the case of a 1/8 '' (0.3 cm) sample and temperature glass transitions of approximately 137 ° C.

Примеры RR examples

Пример R1Example R1

В стеклянный реактор с атмосферой азота при перемешивании загружают: 8,26 мас.% 3,6-дитиа-1,2-октандиола (91,6 экв. масса); 29,47 мас.% бис(4-(2-гидроксиэтокси)-3,5-дибром-фенил)сульфона (326,985 экв. масса); 6,50 мас.% 1,4-циклогександиметанола (CHDM) (72,1 экв. масса); 5,10 мас.% триметилолпропана (44 экв. масса); 50,68 мас.% 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата) (DESMODUR W) (131,2 экв. масса), предварительно нагретого до температуры 80°С. Смесь нагревают до температуры 115°С.The following are loaded into a glass reactor with a nitrogen atmosphere with stirring: 8.26 wt.% 3,6-dithia-1,2-octanediol (91.6 equiv. Mass); 29.47 wt.% Bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3,5-dibromo-phenyl) sulfone (326.985 equiv. Mass); 6.50 wt.% 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM) (72.1 equiv. Mass); 5.10 wt.% Trimethylolpropane (44 equiv. Mass); 50.68 wt.% 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) (DESMODUR W) (131.2 equiv. Mass), preheated to a temperature of 80 ° C. The mixture is heated to a temperature of 115 ° C.

Затем смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×13×0,125'' (30×33×0,3 см), предварительно нагретую до температуры 121°С. Заполненную ячейку затем отверждают в печи в течение 48 часов при 121°С.The mixture is then degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 13 × 0.125 '' (30 × 33 × 0.3 cm), preheated to a temperature of 121 ° C. The filled cell is then cured in an oven for 48 hours at 121 ° C.

Показатель преломления полученной линзы измерен как nD = 1,5519.The refractive index of the obtained lens is measured as n D = 1.5519.

Пример R2Example R2

В стеклянный реактор с атмосферой азота при перемешивании загружают: 30,75 мас.% 3,6-дитиа-1,2-октандиола (91,6 экв. масса); 6,23 мас.% ТМР (44,0 экв. масса) и 62,92 мас.% DESMODUR W (131,2 экв. масса), предварительно нагретого до температуры 80°С. Смесь нагревают до температуры 105°С.The following are charged into a glass reactor with a nitrogen atmosphere with stirring: 30.75 wt.% 3,6-dithia-1,2-octanediol (91.6 equiv. Mass); 6.23 wt.% TMP (44.0 equiv. Mass) and 62.92 wt.% DESMODUR W (131.2 equiv. Mass), preheated to a temperature of 80 ° C. The mixture is heated to a temperature of 105 ° C.

Затем смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×13×0,125'' (30×33×0,3 см), предварительно нагретую до температуры 121°С. Заполненную ячейку затем отверждают в печи в течение 48 часов при 121°С.The mixture is then degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 13 × 0.125 '' (30 × 33 × 0.3 cm), preheated to a temperature of 121 ° C. The filled cell is then cured in an oven for 48 hours at 121 ° C.

Показатель преломления полученной линзы измерен как nD = 1,5448, а ударостойкость составляет 82,0 дюйм·фунт (9 Дж).The refractive index of the obtained lens is measured as n D = 1.5448, and the impact resistance is 82.0 inch · lb (9 J).

Пример R3Example R3

В стеклянный реактор с атмосферой азота при перемешивании загружают: 9,70 мас.% 1,5-пентандиола (52,1 экв. масса); 7,03 мас.% ТМР (44,0 экв. масса); 13,43 мас.% CHDM (72,1 экв. масса) и 69,84 мас.% DESMODUR W (131,2 экв. масса), предварительно нагретого до температуры 80°С. Смесь нагревают до температуры 105°С.The following are charged into a glass reactor with a nitrogen atmosphere with stirring: 9.70 wt.% 1,5-pentanediol (52.1 equiv. Mass); 7.03 wt.% TMP (44.0 equiv. Mass); 13.43 wt.% CHDM (72.1 equiv. Mass) and 69.84 wt.% DESMODUR W (131.2 equiv. Mass), preheated to a temperature of 80 ° C. The mixture is heated to a temperature of 105 ° C.

Затем смесь дегазируют и наливают в литейную ячейку размерами 12×13×0,125'' (30×33×0,3 см), предварительно нагретую до температуры 121°С. Заполненную ячейку затем отверждают в печи в течение 48 часов при 121°С.The mixture is then degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 13 × 0.125 '' (30 × 33 × 0.3 cm), preheated to a temperature of 121 ° C. The filled cell is then cured in an oven for 48 hours at 121 ° C.

Ударостойкость составляет 160,0 дюйм·фунт (18 Дж).Impact resistance is 160.0 in · lb (18 J).

Пример R4Example R4

Данный пример проводят в соответствии с методикой примера 3 за исключением того, что вместо 1,5-пентандиола используют 1,4-бутандиол (45,1 экв. масса) и CHDM не присутствует в смеси. 17,18% 1,4-бутандиола, 7,23% триметилолпропана и 75,48% DESMODUR W.This example is carried out in accordance with the procedure of example 3 except that instead of 1,5-pentanediol, 1,4-butanediol (45.1 eq. Mass) is used and CHDM is not present in the mixture. 17.18% 1,4-butanediol, 7.23% trimethylolpropane and 75.48% DESMODUR W.

Ударостойкость составляет 120,0 дюйм·фунт (14 Дж).The impact resistance is 120.0 in · lb (14 J).

Пример R5Example R5

Данный пример проводят в соответствии с методикой примера 4 за исключением того, что вместо 1,4-бутандиола используют 1,4-бензолдиметанол (69,1 экв. масса). 25,09 мас.% 1,4-бензолдиметанола, 6,85 мас.% триметилопропана и 74,57 мас.% DESMODUR W.This example is carried out in accordance with the procedure of example 4 except that instead of 1,4-butanediol, 1,4-benzenedimethanol (69.1 equiv. Mass) is used. 25.09 wt.% 1,4-benzenedimethanol, 6.85 wt.% Trimethylopropane and 74.57 wt.% DESMODUR W.

Ударостойкость составляет 72,0 дюйм·фунт (8 Дж). Установлено, что через пятнадцать минут в цикле отверждения материал становится мутным. Поэтому в течение остального цикла отверждения температуру в печи повышают до 143°С, но материал остается мутным.Impact resistance is 72.0 in · lb (8 J). It was found that after fifteen minutes in the curing cycle, the material becomes cloudy. Therefore, during the rest of the curing cycle, the temperature in the furnace is increased to 143 ° C, but the material remains cloudy.

Пример R6Example R6

Данный пример проводят в соответствии с методикой примера 5 за исключением того, что к смеси также добавляют 1,4-бутандиол (45,1 экв. масса) и смесь нагревают до температуры 115°С вместо 105°С. 13,12 мас.% 1,4-бензолдиметанола, 8,55 мас.% 1,4-бутандиола, 71,17 мас.% DESMODUR W.This example is carried out in accordance with the procedure of example 5 except that 1,4-butanediol (45.1 equiv. Mass) is also added to the mixture and the mixture is heated to a temperature of 115 ° C instead of 105 ° C. 13.12 wt.% 1,4-benzenedimethanol, 8.55 wt.% 1,4-butanediol, 71.17 wt.% DESMODUR W.

Ударостойкость составляет 72,0 дюйм·фунт (8 Дж).Impact resistance is 72.0 in · lb (8 J).

Пример R7Example R7

Данный пример проводят в соответствии с методикой примера 6 за исключением того, что вместо 1,4-бутандиола используют 1,6-гександиол (59,1 экв. масса). 12,76 мас.% 1,4-бензолдиметанола, 10,93 мас.% 1,6-гександиола и 69,32 мас.% DESMODUR W.This example is carried out in accordance with the procedure of example 6 except that instead of 1,4-butanediol 1,6-hexanediol (59.1 equiv. Mass) is used. 12.76 wt.% 1,4-benzenedimethanol, 10.93 wt.% 1,6-hexanediol and 69.32 wt.% DESMODUR W.

Ударостойкость составляет 64,0 дюйм·фунт (7 Дж).Impact resistance is 64.0 in · lb (7 J).

Пример R8Example R8

Данный пример проводят в соответствии с методикой примера 7 за исключением того, что тиодиэтанол (61,1 экв. масса) используют вместо 1,4-бензолдиметанола и смесь нагревают до температуры 105°С вместо 115°С. 11,78 мас.% 2,2-тиодиэтанола, 8,69 мас.% 1,4-бутандиола, 7,27 мас.% триметилолпропана и 70,10 мас.% DESMODUR W.This example is carried out in accordance with the procedure of example 7 except that thiodiethanol (61.1 eq. Mass) is used instead of 1,4-benzenedimethanol and the mixture is heated to a temperature of 105 ° C instead of 115 ° C. 11.78% by weight of 2,2-thiodiethanol, 8.69% by weight of 1,4-butanediol, 7.27% by weight of trimethylolpropane and 70.10% by weight of DESMODUR W.

Ударостойкость составляет 72,0 дюйм·фунт (8 Дж).Impact resistance is 72.0 in · lb (8 J).

Пример R9Example R9

Данный пример проводят в соответствии с методикой примера 3 за исключением того, что CHDM не присутствует в смеси и смесь нагревают до температуры 115°С вместо 105°С. 20,16 мас.% 1,5-пентандиола, 7,3 мас.% триметилолпропана и 72,55 мас.% DESMODUR W.This example is carried out in accordance with the procedure of example 3 except that CHDM is not present in the mixture and the mixture is heated to a temperature of 115 ° C instead of 105 ° C. 20.16 wt.% 1,5-pentanediol, 7.3 wt.% Trimethylolpropane and 72.55 wt.% DESMODUR W.

Ударостойкость составляет 200,0 дюйм·фунт (23 Дж).Impact resistance is 200.0 in · lb (23 J).

Пример R10Example R10

Данный пример проводят в соответствии с методикой примера 9 за исключением того, что вместо 1,5-пентандиола используют 1,8-октандиол (73,1 экв. масса). 26,14 мас.% 1,8-октандиола, 6,75 мас.% триметилолпропана и 67,11 мас.% DESMODUR W.This example is carried out in accordance with the procedure of example 9 except that instead of 1,5-pentanediol, 1,8-octanediol (73.1 eq. Mass) is used. 26.14 wt.% 1,8-octanediol, 6.75 wt.% Trimethylolpropane and 67.11 wt.% DESMODUR W.

Ударостойкость составляет 624,0 дюйм·фунт (72 Дж).Impact resistance is 624.0 in · lb (72 J).

Пример R11Example R11

Данный пример проводят в соответствии с методикой примера 10 за исключением того, что вместо 1,8-октандиола используют 1,10-декандиол (87,1 экв. масса). 29,66 мас.% 1,10-декандиола, 6,43 мас.% триметилолпропана и 63,9 мас.% DESMODUR W.This example is carried out in accordance with the procedure of example 10 except that instead of 1,8-octanediol, 1,10-decanediol (87.1 equiv. Mass) is used. 29.66% by weight of 1,10-decanediol, 6.43% by weight of trimethylolpropane and 63.9% by weight DESMODUR W.

Ударостойкость составляет 624,0 дюйм·фунт (72 Дж).Impact resistance is 624.0 in · lb (72 J).

Пример R12Example R12

Данный пример проводят в соответствии с методикой примера 11 за исключением того, что вместо 1,10-декандиола используют этиленгликоль (31,0 экв. масса) и смесь нагревают до температуры 105°С вместо 115°С. 13,06 мас.% этиленгликоля, 7,95 мас.% триметилолпропана и 78,99 мас.% DESMODUR W.This example is carried out in accordance with the procedure of example 11 except that ethylene glycol (31.0 eq. Mass) is used instead of 1,10-decanediol and the mixture is heated to a temperature of 105 ° C instead of 115 ° C. 13.06 wt.% Ethylene glycol, 7.95 wt.% Trimethylolpropane and 78.99 wt.% DESMODUR W.

Ударостойкость составляет 8,0 дюйм·фунт (1 Дж).Impact resistance is 8.0 inch · lb (1 J).

Пример R13Example R13

Данный пример проводят в соответствии с методикой примера 11 за исключением того, что вместо 1,10-декандиола используют 1,12-додекандиол. 32,87 мас.% 1,12-додекандиола, 6,14 мас.% триметилолпропана и 60,99 мас.% DESMODUR W.This example is carried out in accordance with the methodology of example 11 except that 1.12-dodecandiol is used instead of 1,10-decanediol. 32.87 wt.% 1.12-dodecanediol, 6.14 wt.% Trimethylolpropane and 60.99 wt.% DESMODUR W.

Ударостойкость составляет 624,0 дюйм·фунт (72 Дж).Impact resistance is 624.0 in · lb (72 J).

Пример R14Example R14

Данный пример проводят в соответствии с методикой примера 13 за исключением того, что вместо 1,12-додекандиола используют 1,6-гександиол (59,1 экв. масса) и смесь нагревают до температуры 105°С вместо 115°С. 22,24 мас.% 1,6-гександиола, 7,11 мас.% триметилолпропана и 70,65 мас.% DESMODUR W.This example is carried out in accordance with the procedure of example 13 except that instead of 1,12-dodecanediol, 1,6-hexanediol (59.1 equiv. Mass) is used and the mixture is heated to a temperature of 105 ° C instead of 115 ° C. 22.24 wt.% 1,6-hexanediol, 7.11 wt.% Trimethylolpropane and 70.65 wt.% DESMODUR W.

Ударостойкость составляет 144,0 дюйм·фунт (17 Дж).Impact resistance is 144.0 in · lb (17 J).

Пример R15Example R15

Данный пример проводят в соответствии с методикой примера 9. Ударостойкость составляет 80,0 дюйм·фунт (9 Дж).This example is carried out in accordance with the procedure of example 9. Impact resistance is 80.0 inch · lb (9 J).

Пример R16Example R16

Данный пример проводят в соответствии с методикой примера 11 за исключением того, что используют 101,2 экв. массы 1,10-декандиола и КМ-1733 (карбонатдиола с ММ 1000, изготовленный из гександиола и диэтилкарбоната и являющийся коммерчески доступным от ICI) (428 экв. масса). 28,29 мас.% 1,10-декандиола, 9,48 мас.% РС-1733, 5,69 мас.% триметилолпропана и 56,54 мас.% DESMODUR W.This example is carried out in accordance with the methodology of example 11 except that 101.2 equiv. mass of 1,10-decanediol and KM-1733 (carbonatiol with MM 1000 made from hexanediol and diethyl carbonate and which is commercially available from ICI) (428 equiv. mass). 28.29% by weight of 1,10-decanediol, 9.48% by weight of PC-1733, 5.69% by weight of trimethylolpropane and 56.54% by weight DESMODUR W.

Ударостойкость составляет 640,0 дюйм·фунт (74 Дж).Impact resistance is 640.0 in · lb (74 J).

Пример 17Example 17

Рецептуры 1-11 получают в соответствии с методикой примера 3 за исключением того, что для получения реакционной смеси используют компоненты, перечисленные в таблице 21. Полученные свойства (предел прочности при растяжении при текучести, % относительного удлинения при текучести, предел прочности при растяжении при разрыве, % относительного удлинения при разрыве и модуль Юнга измеряют в соответствии со стандартом ASTM-D 638-03; ударостойкость по Гарднеру измеряют в соответствии со стандартом ASTM-D 5420-04; Тg измеряют с использованием динамомеханического анализа и плотность измеряют в соответствии со стандартом ASTM-D 792) для рецептур 1-11 представлены в таблицах 27-29.Formulations 1-11 are prepared in accordance with the procedure of Example 3 except that the components listed in Table 21 are used to obtain the reaction mixture. The obtained properties (tensile strength at yield,% elongation at yield, tensile strength at break ,% elongation at break and Young's modulus measured in accordance with ASTM-D 638-03; Gardner impact resistance measured in accordance with ASTM-D 5420-04; T g measured using dynamomechanical analysis and density are measured in accordance with ASTM-D 792) for formulations 1-11 are presented in tables 27-29.

Таблица 27Table 27 Рецептура, №Recipe, No. КомпонентComponent Эквивалентная масса (г/экв.)Equivalent Weight (g / eq.) ЭквивалентыEquivalents МассаWeight Мас.%Wt% WW uu (%) (%) WW cc (%) (%) МM cc (г/моль) (g / mol) 1one ТМРTMP 44,744.7 0,30.3 13,4013.40 6,56.5 28,728.7 39,439,4 20552055 1,10-Додекандиол1,10-Dodecandiol 87,187.1 0,70.7 60,9760.97 29,729.7 DESMODUR WDESMODUR W 131,0131.0 1,01,0 131,0131.0 63,863.8 22 ТМРTMP 44,744.7 0,30.3 13,4013.40 6,76.7 29,429.4 40,440,4 20062006 1,10-Додекандиол1,10-Dodecandiol 87,187.1 0,350.35 30,4830.48 15,215,2 1,8-Октандиол1,8-octanediol 73,173.1 0,350.35 25,5825.58 12,712.7 DESMODUR WDESMODUR W 131,0131.0 1,01,0 131,0131.0 65,465,4 33 ТМРTMP 44,744.7 0,30.3 13,4013.40 7,617.61 33,533.5 46,0446.04 17591759 1,4-Бутандиол1,4-butanediol 45,045.0 0,70.7 31,531.5 17,917.9 DESMODUR WDESMODUR W 131,0131.0 1,01,0 131,0131.0 74,4974.49 4four ТМРTMP 44,744.7 0,30.3 13,4013.40 7,407.40 32,632.6 44,844.8 18081808 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 52,052.0 0,70.7 36,436,4 20,1320,13 DESMODUR WDESMODUR W 131,0131.0 1,01,0 131,0131.0 72,4772.47 55 ТМРTMP 44,744.7 0,60.6 26,8226.82 11,6411.64 33,033.0 45,8145.81 17861786 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 52,052.0 0,40.4 20,820.8 15,0615.06 DESMODUR WDESMODUR W 131,0131.0 1,01,0 131,0131.0 73,373.3 66 ТМРTMP 44,744.7 0,30.3 13,4013.40 7,207.20 31,7731.77 43,6243.62 18571857 1,6-Гександиол1,6-hexanediol 59,059.0 0,70.7 41,341.3 22,2622.26 DESMODUR WDESMODUR W 131,0131.0 1,01,0 131,0131.0 70,5470.54 77 ТМРTMP 44,744.7 0,30.3 13,4013.40 6,816.81 30,4430,44 19381938 1,4-CHDM1,4-CHDM 72,1172.11 0,350.35 25,2425.24 13,0213.02 1,6-BDM1,6-BDM 69,0869.08 0,350.35 24,1824.18 12,4812.48 DESMODUR WDESMODUR W 131,0131.0 1,01,0 131,0131.0 131,0131.0

Таблица 28Table 28 Рецептура, №Recipe, No. КомпонентComponent Эквивалентная масса (г/экв.)Equivalent Weight (g / eq.) ЭквивалентыEquivalents МассаWeight Мас.%Wt% WW uu (%) (%) WW cc (%) (%) МM cc (г/моль) (g / mol) 88 ТМРTMP 1,4-CHDM1,4-CHDM 72,1172.11 0,350.35 25,2425.24 13,4313.43 1,5-Пентандиол1,5-pentanediol 52,052.0 0,350.35 18,2318.23 9,709.70 99 ТМРTMP 44,744.7 0,30.3 13,4013.40 6,946.94 31,031,0 42,5542.55 19031903 1,4-CHDM1,4-CHDM 72,1172.11 0,350.35 25,2425.24 13,2613.26 1,6-Гександиол1,6-hexanediol 59,0959.09 0,350.35 20,6820.68 10,8710.87 DESMODUR WDESMODUR W 131,0131.0 1,01,0 131,0131.0 68,9468.94 1010 ТМРTMP 1,8-Октандиол1,8-octanediol DESMODUR WDESMODUR W 44,744.7 0,30.3 13,2013,20 6,76.7 30,230,2 41,441,4 19561956 73,173.1 0,70.7 51,1751.17 26,226.2 11eleven ТМРTMP 131,0131.0 1,01,0 1,01,0 67,167.1 3,6-Дитиа-1,2-октандиол3,6-Dithia-1,2-octanediol DESMODUR WDESMODUR W 44,744.7 0,30.3 13,4013.40 6,336.33 28,2928.29 38,8438.84 20852085 91,691.6 0,70.7 64,1264.12 30,7530.75 Примечание: Рецептура 11 имеет показатель преломления 1,55 и ударостойкость по Гарднеру 65 дюйм·фунт.Note: Formulation 11 has a refractive index of 1.55 and Gardner impact resistance of 65 inch · lb.

Figure 00000034
Figure 00000034

Пример R18Example R18

Данный пример проводят в соответствии с методикой примера 12 за исключением того, что вместо этиленгликоля используют 53,0 экв. массы диэтиленгликоля и смесь нагревают до температуры 115°С вместо 105°С.This example is carried out in accordance with the procedure of example 12 except that instead of ethylene glycol, 53.0 equiv. the mass of diethylene glycol and the mixture is heated to a temperature of 115 ° C instead of 105 ° C.

Ударостойкость составляет 6,0 дюйм·фунт.Impact resistance is 6.0 in · lb.

Пример R19Example R19

Данный пример проводят в соответствии с методикой примера 18 за исключением того, что вместо диэтиленгликоля используют 67,0 экв. массы дипропиленгликоля.This example is carried out in accordance with the procedure of example 18 except that instead of diethylene glycol, 67.0 equiv. dipropylene glycol masses.

Ударостойкость составляет 8,0 дюйм·фунт.Impact resistance is 8.0 inch · lb.

После отверждения набор листов, покрытых каждым из полимеров А-D, подвергают испытаниям на истирание с использованием стандартного испытания на истирание по Тэйберу со шлифовальными кругами CS10F (одна пара для всех образцов), каждый круг по 500 г. Шлифовальный круг перешлифовывают перед каждым циклом (25 циклов). Испытания проводят при температуре в интервале от приблизительно 70°F до приблизительно 75°F и при относительной влажности от приблизительно 50% до приблизительно 60%. Определяют среднюю мутность по рассеянному свету для данного числа циклов Тэйбера, полученные результаты представлены ниже.After curing, a set of sheets coated with each of AD polymers is subjected to abrasion tests using the standard Taber abrasion test with CS10F grinding wheels (one pair for all samples), each 500 g circle. The grinding wheel is ground before each cycle ( 25 cycles). The tests are carried out at a temperature in the range of from about 70 ° F to about 75 ° F and at a relative humidity of from about 50% to about 60%. The average haze from the scattered light is determined for a given number of Taber cycles; the results are presented below.

Стандартная методика испытания воздействий QUV-B в течение 1000 ч соответствует приблизительно трем годам внешних воздействий. Полученные результаты представлены ниже.The standard QUV-B exposure test procedure for 1000 hours corresponds to approximately three years of external exposure. The results are presented below.

Образцы, подвергнутые воздействию: 1000 часов воздействия QUV-B - 3 года внешних воздействийExposed samples: 1000 hours of exposure. QUV-B - 3 years of external exposure. Покрыты образцомSample Covered Мутность (%) при числе цикловTurbidity (%) at the number of cycles 00 100one hundred 300300 500500 10001000 Полимер АPolymer A Полимер ВPolymer B Полимер СPolymer C Полимер DPolymer D

Примеры S: Испытание на огнестойкостьExamples S: Fire Test

Пример S1Example S1

Полиуретановый полимер в соответствии с настоящим изобретением получен из компонентов, перечисленных ниже:The polyurethane polymer in accordance with the present invention is obtained from the components listed below:

Твердые веществаSolids Масса полимера (г)The mass of the polymer (g) Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name Бис(2-гидрокси-этиловый) эфир тетрабромбисфенола АBis (2-hydroxy-ethyl) tetrabromobisphenol A ester 1,6-гексан-диол1,6-hexane diol ТМРTMP Des WDes w 291,54291.54 100,00100.00 ОН#IT# -- -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 315,99315.99 59,0959.09 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,40000.4000 0,50000.5000 0,1000,100 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 126,40126.40 29,5529.55 4,404.40 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 43,35%43.35% 10,13%10.13% 1,51%1.51% 45,00%45.00% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 43,3543.35 10,1310.13 1,511.51 45,0045.00 -- Массовый % уретанаBulk% Urethane 20,2420.24 Молекулярная масса сшивки (г/моль) (МThe molecular weight of the crosslinking (g / mol) (M сfrom )) 8746,238746,23

1,6-Гександиол, триметилолпропан и DESMODUR W, предварительно нагретый до 80°С, добавляют в стеклянный реактор вместе с твердым бис(2-гидроксиэтиловым) эфиром тетрабромбисфенола А. При перемешивании на горячей плитке смесь нагревают до тех пор, пока она не станет прозрачной и весь твердый бис(2-гидроксиэтиловый) эфир тетрабромбисфенола А не растворится/не расплавится.1,6-Hexanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W, preheated to 80 ° C, are added to the glass reactor together with tetrabromobisphenol A solid bis (2-hydroxyethyl) ether. When stirred on a hot plate, the mixture is heated until it becomes transparent and all solid bis (2-hydroxyethyl) ester of tetrabromobisphenol A will not dissolve / not melt.

Данные по начальной ударостойкости по Гарднеру показывают более высокую ударостойкость, чем у вытянутого акрилового полимера (>16 дюйм·фунт), и намного более высокую, чем у PLEXIGLAS (2 дюйм·фунт). Испытания на огнестойкость с помощью горелки Бунзена показывают, что пламя сразу же подвергается самогашению.Gardner's initial impact resistance data show higher impact resistance than elongated acrylic polymer (> 16 inch · lb) and much higher than PLEXIGLAS (2 inch · lb). Fire tests with a Bunsen burner show that the flame immediately extinguishes itself.

Пример S2Example S2

Полиуретановый полимер в соответствии с настоящим изобретением получен из компонентов, перечисленных ниже:The polyurethane polymer in accordance with the present invention is obtained from the components listed below:

Твердые веществаSolids Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name Бис(2-гидроксиэтиловый) эфир тетрабромбисфенола АBis (2-hydroxyethyl) ester of tetrabromobisphenol A 1,6-гександиол1,6-hexanediol ТМРTMP Des WDes w 475,00475.00 ОН#IT# -- -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 315,99315.99 59,0959.09 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,45000.4500 0,45000.4500 0,1000,100 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 142,20142.20 26,5926.59 4,404.40 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 46,72%46.72% 8,74%8.74% 1,45%1.45% 43,10%43.10% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 221,90221.90 41,4941.49 6,876.87 204,74204.74 -- Массовый % уретанаBulk% Urethane 19,3819.38 Молекулярная масса сшивки (г/моль) (МThe molecular weight of the crosslinking (g / mol) (M сfrom )) 9131,589131.58

Масса полимера составляет 304,39 г. 1,6-Гександиол, триметилолпропан и DESMODUR W, предварительно нагретый до 80°С, добавляют в стеклянный реактор вместе с твердым бис(2-гидроксиэтиловым) эфиром тетрабромбисфенола А. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С, пока она не станет прозрачной и весь твердый бис(2-гидроксиэтиловый)эфир тетрабромбисфенола А не растворится/не расплавится. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и выливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'', предварительно нагретую до 121°С. Заполненную ячейку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Данные по начальной ударостойкости свидетельствуют об очень плохих свойствах (<16 дюйм·фунт). Испытания на огнестойкость с помощью горелки Бунзена показывают, что пламя сразу же подвергается самогашению.The polymer weight is 304.39 g. 1,6-Hexanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W, preheated to 80 ° C, are added to the glass reactor together with tetrabromobisphenol A solid bis (2-hydroxyethyl) ether. Under nitrogen and with constant stirring the mixture is heated to ~ 105 ° C until it becomes transparent and the whole solid tetrabromobisphenol A bis (2-hydroxyethyl) ether dissolves / does not melt. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '', previously heated to 121 ° C. The filled cell was cured for 48 hours at 121 ° C. Initial impact resistance data indicate very poor properties (<16 in · lb). Fire tests with a Bunsen burner show that the flame immediately extinguishes itself.

Пример S3Example S3

Полиуретановый полимер в соответствии с настоящим изобретением получен из компонентов, перечисленных ниже:The polyurethane polymer in accordance with the present invention is obtained from the components listed below:

Твердые веществаSolids Заданный размер загрузки (г)Set loading size (g) Название мономераMonomer name Бис(2-гидроксиэтиловый) эфир тетрабромбисфенола АBis (2-hydroxyethyl) ester of tetrabromobisphenol A 1,6-гександиол1,6-hexanediol ТМРTMP Des WDes w 300,00300.00 ОН#IT# -- -- -- -- Кислота#Acid# -- -- -- -- Эквивалентная массаEquivalent mass 315,99315.99 59,0959.09 44,0044.00 131,2131.2 Заданные эквивалентыAssigned Equivalents 0,10000.1000 0,80000.8000 0,1000,100 1,0001,000 Масса мономераMonomer mass 31,6031.60 47,2747.27 4,404.40 131,20131.20 Массовый % мономераBulk% Monomer 14,73%14.73% 22,04%22.04% 2,05%2.05% 61,17%61.17% Массы мономеров во время опытаThe mass of monomers during the experiment 44,2044,20 66,1266.12 6,156.15 183,52183.52 -- Массовый % уретанаBulk% Urethane 27,5127.51 Молекулярная масса сшивки (г/моль) (МThe molecular weight of the crosslinking (g / mol) (M сfrom )) 6434,136434.13

Масса полимера составляет 214,47 г. 1,6-Гександиол, триметилолпропан и DESMODUR W, предварительно нагретый до 80°С, добавляют в стеклянный реактор вместе с твердым бис(2-гидроксиэтиловым)эфиром тетрабромбисфенола А. В атмосфере азота и при постоянном перемешивании смесь нагревают до ~105°С, пока она не станет прозрачной и весь твердый бис(2-гидроксиэтиловый) эфир тетрабромбисфенола А не растворится/не расплавится. После того как смесь станет прозрачной, смесь дегазируют и выливают в литейную ячейку размерами 12×12×0,125'', предварительно нагретую до 121°С. Заполненную ячейку отверждают в течение 48 часов при 121°С. Испытания на огнестойкость с помощью горелки Бунзена показывают, что полимер обугливается и сгорает приблизительно через 7 секунд после удаления пламени.The polymer weight is 214.47 g. 1,6-Hexanediol, trimethylolpropane and DESMODUR W, preheated to 80 ° C, are added to the glass reactor together with tetrabromobisphenol A solid bis (2-hydroxyethyl) ether. Under nitrogen and with constant stirring the mixture is heated to ~ 105 ° C until it becomes transparent and the whole solid tetrabromobisphenol A bis (2-hydroxyethyl) ether dissolves / does not melt. After the mixture becomes transparent, the mixture is degassed and poured into a casting cell measuring 12 × 12 × 0.125 '', previously heated to 121 ° C. The filled cell was cured for 48 hours at 121 ° C. Fire tests with a Bunsen burner show that the polymer is carbonized and burns approximately 7 seconds after the flame has been removed.

Пример ТExample T

Полиуретан, усиленный стекловолокномFiberglass Reinforced Polyurethane

Следующие реагенты: 208 г 1,10-декандиола (2,39 эквивалента) и 45,7 г триметилолпропана (1,02 эквивалента), загружают в колбу и нагревают до 125°С в атмосфере азота при перемешивании. Когда образуется прозрачный гомогенный расплав, смесь охлаждают до 105°С и добавляют 446 г (3,41 эквивалента) DESMODUR W. После перемешивания в течение 15 минут и повторного нагревания приблизительно до 90°С смесь становится прозрачной. После выдерживания при температуре 90°С в течение приблизительно 10 минут приблизительно 50% жидкости переносят с помощью вакуума в форму размерами 20×20×1/8'' (50,8×50,8×0,3 см), содержащую 4 слоя двунаправленного мата из Е-стекловолокна, покрытого удаляемой тканью и ячейками для потока, внутри вакуумного мешка. Форму и стекло перед началом переноса предварительно нагревают до 105°С.The following reagents: 208 g of 1,10-decanediol (2.39 equivalents) and 45.7 g of trimethylolpropane (1.02 equivalents) are charged to a flask and heated to 125 ° C. under nitrogen with stirring. When a clear, homogeneous melt forms, the mixture is cooled to 105 ° C. and 446 g (3.41 equivalents) of DESMODUR W are added. After stirring for 15 minutes and reheating to approximately 90 ° C., the mixture becomes clear. After keeping at 90 ° C for approximately 10 minutes, approximately 50% of the liquid is transferred by vacuum into a mold measuring 20 × 20 × 1/8 '' (50.8 × 50.8 × 0.3 cm) containing 4 layers Bidirectional E-fiber mat coated with removable fabric and flow cells inside the vacuum bag. The mold and glass are preheated to 105 ° C before starting the transfer.

Приблизительно через 15 минут достаточное количество материала переносится в полностью заполненный мешок и пропитывает стекловолокно. Мешок и форму затем нагревают при 143°С в течение 48 часов. Температуру полученного композита стекловолокно-полиуретан затем снижают до 120°С и выдерживают 1 час, после чего температуру далее снижают до 38°С. Через 1 час при 38°С систему охлаждают до комнатной температуры и разбирают. Полученная деталь является жесткой, бесцветной и сплошной.After approximately 15 minutes, a sufficient amount of material is transferred to a fully filled bag and impregnated with fiberglass. The bag and mold are then heated at 143 ° C. for 48 hours. The temperature of the obtained fiberglass-polyurethane composite is then reduced to 120 ° C and held for 1 hour, after which the temperature is further reduced to 38 ° C. After 1 hour at 38 ° C, the system was cooled to room temperature and disassembled. The resulting part is stiff, colorless and solid.

Пример UExample U

Многослойный композит отлитой пленки в соответствии с настоящим изобретением на вытянутом акриловом полимереLaminated composite film cast according to the present invention on an elongated acrylic polymer

Литейную ячейку собирают с использованием 0,5'' вытянутого акрилового полимера Polycast 84® и 0,25'' стекла, которое покрыто для высвобождения диметилдихлорсиланом. Для хорошей адгезии полиуретана на вытянутый акриловый полимер наносят грунтовку. Ячейка имеет размеры 6×6'' с 0,060'' зазором между стеклом и вытянутым акриловым полимером, который удерживается постоянным с помощью силиконовой резиновой прокладки. Края зажимают. Композицию с использованием 0,3 эквивалента триметилолпропана, 0,7 эквивалента 1,5-пентандиола и 1,0 эквивалента DESMIDUR W смешивают и дегазируют при 210°F и выливают в описанную литейную ячейку. Композицию отверждают при 180°F в течение 3 дней, дают остыть до комнатной температуры и затем отлитую пленку пластика отделяют от листа антиадгезионного стекла. Получают композит с высокими оптическими характеристиками, который обладает прекрасной адгезией к основе и высокой стойкостью к распространению трещин при напряжении и при воздействии растворителей.The casting cell was collected using 0.5 '' elongated acrylic polymer Polycast 84 ® and 0.25 '' glass which is coated to release dimethyldichlorosilane. For good adhesion of the polyurethane to the elongated acrylic polymer, a primer is applied. The cell measures 6 × 6 '' with a 0.060 '' gap between the glass and the elongated acrylic polymer, which is held constant with a silicone rubber pad. The edges are clamped. A composition using 0.3 equivalent of trimethylolpropane, 0.7 equivalent of 1,5-pentanediol and 1.0 equivalent of DESMIDUR W is mixed and degassed at 210 ° F and poured into the described casting cell. The composition was cured at 180 ° F for 3 days, allowed to cool to room temperature, and then the molded plastic film was separated from the sheet of release glass. Get a composite with high optical characteristics, which has excellent adhesion to the base and high resistance to crack propagation under stress and when exposed to solvents.

Композит подвергают воздействию нагрузки 4000 фунт/кв.дюйм с полиуретановым пластиком в растягивающем напряжении и наносят этилацетат, покрывают стеклянным предметным стеклом и выдерживают в течение 30 минут. При исследовании под микроскопом не наблюдается образование трещин. Такое же испытание проводят на непокрытом вытянутом акриловом полимере, на котором сразу же наблюдается образование трещин, видимых без микроскопа. Такое же испытание проводят на непокрытом вытянутом акриловом полимере, подвернутом нагрузке 1000 фунт/кв.дюйм. Образование трещин, видимых без микроскопа, также происходит немедленно.The composite is subjected to a load of 4000 psi with tensile stress polyurethane plastic and ethyl acetate is applied, coated with a glass slide and held for 30 minutes. When examined under a microscope, cracking is not observed. The same test is carried out on an uncovered elongated acrylic polymer, on which the formation of cracks immediately visible without a microscope is immediately observed. The same test is carried out on an uncovered elongated acrylic polymer with a load of 1000 psi. Cracks visible without a microscope also occur immediately.

Примеры VExamples V

Усиленные композитыReinforced Composites

Что касается таблицы 30, то термореактивные полиуретаны получают следующим образом.As for table 30, the thermoset polyurethanes are prepared as follows.

Реакционный сосуд снабжают мешалкой, термопарой, вводом азота, приемником и вакуумным насосом. Затем добавляют загрузку А, перемешивают с нагреванием до 80-100°С в вакууме и выдерживают 1 час. Затем реакционную смесь охлаждают до 80°С, вакуум отключают и добавляют в реакционный сосуд загрузку В. Затем реакционную смесь нагревают до 80°С в вакууме и дают пройти экзотермической реакции с повышением температуры от 110°С до 120°С. Реакционную смесь заливают в пространство между двумя пластинами размерами 5×5×3/16 дюйма из флоат-стекла, которые снабжены уплотнителями на трех сторонах и удерживаются вместе с помощью зажимов. Обе стеклянные пластины имеют силановую смазку, нанесенную на их поверхности, находящиеся в контакте с полиуретаном. Пространство между пластинами составляет приблизительно три шестнадцатых дюйма. Литейную ячейку перед литьем предварительно нагревают до температуры приблизительно 120°С. После литья сборку подвергают 24-часовому отверждению при 120°C, а затем 16-часовому отверждению при 143°С. По окончании отверждения ячейку подвергают циклу двухчасового постепенного охлаждения от 143°С до 45°С, оставляя ее в печи. Ячейку извлекают из печи и стеклянные пластины отделяют от полиуретана.The reaction vessel is equipped with a stirrer, thermocouple, nitrogen inlet, receiver and vacuum pump. Then load A is added, stirred with heating to 80-100 ° C in vacuo and incubated for 1 hour. Then the reaction mixture is cooled to 80 ° C, the vacuum is turned off and load B is added to the reaction vessel. Then the reaction mixture is heated to 80 ° C in vacuum and an exothermic reaction is allowed to take place with increasing temperature from 110 ° C to 120 ° C. The reaction mixture is poured into the space between two 5 × 5 × 3/16 inch plates of float glass, which are equipped with seals on three sides and held together by clamps. Both glass plates have a silane lubricant deposited on their surface in contact with polyurethane. The space between the plates is approximately three sixteen inches. The casting cell is preheated before casting to a temperature of approximately 120 ° C. After casting, the assembly is subjected to 24-hour curing at 120 ° C, and then 16-hour curing at 143 ° C. After curing, the cell is subjected to a two-hour cycle of gradual cooling from 143 ° C to 45 ° C, leaving it in the oven. The cell is removed from the oven and the glass plates are separated from the polyurethane.

Таблица 30Table 30 Загрузка АDownload A Массовые частиMass parts 1,10-Декандиол1,10-Decanediol 61,0061.00 ТриметилолпропанTrimethylolpropane 13,4113.41 Загрузка ВDownload To Desmodur W1 Desmodur W 1 131,00131.00 1 бис(4-изоцианатоциклогексил)метан от Bayer Material Science 1 bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane from Bayer Material Science

Пример VExample v

Следующие примеры иллюстрируют внедрение различных неорганических фаз в виде частиц в термореактивную полимерную фазу. Термореактивные полимеры вводят в контакт с различными вызывающими набухание растворителями и различными предшественниками, которые образуют in situ неорганическую фазу в виде частиц.The following examples illustrate the incorporation of various inorganic particulate phases into a thermosetting polymer phase. Thermosetting polymers are contacted with various swelling solvents and various precursors that form an inorganic particulate inorganic phase.

Пример V1Example V1

Внедрение тетраметилортосиликата в метанолеThe introduction of tetramethylorthosilicate in methanol

Термореактивный полиуретан примера А погружают в раствор, содержащий 20,3 мас.% (25 об.%) безводного метанола и 79,7 мас.% (75 об.%) тетраметилортосиликата (ТМОS), на 24 часа. Полиуретан извлекают из раствора смеси метанол/ТМОS и помещают в деионизированную воду на три дня. Полиуретан затем помещают в вакуумную печь при 100°С на 2 часа. Данные просвечивающей электронной микроскопии (TEM) показывают, что частицы диоксида кремния внедряются в полиуретановую фазу. В полиуретановой основе образуются частицы диоксида кремния 250 мкм. Морфология наночастиц диоксида кремния, как правило, сферическая, и размер частиц находится в интервале от 10 до 20 нм. В данном образце наблюдаются дискретные частицы и кластеры.The thermosetting polyurethane of Example A was immersed in a solution containing 20.3 wt.% (25 vol.%) Anhydrous methanol and 79.7 wt.% (75 vol.%) Tetramethylorthosilicate (TMOS) for 24 hours. Polyurethane is removed from the methanol / TMOS mixture solution and placed in deionized water for three days. The polyurethane is then placed in a vacuum oven at 100 ° C for 2 hours. Transmission electron microscopy (TEM) data indicates that silica particles are introduced into the polyurethane phase. In a polyurethane base, silicon dioxide particles of 250 microns are formed. The morphology of silicon dioxide nanoparticles is generally spherical, and the particle size is in the range from 10 to 20 nm. In this sample, discrete particles and clusters are observed.

Пример V2Example V2

Внедрение тетраэтилортосиликата в этанолеThe introduction of tetraethylorthosilicate in ethanol

Термореактивный полиуретан примера А погружают в раствор, содержащий 21,9 мас.% (25 об.%) безводного этанола и 78,1 мас.% (75 об.%) тетраэтилортосиликата (TEOS), на 24 часа. Полиуретан извлекают из раствора смеси этанол/TEOS и помещают в 14%-ный водный раствор гидроксида аммония на четыре часа. Полиуретан промывают водой и помещают в печь при 143°С на четыре часа. Данные TEM показывают, что наночастицы диоксида кремния внедряются в полиуретановую фазу. Размер наночастиц находится в интервале от 10 до 70 нм, причем большая часть находится в интервале 10 нм.The thermosetting polyurethane of Example A was immersed in a solution containing 21.9 wt.% (25 vol.%) Anhydrous ethanol and 78.1 wt.% (75 vol.%) Tetraethylorthosilicate (TEOS) for 24 hours. Polyurethane is removed from the ethanol / TEOS mixture solution and placed in a 14% aqueous solution of ammonium hydroxide for four hours. The polyurethane is washed with water and placed in an oven at 143 ° C for four hours. TEM data show that silicon dioxide nanoparticles are introduced into the polyurethane phase. The size of the nanoparticles is in the range of 10 to 70 nm, with most being in the range of 10 nm.

Пример V3Example V3

Внедрение тетраметилортосиликата в ксилолеThe introduction of tetramethylorthosilicate in xylene

Термореактивный полиуретан примера А погружают в раствор, содержащий 21,7 мас.% (25 об.%) безводного ксилола и 78,3 мас.% (75 об.%) тетраметилортосиликата (TMOS), на 24 часа. Полиуретан извлекают из раствора смеси ксилол/TMOS и помещают в 14%-ный водный раствор гидроксида аммония на четыре часа. Полиуретан промывают водой и помещают в печь при 143°С на четыре часа. Данные TEM показывают, что наночастицы диоксида кремния внедряются в полиуретановую фазу. Размер наночастиц находится в интервале от 7 до 40 нм.The thermosetting polyurethane of Example A was immersed in a solution containing 21.7 wt.% (25 vol.%) Anhydrous xylene and 78.3 wt.% (75 vol.%) Tetramethylorthosilicate (TMOS) for 24 hours. Polyurethane is removed from the xylene / TMOS mixture solution and placed in a 14% aqueous solution of ammonium hydroxide for four hours. The polyurethane is washed with water and placed in an oven at 143 ° C for four hours. TEM data show that silicon dioxide nanoparticles are introduced into the polyurethane phase. The size of the nanoparticles is in the range from 7 to 40 nm.

Пример V4Example V4

Внедрение тетраметилортосиликата в этилацетатеThe introduction of tetramethylorthosilicate in ethyl acetate

Термореактивный полиуретан примера А погружают в раствор, содержащий 22,4 мас.% (25 об.%) безводного этилацетата и 77,6 мас.% (75 об.%) тетраметилортосиликата (TMOS), на 24 часа. Полиуретан извлекают из раствора смеси этилацетат/TMOS и помещают в 14%-ный водный раствор гидроксида аммония на четыре часа. Полиуретан промывают водой и помещают в печь при 143°С на четыре часа. Данные TEM показывают, что наночастицы диоксида кремния внедряются в полиуретановую фазу.The thermosetting polyurethane of Example A was immersed in a solution containing 22.4 wt.% (25 vol.%) Anhydrous ethyl acetate and 77.6 wt.% (75 vol.%) Tetramethylorthosilicate (TMOS) for 24 hours. Polyurethane is removed from the ethyl acetate / TMOS mixture solution and placed in a 14% aqueous solution of ammonium hydroxide for four hours. The polyurethane is washed with water and placed in an oven at 143 ° C for four hours. TEM data show that silicon dioxide nanoparticles are introduced into the polyurethane phase.

Пример V5Example V5

Внедрение тетраметилортосиликата в диметилсульфоксидеThe introduction of tetramethylorthosilicate in dimethyl sulfoxide

Полиуретан примера А погружают в раствор, содержащий 25 мас.% (25 об.%) безводного диметилсульфоксида (ДМСО) и 75 мас.% (75 об.%) тетраметилортосиликата (TMOS), на 24 часа. Полиуретан извлекают из раствора смеси ДМСО/TMOS и помещают в 14%-ный водный раствор гидроксида аммония на четыре часа. Полиуретан промывают водой и помещают в печь при 143°С на четыре часа. Данные TEM показывают, что наночастицы диоксида кремния внедряются в полиуретановую фазу. Размер наночастиц находится в интервале от 7 до 30 нм.The polyurethane of example A is immersed in a solution containing 25 wt.% (25 vol.%) Anhydrous dimethyl sulfoxide (DMSO) and 75 wt.% (75 vol.%) Tetramethylorthosilicate (TMOS) for 24 hours. Polyurethane is removed from a solution of a mixture of DMSO / TMOS and placed in a 14% aqueous solution of ammonium hydroxide for four hours. The polyurethane is washed with water and placed in an oven at 143 ° C for four hours. TEM data show that silicon dioxide nanoparticles are introduced into the polyurethane phase. The size of the nanoparticles is in the range from 7 to 30 nm.

Пример V6Example V6

Внедрение тетраметилортосиликата в сшитую полиэфирную пленкуThe incorporation of tetramethylorthosilicate into a crosslinked polyester film

Образец сшитой полиэфирной пленки погружают в раствор, содержащий 20,3 мас.% (25 об.%) безводного метанола и 79,7 мас.% (75 об.%) тетраметилортосиликата (TMOS), на два часа. Пленку извлекают из раствора смеси метанол/TMOS и помещают в 14%-ный водный раствор гидроксида аммония на два часа. Пленку промывают водой в течение 15 минут и сушат при комнатной температуре в течение 17 часов. Диоксид кремния в виде частиц внедряется в полимерную фазу. Данные TEM показывают, что размер наночастиц находится в интервале от 7 до 300 нм.A crosslinked polyester film sample was immersed in a solution containing 20.3 wt.% (25 vol.%) Anhydrous methanol and 79.7 wt.% (75 vol.%) Tetramethylorthosilicate (TMOS) for two hours. The film was removed from the methanol / TMOS mixture solution and placed in a 14% aqueous solution of ammonium hydroxide for two hours. The film is washed with water for 15 minutes and dried at room temperature for 17 hours. Silica in the form of particles is introduced into the polymer phase. TEM data show that the size of the nanoparticles is in the range from 7 to 300 nm.

Пример V7Example V7

Внедрение бис(этилацетоацетато)диизопропоксида титана в этилацетатеIntroduction of titanium bis (ethyl acetoacetato) diisopropoxide in ethyl acetate

Термореактивный полиуретан примера А погружают в раствор, содержащий 80,1 мас.% безводного этилацетата и 19,9 мас.% бис(этилацетоацетато)диизопропоксида титана, на 24 часа. Полиуретан извлекают из раствора смеси этилацетат/бис(этилацетоацетато)диизопропоксид титана и помещают в 14%-ный водный раствор гидроксида аммония на четыре часа. Полиуретан промывают водой и помещают в печь при 143°С на четыре часа. Фаза оксида титана в виде частиц внедряется в полиуретановую фазу. Данные TEM показывают, что размер наночастиц находится в интервале от 5 до 200 нм.The thermosetting polyurethane of Example A was immersed in a solution containing 80.1 wt.% Anhydrous ethyl acetate and 19.9 wt.% Bis (ethylacetoacetato) titanium diisopropoxide for 24 hours. Polyurethane is removed from a solution of a mixture of ethyl acetate / bis (ethylacetoacetato) diisopropoxide titanium and placed in a 14% aqueous solution of ammonium hydroxide for four hours. The polyurethane is washed with water and placed in an oven at 143 ° C for four hours. The particulate titanium oxide phase is introduced into the polyurethane phase. TEM data show that the size of the nanoparticles is in the range from 5 to 200 nm.

Пример V8Example V8

Внедрение ацетилацетоната циркония (IV) в этилацетатеThe introduction of zirconium (IV) acetylacetonate in ethyl acetate

Термореактивный полиуретан примера А погружают в раствор, содержащий 91,2 мас.% безводного этилацетата и 8,8 мас.% ацетилацетоната циркония (IV), на 24 часа. Полиуретан извлекают из раствора смеси этилацетат/ацетилацетонат циркония (IV) и помещают в 14%-ный водный раствор гидроксида аммония на четыре часа. Полиуретан промывают водой и помещают в печь при 143°С на четыре часа. Фаза оксида циркония в виде частиц внедряется в полиуретановую фазу.The thermosetting polyurethane of Example A was immersed in a solution containing 91.2 wt.% Anhydrous ethyl acetate and 8.8 wt.% Zirconium (IV) acetylacetonate for 24 hours. Polyurethane is removed from a solution of a mixture of ethyl acetate / acetylacetonate zirconium (IV) and placed in a 14% aqueous solution of ammonium hydroxide for four hours. The polyurethane is washed with water and placed in an oven at 143 ° C for four hours. The particulate zirconia phase is introduced into the polyurethane phase.

Пример WExample W

Синтез акрилсилановых полимеровSynthesis of Acrylsilane Polymers

В случае каждого из примеров А-С, приведенных в таблице 23, реакционную колбу снабжают мешалкой, термопарой, вводом азота и холодильником. Затем добавляют загрузку А и перемешивают при температуре кипения с обратным холодильником (75-80°С) в атмосфере азота. При кипячении с обратным холодильником этанола одновременно в течение трех часов добавляют загрузку В и загрузку С. Реакционную смесь кипятят с обратным холодильником два часа. Затем добавляют загрузку D в течение 30 минут. Реакционную смесь кипятят с обратным холодильником два часа и затем охлаждают до 30°С.For each of Examples AC shown in Table 23, the reaction flask was equipped with a stirrer, thermocouple, nitrogen inlet, and a refrigerator. Charge A is then added and stirred at reflux temperature (75-80 ° C.) under nitrogen. While refluxing ethanol, charge B and charge C were added simultaneously for three hours. The reaction mixture was refluxed for two hours. Then add loading D for 30 minutes. The reaction mixture was refluxed for two hours and then cooled to 30 ° C.

Таблица 31Table 31 Пример АExample A Пример ВExample B Пример СExample C Загрузка А (масса в граммах)Download A (weight in grams) Этанол SDA 40B1 Ethanol SDA 40B 1 360,1360.1 752,8752.8 1440,21440.2 Загрузка В (масса в граммах)Loading B (weight in grams) МетилметакрилатMethyl methacrylate 12,812.8 41,841.8 137,9137.9 Акриловая кислотаAcrylic acid 8,78.7 18,118.1 34,634.6 Silquest A-1742 Silquest A-174 2 101,4101,4 211,9211.9 405,4405.4 2-Гидроксиэтилметакрилат2-hydroxyethyl methacrylate 14,514.5 0,30.3 0,640.64 н-Бутилакрилатn-butyl acrylate 0,20.2 0,30.3 0,640.64 АкриламидAcrylamide 7,27.2 -- -- Sartomer SR 3553 Sartomer SR 355 3 -- 30,330.3 -- Этанол SDA 40BEthanol SDA 40B 155,7155.7 325,5325.5 622,6622.6 Загрузка С (масса в граммах)Download C (weight in grams) Vazo 674 Vazo 67 4 6,16.1 12,812.8 24,524.5 Этанол SDA 40BEthanol SDA 40B 76,776.7 160,4160,4 306,8306.8 Загрузка D (масса в граммах)Loading D (weight in grams) Vazo 67Vazo 67 1,51,5 2,12.1 6,16.1 Этанол SDA 40BEthanol SDA 40B 9,19.1 18,918.9 36,236,2 % Твердых веществ% Solids 17,917.9 19,519.5 19,119.1 Кислотное число (100% твердых веществ смолы)Acid number (100% resin solids) 51,9651.96 45,6445.64 45,0345.03 MnMn -- 30215 3021 5 58105810 1 Денатурированный этиловый спирт, градус крепости 200, Archer Daniel Midland Co.
2 гамма-Метакрилоксипропилтриметоксисилан, GE silicones.
3 Дитриметилолпропантетраакрилат, Sartomer Company Inc.
4 2,2'-Азобис(2-метилбутиронитрил), E.I. DuPont de Nemours & Co., Inc.
5 Mn растворимой части; полимер не растворяется полностью в тетрагидрофуране.
1 Denatured ethyl alcohol, degree 200, Archer Daniel Midland Co.
2 gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane, GE silicones.
3 Ditrimethylol propane tetraacrylate, Sartomer Company Inc.
4 2,2'-Azobis (2-methylbutyronitrile), EI DuPont de Nemours & Co., Inc.
5 Mn soluble portion; the polymer does not completely dissolve in tetrahydrofuran.

Пример W1Example W1

Акрилсилановую смолу примера А (8,5 г) смешивают с поливинилпирролидоном (0,1 г) и водой (1,5 г). Рецептуру хранят при комнатной температуре 225 минут. Часть полученного раствора загружают в 10-мл шприц и высвобождают через шприцевый насос при скорости 1,6 мл/ч в многоканальный мундштук, описанный в примере 1. Условия электроформования описаны в примере 1. Нановолокна в форме ленты, имеющие толщину 100-200 нм и ширину 1200-5000 нм, собирают на измельченной алюминиевой фольге и характеризуют с помощью оптической микроскопии и сканирующей электронной микроскопии. Образец нановолокна сушат в печи при 110°С в течение двух часов. Измеримой потери веса не наблюдается. Это указывает на то, что нановолокна полностью сшиты.The acryl silane resin of Example A (8.5 g) was mixed with polyvinylpyrrolidone (0.1 g) and water (1.5 g). The formulation was stored at room temperature for 225 minutes. Part of the resulting solution is loaded into a 10-ml syringe and released through a syringe pump at a speed of 1.6 ml / h into the multi-channel mouthpiece described in example 1. Electroforming conditions are described in example 1. Nanofibers in the form of a tape having a thickness of 100-200 nm and a width of 1200-5000 nm, is collected on crushed aluminum foil and characterized by optical microscopy and scanning electron microscopy. A nanofiber sample was dried in an oven at 110 ° C. for two hours. No measurable weight loss is observed. This indicates that the nanofibers are completely crosslinked.

Примеры W2 и W3Examples W2 and W3

Прозрачные композитные изделия, содержащие полиуретановую матрицу и электроформованные волокна примера 1, получают следующим образом.Transparent composite products containing a polyurethane matrix and electroformed fibers of example 1, are obtained as follows.

В случае каждого из примеров 2 и 3 (см. ниже таблицу 32) реакционный сосуд снабжают мешалкой, термопарой, вводом азота, приемником и вакуумным насосом. Затем добавляют загрузку А, перемешивают при нагревании до 80-100°С в вакууме и выдерживают 1 час. Реакционную смесь охлаждают до 80°С, снимают вакуум и в реакционный сосуд добавляют загрузку В. Затем реакционную смесь нагревают до 80°С в вакууме и проводят экзотермическую реакцию с повышением температуры до 110-120°С. Затем реакционную смесь заливают между двумя пластинами из флоат-стекла размерами 5×5×3/16'', которые снабжены уплотнителями на трех сторонах и удерживаются вместе с помощью зажимов. Обе стеклянные пластины имеют силановую смазку, нанесенную на их поверхности, которые находятся в контакте с электроформованными волокнами и полиуретаном. Волокна формуют поверх обработанных пластин перед их сборкой в литейную ячейку. Литейную ячейку собирают с электроформованным волокном, покрытым пластиной, на внутренней стороне литейной ячейки. Пространство между пластинами составляет приблизительно три шестнадцатых дюйма. Литейную ячейку перед литьем предварительно нагревают до температуры приблизительно 120°С. После литья сборки подвергают отверждению в течение 24 часов при 120°С и затем 16 часов при 143°С. По окончании отверждения ячейки подвергают циклу двухчасового постепенного охлаждения от 143°С до 45°С, оставляя их в печи. Ячейки извлекают из печи и стеклянные пластины отделяют от композитного изделия.In the case of each of examples 2 and 3 (see table 32 below), the reaction vessel was equipped with a stirrer, thermocouple, nitrogen inlet, receiver, and vacuum pump. Then, load A is added, stirred while heating to 80-100 ° C in vacuum and incubated for 1 hour. The reaction mixture is cooled to 80 ° C, the vacuum is removed and load B is added to the reaction vessel. Then the reaction mixture is heated to 80 ° C in vacuum and an exothermic reaction is carried out with increasing temperature to 110-120 ° C. The reaction mixture is then poured between two 5 × 5 × 3/16 '' float glass plates which are equipped with seals on three sides and held together by clamps. Both glass plates have a silane lubricant deposited on their surface, which are in contact with electroformed fibers and polyurethane. The fibers are formed on top of the processed plates before being assembled into a casting cell. The casting cell is assembled with an electroformed fiber coated with a plate on the inside of the casting cell. The space between the plates is approximately three sixteen inches. The casting cell is preheated before casting to a temperature of approximately 120 ° C. After casting, the assemblies are cured for 24 hours at 120 ° C and then 16 hours at 143 ° C. After curing, the cells are subjected to a two-hour cycle of gradual cooling from 143 ° C to 45 ° C, leaving them in the oven. The cells are removed from the furnace and the glass plates are separated from the composite product.

Полиуретан примеров 2 и 3Polyurethane examples 2 and 3

Таблица 32Table 32 Загрузка А (масса в граммах)Download A (weight in grams) Пример 2Example 2 Пример 3Example 3 1,4-Бутандиол1,4-butanediol 31,5431.54 -- 1,10-Декандиол1,10-Decanediol -- 61,0061.00 ТриметилолпропанTrimethylolpropane 13,4113.41 13,4113.41 Загрузка В (масса в граммах)Loading B (weight in grams) DESMODUR W1 DESMODUR W 1 131,00131.00 131,00131.00 1 бис(4-Изоцианатоциклогексил)метан от Bayer Material Science. 1 bis (4-Isocyanatocyclohexyl) methane from Bayer Material Science.

Каждое композитное изделие испытывают на стойкость к царапанию, подвергая его испытанию царапанием путем продольного царапания поверхности с помощью нагруженной наждачной бумаги в течение десяти двойных трений с использованием прибора для определения твердости царапанием Atlas ATCC Scratch Tester, Model CM-5 (Atlas Electrical Devices Company, Chicago, Illinois). Используемая наждачная бумага представляет собой листы 9 мкм шкурки 3M 281Q WETORDRYTM PRODUCTIONTM, которая коммерчески доступна от 3M Company, St. Poul, Minnesota.Each composite product is tested for scratch resistance by subjecting it to scratching by longitudinally scratching the surface using loaded sandpaper for ten double friction using an Atlas ATCC Scratch Tester, Model CM-5 Scratch Hardness Tester, Model CM-5 (Atlas Electrical Devices Company, Chicago , Illinois). Used sandpaper sheets is 9 microns skins 3M 281Q WETORDRY TM PRODUCTION TM, which is commercially available from 3M Company, St. Poul, Minnesota.

По окончании теста на определение твердости царапанием с помощью прибора Crockmeter с использованием 9 мкм абразива повышение средней шероховатости поверхности исцарапанного участка измеряют с использованием оптического профилометра. Поверхность исцарапанной области сканируют перпендикулярно направлению царапания с помощью прибора Crockmeter; то есть поперек царапин. Идентичный просмотр получают на нецарапанном участке для измерения средней шероховатости поверхности исходного изделия. Изменение средней шероховатости поверхности для каждого изделия рассчитывают путем вычитания средней шероховатости нецарапанной поверхности из средней шероховатости исцарапанной поверхности. Прозрачные изделия без нановолокон сравнивают с прозрачными композитными изделиями, содержащими электроформованные волокна примера 3.At the end of the scratch hardness test using a Crockmeter using a 9 μm abrasive, an increase in the average surface roughness of the scratched area is measured using an optical profilometer. The surface of the scratched area is scanned perpendicular to the direction of scratching using a Crockmeter; that is, across the scratches. An identical scan is obtained on a non-scratched portion to measure the average surface roughness of the original product. The change in average surface roughness for each product is calculated by subtracting the average roughness of the scratched surface from the average roughness of the scratched surface. Transparent products without nanofibers are compared with transparent composite products containing the electroformed fibers of Example 3.

Кроме того, для целей сравнения получают композитное изделие, в целом как описано в примере 3, но в этом случае подвергают электроформованию поливинилиденфторид (KYNAR) и волокна из нейлона 6 и помещают вместо волокон примера 3. Композитные изделия оценивают на стойкость к царапанию, как описано выше. Полученные результаты представлены ниже в таблице 33.In addition, for comparison purposes, a composite product is obtained as a whole as described in example 3, but in this case polyvinylidene fluoride (KYNAR) and nylon 6 fibers are electroformed and placed instead of the fibers of example 3. Composite products are evaluated for scratch resistance as described above. The results are presented below in table 33.

Таблица 33Table 33 ПримерExample Электроформованное волокноElectroformed Fiber Изменение средней шероховатости поверхностиChange in average surface roughness
(нм)(nm)
КонтрольThe control НетNo 74,5474.54 Пример 4Example 4 Пример 3Example 3 6,936.93 Пример 4 (повтор)Example 4 (repeat) Пример 3Example 3 -7,28-7.28 Контроль (повтор)Control (repeat) НетNo 81,4881.48 Пример 5Example 5 Пример 3Example 3 -4,91-4.91 СравнительныйComparative KYNARKynar 90,290.2 СравнительныйComparative Нейлон-6Nylon 6 66,9666.96

Результаты, представленные в таблице 33, иллюстрируют улучшение стойкости к царапанию, которое обеспечивается акрилсилановыми волокнами, полученными электроформованием.The results presented in table 33 illustrate the improvement in scratch resistance that is provided by electroformed acrylic silane fibers.

Пример ХExample X

Пример порошкаPowder example

В сухом стеклянном контейнере смешивают вместе 1,4-бутандиол (5,47 г, 0,122 эквивалента) и 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианат) (DESMODUR W, Bayer Corporation; эквивалентная масса NCO 131; 14,52 г, 0,111 эквивалента). Добавляют одну каплю дибутилоловодилаурата. Мутная смесь нагревается самопроизвольно и становится прозрачной. Смесь помещают в печь при 120°С на 6 часов.In a dry glass container, 1,4-butanediol (5.47 g, 0.122 equivalents) and 4.4'-methylene bis (cyclohexylisocyanate) are mixed together (DESMODUR W, Bayer Corporation; equivalent weight NCO 131; 14.52 g, 0.111 equivalent). One drop of dibutyltin dilaurate is added. The turbid mixture heats up spontaneously and becomes transparent. The mixture was placed in an oven at 120 ° C. for 6 hours.

Порцию весом 1,88 г полученного стеклообразного твердого полиуретана растворяют в 5,23 г M-Pyrol при кипячении на горячей плитке. Аналогично в 3,68 г M-Pyrol растворяют тример изофорондиизоцианата (0,23 г). Два раствора смешивают в алюминиевой чашке и обжигают при 145°С в течение 35 минут. Полученная пленка является прозрачной, плотной и твердой. Протирание метилэтилкетоном не размягчает пленку или не заставляет ее становиться липкой, что указывает на ее полную сшивку.A portion weighing 1.88 g of the obtained glassy solid polyurethane was dissolved in 5.23 g of M-Pyrol while boiling on a hot plate. Similarly, 3.68 g of M-Pyrol was dissolved in the trimer of isophorondiisocyanate (0.23 g). Two solutions are mixed in an aluminum cup and fired at 145 ° C for 35 minutes. The resulting film is transparent, dense and solid. Rubbing with methyl ethyl ketone does not soften the film or does not cause it to become sticky, which indicates its complete crosslinking.

Пример YExample Y

Жидкостное включение неорганического предшественника в уретан, получаемое в результате образующихся in situ наночастицLiquid incorporation of an inorganic precursor into urethane resulting from in situ nanoparticles

Образец уретанового пластика получают следующим способом. Диметилдихлорсилан наносят осаждением паров на поверхность двух кусков закаленного стекла и избыток стирают с помощью изопропанола. Каучуковую прокладку (диаметром 3/16'') помещают между двумя кусками стекла и куски стекла фиксируют вместе так, чтобы один конец формы был открыт. Предполимер получают нагреванием 504 г 1,10-декандиола (3,55 моль, 0,7 эквивалента) и 111 г триметилолпропана (0,83 моль, 0,3 эквивалента) до 120°С в вакууме в трехгорлой круглодонной колбе, где его выдерживают 30 минут. Содержимое колбы охлаждают до 80°С и добавляют 1084 г дициклогексилметандиизоцианата (4,14 моль, 1 эквивалент). Экзотермическая реакция дает повышение температуры до 105°С, и раствор заливают в открытый конец стекольной формы. Форму помещают в печь при 120°С на 24 часа и при 143°С на 16 часов. Температуру понижают до 43°С в течение одного часа и форму извлекают из печи. Форму разбирают для извлечения отливки детали из уретанового пластика.A sample of urethane plastic is prepared as follows. Dimethyldichlorosilane is applied by vapor deposition on the surface of two pieces of tempered glass and the excess is washed with isopropanol. A rubber gasket (3/16 '' diameter) is placed between two pieces of glass and the pieces of glass are fixed together so that one end of the mold is open. The prepolymer is prepared by heating 504 g of 1,10-decanediol (3.55 mol, 0.7 equivalents) and 111 g of trimethylolpropane (0.83 mol, 0.3 equivalents) to 120 ° C. under vacuum in a three-necked round-bottom flask, where it is held 30 minutes. The contents of the flask were cooled to 80 ° C and 1084 g of dicyclohexylmethanediisocyanate (4.14 mol, 1 equivalent) was added. The exothermic reaction gives a temperature increase of up to 105 ° C, and the solution is poured into the open end of the glass form. The mold is placed in an oven at 120 ° C. for 24 hours and at 143 ° C. for 16 hours. The temperature was lowered to 43 ° C. over one hour, and the mold was removed from the oven. The mold is taken apart to extract the casting of the part from urethane plastic.

В закрытом контейнере готовят раствор, содержащий 75% об. тетраметилортосиликата (TMOS) и 25% об. метанола. Образец уретанового пластика помещают в закрытый контейнер и контейнер промывают сухим азотом. Уретановый пластик замачивают в растворе TMOC/метанол в течение 4 или 24 часов. Уретановый пластик извлекают и погружают в: 1) воду на 72 часа; 2) 2 М НCl на один час и воду на один час или 3) 15% раствор (об./об.) NH4OH в воде на один час и воду на один час. Затем образцы отжигают при 143°С в течение 4 часов. Замачивание погружением приводит к гидролизу и конденсации жидкого неорганического предшественника (TMOS), который внедряется в пластик. Каждое замачивание приводит к наночастицам различного размера, и эти частицы располагаются в пластике на различной глубине.In a closed container, a solution is prepared containing 75% vol. tetramethylorthosilicate (TMOS) and 25% vol. methanol. A sample of urethane plastic is placed in a closed container and the container is washed with dry nitrogen. The urethane plastic is soaked in a TMOC / methanol solution for 4 or 24 hours. Urethane plastic is removed and immersed in: 1) water for 72 hours; 2) 2 M HCl for one hour and water for one hour; or 3) 15% solution (v / v) NH 4 OH in water for one hour and water for one hour. Then the samples are annealed at 143 ° C for 4 hours. Soaking by immersion leads to hydrolysis and condensation of a liquid inorganic precursor (TMOS), which is embedded in plastic. Each soaking leads to nanoparticles of different sizes, and these particles are located in the plastic at different depths.

Квалифицированному в данной области специалисту будет понятно, что в вариантах изобретения, описанных выше, могут быть осуществлены изменения без отклонения от объема заявленной концепции. Таким образом, понятно, что данное изобретение не ограничено конкретными описанными вариантами, а как подразумевается, охватывает модификации, которые находятся в рамках сути и объема настоящего изобретения, определенного в формуле изобретения.A person skilled in the art will understand that in the embodiments of the invention described above, changes can be made without deviating from the scope of the claimed concept. Thus, it is understood that the invention is not limited to the specific options described, but is intended to encompass modifications that are within the spirit and scope of the invention as defined in the claims.

Claims (37)

1. Полиуретан, представляющий собой продукт реакции компонентов, включающих:
(a) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата;
(b) от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 3 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и
(c) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,95 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода;
где указанный продукт реакции содержит менее чем примерно 10 мас.% сложного полиэфирполиола и/или простого полиэфирполиола, и, при смешивании, компоненты реакции выдерживают при температуре реакции, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 мин.
1. Polyurethane, which is a reaction product of components, including:
(a) about 1 equivalent of at least one polyisocyanate;
(b) from about 0.05 to about 0.9 equivalents of at least one branched polyol containing from 3 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and
(c) from about 0.1 to about 0.95 equivalents of at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms;
where the specified reaction product contains less than about 10 wt.% complex polyester polyol and / or simple polyether polyol, and, when mixed, the reaction components are maintained at a reaction temperature of at least about 100 ° C for at least about 10 minutes .
2. Полиуретан по п.1, где полиизоцианат выбран из группы, включающей диизоцианаты, триизоцианаты, их димеры, тримеры и смеси.2. The polyurethane according to claim 1, where the polyisocyanate is selected from the group comprising diisocyanates, triisocyanates, their dimers, trimers and mixtures. 3. Полиуретан по п.2, где полиизоцианат представляет собой диизоцианат, выбранный из группы, включающей этилендиизоцианат, триметилендиизоцианат, 1,6-гексаметилендиизоцианат, тетраметилендиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, октаметилендиизоцианат, нонаметилендиизоцианат, декаметилендиизоцианат, 1,6,11-ундекантриизоцианат, 1,3,6-гексаметилентриизоцианат, бис(изоцианатоэтил)карбонат, бис(изоцианатоэтиловый)эфир, триметилгександиизоцианат, триметилгексаметилендиизоцианат, 2,2'-диметилпентан-диизоцианат, 2,2,4-триметилгександиизоцианат, 2,4,4-триметилгексаметилендиизоцианат, 1,8-диизоцианато-4-(изоцианатометил)октан, 2,5,7-триметил-1,8-диизоцианато-5-(изоцианатометил)октан, 2-изоцианатопропил-2,6-диизоцианатогексаноат, метиловый эфир лизиндиизоцианата, 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианат), 4,4'-изопропилиден-бис(циклогексилизоцианат), 1,4-циклогексилдиизоцианат, 4,4'-дициклогексилметандиизоцианат, 3-изоцианатометил-3,5,5-триметилциклогексилизоцианат, мета-тетраметилксилилендиизоцианат, дифенилметандиизоцианат, дифенилизопропилидендиизоцианат, дифенилендиизоцианат, бутендиизоцианат, 1,3 -бутадиен-1,4-диизоцианат, циклогександиизоцианат, метилциклогександиизоцианат, бис(изоцианатометил)циклогексан, бис(изоцианатоциклогексил)метан, бис(изоцианатоциклогексил)-2,2-пропан, бис(изоцианатоциклогексил)-1,2-этан, 2-изоцианатометил-3-(3-изоцианатопропил)-5-изоцианатометил-бицикло [2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-3-(3-изоцианатопропил)-6-изоцианатометил-бицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-2-(3-изоцианатопропил)-5-изоцианатометил-бицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-2-(3-изоцианатопропил)-6-изоцианатометил-бицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-3-(3-изоцианатопропил)-6-(2-изоцианатоэтил)-бицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-2-(3-изоцианатопропил)-5-(2-изоцианатоэтил)-бицикло[2.2.1]гептан, 2-изоцианатометил-2-(3-изоцианатопропил)-6-(2-изоцианатоэтил)-бицикло[2.2.1]гептан, α,α'-ксилолдиизоцианат, бис(изоцианатоэтил)бензол, α,α,α',α'-тетраметилксилолдиизоцианат, 1,3-бис(1-изоцианато-1-метилэтил)бензол, бис(изоцианатобутил)бензол, бис(изоцианатометил)нафталин, бис(изоцианатометил)дифениловый эфир, бис(изоцианатоэтил)фталат, мезитилентриизоцианат, 2,5-ди(изоцианатометил)фуран, α,α'-ксилолдиизоцианат, бис(изоцианатоэтил)бензол, α,α,α',α'-тетраметилксилолдиизоцианат, 1,3-бис(1-изоцианато-1-метилэтил)бензол, бис(изоцианатобутил)бензол, бис(изоцианатометил)нафталин, бис(изоцианатометил)дифениловый эфир, бис(изоцианатоэтил)фталат, 2,5-ди(изоцианатометил)фуран диизоцианат дифенилового эфира, бис(изоцианатофенилэфир)этиленгликоль, бис(изоцианатофенилэфир)-1,3-пропиленгликоль, бензофенондиизоцианат, карбазолдиизоцианат, этилкарбазолдиизоцианат, дихлоркарбазолдиизоцианат и/ их димеры, тримеры и смеси.3. The polyurethane according to claim 2, where the polyisocyanate is a diisocyanate selected from the group consisting of ethylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 1,3-methane diisocyanate, non-diene 6-hexamethylene triisocyanate, bis (isocyanatoethyl) carbonate, bis (isocyanatoethyl) ether, trimethylhexanediisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,2'-dimethylpentane-diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexanediisocyanate, 2,4,4 -trimethylhexamethylenediisocyanate, 1,8-diisocyanato-4- (isocyanatomethyl) octane, 2,5,7-trimethyl-1,8-diisocyanato-5- (isocyanatomethyl) octane, 2-isocyanatopropyl-2,6-diisocyanatohexanoate, methyl ester of lysinediisocyanate 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate), 4,4'-isopropylidene bis (cyclohexyl isocyanate), 1,4-cyclohexyl diisocyanate, 4,4'-dicyclohexyl methanediisocyanate, 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate, meta-tetramethylsilylene diisocyanate, diphenylmethanediisocyanate, diphenylisopropylidene diisocyanate, diphenylenediisocyanate, butenediisocyanate at, 1,3-butadiene-1,4-diisocyanate, cyclohexanediisocyanate, methylcyclohexanediisocyanate, bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, bis (isocyanatocyclohexyl) methane, bis (isocyanatocyclohexyl) -2,2-propane, bis (isocyanatocyclohexyl) ethane, 2-isocyanatomethyl-3- (3-isocyanatopropyl) -5-isocyanatomethyl-bicyclo [2.2.1] heptane, 2-isocyanatomethyl-3- (3-isocyanatopropyl) -6-isocyanatomethyl-bicyclo [2.2.1] heptane, 2-isocyanatomethyl-2- (3-isocyanatopropyl) -5-isocyanatomethyl-bicyclo [2.2.1] heptane, 2-isocyanatomethyl-2- (3-isocyanatopropyl) -6-isocyanatomethyl-bicyclo [2.2.1] heptane, 2- isocyanato ethyl 3- (3-isocyanatopropyl) -6- (2-isocyanatoethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 2-isocyanatomethyl-2- (3-isocyanatopropyl) -5- (2-isocyanatoethyl) bicyclo [2.2. 1] heptane, 2-isocyanatomethyl-2- (3-isocyanatopropyl) -6- (2-isocyanatoethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, α, α'-xyldiisocyanate, bis (isocyanatoethyl) benzene, α, α, α ', α'-tetramethylxylene diisocyanate, 1,3-bis (1-isocyanato-1-methylethyl) benzene, bis (isocyanatobutyl) benzene, bis (isocyanatomethyl) naphthalene, bis (isocyanatomethyl) diphenyl ether, bis (isocyanatoethyl) phthalate, mesanate 2,5-di (isocyanatomethyl) furan, α, α'-xyldiisocyan , bis (isocyanatoethyl) benzene, α, α, α ', α'-tetramethylxyl diisocyanate, 1,3-bis (1-isocyanato-1-methylethyl) benzene, bis (isocyanato-butyl) benzene, bis (isocyanatomethyl) naphthalene, bis (isocyanatomethyl ) diphenyl ether, bis (isocyanatoethyl) phthalate, 2,5-di (isocyanatomethyl) furan diisocyanate of diphenyl ether, bis (isocyanatophenyl ether) ethylene glycol, bis (isocyanatophenyl ether) -1,3-propylene glycol, benzophenone diazodiisodiocyanediisodiocyanediisodiocyanated dimers, trimers and mixtures. 4. Полиуретан по п.3, где диизоцианат представляет собой 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианат) или транс,транс-изомер 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата).4. The polyurethane according to claim 3, where the diisocyanate is 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) or trans, the trans isomer of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate). 5. Полиуретан по п.2, где полиизоцианат представляет собой тример гексаметилендиизоцианата.5. The polyurethane according to claim 2, where the polyisocyanate is a trimer of hexamethylene diisocyanate. 6. Полиуретан по п.2, где полиизоцианат представляет собой смесь димера гексаметилендиизоцианата и тримера гексаметилендиизоцианата.6. The polyurethane according to claim 2, where the polyisocyanate is a mixture of a dimer of hexamethylene diisocyanate and a trimer of hexamethylene diisocyanate. 7. Полиуретан по п.1, где полиизоцианат выбран из группы, включающей алифатические, циклоалифатические, ароматические и гетероциклические изоцианаты, их димеры и тримеры и их смеси.7. The polyurethane according to claim 1, where the polyisocyanate is selected from the group comprising aliphatic, cycloaliphatic, aromatic and heterocyclic isocyanates, their dimers and trimers, and mixtures thereof. 8. Полиуретан по п.1, где разветвленный полиол имеет три гидроксильные группы.8. The polyurethane according to claim 1, where the branched polyol has three hydroxyl groups. 9. Полиуретан по п.1, где разветвленный полиол выбран из группы, включающей глицерин, тетраметилолметан, триметилолэтан, триметилолпропан, эритрит, пентаэритрит, дипентаэритрит, трипентаэритрит, сорбитан, их алкоксилированные производные и их смеси.9. The polyurethane according to claim 1, wherein the branched polyol is selected from the group consisting of glycerol, tetramethylolmethane, trimethylol ethane, trimethylol propane, erythritol, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, sorbitan, their alkoxylated derivatives and mixtures thereof. 10. Полиуретан по п.9, где разветвленный полиол представляет собой триметилолпропан.10. The polyurethane according to claim 9, where the branched polyol is trimethylolpropane. 11. Полиуретан по п.1, где количество разветвленного полиола, используемого для образования полиуретана, составляет от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,9 эквивалента.11. The polyurethane according to claim 1, where the amount of branched polyol used to form the polyurethane is from about 0.3 to about 0.9 equivalent. 12. Полиуретан по п.1, где диол выбран из группы, включающей этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, 1,2-этандиол, пропандиол, бутандиол, пентандиол, гександиол, гептандиол, октандиол, нонандиол, декандиол, додекандиол, октадекандиол, сорбит, манит, циклопентандиол, 1,4-циклогександиол, циклогександиметанол, 1,4-бензолдиметанол, ксилолгликоль, гидроксибензиловый спирт, дигидрокситолуол-бис(2-гидроксиэтил)терефталат, 1,4-бис(гидроксиэтил)пиперазин, N,N'-бис(2-гидроксиэтил)оксамид и их смеси.12. The polyurethane according to claim 1, where the diol is selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, 1,2-ethanediol, propanediol, butanediol, pentanediol, hexanediol, heptanediol, octanediol, nonanediol, decanediol, decanediol, , beckons, cyclopentanediol, 1,4-cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol, 1,4-benzene dimethanol, xylene glycol, hydroxybenzyl alcohol, dihydroxytoluene bis (2-hydroxyethyl) terephthalate, 1,4-bis (hydroxyethyl) piperazine, N, N'-n'-bis (2-hydroxyethyl) oxamide and mixtures thereof. 13. Полиуретан по п.12, где диол представляет собой бутандиол.13. The polyurethane according to item 12, where the diol is butanediol. 14. Полиуретан по п.12, где диол представляет собой пентандиол.14. The polyurethane according to item 12, where the diol is pentanediol. 15. Полиуретан по п.1, где количество диола, используемого для образования полиуретана, составляет от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,7 эквивалента.15. The polyurethane according to claim 1, where the amount of diol used to form the polyurethane is from about 0.3 to about 0.7 equivalent. 16. Полиуретан по п.1, где продукт реакции компонентов включает менее чем приблизительно 0,1 эквивалента сложного полиэфирполиола или простого полиэфирполиола.16. The polyurethane according to claim 1, where the reaction product of the components includes less than about 0.1 equivalent polyester polyol or polyether polyol. 17. Полиуретан по п.1, где продукт реакции компонентов дополнительно включает один или несколько полиуретанполиолов, акриламидов, поливиниловых спиртов, акрилатов с гидроксильной функциональностью, метакрилатов с гидроксильной функциональностью, аллиловых спиртов, дигидроксиоксамидов, дигидроксиамидов, дигидроксипиперидинов, дигидроксифталатов, дигидроксиэтилгидрохинонов и их смеси.17. Polyurethane according to claim 1, wherein the reaction product of components further comprises one or more polyurethane polyols, acrylamides, polyvinyl alcohols, acrylate having a hydroxyl functionality, hydroxyl functionality methacrylates, allylic alcohols, digidroksioksamidov, digidroksiamidov, digidroksipiperidinov, digidroksiftalatov, digidroksietilgidrohinonov and mixtures thereof. 18. Полиуретан по п.1, где продукт реакции компонентов содержит менее чем примерно 10 мас.% аминного отверждающего агента.18. The polyurethane according to claim 1, where the reaction product of the components contains less than about 10 wt.% Amine curing agent. 19. Полиуретан по п.1, где продукт реакции компонентов содержит менее чем примерно 5 мас.% тиольных групп.19. The polyurethane according to claim 1, where the reaction product of the components contains less than about 5 wt.% Thiol groups. 20. Полиуретан по п.1, где полиуретан имеет содержание жестких сегментов от приблизительно 10 до приблизительно 100 мас.%.20. The polyurethane according to claim 1, where the polyurethane has a hard segments content of from about 10 to about 100 wt.%. 21. Полиуретан по п.1, где полиуретан имеет содержание уретана от приблизительно 20 до приблизительно 40 мас.%.21. The polyurethane according to claim 1, where the polyurethane has a urethane content of from about 20 to about 40 wt.%. 22. Полиуретан по п.1, где полиуретан имеет содержание циклических групп приблизительно от 10 до 80 мас.%.22. The polyurethane according to claim 1, where the polyurethane has a cyclic group content of from about 10 to 80 wt.%. 23. Полиуретан по п.1, где полиуретан имеет молекулярную массу сшивки, по меньшей мере, приблизительно 500 г/моль.23. The polyurethane according to claim 1, where the polyurethane has a molecular weight crosslinking of at least about 500 g / mol. 24. Полиуретан по п.1, где реакционные компоненты выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 110°С в течение, по меньшей мере, приблизительно 10 мин.24. The polyurethane according to claim 1, where the reaction components are maintained at a temperature of at least about 110 ° C for at least about 10 minutes 25. Полиуретан по п.1, где реакционные компоненты выдерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°С в течение, по меньшей мере, приблизительно 20 мин.25. The polyurethane according to claim 1, where the reaction components are kept at a temperature of at least about 100 ° C for at least about 20 minutes 26. Полиуретан, представляющий собой продукт реакции компонентов, состоящих из:
(a) приблизительно 1 эквивалент 4,4'-метилен-бис(циклогексилизоцианата);
(b) от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,5 эквивалента триметилолпропана; и
(c) от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,7 эквивалента 1,10-додекандиола, 1,4-бутандиола или 1,5-пентандиола,
где при смешивании компоненты реакции выдерживают при температуре реакции, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 мин.
26. Polyurethane, which is a reaction product of components consisting of:
(a) approximately 1 equivalent of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate);
(b) from about 0.3 to about 0.5 equivalent of trimethylolpropane; and
(c) from about 0.3 to about 0.7 equivalents of 1,10-dodecanediol, 1,4-butanediol or 1,5-pentanediol,
where, when mixed, the reaction components are held at a reaction temperature of at least about 100 ° C. for at least about 10 minutes.
27. Изделие, выполненное из полиуретана по п.1.27. A product made of polyurethane according to claim 1. 28. Изделие по п.27, где изделие имеет ударостойкость по Гарднеру, по меньшей мере, приблизительно 65 дюйм-фунт (7,3 Дж) в соответствии со стандартом ASTM-D 5420-04.28. The product according to item 27, where the product has a shock resistance according to Gardner, at least about 65 inch-pounds (7.3 joules) in accordance with ASTM-D 5420-04. 29. Изделие по п.27, где изделие имеет ударную вязкость Dynatup, по меньшей мере, приблизительно 35 Дж.29. The product according to item 27, where the product has a toughness Dynatup of at least about 35 J. 30. Изделие по п.27, где изделие имеет коэффициент К стойкости к распространению трещин, по меньшей мере, приблизительно 1000 фунт/дюйм3/2.30. The product according to item 27, where the product has a coefficient of resistance to crack propagation, at least about 1000 pounds / inch 3/2 . 31. Изделие по п.27, где изделие имеет устойчивость к истиранию по Тэйберу (100 циклов) менее чем приблизительно 45% мутности.31. The product according to item 27, where the product has a resistance to abrasion according to Taber (100 cycles) less than approximately 45% turbidity. 32. Изделие по п.27, где изделие имеет стойкость к образованию трещин при напряжении в органическом растворителе, по меньшей мере, приблизительно 1000 фунт/кв. дюйм растягивающей нагрузки.32. The product according to item 27, where the product has a resistance to cracking under stress in an organic solvent of at least about 1000 psi. inch tensile load. 33. Изделие по п.27, где изделие представляет собой формованное изделие.33. The product according to item 27, where the product is a molded product. 34. Изделие по п.27, где изделие выбрано из группы, включающей прозрачные изделия, оптические изделия, фотохромные изделия, баллистически устойчивые изделия и остекления.34. The product according to item 27, where the product is selected from the group including transparent products, optical products, photochromic products, ballistic resistant products and glazing. 35. Изделие, выполненное из полиуретана, содержащего продукт реакции компонентов, включающих в себя:
(a) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата;
(b) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного разветвленного полиола, содержащего от 3 до 18 атомов углерода и, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы; и
(c) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 эквивалента, по меньшей мере, одного диола, содержащего от 2 до 18 атомов углерода;
где указанный продукт реакции содержит менее чем примерно 10 мас.% сложного полиэфирполиола и/или простого полиэфирполиола, причем изделие имеет ударостойкость по Гарднеру, по меньшей мере, приблизительно 200 дюйм-фунт (23 Дж) в соответствии со стандартом ASTM-D 5420-04, и, при смешивании, компоненты реакции выдерживают при температуре реакции, по меньшей мере, приблизительно 100°С, по меньшей мере, в течение приблизительно 10 мин.
35. An article made of polyurethane containing a reaction product of components including:
(a) about 1 equivalent of at least one polyisocyanate;
(b) from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one branched polyol containing from 3 to 18 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups; and
(c) from about 0.1 to about 0.9 equivalents of at least one diol containing from 2 to 18 carbon atoms;
where the specified reaction product contains less than about 10 wt.% complex polyester polyol and / or simple polyether polyol, and the product has a Gardner impact resistance of at least about 200 inch-pounds (23 J) in accordance with ASTM-D 5420-04 and, when mixed, the reaction components are held at a reaction temperature of at least about 100 ° C. for at least about 10 minutes.
36. Ламинат, содержащий:
(а) по меньшей мере, один слой полиуретана по п.1; и
(b) по меньшей мере, один слой основы, выбранной из группы, включающей бумагу, стекло, керамику, древесину, камень, ткань, металл или органический полимерный материал и их композиции.
36. A laminate comprising:
(a) at least one layer of polyurethane according to claim 1; and
(b) at least one layer of a base selected from the group consisting of paper, glass, ceramics, wood, stone, fabric, metal or organic polymeric material and compositions thereof.
37. Покрывная композиция, содержащая полиуретан по п.1. 37. A coating composition comprising a polyurethane according to claim 1.
RU2009100893/04A 2005-12-16 2006-12-14 Polyurethanes, articles and coatings made from said polyurethanes, and production methods thereof RU2411255C2 (en)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/303,671 2005-12-16
US11/303,670 2005-12-16
US11/303,422 2005-12-16
US11/303,892 US20070142606A1 (en) 2005-12-16 2005-12-16 Polyurethane (ureas) and sulfur-containing polyurethane (ureas) methods of preparation
US11/303,670 US20070142603A1 (en) 2005-12-16 2005-12-16 Polyurethane(urea) and sulfur-containing polyurethane(urea) and methods of preparation
US11/303,892 2005-12-16
US11/303,422 US20070142602A1 (en) 2005-12-16 2005-12-16 Polyurethanes and sulfur-containing polyurethanes and methods of preparation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009100893A RU2009100893A (en) 2010-07-20
RU2411255C2 true RU2411255C2 (en) 2011-02-10

Family

ID=42685649

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009100894/04A RU2418812C2 (en) 2005-12-16 2006-12-14 Poly(urea-urethanes), articles and coatings made from said compounds, and production methods thereof
RU2010151411/04A RU2456306C1 (en) 2005-12-16 2006-12-14 Polyurethanes, articles and coatings made therefrom, and production methods thereof
RU2009100895/04A RU2414482C2 (en) 2005-12-16 2006-12-14 Shock resistant polyurethane and poly(ureaurethane) articles and production method thereof
RU2009100893/04A RU2411255C2 (en) 2005-12-16 2006-12-14 Polyurethanes, articles and coatings made from said polyurethanes, and production methods thereof

Family Applications Before (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009100894/04A RU2418812C2 (en) 2005-12-16 2006-12-14 Poly(urea-urethanes), articles and coatings made from said compounds, and production methods thereof
RU2010151411/04A RU2456306C1 (en) 2005-12-16 2006-12-14 Polyurethanes, articles and coatings made therefrom, and production methods thereof
RU2009100895/04A RU2414482C2 (en) 2005-12-16 2006-12-14 Shock resistant polyurethane and poly(ureaurethane) articles and production method thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (4) RU2418812C2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2534773C1 (en) * 2013-06-07 2014-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" Polyurethane coating composition
RU2615772C2 (en) * 2011-08-23 2017-04-11 Басф Се Polyether polyols containing particle
RU2655999C2 (en) * 2013-06-13 2018-05-30 Акцо Нобель Коатингс Интернэшнл Б.В. Coating material composition and coating films obtained by coating
RU2658062C2 (en) * 2013-02-28 2018-06-19 КРЭЙТОН ПОЛИМЕРС Ю.Эс. ЭлЭлСи Transparent and tough rubber composition and process for producing same
RU2662523C2 (en) * 2013-09-30 2018-07-26 ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи Complex polyester polyol and polyol blends and their use for obtaining rigid polyurethane foam
RU2673289C1 (en) * 2012-10-05 2018-11-23 Др. Найдлингер Холдинг Гмбх Thermal conductive polymer and resin compositions for its production
RU2688591C1 (en) * 2015-06-29 2019-05-21 Ппг Индастриз Огайо, Инк. Coating for plastic substrates
RU2689747C1 (en) * 2016-01-21 2019-05-28 БАСФ Коатингс ГмбХ Radiation-curable coating agent, a method of producing coatings with resistance to mechanical contact damage, use of a coating agent and a substrate coated with a coating agent
US11149111B2 (en) 2017-04-21 2021-10-19 Sulzer Management Ag Process to prepare a cyclic oligomer and a cyclic oligomer obtainable thereby and a process to polymerize it

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11149107B2 (en) 2004-09-01 2021-10-19 Ppg Industries Ohio, Inc. Polyurethanes, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
US11008418B2 (en) 2004-09-01 2021-05-18 Ppg Industries Ohio, Inc. Polyurethanes, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
US11591436B2 (en) 2004-09-01 2023-02-28 Ppg Industries Ohio, Inc. Polyurethane article and methods of making the same
US11248083B2 (en) 2004-09-01 2022-02-15 Ppg Industries Ohio, Inc. Aircraft windows
US20090280329A1 (en) 2004-09-01 2009-11-12 Ppg Industries Ohio, Inc. Polyurethanes, Articles and Coatings Prepared Therefrom and Methods of Making the Same
RU2671860C2 (en) * 2013-03-14 2018-11-07 ПиПиДжи ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК. Polyurethanes, articles and coatings prepared therefrom and methods of making same
EA025796B1 (en) * 2013-04-16 2017-01-30 Дуаен Япи Ве Изоласьон Малземелери Санайи Ве Тиджарет Лимитед Ширкети Method for production of self-extinguishing, sputtered and water-proofing coating materials
NL2013295B1 (en) * 2013-08-02 2016-05-18 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno A coating composition comprising a dye and a method to detect moisture in objects.
RU2550194C1 (en) * 2014-02-11 2015-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Coating composition
RU2550195C1 (en) * 2014-02-11 2015-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Coating composition
WO2017100991A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-22 Dow Global Technologies Llc Polyurethane based resins for filament winding
WO2018143966A1 (en) 2017-01-31 2018-08-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Inkjet compositions
WO2018143965A1 (en) * 2017-01-31 2018-08-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Inkjet printing
WO2018143964A1 (en) 2017-01-31 2018-08-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Inkjet printing
US10821760B2 (en) 2017-01-31 2020-11-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Inkjet printing
RU2649645C2 (en) * 2017-06-22 2018-04-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Composition for forming of the polyurethane coatings surface layer

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4153777A (en) * 1975-10-01 1979-05-08 Goodyear Aerospace Corporation Polyurethane and method of making
US4101529A (en) * 1976-02-04 1978-07-18 Ppg Industries, Inc. Hard, optically clear polyurethane articles
DE2637115C3 (en) * 1976-08-18 1980-10-09 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Process for the production of polyurethane ureas
US4652494A (en) * 1983-07-11 1987-03-24 Saint-Gobain Vitrage Bilayer laminate and preformed sheet for use therein
UA26448U (en) * 2007-04-13 2007-09-25 Novokramatorsk Mach Building Hydraulic drive for lifting of water-retaining dam gate

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615772C2 (en) * 2011-08-23 2017-04-11 Басф Се Polyether polyols containing particle
RU2673289C1 (en) * 2012-10-05 2018-11-23 Др. Найдлингер Холдинг Гмбх Thermal conductive polymer and resin compositions for its production
RU2658062C2 (en) * 2013-02-28 2018-06-19 КРЭЙТОН ПОЛИМЕРС Ю.Эс. ЭлЭлСи Transparent and tough rubber composition and process for producing same
RU2534773C1 (en) * 2013-06-07 2014-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" Polyurethane coating composition
RU2655999C2 (en) * 2013-06-13 2018-05-30 Акцо Нобель Коатингс Интернэшнл Б.В. Coating material composition and coating films obtained by coating
RU2662523C2 (en) * 2013-09-30 2018-07-26 ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи Complex polyester polyol and polyol blends and their use for obtaining rigid polyurethane foam
RU2688591C1 (en) * 2015-06-29 2019-05-21 Ппг Индастриз Огайо, Инк. Coating for plastic substrates
RU2689747C1 (en) * 2016-01-21 2019-05-28 БАСФ Коатингс ГмбХ Radiation-curable coating agent, a method of producing coatings with resistance to mechanical contact damage, use of a coating agent and a substrate coated with a coating agent
US11149111B2 (en) 2017-04-21 2021-10-19 Sulzer Management Ag Process to prepare a cyclic oligomer and a cyclic oligomer obtainable thereby and a process to polymerize it
RU2767861C2 (en) * 2017-04-21 2022-03-22 Зульцер Менеджмент Аг Method of producing a cyclic oligomer, a cyclic oligomer obtained by this method, as well as a method for polymerisation thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009100895A (en) 2010-07-20
RU2456306C1 (en) 2012-07-20
RU2009100893A (en) 2010-07-20
RU2418812C2 (en) 2011-05-20
RU2009100894A (en) 2010-07-20
RU2010151411A (en) 2012-05-10
RU2414482C2 (en) 2011-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11472912B2 (en) Polyurethanes, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
RU2411255C2 (en) Polyurethanes, articles and coatings made from said polyurethanes, and production methods thereof
RU2538599C2 (en) Polyurethanes, products and coatings made from them and methods of their production
RU2726363C2 (en) Polyurethanes, articles and coatings obtained from them, and methods for production thereof
US9598527B2 (en) Polyurethanes, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
US9657134B2 (en) Polyurethanes, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
US8349986B2 (en) Poly(ureaurethane)s, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
US8399094B2 (en) Multilayer laminated articles including polyurethane and/or poly(ureaurethane) layers and methods of making the same
US8933166B2 (en) Poly(ureaurethane)s, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
US8207286B2 (en) Methods for preparing polyurethanes
EP2004720B1 (en) Polyurethanes, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
US8399559B2 (en) Polyurethanes, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
US20070173601A1 (en) Polyurethanes, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
US20070148471A1 (en) Impact resistant polyurethane and poly(ureaurethane) articles and methods of making the same
US8604153B2 (en) Poly(ureaurethane)s, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
US8734951B2 (en) Polyurethanes, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
US20070225468A1 (en) Polyurethanes prepared from polyester polyols and/or polycaprolactone polyols, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
US8927675B2 (en) Poly(ureaurethane)s, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
US8889815B2 (en) Reinforced polyurethanes and poly(ureaurethane)s, methods of making the same and articles prepared therefrom
US20070149749A1 (en) Polyurethanes prepared from polycarbonate polyols, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
US20220119581A1 (en) Aircraft Windows
US20070167600A1 (en) Polyurethanes prepared from polycaprolactone polyols, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
US20070251421A1 (en) Powder coatings prepared from polyurethanes and poly(ureaurethane)s, coated articles and methods of making the same
US8653220B2 (en) Poly(ureaurethane)s, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
US8859680B2 (en) Poly(ureaurethane)s, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131215