RU2795087C2 - Hybrid polyurethane-polyhydroxyurethane composition - Google Patents

Hybrid polyurethane-polyhydroxyurethane composition Download PDF

Info

Publication number
RU2795087C2
RU2795087C2 RU2021111239A RU2021111239A RU2795087C2 RU 2795087 C2 RU2795087 C2 RU 2795087C2 RU 2021111239 A RU2021111239 A RU 2021111239A RU 2021111239 A RU2021111239 A RU 2021111239A RU 2795087 C2 RU2795087 C2 RU 2795087C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phu
hybrid
cyclic carbonate
composition according
prepolymer
Prior art date
Application number
RU2021111239A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021111239A (en
Inventor
Я-Ми ЧУАН
Джулио МАРТИНИ
Кристофер ФАНОПОУЛОС
Original Assignee
ХАНТСМЭН ИНТЕРНЭШНЛ ЭлЭлСи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ХАНТСМЭН ИНТЕРНЭШНЛ ЭлЭлСи filed Critical ХАНТСМЭН ИНТЕРНЭШНЛ ЭлЭлСи
Publication of RU2021111239A publication Critical patent/RU2021111239A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2795087C2 publication Critical patent/RU2795087C2/en

Links

Abstract

FIELD: hybrid polyurethane-polyhydroxyurethane composition.
SUBSTANCE: present invention relates to a hybrid polyurethane-polyhydroxyurethane (PU-PHU) composition used to produce thermoset or thermoplastic polymers with the possibility of further processing of the hybrid PU-PHU polymer at a later stage. The hybrid polyurethane-polyhydroxyurethane composition is prepared through a process comprising the following steps: (i) reacting at least one isocyanate-containing compound in a stoichiometric excess with at least one isocyanate-reactive compound to form at least one prepolymer; (ii) reacting at least one said prepolymer with a compound containing at least one cyclic carbonate functional group to form a cyclic carbonate-terminated prepolymer; (iii) ring-opening reaction of said cyclic carbonate-terminated prepolymer with at least one difunctional amine compound and at least one polyfunctional amine compound, resulting in the above PU-PHU hybrid composition. The ring-opening reaction step is carried out at a temperature above room temperature.
EFFECT: these hybrid polyurethane-polyhydroxyurethane compositions are obtained in a simpler and more economical way, which allows a certain freedom of action regarding the final properties of the product, in particular mechanical properties.
16 cl, 4 tbl, 10 ex

Description

Настоящее изобретение относится к гибридной полиуретановой-полигидроксиуретановой (PU-PHU) композиции и к продукту, содержащему такую гибридную PU-PHU композицию. The present invention relates to a hybrid polyurethane-polyhydroxyurethane (PU-PHU) composition and to a product containing such a hybrid PU-PHU composition.

Как правило, полиуретановые (PU) сетки могут представлять собой либо термореактивые материалы, либо термопластичные материалы, в зависимости от структуры содержащегося полимера. Термопластичные полимеры обычно состоят из линейных полимерных цепей, в то время как термореактивые полимеры состоят из разветвленных поперечно сшитых полимерных цепей. Typically, polyurethane (PU) meshes can be either thermosets or thermoplastics, depending on the structure of the polymer contained. Thermoplastic polymers typically consist of linear polymer chains, while thermoset polymers consist of branched, cross-linked polymer chains.

Более конкретно, термореактивые материалы представляют собой отвержденные термореактивные полимеры, которые при отверждении становятся необратимо отвержденными. Реакция отверждения дает в результате поперечную сшивку полимерных цепей с получением неплавкой и нерастворимой полимерной сетки. Известно, что традиционные ковалентные полимерные сетки, такие как сетки термореактивного PU, нельзя легко рециклировать для полезных применений. Необратимые связи поперечной сшивки могут делать невозможной их переработку. В противоположность термореактивным материалам, термопластичные полимеры имеют такую внутреннюю химическую структуру, что переработка происходит без необходимости приложения любого внешнего воздействия, иного чем просто тепло и сдвиг. More specifically, thermosets are cured thermoset polymers that upon curing become irreversibly cured. The curing reaction results in cross-linking of the polymer chains to form an infusible and insoluble polymer network. It is known that traditional covalent polymer networks, such as thermoset PU networks, cannot be easily recycled for useful applications. Irreversible cross-linking bonds can make them impossible to process. In contrast to thermosets, thermoplastic polymers have such an internal chemical structure that processing occurs without the need for any external force other than heat and shear.

В последние годы имеется растущий интерес к разработке решений для получения систем, не содержащих изоцианата, с сохранением при этом неизменной изоцианатной химической активности. Разработаны две основных стратегии с целью получения не содержащей изоцианатов системы. In recent years, there has been a growing interest in developing solutions to obtain isocyanate-free systems while maintaining unchanged isocyanate reactivity. Two main strategies have been developed to achieve an isocyanate-free system.

Первая стратегия основывается на разработке системы на основе полигидроксиуретана, с получением ее исключительно в результате реакции глицерин-карбоната (GC) и аминов.The first strategy is based on the development of a system based on polyhydroxyurethane, obtaining it exclusively from the reaction of glycerol carbonate (GC) and amines.

Вторая стратегия основывается на адаптации современных полиуретановых сеток, полученных из форполимеров с концевыми изоцианатными группами, обычно получаемых посредством взаимодействия реакционноспособного по отношению к изоцианату соединения с изоцианат-содержащим соединением. Такой форполимер с концевыми изоцианатными группами можно функционализировать с помощью циклических карбонатных соединений, с получением в результате форполимера с концевыми карбонатными группами, что делает возможным концевое блокировку концевых групп, взаимодействующих с изоцианатом, предпочтительно расположенных на концах рассмотренного выше форполимера. Согласно этой второй стратегии, амины могут взаимодействовать с форполимером с карбонатными концевыми группами в реакциях отверждения, с образованием в результате связей поперечной сшивки. Этот способ предлагает гибридную систему, поскольку полиуретанолвые и полигидроксиуретановые (PU-PHU) связи присутствуют в конечном соединении, обычно известном как термореактивный материал. The second strategy is based on adapting modern polyurethane networks made from isocyanate-terminated prepolymers, typically prepared by reacting an isocyanate-reactive compound with an isocyanate-containing compound. Such an isocyanate-terminated prepolymer can be functionalized with cyclic carbonate compounds, resulting in a carbonate-terminated prepolymer, which allows end-capping of the isocyanate-reactive end groups preferably located at the ends of the prepolymer discussed above. In this second strategy, amines can react with the carbonate-terminated prepolymer in curing reactions, resulting in cross-linking. This method offers a hybrid system because polyurethane and polyhydroxyurethane (PU-PHU) bonds are present in the final compound, commonly known as a thermoset.

Настоящее изобретение относится ко второй стратегии, которая имеет несколько недостатков, с точки зрения количества стадий, вовлеченных в известный производственный процесс. Кроме того, вязкость форполимера с карбонатными концевыми группами должна быть подходящей, поскольку это будет определять свободу действий, которую будет иметь пользователь относительно применений готового продукта, полученного после отверждения.The present invention relates to a second strategy which has several drawbacks in terms of the number of steps involved in the known manufacturing process. In addition, the viscosity of the carbonate-terminated prepolymer must be appropriate as this will determine the discretion the user will have regarding the applications of the finished product obtained after curing.

Сложность заключается в нахождения компромисса между свойствами термопластичного материала и свойствами термореактивного материала, принимая во внимание рассмотренные потребности. The difficulty lies in finding a compromise between the properties of a thermoplastic material and those of a thermoset material, taking into account the needs considered.

Тонкая регулировка вязкости в современных известных производственных процессах заключается в использовании растворителей. Это делает способ дорогостоящим и неудобным, поскольку при этом предполагается использование дополнительных стадий для удаления растворителей из готового продукта. Кроме того, способ требует большого времени для полного осуществления, что является ограничивающим фактором для промышленных применений. Также считается, что такие способы не гарантируют перерабатываемости конечного отвержденного продукта, когда получают термореактивные материалы.The fine adjustment of viscosity in current known manufacturing processes is the use of solvents. This makes the process expensive and inconvenient, since it involves the use of additional steps to remove solvents from the finished product. In addition, the process takes a long time to complete, which is a limiting factor for industrial applications. It is also believed that such methods do not guarantee the processability of the final cured product when thermosetting materials are produced.

Кроме того, тонкая регулировка вязкости в известных способах является ограниченной таким образом, что механические свойства конечных продуктов являются неудовлетворительными.In addition, the fine adjustment of the viscosity in the known methods is limited in such a way that the mechanical properties of the final products are unsatisfactory.

По рассмотренным выше причинам, имеется необходимость в получении гибридных PU-PHU композиций, которые можно получить с помощью более простого и экономичного способа, давая возможность пользователю для применения готового отвержденного продукта в нескольких областях применений. For the reasons discussed above, there is a need to obtain hybrid PU-PHU compositions that can be obtained using a simpler and more economical method, allowing the user to use the finished cured product in several applications.

Целью настоящего изобретения является преодоление рассмотренных выше недостатков посредством получения гибридных PU-PHU композиций (термопластичных материалов или термореактивных материалов), которые получают с помощью более простого, менее дорогостоящего способа, который позволяет в то же время определенную свободу действий относительно конечных свойств продукта, в частности, с точки зрения механических свойств. The aim of the present invention is to overcome the disadvantages discussed above by obtaining hybrid PU-PHU compositions (thermoplastic materials or thermosetting materials), which are obtained using a simpler, less expensive method, which at the same time allows a certain freedom of action regarding the final properties of the product, in particular , in terms of mechanical properties.

В этом отношении, настоящее изобретение предлагает гибридную полиуретановую-полигидроксиуретановую (PU-PHU) композицию, полученную с помощью способа, включающего следующие стадии:In this regard, the present invention provides a hybrid polyurethane-polyhydroxyurethane (PU-PHU) composition obtained by a process comprising the following steps:

(i) взаимодействия, по меньшей мере, одного изоцианат-содержащего соединения, в стехиометрическом избытке, по меньшей мере, с одним реакционноспособным по отношению к изоцианату соединением, дающего в результате образование, по меньшей мере, одного форполимера,(i) reacting at least one isocyanate-containing compound, in a stoichiometric excess, with at least one isocyanate-reactive compound, resulting in the formation of at least one prepolymer,

(ii) взаимодействия указанного, по меньшей мере, одного форполимера с соединением, содержащим, по меньшей мере, одну циклическую карбонатную функциональную группу, приводящего к образованию форполимера с циклическими карбонатными концевыми группами,(ii) reacting said at least one prepolymer with a compound containing at least one cyclic carbonate functional group, resulting in the formation of a prepolymer with cyclic carbonate end groups,

(iii) реакции раскрытия цикла указанного форполимера с циклическими карбонатными концевыми группами с соединением, содержащим, по меньшей мере, одну аминовую функциональную группу, дающей в результате указанную выше гибридную композицию PU-PHU,(iii) ring-opening reaction of said cyclic carbonate-terminated prepolymer with a compound containing at least one amine functional group, resulting in the above PU-PHU hybrid composition,

отличающегося тем, что стадия указанной реакция раскрытия цикла осуществляется при температуре выше комнатной температуры, предпочтительно, выше 20°C, более предпочтительно, выше 25°C.characterized in that the step of said ring-opening reaction is carried out at a temperature above room temperature, preferably above 20°C, more preferably above 25°C.

Наблюдают, что приложение температуры, которая выше комнатной температуры (предпочтительно, выше 20°C, более предпочтительно, выше 25°C) на стадии (iii), дает возможность для получения готового отвержденного продукта с улучшенными механическими свойствами. Как отмечено, наблюдается, что некоторые готовые отвержденные продукты имеют высокое значение удлинения при разрыве (>2600%).It is observed that the application of a temperature that is above room temperature (preferably above 20° C., more preferably above 25° C.) in step (iii) makes it possible to obtain a finished cured product with improved mechanical properties. As noted, some finished cured products have been observed to have high elongation at break (>2600%).

Указанное соединение, содержащее, по меньшей мере, одну аминовую функциональную группу, предпочтительно может содержать аминовую функциональную группу, которая имеет функциональность, по меньшей мере, 2. Более предпочтительно, указанное соединение, содержащее, по меньшей мере, одну аминовую функциональную группу, представляет собой амин, имеющий функциональность, по меньшей мере, 2.Said compound containing at least one amine functional group may preferably contain an amine functional group which has a functionality of at least 2. More preferably, said compound containing at least one amine functional group is an amine having a functionality of at least 2.

Указанное, по меньшей мере, одно изоцианат-содержащее соединение предпочтительно представляет собой полиизоцианат-содержащее соединение.Said at least one isocyanate-containing compound is preferably a polyisocyanate-containing compound.

Гибридная композиция, полученная с помощью способа по настоящему изобретению, является особенно предпочтительной, поскольку она гарантирует, что карбонатные функциональности форполимера с циклическими карбонатными концевыми группами сохраняются до полимеризации с амином. Другими словами, является неожиданным получение возможности для полимеризации форполимера с циклическими карбонатными концевыми группами в присутствии аминов, без термической деградации карбонатных функциональностей. The hybrid composition obtained by the method of the present invention is particularly preferred as it ensures that the carbonate functionalities of the cyclic carbonate-terminated prepolymer are retained prior to polymerization with the amine. In other words, it is surprising to be able to polymerize a cyclic carbonate-terminated prepolymer in the presence of amines, without thermal degradation of the carbonate functionalities.

Кроме того, использование растворителя в системе больше не является обязательным, что удобнее для пользователя, и вязкость может тонко регулироваться, давая свободу действий относительно конечных использований продукта, полученного с помощью способа по настоящему изобретению.In addition, the use of a solvent in the system is no longer mandatory, which is more convenient for the user, and the viscosity can be finely tuned, giving discretion regarding the end uses of the product obtained using the method of the present invention.

Обнаружено также, что присутствие химически активных гидроксильных групп в готовом отвержденном материале позволяет гидроксиуретановым связям показывать обратимость при определенных условиях температуры и давления (смотри ниже). PU-PHU продукты по настоящему изобретению могут, следовательно, определяться как перерабатываемые термореактивные материалы, когда, по меньшей мере, один компонент, используемый для получения гибридных PU-PHU продуктов по настоящему изобретению, имеет функциональность, по меньшей мере, 2. Преимущественно, указанное, по меньшей мере, одно изоцианат-содержащее соединение может представлять собой полиизоцианат с функциональностью, по меньшей мере, 2, или указанное, по меньшей мере, одно реакционноспособное по отношению к изоцианату соединение, имеет функциональность, по меньшей мере, 2, или указанное, соединение, содержащее, по меньшей мере, одну циклическую карбонатную функциональную группу, имеет циклическую карбонатную функциональную группу с функциональностью, по меньшей мере, 2, или указанное, соединение, содержащее по меньшей мере, одну аминовую функциональную группу, имеет функциональность амина, по меньшей мере, 2. Другие функциональные группы могут также необязательно включаться в указанное соединение, содержащее, по меньшей мере, одну аминовую функциональную группу.It has also been found that the presence of reactive hydroxyl groups in the finished cured material allows the hydroxyurethane bonds to show reversibility under certain temperature and pressure conditions (see below). The PU-PHU products of the present invention can therefore be defined as processable thermosets when at least one component used to make the hybrid PU-PHU products of the present invention has a functionality of at least 2. Advantageously, said the at least one isocyanate-containing compound may be a polyisocyanate with a functionality of at least 2, or said at least one isocyanate-reactive compound has a functionality of at least 2, or said, a compound containing at least one cyclic carbonate functional group has a cyclic carbonate functional group with a functionality of at least 2, or said compound containing at least one amine functional group has an amine functionality of at least , 2. Other functional groups may also optionally be included in said compound containing at least one amine functional group.

Более преимущественно, по меньшей мере, одно изоцианат-содержащее соединение, представляет собой полиизоцианат с функциональностью, по меньшей мере, 2, или, по меньшей мере, одно реакционноспособное по отношению к изоцианату соединение, представляет собой полиол или смесь полиолов с функциональностью, по меньшей мере, 2, или соединение, содержащее, по меньшей мере, одну циклическую карбонатную функциональную группу, представляет собой глицерин-карбонат с функциональностью, по меньшей мере, 2, или указанная, по меньшей мере, одна аминовая функциональная группа представляет собой амин с функциональностью, по меньшей мере, 2. Сочетания также возможны.More preferably, at least one isocyanate-containing compound is a polyisocyanate with a functionality of at least 2, or at least one isocyanate-reactive compound is a polyol or a mixture of polyols with a functionality of at least at least 2, or a compound containing at least one cyclic carbonate functional group is a glycerol carbonate with a functionality of at least 2, or said at least one amine functional group is an amine with a functionality, at least 2. Combinations are also possible.

Когда термореактивные полимеры получают с помощью способа по настоящему изобретению, такие материалы можно перерабатывать, и это является неожиданным с точки зрения известных термореактивных материалов, которые сложно перерабатывать, рециклировать или плавить. Обратимое поведение гидроксиуретановых связей и позволяет пользователю перерабатывать готовый материал несколько раз, предпочтительно, по меньшей мере, до 3 раз, без отрицательного влияния на механические свойства.When thermosetting polymers are produced by the process of the present invention, such materials can be recycled and this is unexpected in view of known thermosetting materials which are difficult to process, recycle or melt. The reversible behavior of the hydroxyurethane bonds allows the user to process the finished material several times, preferably up to at least 3 times, without adversely affecting the mechanical properties.

В зависимости от соединения, используемого в способе по настоящему изобретению, можно получать термореактивные полимеры или термопластичные полимеры с возможностью дальнейшей переработки гибридного PU-PHU полимера на более поздней стадии посредством оказания, по меньшей мере, одного воздействия (смотри ниже).Depending on the compound used in the process of the present invention, thermosetting polymers or thermoplastic polymers can be obtained, with the possibility of further processing of the hybrid PU-PHU polymer at a later stage through at least one treatment (see below).

Преимущественно, указанное соединение, содержащее, по меньшей мере, одну циклическую карбонатную функциональную группу, содержит, по меньшей мере, один 4-членный циклический карбонат, предпочтительно, по меньшей мере, один 5-членный циклический карбонат, более предпочтительно, по меньшей мере, один 6-членный циклический карбонат. Указанный, по меньшей мере, один 5-членный циклический карбонат может быть предпочтительным по причинам чувствительности и химической активности.Advantageously, said compound containing at least one cyclic carbonate functional group contains at least one 4-membered cyclic carbonate, preferably at least one 5-membered cyclic carbonate, more preferably at least one 6-membered cyclic carbonate. Said at least one 5-membered cyclic carbonate may be preferred for reasons of sensitivity and reactivity.

Более преимущественно, амин указанного соединения, содержащего, по меньшей мере, одну аминовую функциональную группу, имеет функциональность, по меньшей мере, 1,8.More preferably, the amine of said compound containing at least one amine functional group has a functionality of at least 1.8.

Согласно конкретному варианту осуществления настоящего изобретения, температура, при которой осуществляется указанная стадия (iii) реакции раскрытия цикла, находится в пределах от 25°C до 160°C, предпочтительно, между 40°C и 160°C, более предпочтительно, между 45°C и 140°C. According to a particular embodiment of the present invention, the temperature at which said step (iii) of the ring-opening reaction is carried out is between 25°C and 160°C, preferably between 40°C and 160°C, more preferably between 45° C and 140°C.

Стадия (ii) в основном дает одну единственную фазу, состоящую из форполимера с циклическими карбонатными концевыми группами, готового ко взаимодействию с аминами. Stage (ii) basically gives one single phase, consisting of a prepolymer with cyclic carbonate end groups, ready to interact with amines.

Выбор температуры, делает возможным определение диапазонов, где термическая деградация карбонатных функциональностей ограничивается, даже устраняется. Следовательно, использование растворителя не является больше самым важным.The choice of temperature makes it possible to define ranges where thermal degradation of carbonate functionalities is limited, even eliminated. Hence, the use of a solvent is no longer the most important.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, указанное реакционноспособное по отношению к изоцианату соединение имеет среднечисленную молекулярную массу равную или большую, чем 62, предпочтительно, большую, чем 400, более предпочтительно, большую, чем 1000, еще более предпочтительно, большую, чем 2000, наиболее предпочтительно, большую, чем 3800. According to a preferred embodiment of the present invention, said isocyanate-reactive compound has a number average molecular weight equal to or greater than 62, preferably greater than 400, more preferably greater than 1000, even more preferably greater than 2000, most preferably greater than 3800.

Преимущественно, указанное реакционноспособное по отношению к изоцианату соединение представляет собой смесь взаимодействующих с изоцианатом соединений, такую как смесь полиолов.Advantageously, said isocyanate-reactive compound is a mixture of isocyanate-reactive compounds, such as a mixture of polyols.

Предпочтительно, реакционноспособное по отношению к изоцианату соединение имеет среднечисленную молекулярную массу в пределах между 62 и 12000.Preferably, the isocyanate-reactive compound has a number average molecular weight between 62 and 12,000.

Преимущественно наблюдается, что использование реакционноспособного по отношению к изоцианату соединения со среднечисленной молекулярной массой выше 3800, например, равной 4000, делает возможным образование форполимера с более низкой вязкостью (например, по сравнению с взаимодействующими с изоцианатом соединениями, имеющими среднечисленную молекулярную массу ниже 2500), что приводит в результате также к образованию указанного форполимера с циклическими карбонатными концевыми группами с уменьшенной вязкостью, по сравнению с соединениями, полученными с использованием взаимодействующих с изоцианатом соединений со среднечисленной молекулярной массой ниже 3800, предпочтительно, ниже 2500.Advantageously, it has been observed that the use of an isocyanate-reactive compound with a number average molecular weight greater than 3800, for example equal to 4000, allows the formation of a prepolymer with a lower viscosity (for example, compared to isocyanate-reactive compounds having a number average molecular weight lower than 2500), which also results in the formation of said cyclic carbonate-terminated prepolymer with reduced viscosity compared to compounds prepared using isocyanate-reactive compounds with a number average molecular weight below 3800, preferably below 2500.

Этот признак также вносит вклад в тонкую настройку вязкости, которая является особенно преимущественной.This feature also contributes to the fine tuning of the viscosity, which is particularly advantageous.

В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения, стадия (ii) осуществляется при молярном отношении указанного, по меньшей мере, одного форполимера к указанному соединению, содержащему, по меньшей мере, одну циклическую карбонатную функциональную группу, которое является химически активным относительно групп NCO этого, по меньшей мере, одного форполимера (например, NCO:OH, NCO:NH2, NCO:NH и NCO:SH), в пределах от 0,5 до 1,05, предпочтительно, от 0,8 до 1.In a specific embodiment of the present invention, step (ii) is carried out at a molar ratio of said at least one prepolymer to said compound containing at least one cyclic carbonate functional group, which is reactive with respect to the NCO groups of this at least at least one prepolymer (for example, NCO:OH, NCO:NH 2 , NCO:NH and NCO:SH), in the range from 0.5 to 1.05, preferably from 0.8 to 1.

Соединение, содержащее циклическую карбонатную функциональную группу, может содержать взаимодействующие с изоцианатом группы, такие как OH, NH2, NH или SH. A compound containing a cyclic carbonate functional group may contain isocyanate-reactive groups such as OH, NH 2 , NH or SH.

Предпочтительно, стадия (i) осуществляется при молярном отношении указанного, по меньшей мере, одного изоцианат-содержащего соединения, к указанному, по меньшей мере, одному реакционноспособному по отношению к изоцианату соединению (например, NCO:OH) в пределах от 1,8 до 25, предпочтительно, от 2 до 5.Preferably, step (i) is carried out at a molar ratio of said at least one isocyanate-containing compound to said at least one isocyanate-reactive compound (e.g., NCO:OH) ranging from 1.8 to 25, preferably 2 to 5.

По настоящему изобретению, указанный, по меньшей мере, один форполимер преимущественно имеет число NCO в пределах от 0,8 до 25%, более предпочтительно, от 0,8 до 10%.According to the present invention, said at least one prepolymer preferably has an NCO number ranging from 0.8 to 25%, more preferably from 0.8 to 10%.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, стадия (ii) осуществляется при температуре в пределах от 50°C до 150°C, предпочтительно, от 60°C до 130°C, более предпочтительно, от 80°C до 125°C, наиболее предпочтительно, в пределах от 95°C до 122°C.According to a preferred embodiment of the present invention, step (ii) is carried out at a temperature in the range of 50°C to 150°C, preferably 60°C to 130°C, more preferably 80°C to 125°C, most preferably , ranging from 95°C to 122°C.

В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения, стадия (ii) может осуществляться в условиях без растворителя.In a particular embodiment of the present invention, step (ii) may be carried out under solvent-free conditions.

Преимущественно, стадия (iii) может осуществляться в условиях без растворителя.Advantageously, step (iii) can be carried out under solvent-free conditions.

Более преимущественно, стадия (ii) и/или стадия (iii) может осуществляться в присутствии катализатора, выбранного из группы, состоящей из органических оснований, органических кислот, металлорганических соединений, в частности, дибутилолова дилаурата (DBTDL), циклического карбоната и их сочетаний.More preferably, step (ii) and/or step (iii) may be carried out in the presence of a catalyst selected from the group consisting of organic bases, organic acids, organometallic compounds, in particular dibutyltin dilaurate (DBTDL), a cyclic carbonate, and combinations thereof.

Еще более преимущественно, катализатор по настоящему изобретению выбирают из группы, состоящей из 1,4-диазабицикло[2,2,2]октана (DABCO), 1,8-диазабицикло(5,4,0)ундец-7-ена (DBU), триазабициклодецена (TBD), триэтиламина, трет-бутаноата калия, их смесей, включая любые другие пригодные для использования катализаторы, известные специалистам в данной области.Even more preferably, the catalyst of the present invention is selected from the group consisting of 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane (DABCO), 1,8-diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene (DBU ), triazabicyclodecene (TBD), triethylamine, potassium tert-butanoate, mixtures thereof, including any other suitable catalysts known to those skilled in the art.

Предпочтительно, указанное соединение, содержащее, по меньшей мере, одну циклическую карбонатную функциональную группу, выбирают из списка, содержащего глицерин-карбонат, 4-(гидроксиметил)-1,3-диоксолан-2-он, 4-(меркаптометил)-1,3-диоксолан-2-он, 4-((метиламино)метил)-1,3-диоксолан-2-он, 4-(аминометил)-1,3-диоксолан-2-он, 2-(2-оксо-1,3-диоксолан-4-ил)уксусную кислоту.Preferably, said compound containing at least one cyclic carbonate functional group is selected from the list containing glycerol carbonate, 4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxolan-2-one, 4-(mercaptomethyl)-1, 3-dioxolan-2-one, 4-((methylamino)methyl)-1,3-dioxolan-2-one, 4-(aminomethyl)-1,3-dioxolan-2-one, 2-(2-oxo- 1,3-dioxolan-4-yl)acetic acid.

Более предпочтительно, стадия (iii) осуществляется за период времени до 24 часов, предпочтительно, за 3 часа, более предпочтительно, за 2 часа, еще более предпочтительно, за 1 час.More preferably, step (iii) is carried out over a period of up to 24 hours, preferably 3 hours, more preferably 2 hours, even more preferably 1 hour.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, преобразование преполимеара с циклическими карбонатными концевыми группами стадии (iii) предпочтительно составляет, по меньшей мере, 90%, предпочтительно, по меньшей мере, 95%. According to one embodiment of the present invention, the conversion of the cyclic carbonate-terminated prepolymer of step (iii) is preferably at least 90%, preferably at least 95%.

В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения, гибридная PU-PHU композиция может дополнительно обрабатываться после отверждения посредством приложения механического давления к готовому отвержденному продукту при заданной температуре, для его обработки (переработки), плавления или рециклирования, без отрицательного влияния на механические свойства готового продукта. Обнаружено, что готовый отвержденный PU-PHU продукт, полученный с помощью способа по настоящему изобретению, является особенно преимущественным с точки зрения возобновляемости. Конкретнее, настоящее изобретение предлагает перерабатываемую полимерную сетку (перерабатываемую гибридную PU-PHU композицию), имеющую свойства самозаживления, которые делают возможным рециклирование поперечно сшитых полимеров с полным восстановлением механических свойств, происходящих от присутствия поперечных сшивок. Такая PU-PHU композиция содержит достаточно динамических связей для реконфигурации сетки при соответствующих условиях. Этот конкретный вариант осуществления имеет место, когда термореактивные полимеры получают с помощью способа по настоящему изобретению или любого другого возможного типа известных способов, обеспечивающих термореактивные гибридные PU-PHU полимеры. Термореактивные полимеры, полученные в контексте настоящего изобретения, являются в высшей степени предпочтительными относительно перерабатываемости. In a specific embodiment of the present invention, the hybrid PU-PHU composition can be further processed after curing by applying mechanical pressure to the finished cured product at a given temperature, for processing (processing), melting or recycling, without adversely affecting the mechanical properties of the finished product. It has been found that the finished cured PU-PHU product obtained by the method of the present invention is particularly advantageous in terms of renewability. More specifically, the present invention provides a recyclable polymer network (recyclable hybrid PU-PHU composition) having self-healing properties that allow cross-linked polymers to be recycled with full recovery of mechanical properties resulting from the presence of cross-links. Such a PU-PHU composition contains enough dynamic links to reconfigure the mesh under appropriate conditions. This particular embodiment occurs when the thermoset polymers are produced by the process of the present invention or any other possible type of known methods providing thermoset hybrid PU-PHU polymers. Thermoset polymers obtained in the context of the present invention are highly preferred in terms of processability.

Температура, прикладываемая в ходе приложения механического давления, предпочтительно составляет, по меньшей мере, 110°C.The temperature applied during the application of mechanical pressure is preferably at least 110°C.

Давление преимущественно составляет, по меньшей мере, 10 кПа.The pressure is advantageously at least 10 kPa.

Более преимущественно, время в течение которого прикладывается механическое давление, составляет, по меньшей мере, 30 секунд.More preferably, the time during which the mechanical pressure is applied is at least 30 seconds.

Неожиданно, PU-PHU композиция по настоящему изобретению может перерабатываться много раз с полным восстановлением механических свойств.Surprisingly, the PU-PHU composition of the present invention can be processed many times with full restoration of mechanical properties.

Другие варианты осуществления композиции по настоящему изобретению рассмотрены в прилагаемой формуле изобретения.Other embodiments of the composition of the present invention are discussed in the appended claims.

Настоящее изобретение также относится к продукту, содержащему PU-PHU композицию по настоящему изобретению. The present invention also relates to a product containing the PU-PHU composition of the present invention.

Продукт может представлять собой адгезив, покрытие, эластомер или пену.The product may be an adhesive, coating, elastomer or foam.

Другие варианты осуществления продукта по настоящему изобретению рассмотрены в прилагаемой формуле изобретения.Other embodiments of the product of the present invention are discussed in the appended claims.

Настоящее изобретение также относится к способу получения перерабатываемой гибридной PU-PHU композиции, включающему следующие стадии:The present invention also relates to a process for producing a processable hybrid PU-PHU composition comprising the following steps:

(i) взаимодействия, по меньшей мере, одного изоцианат-содержащего соединения в стехиометрическом избытке, по меньшей мере, с одним реакционноспособным по отношению к изоцианату соединением, дающего в результате образование, по меньшей мере, одного форполимера,(i) reacting at least one isocyanate-containing compound in a stoichiometric excess with at least one isocyanate-reactive compound, resulting in the formation of at least one prepolymer,

(ii) взаимодействия указанного, по меньшей мере, одного форполимера с соединением, содержащим, по меньшей мере, одну циклическую карбонатную функциональную группу, приводящего к образованию форполимера с циклическими карбонатными концевыми группами,(ii) reacting said at least one prepolymer with a compound containing at least one cyclic carbonate functional group, resulting in the formation of a prepolymer with cyclic carbonate end groups,

(iii) реакции раскрытия цикла указанного форполимера с циклическими карбонатными концевыми группами с соединением, содержащим, по меньшей мере, одну аминовую функциональную группу, дающей в результате указанную выше гибридную композицию PU-PHU, (iii) ring-opening reaction of said cyclic carbonate-terminated prepolymer with a compound containing at least one amine functional group, resulting in the above PU-PHU hybrid composition,

отличающемуся тем, что стадия (iii) указанной реакции раскрытия цикла осуществляется при температуре выше комнатной температуры, предпочтительно, выше 20°C, более предпочтительно, выше 25°C.characterized in that step (iii) of said ring-opening reaction is carried out at a temperature above room temperature, preferably above 20°C, more preferably above 25°C.

Все рассмотренные выше признаки композиции, полученной с помощью рассмотренного выше способа по настоящему изобретению, применимы также к способу получения перерабатываемой гибридной PU/PHU композиции.All the above features of the composition obtained using the above method according to the present invention are also applicable to the method of obtaining a processed hybrid PU/PHU composition.

Настоящее изобретение также относится к способу переработки термореактивного гибридного PU-PHU продукта, как определено выше.The present invention also relates to a process for processing a thermoset hybrid PU-PHU product as defined above.

Как правило, термореактивные продукты сложно перерабатывать, плавить или рециклировать после отверждения, из-за их поперечно-сшитой структуры, которая предотвращает их переработку плавлением. Большую часть времени, уретановые связи этих продуктов являются необратимыми, это означает, что они не могут переформировать связи поперечных сшивок. Способ по настоящему изобретению включает следующие стадии:Typically, thermoset products are difficult to process, melt, or recycle after curing due to their cross-linked structure, which prevents them from being processed by melting. Most of the time, the urethane bonds of these products are irreversible, meaning that they cannot re-form the cross-link bonds. The method of the present invention includes the following steps:

- получение отвержденного термореактивого гибридного PU-PHU продукта, получаемого с помощью способа по настоящему изобретению, этот продукт имеет наружную поверхность,- obtaining a cured thermosetting hybrid PU-PHU product obtained using the method of the present invention, this product has an outer surface,

- обработку указанного термореактивого гибридного PU-PHU продукта посредством оказания, по меньшей мере, одного воздействия, предпочтительно состоящего из механического давления, к указанной наружной поверхности, при заданной температуре и/или в течение заданного периода времени,- treating said thermoset hybrid PU-PHU product by applying at least one action, preferably consisting of mechanical pressure, to said outer surface, at a given temperature and/or for a given period of time,

- получение обработанного гибридного PU-PHU продукта, с полным восстановлением механических свойств.- obtaining a processed hybrid PU-PHU product, with a complete restoration of mechanical properties.

Наблюдается, что оказание воздействия, предпочтительно состоящего из механического давления, к наружной поверхности указанного гибридного PU-PHU продукта, при заданной температуре дает пользователю возможность для его обработки (переработки) таким образом, что механические свойства могут полностью восстанавливаться. Например, это может быть полезным для “заживления” продукта, имеющего дефект на его поверхности. Приложение механического давления при заданной температуре позволяет образовывать новые связи в материале (посредством перестройки сетки) для восстановления продукта с таким дефектом. Другой пример может также относиться к объединению нескольких гранул посредством приложения механического давления при заданной температуре, для получения продукта, изготовленного из таких гранул. Можно переформировать продукт по-другому без потери механических свойств. Также неожиданной является обработка (переработка) материала при заданной температуре, без термической деградации продукта или наблюдения побочных реакций. Такие продукты содержат динамическую сетку связей, которую можно реконфигурировать при конкретных условиях, предлагаемых настоящим изобретением, а именно, с помощью указанного воздействия, которое может состоять, по меньшей мере, из одного механического давления при заданной температуре. It is observed that applying an impact, preferably consisting of mechanical pressure, to the outer surface of said hybrid PU-PHU product at a given temperature allows the user to process (process) it in such a way that the mechanical properties can be fully restored. For example, it can be useful for "healing" a product that has a defect on its surface. The application of mechanical pressure at a given temperature allows the formation of new bonds in the material (through re-meshing) to restore a product with such a defect. Another example may also refer to combining several granules by applying mechanical pressure at a given temperature to obtain a product made from such granules. It is possible to reshape the product in a different way without loss of mechanical properties. Also surprising is the processing (processing) of the material at a given temperature, without thermal degradation of the product or the observation of side reactions. Such products contain a dynamic network of connections that can be reconfigured under the specific conditions proposed by the present invention, namely, with the help of the specified impact, which may consist of at least one mechanical pressure at a given temperature.

Преимущественно, возможно также применение способа по настоящему изобретению, для рециклирования/улучшения используемых продуктов.Advantageously, it is also possible to use the process of the present invention to recycle/improve the products used.

В конкретном варианте осуществления способа по настоящему изобретению, указанное воздействие состоит из приложения механического давления.In a specific embodiment of the method of the present invention, said action consists of the application of mechanical pressure.

Предпочтительно, указанное механическое давление составляет, по меньшей мере, 10 кПа.Preferably, said mechanical pressure is at least 10 kPa.

Более предпочтительно, указанная заданная температура составляет, по меньшей мере, 110°C.More preferably, said target temperature is at least 110°C.

Преимущественно, указанный заданный период времени составляет, по меньшей мере, 30 секунд.Advantageously, said predetermined time period is at least 30 seconds.

Более короткие времена обработки сводят к минимуму термическую деградацию материала и делают возможными, по меньшей мере, 3 цикла переработки, без наблюдения значительного ухудшения механических свойств.Shorter processing times minimize thermal degradation of the material and allow at least 3 processing cycles without seeing a significant deterioration in mechanical properties.

Указанный отвержденный гибридный PU-PHU продукт получается с Tg в пределах от 70°C до 160°C.Said cured hybrid PU-PHU product is obtained with a Tg ranging from 70°C to 160°C.

Согласно конкретному варианту осуществления способа по настоящему изобретению, PU-PHU продукт можно получать посредством взаимодействия форполимера, по меньшей мере, с 4-членными циклическими карбонатами (такими как глицерин карбонат), с получением форполимера с циклическими карбонатными концевыми группами, который затем взаимодействует с аминами. Образование гибридных PU-PHU продуктов делает возможным получение обратимых гидроксиуретановых связей в готовом продукте, эти обратимые связи можно использовать для переработки материала. При этом возможно рециклирование/переработка PU-PHU продукта при условиях, приведенных в настоящем изобретении. According to a particular embodiment of the method of the present invention, a PU-PHU product can be obtained by reacting the prepolymer with at least 4-membered cyclic carbonates (such as glycerol carbonate) to form a cyclic carbonate-terminated prepolymer which is then reacted with amines. . The formation of hybrid PU-PHU products makes it possible to obtain reversible hydroxyurethane bonds in the finished product, these reversible bonds can be used to process the material. It is also possible to recycle/recycle the PU-PHU product under the conditions described in the present invention.

Все признаки, связанные с гибридной PU-PHU композицией и способом ее получения, применимы также к PU-PHU продукту, используемому в рассмотренном выше способе процессе. All features associated with the hybrid PU-PHU composition and method of its preparation also apply to the PU-PHU product used in the process discussed above.

Пригодные для использования форполимеры известны в данной области и являются коммерчески доступными. Предпочтительно, они представляют собой продукт реакции изоцианат-содержащего соединения с реакционноспособным по отношению к изоцианату соединением. Такие форполимеры, как правило, получают посредством взаимодействия в молярном избытке полимерных или чистых ароматических изоцианатных мономеров с одним или несколькими полиолами, используя условия реакции известные в данной области. Полиолы могут включать аминированные полиолы, имин- или энамин-модифицированные полиолы, простые полиэфирполиолы, сложные полиэфирполиолы, полиамины, такие как алканоламины, а также диолы и триолы. Форполимеры по настоящему изобретению могут представлять собой твердые блок-форполимеры, мягкие блок-форполимеры или их смеси.Suitable prepolymers are known in the art and are commercially available. Preferably, they are the reaction product of an isocyanate-containing compound with an isocyanate-reactive compound. Such prepolymers are typically prepared by reacting a molar excess of polymeric or pure aromatic isocyanate monomers with one or more polyols using reaction conditions known in the art. The polyols may include aminated polyols, imine or enamine modified polyols, polyether polyols, polyester polyols, polyamines such as alkanolamines, and diols and triols. The prepolymers of the present invention may be hard block prepolymers, soft block prepolymers, or mixtures thereof.

Пригодные для использования изоцианат-содержащие соединения для использования при получении форполимера могут представлять собой ароматические, (циклические) алифатические или аралифатические органические изоцианаты. Пригодные для использования ароматические изоцианаты включают также полиизоцианаты.Suitable isocyanate-containing compounds for use in preparing the prepolymer may be aromatic, (cyclic) aliphatic or araliphatic organic isocyanates. Suitable aromatic isocyanates also include polyisocyanates.

Предпочтительно, изоцианат-содержащие соединения для использования при получении форполимера могут представлять собой ароматические, (циклические) алифатические или аралифатические органические изоцианаты, предпочтительно, имеющие количество концевых групп x, все они представляют собой концевые группы NCO.Preferably, the isocyanate-containing compounds for use in preparing the prepolymer may be aromatic, (cyclic) aliphatic or araliphatic organic isocyanates, preferably having x end groups, all of which are NCO end groups.

Пригодные для использования полиизоцианаты включают полиизоцианаты типа Ra-(NCO)x, где x равен, по меньшей мере, 2 и Ra представляет собой ароматический, такой как дифенилметан или толуол, или сходный полиизоцианат. Suitable polyisocyanates include polyisocyanates of the Ra-(NCO)x type, where x is at least 2 and Ra is an aromatic such as diphenylmethane or toluene or a similar polyisocyanate.

Неограничивающие примеры пригодных для использования ароматических полиизоцианатных мономеров, которые можно использовать в настоящем изобретении, могут представлять собой любые полиизоцианатные соединения или смесь полиизоцианатных соединений, предпочтительно, где указанные соединения содержат предпочтительно, по меньшей мере, две изоцианатные группы. Non-limiting examples of suitable aromatic polyisocyanate monomers that can be used in the present invention can be any polyisocyanate compounds or a mixture of polyisocyanate compounds, preferably, where these compounds preferably contain at least two isocyanate groups.

Неограничивающие примеры пригодных для использования ароматических полиизоцианатных мономеров включают диизоцианаты, в частности, ароматические диизоцианаты и изоцианаты с более высокой функциональностью. Неограничивающие примеры ароматических полиизоцианатных мономеров, которые можно использовать по настоящему изобретению, включают ароматические изоцианатные мономеры, такие как дифенилметандиизоцианат (MDI) в форме его 2,4'-, 2,2'- и 4,4'-изомеров и их смесей (также упоминается как чистый MDI), смеси дифенилметандиизоцианатов (MDI) и их олигомеров (известны в данной области как "исходный" или полимерный MDI), м- и п-фенилендиизоцианат, толилен-2,4- и толилен-2,6-диизоцианат (известный также как толуолдиизоцианат и упоминаемый как TDI, такой как 2,4 TDI и 2,6 TDI) в любой пригодной для использования изомерной смеси, хлорфенилен-2,4-диизоцианат, нафтилен-1,5-диизоцианат, дифенилен-4,4'-диизоцианат, 4,4'-диизоцианат-3,3'-диметилдифенил, 3-метил-дифенилметан-4,4'-диизоцианат и простой дифенилэфирдиизоцианат; тетраметилксилендиизоцианат (TMXDI) и толидиндиизоцианат (TODI); любая пригодная для использования смесь этих полиизоцианатов и любая пригодная для использования смесь одного или нескольких этих полиизоцианатов с MDI в форме его 2,4'-, 2,2'- и 4,4'-изомеров и их смеси (также упоминается как чистый MDI), смеси дифенилметандиизоцианатов (MDI) и их олигомеров (известны в данной области как "исходный" или полимерный MDI), и продукты реакции полиизоцианатов (например, полиизоцианатов, как приведено выше, а предпочтительно, полиизоцианатов на основе MDI). Предпочтительно используют изоцианаты типа дифенилметандиизоцианата (MDI) или толуолдиизоцианатов (TDI). Non-limiting examples of useful aromatic polyisocyanate monomers include diisocyanates, in particular aromatic diisocyanates and higher functionality isocyanates. Non-limiting examples of aromatic polyisocyanate monomers that can be used in the present invention include aromatic isocyanate monomers such as diphenylmethane diisocyanate (MDI) in the form of its 2,4'-, 2,2'- and 4,4'-isomers and mixtures thereof (also referred to as pure MDI), mixtures of diphenylmethane diisocyanates (MDI) and their oligomers (known in the art as "raw" or polymeric MDI), m- and p-phenylene diisocyanate, tolylene-2,4- and tolylene-2,6-diisocyanate ( also known as toluene diisocyanate and referred to as TDI such as 2,4 TDI and 2,6 TDI) in any usable isomeric mixture, chlorophenylene-2,4-diisocyanate, naphthylene-1,5-diisocyanate, diphenylene-4,4 '-diisocyanate, 4,4'-diisocyanate-3,3'-dimethylbiphenyl, 3-methyl-diphenylmethane-4,4'-diisocyanate and diphenylether diisocyanate; tetramethylxylene diisocyanate (TMXDI) and tolidine diisocyanate (TODI); any usable mixture of these polyisocyanates and any usable mixture of one or more of these polyisocyanates with MDI in the form of its 2,4'-, 2,2'- and 4,4'-isomers and mixtures thereof (also referred to as pure MDI ), mixtures of diphenylmethane diisocyanates (MDI) and their oligomers (known in the art as "raw" or polymeric MDI), and reaction products of polyisocyanates (eg, polyisocyanates as above, and preferably MDI-based polyisocyanates). Preferably, isocyanates of the diphenylmethane diisocyanate (MDI) or toluene diisocyanate (TDI) type are used.

В некоторых вариантах осуществления, указанный ароматический изоцианатный мономер включает полимерный метилендифенилдиизоцианат. Полимерный метилендифенилдиизоцианат может содержать любую смесь чистого MDI (2,4'-, 2,2'- и 4,4'-метилендифенилдиизоцианата) и высшие гомологи следующей формулы:In some embodiments, said aromatic isocyanate monomer comprises polymeric methylene diphenyl diisocyanate. The polymeric methylene diphenyl diisocyanate may contain any mixture of pure MDI (2,4'-, 2,2'- and 4,4'-methylene diphenyl diisocyanate) and higher homologues of the following formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где n представляет собой целое число, которое может быть равно 0, 1 или 2, и где m представляет собой целое число, которое может находиться в пределах от 0 до 10, или иметь более высокое значение. Разветвленная версия может быть предпочтительной. Wheren is an integer that can be 0, 1, or 2, and wheremrepresents an integer that can be between 0 and 10, or higher. The forked version may be preferred.

Предпочтительно, ароматический изоцианатный мономер включает дифенилметандиизоцианат (MDI), его полимерные формы и/или его варианты (такие как уретонимин-модифицированный MDI). Preferably, the aromatic isocyanate monomer includes diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymeric forms thereof and/or variants thereof (such as uretonimine-modified MDI).

Взаимодействующие с изоцианатом соединения могут представлять собой компонент, содержащий взаимодействующие с изоцианатом группы. Как используется в настоящем документе, термин “взаимодействующие с изоцианатом группы” относится к химическим группам чувствительным к электрофильному воздействию изоцианатных групп. The isocyanate-reactive compounds may be a component containing isocyanate-reactive groups. As used herein, the term “isocyanate-reactive groups” refers to chemical groups susceptible to the electrophilic attack of isocyanate groups.

Неограничивающие примеры указанных групп могут представлять собой OH, SH, NH2, NH, кислоты и другие группы R-CH-R’. В некоторых вариантах осуществления, указанное реакционноспособное по отношению к изоцианату соединение содержит, по меньшей мере, одну группу OH. Примеры пригодных для использования взаимодействующих с изоцианатом соединений, содержащих взаимодействующие с изоцианатом группы OH, включают полиолы, такие как гликоли или даже относительно высокомолекулярные простые полиэфирполиолы (например, выше 1500, предпочтительно, выше 3800), и сложные полиэфирполиолы, карбоновые кислоты, такие как многоосновные кислоты.Non-limiting examples of these groups may be OH, SH, NH 2 , NH, acids, and other R-CH-R' groups. In some embodiments, said isocyanate-reactive compound contains at least one OH group. Examples of suitable isocyanate-reactive compounds containing isocyanate-reactive OH groups include polyols such as glycols or even relatively high molecular weight polyether polyols (e.g. above 1500, preferably above 3800) and polyester polyols, carboxylic acids such as polybasic acids.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления, по меньшей мере, одно реакционноспособное по отношению к изоцианату соединение выбирается из группы, включающей простой полиэфир с гидроксильными концевыми группами (простые полиэфирполиолы); полиолы, такие как гликоли; сложные полиэфиры с гидроксильными концевыми группами (сложные полиэфирполиолы) и их смеси, все они хорошо известны специалистам в данной области. In some preferred embodiments, the at least one isocyanate-reactive compound is selected from the group consisting of hydroxyl-terminated polyether (polyether polyols); polyols such as glycols; hydroxyl-terminated polyesters (polyether polyols) and mixtures thereof, all of which are well known to those skilled in the art.

Пригодные для использования простые полиэфиры с гидроксильными концевыми группами предпочтительно представляют собой простые полиэфирполиолы, полученные из диола или полиола, содержащего в целом от 2 до 15 атомов углерода, предпочтительно, из алкилдиола или гликоля, который взаимодействует с простым эфиром, содержащим алкиленоксид, содержащий от 2 до 6 атомов углерода, как правило, с этиленоксидом или пропиленоксидом, или с их смесями. Например, гидрокси-функциональный простой полиэфир можно получить посредством взаимодействия сначала пропиленгликоля с пропиленоксидом, после чего последует реакция с этиленоксидом. Первичные гидроксильные группы, происходящие от этиленоксида, являются более химически активными, чем вторичные гидроксильные группы, и таким образом, они являются предпочтительными. Пригодные для использования коммерческие простые полиэфирполиолы включают поли(этиленгликоль), содержащий этиленоксид, прореагировавший с этиленгликолем, поли(пропиленгликоль), содержащий пропиленоксид, прореагировавший с пропиленгликолем, поли(тетраметилгликоль) (PTMG), содержащий воду, прореагировавший с тетрагидрофураном (THF). Кроме того, простые полиэфирполиолы включают полиамидные аддукты алкиленоксида и могут включать, например, этилендиаминовый аддукт, содержащий продукт реакции этилендиамина и пропиленоксида, диэтилентриаминовый аддукт, содержащий продукт реакции диэтилентриамина с пропиленоксидом, и сходные простые полиэфирполиолы типа полиамидов. В настоящем изобретении также можно использовать простые сополиэфиры. Типичные простые сополиэфиры включают продукт реакции глицерина и этиленоксида или глицерина и пропиленоксида. Suitable hydroxyl-terminated polyethers are preferably polyether polyols derived from a diol or polyol having a total of 2 to 15 carbon atoms, preferably an alkyl diol or glycol which is reacted with an ether containing an alkylene oxide containing from 2 up to 6 carbon atoms, usually with ethylene oxide or propylene oxide, or mixtures thereof. For example, a hydroxy-functional polyether can be obtained by first reacting propylene glycol with propylene oxide, followed by reaction with ethylene oxide. Primary hydroxyl groups derived from ethylene oxide are more reactive than secondary hydroxyl groups and thus are preferred. Suitable commercial polyether polyols include poly(ethylene glycol) containing ethylene oxide reacted with ethylene glycol, poly(propylene glycol) containing propylene oxide reacted with propylene glycol, poly(tetramethyl glycol) (PTMG) containing water reacted with tetrahydrofuran (THF). In addition, polyether polyols include polyamide alkylene oxide adducts and may include, for example, ethylenediamine adduct containing the reaction product of ethylenediamine and propylene oxide, diethylenetriamine adduct containing the reaction product of diethylenetriamine and propylene oxide, and similar polyether polyols of the polyamide type. In the present invention copolyethers can also be used. Exemplary copolyethers include the reaction product of glycerol and ethylene oxide or glycerol and propylene oxide.

Реакционноспособное по отношению к изоцианату соединение по настоящему изобретению имеет среднечисленную молекулярную массу (MW) равную или большую, чем 62, предпочтительно, большую, чем 400 г/моль, более предпочтительно, равную или большую, чем 500 г/моль. Предпочтительно, полиолы имеют среднечисленную молекулярную массу равную или большую, чем 62, предпочтительно, равную или большую, чем 400 г/моль, предпочтительно, равную или большую, чем 500 г/моль.The isocyanate-reactive compound of the present invention has a number average molecular weight (MW) equal to or greater than 62, preferably greater than 400 g/mol, more preferably equal to or greater than 500 g/mol. Preferably, the polyols have a number average molecular weight equal to or greater than 62, preferably equal to or greater than 400 g/mol, preferably equal to or greater than 500 g/mol.

Для реакционноспособного по отношению к изоцианату соединения, имеющего среднечисленную молекулярную массу равную или большую, чем 400 г/моль, более предпочтительно, равную или большую, чем 500, различные простые полиэфиры могут иметь молекулярную массу (MW), по меньшей мере, от 500 по большей мере до 20000 г/моль, желательно, по меньшей мере, от 600 по большей мере до 10000 г/моль, более предпочтительно, по меньшей мере, от 1000 по большей мере до 12000 г/моль.For an isocyanate-reactive compound having a number average molecular weight equal to or greater than 400 g/mol, more preferably equal to or greater than 500, the various polyethers may have a molecular weight (MW) of at least 500 to at most up to 20000 g/mol, preferably at least 600 at most up to 10000 g/mol, more preferably at least 1000 at most up to 12000 g/mol.

Молекулярная масса определяется с помощью анализа концевых функциональных групп и относится к среднечисленной молекулярной массе.Molecular weight is determined by terminal functional group analysis and refers to the number average molecular weight.

Сложный полиэфир с концевыми гидроксильными группами можно получить посредством (1) реакции эстерификации одного или нескольких гликолей с помощью одной или нескольких дикарбоновых кислот или ангидридов или (2) посредством реакции трансэстерификации, то есть реакции одного или нескольких гликолей со сложными эфирами дикарбоновых кислот. Молярные отношения, как правило, в избытке более одного моля гликоля относительно кислоты являются предпочтительными для получения линейных цепей, имеющих преобладание концевых гидроксильных групп. Пригодные для использования сложные полиэфиры также включают различные лактоны, такие как поликапролактон, как правило, получаемый из капролактона и бифункционального инициатора, такого как диэтиленгликоль. Дикарбоновые кислоты желаемого сложного полиэфира могут быть алифатическими, циклоалифатическими, ароматическими или их представлять собой их сочетания. Пригодные для использования дикарбоновые кислоты, которые можно использовать отдельно или в смеси, как правило, имеют в целом от 4 до 15 атомов углерода и включают: янтарную, глутаровую, адипиновую, пимелиновую, пробковую, азелаиновую, себациновую, додекандиоевую, изофталевую, терефталевую, циклогександикарбоновую, и тому подобное. Можно также использовать ангидриды рассмотренных выше дикарбоновых кислот, такие как фталевый ангидрид, тетрагидрофталевый ангидрид или что-либо подобное. Адипиновая кислота представляет собой предпочтительную кислоту. Гликоли, которые взаимодействуют с образованием желаемого промежуточного продукта сложного полиэфира, могут быть алифатическими, ароматическими или представлять собой их сочетания и содержать в целом от 2 до 12 атомов углерода, и они включают этиленгликоль, 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гексаниол, 2,2-диметил-1,3-пропандиол, 1,4-циклогександиметанол, декаметиленгликоль, додекаметиленгликоль, и тому подобное, и их смеси. 1,4-бутандиол представляет собой предпочтительный гликоль.The hydroxy-terminated polyester can be prepared by (1) an esterification reaction of one or more glycols with one or more dicarboxylic acids or anhydrides, or (2) a transesterification reaction, that is, the reaction of one or more glycols with dicarboxylic acid esters. Molar ratios, generally in excess of more than one mole of glycol relative to acid, are preferred to obtain linear chains having a predominance of terminal hydroxyl groups. Suitable polyesters also include various lactones, such as polycaprolactone, typically prepared from caprolactone and a bifunctional initiator such as diethylene glycol. The dicarboxylic acids of the desired polyester may be aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, or combinations thereof. Suitable dicarboxylic acids, which may be used alone or in mixture, generally have 4 to 15 carbon atoms in total and include: succinic, glutaric, adipic, pimelic, subic, azelaic, sebacic, dodecanedioic, isophthalic, terephthalic, cyclohexanedicarboxylic , etc. It is also possible to use anhydrides of the dicarboxylic acids discussed above, such as phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, or the like. Adipic acid is the preferred acid. Glycols which react to form the desired polyester intermediate may be aliphatic, aromatic, or combinations thereof and contain from 2 to 12 carbon atoms in total, and they include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexaniol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, decamethylene glycol, dodecamethylene glycol, and the like, and their mixtures. 1,4-butanediol is the preferred glycol.

В некоторых вариантах осуществления, реакционноспособное по отношению к изоцианату соединение может взаимодействовать, по меньшей мере, с одним изоцианатом, вместе с гликолем удлинителем цепи. Неограничивающие примеры пригодных для использования гликолей удлинителей цепей (то есть, удлинителей цепей) включают низшие алифатические или короткоцепные гликоли, содержащие примерно от 2 примерно до 10 атомов углерода и включают, например, этиленгликоль, диэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, 1,4-бутандиол, 1,6-гексаниол, 1,3-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,4-циклогександиметанол, простой гидрохинонди(гидроксиэтиловый) эфир, неопентилгликоль, и тому подобное.In some embodiments, the isocyanate-reactive compound may be reacted with at least one isocyanate, along with the chain extender glycol. Non-limiting examples of suitable chain extender glycols (i.e., chain extenders) include lower aliphatic or short chain glycols containing from about 2 to about 10 carbon atoms and include, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexaniol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,4-cyclohexane dimethanol, hydroquinone di(hydroxyethyl) ether, neopentyl glycol, and the like.

Пригодные для использования аминовые соединения, которые можно использовать в настоящем изобретении, включают, без ограничения, дифункциональные амины, полифункциональные амины, смеси аминов, в частности, амины, включающие дифункциональные амины, или их сочетания. Например, первичные амины, вторичные амины или их сочетания можно использовать как аминовое соединение по настоящему изобретению. Предпочтительно используются первичные амины. Наиболее предпочтительным является первичный амин, не затрудненный на атоме углерода в альфа положении амина. Примеры таких аминов включают, без ограничения, соединения, выбранные из группы, состоящей из 1,2-этандиамина, N, N′-бис(3-аминопропил)метиламина, N, N′-диметилэтилендиамина, неопентандиамина, 4,4′-диаминодифенилметана и 2-метилпентаметилендиамина (такого как DYTEK A, доступный от Invista, Wilmington, Del., U.S.A.). В дополнение к этому, по настоящему изобретению можно использовать простые полиэфирамины (такие как простые полиэфирамины JEFFAMINE доступные от Huntsman Corporation, The Woodlands, Tex., U.S.A.), (такие как ELASTAMINE HT1100, ECA-29, EDR 148) и их сочетание. Suitable amine compounds that can be used in the present invention include, without limitation, difunctional amines, polyfunctional amines, mixtures of amines, in particular amines including difunctional amines, or combinations thereof. For example, primary amines, secondary amines, or combinations thereof can be used as the amine compound of the present invention. Preferably, primary amines are used. Most preferred is a primary amine that is not hindered on the alpha carbon of the amine. Examples of such amines include, without limitation, compounds selected from the group consisting of 1,2-ethanediamine, N,N′-bis(3-aminopropyl)methylamine, N,N′-dimethylethylenediamine, neopentanediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane and 2-methylpentamethylenediamine (such as DYTEK A available from Invista, Wilmington, Del., U.S.A.). In addition, polyetheramines (such as JEFFAMINE polyetheramines available from Huntsman Corporation, The Woodlands, Tex., U.S.A.), (such as ELASTAMINE HT1100, ECA-29, EDR 148) and combinations thereof can be used in the present invention.

Предпочтительно, соединение, содержащее по меньшей мере, одну аминовую функциональную группу, используемую на стадии (iii) по настоящему изобретению, имеет функциональность, по меньшей мере, 2. Это функциональность определяется в соответствии с аминовыми функциональными группами, которые состоят из первичных аминов. Соединение, содержащее, по меньшей мере, одну аминовую функциональную группу, предпочтительно содержит, по меньшей мере, 2 функциональных группы на основе аминов, состоящих из первичных аминов.Preferably, the compound containing at least one amine functional group used in step (iii) of the present invention has a functionality of at least 2. This functionality is determined according to the amine functional groups, which are composed of primary amines. The compound containing at least one amine functional group preferably contains at least 2 amine-based functional groups consisting of primary amines.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, молярное отношение карбонатное кольцо / -NH2 равно 1:1.According to a preferred embodiment, the carbonate ring/-NH 2 molar ratio is 1:1.

Неограничивающие примеры пригодных для использования катализаторов для реакции закрывания кольца включают 1,4-диазабицикло[2,2,2]октан (DABCO), 1,8-диазабицикло(5,4,0)ундец-7-ен (DBU), триазабициклодецен (TBD), триэтиламин и калий трет-бутанол.Non-limiting examples of suitable ring-closing reaction catalysts include 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane (DABCO), 1,8-diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene (DBU), triazabicyclodecene (TBD), triethylamine and potassium tert-butanol.

Пригодные для использования катализаторы, которые можно использовать в настоящем изобретении, включают без ограничения, третичные амины, оловосодержащие соединения, любой стандартный катализатор для уретана, известный в области получения полиуретана, такой как триэтилендиамин (TEDA), дибутилоловодилаурат (DBTDL), соединения, содержащие титан или цирконий (например, TYZOR доступный от DuPont), или их сочетания. Предпочтительно, катализатор присутствует в количестве, по меньшей мере, 10 м.д., предпочтительно, по меньшей мере, 0,01% масс, предпочтительно, по меньшей мере, 0,05% масс, при этом % массовый относится к общей массе форполимера. Suitable catalysts that can be used in the present invention include, without limitation, tertiary amines, tin compounds, any standard urethane catalyst known in the polyurethane art such as triethylenediamine (TEDA), dibutyltin dilaurate (DBTDL), titanium containing compounds. or zirconium (eg TYZOR available from DuPont), or combinations thereof. Preferably, the catalyst is present in an amount of at least 10 ppm, preferably at least 0.01% by weight, preferably at least 0.05% by weight, with the % by weight referring to the total weight of the prepolymer .

В предпочтительном варианте осуществления, стадии (ii) и (iii) осуществляют в условиях без растворителя.In a preferred embodiment, steps (ii) and (iii) are carried out under solvent-free conditions.

Неограничивающие примеры (взаимодействующих с изоцианатом) соединений, содержащих циклическую карбонатную функциональную группу перечислены ниже:Non-limiting examples of (isocyanate-reactive) compounds containing a cyclic carbonate functional group are listed below:

Figure 00000002
4-(гидроксиметил)-1,3-диоксолан-2-он
Figure 00000002
4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxolan-2-one

Figure 00000003
4-(меркаптометил)-1,3-диоксолан-2-он
Figure 00000003
4-(mercaptomethyl)-1,3-dioxolan-2-one

Figure 00000004
4-((метиламино)метил)-1,3-диоксолан-2-он
Figure 00000004
4-((methylamino)methyl)-1,3-dioxolan-2-one

Figure 00000005
4-(аминометил)-1,3-диоксолан-2-он
Figure 00000005
4-(aminomethyl)-1,3-dioxolan-2-one

Figure 00000006
2-(2-оксо-1,3-диоксолан-4-ил)уксусная кислота
Figure 00000006
2-(2-oxo-1,3-dioxolan-4-yl)acetic acid

Глицерин-карбонат является предпочтительным. Glycerol carbonate is preferred.

Как используется в настоящем документе, термин "изоцианат-содержащее соединение" относится к соединению, которое содержит, по меньшей мере, одну изоцианатную группу (-N=C=O), при этом изоцианатная группа может представлять собой концевую группу. Предпочтительно, изоцианатная группа представляет собой концевую группу.As used herein, the term "isocyanate-containing compound" refers to a compound that contains at least one isocyanate group (-N=C=O), wherein the isocyanate group may be an end group. Preferably, the isocyanate group is an end group.

Содержание изоцианата (NCOv) (также упоминаемый как процент NCO или содержание NCO) форполимеров, приведенное в % массовых, измеряют с помощью обычного титрования NCO, следуя стандартному методу ASTM D5155, предпочтительно, с помощью Metrohm Titrino Plus. Вкратце, изоцианат взаимодействует с избытком ди-н-бутиламина с образованием мочевины. Затем непрореагировавший амин титруют со стандартной азотной кислотой до изменения цвета бромкрезольного зеленого индикатора или до конечной потенциометрической точки. Процент NCO или число NCO определяется как процент массовый групп NCO, присутствующих в продукте.The isocyanate content (NCOv) (also referred to as percent NCO or NCO content) of the prepolymers, given in % by weight, is measured by conventional NCO titration following the standard method ASTM D5155, preferably with the Metrohm Titrino Plus. Briefly, the isocyanate reacts with an excess of di-n-butylamine to form urea. The unreacted amine is then titrated with standard nitric acid until the bromocresol green indicator changes color or to the potentiometric endpoint. The NCO percentage or NCO number is defined as the percentage by weight of NCO groups present in the product.

В контексте настоящего изобретения, выражение “число NCO” соответствует изоцианатному числу, которое представляет собой процент массовый химически активных изоцианатных (NCO) групп в изоцианат-содержащем соединении или форполимере и определяется с использованием следующего уравнения, где молекулярная масса группы NCO равна 42:In the context of the present invention, the expression "NCO number" corresponds to the isocyanate number, which is the percentage by weight of reactive isocyanate (NCO) groups in an isocyanate-containing compound or prepolymer and is determined using the following equation, where the molecular weight of the NCO group is 42:

Figure 00000007
Figure 00000007

Инфракрасная спектроскопия (ИК) осуществляется на FT-IR (инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье) спектрометре Perkin Elmer Spectrum 100. ATR-IR (инфракрасной спектроскопии нарушенного полного отражения) осуществляется посредством помещения капли реакционного раствора непосредственно на кристалл ATR и регистрации спектров с разрешением 4 см-1 и с 16 сканированиями. Полученные спектры нормируют на пик при 1090 см-1, соответствующий изгибу связей C-O, присутствующих во взаимодействующих с изоцианатом соединениях (например, в полиоле).Infrared (IR) spectroscopy is performed on a Perkin Elmer Spectrum 100 FT-IR (Fourier Transform Infrared) spectrometer. -1 and with 16 scans. The spectra obtained are normalized to a peak at 1090 cm -1 corresponding to the bending of CO bonds present in isocyanate-reactive compounds (eg polyol).

Среднечисленную молекулярную массу, в частности, полиола и ее распределение анализируют с помощью гель-проникающей хроматографии (GPC), осуществляемой с помощью растворения образца в THF (при концентрации 5% масс) и анализа с использованием детектора коэффициента преломления. Детектирование основано на времени удерживания и осуществляется с использования УФ детектора. Инструмент Agilent G1310B снабжен 5 мкм-колонками 2xPLgel (скорость потока 30 мл/мин). Как результат получают % распределения площади пиков форполимера. Полученную хроматограмму сравнивают с калибровочной кривой для полистирольного стандарта. The number average molecular weight, in particular of the polyol, and its distribution are analyzed by gel permeation chromatography (GPC) by dissolving the sample in THF (at a concentration of 5 wt %) and analyzing with a refractive index detector. Detection is based on retention time and is performed using a UV detector. The Agilent G1310B instrument is equipped with 5 µm 2xPLgel columns (flow rate 30 mL/min). As a result, the % peak area distribution of the prepolymer is obtained. The resulting chromatogram is compared with a calibration curve for a polystyrene standard.

Модуль Юнга (кПа), удлинение при разрыве (%), напряжение при разрыве (кПа) измеряют согласно ISO DIN53504. Образец, “собачью косточку” гибридного PU-PHU соединения, имеющую поперечное сечение 4×2 мм, деформируют при 100 мм/мин с помощью устройства Instron.Young's modulus (kPa), elongation at break (%), stress at break (kPa) are measured according to ISO DIN53504. A sample, "dog bone" hybrid PU-PHU compound having a cross section of 4×2 mm, is deformed at 100 mm/min using an Instron machine.

В контексте настоящего изобретения, вязкость можно измерять с помощью Rheometrics (Brookfield R/S-CPS-P2 Rheometer, снабженный коническим шпинделем C25-2 при 350 Па с помощью геометрии конуса и пластинки (CONE SST 20 мм X 0,5), используя скорость сдвига 100-300 оборотов в минуту, и зазор в усечении 250-450 микрон. Вязкость можно измерять при температуре окружающей среды (то есть, 25°C), 50°C или 75°C.In the context of the present invention, viscosity can be measured with a Rheometrics (Brookfield R/S-CPS-P2 Rheometer equipped with a C25-2 conical spindle at 350 Pa using a cone and plate geometry (CONE SST 20 mm X 0.5) using the speed shear 100-300 rpm, and gap at truncation 250-450 microns Viscosity can be measured at ambient temperature (ie, 25°C), 50°C or 75°C.

Вязкость, по меньшей мере, одного форполимера, указанного форполимера с циклическими карбонатными концевыми группами и/или указанной гибридной PU-PHU композиции предпочтительно является неньютоновской.The viscosity of at least one prepolymer, said cyclic carbonate-terminated prepolymer, and/or said PU-PHU hybrid composition is preferably non-Newtonian.

Выражение “преобразование форполимера с циклическими карбонатными концевыми группами” должно пониматься как соответствующие стадии (iii) по настоящему изобретению, в ходе которой добавление указанного соединения, содержащего аминовую функциональную группу, приводит к открыванию кольца указанного форполимера с циклическими карбонатными концевыми группами. Практически, преобразование может определяться как умноженное на сто отношение площади карбонильного пика карбоната в спектре FT-IR отвержденной PU-PHU и площади этого же пика в спектре FT-IR GC-форполимера перед его отверждением с помощью аминов.The expression "conversion of the cyclic carbonate-terminated prepolymer" is to be understood as corresponding to step (iii) of the present invention, during which the addition of said amine-functional compound results in ring-opening of said cyclic carbonate-terminated prepolymer. In practice, conversion can be defined as one hundred times the ratio of the area of the carbonyl carbonate peak in the FT-IR spectrum of cured PU-PHU to the area of the same peak in the FT-IR spectrum of the GC prepolymer before it is cured with amines.

Tg можно измерить с помощью анализа посредством дифференциальных сканирующих калориметров (DSC), который осуществляют с помощью устройства TAQ2000 DSC. Термический протокол может состоять из постепенного линейного нагрева от -90°C до+200°C, с последующим постепенным линейным охлаждением до -90°C, при скорости нагрева 10°C/минут.Tg can be measured using differential scanning calorimeter (DSC) analysis, which is carried out using a TAQ2000 DSC device. The thermal protocol may consist of gradual linear heating from -90°C to +200°C, followed by gradual linear cooling down to -90°C, at a heating rate of 10°C/minute.

Термины “перерабатываемый/переработанный/ перерабатываемость/переработанность”, используемые по настоящему изобретению, относятся к перерабатываемости при определенном давлении и при заданной температуре, когда термореактивные полимеры получают с помощью способа по настоящему изобретению, или относятся к естественной перерабатываемости, когда термопластичные полимеры получают в контексте настоящего изобретения, без необходимости в применении какого-либо внешнего воздействия для осуществления переработки данного полимера.The terms "processable/processable/processability/processability" used in the present invention refer to processability at a certain pressure and at a given temperature when thermosetting polymers are produced using the method of the present invention, or refer to natural processability when thermoplastic polymers are produced in the context of of the present invention, without the need for any external influence to carry out the processing of this polymer.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, форполимер с глицерино-карбонатными концевыми группами (форполимер с GC концевыми группами) может взаимодействовать с первичным амином при молярном отношении карбонатное кольцо/-NH2 1:1, предпочтительно, в присутствии 0,5% масс выбранного катализатора. Реакционную смесь продувают сухим азотом, перемешивают механической мешалкой, и отслеживают внутреннюю температуру реакционной смеси с помощью потока азота. Выбранный форполимер с GC концевыми группами отвешивают в одноразовую стеклянную колбу, добавляют катализатор, и смесь нагревают на масляной бане при 100°C (если не указано иного) при энергичном механическом перемешивании. Когда достигается температура реакции, через наполнительную воронку добавляют амин. Когда используют два различных амина, менее химически активный из них предпочтительно добавляют первым, чтобы он взаимодействовал в течение 15 минут, позже можно добавить второй амин. Время перемешивания адаптируется в зависимости от химической активности используемого амина (аминов) и, как следствие, от получаемого в результате повышения вязкости. Реакцию отслеживают с помощью ATR FT-IR наблюдая исчезновение пика карбонатного карбонила при 1810 см-1 и одновременный рост уретановых пиков примерно при 1704 см-1. Для получения тонких пленок, смесь гомогенизируют посредством перемешивания при высокой скорости и сразу переносят в закрытую форму для формования, нагретую до 100°C для осуществления отверждения. According to a preferred embodiment of the present invention, the glycerol-carbonate-terminated prepolymer (GC-terminated prepolymer) can be reacted with a primary amine at a carbonate ring/-NH 2 molar ratio of 1:1, preferably in the presence of 0.5% by weight of the selected catalyst . The reaction mixture is purged with dry nitrogen, agitated with a mechanical stirrer, and the internal temperature of the reaction mixture is monitored with a stream of nitrogen. The selected GC-terminated prepolymer is weighed into a disposable glass flask, the catalyst is added, and the mixture is heated in an oil bath at 100° C. (unless otherwise indicated) with vigorous mechanical agitation. When the reaction temperature is reached, the amine is added through the filling funnel. When two different amines are used, the less reactive one is preferably added first to react for 15 minutes, the second amine can be added later. The mixing time is adapted depending on the reactivity of the amine(s) used and consequently on the resulting increase in viscosity. The reaction is followed by ATR FT-IR observing the disappearance of the carbonate carbonyl peak at 1810 cm -1 and the simultaneous growth of the urethane peaks at about 1704 cm -1 . To obtain thin films, the mixture is homogenized by stirring at high speed and immediately transferred to a closed mold for molding, heated to 100°C for curing.

Следующие примеры иллюстрируют некоторые варианты осуществления настоящего изобретения. The following examples illustrate some embodiments of the present invention.

Примеры химикалиевExamples of chemicals

ПродуктыProducts Торговое наименованиеTrade name ОписаниеDescription ПоставщикProvider ИзоцианатыIsocyanates SUPRASEC® 1306SUPRASEC® 1306 4,4'-MDI4,4'-MDI HuntsmanHuntsman ПолиолыPolyols Acclaim 4200
Acclaim 2200
Acclaim 4200
Acclaim 2200
PPG, Mw 2000 г/моль, f=1,98
PPG, Mw 4000 г/моль, f=1,98
PPG, Mw 2000 g/mol, f=1.98
PPG, Mw 4000 g/mol, f=1.98
CovestroCovestro
КарбонатыCarbonates JEFFSOL® GCJEFFSOL® GC Глицерин-карбонатGlycerol carbonate HuntsmanHuntsman АминыAmines JEFFAMINE® EDR 148
ECA 29
Трис(2-аминоэтил)амин
JEFFAMINE® EDR 148
ECA 29
Tris(2-aminoethyl)amine
3,6-диоксаоктаметилендиамин
Эпоксидный отверждающий агент, смесь полиаминов
Трифункциональный амин
3,6-dioxaoctamethylenediamine
Epoxy curing agent, mixture of polyamines
trifunctional amine
Huntsman
Huntsman
Sigma Aldrich
Huntsman
Huntsman
Sigma Aldrich
КатализаторыCatalysts DABCODABCO ТриэтилендиаминTriethylenediamine Sigma Aldrich Sigma Aldrich TBDTBD 1,5,7-Триазобицикло[4,4,0]дек-5-ен1,5,7-Triazobicyclo[4,4,0]dec-5-ene DBUDBU 1,8-Диазабицикло[5,4,0]ундец-7-ен Sigma Aldrich1,8-Diazabicyclo[5,4,0]undec-7-ene Sigma Aldrich

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Пример 1 - Синтез форполимеров с концевыми группами NCO Example 1 Synthesis of NCO-terminated prepolymers

Форполимеры с концевыми группами NCO приготавливают посредством взаимодействия изоцианата и полиола при молярном отношении NCO/OH 2:1 (или выше).NCO-terminated prepolymers are prepared by reacting an isocyanate and a polyol at an NCO/OH molar ratio of 2:1 (or higher).

400,24 г 4,4’-MDI (SUPRASEC®1306; 3,19 моль -NCO, NCOv=33,52%) отвешивают в реактор с 4-горлой крышкой, снабженный механической мешалкой, наполнительной воронкой, цифровой термопарой и потоком азота. 4,4’-MDI нагревают до 80°С в потоке азота. Когда достигается температура реакции, добавляют по каплям 1593,72 г PPG (функциональность=1,98, OHv=56,2 мг KOH) (1,60 моль -OH), в то время как смесь механически перемешивается в атмосфере азота. Преобразование изоцианатов отслеживается посредством потенциометрического титрования NCO, пока не будет достигнуто целевое значение NCOv (3,37±0,05%), и оно поддерживается постоянным во времени. Полученные форполимеры с концевыми группами NCO, имеющие неньютоновскую вязкость 30 Па·сек при температуре окружающей среды (25°C), можно хранить в герметичной металлической колбе в атмосфере азота.400.24 g of 4,4'-MDI (SUPRASEC®1306; 3.19 mol -NCO, NCOv=33.52%) are weighed into a 4-necked lid reactor equipped with a mechanical stirrer , filling funnel, digital thermocouple and nitrogen flow . 4,4'-MDI is heated to 80° C. under nitrogen flow. When the reaction temperature is reached, 1593.72 g PPG (functionality=1.98, OHv=56.2 mg KOH) (1.60 mol -OH) are added dropwise while the mixture is mechanically stirred under nitrogen atmosphere. Isocyanate conversion is monitored by potentiometric NCO titration until the target NCOv (3.37±0.05%) is reached and kept constant over time. The resulting NCO-terminated prepolymers having a non-Newtonian viscosity of 30 Pa.s at ambient temperature (25° C.) can be stored in a sealed metal flask under a nitrogen atmosphere.

Пример 2 - функционализация форполимеров с помощью глицерин-карбоната (GC)Example 2 Functionalization of Prepolymers with Glycerol Carbonate (GC)

В этом примере, функционализация осуществляется с помощью такой же установки, как используется для синтеза форполимера, полученного в примере 1. GC (JEFFSOL®) и изоцианаты взаимодействуют при эквимолярном отношении. Реакция осуществляется в условиях без катализатора. 250,11 г форполимера (0,2 моль -NCO) из примера 1 нагревают при 70°C в атмосфере азота. Когда форполимер достигает температуры реакции, добавляют по каплям 23,67 г GC (0,2 моль -OH) с помощью наполнительной воронки. Реакция является сильно экзотермической, и смесь превращается из прозрачной в мутно-белую. За реакцией следят с помощью ATR FT-IR, и ее отслеживают, наблюдая исчезновение пика при 2270 см-1, соответствующего непрореагировавшим изоцианатам, и наблюдая в то же время увеличение пика уретана при 1726 см-1. Когда реакция завершается, продукт хранят при комнатной температуре в атмосфере азота. In this example, functionalization is carried out using the same setup as used for the synthesis of the prepolymer obtained in example 1. GC (JEFFSOL®) and isocyanates interact at an equimolar ratio. The reaction is carried out under conditions without a catalyst. 250.11 g of the prepolymer (0.2 mol -NCO) from example 1 is heated at 70° C. under nitrogen. When the prepolymer reaches the reaction temperature, 23.67 g of GC (0.2 mol -OH) are added dropwise using a filling funnel. The reaction is highly exothermic and the mixture turns from clear to cloudy white. The reaction is monitored with an ATR FT-IR and monitored by observing the disappearance of the peak at 2270 cm -1 corresponding to unreacted isocyanates, while observing an increase in the urethane peak at 1726 cm -1 . When the reaction is complete, the product is stored at room temperature under nitrogen.

Форполимер с концевыми группами GC имеет неньютоновскую вязкость 1333 Па·сек при температуре окружающей среды (25°C).The GC terminated prepolymer has a non-Newtonian viscosity of 1333 Pa·s at ambient temperature (25°C).

Предпочтительно, катализатор DABCO можно использовать при случае, до 0,05% масс, для уменьшения времени реакции.Preferably, a DABCO catalyst can be used on occasion, up to 0.05 wt%, to reduce the reaction time.

Пример 3 - Синтез форполимеров с концевыми группами NCO Example 3 Synthesis of NCO-Terminated Prepolymers

Форполимеры с концевыми группами NCO приготавливают посредством взаимодействия изоцианата и полиола с MW 4000 при молярном отношении NCO/OH 2:1 (или выше).NCO terminated prepolymers are prepared by reacting an isocyanate and a polyol with MW 4000 at an NCO/OH molar ratio of 2:1 (or higher).

200,09 г 4,4’-MDI (SUPRASEC®1306; 1,6 моль -NCO, NCOv=33,48%) отвешивают в реактор с 4-горлой крышкой, снабженной механической мешалкой, наполнительной воронкой, цифровой термопарой и потоком азота. 4,4’-MDI нагревают до 80°С в потоке азота. Когда достигается температура реакции, добавляют по каплям 1597,94 г PPG (функциональность =1,98, OHv=28,2 мг KOH) (0,8 моль -OH), в то время как смесь механически перемешивается в атмосфере азота. Преобразование изоцианатов отслеживается посредством потенциометрического титрования NCO, пока не будет достигнуто целевое значение NCOv (1,85±0,05%), и его поддерживают постоянным во времени. Полученные форполимеры с концевыми группами NCO, имеющие неньютоновскую вязкость 25 Па·сек при температуре окружающей среды (25°C), можно хранить в герметичной металлической колбе в атмосфере азота.200.09 g of 4,4'-MDI (SUPRASEC®1306; 1.6 mol -NCO, NCOv=33.48%) are weighed into a 4-necked lid reactor equipped with a mechanical stirrer, filling funnel, digital thermocouple and nitrogen flow . 4,4'-MDI is heated to 80° C. under nitrogen flow. When the reaction temperature is reached, 1597.94 g of PPG (functionality = 1.98, OHv = 28.2 mg KOH) (0.8 mol -OH) are added dropwise while the mixture is mechanically stirred under a nitrogen atmosphere. Isocyanate conversion is monitored by potentiometric NCO titration until the target NCOv (1.85±0.05%) is reached and kept constant over time. The resulting NCO-terminated prepolymers having a non-Newtonian viscosity of 25 Pa·s at ambient temperature (25° C.) can be stored in a sealed metal flask under a nitrogen atmosphere.

Пример 4 - функционализация форполимеров с помощью глицерин-карбоната (GC)Example 4 Functionalization of Prepolymers with Glycerol Carbonate (GC)

В этом примере, функционализацию осуществляют в такой же установке, как используется для синтеза форполимера, полученного в примере 3. GC и изоцианаты взаимодействуют при эквимолярном отношении. Реакция осуществляется в условиях без катализатора. 750 г форполимера (0,33 моль -NCO) из примера 3 нагревают при 70°C в атмосфере азота. Когда форполимер достигает температуры реакции, добавляют по каплям 40,93 г GC (0,35 моль -OH) с помощью наполнительной воронки. Реакция является сильно экзотермической и смесь превращается из прозрачной в мутно-белую. За реакцией следят с помощью ATR FT-IR, и ее отслеживают, наблюдая исчезновение пика при 2270 см-1, соответствующего непрореагировавшим изоцианатам, и наблюдая в то же время, увеличение пика уретана при 1726 см-1. Когда реакция завершается, продукт хранят при комнатной температуре, в атмосфере азота. In this example, the functionalization is carried out in the same setup as used for the synthesis of the prepolymer obtained in example 3. GC and isocyanates interact at an equimolar ratio. The reaction is carried out under conditions without a catalyst. 750 g of the prepolymer (0.33 mol -NCO) from example 3 is heated at 70° C. under nitrogen. When the prepolymer reaches the reaction temperature, 40.93 g of GC (0.35 mol -OH) are added dropwise using a filling funnel. The reaction is highly exothermic and the mixture turns from clear to cloudy white. The reaction is followed by ATR FT-IR and monitored by observing the disappearance of the peak at 2270 cm -1 corresponding to unreacted isocyanates, and at the same time observing the increase in the peak of urethane at 1726 cm -1 . When the reaction is complete, the product is stored at room temperature under nitrogen.

Форполимер с концевыми группами GC имеет неньютоновскую вязкость 852 Па·сек при температуре окружающей среды (25°C).The GC terminated prepolymer has a non-Newtonian viscosity of 852 Pa·s at ambient temperature (25°C).

Предпочтительно, катализатор DABCO используют при случае, до 0,05% масс, для уменьшения времени реакции.Preferably, a DABCO catalyst is used on occasion, up to 0.05% by weight, to reduce the reaction time.

Пример 5 - измерения вязкостиExample 5 - Viscosity measurements

Таблица 1Table 1

ФорполимерыPrepolymers Вязкость при 25°C (Па·сек)Viscosity at 25°C (Pa s) Вязкость при 50°C (Па·сек)Viscosity at 50°C (Pa s) Вязкость при 75°C (Па·сек)Viscosity at 75°C (Pa s) SUPRASEC®1306/PPG2000 (NCOv=3,36%) - пример 1SUPRASEC®1306/PPG2000 (NCOv=3.36%) - Example 1 30thirty 4,94.9 1,31.3 SUPRASEC®1306/PPG4000 (NCOv=1,86%) - пример 3SUPRASEC®1306/PPG4000 (NCOv=1.86%) - Example 3 2525 3,83.8 1,11.1 Форполимеры с концевыми группами GC GC-terminated prepolymers GC-SUPRASEC®1306/PPG2000 - пример 2GC-SUPRASEC®1306/PPG2000 - example 2 13331333 100100 1515 GC-SUPRASEC®1306/PPG4000 - пример 4GC-SUPRASEC®1306/PPG4000 - example 4 852852 7171 99

Пример 6 - Полимеризация форполимера с концевыми группами GC из примера 2Example 6 - Polymerization of the GC-terminated prepolymer from Example 2

Синтезированный GC-функционализированный форполимер из примера 2 взаимодействует с JEFFAMINE® EDR 148, бифункциональным первичным амином, при стехиометрическом отношении карбонатное кольцо/-NH2 1:1, в присутствии 0,5% масс DABCO. Реакция осуществляется с помощью сухого азота и механической мешалки, и внутреннюю температуру реакции отслеживают с помощью цифровой термопары. The synthesized GC-functionalized prepolymer from Example 2 is reacted with JEFFAMINE® EDR 148, a difunctional primary amine, at a 1:1 carbonate ring/-NH 2 stoichiometric ratio, in the presence of 0.5 wt % DABCO. The reaction is carried out using dry nitrogen and a mechanical stirrer, and the internal temperature of the reaction is monitored using a digital thermocouple.

74,81 г форполимера с концевыми группами GC (0,027 моль) отвешивают в одноразовую стеклянную колбу, добавляют DABCO (0,5% масс) и смесь нагревают на масляной бане при 100°C, при энергичном механическом перемешивании. Когда достигается температура реакции, добавляют 4,053 г JEFFAMINE® EDR 148 (0,0274 моль) с помощью наполнительной воронки. 74.81 g of GC-terminated prepolymer (0.027 mol) was weighed into a disposable glass flask, DABCO (0.5 wt %) was added, and the mixture was heated in an oil bath at 100° C., with vigorous mechanical stirring. When the reaction temperature is reached, 4.053 g of JEFFAMINE® EDR 148 (0.0274 mol) are added using a filling funnel.

Реакцию отслеживают с помощью ATR FT-IR, наблюдая исчезновение карбонильного пика при 1810 см-1 и одновременное появление пиков карбонила уретана при 1704 см-1. Затем реакцию останавливают через 2 часа, когда больше не наблюдается изменений в инфракрасных спектрах. Конечный продукт мутный и белый.The reaction is followed by ATR FT-IR, observing the disappearance of the carbonyl peak at 1810 cm -1 and the simultaneous appearance of urethane carbonyl peaks at 1704 cm -1 . The reaction is then stopped after 2 hours, when no further changes in the infrared spectra are observed. The end product is cloudy and white.

Предпочтительно, когда используют два различных амина, менее активный химически добавляют первым, и он взаимодействует в течение 15 минут, и через некоторое время добавляют второй амин. При этом время перемешивания адаптируется в зависимости от химической активности используемого амина (аминов) и, как следствие, возникающего в результате повышения вязкости.Preferably, when two different amines are used, the less reactive chemical is added first and reacted for 15 minutes, and after a while the second amine is added. In this case, the mixing time is adapted depending on the reactivity of the amine(s) used and the resulting increase in viscosity as a consequence.

Преобразование с раскрытием карбонатного кольца составляет 91%, как измерено с помощью FT-IR.The carbonate ring opening conversion is 91% as measured by FT-IR.

Пример 7 - Полимеризация форполимера с концевыми группами GC из примера 4Example 7 - Polymerization of the GC-terminated prepolymer from Example 4

Используют такую же процедуру, как подробно описано для примера 6, за исключением того, что используют форполимер с концевыми группами GC из примера 4. The same procedure was used as detailed for Example 6, except that the GC-terminated prepolymer from Example 4 was used.

В этом примере, преобразование с раскрытием карбонатного кольца составляет 94%, как измерено с помощью FT-IR. In this example, the carbonate ring opening conversion is 94% as measured by FT-IR.

Пример 8 - Сочетание аминовExample 8 - Combination of amines

Таблица 2 иллюстрирует два варианта осуществления примера 8. PU-PHU продукты получают посредством взаимодействия форполимера с концевыми группами GC из примера 2 (NCOv из 3,37% масс-S1306/PPG2000) со смесью ECA-29 и JEFFAMNE® EDR 148 при различных долях аминов (то есть, 50% масс и 100% масс, соответственно, для образцов 1 и 2). В настоящем примере, отверждение осуществляют посредством взаимодействия сначала 69,55 г форполимера с концевыми группами GC (0,0254 моль) с 1,88 г дифункционального JEFFAMNE® EDR 148 (0,0127 моль), а через 15 минут добавляют 3,46 г ECA-29 (0,0128 моль) для завершения отверждения. Table 2 illustrates two embodiments of Example 8. PU-PHU products are prepared by reacting the GC-terminated prepolymer from Example 2 (NCOv from 3.37% wt-S1306/PPG2000) with a mixture of ECA-29 and JEFFAMNE® EDR 148 at various proportions amines (i.e., 50 wt% and 100 wt%, respectively, for samples 1 and 2). In the present example, curing is carried out by reacting first 69.55 g of GC-terminated prepolymer (0.0254 mol) with 1.88 g of difunctional JEFFAMNE® EDR 148 (0.0127 mol) and after 15 minutes 3.46 g ECA-29 (0.0128 mol) to complete curing.

Обнаружено, что, когда используют только 25% масс ECA-29, материал становится растворимым в теплом DMSO и термообрабатываемым. Когда используют, по меньшей мере, 50% масс ECA 29, получаемые в результате полимеры являются термореактивными, указывая на значительную степень поперечной сшивки. It has been found that when only 25% by weight of ECA-29 is used, the material becomes soluble in warm DMSO and heat treatable. When at least 50% by weight of ECA 29 is used, the resulting polymers are thermoset, indicating a significant degree of crosslinking.

Механические свойства также иллюстрируются в таблице 2Mechanical properties are also illustrated in Table 2

Таблица 2table 2

PU-PHUPU-PHU JEFFAMINE® EDR 148 (% моль)JEFFAMINE® EDR 148 (% mol) ECA-29
(% моль)
ECA-29
(% mol)
Удлинение при разрыве (%)Elongation at break (%) Напряжение при разрыве (кПа)Breaking stress (kPa) Модуль Юнга (кПа)Young's modulus (kPa)
11 5050 5050 22142214 41044104 13221322 22 00 100100 893893 32613261 17571757

Моль %, упоминаемый в приведенной выше таблице, выражается относительно общего количества молей GC-форполимера.The mol % referred to in the above table is expressed relative to the total moles of the GC prepolymer.

Пример 9 - трифункциональный аминExample 9 - trifunctional amine

Таблица 3 иллюстрирует два варианта осуществления примера 9. PU-PHU продукты получают посредством взаимодействия форполимера с концевыми группами GC из примера 2 (NCOv из 3,37% масс S1306/PPG2000) и примера 4 (NCOv из 1,85% масс S1306/PPG4000) с трис(2-аминоэтил)амином (трифункциональным амином). Table 3 illustrates two embodiments of Example 9. PU-PHU products are prepared by reacting the GC terminated prepolymer from Example 2 (NCOv from 3.37 wt% S1306/PPG2000) and Example 4 (NCOv from 1.85 wt% S1306/PPG4000 ) with tris(2-aminoethyl)amine (a trifunctional amine).

Применяют такой же протокол, как описано выше, что дает преобразование форполимера с концевыми группами GC равное 93% через один час.The same protocol as described above is used, which gives a GC-terminated prepolymer conversion of 93% after one hour.

Механические свойства полигидроксиуретанов, полученных с помощью трис(2-аминоэтил)амина, иллюстрируются в таблице 3, ниже.The mechanical properties of polyhydroxyurethanes prepared with tris(2-aminoethyl)amine are illustrated in Table 3 below.

Таблица 3Table 3

PU-PHUPU-PHU АминAmine Удлинение при разрыве (%)Elongation at break (%) Напряжение при разрыве (кПа)Breaking stress (kPa) Модуль Юнга (кПа)Young's modulus (kPa) NCOv 3,37% масс-S1306/PPG2000NCOv 3.37% mass - S1306/PPG2000 трис(2-аминоэтил)аминtris(2-aminoethyl)amine 555555 28952895 19191919 NCOv 1,85% масс-S1306/PPG4000NCOv 1.85% mass - S1306/PPG4000 трис(2-аминоэтил)аминtris(2-aminoethyl)amine 10561056 13841384 763763

Пример 10Example 10

Сухой гибридный PU/PHU термореактивный полимер, полученный из GC-форполимера, как иллюстрируется в примере 2 (Suprasec 1306+PPG 2000 NCOv=3,37%) и трис(2-аминоэтил)амина, режут на малые кусочки, имеющие приблизительные размеры (длину, ширину, толщину) 3×4×2 мм.A dry hybrid PU/PHU thermoset polymer prepared from a GC prepolymer as illustrated in Example 2 (Suprasec 1306+PPG 2000 NCOv=3.37%) and tris(2-aminoethyl)amine was cut into small pieces having approximate dimensions ( length, width, thickness) 3×4×2 mm.

Шарики помещают на лист неприлипающей бумаги, формируя кружок, имеющий диаметр 6 см. Затем образец помещают на нижнюю пластину гидравлического пресса Servitec Polystat 200T, предварительно нагретого до 140°C, и прикладывают механическое давление 11 МПа для получения толщины 1 мм. Через 30 минут образец удаляют из пресса и дают ему возможность для охлаждения до комнатной температуры. В результате процедуры переработки, маленькие кусочки сливаются в одну пленку. Из переработанной пленки вырезают, по меньшей мере, одну “собачью косточку” образца для исследования на растяжение. Оставшуюся часть режут опять на маленькие кусочки и перерабатывают, следуя такой же процедуре в целом до трех раз. The balls are placed on a sheet of non-stick paper forming a circle having a diameter of 6 cm. The sample is then placed on the bottom plate of a Servitec Polystat 200T hydraulic press preheated to 140°C and a mechanical pressure of 11 MPa is applied to obtain a thickness of 1 mm. After 30 minutes, the sample is removed from the press and allowed to cool to room temperature. As a result of the processing procedure, small pieces merge into one film. At least one "dog bone" of the tensile test specimen is cut from the processed film. The remainder is cut again into small pieces and processed following the same procedure up to a total of three times.

ОбразецSample Модуль Юнга (МПа)Young's modulus (MPa) Деформация при разрыве (%)Deformation at break (%) Напряжение при разрыве (МПа)Breaking stress (MPa) PU-PHU полимерPU-PHU polymer 1,731.73 358358 2,572.57 Переработанный PU-PHU
1-ый цикл
Recycled PU-PHU
1st cycle
1,811.81 345345 4,374.37
Переработанный PU-PHU
2-ой цикл
Recycled PU-PHU
2nd cycle
1,631.63 249249 2,852.85
Переработанный PU-PHU
3-ий цикл
Recycled PU-PHU
3rd cycle
1,641.64 295295 3,613.61

Механические свойства при растяжении определяют с помощью устройства для исследований Zwick ProLine Z020. Используют следующие параметры: скорость деформирования 200 мм/мин, предварительная нагрузка 0,5 Н, модуль Юнга вычисляют при деформации в пределах между 5% и 10%.Tensile properties are determined using a Zwick ProLine Z020 testing device. The following parameters are used: strain rate 200 mm/min, preload 0.5 N, Young's modulus is calculated at a strain between 5% and 10%.

Ссылка в настоящем описании на “один вариант осуществления” или “некоторый вариант осуществления” означает, что конкретный признак, структура или характеристика, описанная в связи с этим вариантом осуществления, включается, по меньшей мере, в один вариант осуществления настоящего изобретения. Таким образом, появление фраз “в одном варианте осуществления” или “в некотором варианте осуществления” в разных местах в настоящем описании не обязательно всегда относится к одному и тому же варианту осуществления, хотя и это может быть. Кроме того, конкретные признаки, структуры или характеристики могут объединяться любым пригодным для использования образом, как должно быть очевидно специалистам в данной области из настоящего описания, в одном или нескольких вариантах осуществления. Кроме того, хотя некоторые варианты осуществления, описанные в настоящем документе, включают некоторые, а не иные признаки, включенные в другие варианты осуществления, сочетания признаков различных вариантов осуществления, как считается, должны находится в рамках настоящего изобретения и образовывать различные варианты осуществления, как будет понятно специалистам в данной области. Например, в прилагаемой формуле изобретения, любые из заявляемых вариантов осуществления можно использовать в любом сочетании.Reference herein to "one embodiment" or "an embodiment" means that a particular feature, structure, or characteristic described in connection with that embodiment is included in at least one embodiment of the present invention. Thus, the appearance of the phrases "in one embodiment" or "in some embodiment" in different places in the present description does not necessarily always refer to the same embodiment, although it may be. In addition, specific features, structures, or characteristics may be combined in any usable manner, as will be apparent to those skilled in the art from the present disclosure, in one or more embodiments. In addition, while some of the embodiments described herein include some and not other features included in other embodiments, combinations of features of different embodiments are considered to be within the scope of the present invention and form different embodiments, as will understood by those skilled in the art. For example, in the appended claims, any of the claimed embodiments may be used in any combination.

Как используется в настоящем документе, формы единственного числа включают ссылки как на единственное, так и на множественное число, если из контекста четко не следует иное. В качестве примера, "изоцианатная группа" означает одну изоцианатную группу или несколько изоцианатных групп. As used herein, the singular forms include both singular and plural references unless the context clearly indicates otherwise. By way of example, "isocyanate group" means one isocyanate group or several isocyanate groups.

Термины "содержащий", "содержит" и "составленный из" как используется в настоящем документе, являются синонимами для "включающего", "включает" или "имеющий", "имеет" и являются инклюзивными или открытыми и не исключают дополнительных, не упомянутых деталей элементов или стадий способа. Будет очевидно, что термины "содержащий", "содержит" и "состоящий из", как используется в настоящем документе, включают термины "состоящий из", "состоит" и "состоит из". Это означает, что, предпочтительно, рассмотренные выше термины, такие как “содержащий”, “содержит”, “состоящий из”, “имеющий”, “имеет”, “составленный из”, можно заменить “состоящий”, “состоящий из”, “состоит”.The terms "comprising", "comprises" and "composed of" as used herein are synonymous with "including", "includes" or "having", "has" and are inclusive or open-ended and do not exclude additional details not mentioned. elements or steps of the method. It will be appreciated that the terms "comprising", "comprises" and "consisting of", as used herein, include the terms "consisting of", "consists" and "consists of". This means that, preferably, the terms discussed above, such as “comprising”, “comprises”, “consisting of”, “having”, “has”, “composed of”, can be replaced by “consisting”, “consisting of”, "consists of".

В настоящей заявке, термин "примерно" используют, чтобы указать, что значение включает стандартное отклонение для ошибки устройства или способа, используемых для определения значения.In this application, the term "about" is used to indicate that the value includes the standard deviation for the error of the device or method used to determine the value.

Как они используются в настоящем документе, термины “% массовый”, “% масс”, “массовый процент” или “процент по массе” используются взаимозаменяемо. As used herein, the terms “wt %”, “wt %”, “wt %” or “wt %” are used interchangeably.

Упоминание численных диапазонов с помощью конечных точек включает все целые числа и, где это возможно, дроби, находящиеся в этом диапазоне (например, 1-5 может включать 1, 2, 3, 4, при упоминании, например, количества элементов, а также может включать 1,5, 2, 2,75 и 3, 3,80, при упоминании, например, измерений). Упоминание конечных точек также включает сами значения конечных точек (например, от 1,0 до 5,0 включает как 1,0, так и 5,0). Любой численный диапазон, упоминаемый в настоящем документе, как предполагается, включает все поддиапазоны внутри него.References to numerical ranges using endpoints include all integers and, where possible, fractions within that range (for example, 1-5 may include 1, 2, 3, 4, when referring to, for example, the number of elements, and may also include 1.5, 2, 2.75 and 3, 3.80 when referring to measurements, for example). Reference to endpoints also includes the endpoint values themselves (for example, 1.0 to 5.0 includes both 1.0 and 5.0). Any numerical range referred to herein is intended to include all subranges within it.

Все ссылки, цитируемые в настоящем описании, тем самым включаются как ссылки во всей своей полноте. В частности, сведения всех ссылок в настоящем документе упоминаются конкретно как включенные посредством ссылки. All references cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety. In particular, the disclosures of all references herein are specifically referred to as being incorporated by reference.

Если не определено иного, все термины, используемые при описании настоящего изобретения, включая технические и научные термины, имеют значения, как обычно понимается специалистами в области, к которой относится изобретение. В качестве дополнительных объяснений определения терминов включаются для лучшего изложения концепции настоящего изобретения.Unless otherwise defined, all terms used in the description of the present invention, including technical and scientific terms, have the meanings as commonly understood by experts in the field to which the invention pertains. As a further explanation, definitions of terms are included to better describe the concept of the present invention.

В настоящей заявке, подробно определены различные аспекты настоящего изобретения. Каждый аспект, определенный таким образом, может объединяться с любым другим аспектом или аспектами, если ясно не указано противоположного. В частности, любой признак, указанный как предпочтительный или преимущественный, может объединяется с любым другим признаком или признаками, указанными как предпочтительные или преимущественные. Хотя для иллюстративных целей описаны для иллюстративных целей предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области будет очевидно, что различные модификации, дополнения или замены, без отклонения от рамок и духа настоящего изобретения, как описано в прилагаемой формуле изобретения.In the present application, various aspects of the present invention are defined in detail. Each aspect thus defined may be combined with any other aspect or aspects, unless expressly stated to the contrary. In particular, any feature indicated as being preferred or advantageous may be combined with any other feature or features indicated as being preferred or advantageous. While the preferred embodiments of the present invention have been described for illustrative purposes, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions, or substitutions are made without departing from the scope and spirit of the present invention as described in the appended claims.

Claims (23)

1. Гибридная полиуретановая-полигидроксиуретановая (PU-PHU) композиция, пригодная для получения термореактивных полимеров или термопластичных полимеров с возможностью дальнейшей переработки гибридного PU-PHU полимера на более поздней стадии, полученная с помощью способа, включающего следующие стадии:1. A hybrid polyurethane-polyhydroxyurethane (PU-PHU) composition suitable for producing thermoset polymers or thermoplastic polymers with the possibility of further processing of the hybrid PU-PHU polymer at a later stage, obtained using a method comprising the following stages: (i) взаимодействия, по меньшей мере, одного изоцианатсодержащего соединения в стехиометрическом избытке, по меньшей мере, с одним реакционно-способным по отношению к изоцианату соединением, с образованием в результате по меньшей мере одного форполимера,(i) reacting at least one isocyanate-containing compound in a stoichiometric excess with at least one isocyanate-reactive compound to form at least one prepolymer, (ii) взаимодействия указанного, по меньшей мере, одного форполимера с соединением, содержащим по меньшей мере одну циклическую карбонатную функциональную группу, приводящего к образованию форполимера с циклическими карбонатными концевыми группами,(ii) reacting said at least one prepolymer with a compound containing at least one cyclic carbonate functional group, resulting in the formation of a prepolymer with cyclic carbonate end groups, (iii) реакции раскрытия цикла указанного форполимера с циклическими карбонатными концевыми группами с по меньшей мере одним дифункциональным аминовым соединением и по меньшей мере одним полифункциональным аминовым соединением, дающей в результате указанную выше гибридную композицию PU-PHU, (iii) ring-opening reaction of said cyclic carbonate-terminated prepolymer with at least one difunctional amine compound and at least one polyfunctional amine compound, resulting in the above PU-PHU hybrid composition, где стадия указанной реакции раскрытия цикла осуществляется при температуре выше комнатной температуры.wherein the step of said ring-opening reaction is carried out at a temperature above room temperature. 2. Гибридная PU-PHU композиция по п.1, где указанное соединение, содержащее, по меньшей мере, одну циклическую карбонатную функциональную группу, включает, по меньшей мере, один 4-членный циклический карбонат, предпочтительно, по меньшей мере, один 5-членный циклический карбонат, более предпочтительно, по меньшей мере, один 6-членный циклический карбонат.2. The hybrid PU-PHU composition according to claim 1, wherein said compound containing at least one cyclic carbonate functional group comprises at least one 4-membered cyclic carbonate, preferably at least one 5- a cyclic carbonate, more preferably at least one 6-membered cyclic carbonate. 3. Гибридная PU-PHU композиция по п. 1 или 2, где указанное по меньшей мере одно полифункциональное аминовое соединение имеет функциональность, по меньшей мере, 3, предпочтительно, указанное полифункциональное аминовое соединение представляет собой трифункциональное аминовое соединение.3. A PU-PHU hybrid composition according to claim 1 or 2, wherein said at least one polyfunctional amine compound has a functionality of at least 3, preferably said polyfunctional amine compound is a trifunctional amine compound. 4. Гибридная PU-PHU композиция по п. 1 или 2, где указанная стадия реакции раскрытия цикла осуществляется при температуре выше 20°C, предпочтительно выше 25°C. 4. Hybrid PU-PHU composition according to claim 1 or 2, wherein said ring-opening reaction step is carried out at a temperature above 20°C, preferably above 25°C. 5. Гибридная PU-PHU композиция по п. 1 или 2, где температура, при которой осуществляется указанная стадия реакция раскрытия цикла, находится в пределах от 25°C до 160°C, предпочтительно, между 40°C и 160°C, более предпочтительно, между 45°C и 140°C. 5. Hybrid PU-PHU composition according to claim 1 or 2, wherein the temperature at which said ring-opening reaction step is carried out is between 25°C and 160°C, preferably between 40°C and 160°C, more preferably between 45°C and 140°C. 6. Гибридная PU-PHU композиция по п. 1 или 2, где указанное, по меньшей мере, одно реакционно-способное по отношению к изоцианату соединение, имеет среднечисленную молекулярную массу равную или большую чем 62, предпочтительно, равную или большую чем 400, более предпочтительно, большую чем 1000, еще более предпочтительно, большую чем 2000, наиболее предпочтительно, большую чем 3800. 6. The hybrid PU-PHU composition according to claim 1 or 2, wherein said at least one isocyanate-reactive compound has a number average molecular weight equal to or greater than 62, preferably equal to or greater than 400, more preferably greater than 1000, even more preferably greater than 2000, most preferably greater than 3800. 7. Гибридная PU-PHU композиция по п. 1 или 2, где стадия (ii) осуществляется при молярном отношении указанного, по меньшей мере, одного форполимера к указанному соединению, содержащему, по меньшей мере, одну циклическую карбонатную функциональную группу (NCO:OH) в пределах от 0,5 до 1,05, предпочтительно, от 0,8 до 1.7. A hybrid PU-PHU composition according to claim 1 or 2, wherein step (ii) is carried out at a molar ratio of said at least one prepolymer to said compound containing at least one cyclic carbonate functional group (NCO:OH ) ranging from 0.5 to 1.05, preferably from 0.8 to 1. 8. Гибридная PU-PHU композиция по п. 1 или 2, где указанный, по меньшей мере, один форполимер имеет число NCO в пределах от 0,8 до 25%, более предпочтительно, от 0,8 до 10%.8. A PU-PHU hybrid composition according to claim 1 or 2, wherein said at least one prepolymer has an NCO number ranging from 0.8 to 25%, more preferably from 0.8 to 10%. 9. Гибридная PU-PHU композиция по п. 1 или 2, где стадия (ii) осуществляется при температуре в пределах от 50°C до 150°C, предпочтительно, от 60°C до 130°C, более предпочтительно, от 80°C до 125°C, наиболее предпочтительно, в пределах от 95°C до 122°C.9. Hybrid PU-PHU composition according to claim 1 or 2, where step (ii) is carried out at a temperature in the range from 50°C to 150°C, preferably from 60°C to 130°C, more preferably from 80° C to 125°C, most preferably in the range from 95°C to 122°C. 10. Гибридная PU-PHU композиция по п. 1 или 2, где стадия (ii) осуществляется в условиях без растворителя.10. A hybrid PU-PHU composition according to claim 1 or 2, wherein step (ii) is carried out under solvent-free conditions. 11. Гибридная PU-PHU композиция по п. 1 или 2, где стадия (ii) и/или стадия (iii) осуществляется в присутствии катализатора, выбранного из группы, состоящей из 1,4-диазабицикло[2,2,2]октана (DABCO), 1,8-диазабицикло(5,4,0)ундец-7-ена (DBU), триазабициклодецена (TBD), триэтиламина и калия трет-бутаноата, а также их смесей.11. Hybrid PU-PHU composition according to claim 1 or 2, wherein step (ii) and/or step (iii) is carried out in the presence of a catalyst selected from the group consisting of 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane (DABCO), 1,8-diazabicyclo(5,4,0)undec-7-ene (DBU), triazabicyclodecene (TBD), triethylamine and potassium tert-butanoate, as well as mixtures thereof. 12. Гибридная PU-PHU композиция по п. 1 или 2, где указанное соединение, содержащее, по меньшей мере, одну циклическую карбонатную функциональную группу, представляет собой глицерин-карбонат.12. A PU-PHU hybrid composition according to claim 1 or 2, wherein said compound containing at least one cyclic carbonate functional group is a glycerol carbonate. 13. Гибридная PU-PHU композиция по п. 1 или 2, где стадия (iii) осуществляется за период времени до 3 часов, предпочтительно, за 2 часа, более предпочтительно, за 1 час.13. A hybrid PU-PHU composition according to claim 1 or 2, wherein step (iii) is carried out over a period of up to 3 hours, preferably 2 hours, more preferably 1 hour. 14. Гибридная PU-PHU композиция по п. 1 или 2, где степень превращения форполимера с циклическими карбонатными концевыми группами со стадии (iii) составляет, по меньшей мере, 90%, предпочтительно, по меньшей мере, 95%. 14. The hybrid PU-PHU composition according to claim 1 or 2, wherein the conversion of the cyclic carbonate-terminated prepolymer from step (iii) is at least 90%, preferably at least 95%. 15. Продукт, представляющий собой адгезив, покрытие, эластомер или пену, где продукт содержит PU-PHU композицию по любому из предыдущих пунктов.15. An adhesive, coating, elastomer or foam product, wherein the product contains a PU-PHU composition according to any one of the preceding claims. 16. Способ обработки термореактивого гибридного PU-PHU продукта, где данный способ включает следующие стадии:16. A method for processing a thermoset hybrid PU-PHU product, wherein the method includes the following steps: - получение отвержденного термореактивного гибридного PU-PHU продукта, получаемого с использованием гибридной PU-PHU композиции по любому из пп.1-14, причем этот продукт имеет наружную поверхность,- obtaining a cured thermoset hybrid PU-PHU product obtained using a hybrid PU-PHU composition according to any one of claims 1 to 14, and this product has an outer surface, - oбработка указанного отвержденного термореактивого гибридного PU-PHU продукта посредством оказания, по меньшей мере, одного воздействия, предпочтительно состоящего из механического давления, к указанной наружной поверхности, при заданной температуре и/или в течение заданного периода времени,- treating said cured thermoset hybrid PU-PHU product by applying at least one impact, preferably consisting of mechanical pressure, to said outer surface, at a given temperature and/or for a given period of time, - получение обработанного гибридного PU-PHU продукта.- obtaining a processed hybrid PU-PHU product.
RU2021111239A 2018-10-04 2019-09-27 Hybrid polyurethane-polyhydroxyurethane composition RU2795087C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18198612.6 2018-10-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021111239A RU2021111239A (en) 2022-11-14
RU2795087C2 true RU2795087C2 (en) 2023-04-28

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2518095C2 (en) * 2009-11-26 2014-06-10 Дайнитисейка Колор & Кемикалс Мфг. Ко., Лтд. Polyhydroxy-polyurethane resin, modified with polysiloxane, method of obtaining thereof, thermally sensitive recording material, containing thereof, material from thermoplastic polyolefin resin, material for sealing and sealant
RU2632903C2 (en) * 2011-12-22 2017-10-11 Констракшн Рисёрч Энд Текнолоджи Гмбх 2-oxo-1,3-dioxolane-4-carboxamides, their production and application

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2518095C2 (en) * 2009-11-26 2014-06-10 Дайнитисейка Колор & Кемикалс Мфг. Ко., Лтд. Polyhydroxy-polyurethane resin, modified with polysiloxane, method of obtaining thereof, thermally sensitive recording material, containing thereof, material from thermoplastic polyolefin resin, material for sealing and sealant
RU2632903C2 (en) * 2011-12-22 2017-10-11 Констракшн Рисёрч Энд Текнолоджи Гмбх 2-oxo-1,3-dioxolane-4-carboxamides, their production and application

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EMILY K. LEITSCH, WILLIAM H. HEATH, JOHN M. TORKELSON "POLYURETHANE/POLYHYDROXYURETHANE HYBRID POLYMERS AND THEIR APPLICATIONS AS ADHESIVE BONDING AGENTS", INTERNATIONAL JOURNAL OF ADHESION & ADHESIVES, 64, 2016, C. 1-8. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12012477B2 (en) Hybrid polyurethane-polyhydroxyurethane composition
US9527947B2 (en) Semi-crystalline shape memory polymer and production method thereof
US20130041064A1 (en) Novel Thermoplastic Hydrogel Polymer Compositions for Use in Producing Contact Lenses and Methods of Producing said Compositions
JPH02185513A (en) Manufacture of cyclohexanediisocyanate and polyurethane which has high-temperature performance characteristic
US20140024795A1 (en) Aliphatic polycarbonate polyols containing silyl groups
CN105473680B (en) hydrophobic polyurethane adhesive
Javni et al. Thermoplastic polyurethanes with isosorbide chain extender
JP2020041082A (en) Moisture-curable adhesive
JP2008095109A5 (en)
RU2795087C2 (en) Hybrid polyurethane-polyhydroxyurethane composition
US20230250217A1 (en) Alkylene-oxide-added polyol composition, polyurethane using same, and hot-melt adhesive comprising same
CN104583259B (en) The cyclic carbonate of isocyanate-functional
CN113004502A (en) Method for producing polyester polyols and polyurethanes
KR102110795B1 (en) Manufacturing method of polyurethane resin for synthetic leather in wet process
KR102145210B1 (en) Polyol composition comprising anhydrodugar alcohol and polymer of anhydrodugar alcohol
CN114409921B (en) Modified lignin polyol and preparation method of polyurethane hot melt adhesive thereof
JP3603293B2 (en) Two-component polyurethane elastomer composition for casting and method for producing polyurethane elastomer using the composition
KR102161123B1 (en) Anhydrodugar alcohol-based composition crosslinked with aromatic ether-based epoxy compound and polyol composition prepared by adding alkylene oxide thereto
US10889679B2 (en) Polyurethane hybrid polymers and process for the production thereof
RU2771389C1 (en) Prepolymer containing oxazolidinedione terminal groups
RU2771386C1 (en) Prepolymer containing oxazolidinedione terminal groups
US8957177B2 (en) Compositions comprising an amide moiety containing polyol
JP2003048951A (en) Blocked polyisocyanate
JPH0328225A (en) Polyamide polyester polyol and polyurethane prepared therefrom
KR20220153270A (en) Polyol composition containing lactone-based ester group capable of providing adhesive with improved adhesion strength and toughness, chain extender comprising the polyol composition and chain-extended polyurethane using the same, and adhesive comprising the chain-extended polyurethane