TWI239967B - Polyether polyurethane and urethane prepolymer - Google Patents
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Description
1239967 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(1 ) 技術領域 本發明係有關聚醚聚胺基甲酸乙酯。更詳地說即,本 發明係有關含有(A )芳香族聚異氰酸酯及脂肪族聚異氰 酸酯群中所選出至少一種之具有2個以上異氰酸酯基的聚 異氰酸酯及,(B)特定聚四甲基醚二醇及,(C)具2 個以上羥基之碳數2〜1〇的聚醇及具有2個以上胺基之 碳數2〜1 0的聚胺群中所選出至少一種之鏈延長劑的聚 醚聚胺基甲酸乙酯。因本發明之聚醚聚胺基曱酸乙酯具有 比目前聚醚聚胺基曱酸乙酯更高之彈性率、優良低溫彈性 及高柔軟性,故可有效使用於目前使用聚醚聚胺基甲酸乙 酯之各種用途上。另外,本發明係有關含有(A)芳香族 聚異氰酸酯及脂肪族聚異氰酸酯群中所選出至少一種之具 有2個以上異氰酸酯基的聚異氰酸酯及,(B)特定聚四 甲基醚二醇之具有末端異氰酸酯基的胺基甲酸乙酯預聚物 〇 先行技術 製造聚醚聚胺基甲酸乙酯時,爲了控制其性質而利用 各種二醇。例如,使用低分子二醇類與聚醚二醇、聚酯二 醇及聚碳酸酯二醇等高分子二醇之組合物。所使用之聚醚 二醇具體例如,聚乙基醚二醇、聚丙基醚二醇、聚四甲基 醚二醇及它們之變性高分子二醇等。其中,聚四甲基醚二 醇係目前作爲聚胺基甲酸乙酯成型物或聚胺基甲酸乙酯彈 性纖維之軟段成分。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝·
、1T 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) -4- 1239967 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(2 ) 聚醚聚胺基甲酸乙酯係以聚異氰酸酯、高分子二醇及 低分子二醇作爲主要原料之,主要以高分子二醇構成軟段 及以聚異氰酸酯、低分子二醇構成硬段所形成之嵌段共聚 合物。因聚醚聚胺基甲酸乙酯具有此構造,故具有橡膠彈 性。又,聚醚聚胺基曱酸乙酯之化學式、嵌段長度、二次 結構及三次結構主要係由聚異氰酸酯及高分子二醇決定, 且此決定能大幅影響聚醚聚胺基甲酸乙酯之最終製品的物 性。特別是軟段之選擇,對彈性纖維、聚胺基甲酸乙酯彈 性體等之須具高度且精細機械物性及粘彈性物性的用途係 項重要因素。 目前,已知的作爲高分子二醇之聚四甲基醚二醇的製 造方法有,記載於日本國特開昭5 9 — 2 1 5 3 2 0號公 幸g (對應美國專利第4 ,5 6 8 ,7 7 5號及 E P 1 2 6 4 7 1號)之方法,又,日本國特開昭 6 1 — 1 2 3 6 2 6號公報(對應美國專利第 4,658,065 號及 EP 158229 號)、日本 國特開昭5 9 — 2 2 1 3 2 6號公報(對應美國專利第 4 ’568,775號及EP 126471)曾記載所 得之聚四甲基醚二醇的分子量分布。由聚四甲基醚二醇去 除低聚物之方法有,記載於日本國特開昭6 1 -1 23629號公報(對應美國專利第4,677, 231號及EP 181621號)之使用薄膜分子蒸餾 裝置的方法,以及日本國特開昭6 0 — 1 0 8 4 2 4號公 報之使用水與乙醇溶劑以分離出低聚物的方法。另外,已 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝· 訂 # 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -5- 1239967 A7 ______B7 五、發明説明(3 ) 知的調整殘存於聚四甲基醚二醇中之聚合觸媒含量的方法 有,日本國特開昭6 1 - 1 1 8 4 2 0號公報(對應美國 專利第4,677,231號及EP 181621號) 及日本國特開昭6 1 - 1 1 5 9 3 4號公報(對應美國專 利第4,677,231號及EP 181621號)等 之添加碳化氫或鹵化碳化氫溶劑以使觸媒分離的方法及, 記載於日本國特開昭6 1 - 1 2 3 6 2 9號公報(對應美 國專利第4,677,231號及EP 181621號 )之使用吸著劑的方法。 如上述般,聚四甲基醚二醇之分子量、分子量分布、 殘存低聚物量及殘存聚合觸媒含量係影響聚醚聚胺基甲酸 乙酯品質之重要因素,但,目前無法詳細得知其影響程度 ,又,精細調整這些因素後仍無法得到經調整而使物性具 高度平衡性之聚醚聚胺基甲酸乙酯。 目前使用聚醚聚胺基曱酸乙酯之用途非常廣泛,相信 今後更能成爲其他用途之重要材料。因此,將持續對其要 .求改良及提升品質,甚至依各別領域而有不同之強烈改善 要求。例如,以聚醚聚胺基甲酸乙酯作爲熱可塑性彈性體 時需具有高彈性、低溫特性、較小之壓縮永久變形、實際 商品之觸感及作爲塗料的實用優良性等。另外,對使用於 軟質成型物及硬質成型物、R I M ( Reaction Injection Molding )製品、R — RIM ( Reinforced Reaction Injection Molding )製品、塗料、接著劑、膠粘劑、密封 膠、纖維加工材、合成皮革、其他廣泛範圍之聚胺基甲酸 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -6 - 1239967 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(4 ) 乙酯及聚胺基甲酸乙酯製品的領域,亦要求改良聚醚聚胺 基甲酸乙酯之物性。 發明槪要 有鑑於此,本發明者們針對上述問題進行專心硏究。 結果發現含有(A )芳香族聚異氰酸酯及脂肪族聚異氰酸 酯群中所選出至少一種之具有2個以上異氰酸酯基的聚異 氰酸酯及’ (B )具特定分子量,特定分子量分布及特定 高分子量聚四甲基醚二醇分子含量之具低粘度及耐熱性的 聚四曱基醚二醇及,(C)具2個以上羥基之碳數2〜 10的聚醇及具2個以上胺基之碳數2〜10的聚胺群中 所選出至少一種之鏈延長劑的聚醚聚胺基甲酸乙酯。可具 有比目前之聚醚聚胺基甲酸乙酯爲高的彈性率及優良之低 溫彈性物性、高柔軟性,而完成本發明。 因此,本發明之目的爲,提供一種具高彈性率、優良 低溫彈性特性及高柔軟性之聚醚聚胺基甲酸乙酯。 本發明之另一目的爲,提供一種能製成具高彈性率、 優良低溫彈性特性及高柔軟性之聚醚聚胺基曱酸乙酯的胺 基甲酸乙酯預聚物。 本發明之上述及其他諸目的、特徵及利益可於參照所 附圖面下,由下列詳細說明及申請專利範圍而得知。 圖表簡單說明 所附之圖表中,圖1爲,製造例1及2之製造特定聚 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝· 、11 # 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239967 A7 _______ B7 五、發明説明(5 ) 四甲基醚二醇(以下亦稱爲「P T M G」)時所使用的系 統槪略圖。 圖2爲,製造例1所合成之P T M G ( A )的色譜, 其中除表示出分子量分布外,係以橫軸爲分子量對數( 1 〇g)、縱軸爲對全體PTMG分子之合計重量的各分 子之重量%、虛線與橫軸之交點爲數平均分子量的對數値 、斜線部分之面積爲具數平均分子量6倍以上之分子量的 P TMG分子之量。 圖3爲,聚醚聚胺基甲酸乙酯之應力一應變關係曲線 ’其中,〇爲實施例6所調製之聚醚聚胺基甲酸乙酯,△ 爲比較例8所調製之聚醚聚胺基甲酸乙酯,□爲比較例9 .所調製之聚醚聚胺基甲酸乙酯,•爲比較例1 0所調製之 聚醚聚胺基甲酸乙酯及▲爲比較例1 1所調製之聚醚聚胺 基甲酸乙酯。 圖4爲,聚醚聚胺基甲酸乙酯之複彈性率t a η δ的 溫度依賴性表示圖,其中,◦爲實施例6所調製之聚醚聚 胺基甲酸乙酯,△爲比較例8所調製之聚醚聚胺基甲酸乙 酯,□爲比較例9所調製之聚醚聚胺基甲酸乙酯,•爲比 較例1 0所調製之聚醚聚胺基甲酸乙酯及▲爲比較例1 1 所調製之聚醚聚胺基甲酸乙酯。 圖5爲,聚醚聚胺基甲酸乙酯之貯藏彈性率Ε ’的溫 '度依賴性表示圖,其中,◦爲實施例6所調製之聚醚聚胺 基甲酸乙酯,△爲比較例8所調製之聚醚聚胺基曱酸乙酯 ,□爲比較例9所調製之聚醚聚胺基甲酸乙酯,•爲比較 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) _ 8 - (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239967 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(6 ) 例1 0所調製之聚醚聚胺基甲酸乙酯及▲爲比較例1 1所 調製之聚醚聚胺基甲酸乙酯。 .圖6 (a)〜圖6 (j)爲,聚醚聚胺基曱酸乙酯之 偏光顯微鏡照片,其中,圖6 ( a )及圖6 ( b )爲實施 例6所調製之聚醚聚胺基甲酸乙酯、圖6 ( c )及圖6 ( d )爲比較例8所調製之聚醚聚胺基甲酸乙酯、圖6 ( e )及圖6 ( f )爲比較例9所調製之聚醚聚胺基曱酸乙酯 、圖6 (g)及圖6 (h)爲比較例10所調製之聚醚聚 胺基甲酸乙酯、圖6 ( i )及圖6 ( j )爲比較例1 1所 調製之聚醚聚胺基甲酸乙酯的偏光顯微鏡照片,且圖6 ( b)、圖 6 (d)、圖 6 (f)、圖 6 (h)及圖 6 (j )係使用感光色檢板的偏光顯微鏡照片。 圖7 (a)〜圖7 (d)爲,聚醚聚胺基甲酸乙酯之 偏光顯微鏡照片,其中,圖7 ( a )及圖7 ( b )爲實施 例7所調製之聚醚聚胺基甲酸乙酯、圖7 ( c )及圖7 ( d )爲比較例1 2所調製之聚醚聚胺基甲酸乙酯的偏光顯 微鏡照片,且圖7 ( b )及圖7 ( d )係使用感光色檢板 之偏光顯微鏡照片。 圖號說明 1 :攪拌機 2 :反應裝置 3 :水供給槽 4 :第1相分離槽 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝· 訂 參, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -9 - 1239967 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(7 ) 5 :蒸餾器 6 :第2相分離槽 7 :吸著柱 8 :蒸餾塔 9 :第3相分離槽 1 0 :減壓蒸餾器 發明之詳細說明 本發明之第一種樣態可提供一種含有(A )芳香族聚 異氰酸酯及脂肪族聚異氰酸酯群中所選出至少一種之具2 個以上異氰酸酯基的聚異氰酸酯及,(B )聚四甲基醚二 醇及,(C)具2個以上羥基之碳數2〜10的聚醇及具 2個以上胺基之碳數2〜1 0的聚胺群中所選出至少一種 之鏈延長劑的聚醚聚胺基甲酸乙酯。 其中,該聚四甲基醚二醇具有下列(1 )〜(3 )之 特徵: (1)數平均分子量爲500〜4,〇0◦; (2 )聚四甲基醚二醇之重量平均分子量Mw與數平 均分子量Μη之比Mw/Mn所示分子量分布爲1.75 以下; (3)對全部聚四甲基醚二醇分子之合計重量的高分 子量聚四甲基醚二醇分子含量爲1 0重量%以下,且該高 子量聚四曱基醚二醇分子定義爲,分子量係爲全部聚四φ 基醚二醇分子之數平均分子量的6倍以上之聚四甲基_二 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝· -、11 % 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) -10- 1239967 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(8 ) 醇分子。 本發明之另一樣態可提供一種含有(A )芳香族聚異 氰酸酯及脂肪族聚異氰酸酯群中所選出至少一種之具有2 個以上異氰酸酯基的聚異氰酸酯及,(B )聚四甲基醚二 醇之胺基甲酸乙酯預聚物; 其中,該胺基曱酸乙酯預聚物具末端異氰酸酯基’ 該聚四甲基醚二醇具有下列(1 )〜(3 )之特徵: (1)數平均分子量爲500〜4,〇〇〇 ; (2 )聚四甲基醚二醇之重量平均分子量Mw與數平 均分子量Μη之比Mw/Mn所示分子量分布爲1 _ 7 5 以下; (3 )對全部聚四甲基醚二醇分子之合計重量的高分 子量聚四甲基醚二醇分子含量爲1 0重量%,且該高分子 量聚四甲基醚二醇分子定義爲,分子量係爲全部聚四甲基 醚二醇分子之數平均分子量的6倍以上之聚四甲基醚二醇 分子。 下面爲了易於理解本發明,首先將列舉本發明之基本 特徵及較佳諸樣態。 1 . 一種聚醚聚胺基甲酸乙酯,其爲,含有(A)芳 香族聚異氰酸酯及脂肪族聚異氰酸酯群中所選出至少一種 之具有2個以上異氰酸酯基的聚異氰酸酯及,(B )聚四 甲基醚二醇及,(C)具2個以上羥基之碳數2〜10的 聚醇及具2個以上胺基之碳數2〜10的聚胺群中所選出 至少一種之鏈延長劑; (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣. 、tr Ψ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) •11 - 1239967 A7 _ B7 五、發明説明(9 ) 其中,該聚四甲基醚二醇具有下列(1 )〜(3 )之 •特徵: (1)數平均分子量爲500〜4,000 ; (2 )聚四甲基醚二醇之重量平均分子量Mw與數平 均分子量Mw之比Mw/Mn所示分子量分布爲1 _ 75 以下; (3)對全部聚四甲基醚二醇分子之合計重量的高分 子量聚四曱基醚二醇分子含量爲1 0重量%以下,且該高 分子量聚四甲基醚二醇分子定義爲,分子量係爲全部聚四 甲基醚二醇分子之數平均分子量的6倍以上之聚四甲基醚 二醇分子。 ' 2 .如第1項所記載之聚醚聚胺基甲酸乙酯;其中, 該聚四甲基醚二醇之雜多酸含量爲1 0〜9 0 0重量 ρ p b 〇 3 .如第1項所記載之聚醚聚胺基甲酸乙酯,其中, 該聚四曱基醚二醇之高分子量聚四甲基醚二醇分子含量爲 2〜5重量%。 4 . 一種胺基甲酸乙酯預聚物,其爲,含(A)芳香 族聚異氰酸酯及脂肪族聚異氰酸酯群中所選出至少一種之 具有2個以上異氰酸酯基的聚異氰酸酯及,(B )聚四甲 . 基醚二醇; 其中,該胺基甲酸乙酯預聚物具末端異氰酸酯基, 該聚四甲基醚二醇具下列(1 )〜(3 )之特徵: (1)數平均分子量爲500〜4,000 ; (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣·
、1T #· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) -12- A7 B7 1239967 五、發明説明(10) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (2 )聚四甲基醚二醇之重量平均分子量Mw與數平 均分子量Μη之比Mw/Mn所示分子量分布爲1 · 75 以下; (3 )對全部聚四曱基醚二醇分子之合計重量的高分 子纛聚四甲基醚二醇分子含量爲1 〇重量%以下,且該高 分子量聚四甲基醚二醇分子定義爲’分子量係爲全部聚四 甲基醚二醇分子之數平均分子量約6倍以上之聚四甲基醚 二醇分子。 5 ·如第4項所記載之胺基甲酸乙酯預聚物’其中’ 該聚四甲基醚二醇之雜多酸含量爲1 0〜9 0 0重量 P P b 〇 6 ·如第4項所記載之胺基甲酸乙酯預聚物,其中’ 該聚四甲基醚二醇之高分子量聚四甲基醚二醇分子含量爲 2〜5重量%。 7 ·如第4項所記載之胺基甲酸乙酯預聚物,其中, 部分或全部之該末端異氰酸酯基經修飾,並以附加方式導 入至少一種異氰酸酯基以外之官能基。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 .如第7項所記載之胺基甲酸乙酯預聚物,其中, 該官能基係選自丙烯醯基及甲矽烷基群中所選出。 接著將說明本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯爲,含有(A)聚異氰 酸酯及,(B )聚四甲基醚二醇(以下亦簡稱「P T M G 」)及,(C )聚醇及/或聚胺之物。又,聚醚聚胺基甲 酸乙酯係指,以聚醚二醇作爲高分子聚醚成分(軟段)之 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 1239967 A7 B7 12、 五、發明説明( 酯、異佛爾酮二異氰酸酯及4 4 異氰酸酯等 酸 物 族獨 甲 氰 合 香單 四 異 化 芳等 聚 聚 肟 述酯 爲 型 經 上酸 分 酯 基 ,氰 成 酸 酯 爲異 } 氰 酸 可聚 B 異 氰 } 性 C 聚 異 A 變 的 三 之 { 及 酯 , 酯 酯酯 乙 如 酸 酸酸酸 子 氨 氨氨 甲 例異。異異 基 之 聚酯聚二。胺 酯 述酸之族物聚 酸 上氰用肪合醚 氰 用異使脂組聚 異 使基所、之之 聚 可端明酯上明 性 ,封發酸以發 變。又的本氰個本 等 性 異 2 酯 變 二或 基醚二醇(以下亦簡稱A P T M G 〃 )。ρ τ Μ G係於存 在雜多酸觸媒下進行開環聚合而得之二醇。具體而言即, 各別獨立之含下列式(1 ) H—f O - CH2CH2CH2CH2 S-t—〇 Η ( 1 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產苟g (工消費合作社印製 佳, 之 子; 爲醇 } 分下量 ο 二 3 均以子 ο 醚 C •,平 5 分 1 基 ~ ο 數 7 高 , 甲 。} ο 與 ·的 2 四子 1 owl 量 ~ 聚分 { , Μ 爲重 2 的之列 4 量布計 以物 ο 下 ~ 子分合 又合 ο 有 ο 分量之 , 混 ο 具 ο 均子子 ο 之,G 5 平分分 ο 鏈 4 Μ 爲量示 C ο 物 ~ Τ 量重所 Μ , 合 2 Ρ 子之 η Τ 4 聚有之 分 GMP ~ 數所用 均 Μ \ 部 2 複含使 平 TW全 爲示包所 數 ΡΜ 對 η 所須明 }}比} ,} 無發 1 2 之 3 中數 η 本,一一η — 式整, 性 Μ { 之但 特 量 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 1239967 A7 B7 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製
五、發明説明(13) PTMG分子含量爲1 〇重量%以下,且該高分子量 P TMG分子定義爲,分子量係爲全部P TMG分子之數 平均分子量的6倍以上之P TMG分子。 就本發明而言,PTMG具有上述特定數平均分子量 、特定分子量分布、特定高分子量PTMG分子含量、低 粘度及高耐熱性係項重點。因此,使用這類P T M G所製 得之聚醚聚胺基甲酸乙酯比目前使用已知之P T M G的聚 醚聚胺基曱酸乙酯更能改善物性平衡。具體而言即,其比 起目前之聚醚聚胺基甲酸乙酯具有更高的彈性率及彈性回 復率、低永久壓縮變形、優良低溫特性及無黏性。 就聚醚聚胺基甲酸乙酯之柔軟性與彈性率的平衡觀點 ,本發明所使用的PTMG之數平均分子量Μη爲5 0 〇 〜4 ,〇〇0,又以750〜3 ,500爲佳,更佳爲 800 〜3,500,最佳爲 800 〜3,000。 P TMG之數平均分子量係可利用凝膠滲透色譜(G P c )法、末端基定量法等測得。又,本發明之數平均分子釐 的計算方式係來自末端基定量法(滴定法)求得之Ο Η價 〇 若P TMG之數平均分子量低於5 0 0時,聚醚聚胺 基甲酸乙酯之柔軟性將不足,又,數平均分子量超過 4,0 0 0時,聚醚聚胺基甲酸乙酯之彈性率將不足。 本發明所使用之PTMG的分子量分布爲1 . 7 5以 下,又以1 . 15〜1 · 75爲佳,更佳爲1 . 15〜 1 · 70。本發明之分子量分布的表示方式爲,PTMG (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁}
裝 訂- # 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) -16- 1239967 A7 B7 五、發明説明(14) 的重量平均分子量Mw與數平均分子量Μ η之比Mw/ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Μ η,又,此値係利用下列實施例所述之G P C裝置及分 析條件進行測定。M w/Μ η爲1 · 7 5以下時可降低 PTMG之粘度,且使用這類PTMG之聚醚聚胺基甲酸 乙酯具有優良之破斷伸度及破斷伸度的平衡性等特徵。若 使用分子量分布超過1.75之PTMG製造聚醚聚胺基 甲酸乙酯時,除了會使所得聚醚聚胺基甲酸乙酯之強度及 延伸性等機械物性變差外,聚醚聚胺基甲酸乙酯之軟段會 因含有分子量較高之P TMG分子而阻礙軟段與硬段之相 分離構造的形成及,降低聚醚聚胺基曱酸乙酯之低溫特性 性。又,分子量分布之下限理論雖爲1 · 0,但,此値下 不易製得分子量低於1 · 1 5之PTMG。 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯所使用的P T M G中, 對全部P TMG分子之合計重量的高分子量P TMG分子 含量爲1 0重量%以下。本發明之「高分子量PTMG分 子」係指,其分子量爲全部PTMG分子之數平均分子量 的6倍以上之PTMG。因PTMG分子之分子量爲,含 其之混合物的全部P T M G分子之數平均分子量的6倍以 上,故熔點爲全部P T M G分子之熔點的2倍以上。而當 P TMG中存在大量這類高分子量P TMG分子時,則會 阻礙軟段與硬段之相分離構造的形成。本發明之P T M G 的高分子量PTMG分子含量爲,利用分子量分布及下列 所示條件之G P S求取的數値。 測定裝置:ShodexGPCsystem 1 1 (日本,昭和電 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -17- 1239967 A7 B7 ---—_ 五、發明説明(15) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 工(股)製) 柱 * 2 支 S hode X < OH pack S B 8 〇 6 Μ > 1 支 Shod ex 0H ] pack S B 8 0 2 • 5 ( 曰 本, 昭和電工( 股 ) 製 ) 檢 測 器 : 差 示 折 射 器 溫 度 • 6 0 °c 溶 離 液 L i B r 0 .0 2 m ( D 1 ‘ / 1 / ί : 二曱基乙 醯 胺 溶 液 溶 離 液 之 流 速 : 1 • 0 m 1 / m i η 試 料 注 入 里 : 0 • 8 % 溶 液 ( 溶 解 於 溶 離 液 ) 1 0 0 β 1 標 準 樣 品 ; P T Μ G { Μ η = 5 4 7 5 〇 〇 0 ( Μ w / Μ η - 1 • 3 5 ) Μ η = 2 8 3 0 0 0 ( Μ w / Μ η = 1 • 0 8 ) Μ η = 9 9 5 0 0 0 ( Μ w / Μ η = 1 • 0 8 ) Μ η = 6 7 0 0 0 ( Μ w / Μ η = 1 • 0 4 ) 、 Μ η = 3 5 3 5 〇 〇 ( Μ w / Μ η 二 1 • 〇 6 ) Μ η = 1 5 5 0 0 0 ( Μ w / Μ η 1 • 〇 9 ) Μ η = 6 5 7 〇 〇 ( Μ w / Μ η = 1 • 1 3 ) > Μ η "― 2 5 1 7 0 ( Μ w / Μ η = 1 • 1 2 ) Μ η 1 , 3 0 0 ( Μ w / Μ η 1 • 1 2 ) Μ η = 6 5 〇 ( Μ W / Μ η — 1 • 1 8 ) } 及 T Η F 單 體 ο 本 發 明 所使 用 之 P T Μ G 因 其 高 分 子 量 Ρ Τ Μ G 分子 含 量 爲 1 0 重 量 % 以 下 , 故 具 有 均 勻 之 粘 度 〇 因 此 , 使用 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝_ 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -18- 1239967 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(16) 這類PTMG聚合聚醚聚胺基甲酸乙酯時,可以高速聚合 速度完成聚合,且所得聚醚聚胺基甲酸乙酯具高彈性率之 優點。又,高分子量P TMG分子量含量少時可提高流動 性及,易於形成聚醚聚胺基甲酸乙酯之軟段與硬段的相分 離構造。另外,因易於形成相分離構造,故可連想到易生 成與硬段有關之球晶一事。 因尚分子量P T M G分子與熱分解性較高之低分子量 P TMG分子起相互作用後可提高p TMG整體之熱安定 性,故本發明所使用之P T M G較佳爲,存在少量的高分 子量P TMG分子。具體而言即,以高分子量P TMG含 量爲2〜5重量% WPTMG爲佳,更佳爲2〜3 · 5重 量%、最佳爲2〜3重量%。若高分子量PTMG分子含 量低於2重量%時,利用前述高分子量P TMG分子之耐 熱性提升效果將不足。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯所使用的P T M G較佳 爲,雜多酸含量係10〜900重量ppb (ppb爲1 X1〇~9)之物。如上述般,本發明所使用之PTMG 爲,存在雜多酸觸媒下使四氫化呋喃開環聚合而製得之物 ,因此,P TMG中所含之雜多般爲殘存的聚合觸媒。 雜多酸係指,含鉬(Μ 〇 )、鎢(W )、釩(V )中 至少一種之金屬氧化物,或其他元素例如,磷(Ρ )、砂 (S i )、石申(A s )、鍺(G e )、硼(Β )、鈦( Ti)、硒(Ce)、鈷(Co)、鈮(Nb)等之含氧 酸縮合而成的酸,又,對雜多酸所含金屬中其他元素之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝·
、1T 参 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -19- 1239967 ' A7 ____B7 五、發明説明(17)
Mo、w、V的原子比爲2 . 5〜12。 P T M G所含雜多酸可爲鹽之狀態,例如,磷鉬酸、 磷鎢酸、磷鉬鎢酸、磷鉬釩酸、磷鉬鎢釩酸、磷鎢釩酸、 磷鉬鈮酸、矽鎢酸、矽鉬酸、矽鉬鎢酸、矽鉬鎢釩酸、鍺 鎢酸、硼鎢酸、硼鉬酸、硼鉬鎢酸、硼鉬釩酸、硼鉬鎢釩 酸、鈷鉬酸、鈷鎢酸、砷鉬酸、砷鎢酸、鈦鉬酸、鈽鉬酸 及其金屬鹽等。 , PTMG之雜多酸全量爲,w、Mo及V之元素(離 子)的合計濃度,又,此濃度可利用I C P -質量分析而 求取。 PTMG之雜多酸含量較佳爲1 〇〜9 0 0重量 P P b ’因於此範圍內可具有良好之p TMG的熱安定性 及,高溫下可抑制解聚作用。若P T M G之雜多酸含量低 於1 0重量p p b時,將視利用雜多酸之耐熱性提升效果 。又’雜多酸含量超過9 0 0重量p p b時高溫下易著色 ’且會因部分雜多酸或結晶狀而促進P T M G之解聚作用 ’而降低聚醚聚胺基甲酸乙酯製品之耐候性、耐光性及耐 '氧化性等。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯所使用的ρ τ M G較佳 爲’降低其所含4量體以下之低聚物含量者。其因爲,低 聚物係鏈狀構造及環狀構造之物,其中,鏈狀低聚物所形 成之聚醚聚胺基甲酸乙酯部分會因長鏈之軟段與短鏈之一 硬段的中間長度及分子構造,而具有阻礙聚醚聚胺基甲酸 乙酯之相分離構造的可能性,又,環狀低聚物會降低特別 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝· 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -20- 1239967 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(18) 是聚醚聚胺基甲酸乙酯塗料之乾燥性,且表面會產生黏 下面將說明本發明所使用之P T M G的合成方法之一 例。 合成具上述特定分子量、特定分子量分布及特定高分 子量P TMG分子含量之P TMG的方法如下所示。具體 而言即,於含聚合物之原料四氫呋喃有機相及水性四氫呋 喃雜多酸觸媒相的二相系連續聚合反應中,利用控制觸媒 相中原料單體(四氫呋喃)令滯留時間及滯留時間分布, 而控制聚合物(PTMG)之分子量分布。 本發明所使用之P T M G的較佳合成方法如,由使用 附攪拌機之連續聚合反應裝置的聚合步驟及其次之 P T M G中殘存雜多酸量的調整步驟所形成之方法。又, 於存在雜多酸觸媒下進行四氫呋喃(以下稱爲「T H F」 )之開環聚合步驟時,反應系會成爲原料T H F有機相及 比重1 . 8〜2 · 3之含水THF雜多酸觸媒相的兩相系 。其中,雜多酸雖難溶於無水的T H F,但可溶於T H F 中添加微量水之混合溶劑,因此將調整雜多酸溶解於此混 合溶劑而形成之酸性溶液的水量及T H F量後得到的比重 爲1 . 8〜2 . 3的溶液加入T H F中,可使所得反應系 分爲原料THF有機相及比重1.8〜2.3之含水 T H F雜多酸觸媒相(以下稱爲「水性T H F觸媒相」或 簡稱爲「觸媒相」)。雖然不淸楚其原因,但已知雜多酸 中配位著少量的水。 對上述原料T H F有機相及水性T H F觸媒相所構成 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝· # 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -21 - 1239967 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(19) 之反應系設定最合適的T H F供給速度(F )( m3/hr)、攬拌動力(P) (kW)、反應器內全液 體之體積(V ) ( m 3 )及雜多酸觸媒量下’可控制所得 P TMG之分子量分布,特別是可降低高分子量P TMG 分子含量。合成P TMG之方式爲,進行包含合成後之 P T M G的T H F有機相及水性T H F觸媒相之兩相間反 應,又,該反應系爲,T H F有機相及水性T H F觸媒相 成液滴液分散之乳膠溶液,且P T M G聚合係於水性 T H F觸媒相中進行。進行聚合的同時,溶解於水性 T H F觸媒相中的P T M G係分配於水性T H F觸媒相及 T H F有機相,且反應條件下分配的狀態爲定態。若增加 . 反應系中原料之T H F的滯留時間V / F ( h r ) ’則可 加大水性T H F觸媒相中T H F之滯留時間分布及,增加 高分子量P TMG分子含量。相反地,若減少時,會縮小 T H F之水性T H F觸媒相中的滯留時間分布及減少高分 子量P TMG分子含量。另外,於不改變所生成之全部 P TMG分子的數平均分子量而能控制其分子量分布之較 佳方法爲,調整因應V / F之增減的雜多酸觸媒量及使每 觸媒當量之平均滯留時間一定。 又,關於攪拌動力P / V ( k W/ m 3 ),當攪拌動 力產生變化時,反應器內之水性T H F觸媒相及T H F有 ' 機相之液滴的平均粒徑會起變化,結果會因兩相之接觸面 積的變化及液滴合體再分裂的頻率變化,而使各相間之物 質移動量起變化。具體而言即,攪拌動力p/v增大時, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 等 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 1239967 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(2〇) 會增加水性T H F觸媒相及T H F有機相之間的物質移動 量及’使T H F之水性τ H F觸媒相中之滯留時間均一化 。結果會縮小T H F之滯留時間分布及減少高分子量 P TMG分子含量。又,攪拌動力ρ/ν減少時,會擴大 T H F滯留於水性τ H F觸媒相中之時間分布及,增加高 分子量P TMG分子含量。 本發明之作爲(Β )成分的P T M G較佳爲,數平均 分子量爲500〜3,000,分子量分布(Mw/Mn )爲1 . 7 5以下、高分子量卩丁1^0分子含量爲2〜5 •重量%及雜多酸含量爲1 〇〜9 0 0重量p p b。又,由 T H F利用雜多酸觸媒合成這類較佳之p T M G的方法如 下。於存在能使THF有機相及比重1 . 8〜2 · 3之觸 媒相兩相形成的水量下,使T H F之滯留時間V / F爲 0 . 5〜2 0小時,又以〇 · 7〜1 5小時爲佳。若 V / F小於前述範圍時,會降低反應轉化率,又,V / F 大於前述範圍時,會增加反應時間,故而不佳。每單位反 應容積之攪拌動力P/V爲1·3kW/m3以上,又 以1 · 6 W/m 3 以上爲佳。若P / V低於1 . 3 kW/m3時,會使攪拌不充分及,擴大反應系中液滴 '粒徑之分布及分子量分布而難控制分子量分布。又’數平 均分子量爲3,000以上4,000以下、高分子量 PTMG分子之含量爲5重量%以上1〇重量%以下的 P TMG亦可利用前述方法中適當調整V/F及p/V之 値的方式製得。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝· 、11. <b· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -23 _ 1239967 A7 ___ B7 五、發明説明(21) 調整上述所得之p T M G的雜多酸含量,可得雜多酸 ’ 含量爲1 〇〜9 0 0重量ppb之PTMG。又,調整雜 多酸含量之方法如,日本國特開昭6 1 - 1 1 8 4 2 0號 公報(對美國專利第4,6 7 7,2 3 1號及 EP 181621號)、日本國特開昭61 — 1 1 59 34號公報(對應美國專利第4,677, 2 3 1號及E P 1 8 1 6 2 1號)及日本國特開昭6 1 一 1 23629號公報(對應美國專利第4,677, 231及EP 181621號)所揭示之方法。又,較 佳之調整方法爲,包含①靜置聚合後所得之反應混合物, 使水性T H F觸媒相及含P T M G之T H F有機相進行兩 相分離,其後取出含P T M G之Τ H F溶液之步驟;②由 取出之T H F溶液中餾去部分的T H F,使P T M G濃縮 之步驟;③將碳數5〜1 0之飽和碳化氫加入濃縮之 P T M G溶液中,使溶液中部分的雜多酸相分離並去除之 步驟;④利用活性碳等吸附去除殘存之雜多酸的步驟;⑤ 蒸餾去除部分之單體(T H F ),其後進行飽和碳化氫及 P T M G之相分離的步驟;⑥利用薄膜蒸餾器去除低聚物 及殘存之有機溶劑(T H F及飽和碳化氫)的步驟之方法 〇 . 上述雜多酸含量之調整步驟所使用的飽和碳化氫如, 環戊烷、環己烷、環庚烷、環辛烷、環壬烷、環癸烷、甲 基環戊烷、甲基環己基、2-乙基己烷、戊烷、己烷、庚 院、辛院、壬院、癸院等。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣.
、1T #· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) -24- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239967 A7 _B7__五、發明説明(22) 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯所使用的P T M G ( B )可爲,PTMG與四氫呋喃以外之共聚用單體共聚合而 成之物。能共聚合之共聚用單體如,3 -曱基四氫呋喃、 1 ,2 -丙烯氧化物、3 -甲基氧雜環丁烷等。又於不損 及所製造之聚醚聚胺基甲酸乙酯的強度、延伸、低溫特性 •、耐彎曲性、耐磨損性、彈性回復性、成型性、表面觸感 等之情形下,共聚用單體含量並無特別限制,但,對 PTMG (Β )之重量較佳爲2 0重量%以下,又以1 0 重量%以下爲佳。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯所使用的(C )成分鏈 延長劑爲,具2個以上羥基之碳數2〜1 0的聚醇及具2 個以上胺基之碳數2〜1 0的聚胺群中所選出至少一種之 鏈延長劑。本發明所使用之鏈延長劑亦包含交聯劑。即, 鏈延長劑中具3個以上羥基或胺基者爲交聯劑。 狹義的可作爲鏈延長劑之低分子聚醇爲,具2個羥基 之二醇,又,其可爲鏈狀或環狀。具體例如,乙二醇、1 ,3-三甲二醇、1 ,4 — 丁二醇、3 —甲基一1 ,4 一 丁二醇、2,3 - 丁二醇、新戊二醇、1 ,5 —五甲二醇 、2 —甲基五甲二醇、3 —甲基五甲二醇、1 ,6 —六甲 二醇、1 ,4 一二羥甲基環己烷、1 ,3 —二羥甲基環己 烷及1,2 -二羥甲基環己烷等。 可作爲交聯劑之低分子聚醇爲,具3個以上羥基的聚 醇’例如,脂肪族聚醇及脂環式聚醇等。具體例如,三羥 甲基丙烷、甘油及山梨糖醇等。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝· 訂 #· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -25- 1239967 Α7 Β7 五、發明説明(23) 狹義的可作爲鏈延長劑之低分子聚胺爲,具有2個胺 基之二胺,具體例如,乙撐二胺、六甲撐二胺、胼、1, 2 —丙撐二胺、1 ,4 一丁撐二胺、1 ,6 -六甲撐二胺 、1,4 —環己撐二胺、1 ,3 —環己基二胺、4,4, 一二胺基二苯基曱烷、4,4’一二胺基二環己基甲烷及 其混合物等。 可作爲交聯劑之低分子聚胺爲,具3個以上胺基之聚 胺。具體例如,雙六甲撐三胺、1,3,5 —胺基甲基環 己烷及4 一胺基甲基八甲撐二胺等。 本發明所使用之鏈延長劑(C )可爲,上述低分子聚 醚聚醇及低分子聚胺的單獨或2種以上之組合物。 合成本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯時,必要時可組合 使用上述成分以外之P T M G以外的高分子聚醇、末端官 . 能性預聚物及分子量調節劑等。 P T M G以外之高分子聚醇例如,聚環氧烷撐二醇、 聚酯二醇、聚己內酯二醇及聚碳酸酯二醇等。 末端官能性預聚物例如,上述聚醇之末端經聚異氰酸 酯變性的異氰酸酯末端預聚物,或經(甲基)丙烯醯基、 甲矽烷基變性之預聚物。 分子量調節劑例如,二乙基胺、二甲基胺及二丁基胺 等具1個胺基的有機胺類。 製造本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯的方法可爲,岩田 敬治編「聚胺基甲酸乙酯樹脂手冊」:日刊工業新聞社 ' 1 9 8 7年;「最新聚胺基甲酸乙酯之構造·物性及高機 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -26- 1239967 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __—- B7五、發明説明(24) 能化及應用展開」技術情報協會1 9 9 9年等所記載之已 知的胺基甲酸乙酯化方法。又,一般性聚醚聚胺基甲酸乙 酉曰之衣ia方法有2種,1種爲,同時放入聚異氰酸酯、高 分子聚醇及鏈延長劑等原料使其反應而得聚胺基曱酸乙酯 之方法。另一種爲’以聚異氰酸酯及高分子聚醇合成異氰 酸酯末端預聚物後,使該預聚物與鏈延長劑起反應而得聚 胺基甲酸乙酯之方法。又,此兩種方法係於無溶劑系或溶 劑系中進行反應。若使用無溶劑系時,前者爲一步法(一 段法)’後者爲預聚物法(二段法)。 所使用之胺基甲酸乙酯化觸媒可爲已知的觸媒,例如 ,錫化合物或銻化合物。 本發明係使用數平均分子量、分子量分布及高分子量 PTMG分子含量符合上述特定數値範圍內的pTMG, 又以雜多酸含量亦符合上述特定數値範圍內之P T M G爲 佳,以製造聚醚聚胺基甲酸乙酯。本發明之聚醚聚胺基曱 酸乙酯不同於使用目前之p T M G般聚醚二醚的聚醚聚胺 基甲酸乙酯,其具有良好的物性平衡。具體而言即,比較 目前之物,因本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯具有高彈性率 及彈性回復率、低永久壓縮變形、良好低溫特性、高柔軟 性、可形成無黏性及不易變黃之被膜,故實用性高。 另外,本發明係提供一種包含(A )聚異氰酸酯及( B)PTMG之具有末端異氰酸酯基的胺基甲酸乙酯預聚 物。本發明之胺基甲酸乙酯預聚物具有,P T M G的兩末 端鍵結聚異氰酸酯之末端爲異氰酸酯基的構造,或複數之 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -27- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239967 A7 __B7五、發明説明(25) P TMG與聚異氰酸酯利用交互反應而連結之,末端爲異 氰酸酯基的構造。 本發明之胺基甲酸乙酯預聚物所使用的(A )成分聚 異氰酸酯爲,芳香族聚異氰酸酯及脂肪族聚異氰酸酯群中 所選出至少一'種之具2個以上異氯酸醋基的聚異氯酸醋, 且其碳數並無特別限制。例如,芳香族二異氰酸酯、脂肪 族二異氰酸酯及其經聚醇等之預聚物變性的聚異氰酸酯等 ,又,所使用的聚異氰酸酯可同上述聚醚聚胺基甲酸乙酯 ' 所使用之聚異氰酸酯。 具體的芳香族二異氰酸酯例如,4,4 ’ 一二苯基甲 烷二異氰酸酯、2,4 一甲苯二異氰酸酯、2,6 —甲苯 二異氰酸酯、1 ,4 一苯撐二異氰酸酯、1,3 一苯撐二 異氰酸酯、1 ,5 -萘二異氰酸酯及二甲苯二異氰酸酯等 :脂肪族二異氰酸酯例如,前述芳香族二異氰酸酯之芳香 環添加氫的二異氰酸酯、六甲撐二異氰酸酯、異氟爾酮二 異氰酸酯及4,4 一環己基二異氰酸酯等。 本發明之胺基甲酸乙酯預聚物所使用的(B )成分 .P T M G爲,存在雜多酸下使四氫呋喃(T H F )開環聚 合而得之上述式(1 )所示高分子二醇。本發明之胺基甲 酸乙酯預聚物所使用的P T M G同上述聚醚聚胺基甲酸乙 酯所使用者。即,本發明之胺基甲酸乙酯預聚物所使用的 P T M G具有下列(1 )〜(3 )之特性。 (1)數平均分子量爲500〜4,000 ; (2 ) P TMG之重量平均分子量Mw與數平均分子 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝· 訂 # 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -28- 1239967 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、五、發明説明(26) 量Μη之比Mw/Mn所示的分子量分布爲1 · 7 5以下 〇 (3 )對全部P TMG分子之合計重量的高分子量 PTMG分子含量爲1 〇重量%以下,且該高分子量 P TMG定義爲,其分子量係爲全部P TMG分子之數平 均分子量的6倍以上之P TMG分子。 就本發明而言,PTMG具有上述特定數平均分子量 、分子量分布、高分子量P TMG分子含量及,低粘度、 .高耐熱性係非常重要之事。又,比較使用目前之P T M G 的聚醚聚胺基甲酸乙酯,使用這類P T M G合成胺基甲酸 乙酯後再製得之聚醚聚胺基甲酸乙酯可大幅改善物性平衡 。具體而言即,能具有比目前之聚醚聚胺基甲酸乙酯更高 的彈性率及彈性回復率、低永久壓縮變形、優良低溫特性 ,且無黏性。 PTMG之數平均分子量爲500〜4,000,又 以750〜3 ,500爲佳,更佳爲800〜3 ,5〇0 ,最佳爲800〜3,000。若PTMG之數平均分子 量超出前述範圍時,如本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯所記 •載般,使用本發明之胺基甲酸乙酯預聚物所製成的聚胺基 甲酸乙酯之各種物性將不足。 PTMG之分子量分布爲1.75以下,又以 1 . 15〜1 . 75爲佳,更佳爲1 · 15〜1 . 7〇。 若P TMG之數平均分子量超過前述範圍時,如本發明之 聚醚聚胺基甲酸乙酯所記載般,使用本發明之胺基甲酸乙 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝. 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -29- 1239967 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(27) 酯預聚物所製成的聚胺基甲酸乙酯之各種物性將不足。 ♦本發明之胺基甲酸乙酯所使用之P TMG的高分子量 PTMG分子含量爲1 〇重量%以下,又以2〜5%爲佳 ,更佳爲2〜3.5重量%,最佳爲2〜3重量%。因 PTMG之高分子量PTMG分子含量爲1〇%以下時 P TMG具低粘度,故使用這類P TMG之胺基甲酸乙酯 預聚物亦具低粘度。又,這類胺基甲酸乙酯預聚物對氟系 聚醇等樹脂具有良好相溶性。若高分子量P T M G分子含 量超過1 0重量%時,如本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯所 記載般,使用本發明之胺基甲酸乙酯預聚物所製成的聚胺 基甲酸乙酯之各種物性將不足。 另外,本發明之胺基甲酸乙酯預聚物所使用之 PTMG的雜多酸含量較佳爲1〇〜900重量ppb ( 1?013爲1\1〇—9)。若PTMG之雜多酸含量超 過前述範圍時,如本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯所記載般 ,使用本發明之胺基甲酸乙酯預聚物所製成的聚胺基甲酸 乙酯之各種物性將不足。 合成胺基甲酸乙酯製造時所使用之P T M G的方法可 爲,上述PTMG之合成方法。 本發明之胺基甲酸乙酯預聚物所使用的P T M G ( B )同聚醚聚胺基甲酸乙酯所使用的P T M G可爲, P TMG與四氫呋喃以外之共聚用單體共聚合而成之物。 合成本發明之胺基甲酸乙酯預聚物的方法可爲,若田 敬治編、「聚胺基甲酸乙酯樹脂手冊」、日刊工業新聞社
(請先閲讀背面之注意事項、再填寫本百C
裝- 、-口 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) -30- 1239967 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___ B7五、發明説明(28) 、1 9 8 7年等所記載之已知方法。例如,製造具末端異 氰酸酯之胺基甲酸酯預聚物的方法可爲,P T M G經聚異 .氰酸酯變性之方法。 本發明之胺基甲酸乙酯預聚物可爲,部分或全部之末 端異氰酸酯基經修飾,且以附加方式導入異氰酸酯以外之 至少一種官能基。此時,該官能基可選自(甲基)丙烯醯 基及曱矽烷基群。又,使用這類胺基甲酸乙酯預聚物可調 製成適合各種用途的胺基甲酸乙酯預聚物。例如,使胺基 甲酸乙酯預聚物之末端進行碳碳二重鍵結後,可作爲感光 性樹脂之原料。又,使末端進行碳碳二重鍵結之方法例如 ,異氰酸酯末端胺基甲酸乙酯預聚物與羥基烷基丙烯酸酮 、羥基烷基甲基丙烯酸酯、衣康酸、丙烯酸酯變性高分子 ‘聚醇或甲基丙烯酸酯變性高分子聚醇等起反應的方法。具 體例如,與羥基甲基丙烯酸酯等丙烯酸酯起反應而使末端 變性爲丙烯醯基羥基之方法;與羥基甲基甲基丙烯酸酯等 甲基丙烯酸酯起反應而使末端變性爲甲基丙烯醯基羥基之 方法;與含羥基之聚矽氧烷類起反應而使末端變性爲甲矽 烷基之方法等。 本發明之胺基甲酸乙酯預聚物可廣泛地作爲聚醚聚胺 基甲酸乙酯之先驅物。使用胺基甲酸乙酯預聚物製造聚醚 聚胺基甲酸乙酯之胺基甲酸乙酯化方法可爲已知之方法。 即,本發明之胺基甲酸乙酯預聚物與鏈延長劑起反應後可 得聚醚聚胺基曱酸乙酯。 使用本發明之胺基甲酸乙酯預聚物合成聚醚聚胺基甲 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝· 、1Τ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -31 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239967 Δ7 Α7 Β7五、發明説明(29) 酸乙酯時,必要時胺基甲酸乙酯預聚物可與具2個以上異 氰酸酯基之聚異氰酸酯、P T M G以外之高分子聚醇、末 端官能性預聚物、鏈延長劑及分子量調節劑等組合使用。 與胺基甲酸乙酯預聚物一起使用的具2個以上異氰酸 酯之聚異氰酸酯如,芳香族二異氰酸酯、脂肪族二異氰酸 酯及經聚醇等預聚物變性之聚異氰酸酯等。具體例如’ 4 ,4,一二苯基曱烷二異氰酸酯、2,4 一甲苯二異氰酸 酯、2,6 —甲苯二異氰酸酯、1 ’ 4 一苯撐二異氰酸酯 、1 ,3 -苯撐二異氰酸酯、1 ,5 -萘二異氰酸酯及二 •甲苯二異氰酸酯等芳香族二異氰酸酯;上述芳香族二異氰 酸酯之芳香環添加氫的二異氰酸酯、六甲撐二異氰酸酯、 異氟爾酮二異氰酸酯及4,4 -環己基二異氰酸酯等脂肪 族二異氰酸酯;上述異三聚氰酸酯型聚異氰酸酯、經肟化 合物等變性之嵌段異氰酸酯等。 所使用之P T M G以外的高分子聚醇、末端官能性預 聚物、鏈延長劑及分子量調節劑等成分可爲,合成本發明 之聚醚聚胺基甲酸乙酯時所使用者。 使用本發明之胺基甲酸乙酯預聚物製造聚醚聚胺基甲 酸乙酯時所使用的胺基甲酸乙酯化觸媒可爲,合成本發明 之聚醚聚胺基甲酸乙酯時所使用的觸媒。 就本發明而言較佳爲,使用數平均分子量、分子量分 布及高分子量P TMG成分含量符合上述特定數値範圍之 P T M G,又以雜多酸含量亦符合上述特定數値範圍之 P T M G爲佳,以製造胺基甲酸乙酯。使用本發明之胺基 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -32- 1239967 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ________B7五、發明説明(30) 甲酸乙酯而製成的聚醚聚胺基甲酸乙酯不同於使用目前已 知之P TMG般聚醚二醇的聚醚聚胺基甲酸乙酯,其具有 良好物性平衡。具體而言即,比較目前之聚醚聚胺基甲酸 乙酯’其具有高彈性率及彈性回復率、低永久壓縮變形、 良好低溫特性、高柔軟性及可形成無黏性且不易變黃之被 膜’因此實用性高。另外,使用本發明之胺基甲酸乙酯預 聚物調製塗料等組成物時,所得組成物亦具有優良物性( .硬化前流動性、乾燥性及無黏性被膜形成性等)。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯或胺基甲酸乙酯預聚物 可運用上述之高物性平衡特點,而適用於下列各種用途上 〇 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯及使用本發明之胺基甲 酸乙酯預聚物的聚醚聚胺基曱酸乙酯可使用爲軟質成型物 。此軟質成型物例如,汽車用墊子、天花板材、門緣防水 材、吸振器、防風條等。其他例如,蓆子、棉被、暖氣桌 蓋毯、枕頭等寢具用品;食器淸潔用海綿;淨身海綿;粉 撲;鞋襯;拖鞋;衣料等。又,可使用於電器、電子機器 ‘上,例如,空調濾網、吸音隔熱材、音箱外表材、列印機 吸音材等。另外,包裝領域例如,緩衝材、包梱材、導電 性包梱材等。亦可使用於醫療上之各種部材、土木建築用 密封材、吸音隔熱材、水耕栽培用高通氣性成型材等。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯及使用本發明之胺基甲 酸乙酯預聚的聚醚聚胺基甲酸乙酯可使用爲軟質鑄型成型 物。又,此軟質鑄型成型物可作爲車輛用墊子、汽車座椅 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣. 、11 Φ, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -33- 1239967 A7 B7 五、發明説明(31) 地毯底舖物、地毯包裝材、汽車地板材等。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯及使用本發明之胺基甲 酸乙酯預聚物的聚醚聚胺基甲酸乙酯可使用爲半硬質成型 物。此半硬質成型物例如,儀表板、座椅靠頭及靠背、膝 護墊、柱子護墊、座架盒、遮光板、地板編織物、電話墊 、方向盤、門板等汽車內裝部品,或作爲緩衝器、防泥板 、輪胎房之防音材的外裝用途上。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯及使用本發明之胺基甲 酸乙酯預聚物的聚醚聚胺基甲酸乙酯可使用爲硬質成型物 。此硬質成型物例如,海洋領域之船舶糧食倉、冷凍倉、 貨櫃及槽類之隔熱材、FRP船身芯材、救生艇之浮力材 或標的船、大型船之浮沈化船塢、浮標、浮筒等;車輛之 糧食倉、冷凍倉、貨櫃及專用卡車之隔熱材;鐵路等車輛 之天花板隔熱材。又,工業上可使用爲貯槽、配管隔熱材 、貯槽保溫材或保冷材、隔熱罩、貯槽蓋等;一般用之冷 藏庫及空調隔熱材或展示櫃、冷凍櫃、自動販賣機、溫水 器、貯熱水槽之隔熱材等。又,可作爲土木建築資材如, 嵌板芯板、羽目板、浴槽、冷凍倉庫、冷藏倉庫、恒溫倉 庫、農業倉庫、畜舍等隔熱用途,或地域集中用暖器隔熱 、材、屋頂隔熱材、住宅防結露材(天花板、牆壁、地板下 方等)、道路隔熱材、防振動材等。家倶、裝璜之其他領 域的例子如,椅子芯材、內板、裝飾工藝品、娛樂用具、 水箱、水筒、教材、立體地圖、型材、隔熱飾帶、滑雪板 芯材、住宅類包裝材。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣. 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -34- 1239967 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(32) 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯及使用本發明之胺基甲 酸乙酯預聚物的聚醚聚胺基甲酸乙酯可使用爲軟質R I Μ 製品上。此軟質R I Μ製品例如,汽車部材之保險桿、儀 表板、防泥板、空氣減壓器、內板、後低導向板、台面、 頭燈罩、天花板、後高導向板、方向盤、安全墊、安全帽 、座架盒、柱物。又,可使用爲鞋底、家倶扶手等。 .本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯及使用本發明之胺基甲 酸乙酯預聚物的聚醚聚胺基甲酸乙酯可使用爲硬質R I Μ 製品。此硬質R I Μ製品例如,電氣機器之電視、收音機 、音響等收訊外箱;空調排水收集物;喇叭箱;演奏會; 屏風;冰箱門之架子;電話電路箱;電話交換機箱;電開 關箱;電纜輸入盘;分岐箱等。公司機器之桌子、椅子、 櫃子、影印機機箱、電腦機箱、藥箱等;車輛、輸送機器 領域之機內食物櫃、汽車空調箱、飛機內部椅背、電池箱 、農機及建設機器部品、彩色盤、汽車車門、機器外罩、 過濾器等。另外,運動、娛樂用品之滑雪板芯材、鞋襯、 '球拍、船舵、船漿、雪橇、水上曲棍、遊戲機、樂器、養 蜂箱等;建材·住宅領域之窗框、採光窗框、排氣口、排 水口、洗臉·化粧台、鏡框、木彫作品、古木仿製品、椅 子、桌子、柵欄、罩子、廚具、花球等。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯及使用本發明之胺基甲 酸乙酯預聚物可使用爲注型聚胺基甲酸乙酯彈性體。例如 ,壓延滾軸類、製紙滾軸、辦公用機器、壓台滾軸子滾軸 類、或搬貨車、汽車、捷運、台車、搬運車等之固態輪箍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣·
、1T #· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) -35- 1239967 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(33) 、定位軸等,或工業製品之輸送帶回轉器、導向滾軸、滑 車、鋼管內襯、鑛石用橡膠幕、齒輪類、接連環、管線、 _筒之推進器、放送器、循環線路等。又,適用爲◦ A機 器之皮帶、送紙滾軸、橡膠拖擦器、影印機用淸潔刀片、 除雪刷、帶齒皮帶、滑走板等。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯及使用本發明之胺基甲 酸乙酯預聚物的聚醚聚胺基甲酸乙酯亦適用於熱可塑性彈 性體之用途上,例如,食品或醫療領域所使用之空壓機器 、塗裝裝置、分析機器、理化學機器、定量啷筒、水處理 ,裝置、產業用機器人等之真空管或管線類;螺旋狀管子、 消防管線等。又,可作爲圓形皮帶、V形皮帶、平面皮帶 等之皮帶,而使用於各種傳動機、紡織機、貨物製造機、 印刷機等。另外,射出成型品之例子如,高跟鞋鞋跟、運 動鞋鞋底;接頭、墊圈、球形接合器、支撐物、齒輪、滾 軸子機器用品;運動用品;娛樂用品;數字表之皮帶等。 又,汽車部品之油料安全栓、齒輪箱、間距物、車座部品 、內裝品、輪胎鎖代替品等。其他例如,鍵盤用薄膜、鍵 盤罩子、汽車座椅用薄膜等薄膜;髮捲、電纜外套、風箱 、運送皮帶、彎曲型貨箱、自動割取機、合成皮革、染髮 '製品、接著劑等。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯及使用本發明之胺基甲 酸乙酯的聚醚聚胺基甲酸乙酯可使用爲混練型彈性體,例 如,小型物驅動皮帶、小型物部品、0環、襯套、接連物 、防漏油物、汽車防塵罩、安全靜止器、推進器等。又, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝_ 訂 ·#·. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -36- 1239967 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(34) 可使用爲霧化彈性體或低溫硬化彈性體例如,貨車載物台 之內襯物、混練車貨櫃之內襯物、地板面的加工物、運動 競技用卡車、大型風管之氣體出入口、天花板材等。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯及使用本發明之胺基甲 酸乙酯的聚醚聚胺基甲酸乙酯適用爲溶劑系兩液型塗料, 而適用於樂器、佛壇、家具、化粧合板、運動用品等之木 材製品上。另外,可以焦油環氧胺基甲酸乙酯形態作爲汽 車修補用。又,可作爲焦油胺基甲酸乙酯等之無溶劑系兩 液型塗料。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯及使用本發明之胺基甲 酸乙酯預聚物的聚醚聚胺基甲酸乙酯可作爲濕氣硬化型之 單一液型塗料、嵌段異氰酸酯系溶劑型塗料、嵌段異氰酸 酯系水系塗料、粉狀塗料、胺基甲酸乙酯醇酸樹脂塗料、 胺基甲酸乙酯變性合成樹脂塗料、紫外線硬化型塗料等之 .成分,例如,橡膠緩衝用塗料、可剝塗漆、磁氣帶用塗料 、地板磚、地板材、紙、紋路印刷乙烯基薄膜等之罩光漆 、木材用漆、高加工性冷漆、光纖維保議塗料、抗鹽劑、 金屬印刷用表面塗層、蒸鍍用基底塗層、食品罐用白色塗 層等。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯及胺基甲酸乙酯預聚物 因具有低黏度,故使用於兩液型塗料時,於混合兩液後可 馬上具有低粘度,因此適用於高固態型塗料。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯及使用本發明之胺基甲 酸乙酯預聚物適合以接著劑形態使用於食品包裝、鞋、拖 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}
、11 #· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -37- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239967 A7 ___B7五、發明説明(35) 鞋、磁氣帶膠粘劑、化粧紙、木材、架構部材等,又,適 用爲極低溫用接著劑、熱熔成分。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯及使用本發明之胺基甲 酸乙酯預聚物的聚醚聚胺基甲酸乙酯可以膠粘劑形態使用 ' 於磁氣記錄媒體、墨汁、鑄物、燒成煉瓦、灌漿、微膠囊 、粒狀肥料、粒狀農藥、聚合物水泥灰漿、械脂灰漿、橡 膠片膠粘劑、再生成型物、玻璃纖維膠等。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯及使用本發明之胺基甲 酸乙酯預聚物的聚醚聚胺基甲酸乙酯可以作爲纖維加工劑 之成分使用於防縮加工、防皺加工、防水加工等用途上。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯及使用本發明之胺基甲 酸乙酯預聚物的聚醚聚胺基甲酸乙酯可以密封、塡密方式 使用於混凝牆、誘導接頭、遮棚周邊、壁式PC接頭、 A L C接頭、板類接頭、複合玻璃用密封膠、隔熱棚密封 膠、汽車用密封膠等。 本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯及使用本發明之胺基甲 酸乙酯預聚物的聚醚聚胺基甲酸乙酯可作爲醫療材料,例 如,血液適用材料之管線、導管、人工心臟、人工血管、 人工瓣膜等,或用完即扔材料之導管、管線、袋子、人工 腎臟容器材料等。 本發明之胺基甲酸乙酯預聚物經末端變性後,可作爲 U V硬化型塗料、電子線硬化型塗料、易曲印刷版用之感 光性樹脂組成物、光硬化型之光纖維被覆材組成物等之原 料0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -38- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239967 A7 __ B7五、發明説明(36) 以上爲本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯、胺基甲酸乙酉旨 預聚物及使用該胺基曱酸乙酯預聚物之聚醚聚胺基甲酸乙 酯的使用例,但非限於此用途。 實施發明之最佳形態 下面將列舉製造例、實施例及比較例具體說明本發明 ,但非限於此例。 實施例及比較例所使用之聚四甲基醚二醇(以下亦簡 稱「P T M G」)係以下面製造例合成得到。 製造例1 使用圖1所示之系統合成PTMG。 首先,調製作爲聚合觸媒之雜多酸觸媒溶液。即,準 備能蒸餾內溶液之其卜字管及每個管端所附冷卻管、貯留 蒸餾物用茄型燒瓶的容量2 <之反應容器。依序將1 <的 四氫呋喃及6 0 0 g之矽鎢酸1 2水合物投入反應容器中 ,6 0 °C下進行攪拌。由反應容器連續餾去水與T H F之 、共沸蒸氣。再以每間隔1 0分鐘之方式追加同水及T H F 合計量的T H F,並測定反應容器中之溶液比重。當溶液 比重達2 . 0 7時停止反應,得比重2 . 1之觸媒溶液。 將上述所得之觸媒溶液(C S ) 1 8 0 m 1放入備有 攪拌機1及回流冷卻器之5 0 Om 1的反應裝置2中,再 加入THF (單體)240ml ,得由THF有機相及水 性T H F觸媒相之兩相所構成的反應系,並攪拌反應系。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}
裝· 、11 # 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -39- 1239967 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(37) 其次,以6 4 m 1 / h r之速度將T H F供給溫度爲6 0 °C、每單位反應液容量之攪拌動力(ρ / ν )設定爲 1 . 9 5kW/m3之反應裝置2。又,THF之滯留時 間(V/F)爲6 · 6hr 。反應中,以反應裝置2內之 水性T H F觸媒相的比重保持爲2 _ 0 7方式,由水供給 槽3將水供給反應裝置2。又,將部分反應液送至第1相 分離槽4,再以同T H F之供給速度的速度取出相分離後 上層之T H F有機相,同時將下層之水性T H F觸媒相( C Ρ )回流至反應裝置2。 將取自第1相分離槽4之聚合反應液供給蒸餾器5, 並餾去未反應單體,得聚合反應液中T H F含量調整爲 4 5〜5 0重量%2PTMG濃縮液。 連續進行5 0小時上述步驟後,取出安定運轉下所得 之濃縮液1 0 0 g以進行下列步驟。 將濃縮液1 0 0 g放入第2相分離槽6中,再加入η 一辛烷(S ) 1 2 0 g,室溫下攪拌約5分鐘。其後,靜 置約5分鐘,以分離出水性T H F觸媒相(C P )及有機 相之兩液相。取出上層之有機相後,將所得含有Ρ T M G 之溶液2 0 0 g放入浸泡於5 0 °C溫水浴之容量5 0 〇 m 1的茄型燒瓶中。接著利用唧筒以1 0 0 g / h r之速 度將此溶液送入吸著柱7。又,吸著柱7爲塡充活性碳( A c ) 1 k g之柱,且其外套管備有4 5 °C溫水循環、內 , 溫則保持爲4 0 °C以上。 將通過吸著柱7之溶出液(約2 0 0 g )加入浸泡於 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -40- 1239967 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(38) 1 0 0 °C油浴之容量3 0 0 m 1的茄型燒瓶中,又,此燒 瓶備有相當於理論段數1 〇段之奧爾德蒸餾塔8。常壓下 .攪拌茄型燒瓶內之溶液的同時進行蒸餾,以餾去T H F。 將蒸餾後之殘留液放入作爲第3相分離槽9之容量3 0 0 m 1的分液漏斗中,進行以ρ τ M G爲主成分之相與以 η -辛烷(S )爲主成分之相的兩相分離。取出下層之 P T M G相(約3 0 g )後,利用0 . 1 Τ 〇 r r以下之 減壓下且保持1 0 0 °C的減壓蒸餾器1 〇進行蒸餾2 〇分 鐘,以餾出η -辛烷、Τ H F、低聚物等低沸點物質( LBPS),得PTMG。所得之PTMG約23g。 結果所得之Ρ Τ M G ( A )的數平均分子量爲 1840、分子量分布(Mw/Mn)爲1 · 60、分子 ' 量係爲全部Ρ Τ M G分子之數平均分子量的6倍以上之高 分子量聚四甲基醚二醇分子含量(以下稱爲「高分子量 PTMG分子含量」)爲2 · 2 9%。又,這些數値係方令 下列條件下以凝膠滲透色譜(G P C )求得之値。 P TMG之光譜中分子量分布如圖2所示。圖2之橫 軸爲分子量對數(1 〇 g ),縱軸爲對全部Ρ Τ M G分子 之合計重量的各分子之重量%,虛線與橫軸之交點爲數平 均分子量的對數値。又,以斜線面積代表數平均分子量( 1 8 4 0; log Mn = 3.26)之 6 倍( 11040; log Mw 二 4 .04)以上的 PTMG 分子的量。對波峰總面積之斜線部分的比爲2 . 2 9 %。 另外,利用I P C質量分析求取之,以鎢(冒)含量 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣·
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇 X 297公釐) -41 - 1239967 A7 _ B7 五、發明説明(39) 爲依據的雜多酸含量爲2 7 0重量p P b。 下面爲本說明書之末端基定量法、GPC、 I PC質 量分析及E型粘度測定時的實施條件。 末端基定量法— 所使用之末端基定量法爲,記載於分析化學便覽改訂 三版(日本分析化學會編)之第3 5 3頁中利用醋酸酐及 吡啶的方法。 G P C分析條件 測定裝置·· Shodex GPC system 1 1 (日本、昭和電 2 (股)製) 柱:Shodex 〇H pack SB806M2 支、shodex OH pack S B 8 0 2 . 5 1支(同爲日本、昭和電工( 股)製) • 檢測器:差不折射計
溫度二6 0 °C 溶離液:LiBr 0 . 02mo 1/1之二甲基乙 醯胺溶液 溶離液之流速:1 . 0 m 1 /m i η 試料注入量:0 . 8 %溶液(溶解於溶離液)1 〇 〇 β 1 標準樣品:PTMG {Μη = 547,000 ( Mw/Mn=l _ 35)、Μη = 283,00〇( 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -42- 1239967 Α7 Β7 i、發明説明(40) M w / Μ η = 1 M w / Μ η 二 1 Μ w / Μ η = 1 Μ w / Μ η = 1 Μ w / Μ η = 1 Μ w / Μ η 二 1 Μ w / Μ η = 1 Μ w / Μ η = 1 0 8) 0 8) 0 4) 0 6) 0 9) 12) Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ
9 9,0 0 0 ( 6 7,0 0 0 ( 3 5,5 0 0 ( 1 5,6 0 0 ( 6,7 0 0 ( 2,1 7 0 ( 1,3 0 0 ( 650 (Mw/M •18)丨及THF單體。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 丄c P晳量分析 將p T M G約5 g放入石英坩鍋中加熱以锻燒 P 丁 M G。將2 m 1之3 5 %鹽酸溶液加入锻燒後之 P T M G中,加熱使P T M G分解。將作爲內部標準之銦 (I η )的1 ρ P m水溶液〇 . 1 m 1加入溶解後之 PTMG中,再加入水使全容積成爲2 5m 1。接著以所 得P TMG溶液作爲樣品’利用I C P — MS型式P QQ (英國、VG耶雷曼公司製)進行I CP質量分析,再使 用鎢(W )之檢量線求取W的含量。 又,求取W之含量的檢量線係使用各種濃度(5〜 1 0,0 0 0重量P P b )之檢量線用鎢標準液(將作爲 內部標準之I η的1 p p m水溶液〇 . 1 m 1加入鎢之 3 5 %鹽酸溶液中,再以水使全容積成爲2 5 m 1之物) 製作而成。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -43- 1239967 A7 ------ 一 B7 五、發明説明(41) 旦-型粘度 測定裝置·· E型粘度計(控制器e 2 ··日本、東京計 •器公司製)及循環恒溫槽(V C Η - 4 ;日本、東京計器 公司製) 溫度:4 0 t: 回轉機回轉板:2 0 r p m 製造例2 除了以比重1 · 8之磷鉬酸溶液8 〇 m 1作爲觸媒溶 液、丁11?之添加量改爲34〇1111、丁11?之供給速度 改爲4 2ml/hr、THF之滯留時間V/F改爲1〇 小時、攪拌動力P / V改爲2 · 3 k W/m 3以外,其他 '同製造例1合成P T M G ( B )。結果所得p T M G ( Β )之數平均分子量爲870,分子量分布爲1 · 70,高 分子量PTMG分子含量爲4 · 3 5%,雜多酸含量爲 3 20重量口口13。 除了上述製造例所合成之P T M G外,下列市售之 P T M G係使用於比較例。又,市售之p T M G的數平均 分子量、分子量分布、高分子量PTMG分子含量、雜多 酸含量及粘度係分別以上述方法進行分析,結果如表1所 示0 PTMG (Ε):日本、保土谷化學公司製之「聚四 甲二醇PTG2000」 PTMG (F)日本、保土谷化學公司製之「聚四甲 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -44 - 1239967 A7 B7 五、發明説明(42) 二醇 PTG10 00」 PTMG(G):德國、BASF AG製之聚四甲 G 〇 G 醇 G 1 Μ 2 Μ 二 Μ 醇 Τ 醇 Τ 醚 τ 二 Ρ 二 Ρ 基 Ρ _ 醚甲 基基 四 ο ο ο
K ο ο L ο Μ ( 2 ( ο ο 國 德
曱 四 聚 之 製 G A F S A B
聚 之 製 司 公 t η 〇 ρ u D 本 曰 基 甲 四 聚 之 製 司 公 學 化 菱 三 ο G ΟΜ 2τ1 醇 Ρ 醇 二 二 醚 醚 ο
Ρ /IV 本 曰 基 曱 四 聚 之 製 司 公 學 化 菱 三 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ο ο ο
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) - 45- 1239967 A7 B7 五、發明説明(43) 表1 P T M G之特性 PTMG A B E (市售品) F (市售品) G (巾售品) K (市售品) L (市售品) Μ (市售品) Ρ (市售品) 數平均分子量 (Μη) 1840 870 1897 925 1038 1881 1841 1799 963 分子量分布 (Mw/Mn) 1.60 1.70 2.51 1.78 1,87 2.44 2.47 2.53 2.07 高分子量 PTMG分子 含量(%) 2.29 4.35 13.39 3.78 5.21 10.85 11.62 13.39 7.01 雜多酸含量 (重量ppb) 270 320 0 7 80 22 0 0 0 粘度(cP) 630 242 1345 269 287 1175 1257 1182 327 官能基數 2 2 2 2 2 2 2 2 2 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 、-ιτ
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 下面實施例及比較例所得之聚醚聚胺基甲酸乙酯及胺 基曱酸乙酯預聚物的物性係以下列方法進行評估。 ①N C 0基濃度 N C 0基濃度(重量% )係以胺當量法進行測定。具 體而言即,將過量的η -二丁基胺加入胺基甲酸乙酯預聚 物中與異氰酸酯基起反應,結束反應後以鹽酸/甲醇對未 反應之η -二丁基胺進行逆滴定而求得° 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) _奶_ 1239967 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(44) ②H D I含量 H D I含量(重量% )係指,胺基甲酸乙酯預聚物中 殘存之未反應的H D I量,其係以下列條件進行氣相色譜 而求得。 測定裝置:GC - 8AF 1〇(日本、島津公司製) 柱:1 m玻璃塡裝柱 .塡充劑:矽D V - 1 7 柱溫度:1 2 0 °C 載氣:氮40〜60ml/min 注射溫度:1 7 0 °C F I D (檢出器)溫度:1 7 〇 °C 樣品注入量:0 . 8 // 1 內部標準物質:硝基苯 試料:胺基甲酸乙酯預聚物溶解於醋酸乙酯的1 〇 % 濃度之物。 '③乾燥性 以J I S K 5 4 0 0指觸法進行評估,相對地以較 乾燥一方爲乾燥性良好。 ④ 硬度 依據J I S K 6 3 0 1測定A硬度 ⑤ 破斷伸度及破斷強度 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 、11
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -47- 1239967 A7 ------Β7__ Α、發明説明(45) 依據J I S K 6 3 0 1 (使用3號啞鈴型試驗片) 或JlS K6254測定。 ®旦洛普(Dunlop )回彈性 依據B S 9 0 3於室溫下測定。 ⑦ 粘彈性指數 被視爲與利用化學交聯或永久纏繞方式之彈性的賦予 尺度最相近之2 C 1係以下列之 Monney -Rivlin式: σ = 2 C 1 ( a — a ~ 2 ) + 2 C 2 ( 1 — a ~ 3 ) (式中,α爲伸張比、σ爲公稱應力、2 C、爲物理 性利用交聯方式之彈性的賦予尺度)爲基準而求得。
具體而言即,聚醚聚胺基甲酸乙酯之伸度ε與公稱應 力σ (每初期剖面積之荷重)係依據J IS K 6 2 5 4 (所使用之試驗片爲寬5 m m、厚2 m m、固定物間距 3 〇mm之短冊狀片材、拉伸速度爲1 〇mm/m i n ( 3 3 · 3 3 % /m i η )測定後,以圖3圖表中之來自縱 *軸的^、來自橫軸的a及a二ε + 1之關係式而換算得到 。又,利用所得之伸張比a及公稱應力σ·組成σ /( a -a— 2)及1/a,並由其切片求取2CP ⑧ 貯藏彈性率及損失彈性率(動的粘彈性) 本紙張尺^^中國國家標準^^^“以規格㈠⑴幻”公釐)~ ~ ~~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝· 、11
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239967 A7 ______ B7 _ 五、發明説明(46) 使用長1 5mmx寬4mmx厚2mm之試驗片,利 用測定裝置(直讀式動的粘彈性測定器雷歐拜D V D -I I C型;日本、歐利炎(股)製)於周波數1 1 〇 Η z 、、溫度一 1 5 0 °C〜2 5 0 °C下測定聚醚聚胺基甲酸乙酯 之貯藏彈性率E ’及損失彈性率E ” ,其次由所得數據求 取複彈性率t a η 5 (損失彈性率對貯藏彈性率之比)。 ⑨利用偏光顯微鏡觀察 於偏光顯微鏡(〇Τ I PHOTO 2 — P〇L ;日本 尼康公司製)之直交尼科爾稜鏡下觀察由聚醚聚胺基甲酸 乙酯切成之極薄片。另外,將感光色檢板插入顯微鏡以觀 察晶球定向。 *實施例1 將六甲撐二異氰酸酯(HDI) 616g、PTMG (A) 450g (NC ◦基/〇H基莫耳比=15)放入 備有溫度計、冷卻器及攪拌器之2 <燒瓶中,攪拌下於 1 0 0 °C溫度下進行1小時反應。其次,利用薄膜蒸餾器 於溫度1 6 0 °C、真空度〇 . 2 m m H g下對所得反應液 進行蒸餾,以去除未反應之H D〗。得胺基甲酸乙酯預聚 物P A 5 2 5 g。又,所得胺基甲酸乙酯預聚物P A之 NCO基濃度爲3 · 8重量%、HDI含量爲0 _ 1重量 %、以目視評估所得預聚物,結果具良好流動性。調製胺 基甲酸乙酯所使用之原料的添加量及所得胺基甲酸乙酯之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ 49 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝· 訂 ,费 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239967 A7 B7 五、發明説明(47) 特性如表2所示。 使用能使NC ◦基/〇Η基莫耳比成爲1 5之如表2 所示添加量的聚己內酯聚醇(Μη : 8 5 〇、官能基數: 3)(普拉克308;日本泰謝魯化學工業公司製)與 H D I ,並以上述方法調製預聚物p p c L。結果所得預 聚物P P C L之流動性比預聚物P A差。又’預聚物 P P C L之聚合條件及特性如表2所示。 混合胺基甲酸乙酯預聚物P A 7 · 0 8重量單位及 預聚物P P C L 7 · 0 8重量單位,以調製塗料組成物 用硬化劑。將主劑之丙烯基聚醇(◦ H價:5 0 m g 阿克力 A 801;日本
、大日本墨汁化學工業公司製)2 5重量單位加入所得之 硬化劑中,得混合溶液。利用福特杯# 4及1 5秒方式以 甲苯稀釋所得混合溶液之粘度,得塗料組成物。將所得塗 料組成物噴在1 5 c m X 1 5 c m之聚丙烯所形成的基板 上,於溫度2 0 t:、溫度6 0 R Η %下進行1週乾燥由基 .板剝取塗膜,得厚1 0 // m之薄片。依據J I S K 6 3 0 1於一 3 0 °C下測定所得薄片之破斷伸度及破斷 強度(所使用之試驗片爲寬1 0 m m、固定物間距5 0 mm、厚1 0 //m之短冊狀薄片、拉伸強度爲1 0 0%/ min),結果拉伸強度爲良好之1 4 5 %、破斷強度爲 良好之1 2 2 k g f / c m 2,且具有良好之乾燥性。又 ,薄片具豐富之柔軟性。塗料組成物之組成及塗膜之物性 如表3所示。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -50- 1239967 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(48) .另外’混合所調製的硬化劑及主劑之氟系聚醇(魯密 佛2 0 0 〇 ;日本、旭玻璃公司製),並以所得混合溶液 製成薄膜。以目視評估薄膜,結果無混濁情形,故得知使 用本發明之胺基甲酸乙酯預聚物的硬化劑與氟系聚醇具良 好相溶性。 實施例2 除了以所含Μ η比P T M G ( A )小之P T M G ( B )取代PTMG (Α)及,使用能使NCO基/〇Η基莫 耳比成爲1 5之如表2所示添加量的PTMG及HD I外 * ’其他同實施例1之方法聚合胺基甲酸乙酯P B。結果胺 基曱酸乙酯預聚物P B之特性如表2所示。 除了使用所得之胺基甲酸乙酯P B及表3所示組成外 ’其他同實施例1調製塗料組成物。同實施例1製作塗膜 並評估其物性。另外,同實施例1評估使用本發明之胺基 甲酸乙酯預聚物的硬化劑與氟系聚醇之相溶性,結果如表 3所示。 比較例1 除了以具有類似P T M G ( A )之Μ η的P T M G ( Ε)取代PTMG (Α)及,使用能使NCO基/〇Η基 莫耳比成爲1 5之如表2所示添加量的PTMG及HD I 外,其他同實施例1之方法聚合胺基甲酸乙酯P E。結果 胺基甲酸乙酯Ρ Ε之特性如表2所示。又,比較胺基甲酸 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 批衣· 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -51 - 1239967 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(49) •乙酯預聚物P A,胺基甲酸乙酯預聚物P E因爲蜡狀而無 流動性。 除了使用所得胺基甲酸乙酯預聚物P E及表3所示組 成外,其他同實施例1調製塗料組成物。 同實施例1製作塗膜並評估其物性。結果塗膜之物性 如表3所示。塗膜之乾燥性比使用具有類似之M n的 P 丁 M G的實施例1差。 另外,同實施例1 ,以目視評估混合胺基甲酸乙酯預 聚物Ρ Ε及預聚物P P C L而製成之塗料組成物用硬化劑 與氟系聚醇的相溶性。又,比較使用具類似Μ η之 P T M G的實施例1所製成之薄膜,結果此評估相溶性用 之薄膜非常混濁,故得知相溶性不足。 比較例2 除了以使用具類似P T M G ( Β )之Μ η的P T M G 取代PTMG (Α)及,使用能使NC〇基/〇Η基莫耳 比成爲1 5之如表2所示添加量的P T M G及H D I外’ 其他同實施例1之方法調製胺基甲酸乙酯預聚物°結果所 得預聚物P F之流動性比預聚物Ρ Β差。又,胺基甲酸乙 . 酯預聚物P F之特性如表2所示。 除了使用所得胺基甲酸乙酯預聚物P F及表3所示組 成外,其他同實施例1調製塗料組成物。同實施例1製作 塗膜後評估其物性,結果塗膜物性如表3所示。又’比較 使用具有類似Μ η之Ρ T M G的實施例2,結果此塗膜之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣 、11
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -52- 1239967 A7 _ B7 五、發明説明(50) 乾燥性非常差。 另外,同實施例1以目視評估混合胺基甲酸乙酯預聚 物P F及預聚物P P C L而製成之塗料組成物用硬化劑與 氟系聚醇之相溶性,又,比較使用具類似Μ η之P T M G 的實施例2的薄膜,結果此相溶性評估用之薄膜較混濁, 故得知相溶性不足。 表2 預聚物之原料及添加量,以及預聚物之特性 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 直聚物 PA PB PE PF PPCL 原料 PTMG A B E F PCL* PTMG 量(g) 450 350 450 350 213 HDI量 (g) 616 1013 597 953 945 收量(g) 525 480 524 472 330 特性 NCO基濃度 (wt%) 3.8 6.9 3.7 6.6 9.4 HDI含有量 (w t %) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 流動性 〇 〇 X Δ X :PCL爲PTMG以外之聚醇。 、1Τ -53- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(21〇Χ297公董) 1239967 A7 B7 五、發明説明(51) 表3 塗料組成物之組成及其物性 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 胺基甲酸乙酯預聚 PA PB PE PF 物 NC〇濃度(wt%) 3.8 6.9 3.7 6.6 重量單位 7.08 5.75 7.15 5.85 其他之預聚物 PPCL PPCL PPCL PPCL NC〇濃度(wt%) 9.4 9.4 9.4 9.4 重量單位 7.08 5.75 7.15 5.85 阿克力A801 25.0 25.0 25 24 重量部單位 乾燥性 〇 〇 Δ X 破斷伸度(%) 145 110 123 100 破斷強度(kgf/cm2) 122 150 110 132 與氟系聚醇 〇 〇 X Δ 之相溶性 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣.
、1T
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 實施例3 將4,4^二苯基甲烷二異氰酸酯(MD I ) 1 10g、製造例2所合成之PTMG (B) 200g放 入備有溫度計、冷卻器、攪拌器之2 <燒瓶中,攪拌及溫 度6 0 °C下反應5小時,得胺基甲酸乙酯預聚物。將1, 4 一丁烷二醇(以下亦稱爲「1 ,4 一 BD」)19g加 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) 54- 1239967 A7 B7 五、發明説明(52) 入所得預聚物中,混合數分鐘後注入玻璃模中,得聚醚聚 胺基甲酸乙酯之3號啞鈴型試驗片,將所得薄片放置於 2 0 °C之恒溫室1周後測定其硬度、破斷強度及破斷伸度 (J I S K 6 3 0 1 )。結果如表4所示。 比較例3 除了以同莫耳數之PTMG (F)取代PTMG (B )外,其他同實施例3之方法製作聚醚聚胺基甲酸乙酯片 • 材,並評估其物性。結果如表4所示。 表4 聚醚聚胺基甲酸乙酯片材之物性 實施例3 比較例3 PTMG B F 硬度 88 88 破斷強度(kgf/cm2) 465 460 破斷伸度(%) 590 540 實施例4 以分離式燒瓶秤取P T M G ( A )後,於氮、溫度 8 0 °C下進行約2小時之減壓乾燥。其次,加入能使 NC ◦基/〇H基莫耳比成爲3 . 3 0之MD,並於氮、 油浴溫度約7 0 °C下合成胺基甲酸乙酯預聚物。 將所合成之胺基甲酸乙酯預聚物1 k g放入2 <之容 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
_11 ^^^^1 nm 111 一"J—ϋ·— ϋϋ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -55- 1239967 A7 ________B7 五、發明説明(53) 器中脫泡約4 0分鐘。其次,加入能使預聚物之N C〇基 與1 ,4 一 BD之〇H基的莫耳比成爲1 . 〇3之1 ,4 - D B並攪拌混合9 0秒。將胺基甲酸乙酯預聚物及1, 4 - B D所形成之混合物注入預先加熱至1 3 0 °C的模具 中’於1 3 0 °C下進行2小時交聯反應後脫模。其後於 1 0 0 °C下使所得片材進行2 4小時之後交聯反應,得聚 醚聚胺基甲酸乙酯片材。依據J I S K 6 2 5 4 (所使 用之試驗片爲寬5 m m、厚2 m m、固定物間距3 0 m m 之短冊狀片材,又,拉伸強度爲1 〇mm/m i η ( 3 3 · 3 3 % /m i η )評估此聚醚聚胺基甲酸乙酯片材 之破斷強度及破斷伸度。結果破斷強度爲3 4 . 3 Μ P a 、破斷伸度爲9 9 0%。另外,將聚醚聚胺基甲酸乙酯片 材之試驗片放置於1 1 〇 °C下,評估其變黃性,結果變黃 性小。 實施例5 以分離式燒瓶秤取9 2 g ( 0 . 〇 5 m ο 1 )經脫泡 之 PTMG (A)後,加入 41 · 30g (0 · 165 mo 1 )之熔融MD I (使NCO基/〇h基莫耳比成爲 3 · 3 0 )。利用8 0 °C之油浴使所得混合物升溫的同時 ,將氮氣導入反應系中,攪拌下進行反應。以胺當量法測 定NCO基濃度,當〇H基之反應率達1 〇 〇%時結束胺 基甲酸乙酯預聚物之合成步驟。以不銹鋼容器稱取所得胺 基甲酸乙酯預聚物l〇〇g後,加入7 . 54g之1 ,4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 瓤 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -56- 1239967 A7B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(54) —BD(〇.〇838mol)(預聚物之NC〇基與1 ’ 4 一 BD之〇H基的莫耳比爲1 · 〇3),並以不起泡 方式攪拌9 0秒。將所得混合物注入模具中,於1 3 0 °C 下加熱9 0分鐘使其反應,得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材。 由模具取出所得片材後,以1 1 〇 °C加熱1 6小時,得評 • 估用聚醚聚胺基甲酸乙酯片材。 評估所得聚醚聚胺基曱酸乙酯片材(3號啞鈴試驗片 )之破斷強度、破斷伸度(J I S K 6 3 0 1 )及回彈 性,結果如表5所示具優良之破斷強度、破斷伸度及回彈 性。 比較例4 除了以同莫耳數之PTMG (K)取代PTMG (A )以外,其他同實施例5之方法調製聚醚聚胺基甲酸乙酯 片材。 評估所得聚醚聚胺基曱酸乙酯片材之破斷強度、破斷 伸度及Dunlop回彈性。結果如表5所示。 比較例5 除了以同莫耳數之PTMG (L)取代PTMG (A )以外,其他同實施例5之方法調製聚醚聚胺基甲酸乙酯 片材。 評估所得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材之破斷強度、破斷 伸度及旦洛普(Dunlop )回彈性。結果如表5所示。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
^---- 訂---- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -57- 1239967 A7 B7 五、發明説明(55) 比較例6
除了以同莫耳數之PTMG (M)取代PTMG (A )外,其他同實施例5之方法調製聚醚聚胺基甲酸乙酯片 材。 評估所得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材之破斷強度、破斷 伸度及旦洛普(Dunlop )回彈性。結果如表5所示。 比較例7
. 除了以同莫耳數之PTMG (E)取代PTMG (A )外,其他同實施例5之方法調製聚醚聚胺基甲酸乙酯片 材。 評估所得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材之破斷強度、破斷 伸度及旦洛普(Dunlop )回彈性。結果如表5所示。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝-------訂---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表5 聚醚聚胺基甲酸乙酯片材之物性 實施例5 比較例4 比較例5 比較例6 比較例7 PTMG A K L Μ Ε 破斷強度 (kgf/cm2) 510 481 223 380 447 破斷伸度 (%) 610 600 530 590 580 旦洛普 (Dunlop) 回彈性 67.5 66.4 64.6 66 66.4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇X297公釐) -58- 1239967 A7 ____B7 五、發明説明(56) 實施例6 以分離式燒瓶秤取P T M G ( A ),於氮、溫度8 Ο °C下進行約2小時減壓乾燥後,加入能使μ D I之N C〇 基及PTMG之ΟΗ基的莫耳比成爲3.30之MDI , 再於氮、油浴溫度約7 0 °C下合成預聚物。又,合成胺基 *甲酸乙酯預聚物時係以胺當量法測定N C ◦基濃度,當羥 基幾乎反應時結束反應。 將合成之胺基甲酸乙酯預聚物1 k g放入2 <之容器 中脫泡約4 0分鐘。其後加入能使預聚物之n C 0基及 1 ,4 一 BD之0H基的莫耳比成爲1 . 〇3之1 ,4 — B D,進行9 0秒攪拌混合後倒入預先加熱至1 3 0 °C之 模具中,再於1 3 0 t下進行2小時交聯後脫模。接著, 於1 0 0 °C下對所得成形品進行2 4小時之後交聯反應, 得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材。又,調製聚醚聚胺基甲酸乙 酯片材時所使用之原料及添加量如表6所示。製作如圖3 所示之聚醚聚胺基曱酸乙酯片材的應力與壓變關係曲線圖 ,並求取破斷強度、破斷伸度及粘彈性指數2 C i。又, 依據J I s K 6 2 5 4 (所使用之試驗片爲寬5 m m 、厚2 m m、固定物間距3 0 m m之短冊狀片材,拉伸強 度爲 l〇mm/mi η (33 . 33%/mi η)評估破 斷強度及破斷伸度。結果如表6所示。 另外,評估使用所得之聚醚聚胺基甲酸乙酯片材的複 彈性率t a η 5及貯藏彈性率Ε ’之溫度依賴性,結果如 圖4、圖5所示。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •衣· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本;紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -59- 1239967 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ’五、發明説明(57) 使用部分所得之聚醚聚胺基甲酸乙酯片材製作顯微鏡 觀察用試驗片(長〇 · 5cm、寬〇 · 5cm、厚1 ◦〜 1〇0//111)。於直交尼科爾稜鏡下以4,0〇〇倍拍攝 試驗片,又,利用感光色檢板拍攝試驗片。所得之偏光顯 微鏡照片分別如圖6 ( a )、圖6 ( b )所示。 比較例8 除了以P T M G ( L )取代P T M G ( A )外,其他 .同實施例6之方法,得聚醚聚胺基曱酸乙酯片材。調製聚 醚聚胺基曱酸乙酯片材所使用之原料及添加量如表6所示 〇 利用所得聚醚聚胺基甲酸乙酯片料製作如圖3所示之 聚醚聚胺基曱酸乙酯片材的應力與應變關係曲線。又,求 取破斷強度、破斷伸度及粘彈性指數2 C i。結果如表2 所示。 另外,利用所得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材評估複彈性 率t a η 5及貯藏彈性率E ’之各別溫度依賴性,結果如 圖4及圖5所示。 • 又,拍攝所得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材之偏光顯微鏡 照片,分別如圖6 ( c )及6 ( b )所不。 比較例9 除了以P T M G ( K )取代P T M G ( A )外,其他 同實施例6之方法得聚胺基甲酸乙酯片材。又,調製聚醚 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-i-i ·ϋϋ n^i m· i-m am·、一一一。_ϋ^ ·ϋϋ ϋϋ H 丨 本紙張尺度適用中國國家標準(cns )M規格(2 ι〇χ297公董) -60- 1239967 A7 B7 五、發明説明(58) 聚胺基甲酸乙酯片材所使用之原料及添加量如表6所$。 利用所得聚醚聚胺基曱酸乙酯片材作成圖3所示 '醚聚胺基甲酸乙酯片材的應力與應變關係曲線。另外,$ 取破斷強度、破斷伸度及粘彈性指數2 C i。結果如表6 所示。 又,使用所得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材評估複彈性率 t a η 5及貯藏彈性率之溫度依賴性,結果如表4及 5所示。 另外,拍攝所得聚醚聚胺基曱酸乙酯片材之偏光顯微 鏡照片,分別如圖6 ( c )及6 ( f )所示。 比較例1 0 除了以P T M G ( Μ )取代P T M G ( A )外,其他 同實施例6之方法得聚胺基甲酸乙酯片材。又,調製聚醚 聚胺基甲酸乙酯片材所使用之原料及添加量如表6所示。 利用所得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材作成圖3所示之聚 醚聚胺基甲酸乙酯片材的應力與應變關係曲線。又,求取 破斷強度、破斷伸度及粘彈性指數2 C i。結果如表6所 示。 另外,利用所得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材評估複彈性 率t a η 5及貯藏彈性率E ’之溫度依賴性,結果如圖4 . 及5所示。 又,拍攝所得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材之偏光顯微鏡 照片,分別如圖6 ( g )及6 ( h )所示。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝·
、1T
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -61 - 1239967 A7 p___B7 ___ 五、發明説明(59) 比較例1 1 除了以P T M G ( E )取代Ρ τ M G ( A )外,其他 同實施例6之方法得聚胺基曱酸乙酯片材。又’調製聚醚 聚胺基甲酸乙酯片材所使用之原料及添加量如表6所示。 利用所得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材作成圖3所示之聚 、醚聚胺基甲酸乙酯片材的應力與應變關係曲線。又,求取 破斷強度、破斷伸度及粘彈性指數2 C i。結果如表6所 示。 另外,使用所得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材評估複彈性 率t n a 5及貯藏彈性率之溫度依賴性,結果如圖4 及5所示。 又,拍攝所得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材之偏光顯微鏡 照片,分別如圖6 ( i )及6 ( j )所示。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -62- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239967 A7 B7 五、發明説明(60) 表6 聚胺基甲酸乙酯之原料、添加量及其物性 實施例6 比較例8 比較例9 比較例 比較例 10 11 PTMG A L K Μ Ε (市售品) (市售品) (市售品) (市售品) PTMG/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ MDI/ 3.30/ 3.31/ 3.33/ 3.30/ 3.28/ U4-BD 2.25 2.22 2.26 2.24 2.22 比 破斷強度 /T 34.3 31.9 31.9 32.6 31.9 (/ b _(Mpa) 破斷伸度 993 912 896 980 900 ε b(%) _2Ci 0.92 0.76 0.77 0.83 0.76 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) %, 裝--- 訂---- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 由圖3得知,低應力下使用分子量分布狹窄之特定 P T M G的本發明聚醚聚胺基甲酸乙酯,具高延伸力,之 後延伸力及應力均會增加。另外,由表6得知,破斷強度 及破斷伸度均爲比較例所沒有的高値。又,粘彈性率 2 C i均比比較例之値大,故由此結果及圖6所示之顯微 鏡照片得知,本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯具良好的硬段 及軟段之相分離。因圖6 (a)及6(b)所示本發明之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -63- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239967 A7 B7五、發明説明(61) 聚醚聚胺基甲酸乙酯的偏光顯微鏡照片中具多數淸晰球晶 而確定,其具有良好的硬段及軟段之相分離。因此,本發 明之聚醚聚胺基甲酸乙酯具優良之作爲彈性體的特性。 又,由圖4及5所示曲線得知,使用分子量分布較窄 之P T M G的本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯比使用分子量 分布較廣之P T M G的比較例之聚醚聚胺基甲酸乙酯,具 . 有更均勻的緩和分布。具體而言即,因圖4中本發明之聚 醚聚胺基甲酸乙酯具較高之主分散波峰(- 1 0 0 °C〜 5 0°C之間)且其寬幅最狹,又,圖5中本發明之聚醚聚 胺基曱酸乙酯的貯藏彈性率之—1 0 0 °C〜5 0 °C間的玻 璃轉移域之傾斜度比比較例聚醚聚胺基甲酸乙酯更陡峭, 故得知本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯具良好的硬段及軟段 之相分離。 實施例7 除了以P T M G ( B )取代P T M G ( A )外,其他 '同實施例6之方法,得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材。又,調 製聚醚聚胺基甲酸乙酯片材所使用之原料及添加量如表7 所示。 又,同實施例6拍攝所得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材之 偏光顯微鏡照片,分別如圖7 ( a )及7 ( b )所示。 比較例1 2 除了以P T M G ( P )取代P T M G ( A )外,其他 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) %, 1^^^ itat aimM§ ^ϋϋ _11· eMMMMmmmm 一 .·immi ·ϋ··_ϋ -i·—···— HBaHi 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -64- 表7 聚胺基曱酸乙酯之原料及添加量
1239967 A7 B7 五、發明説明(62) 同實施例6之方法’得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材。又’調 製聚醚聚胺基甲酸乙酯片材所使用之原料及添加量如表7 所示。 另外,同實施例6拍攝所得聚醚聚胺基甲酸乙酯片材 之偏光顯微鏡照片,分別如圖7 ( c )及7 ( d )所示。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 11 ·ϋϋ in-·— 1_1· iBni— §_11 - 、 -ϋ·— emamwmte —^—ϋ ϋϋ·· i 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由圖7 ( a )〜(d )所示偏光顯微鏡照片得知,圖 7 ( a )及圖7 ( b )所示本發明之聚醚聚胺基甲酸乙酯 的偏光顯微鏡照片中具多數淸晰球晶,而確定其具有良好 的硬段及軟段之相分離。 產業上可利用性 本發明之聚醚聚胺基曱酸乙酯因具有比目前之聚醚聚 胺基甲酸乙酯爲高的彈性率及彈性回復率、低永久壓縮變 形、良好低溫特性、高柔軟性及,可形成無黏性且不易變 實施例7 比較例1 2 使用PTMG B p(市售品) PTMG/ 1/ 1/ MDI/ 3.30/ 3.26/ 1,4-BD 2.24 2.22 莫耳比 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -65- 1239967 Α7 Β7 五、發明説明(63) 黃之被膜,故可使用於軟質成型物、軟質鑄型成型物、半 硬物成型物、硬質成型物、軟質R I Μ製品、硬質R I Μ 製品、注型聚胺基甲酸乙酯彈性體、熱可塑性彈性體、混 '練型彈性體等各種用途。又,使用本發明之胺基甲酸乙酯 預聚物合成聚醚聚胺基甲酸乙酯時,可得上述優良之聚醚 聚胺基甲酸乙酯。另外,使用本發明之胺基甲酸乙酯調製 塗料等組成物時,所得組成物亦具有硬化前之流動性、乾 燥性、無黏性之被膜形成性等優良物性。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
訂
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Claims (1)
1239967 A8 B8 C8 D8 /ίό' 六、申請專利範圍 第89 1 1 695 1號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 民國93年9月3日修正 1 . 一種聚醚聚胺基曱酸乙酯,其特徵爲,含有(A )芳香族聚異氰酸酯及脂肪族聚異氰酸酯群中所選出至少 一種之具2個以上異氰酸酯基的聚異氰酸酯及,(B )聚 四曱基醚二醇及,(C)具2個以上羥基之碳數2〜1〇 的聚醇及具2個以上胺基之碳數2〜1 〇的聚胺群中所選 出至少一種之鏈延長劑; 其中,該聚四甲基醚二醇具下列(1 )〜(4 )之特 徵: (1) 數平均分子量爲750〜3,5〇0 ; (2) 聚四甲基醚二醇之重量平均分子量Mw與數平 均分子量Μη之比Mw/Mn所示的分子量分布1 . 7 5 以下; 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (3 )高分子量聚四甲基醚二醇分子之含量對全部聚 四甲基醚二醇分子之合計重量爲1 〇重量%以下,又,該 高分子量聚四甲基醚二醇分子定義爲,分子量係爲全部聚 四甲基醚二醇分子之數平均分子量的6倍以上之聚四甲基 醚二醇分子,及 (4)雑多酸含量爲1 〇〜9 00重量ppb。 2 .如申請專利範圍第1項之聚醚聚胺基甲酸乙_, 其爲使用附攪拌機之連續聚合反應裝置,使原料單體之四 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1239967 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4吹喃於存在雜多酸觸媒下進行聚合之時,於存在可形成 由四氫咲喃有機相及比重1 . 8〜2 . 3之含水四氫呋喃 雑多酸觸媒相的兩相的水量下,將四氫呋喃之滯留時間 (V爲反應裝置內全液體之容積(m3) ,f爲四 氫咲喃之供給速度(m 3 / H r ))爲0.5至20小時,與 每單位反應容積之攪拌動力P / V ( P爲反應裝置內之攪 泮動力(kW)、V爲反應裝置內全液體之容積(m3) )爲1.3kW/m3以上之條件下進行聚合反應,以製得由數 平均分子量爲7 50至3,500之含有聚四甲基醚二醇之四氫 夫喃有機相與含水四氫呋喃雜多酸觸媒相所形成之聚合反 應混合物,將含聚四甲基醚二醇之四氫呋喃相由聚合反應 混合物中分離,再將其所含有之聚四甲基醚二醇中雜多酸 含量調整至10至900重量ppb之方式而製得者。 3 .如申請專利範圍第1項之聚醚聚胺基甲酸乙酯, 其中’該聚四曱基醚二醇之高分子量聚四甲基醚二醇分子 含量爲2〜5重量%。 4 . 一種胺基甲酸乙酯預聚物,其特徵爲,含有(a )芳香族聚異氰酸酯及脂肪族聚異氰酸酯群中所選出至少 一種之具2個以上異氰酸酯基的聚異氰酸酯及,(B )聚 四甲基醚二醇; 其中,該胺基甲酸乙酯預聚物具末端異氰酸酯基,該 聚四甲基醚二醇具下列(1 )〜(4 )之特徵: (1)數平均分子量爲750〜3,500 ; (2 )聚四甲基醚二醇之重量平均分子量Mw與數平 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -2- 1239967 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 均分子量Μ η之比M w / Μ η所示分子量分布爲1 . 7 5 以下; (:3 )高分子量聚四甲基醚二醇分子含量對全部聚四 甲基醚二醇分子之合計重量爲1 0重量%以下,又,該高 分子量聚四甲基醚二醇分子定義爲,分子量係爲全部聚四 甲基醚二醇分子之數平均分子量的6倍以上之聚四甲基醚 二醇分子,及 (4)雜多酸含量爲1〇〜900重量ppb。 5 .如申請專利範圍第4項之胺基甲酸乙酯預聚物, 其爲使用附攪拌機之連續聚合反應裝置,使原料單體之四 氫呋喃於存在雜多酸觸媒下進行聚合之時,於存在可形成 由四氫呋喃有機相及比重1 · 8〜2 · 3之含水四氫呋喃 雜多酸觸媒相的兩相的水量下,將四氫呋喃之滯留時間 V/F (V爲反應裝置內全液體之容積(m3) ,f爲四· 氫呋喃之供給速度(m 3 / H r ))爲〇. 5至2 0小時,與 每單位反應容積之攪拌動力P / V ( p爲反應裝置內之攬 拌動力CkW)、V爲反應裝置內全液體之體積(m3) )爲1.3kW/m3以上之條件下進行聚合反應,以製得由數 平均分子量爲7 5 0至3,5 0 0之含有聚四甲基醚二醇之四氫 呋喃有機相與含水四氫呋喃雜多酸觸媒相所形成之聚合反 應混合物,將含聚四甲基醚二醇之四氫呋喃相由聚合反應 混合物中分離,再將其所含有之聚四甲基醚二醇中雜多酸 含量調整至10至900重量ppb之方式而製得者。 6 ·如申請專利軺圍弟4項之胺基甲酸乙酯預聚物, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·會. 、11- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -3- 1239967 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 其中,該聚四曱基醚二醇之高分子量聚四甲基醚二醇分子 含量爲2〜5重量%。 7 .如申請專利範圍第4項之胺基甲酸乙酯預聚物, 其中,該末端異氰酸酯基之部分或全部經修飾,又,其係 以附加方式導入至少一種之異氰酸酯基以外的官能基。 8 .如申請專利範圍第7項之胺基甲酸乙酯預聚物, 其中,該官能基係選自(曱基)丙烯醯基及甲矽烷基群。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、言 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -4-
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