TWI334873B - Heat resistant high moisture vapor transmission thermoplastic polyurethane - Google Patents

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TWI334873B
TWI334873B TW92130913A TW92130913A TWI334873B TW I334873 B TWI334873 B TW I334873B TW 92130913 A TW92130913 A TW 92130913A TW 92130913 A TW92130913 A TW 92130913A TW I334873 B TWI334873 B TW I334873B
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Ravi Ram Vedula
Kimberly Lynn Young
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Lubrizol Advanced Mat Inc
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Description

1334873 玖、發明說明： 交互參照 本專利申請案係遵照2002年1 1月8日提出之臨時 申請案第60/4 24,8 84號。 發明所屬之枝術領城 本發明關於耐熱性熱塑性聚胺甲酸酯（T P U)組成 物，其具有局透濕性速率，而對液態水爲不透性。本發 明之TPU組成物亦具有靜電散逸性質。此TPU組成物 可用於需要高透濕性之應用，如房屋壁紙、屋頂底層、 各種織品塗層、及熔紡纖維。本發明亦關於製造此TPU 組成物之方法及含此TPU組成物之最終用途物件。 先前技術 TPU聚合物一般係藉由反應羥基封端多醚或聚酯、 鏈延長劑與異氰酸酯化合物而製造。此三種反應物之各 種型式化合物揭示於文獻中。由此三種反應物製造TPU 聚合物可用於各種領域，其中產物係藉由熔化處理 TPU ’及藉如擠壓與模塑之方法形成各種形狀而製造。 TPU之重要用途在製造熔紡彈性纖維（已知爲Spandex) 之領域。TPU纖維可組合其他天然及合成纖維製造布料 與數種其他之消費者及工業產品。 TPU爲具柔性鏈段與硬性鏈段之鏈段聚合物。此特 點爲TPU之優良彈性性質之成因。柔性鏈段係由羥基 封端中間產物組成’其通常爲多醚或聚酯。硬性鏈段係 由鏈延長劑二醇與異氰酸酯組成。 1334873 美國專利第5,95 9,05 9號揭示由羥基封端多醚、二 醇鏈延長劑與二異氰酸酯製成之TPU。此TPU可用於製 造纖維、高爾夫球的球心、休旅車輪胎、及其他用途。 已知TPU纖維之缺點之一爲其低耐溫性。如果希望 藉由組合TPU纖維與合成纖維（如聚酯纖維）而製造 如布料之物件，則耐溫性爲重要的。這些合成纖維必須 在高溫染色及熱固化以防止由其製造之布料在淸洗及 乾燥循環時縮水。因此，低溫TPU纖維可用於組合不 需要高溫熱固化處理之天然纖維（如棉）之應用。 在織物塗層應用中亦需要高耐溫性TPU。一種織物 塗層應用爲其中可使用TPU襯墊與氟聚合物塗料之布 料’其通常在施加織物後將氟聚合物乾燥及交聯。 TPU聚合物亦可用於其中抗靜電性質爲重要的之應 用，如敏感性電子零件之包裝。 美國專利第 6，140,405 ; 5,863,466 ; 6,284,839 ; 5,574，104; 5，1 5 9,053; 6,207,361 與 6，1 97,486 號均揭示 用於製造具抗靜電或靜電散逸性質之物件之TPU。 本發明之TPU應用之另一個重要性質爲其透濕性 (MVT)性質。TPU之MVT性質在如織物塗層、纖維、屋 頂薄膜、房屋壁紙、及其他應用之應用爲重要的。高 MVT之TPU可使濕氣散離但不使液態水穿越。此特點 使布料更爲舒適且使建築結構保持乾燥。 具高耐溫性、高MVT '與抗靜電性質之TPU對於如 纖維、織物塗層、房屋壁紙、屋頂產品、及布料之產品 1334873 爲非常希望的，而且可增強性能。 發明內将 此耐熱性高透濕性（MVT)熱塑性聚胺甲酸酯（TPU)聚 合物係由反應以下而衍生：（1)至少一種羥基封端多醚 中間產物，其中該中間產物含具下式之環氧烷 —(CH2)x -〇 — 」y 其中χ爲1至10之整數及y爲11至115之整數；（2) 至少一種芳族羥基封端鏈延長劑；及至少一種聚異氰 酸醋。此多醚中間產物中之環氧烷單位可在主幹中或在 分支或側鏈中。 本發明之TPU聚合物具有約15(TC至約22CTC，較 佳爲約160eC至約200°C，而且更佳爲約165t至約180 °C之熔點。本發明之τ P U聚合物在1 . 〇密耳厚樣品上測 量’具有大於約4500克/平方米日’而且較佳爲大於約 5500克/平方米日之MVT。 本發明之一個目的爲使用上述TPU製造紡絲彈性 纖維、塗覆織品、及其他含此TPU之最終用途物件。 本發明之另一個目的爲一種製造本發明τρυ之方 法。 本發明之另一個目的爲製造可與合成纖維（如聚酯 纖維）紡織之熔紡纖維。 實施方忒 本發明之TPU聚合物係由至少—種羥基封端多醚 中間產物、至少一種芳族鏈延長劑二醇、與至少一種聚 1334873 異氰酸酯製成。 製造此TPU之第一必要成分爲至少一種羥基封端多 醚中間產物。此羥基封端多醚中間產物含具下式之環氧烷 —· (ch2)x -0 -- _iy 其中X爲1至10，較佳爲2至6之整數，及y爲11至 115，較佳爲20至80之整數。最佳具體實施例爲在X 爲2及y爲約2 8至3 8之整數時。此多醚中間產物中之 環氧烷單位可在主幹中或在分支或側鏈中，或可在主幹 與側鏈中。此羥基封端多醚中間產物爲衍生自具有總共 1至10個碳原子之二醇或多醇（較佳爲烷基二醇或二 醇）與含具有2至6個碳原子之環氧烷之醚（一般爲環 氧乙烷或四氫呋喃或其混合物）反應之多醚多醇。例 如’羥基官能基多醚可藉由首先反應丙二醇與環氧丙烷 繼而反應環氧乙院而製造。由環氧乙垸造成之第一經基 比第二羥基較具反應性’因此較佳。可用之商業多醚多 醇包括含與乙二醇反應之環氧乙烷之聚（乙二醇）、含 與丙一醇反應之環氧丙院之聚（丙二醇）。共聚醒亦可 用於本發明。此共聚醚可爲嵌段共聚物或無規共聚物。 聚（乙一醇）爲較佳之多醚中間產物。各種多醚中間產 物通吊具有約350至約10,〇〇〇，希望爲約5〇〇至約 5,000 ’而且較佳爲約7〇〇至約3 〇〇〇，而且最佳爲約 1，〇〇〇至約2,000之數量平均分子量（Mn) ’如檢驗終端 官能基（其爲平均分子量）所測量。可使用二或更多種 經基封端多醚中間產物之摻合物製造本發明之τρυ。 1334873 製造本發明TPU之第二必要成分爲芳族鏈 二醇。本一醇與苯二甲二醇爲用於製造本發明 適當鏈延長劑。苯二甲二醇爲1,4-二（羥甲基 1，2-二（控甲基）苯之混合物。苯二醇爲較佳鏈延 而且特別地包括氫醒，即，雙（β_經乙基）醚， 爲1,4 -一（2 -羥乙氧基）苯；間苯二酚，即，雙 乙基）醚’亦已知爲1,3-二（2 -羥乙基）苯；兒 即，雙（β -羥乙基）醚，亦已知爲丨，2二（2_羥2 苯；及其組合。可使用二或更多種芳族二醇鏈延 摻合物。 用於製造TPU之芳族二醇鏈延長劑之量通 莫耳羥基封端多醚中間產物約1 . 〇至約2. 〇，較 1.2至約1. 8莫耳。 製造本發明TPU之第三必要成分爲至少一 氰酸酯。較佳爲’此聚異氰酸酯爲二異氰酸酯。 使用脂族二異氰酸酯’芳族二異氰酸酯更佳。此 常避免使用造成父聯之多官能基異氰酸酯化合衫 三異氰酸酯等，因此如果有，則其使用量以所有 用之異氰酸酯總莫耳數計通常小於4莫耳％，而 爲小於2莫耳％。適當之二異氰酸酯包括芳族二 酯’如：4,4’-亞甲基雙-(異氰酸苯酯）（MDI); 苯二異氰酸酯（XDI)'伸苯基-1,4 -二異氰酸酯、 二異氰酸酯、二苯基甲烷- 3,3’-二甲氧基-4,4’-二 酯、與甲苯二異氰酸酯（TDI);及脂族二異氰酸 延長劑 TPU之 )苯與 長劑， 亦已知 (β-羥 茶酚， 二氧基） 長劑之 常爲每 佳爲約 種聚異 雖然可 外，通 J > IP 各種使 且較佳 異氰酸 間二甲 萘-1, 5 -異氰酸 酯，如 1334873 異佛爾_二異m酸醋(IPDI)、1，環己基=異氛酸醋 (CHDI)、癸烷-1，1〇_二異氰酸酯 '與二環己基甲烷* 曰 二異氣酸醋。亦可使用以上二異氨酸酷之二聚物與三聚 物’而且可使用二或更多種二異氰酸酯之摻合物。 用於本發明之聚異氰酸醋可爲以異氰酸醋封端之 低分子量聚合物或寡聚物之形式。例如，上述之羥基封 端多醚中間產物可與含異氰酸醋化合物反應而製造以 異氰酸醋封端之低分子量聚合物。在τρυ技藝中，此 材料通常稱爲預聚物。此預聚物通常具有約5⑼至約 1 0,000之數量平均分子量（Mn)。 一或多種二異氰酸酯之莫耳比例通常爲每莫耳一 或多種羥基封端多醚中間產物與一或多種芳族鏈延長 劑之總莫耳數約0.95至約1.05，而且較佳爲約〇 98至 約1 .03莫耳。 本發明之TPU聚合物係由硬性鏈段與柔性鏈段組 成。柔性鏈段含羥基封端多醚及硬性鏈段含芳族二醇與 異氰酸酯。柔性鏈段在硬性鏈段中具有有限溶解度爲重 要的，使得在形成T P U時，柔性鏈段高度集中在T P U 表面上。由於柔性鏈段負責TPU傳導濕氣之能力，表 面上高度集中之柔性鏈段產生較高之MVT。 此TPU含芳族二醇鏈延長劑而非習知直鏈二醇（如 1，4 - 丁二醇）爲重要的。此芳族二醇鏈延長劑造成較高 溫 TPU且使柔性鏈段較不溶於硬性鏈段，如此增加 MVT。 -10- 1334873 本發明之製造TPU聚合物之方法可使用習知tpu 製造設備。上示之羥基封端多醚中間產物、二異氰酸 酯 '及芳族鏈延長劑通常依照習知胺甲酸酯反應法一起 加入及反應。較佳爲，本發明之TPU形成成分在適當 之混合器中熔化聚合，如已知爲Banbury混合器之內部 混合器，或較佳爲擠壓器。在較佳方法中，將羥基封端 多醚中間產物摻合芳族二醇鏈延長劑且如摻合物加入 擠壓器。將二異氰酸酯分別地加入擠壓器。適當之二異 氰酸酯處理或聚合起始溫度爲約100°C至約200。(：，而 且較佳爲約l〇〇°C至約150°C。適當之羥基封端多醚中 間產物與方族鍵延長劑之ί爹合物處理或聚合起始溫度 爲約1 0 0 °C至約2 2 0 °C，而且較佳爲約1 5 0 °c至約2 0 0 °C。爲了造成各種成分反應及形成本發明之TPU聚合 物，適當之混合時間通常爲約2至約1〇分鐘，而且較 佳爲約3至約5分鐘。 製造本發明TPU之較佳方法爲稱爲一步聚合法之 方法。在此通常原處發生之一步聚合法中，同時進行三 種成分（即，一或多種羥基封端多醚中間產物、芳族二 醇、與二異氰酸酯）間之反應。此反應通常在約1 001： 至約120 °C之溫度引發β由於此反應爲放熱性，反應溫 度通常增至約220°C -250°C。TPU聚合物離開反應擠壓 器且粒化。TPU球粒通常儲存在加熱容器中以持續反應 及將TPU球粒乾燥。 經常希望利用如錫與其他金屬羧酸鹽及第三胺之 1334873 觸媒。金屬羧酸鹽觸媒之實例包括辛酸錫、二月桂酸二 丁錫、丙酸苯基汞、辛酸鉛、乙醯丙酮酸鐵、乙醯丙酮 酸錶等。第三胺觸媒之實例包括三伸乙二胺等。一或多 種觸媒之量低’以形成之最終TPU重量計，通常爲約 5 0至約1 0 0百萬份點重量比。 本發明TPU聚合物之重量平均分子量（Mw)範圍爲 約1 00,000至約50〇,〇〇〇道耳頓，較佳爲約15〇,〇〇〇至約 4 00,000道耳頓，而且更佳爲約175，000至約3 00，0〇〇道 耳頓。此TPU聚合物之Mw係依照凝膠穿透層析術（gPC) 相對聚苯乙烯標準品而測量。 本發明之TPU聚合物可混合各種習知添加劑或複 合劑，如塡料、摻合劑、顏料、塑性劑、潤滑劑、U v 吸收劑等。塡料包括滑石、矽酸鹽 '黏土、碳酸鈣等。 習知添加劑之含量視最終性質及所需最終應用之成本 而定，如熟悉複合TPU ’ S技藝者所已知。此添加劑可在 形成TPU之反應時加入，但是通常在第二複合步驟中 加入》 本發明之TPU聚合物具有約150°c至約220°C ,較 佳爲約160°C至約200°C，而且更佳爲約165 °C至約180 °C之高熔點，如依照ASTM D- 34 1 7 - 99使用差式掃描熱 度計（DSC)所測量》高熔點在使用熔紡纖維與其他合成 纖維（如聚酯）之應用中爲重要的。特定之熔化塗覆應 用亦需要高熔點TPU以承受製造方法，特別是需要使 用氟聚合物之應用。 -12- 1334873 本發明之TPU聚合物亦具有高透濕性（Μλ/τ)速率。 此特點在通過T P U轉移濕氣且亦使τ P u爲液態水之屏 障爲重要的之應用中爲重要的。在丨·〇密耳厚樣品上測 量’本發明TPU聚合物之MVT大於約4500克/平方米 日’而且較佳爲大於約5500克/平方米日。高MVT造 成塗覆TPU之織物更爲舒適。由TPU製造且在布料中 組合其他纖維之溶結纖維對於此衣料之穿著者亦更爲 舒適。在如屋頂薄膜與房屋壁紙之應用中亦需要高 MVT，其需要將濕氣自建築結構轉移至大氣。 MVT値係使用Mocan之Permatran-W 100K型儀器測 定。使用之測試樣品爲在一英吋擠壓器上製造之1密耳 厚平坦膜樣品。此測試膜在5 0 %相對濕度調節2 4小時。 將膜樣品切成2英吋乘2英吋正方形》在將樣品置於 Permatran-W 100K型之測試管中後，將整體測試參數輸 入Μ 〇 c a η電腦系統中。電腦啓動調節期間，及在此期間 結束後測試自動開始。在測試時將統計測試資訊製表， 而且隨時可得測試資料之印刷報表。電腦自動決定何胃 測試應結束。 具高MVT之TPU製造可透氣織物，其可使濕氣散 離同時提供液態水屏障。具有熱塑層之先行技藝可透氣 織物通常在塑膠膜中具有小孔或洞以使濕氣散離。本發 明之可透氣織物中之TPU層不具有洞或孔，其爲固態 而造成液態水穿越之較完美屏障，同時提供因M VT '['生 質使濕氣散離之舒適感。 -13- 1334873 可透氣織物通常具有至少一層織物’其可爲 織物或織造織物。用於織物層之纖維可爲任何已 然或合成纖維。天然纖維之實例爲棉及羊毛。合 之實例爲耐綸、聚酯、嫘縈、與芳族醯胺纖維。 氣織物亦可具有一或多層本發明之TPU聚合衫 聚合物係藉熔化塗覆法施加於織物，其涉及將 片擠壓或壓延且將此加熱片施加於織物。亦可 片擠壓或壓延，捲繞成捆，及在以後層壓至織物 塗覆及層壓之方法在此技藝爲已知的。經常使用 層以在可透氣織物中得到各層之黏附。可透氣織 具有氟聚合物層，其通常施加且必須加熱以乾 聯。 可透氣織物可製成各種衣物，而且如運動 套、及警衛與工業廠房中作業人員穿著之保護衣 希望的。全部之衣物可由可透氣織物製成，或者 織物可僅用於部份之衣物。 在由本發明之TPU製造熔紡纖維時，較佳爲 加劑使TPU稍微交聯。較佳添加劑爲以二苯基 異氰酸'酯封端之多醚預聚物或以二苯基甲烷二 酯封端之聚酯預聚物。這些材料爲其中將羥基轉 氰酸酯基以提供異氰酸酯終端之多醚或聚酯二酉 多醚預聚物，交聯添加劑爲得自英國Hyp.erlast 司之Hyper last® 5130’及對聚酯預聚物爲Dip rar 與Dipr ane® 5184»較佳之添加劑爲Hyper last® 5 非織造 知之天 成纖維 此可透 3 ° TPU TPU薄 將TPU I。熔化 黏著劑 物亦可 燥及交 服、外 爲特別 可透氣 使用添 甲烷二 異氰酸 化成異 享。對於 有限公 ie® 5128 130，其 -14- 1334873 爲衍生自具有約2000之數量平均分子量之聚（伸丁醚） 二醇與MDI之以二苯基甲烷二異氰酸酯封端之多醚預 聚物。用於製造較佳熔紡纖維之交聯添加劑之量爲纖維 之約5重量％至約20重量％ ’而且較佳爲約重量％至 約1 5重量％。熔紡纖維可不使用交聯添加劑由本發明 TPU聚合物製造。然而，已發現交聯添加劑可增強纖維 之性能》 纖維係藉由熔紡混合交聯劑之TPU而製造。溶，钫爲 已知之方法，其中藉擠壓將聚合物熔化，通過紡絲噴嘴 送至空氣中，冷卻固化，及將纖維捲繞在收集裝置上而 收集。此纖維通常在約1 5 0 °C至約3 0 0之聚合物溫度 較佳地熔紡。 由本發明之TPU製造之熔紡纖維可組合或紡織其 他用於衣料服裝之纖維。先行技藝熔紡TPU纖維通常 組合棉纖維而非聚酯纖維。本發明之TPU亦可組合棉， 但是不似先行技藝TPU，由於此TPU之高熔點，其亦可 組合聚醋。 本發明之TPU亦具有靜電散逸性質。此TPU具有 小於1 . Ox 1 0 u歐姆/平方之表面電阻率，如依照A S TM D - 2 5 7所測量。較佳爲，此表面電阻率小於3 · 〇 X 1 〇 1 〇 歐姆/平方。靜電散逸性質在本發明TPU之許多應用中 爲重要的。具靜電散逸性質之熔紡纖維因在編織方法中 出現較少靜電荷，及纖維在最終應用中吸引較少之塵 粒’而可較佳地處理。此特點使布料保持乾淨。 -35- 1334873 本發明參考以下之實例而較佳地了解，其 而非限制本發明之範圍。 實例__ 實例1、2與3、及比較例1與2中製造之 相同之步驟製造。使用之步驟涉及將多醚中間 延長劑之摻合物及二異氰酸酯分別地加熱至乾 然後將成分混合。此反應爲放熱性，而且在約 鐘內溫度增至約2 0 0。(：至2 5 0 t，此時發生聚 度增加所證明。測量所形成TPU之物理性質且 及2。表1顯示MVT値及表面電阻率，而表2 轉移溫度、熔點、硬度、模數、最終張力、及撓 實例4顯示由實例2製造之TPU製造之熔 表3顯示纖維處理條件。 實例1 在90 °C摻合0.17莫耳（241.61克）分子I 聚乙二醇（PEG)與0.29莫耳（58.39克）氫醌雙 基）酸（HQEE)鏈延長劑。然後藉上述之標準高 化聚合步驟，反應此摻合物或物理混合物與0 (115克）亞甲基雙二苯基二異氰酸酯（MDI) 爲實例1之TPU聚合物。 實例2 在90°C摻合0.173莫耳（ 2 5 0.67克）分二 之聚乙二醇（PEG)與0.257莫耳（ 50.83克）氫 羥乙基）醚（HQEE)鏈延長劑。然後藉上述之標 用以描述 TPU係藉 產物與鏈 I 150°C > 1至5分 合，如黏 示於表1 顯示玻璃 性模數。 紡纖維。 I 1450 之 (2 -羥乙 溫無規熔 .460莫耳 ，得到稱 F 量 1 4 5 0 醌雙（2- 準高溫無 -16 - 1334873 規熔化聚合步驟，反應此摻合物或物理混合物與0.427 莫耳（ 106.78克）亞甲基雙二苯基二異氰酸酯（MDI)， 得到稱爲實例2之TPU聚合物。 實例3 在90Ci爹合0.176吴耳（255.72克）分子量1450 之聚乙二醇（PEG)與0.224莫耳（44 _28克）氫醌雙（2-羥乙基）醚（HQEE)鏈延長劑。然後藉上述之標準高溫無 規熔化聚合步驟，反應此摻合物或物理混合物與〇 3 9 9 旲耳（ 99.65克）亞甲基雙二苯基二異氰酸醋（MDI)，得 到稱爲實例3之TPU聚合物。 比較例 1 在60 °C摻合0.178莫耳（257.95克）分子量1450 之聚乙二醇（PEG)與0.467莫耳（ 42.05克）1,4-丁二醇 (BDO)鏈延長劑。然後藉上述之標準高溫無規熔化聚合 步驟，反應此摻合物或物理混合物與〇 . 6 6 6莫耳（丨6 6 4 } 克）亞甲基雙二苯基二異氰酸酯（MDI)，得到稱爲比較 例1之TPU聚合物。 比較例2 在60°C摻合0.246莫耳（245.62克）分子量1000 之聚乙一醇（PEG)與0.604莫耳（54.38克）1,4-丁二醇 (BDO)鏈延長劑。然後藉上述之標準高溫無規熔化聚合 步驟’反應此摻合物或物理混合物與〇 85〇莫耳（212 46 克）亞甲基雙一苯基二異氰酸酯（MDI)，得到稱爲比較 例2之TPU聚合物》 -17- 1334873 實例4 在80°C將得自實例2製造之TPU聚合物之球粒乾 燥6小時，以使水分含量降至低於0.0 3重量％。經單螺 絲擠壓器將纖維擠壓至具0.5毫米直徑之紡錘。將此纖 維以每分鐘200米之速度捲繞。用以將此抗靜電/可透 氣纖維紡絲之條件示於表3。
表1 MVT (克/平方米曰） 表面電阻率（歐姆/平方） 測試方法 Mocon 之 Permatran W 100K 型 ASTM D-257 實例1 5892 2.5 X 10丨0 實例2 6679 2.3 X 10'° 實例3 11330 1.6 X 1010 比較例1 4459 1.7 X 10'° 比較例2 2128 7.9 X 10'°
-18- 1334873 CN 比較例2 -8.5 86Α 990 1840 Ό 5100 比較例1 CO 80Α 607 731 942 1370 2170 3430 ΓΟ Ό 5990 2530 實例3 79Α 580 706 855 1020 1230 1420 Ό On 2130 3200 實例2 CN ο 83Α 741 900 1160 1520 1960 2370 § 卜 4120: 4320 實例1 Ο Τ—Η 86Α 864 1010 1240 1580 1950 2280 714 2910 5510 測試方法 ASTM D-3417-99 ASTM D-3417-99 ASTM D-2240 ASTM D-412/D-638 ASTM D-412/D-638 ASTM D-412/D-638 ASTM D-790 玻璃轉移溫度（°C) 熔點（°C) < 模數(psi) @ 50%伸長 @ 100%伸長 @ 200%伸長 @ 3 00%伸長 @ 400%伸長 @ 500%伸長 最終伸長(％) 最終張力強度(psi) 撓性模數(psi)
1334873 表3,纖維處理條件. ' * 實例2 乾燥 時間（小時） 6 溫度（。〇 80 擠壓器 第1區（°c) 180 第2區rc) 190 第3區rc) 195 第4區（°C) 197 反壓(psi) 1000 紡錘（。C) 197 捲繞條件 速度（米/分鐘） 200 熔紡纖維顯示高伸長、良好之處理、透氣性、及高耐 ·
溫性之優良性質。 由表1之資料可見到，使用芳族鏈延長劑（HQEE)之本 發明TPU之MVT遠大於（2_3倍）比較例中使用脂族鏈延 長劑（BDO)製造之TPU。通常爲多醚中間產物（peg)控制 MVT ’因爲PEG具有與水氣結合且將水氣轉移通過TPU之f | 氧基。非常出乎意料地，實例中具相同多醚中間產物（PEG) 之TPU因使用芳族鏈延長劑（Hqee)而呈現此戲劇性MVT 改良。據信因爲PEG在H QEE中相較於其在BDO中爲較不 溶，因此PEG較集中在TPU表面上，而發生其結果。表面 ‘ 上之較闻表面濃度peg可解釋其結合及轉移較多水氣之能 · 力。表1之資料亦顯示，本發明之tpu具有低表面電阻率， 如此使其具靜電散逸性質。
表2之資料顯示，本發明之TPU具有比比較例高10_2Q -20- 1334873 。(：之熔點。ifc饺ι ' &點墳加因其可使TPU熔紡纖維與在衣物製 造方法中需要齡>、 % @溫度之合成纖維（如聚酯）紡織而爲重 要的。在織物亦鳥右~取a ^ J錢有HI聚合物塗層（其接受較高溫度以將 氟聚合物乾k及父聯）之處’較高之熔點亦使織物可以τ p u 塗覆。其對如運動服布料與冬季外套之可透氣衣物特別重 要。高MVT亦造成此衣物對穿著者更爲舒適。 雖然依照專利狀態已敘述最佳模式及較佳具體實施 例，本發明之範圔不受其限制而是受所附申請專利範圍之 範圍限制。 -21 -

Claims (1)

13^4873 Μ牟^月丨丨日修正本
耐熱佳’高透濕性熱塑性聚胺甲酸谭」專利 (2010年1月1 1日修正） 拾、申請專利範圍： 1.一種熱塑性聚胺甲酸酯聚合物，其包括： 多醚聚胺甲酸酯，其衍生自至少一種聚異氰酸酯、 至少一種羥基封端芳族二醇鏈延長劑、及至少一種含 具下式之環氧院之羥基封端多醚中間產物之反應：
—^(CHA -0^- 式中X爲2之整數及y爲11至115之整數， 其中該熱塑性聚胺甲酸酯聚合物係在1.0密耳厚的樣品 - 上測量時具有大於約45 00克/平方米日之透濕性値，依 照ASTM D-257測量時具有小於約ΐ·〇χ 1011歐姆/平方之 表面電阻率，依照ASTM D-3417-99測量時具有約150°C 至約220 °C之熔點’該羥基封端多醚中間產物爲聚乙二 醇，該羥基封端多醚中間產物具有約3 5 0至約1 0,000之 · 數量平均分子量，且該芳族二醇鏈延長劑之量爲每莫 耳該羥基封端多醚中間產物約1.0至約2·0莫耳。 2.如申請專利範圍第1項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物，其 中該聚乙二醇具有約1，000至約2,000之數量平均分子 3.如申請專利範圍第1項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物，其 中該羥基封端芳族二醇爲氫醌雙（2-羥乙基）_。 13^34873 4.如申請專‘利範圍第ί項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物，其 中該聚異氰酸酯爲二異氰酸酯。 5·如申請專利範圍第4項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物，其 中該二異氰酸酯爲亞甲基雙二苯基二異氰酸酯。 6·如申請專利範圍第1項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物，其 中X爲2至6之整數及y爲20至80之整數。 7. 如申請專利範圍第6項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物，其 中X爲2及y爲28至38之整數。 8. 如申請專利範圍第1項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物，其 在1 ·0密耳厚樣品上測量具有大於約5 5 00克/平方米日之 透濕性値。 9. 如申請專利範圍第1項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物，其 具有小於約3·0 X 101()歐姆/平方之表面電阻率，如依照 ASTM D-25 7所測量。 10. 如申請專利範圍第1項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物，其 中該羥基封端多醚中間產物具有約500至約5,000之數量 平均分子量。 11. 如申請專利範圍第10項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物， 其中該羥基封端多醚中間產物具有約700至約3,000之數 量平均分子量。 12. 如申請專利範圍第11項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物， 其中該羥基封端多醚中間產物具有約1，〇 00至約2,0〇〇之 數量平均分子量。 13. 如申請專利範圍第1項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物，其 1334873 中依照ΑέΤΜ D-34 1 7-99測量時具有約160 t至約200 °C 之熔點。 14·如申請專利範圍第13項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物， 其中依照ASTM D-3417-99測量時具有約i65°C至約18〇 °C之熔點。 15·如申請專利範圍第1項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物其 中該芳族二醇鏈延長劑之量爲每莫耳該羥基封端多醚 中間產物約1.2至約1.8莫耳。 16·如申請專利範圍第！項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物，其 中該羥基封端多醚中間產物爲具有約1，000至約2,0 00之 數量平均分子量之聚乙二醇，該聚異氰酸酯爲亞甲基 雙二苯基二異氰酸酯，該芳族二醇鏈延長劑爲氫醌雙 (2 -羥乙基）醚，且其中該聚胺甲酸酯聚合物在1.〇密 耳厚的樣品上測量時具有大於約5500克/平方米日之透 濕性速率，及依照ASTM D-34 1 7-99測量時具有約165°C 至約1 8 0 °C之熔點。 —種製造熱塑性聚胺甲酸酯聚合物之方法，其包括以 下步驟： 混合及反應至少一種聚異氰酸酯、至少一種羥基封 端芳族二醇鏈延長劑、及至少一種羥基封端多醚中間 產物，其中該多醚中間產物含具下式之環氧烷 —[(CHA -0^- 式中X爲2之整數及y爲11至115之整數， 其中該羥基封端多醚中間產物爲聚乙二醇，該羥基封 1334873 端多醚中·間產物具#約350至約10, 〇〇〇之數量平均分子 量’該鏈延長劑對該多醚中間產物之莫耳比例爲每莫 耳該多醚中間產物約1.0至約2.0莫耳之鏈延長劑，該聚 異氰酸酯對該多醚中間產物與該芳族鏈延長劑總莫耳 數之莫耳比例爲每莫耳多醚中間產物與芳族鏈延長劑 約0.98至約1.03莫耳之聚異氰酸酯，且該反應係在擠壓 器中於約100。(：至約220〇C之溫度實行約2分鐘至約10分 鐘之反應時間。 18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該羥基封端多醚 中間產物爲聚乙二醇。 19. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該芳族二醇鏈延 長劑爲氫醌雙（2-羥乙基）。 20. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該聚異氰酸酯爲 二異氰酸酯。 21·如申請專利範圍第20項之方法，其中該二異氰酸酯爲 亞甲基雙二苯基二異氰酸酯。 22. 如申請專利範圍第17項之方法，其中X爲2至6之整數及 y爲20至80之整數。 23. 如申請專利範圍第22項之方法，其中X爲2及y爲28至38 之整數。 24·如申請專利範圍第17項之方法，其中該羥基封端多醚 中間產物具有約700至約3,000之數量平均分子量。 25.如申請專利範圍第24項之方法，其中該羥基封端多醚 中間產物具有約1，000至約2,000之數量平均分子量。 1334873 I約3分 物，其 織物， 中該聚 至少一 長劑、 中間產 合物， 合物， 合物， 聚胺甲 合物， 合物， 26. 如申請專·利範圍第17項之方法，其中反應時間j 鐘至約5分鐘。 27. 如申請專利範圍第1項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合 係用於製造可透氣物件，其包括：（a)至少一層 及（b)至少一層該熱塑性聚胺甲酸酯聚合物，其 胺甲酸酯聚合物爲多醚聚胺甲酸酯，其衍生自 種聚異氰酸酯、至少一種羥基封端芳族二醇鏈延 及至少一種含具下式之環氧烷之羥基封端多醚 物之反應： —f(CH2)x -〇 — U -Jy 式中x爲2之整數及y爲11至115之整數， 其中，該羥基封端多醚中間產物爲聚乙二醇。 2 8.如申請專利範圍第27項之熱塑性聚胺甲酸酯聚 其中該至少一層織物包括非織造織物。 29.如申請專利範圍第27項之熱塑性聚胺甲酸酯聚 其中該至少一層織物包括織造織物。 3 0.如申請專利範圍第27項之熱塑性聚胺甲酸酯聚 其中除了該至少一層織物與該至少一層熱塑性 酸酯聚合物，該物件包括至少一層氟聚合物。 31. 如申請專利範圍第30項之熱塑性聚胺甲酸酯聚 其中該物件爲布料物件。 32. 如申請專利範圍第27項之熱塑性聚胺甲酸酯聚 其中該物件爲房屋壁紙》 33.如申請專利範圍第27項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物， 1334873 其中該物‘件爲屋頂_膜物件。 34. 如申請專利範圍第27項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物， 其中該羥基封端多醚中間產物爲具有約1，〇〇〇至約2，000 之數量平均分子量之聚乙二醇，該聚異氰酸酯爲亞甲 基雙二苯基二異氰酸酯，該芳族二醇鏈延長劑爲氫醌 雙（2-羥乙基）醚，及其中該聚胺甲酸酯聚合物在丨.0 密耳厚的樣品上測量時具有大於約5500克/平方米日之 透濕性速率，及依照ASTM D-34 1 7-99測量時具有約165 °C至約180°C之熔點。 # 35. 如申請專利範圍第1項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物，其 係用於製造熔紡纖維，其中該聚胺甲酸酯聚合物爲多 ^ 醚聚胺甲酸酯，其衍生自至少一種聚異氰酸酯、至少一 ’ 種羥基封端芳族二醇鏈延長劑、及至少一種含具下式之環 氧烷之羥基封端多醚中間產物之反應：
(CH2)X -0
式中X爲1至10之整數及y爲11至115之整數， 其中，該羥基封端多醚中間產物爲聚乙二醇。 36.如申請專利範圍第35項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物， 其包括添加劑以交聯該聚胺甲酸酯聚合物。 37.如申請專利範圍第36項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物， 其中交聯該聚胺甲酸酯聚合物之添加劑爲以二苯基甲 烷二異氰酸酯封端之多醚預聚物，其中該預聚物係衍 生自以亞甲基雙二苯基二異氰酸酯反應之聚（伸丁醚） 1334873 二醇。. > 38. 如申請專利範圍第37項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物， 其中所使用該添加劑之含量爲該纖維之約5重量％至約 2 0重量％。 39. 如申請專利範圍第35項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物， 其中該熔紡纖維係用於製造布料衣物。 40. 如申請專利範圍第39項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物， 其包括與該熔紡纖維熱塑性聚胺甲酸酯聚合物纖維一 起紡織之聚酯纖維。 41. 如申請專利範圍第40項之熱塑性聚胺甲酸酯聚合物， 其中該羥基封端多醚中間產物爲聚乙二醇，該聚異氰 酸酯爲亞甲基雙二苯基二異氰酸酯，該芳族二醇鏈延 長劑爲氫醌雙（2 -羥乙基）醚，且其中該聚胺甲酸酯 聚合物在1.0密耳厚的樣品上測量時具有大於約5 5 00克/ 平方米曰之透濕性速率，及依照ASTM D-3417-99測量 時具有約1 6 5 °C至約1 8 0 °C之熔點。
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