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水蒸氣可透過的復(fù)合部件的制作方法

文檔序號(hào):11159890閱讀:801來源:國知局

熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)具有工業(yè)意義,因?yàn)樗鼈儽憩F(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械性能且可以廉價(jià)地?zé)崴苄约庸ぁMㄟ^使用不同的化學(xué)構(gòu)造組分,可以在寬范圍內(nèi)改變它們的機(jī)械性能。TPU及其性能和用途的綜合描述可以在Kunststoffe 68 (1978),第819-825頁和Kautschuk, Gummi, Kunststoffe 35 (1982),第568-584頁中找到。

TPU由線性多元醇,通常聚酯多元醇或聚醚多元醇,有機(jī)二異氰酸酯和短鏈二醇(擴(kuò)鏈劑)形成??梢酝ㄟ^另外加入催化劑加速所述形成反應(yīng)。所述構(gòu)造組分的摩爾比可以在寬范圍內(nèi)變化,由此可以調(diào)節(jié)產(chǎn)物的性能。根據(jù)多元醇與擴(kuò)鏈劑的摩爾比,獲得寬的肖氏硬度范圍的產(chǎn)物??蔁崴苄约庸さ木郯滨椥泽w可以逐步(預(yù)聚物法)或通過所有組分在一個(gè)階段中同時(shí)反應(yīng)(一步法)形成。在預(yù)聚物法中,由多元醇和二異氰酸酯形成含異氰酸酯的預(yù)聚物,其在第二步中與擴(kuò)鏈劑反應(yīng)。TPU可以連續(xù)地或不連續(xù)地制備。最為人所知的工業(yè)生產(chǎn)方法是帶式法和擠出機(jī)法。

除了催化劑之外,助劑和添加劑也可以加入到TPU構(gòu)造組分中。

特別是在紡織工業(yè)和建筑工業(yè)中,TPU以擠出薄膜的形式使用。它們與紡織物層或無紡布狀織物組合用于耐候性的服裝、帳篷帆布、屋頂襯墊(Unterspannbahn)或立面襯墊(復(fù)合部件)中。這里TPU的任務(wù)在每種情況下一方面是用作液體形式的水(例如雨)的屏障,另一方面是將氣態(tài)的水從內(nèi)部釋放到外部,以便獲得盡可能舒適的內(nèi)部環(huán)境。與其它材料相反,TPU可以實(shí)現(xiàn)這種雙重功能,而不需在TPU層中產(chǎn)生微孔。

除了這種復(fù)合部件以及因此TPU層的良好的水蒸氣透過性之外,至關(guān)重要的因素是復(fù)合部件中使用的TPU薄膜的盡可能少的溶脹和足夠的機(jī)械性能。TPU薄膜的過度溶脹趨勢增加TPU薄膜從也稱為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的屬于復(fù)合體的其它層(例如無紡布)脫離的風(fēng)險(xiǎn)。由于這種脫離,通常非常薄的TPU薄膜/層另外暴露于例如裂紋形成的損壞的風(fēng)險(xiǎn)。此外,使用的TPU薄膜的不足的機(jī)械性能不僅使得它們難以加工得到復(fù)合部件,而且同樣增加損壞的風(fēng)險(xiǎn)并導(dǎo)致復(fù)合部件的功能性的可察覺的損失。

EP-A 1937743描述了具有30重量%-55重量%的硬鏈段(二異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑)和45重量%-70重量%的軟鏈段的TPU。這里,軟鏈段包含20重量%-80重量%的聚酯二醇和20重量%-80重量%的聚(氧化丙烯)聚(氧化乙烯)二醇-聚醚二醇,其中氧化乙烯基團(tuán)的含量小于該聚醚二醇的25重量%。氧化乙烯基團(tuán)含量基于多元醇(軟鏈段)的總和計(jì)由此低于20重量%。水蒸氣透過性不足。

US-A 2008/0269454公開了由二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯、20重量%-60重量%的具有2:1-2.4:1的碳/氧比的包含聚乙二醇、聚丙二醇或聚四亞甲基二醇的親水性聚醚多元醇和10重量%-40重量%的脂族聚酯多元醇形成的TPU,其中一些具有良好的水蒸氣透過性并可良好地加工得到薄膜。然而,這里所述的TPU溶脹或水蒸氣透過性不足。在某些情況下,原料成本也太高。

EP-A 1599522涉及由多異氰酸酯、對(duì)稱擴(kuò)鏈劑、另外的擴(kuò)鏈劑、聚酯多元醇和基于多元醇的總量計(jì)1重量%-50重量%的包含聚四亞甲基醚二醇、聚氧化丙烯、聚(氧化丙烯-共-氧化乙烯)、聚氧化乙烯或其組合的聚醚-多元醇共聚物形成的TPU,其中所述另外的擴(kuò)鏈劑占擴(kuò)鏈劑總量的1-50摩爾%的含量并且相對(duì)于聚醚多元醇的重量百分含量的摩爾量為0.1-10。所述TPU具有溶脹、低的水蒸氣透過性或原料成本高的缺點(diǎn)。

US-A 3493634描述了由芳族二異氰酸酯和由60-85份聚酯、15-40份聚(氧化烯)和基于1摩爾聚酯與聚(氧化烯)計(jì)1.25-12.8摩爾的含2-12個(gè)碳原子的脂族二醇構(gòu)成的混合物形成的TPU。聚酯、聚(氧化烯)和二醇的混合物應(yīng)具有300-450的平均分子量。所述TPU顯示出改進(jìn)的注塑性。然而,所述TPU具有低的水蒸氣透過性或原料成本高的缺點(diǎn)。

US-A 4124572公開了由含有25重量%-60重量%的氧化乙烯基團(tuán)的聚(氧化丙烯)-聚(氧化乙烯)二醇、聚酯多元醇、選自甲苯2,4-二異氰酸酯、亞甲基雙(4-苯基異氰酸酯)、4,4'-二異氰酸根合二環(huán)己基甲烷和異佛爾酮二異氰酸酯的多異氰酸酯以及擴(kuò)鏈劑形成的TPU,其中擴(kuò)鏈劑與聚(氧化丙烯)-聚(氧化乙烯)二醇和聚酯多元醇的摩爾比為3:1-10:1,并且其中聚(氧化丙烯)-聚(氧化乙烯)二醇與聚酯多元醇的重量比為10/90-90/10。根據(jù)該描述,由此獲得的TPU具有良好的機(jī)械和彈性性能、良好的熱穩(wěn)定性和可著色性以及良好的可加工性和低成本。然而,其水蒸氣透過性差。

目的是提供一種由至少兩個(gè)層組成的扁平復(fù)合部件,其中至少一個(gè)層由TPU構(gòu)成,其中所述TPU層基于相對(duì)便宜且具有足夠的反應(yīng)性從而容易加工得到TPU層的原料,并且其中所述TPU層以及因此所述復(fù)合部件具有高的水蒸氣透過性,同時(shí)具有低的溶脹和足夠的機(jī)械性能。

通過使用基于聚醚多元醇和聚酯多元醇的混合物的TPU作為復(fù)合部件中的TPU層,可以實(shí)現(xiàn)該目的。在此,在混合物中必須遵循特定的氧化乙烯單元含量,此外必須設(shè)定通過擴(kuò)鏈劑(組分B)與多元醇(組分C和組分D)的摩爾比定義的TPU硬鏈段相與TPU軟鏈段相之間的特定比例。

本發(fā)明提供水蒸氣可透過的扁平復(fù)合部件,其由如下層組成:至少一個(gè)不由熱塑性聚氨酯組成的層(i)、至少一個(gè)由基于聚醚多元醇和聚酯多元醇的熱塑性聚氨酯制成的層(ii)和不直接通過面對(duì)面的方式(fl?chig)與層(ii)相鄰的由熱塑性聚氨酯制成的任選的其它層iii),其中所述層(ii)由熱塑性聚氨酯組成,該熱塑性聚氨酯可由以下A)、B)、C)和D)組成的組分在E)和F)存在下的反應(yīng)而獲得:

A)至少一種有機(jī)二異氰酸酯,

B)至少一種具有兩個(gè)羥基且各自具有數(shù)均分子量為60-490g/mol的組分作為擴(kuò)鏈劑,

C)由一種或多種各自具有數(shù)均分子量為500-5000g/mol的聚醚多元醇組成的組分,其中至少一種聚醚多元醇(C1)含有環(huán)氧乙烷單元,

D)基于C)和D)的總量計(jì)10重量%-85重量%的一種或多種脂族聚酯多元醇,其各自具有500-5000g/mol的數(shù)均分子量,

E)任選的催化劑,

F)任選的助劑和/或添加劑,

其中A)中的NCO基團(tuán)與B)、C)和D)中的異氰酸酯反應(yīng)性基團(tuán)的摩爾比為0.9:1至1.2:1,

其特征在于:組分C)中環(huán)氧乙烷單元的總含量基于組分C)和D)的總重量計(jì)為至少5重量%且最大45重量%,且C)和D)中的所有多元醇的總和的數(shù)均官能度為1.8至2.5,且組分C)中環(huán)氧乙烷單元的含量(X以重量%為單位)低于由式X(重量%)=7.35 * Y + 13.75計(jì)算得到的X值,其中擴(kuò)鏈劑B)與組分C)和D)的總和的摩爾比是Y。

根據(jù)本發(fā)明在層(ii)中使用的TPU令人驚訝地具有非常好的水蒸氣透過性,同時(shí)具有極低的溶脹,并且另外具有足夠好的機(jī)械性能,從而可以提供本發(fā)明的復(fù)合部件。

可用的有機(jī)二異氰酸酯A)優(yōu)選包括脂族、脂環(huán)族、芳脂族、雜環(huán)和芳族二異氰酸酯,如Justus Liebigs Annalen der Chemie,562,第75-136頁中所描述。

具體實(shí)例包括:脂族二異氰酸酯,如六亞甲基1,6-二異氰酸酯,脂環(huán)族二異氰酸酯,如異佛爾酮二異氰酸酯、環(huán)己烷1,4-二異氰酸酯、1-甲基環(huán)己烷2,4-二異氰酸酯和1-甲基環(huán)己烷2,6-二異氰酸酯和相應(yīng)的異構(gòu)體混合物、二環(huán)己基甲烷4,4'-二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷2,4'-二異氰酸酯和二環(huán)己基甲烷2,2'-二異氰酸酯和相應(yīng)的異構(gòu)體混合物,芳族二異氰酸酯,如甲苯2,4-二異氰酸酯、甲苯2,4-二異氰酸酯和甲苯2,6-二異氰酸酯的混合物、二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯、二苯基甲烷2,4'-二異氰酸酯和二苯基甲烷2,2'-二異氰酸酯、二苯基甲烷2,4'-二異氰酸酯和二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯的混合物、氨基甲酸酯改性的液體二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯和二苯基甲烷2,4'-二異氰酸酯、4,4'-二異氰酸根合-1,2-二苯基乙烷和亞萘基1,5-二異氰酸酯。優(yōu)選使用六亞甲基1,6-二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷4,4'-二異氰酸酯、亞萘基1,5-二異氰酸酯和具有二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯含量為> 96重量%的二苯基甲烷二異氰酸酯異構(gòu)體混合物,且尤其是二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯和六亞甲基-1,6-二異氰酸酯。這些二異氰酸酯可以單獨(dú)使用或以彼此的混合物的形式使用。它們也可與最多15重量%(基于二異氰酸酯的總量計(jì))的多異氰酸酯,例如三苯基甲烷4,4',4''-三異氰酸酯或多苯基多亞甲基多異氰酸酯一起使用。

使用的擴(kuò)鏈劑B)是具有60-490g/mol的數(shù)均分子量的一種或多種二醇,優(yōu)選具有優(yōu)選2-14個(gè)碳原子的脂族二醇,例如乙二醇、丙-1,2-二醇、丙-1,3-二醇,丁二醇、己二醇、二乙二醇、二丙二醇,尤其是優(yōu)選具有2-8個(gè)碳原子的脂族二醇,優(yōu)選丁-1,4-二醇和己-1,6-二醇。然而,還合適的是對(duì)苯二甲酸與具有2-4個(gè)碳原子的二醇的二酯,例如對(duì)苯二甲酸雙乙二醇酯或?qū)Ρ蕉姿犭p丁-1,4-二醇酯,氫醌的羥基亞烷基醚,例如1,4-二(β-羥乙基)氫醌和乙氧基化的雙酚,例如1,4-二(β-羥乙基)雙酚A。也可以使用上述擴(kuò)鏈劑的混合物,尤其是兩種不同的,更優(yōu)選脂族的擴(kuò)鏈劑,尤其是丁-1,4-二醇和己-1,6-二醇。此外,也可以加入較少量的三醇。

用于組分C)的合適的聚醚多元醇可通過一種或多種在亞烷基中具有2-4個(gè)碳原子的氧化烯與含有兩個(gè)鍵合形式的活性氫原子的起始劑分子的反應(yīng)來制備。氧化烯的實(shí)例包括:環(huán)氧乙烷、1,2-環(huán)氧丙烷、表氯醇和1,2-環(huán)氧丁烷和2,3-環(huán)氧丁烷。所述氧化烯可單獨(dú)地、交替相繼地或作為混合物使用??捎玫钠鹗紕┓肿拥膶?shí)例包括:水、氨基醇如N-烷基二乙醇胺,例如N-甲基二乙醇胺,和二醇如乙二醇、1,3-丙二醇、丁-1,4-二醇和己-1,6-二醇。也可以任選地使用起始劑分子的混合物。合適的聚醚多元醇另外是丙-1,3-二醇和四氫呋喃的含羥基的聚合產(chǎn)物。也可以使用三官能的聚醚,但是最多以形成可熱塑性加工的產(chǎn)物且C)和D)中所有聚醚多元醇的總和的數(shù)均官能度為1.8至2.5的量。優(yōu)選基本上線性的聚醚多元醇具有500-5000g/mol的數(shù)均分子量。所述聚醚多元醇可以單獨(dú)使用,也可以以彼此的混合物的形式使用。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中,所用的聚醚多元醇不是聚(四亞甲基二醇)。

組分C)含有至少一種聚醚多元醇C1),其含有環(huán)氧乙烷單元(-(O-CH2-CH2-)-單元,也稱為氧化乙烯單元)。組分C)中環(huán)氧乙烷單元的含量基于組分C)和D)的總重量計(jì)為至少5重量%且最大45重量%,優(yōu)選21重量%-45重量%,更優(yōu)選21重量%-33重量%,并且組分C)中環(huán)氧乙烷單元的含量(X以重量%為單位)低于由式X(重量%)=7.35 * Y + 13.75計(jì)算得到的X值,其中擴(kuò)鏈劑B)與組分C)和D)的總和的摩爾比是Y。

優(yōu)選使用由環(huán)氧乙烷單元和環(huán)氧丙烷單元(-(O-CH(CH3)-CH2-)-和/或(-(O-CH2-CH2-CH2-)-單元,也稱為氧化丙烯單元)形成的脂族聚醚多元醇作為含有環(huán)氧乙烷單元的聚醚多元醇C1),其數(shù)均分子量優(yōu)選為1800-3000g/mol。特別地,這里使用的由環(huán)氧乙烷單元和環(huán)氧丙烷形成的聚醚多元醇是含有30重量%-99重量%的環(huán)氧乙烷單元和1重量%-70重量%的環(huán)氧丙烷單元,優(yōu)選35重量%-99重量%的環(huán)氧乙烷單元和1重量%-65重量%的環(huán)氧丙烷單元,更優(yōu)選35重量%-55重量%的環(huán)氧乙烷單元和45重量%-65重量%的環(huán)氧丙烷單元的那些。此外,特別優(yōu)選由環(huán)氧乙烷單元和環(huán)氧丙烷單元形成的且具有1%-75%,特別是50%-75%的伯羥端基的聚醚多元醇。組分C)中的含有環(huán)氧乙烷單元的聚醚多元醇C1)中的至少之一優(yōu)選是選自下組的一種或多種組分:聚(乙二醇)、環(huán)氧乙烷單元與1,2-環(huán)氧丙烷單元的共聚物、環(huán)氧乙烷單元與1,3-環(huán)氧丙烷單元的共聚物、環(huán)氧乙烷單元與1,3-環(huán)氧丙烷單元和1,2-環(huán)氧丙烷單元的共聚物。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中,由環(huán)氧乙烷單元和環(huán)氧丙烷單元形成的聚醚多元醇C1)不是嵌段共聚物的形式。由環(huán)氧乙烷單元和環(huán)氧丙烷單元形成的聚醚多元醇C1)可以單獨(dú)使用,也可以以彼此的混合物形式使用,也可以以與一種或多種優(yōu)選脂族的聚醚多元醇的混合物形式使用,該優(yōu)選脂族的聚醚多元醇優(yōu)選選自聚(乙二醇)、聚(1,2-丙二醇)和聚(1,3-丙二醇)。此外,也可以使用聚(乙二醇)與一種或多種優(yōu)選脂族的聚醚多元醇的混合物,該優(yōu)選脂族的聚醚多元醇優(yōu)選選自聚(1,2-丙二醇)和聚(1,3-丙二醇)。

組分C)優(yōu)選是選自下組的組分混合物:聚(乙二醇)與聚(1,2-丙二醇)、聚(乙二醇)與聚(1,3-丙二醇)、聚(乙二醇)與聚(1,3-丙二醇)和聚(1,2-丙二醇)、聚(乙二醇)與由環(huán)氧乙烷單元和環(huán)氧丙烷單元形成的多元醇、聚(1,2-丙二醇)與環(huán)氧乙烷單元和環(huán)氧丙烷單元形成的多元醇、聚(1,3-丙二醇)與由環(huán)氧乙烷單元和環(huán)氧丙烷單元形成的多元醇、聚(乙二醇)與聚(1,2-丙二醇)和由環(huán)氧乙烷單元和環(huán)氧丙烷單元形成的多元醇、聚(乙二醇)與聚(1,3-丙二醇)和由環(huán)氧乙烷單元和環(huán)氧丙烷單元形成的多元醇、聚(乙二醇)與聚(1,3-丙二醇)和聚(1,2-丙二醇)和由環(huán)氧乙烷單元和環(huán)氧丙烷單元形成的多元醇。

含有前述段落中描述的組分C)的TPU具有非常好的水蒸氣透過性,同時(shí)具有極低的溶脹,并且另外具有足夠好的機(jī)械性能。

合適的脂族聚酯多元醇D)可以例如由具有2-12個(gè)碳原子,優(yōu)選4-6個(gè)碳原子的二羧酸和多元醇制備??捎玫亩人岬膶?shí)例包括:脂族二羧酸,如琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸。所述二羧酸可以單獨(dú)使用或作為混合物使用,例如以琥珀酸、戊二酸和己二酸的混合物的形式。為了制備聚酯多元醇,任選地可有利地使用相應(yīng)的二羧酸衍生物如醇基團(tuán)中具有1-4個(gè)碳原子的羧酸二酯、羧酸酐或羧酰氯代替所述二羧酸。多元醇的實(shí)例是具有2-10個(gè),優(yōu)選2-6個(gè)碳原子的二醇,如乙二醇、二乙二醇、丁-1,4-二醇、戊-1,5-二醇、己-1,6-二醇、癸-1,10-二醇、2,2-二甲基丙-1,3-二醇、丙-1,3-二醇和二丙二醇。根據(jù)所需的性能,所述多元醇可以單獨(dú)使用或任選地以彼此的混合物使用。還合適的是碳酸與所提及的二醇,尤其是具有4-6個(gè)碳原子的那些,如丁-1,4-二醇或己-1,6-二醇的酯,羥基羧酸例如羥基己酸的縮合產(chǎn)物,和內(nèi)酯例如任選地取代的己內(nèi)酯的聚合產(chǎn)物。優(yōu)選使用的聚酯多元醇是聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁-1,4-二醇酯、聚己二酸乙二醇-丁-1,4-二醇酯、聚己二酸己-1,6-二醇新戊二醇酯、聚己二酸己-1,6-二醇-丁-1,4-二醇酯和聚己內(nèi)酯。所述聚酯多元醇具有500-5000g/mol的數(shù)均分子量并可以單獨(dú)使用或以彼此的混合物的形式使用。所述脂族聚酯多元醇以基于C)和D)的總量計(jì)10重量%-85重量%的量,優(yōu)選10重量%-55重量%的量使用。

一方面擴(kuò)鏈劑B)與另一方面多元醇C)和D)的總和之間的摩爾比優(yōu)選為0.68:1-2.95:1。

用于TPU制備的合適的催化劑E)可以是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的常規(guī)叔胺,例如三乙胺、二甲基環(huán)己胺、N-甲基嗎啉、N,N'-二甲基哌嗪、2-(二甲基氨基-乙氧基)乙醇、二氮雜雙環(huán)(2.2.2)辛烷,和優(yōu)選地有機(jī)金屬化合物,例如鈦酸酯、鐵化合物、錫化合物,例如二乙酸錫、二辛酸錫、二月桂酸錫或脂族羧酸的二烷基錫鹽,例如二乙酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫。特別優(yōu)選的催化劑是有機(jī)金屬化合物,尤其是鈦酸酯、鐵化合物或錫化合物。

除了TPU組分和催化劑之外,也可以加入其它助劑和/或添加劑F)。實(shí)例包括硅酮化合物、防粘劑、抑制劑、抗水解、光、熱和變色的穩(wěn)定劑、阻燃劑、染料、顏料、無機(jī)或有機(jī)填料和增強(qiáng)劑。增強(qiáng)劑尤其是纖維狀增強(qiáng)材料,如無機(jī)纖維,其根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制備并且也可以上漿。所提及的助劑和添加劑的進(jìn)一步細(xì)節(jié)可以在專業(yè)文獻(xiàn)中找到,例如J.H. Saunders,K.C. Frisch:“High Polymers”,第XVI卷,Polyurethane,第1和第2部分, Interscience Publishers 1962和1964,R. G?chter,H. Müller (編者):Taschenbuch der Kunststoff-Additive,第3版,Hanser Verlag, München 1989,或DE-A 29 01 774。

還適合引入的是商業(yè)常見的增塑劑,如磷酸酯、己二酸酯、癸二酸酯和烷基磺酸酯。

同樣也可以使用少量的常規(guī)單官能化合物,例如作為鏈終止劑或脫模助劑。實(shí)例包括醇如辛醇、和硬脂醇、或胺如丁胺、和硬脂胺。

為了制備層(ii)中的TPU,可以任選地在催化劑、助劑和添加劑存在下使構(gòu)造組分以這樣的量反應(yīng),以使得NCO基團(tuán)與NCO反應(yīng)性基團(tuán),尤其是低分子量二醇/三醇和多元醇的OH基團(tuán)的總和的當(dāng)量比為0.9:1.0-1.2:1.0,優(yōu)選0.95:1.0-1.10:1.0。

使用的復(fù)合部件的一個(gè)或多個(gè)另外的水蒸氣可透過層(i)優(yōu)選是由紡織物、無紡布、除了熱塑性聚氨酯之外的熱塑性聚合物,例如聚乙烯、聚丙烯、氟化聚烯烴、聚酯和聚酰胺、紙或紙板或金屬網(wǎng)制成的層。水蒸氣可透過層應(yīng)當(dāng)理解為是指具有機(jī)械產(chǎn)生的孔且水蒸氣可以透過該孔的層以及本身呈水蒸氣透過性的層。特別優(yōu)選使用無紡布或紡織物。層(i)可以設(shè)置在由TPU制成的層(ii)的一側(cè)或兩側(cè)上。

用于層(ii)的TPU可以以所謂的擠出機(jī)法,例如在多軸擠出機(jī)中連續(xù)地生產(chǎn)??梢酝瑫r(shí)地,即以一步法,或相繼地,即通過預(yù)聚物法,計(jì)量加入所述TPU組分A)、B)、C)和D)。所述預(yù)聚物可以最初分批式加入,也可以在擠出機(jī)的一部分中或在單獨(dú)的上游預(yù)聚物裝置中連續(xù)地制備。

由使用的基于聚醚多元醇和聚酯多元醇的TPU,可以由熔體制備薄膜和薄層以及具有高均勻性的涂層作為層(ii)。根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合部件可以用作屋頂襯墊和立面襯墊。

應(yīng)通過下面的實(shí)施例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。

實(shí)施例

TPU制備

最初向反應(yīng)容器中裝入溫度為200℃的各自的多元醇,其中各自基于所有原料的總重量計(jì)溶解有0.1重量%-0.36重量%的碳二亞胺ILF (Bayer MaterialScience AG, Leverkusen,DE),0.1重量%-0.88重量%的Irganox? 1010 (制造商:BASF SE,Ludwigshafen,DE),任選的0.03重量%-0.09重量%的Irgafos? PEPQ (BASF SE,Ludwigshafen,DE),0重量%-0.01重量%的KL3-2049 (熱穩(wěn)定劑;Bayer MaterialScience AG,Leverkusen,DE)和0.8重量%-0.83重量%的Licolub? FA6 (制造商:Clariant,Gersthofen,DE)或Loxamid? 3324 (Cognis Oleochemicals GmbH ,Düsseldorf,DE)。然后在攪拌下加入丁-1,4-二醇(BDO)和己-1,6-二醇(HDO)、以使指數(shù)為0.995的量的60℃溫?zé)岬亩交淄?,4'-二異氰酸酯(MDI)、和作為催化劑的10-14ppm的乙酰丙酮鈦,并將整個(gè)反應(yīng)混合物劇烈攪拌10至25秒之久。隨后,將粘性的反應(yīng)混合物澆注在涂覆的金屬板上,并在80℃下進(jìn)一步熱處理(nachgetempert)30分鐘。將得到的澆注板切割并造粒。

使用的原料:

多元醇A 聚醚L5050 (OH值:55.9-57.2 mg KOH/g,以1,2-丙二醇起始的雙官能聚醚,其由環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷形成并具有環(huán)氧乙烷封端(大約10重量%),其環(huán)氧乙烷含量為大約50重量%并具有60%-70%伯羥端基);Bayer MaterialScience AG, Leverkusen,DE

多元醇B Acclaim? Polyol 2200 N (OH值:56.1 mg KOH/g,聚(1,2-丙二醇));Bayer MaterialScience AG,Leverkusen,DE

多元醇C 聚醚PW56 (OH值:56.7 mg KOH/g,聚(乙二醇));Bayer MaterialScience AG,Leverkusen,DE

多元醇D 聚酯PE 225B (OH值:50-50.9 mg KOH/g,聚(己二酸1,4-丁二醇酯));Bayer MaterialScience AG,Leverkusen,DE

多元醇E 聚酯PE 90B (OH值:117.7-120.7 mg KOH/g,聚(己二酸1,4-丁二醇酯));Bayer MaterialScience AG,Leverkusen,DE

多元醇F Desmophen? 2002H (OH值:54.7-57.6 mg KOH/g,聚(己二酸乙二醇酯-共-己二酸丁-1,4-二醇酯));Bayer MaterialScience AG,Leverkusen,DE

MDI Desmodur? 44 M (二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯);Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE

BDO 丁-1,4-二醇;BASF SE,Ludwigshafen,DE

HDO 己-1,6-二醇;Lanxess,Uerdingen,DE。

表 1: TPU的制備

*對(duì)比例。

表 2: 制備的TPU的添加劑和催化劑含量

*對(duì)比例。

TPU薄膜制備

將TPU粒料1-27各自在單軸擠出機(jī)(Brabender公司的單軸擠出機(jī)30/25D Plasticorder PL 2100-6 )中熔融(計(jì)量速率大約3kg/h;185-225℃),并且在每種情況下通過狹縫模頭擠出得到扁平薄膜。

通過測量使用的TPU薄膜的WDD測量所述復(fù)合部件的水蒸氣透過性(WDD)

基于DIN 53122測定所制備的薄膜的水蒸氣透過性(WDD)。為此,將所述薄膜拉伸并固定在50ml或100ml的容器上(直徑46.5mm)。向所述容器中預(yù)先裝入40g在130℃下加熱12小時(shí)的硅膠粒料(直徑1-3mm,帶有指示劑)。為了所述測量,在干燥器中在飽和氯化鉀水溶液上方(空氣濕度大約85%)和在室溫下調(diào)理所述容器。每隔2小時(shí),測定重量,直到重量增加恒定(6-8小時(shí))。在WDD值的比較中應(yīng)當(dāng)注意,由于在不同天的測量之間的溫度差,僅可以相互比較在同一干燥器中同時(shí)一起測試的樣品的結(jié)果。

測定TPU薄膜的溶脹

為了測定溶脹的強(qiáng)度,將水滴施加到扁平薄膜上,在10分鐘的作用時(shí)間后用吸收布再次小心地除去該水滴。然后檢查水滴之前存在的位點(diǎn),所述扁平薄膜是否已從基底上突出(顯著溶脹)或沒有突出(沒有溶脹或低溶脹)。

制備用于測量使用的TPU的機(jī)械性能的TPU注塑板

將TPU粒料在Arburg公司的Allrounder 470S 1000-290注塑機(jī)(30mm螺桿)中熔融并成型為S1棒(物料溫度大約220℃,模具溫度:25℃,棒尺寸:115×25/6×2mm)。

機(jī)械性能的測量

通過在S1棒上根據(jù)DIN 53504的拉伸試驗(yàn)中的測量,測定抗斷強(qiáng)度和斷裂伸長率。

由此制備的TPU薄膜或S1棒的最重要的性能報(bào)告在表3和4中。

表 3: 水蒸氣透過性(WDD)和TPU薄膜的溶脹

* 對(duì)比例;KV = 擴(kuò)鏈劑。

本發(fā)明的實(shí)施例顯示了良好的水蒸氣透過性,同時(shí)具有低的溶脹(見表3)。

表 4: 溶脹、抗斷強(qiáng)度和斷裂伸長率

*對(duì)比例。

本發(fā)明的TPU的溶脹低,同時(shí)具有足夠的抗斷強(qiáng)度和斷裂伸長率(見表4)。

根據(jù)本發(fā)明使用的基于相對(duì)廉價(jià)且具有足夠反應(yīng)性的聚醚多元醇的TU薄膜表現(xiàn)出良好的水蒸氣透過性和足夠的機(jī)械性能,同時(shí)具有低的溶脹,從而因此可以提供具有相應(yīng)性能的扁平復(fù)合部件。

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