輪胎的彈性體中的天然油多元醇制造技術

公開了具有活性NCO基團的預聚物。該預聚物是至少一種多異氰酸酯和多元醇組分的反應產物，所述多元醇組分包括至少一種二聚脂肪衍生物二醇或二胺，即包括至少一種二聚脂肪酸的衍生物的基于天然油的多元醇或多胺。也公開了得自預聚物的聚氨酯和聚脲彈性體。也公開了制造聚氨酯或聚脲胎面輪胎。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于聚氨酯和聚脲彈性體中的預聚物組合物，其中多元醇至少部分源自種子油，并且涉及這樣的組合物在建造越野輪胎的聚氨酯胎面中的用途。商業用途中的大多數聚氨酯彈性體組合物主要基于烴原料的多元醇。因此，由這些組合物制得的制品的成本隨著油價的增加而增加。因此，期望使用除了石油原料以外的起始物質。存在多種源自種子油的羥基封端的多元醇。但是，使用這些基于種子油的多元醇配制的聚氨酯彈性體很少滿足或超過常規聚氨酯預聚物組合物的性能，并因此不適用于特別是較為苛求的應用例如工業輪、輥、輪胎(側壁或胎面)等。期望這樣的多元醇在聚氨酯彈性體的工程性質中的至少一種，例如耐磨性、撕裂強度、耐割傷/刺穿性、動態性能和機械強度方面能夠滿足或超過相當的基于石油的多元醇的性能。特別期望達到足以用于應用例如輪胎或輪中的這些性質。
技術實現思路
一方面，本專利技術是一種預聚物，該預聚物是至少一種多異氰酸酯和多元醇組分的反應產物，所述多元醇組分包括至少一種二聚脂肪衍生物二醇，即包括至少一種二聚脂肪酸的衍生物的基于天然油的多元醇。第二方面，本專利技術包括由包含至少一種預聚物的組合物形成的聚氨酯或聚脲，該預聚物是至少一種多異氰酸酯和多元醇組分的反應產物，所述多元醇組分包括至少一種二聚脂肪衍生物二醇，即包括至少一種二聚脂肪酸的衍生物的基于天然油的多元醇。聚氨酯或聚脲優選為彈性體并且獨立地優選地具有至少一種工程性質，例如耐磨性、撕裂強度、耐割傷/刺穿性、動態性能和機械強度，并且其至少等于由相同組合物、使用相同方法、所不同的是將所述基于天然油的多元醇替換為具有基本上相同分子量和官能度的常規聚醚或聚酯多元醇所形成的聚氨酯或聚脲的這些性質。而且，本專利技術包括含有至少一種本專利技術的聚氨酯或聚脲彈性體的制品，特別是其中制品是以下的至少一種側壁，輪胎胎面，輪胎，輪，輥，汽車體部件，玩具，機械部件，或絕緣體。具體實施例方式術語的定義術語“耐磨性”是指根據ASTM D5963 B的規程確定的耐磨性。術語“撕裂強度”是指根據ASTM D470或D6M，Die C的規程確定的耐撕裂性。術語“動態性能”是指當材料以給定頻率經受重復變形時的承載能力和彈性體中的熱量積累，通過動態力學分析(DMA)以IOHZ的頻率和2V /min的溫度增量確定。術語“拉伸強度”和“伸長率”是指根據ASTM D412的規程確定的在張力下的耐變形性。術語硬度是指根據ASTM D2240的規程測得的彈性模量的經驗性測試。“玻璃化轉變溫度”(Tg)是對應于動態力學分析(DMA)測量中tan Δ曲線的峰值的溫度點。對應于tanA曲線的峰值的溫度稱為測試樣品的玻璃化轉變溫度(Tg)。本申請使用的術語“彈性體”是指根據ASTM D-412和/或D-882的規程測量的斷裂拉伸伸長率為下述值的聚合物有利地為至少約80%，優選為至少約120%，更優選為至少約240 %，最優選為至少約360 %并且優選為至多約2000 %，更優選為至多約1000 %，并且在一些實施方式中，最優選為至多約800 %。本申請使用的用于不是呈泡沫體形式的聚合物的術語“伸長率”是指指定材料可以拉伸(延長)而不會斷裂的百分比，其根據ASTM D412的規程測試。術語聚氨酯用來表示在重復單元之間主要包含氨基甲酸酯連接基的結構的聚合物。這樣的連接基通過有機異氰酸酯基團R-[--NC0]和有機羥基基團[H0--]-R之間的加成反應形成。為形成聚合物，有機異氰酸酯和含羥基基團的化合物必須至少是二官能的。然而，根據現在的理解，術語聚氨酯不限于僅含有氨基甲酸酯連接基的那些聚合物，而是包括含有少量脲基甲酸酯、縮二脲、碳化二亞胺7惡唑啉基、異氰脲酸酯、尿丁啶二酮(uretidinedione)、脲、和除氨基甲酸酯之外的其它連接基的聚合物。得到這些類型連接基的異氰酸酯的反應總結于以下文獻“P0LYURETHANE HANDBOOK,Gunter 0ertel，Ed.， Hanser Publishers,Munich, RTM. 1985，第 2 章，第 7-41 頁；和“POLYURETHANES =CHEMISTRY AND TECHNOLOGY”，J. H. Saunders和 K. C. Frisch，Interscience Publishers, New York, 1963，第 III 章，第 63-118 頁。術語聚脲用來表示一種聚合物，其結構為在重復單元之間包含至少一個脲連接基。這樣的連接基通過有機異氰酸酯基團R-[--NC0]和有機胺基團[H2N--]-R之間的加成反應形成。為形成聚合物，有機異氰酸酯和含胺基團的化合物必須至少是二官能的。但是，根據現在的理解，術語聚脲不限于僅含有脲連接基的那些聚合物，而是包括含有少量脲基甲酸酯、縮二脲、碳化二亞胺、噙唑啉基、異氰脲酸酯、尿丁啶二酮 (uretidinedione)、脲、和除氨基甲酸酯之外的其它連接基的聚合物。術語“預聚物”用來表示包含至少兩個反應性官能團的多異氰酸酯與平均官能度大于1.8的異氰酸酯反應性組分反應的反應產物。在本專利技術的實踐中，預聚物優選地包含剩余的反應性異氰酸酯基團。獨立地，其優選為至少一種多異氰酸酯和至少一種多元醇或多胺的反應產物。本申請使用的術語“軟鏈段”是指來自平均分子量為至少約350的多元醇或多胺的聚氨酯和聚脲的部分。觀察到這些鏈段使得聚合物能夠變形，而同時保持聚合物的內聚力并增加極限伸長率。軟鏈段的含量通過計算平均分子量為至少350的多元醇或多胺的重量與總聚合物重量的比率而估計。真實軟相通常低于該比率，因為可能與硬相發生的相混合。這種相混合在較低的多元醇和多胺分子量和較高的多元醇和多胺官能度時較易發生。本申請使用的術語“硬鏈段”是指增鏈劑和二異氰酸酯或多異氰酸酯之間形成的聚氨酯或聚脲的部分。觀察到硬鏈段提供耐變形性，由此增加聚合物模量和極限強度。硬鏈段的含量通過計算二異氰酸酯或多異氰酸酯和增鏈劑的重量與總聚合物重量的比率而估計。本申請使用的術語“二聚脂肪酸”是指產物，所述產物具有一種或多種單不飽和或多不飽和脂肪酸的二聚產物作為其主要成分。二聚脂肪酸是聚合物領域中熟知的。它們通常作為混合物存在。例如，二聚脂肪酸通常包含一定百分比的三聚脂肪酸和較小百分比的單官能的脂肪酸。適用于本專利技術目的的二聚脂肪酸是包含約0至約20摩爾％的三聚脂肪酸的那些。GB-2203425-A涉及二聚的脂肪酸并且描述使用這樣的二聚的脂肪酸形成聚酯。 根據GB-2203425-A的教導制備的聚酯是均聚聚酯或無規共聚酯。本申請使用的術語“二聚脂肪酸二醇”，“二聚脂肪二醇”或“二聚二醇”是指由至少一種二聚脂肪酸或其衍生物、優選為由該酸或酯或其組合制備的二醇。本申請使用的術語“二聚脂肪酸衍生的二醇”，“二聚脂肪衍生物二醇”，“衍生物脂肪二醇”或“衍生物二醇”是指由至少一種二聚脂肪酸或其衍生物、優選為由二聚脂肪酸或其酯、由二聚脂肪酸二醇或其組合制備的二醇。因此，術語二聚脂肪酸衍生物二醇也包括二聚脂肪酸二醇，否則會另外指出。術語“引發劑”用于表示包含至少一個“活性氫基團”的化合物，所述至少一個“活性氫基團”即至少一個官能團，其在原子例如氧、硫或氮上含有具有足以與環氧烷烴或羧酸反應的活性的氫原子。引發本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2009.03.24 US 61/162,9021.一種具有活性NCO基團的預聚物，該預聚物為至少一種多異氰酸酯和多元醇組分的反應產物，所述多元醇組分包括至少一種二聚脂肪衍生物二醇，即包括至少一種二聚脂肪酸的衍生物的基于天然油的多元醇。2.權利要求1的預聚物，其中所述二聚脂肪衍生物二醇是二聚脂肪酸衍生物聚酯二3.由包含至少一種預聚物的組合物形成的聚氨酯或聚脲，所述預聚物為至少一種多異氰酸酯和多元醇組分的反應產物，所述多元醇組分包括至少一種二聚脂肪衍生物二醇，即包括至少一種二聚脂肪酸的衍生物的基于天然油的多元醇。4.權利要求3的聚氨酯或聚脲，其中所述聚氨酯或聚脲是彈性體。5.權利要求3的聚氨酯或聚脲，其中所述聚氨酯具有至少一種工程性質，例如耐磨性、 撕裂強度、耐割傷/刺穿性、動態性能和機械強度，其中所述性質至少等于由相同組合物、 使用相同方法、所不同的是將所述基于天然油的多元醇替換為具有基本上相同分子量和官能度的常規聚醚多元醇所形成的聚氨酯或聚脲的這些性質。6.包含至少一種權利要求3的聚氨酯或聚脲的制品。7.權利要求6的制品，其中所述制品是以下的至少一種側壁，輪胎胎面，輪胎，輪，輥， 汽車體部件，玩具，機械部件，或絕緣體。8.制造具有聚氨酯胎面的復合橡膠輪胎的方法，其中所述復合橡膠輪胎具有有外表面和聚氨酯胎面的橡膠胎體，所述方法包括以下步驟(a)處理所述橡膠胎體的外表面；(b)制備聚氨酯或聚脲預聚物；和(c)將所述預聚物與至少一種增鏈劑混合并將該混合物施用于所述橡膠胎體的處理過的外表面從而模塑聚氨酯胎面。9.權利要求8的方法，其中根據步驟(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝瑞，S沙，K弗吉斯，
申請(專利權)人：陶氏環球技術有限責任公司，
類型：發明
國別省市：