催化劑,例如辛酸錫、二辛酸二丁錫、二月桂酸二丁錫等。這類催化劑 的量通常為小的,例如基于形成聚氨酯的單體的總重量為約20至約200份每百萬份(ppm)。
[0050] 本發(fā)明TPU聚合物可通過本領(lǐng)域和文獻(xiàn)中熟知的任一種常規(guī)聚合方法制備。
[0051] 在一些實(shí)施方案中,本發(fā)明聚氨酯借助"一步法"制備,其中將所有組分一起同時(shí) 或者基本同時(shí)加入熱擠出機(jī)中并反應(yīng)以形成聚氨酯。二異氰酸酯與羥基封端中間體和二醇 增鏈劑的總當(dāng)量的當(dāng)量比通常為約〇. 95至約1. 10,理想地約0. 97至約1. 03,優(yōu)選約0. 97 至約1. 00。在一些實(shí)施方案中,形成的TPU的肖氏A硬度通常為小于80A、85A或者甚至 95A。使用氨基甲酸酯催化劑的反應(yīng)溫度可以為約175°C至約245°C或者甚至約180°C至約 220。。。
[0052] 在一些實(shí)施方案中,TPU組合物進(jìn)一步包含組分(b),第二TPU。如同組分(a)的 TPU,該第二TPU包含以下組分的反應(yīng)產(chǎn)物:(i) 一種或多種多元醇、(ii) 一種或多種二異氰 酸酯、(iii) 一種或多種增鏈劑和(iv)任選一種或多種交聯(lián)劑。然而,當(dāng)存在時(shí),組分(b) 的TPU(第二TPU)當(dāng)然必須以一定方式與組分(a)的TPU不同。用于制備第二TPU的一種 組分,或者所用反應(yīng)的比等可以是不同的。
[0053] 在一些實(shí)施方案中,TPU組合物進(jìn)一步包含組分(c)NCO封端預(yù)聚物。這些材料的 合適實(shí)例包括上述預(yù)聚物交聯(lián)劑。此處的區(qū)別是關(guān)于相對(duì)于組分的反應(yīng)的添加點(diǎn)。當(dāng)任選 交聯(lián)劑存在于組分(a)和/或組分(b)中時(shí),它在形成TPU時(shí)與多元醇、二異氰酸酯和增鏈 劑反應(yīng)。如果NC0封端預(yù)聚物作為組分(c)存在,則它與已由多元醇、二異氰酸酯和增鏈劑 的反應(yīng)形成的TPU反應(yīng)。
[0054] 在一些實(shí)施方案中,TPU組合物進(jìn)一步包含組分(b),上述第二TPU,和組分(c),上 述NC0封端預(yù)聚物。
[0055] 在所述實(shí)施方案中的任一個(gè)中,可通過任何常規(guī)方法,包括擠出,在其中存在組分 (C)的實(shí)施方案中,反應(yīng)性擠出而將組分混合。
[0056] 本發(fā)明官能改性劑包含氨基二醇和布朗斯臺(tái)德酸的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0057] 用于本發(fā)明中的官能改性劑為鹽,其為氨基二醇和布朗斯臺(tái)德酸如膦酸、次膦酸、 磺酸或酸式磷酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0058] 用于形成官能改性劑的氨基二醇的實(shí)例包括:N-甲基二乙醇胺(MDEA)、3_二乙基 氨基-1,2-丙二醇(DEAPD)、2_氨基-2-甲基-1,3-丙二醇(AMPD)、N-(正丁基)二乙醇胺 (BDEA)、N-(叔丁基)二乙醇胺(TBDEA)、N-苯基二乙醇胺(PDEA)、以商品名FYROL6出售 的N-N-雙(2-羥乙基)氨基甲基膦酸二乙酯及其任何組合。其它氨基二醇包括:N-乙基 二乙醇胺;N-丙基二乙醇胺;N-異丙基二乙醇胺;氨基丙基二乙醇胺;3-氨基-1,2-丙二 醇;3-二甲基氨基-1,2-丙二醇;3-二丙基氨基-1,2-丙二醇;3-二異丙基氨基-1,2-丙 二醇;2_氛基_1,3_丙二醇;2_氛基_2_乙基_1,3_丙二醇;N,N' -雙(2_輕乙基)乙二 胺;3_吡略燒-1, 2-丙二醇;二乙醇胺;二異丙醇胺;3-哌啶-1, 2-丙二醇;4, 4' -二亞甲基 雙(1-哌啶乙醇);1,4_雙(2-羥乙基)哌嗪;3-嗎啉-1,2-丙二醇;雙(2-羥乙基)十八 胺;其它乙氧基化脂肪胺和丙氧基化脂肪胺及其任何組合。在一些實(shí)施方案中,氨基二醇為 MDEA〇
[0059] 有用的布朗斯臺(tái)德酸包括膦酸、次膦酸、磺酸和酸式磷酸酯。膦酸的實(shí)例包括但 不限于:甲基膦酸;乙基膦酸;丙基膦酸;丁基膦酸;叔丁基膦酸;亞甲基二膦酸;2-氯乙基 膦酸;苯基膦酸;膦基乙酸;和膦基丙酸及其任何組合。次膦酸的說明性實(shí)例包括:苯基次 膦酸;聯(lián)苯基次膦酸;二甲基次膦酸;和雙(4-甲氧基苯基)次膦酸。待使用的可能磺酸包 括:甲烷磺酸;乙烷磺酸;丙烷磺酸;磺基乙酸;磺基琥珀酸;苯磺酸;4-乙基苯磺酸;4-羥 基苯磺酸;4-氯苯磺酸;對(duì)甲苯磺酸;4-磺基鄰苯二甲酸;1-萘磺酸;2-萘磺酸;3-磺基 苯甲酸;4-磺基苯甲酸;和5-磺基間苯二甲酸。酸式磷酸酯為酸酯的混合物,優(yōu)選二酯和 單酯的等摩爾混合物。酸式磷酸酯的實(shí)例包括芳族和脂族酸式磷酸酯。實(shí)例包括戊基酸 式磷酸酯(AAP)、2-乙基己基酸式磷酸酯(EHAP)、甲基酸式磷酸酯(MAP)、乙基酸式磷酸酯 (EAP)、聚氧化乙烯壬基苯基醚磷酸酯(例如Rh〇dafac?耶610)、支化醇乙氧基化基磷 酸酯(例如Rhodafae?RS610)及其任何組合。有機(jī)酸式磷酸酯的其它實(shí)例包括:2-氯 乙基酸式磷酸酯;正丁基酸式磷酸酯;丁氧基乙基酸式磷酸酯;乙二醇酸式磷酸酯;2-羥乙 基甲基丙烯酸酯酸式磷酸酯;異辛基酸式磷酸酯;辛基酸式磷酸酯;硬脂基酸式磷酸酯;正 丙基酸式磷酸酯;正己基酸式磷酸酯;十三烷基酸式磷酸酯;月桂基酸式磷酸酯;鯨蠟基酸 式磷酸酯;油基酸式磷酸酯;苯基酸式磷酸酯;辛基苯基酸式磷酸酯;和氟化磷酸酯混合物 如Zonyl?UR,及其任何組合。酸式磷酸酯為布朗斯臺(tái)德酸的最優(yōu)選類型。在一些實(shí)施方 案中,酸式磷酸酯包括Rhodafae?RE610。
[0060] 官能改性劑通過使氨基二醇與布朗斯臺(tái)德酸化合物反應(yīng)而制備。該合成可以純或 者在溶液中進(jìn)行。在純反應(yīng)中,可將反應(yīng)物一起裝入反應(yīng)容器中。觀察放熱。在溶液反應(yīng) 中,優(yōu)選反應(yīng)物的逐滴加入。在這些合成中得到的官能改性劑從在室溫下的結(jié)晶固體至粘 性可傾倒液體變化。作為選擇,官能改性劑可通過將氨基二醇和布朗斯臺(tái)德酸化合物加入 增鏈劑和/或多元醇中而制備。用于官能改性劑合成中的化學(xué)計(jì)量取決于布朗斯臺(tái)德酸化 合物的性質(zhì)。對(duì)于一元酸,通常使用等摩爾量的氨基二醇。對(duì)于二元酸,所用氨基二醇的量 可相當(dāng)于酸的第一當(dāng)量點(diǎn)或第二當(dāng)量點(diǎn)。如果需要的話,輕微過量的氨基二醇可用于一些 體系中。
[0061] 在一些實(shí)施方案中,布朗斯臺(tái)德酸包括至少一種羧酸、膦酸、次膦酸、磺酸、酸式磷 酸酯或其組合。在一些實(shí)施方案中,布朗斯臺(tái)德酸包括酸式磷酸酯和由其產(chǎn)生的胺鹽。有 用的布朗斯臺(tái)德酸包括聚氧化烯烷基醚磷酸酯。在一些實(shí)施方案中,氨基二醇包括N-甲基 二乙醇胺(MDEA)。
[0062] 用于制備本發(fā)明纖維的TPU和/或TPU組合物還可包含一種或多種添加劑。這類 任選添加劑不過度受限。有用的添加劑可以以合適的量使用且包括遮光顏料、著色劑、礦物 填料、穩(wěn)定劑、潤滑劑、UV吸收劑、加工助劑、水解穩(wěn)定劑以及根據(jù)需要,其它添加劑。有用 的遮光顏料包括二氧化鈦、氧化鋅和鈦酸黃,而有用的上色顏料包括炭黑、黃色氧化物、棕 色氧化物、未加工和焙燒黃土或棕土、氧化鉻綠、鎘顏料、鉻顏料,以及其它混合金屬氧化物 和有機(jī)顏料。有用的填料包括硅藻土(superfloss)、二氧化硅、滑石、云母、硅灰石、硫酸鋇 和碳酸鈣。如果需要的話,可使用有用的穩(wěn)定劑如抗氧化劑,包括苯酚抗氧化劑,而有用的 光穩(wěn)定劑包括有機(jī)磷酸酯和有機(jī)錫硫醇鹽(硫醇鹽)。有用的潤滑劑包括金屬硬脂酸鹽、石 蠟油和酰胺蠟。有用的UV吸收劑包括2-(2'_羥基苯酚)苯并三唑和2-羥基苯甲酮。水 解穩(wěn)定劑的實(shí)例包括碳化二亞胺。增塑添加劑也可有利地用于降低硬度而不影響性能。
[0063] 用于制備本發(fā)明纖維的TPU和/或TPU組合物還可包含一種或多種其它TPU和/ 或其它聚合物作為混合組分,使得所得纖維由所述TPU與一種或多種聚合物,包括一種或 多種不同于上述TPU的TPU的混合物制備。
[0064] 在一些實(shí)施方案中,該混合組分不存在于由基本不含,或者甚至完全不含任何其 它聚合物組分和/或其它TPU組分的所述TPU組合物制備的本發(fā)明纖維中。
[0065] 在一些實(shí)施方案中,在形成TPU的反應(yīng)完成以后,但在將TPU制成纖維以前,組 分(a)的TPU具有約 20, 000 至約 1,500, 000,或者 40, 000-600, 000、50, 000-500, 000、 100, 000-400, 000或者200, 000-350, 000的重均分子量。當(dāng)存在時(shí),在將TPU制成纖維以前, 組分(b)的TPU可具有約 20, 000 至約 1,500, 000,或者 40, 000-600, 000、50, 000-500, 000、 100, 000-400, 000,或者 200, 000-350, 000 的重均分子量。
[0066] 本發(fā)明纖維可通過包括以下步驟的方法制備:(I)制備任何上述TPU組合物;和 (II)由所述TPU組合物制備纖維。
[0067] 在一些實(shí)施方案中,本發(fā)明纖維為單絲纖維。這些單絲纖維可具有大約10至 10, 000或者甚至2, 000丹尼爾的直徑。單絲纖維可具有10、20、30或甚至40丹尼爾的直徑 至10, 000、2, 000、950或甚至360丹尼爾的直徑。
[0068] 在一些實(shí)施方案中,本發(fā)明纖維為復(fù)絲纖維。復(fù)絲的各個(gè)纖維各自可具有30-350 或40-300丹尼爾的直徑。更重要的是總復(fù)絲纖維本身可具有40-300,或者30、40、50、80、 150或者甚至180至350、300、180或者甚至150的直徑。這些復(fù)絲纖維的絲數(shù)可以為2-200, 或者2、5、10、15或者甚至17至200、120、100、80或者甚至50個(gè)絲。
[0069] 在這些實(shí)施方案中的任一個(gè)中,纖維的重均分子量可以為至少400,000。在一 些實(shí)施方案,例如其中在制備TPU中不使用交聯(lián)劑的實(shí)施方案中,纖維的重均分子量為至 少20,000、40,000、50,000、100,000,或者甚至200,000。在一些實(shí)施方案,例如在制備 TPU中不使用交聯(lián)劑的實(shí)施方案中,纖維的重均分子量為至少300, 000、350, 000,或者甚至 400,000。在一些實(shí)施方案,例如在制備TPU中不使用交聯(lián)劑的實(shí)施方案中,纖維的重均分