專利名稱：羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物的制作方法
羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物本發(fā)明涉及羥基官能化的聚氨酯預(yù)聚物，其在室溫時是固體，是可熔的，可溶于許 多溶劑中，所述羥基官能化的聚氨酯預(yù)聚物包括長鏈支化點，并且具有適合用于壓敏粘合 劑應(yīng)用的粘彈性。本發(fā)明還涉及所述羥基官能化的聚氨酯預(yù)聚物的用途。具有適合用于壓敏粘合劑應(yīng)用的粘彈性的物質(zhì)的特征是在機械變形下它們不但 顯示出粘滯流(viscous flow)，而且也顯示出彈性回復(fù)力(elasticresilience force)。這 兩作用在它們各自份額上彼此處于特定的比例，這不僅取決于所考慮的物質(zhì)的精確組成、 結(jié)構(gòu)和交聯(lián)度，而且還取決于變形的速率和持續(xù)時間以及溫度。為了獲得粘著力，粘滯流分量(component viscous flow)是必要的。僅僅粘性部 分(其通過具有相對高的移動性的大分子帶來)容許在待粘結(jié)的基板上良好的潤濕和良好 地流動。高粘滯流分量導(dǎo)致高的固有粘性(也稱為壓敏粘合性)，并且因此常常也導(dǎo)致高的 粘結(jié)強度。高度交聯(lián)的體系、結(jié)晶或者玻璃狀固化的聚合物不具有固有粘性，一般來說，這 是因為缺少可流動成分。為了獲得內(nèi)聚力，彈性回復(fù)力分量(component elastic resilience force)是必 要的。它們例如由具有高度的分子內(nèi)糾纏的非常長鏈大分子，也由物理或者化學(xué)交聯(lián)的大 分子帶來，并且可以傳播作用在粘性粘結(jié)上的力。彈性回復(fù)力是指粘性粘結(jié)能夠在相對長 的時期里，足夠地忍受以例如持續(xù)的剪切載荷的形式作用在其上的長期載荷。對于彈性和粘性分量的程度以及分量彼此的比例，更精確的描述和定量可使用參 數(shù)-可由動態(tài)力學(xué)分析(DMA)測得的-儲能模量(G')、損耗模量(G")以及G" /G'比 (其確定為損耗因子tanS (tanA))。G'是物質(zhì)的彈性分量的量度，G"是物質(zhì)的粘性分量 的量度。兩個參數(shù)都取決于變形頻率和溫度?？赏ㄟ^流變儀確定參數(shù)。例如，使在板/板排列中的分析的材料經(jīng)受正弦振蕩剪 切應(yīng)力。在剪切應(yīng)力受控的儀器的情況下，變形測量為時間的函數(shù)，而測量這種變形相對于 引入剪切應(yīng)力的時間流逝。這種時間流逝確定為是相角S。儲能模量G'如下限定G' = τ/γ · cos(5) (τ =剪切應(yīng)力，Y =變形，δ = 相角=剪切應(yīng)力向量和變形向量之間的相偏移)。損耗模量G"的定義=τ/γ · sin(S) (τ =剪切應(yīng)力，Y =變形，S =相角=剪切應(yīng)力向量和變形向量之間的相偏移)。當(dāng)在室溫在10°至IO1弧度/秒的頻率范圍中，理想地在KT1至IO2弧度/秒的頻 率范圍內(nèi)，G'位于IO3至106 的范圍內(nèi)，并且當(dāng)G"同樣位于這個范圍內(nèi)時，通常認為它在 物質(zhì)的粘彈性方面適合用于壓敏粘合劑(PSA)應(yīng)用。在該范圍內(nèi)(這個范圍在G'和G" 的矩陣圖(G'作為G"的函數(shù)的曲線)中也可根據(jù)粘彈性標準稱為用于PSA應(yīng)用的粘彈性 窗口，或者PSA窗口)，因此存在不同的區(qū)段和象限，其更接近地表征要從相關(guān)的物質(zhì)預(yù)期 的壓敏粘合劑性質(zhì)。例如，在該窗口內(nèi)具有高G"和低G'的物質(zhì)通常對于高粘結(jié)強度和低 剪切強度通常是顯著的，而具有高G"和高G'的物質(zhì)通常對于高粘結(jié)強度和高剪切強度 通常是顯著的。一般來說，涉及到流變性和壓敏粘合性之間的關(guān)系的發(fā)現(xiàn)是現(xiàn)有技術(shù)，并且描述 于例如“Satas，Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Third Edition，(1999)，pp. 153-203” 中。表征物質(zhì)的粘彈性的許多可供選擇的可能性之一是在拉伸應(yīng)變試驗中確定拉伸 應(yīng)變性質(zhì)和松弛性質(zhì)。在拉伸應(yīng)變試驗中，確定的參數(shù)包括拉伸強度和相關(guān)的應(yīng)變。松弛性 質(zhì)同樣地可在拉伸應(yīng)變試驗中確定。這通過在達到預(yù)定的應(yīng)變時測量應(yīng)力而完成。所述應(yīng) 力定義為，在測量長度內(nèi)相對于初始橫截面積，樣品體上的拉伸力。進一步保持這種應(yīng)變。 在某個時間之后，再次確定應(yīng)力。應(yīng)力的百分比降低就是松弛?？紤]膠帶或者另一類型的自粘合制品，適合于PSA應(yīng)用的粘彈性最初對于自粘合 制品的PSA層是重要的。但是，對于膠帶的其它層，適合用于PSA應(yīng)用的粘彈性也可能是重 要的。這是因為，膠帶的PSA性質(zhì)不僅受PSA層的粘彈性影響，也受其它層的相應(yīng)性質(zhì)以及 這些層的厚度影響。PSA應(yīng)用的粘彈性窗口的原理得到了拓展，可以說，拓展到了膠帶的所 有層。因此，適合用于PSA應(yīng)用的的具有粘彈性的層也可常常有利地用作載體層。即使對 于膠帶的功能層，適合用于PSA應(yīng)用的粘彈性也可能是有利的。功能層可為例如底漆層或 者具有特定的光學(xué)、電學(xué)或者導(dǎo)熱性質(zhì)的層，等。在連續(xù)涂覆操作中生產(chǎn)自粘合制品的方面，存在多種多樣的已知技術(shù)。根本上，可 在基于溶劑的和不含溶劑的技術(shù)之間存在區(qū)別。在基于溶劑的體系中，壓敏粘合性聚合物或者壓敏粘合性物質(zhì)的混合物常常在涂 覆之前在溶液中以未交聯(lián)的形式存在。在即將涂覆到載體或者輔助載體上之前，可混入化 學(xué)交聯(lián)劑。在已經(jīng)進行涂覆之后，以及在蒸發(fā)溶劑之后，該壓敏粘合性聚合物或者物質(zhì)混合 物以膜或者膜狀層的形式存在于所述載體或者輔助載體上，并且可卷繞，無論是否已經(jīng)進 行了交聯(lián)工藝都可。一般來說，交聯(lián)對于壓敏粘合性聚合物或者物質(zhì)混合物的固體特性沒 有顯著影響，對于卷繞能力而言這種固體特性是基本的先決條件?；谌軇┑募夹g(shù)具有根本缺點，它們不適合用于生產(chǎn)厚層，當(dāng)要以經(jīng)濟上可接受 的速度進行涂覆時尤其是不合適。即使在高于約100至150 μ m的層厚度，也由于蒸發(fā)溶劑 而存在增加的、可見的水泡，并且因此存在顯著的品質(zhì)減損，意味著不再能夠?qū)⒃搶涌紤]用 于膠帶中。在生產(chǎn)較薄的層的過程中，涂覆速度也顯著受到需要蒸發(fā)溶劑的限制。此外，基 于溶劑的涂覆操作由于需要回收或者焚燒溶劑而顯著提高了操作成本?？蓪⒉缓軇┑捏w系細分為反應(yīng)性體系(其在室溫時即使不添加溶劑也是液態(tài)、 漿狀(syrup-like)或糊狀(paste-like)的)，和熱熔性體系(其中所述壓敏粘合性聚合物 或者物質(zhì)混合物在室溫是固體，并且當(dāng)加熱時能夠熔化)。在室溫時是液態(tài)、漿狀或糊狀的反應(yīng)性體系的典型實例是熟知的兩組分聚氨酯、 環(huán)氧樹脂或有機硅。這種類型的反應(yīng)性體系可用于生產(chǎn)薄的和厚的層，這相對于基于溶劑 的體系是個大優(yōu)點。但是，涉及到膠帶制造，在室溫時是液態(tài)、漿狀或糊狀的反應(yīng)性體系的缺點是，在 該狀態(tài)下它們不能卷繞，或者至少不能以恒定的層厚度卷繞，當(dāng)層厚度高時尤其不能卷繞。 在恒定的層厚度的情況下，僅固體的那些聚合物膜才可進行卷繞。在室溫為液體的不含溶 劑的反應(yīng)性體系的固化與化學(xué)反應(yīng)的進程直接相關(guān)，所述化學(xué)反應(yīng)通常在已經(jīng)混合了各個 組分之后開始。反應(yīng)進程需要一定的時間。僅當(dāng)由在所述的化學(xué)反應(yīng)中足夠高的轉(zhuǎn)化率導(dǎo) 致的該膜已經(jīng)固化之后，才可卷繞涂覆到載體或者輔助載體上的膜。因此，限制了該體系的 涂覆速度。
描述于EP 1469024A2、EP 1469055BUEP 1849811A1 或者 WO 2008/009542 中的基 于聚氨酯的PSA屬于這種類型的反應(yīng)性體系中。因此，作為膠帶的一部分的膜和/或PSA 層，它們僅能夠以受限的涂覆速度生產(chǎn)，并且因此一般來說是不很經(jīng)濟的。如以上所列的PSA那樣，描述于EP 0801121B1和EP 0894841B1中的基于聚氨酯 的自粘合帶載體，在它們由液體或者糊狀組分的涂覆生產(chǎn)方面也具有缺點。因此，此處同樣 地，需要等待反應(yīng)的進程，直到這些載體可卷繞為止，而這限制了涂覆速度，因此限制了生 產(chǎn)的經(jīng)濟性。相同的缺點適用于用EP 1095993B1中所述的從兩組分聚氨酯連續(xù)生產(chǎn)自粘合制 品的方法生產(chǎn)的物質(zhì)。例如在EP 0259094B1或EP 0305161B1中描述了基于漿狀組分的膠帶和膠帶層， 其中通過光聚合實現(xiàn)聚合物的增長或交聯(lián)。這些反應(yīng)性體系也具有缺點是，在它們的漿狀態(tài)下，它們不能卷繞，或者至少不能 以恒定的層厚度卷繞。此處同樣地，可卷繞性與反應(yīng)進程緊密相關(guān)，所述反應(yīng)進程需要一定 的時間。因此，這些體系在涂覆速度方面也受到了限制。聚合物增長和交聯(lián)通過外部引發(fā)例如通過UV或者EBC輻射引發(fā)的液態(tài)、漿狀或糊 狀的反應(yīng)體系通常具有另外的缺點，形成具有一致均勻性質(zhì)的聚合物僅當(dāng)輻射在膜的整個 厚度里均勻地達到所有形成聚合物的分子。尤其是，在高的層厚度或者對于填充有填料的 體系，不是這種情況，因此這些膜具有不均勻交聯(lián)的聚合物結(jié)構(gòu)。與液態(tài)、漿狀或糊狀的反應(yīng)體系相比，熱熔性體系具有的優(yōu)點是，它們能夠用于獲 得高的涂覆速度，在擠出操作中加工它們的過程中尤其是這樣。在擠出操作中，使在室溫時 為固體(熱熔體)的可熔聚合物熔融，并且在該狀態(tài)下，在較高的溫度，使它們成形為膜，并 且通常涂覆到載體或者輔助載體上。在已經(jīng)冷卻和因此固化之后，可立即進行卷繞?？删?繞性不與化學(xué)反應(yīng)的進程緊密相關(guān)。使膜冷卻的操作通常僅耗費較少的時間。如使用所述 的液態(tài)、漿狀或糊狀的反應(yīng)性體系一樣，熱熔性體系也能夠用于生產(chǎn)層，而在厚度上沒有任 何基本限制。在膠帶領(lǐng)域，主要是苯乙烯嵌段共聚物PSA(例如描述于DE 10003318A1或者 DE 10252088A1中)以這種方式涂覆。但是，對于熱熔性體系，通常由于高的加工溫度和對于熱交聯(lián)過程相關(guān)的限制，出 現(xiàn)的問題是，當(dāng)使用光化學(xué)的輻射使層交聯(lián)時，厚度受限的穿透深度和厚度依賴的輻射穿 透強度意味著正好穿透該層的均勻交聯(lián)是不可能的，對于厚的層來說尤其是不可能的。熱塑性聚氨酯也能通過熱熔融操作進行加工。DE 2059570A描述了例如無孔熱塑 性聚氨酯的連續(xù)的一步生產(chǎn)工藝。由最初作為中間體制備的OH-封端的線性預(yù)聚物制備可熱塑加工的聚氨酯描述 于例如DE102005039933A中。DE 2248382C2也描述了以多階段操作由OH-封端的預(yù)聚物制 備熱塑性聚氨酯。這些說明書未使用任何官能度高于2的多元醇。就可通過這些說明書的 教導(dǎo)制備的聚氨酯而言，沒有表明適合于PSA應(yīng)用的粘彈性。在US 2007/0049719A1中，也 描述了羥基封端的聚氨酯預(yù)聚物。此處再一次地，該預(yù)聚物完全是線型的，是由沒有支化位 點的純粹雙官能起始物質(zhì)制成的。其中也沒有表明適合于PSA應(yīng)用的粘彈性。羥基封端的聚氨酯預(yù)聚物也同樣描述于US 2007/0129456A1中。這些聚合物用于 產(chǎn)生合成皮革，并且在室溫時是液態(tài)或者半固態(tài)的。它們包括結(jié)晶的聚醚多元醇和結(jié)晶的
6聚酯多元醇。沒有表明適合于PSA應(yīng)用的粘彈性。也沒有表明這些預(yù)聚物具有足夠固態(tài)的 特性可以以膠帶卷的形式卷繞。基于熱塑性或者可熱塑加工的聚合物的熱熔體涂覆操作的確具有可獲得高的涂 覆速度和生產(chǎn)厚層的能力的優(yōu)點，但是它導(dǎo)致不交聯(lián)的或者至少不充分交聯(lián)的聚合物膜， 結(jié)果是這些膜不適合用作膠帶層，對于所述膠帶層來說高的長期穩(wěn)定性，尤其是在高溫時 高的長期穩(wěn)定性是必須的。例如，從DE 1964834A和DE 2302564C3已知，使用可能在彈性體中導(dǎo)致交聯(lián)特性 的三元醇進行聚氨酯彈性體的擠出。但是這些說明書描述液體起始物質(zhì)的反應(yīng)，其中附加 的缺點是，在這些彈性體被卷繞之前，必要等待取決于反應(yīng)進程的固化。關(guān)于通過在這些說 明書中所述的方法生產(chǎn)的產(chǎn)品，沒有表明適合于PSA應(yīng)用的粘彈性。此外，在這些說明書中 所述的方法中，僅使用異氰酸酯封端的預(yù)聚物，而不使用羥基封端的預(yù)聚物。用于這些說明 書中的三元醇的分子量的上限為500。EP 135111B1描述了以多階段工藝制備聚氨酯，該聚氨酯是支化的但是可熱塑加 工的，因此不是交聯(lián)的。建議作為第一中間體A的是由較高分子量的基本上線型的多羥基 化合物制成的OH-封端的預(yù)聚物。多羥基化合物的分子量的下限設(shè)為550。沒有表明適合 于PSA應(yīng)用的粘彈性，或者基于OH-封端的預(yù)聚物的熱熔體性質(zhì)。JP 2006/182795描述了由聚醚多元醇混合物(其由聚醚二醇和聚醚三元醇和多 異氰酸酯構(gòu)成)形成的羥基官能化的聚氨酯預(yù)聚物。該多元醇混合物的平均官能度為2. 2 至3. 4。此外，描述了該預(yù)聚物與多官能異氰酸酯形成粘合劑的膜。但是JP 2006/182795 中的羥基官能化的聚氨酯預(yù)聚物不是熱熔體。在JP 2006/182795中，給出了二醇的分子量 的下限為700。沒有表明適合于PSA應(yīng)用的粘彈性。例如從DE 102004044086A1已知，熱熔體涂覆操作導(dǎo)致交聯(lián)的聚合物膜。其中描 述的是基于丙烯酸酯類熱熔體PSA生產(chǎn)膠帶的方法，向該丙烯酸酯類熱熔體PSA中在它的 熔融狀態(tài)下在擠出機中添加了熱交聯(lián)劑。描述于其中的方法的一個困難是需要首先使該丙烯酸酯類熱熔體PSA在溶劑中 聚合，然后再通過濃縮擠出機除去該溶劑。另一缺點是聚丙烯酸酯的摩爾質(zhì)量較高(重均 Mw :300000至1500000g/mol)。高摩爾質(zhì)量需要高的加工溫度，以及因此導(dǎo)致的高的操作成 本，和此外，在擠出操作中，可能導(dǎo)致在縱向和橫向上不同的聚合物性質(zhì)。本發(fā)明的目的是提供一種物質(zhì)或者物質(zhì)的組合物，其避免或者至少減輕現(xiàn)有技術(shù) 的缺點。特別有利的是，一種物質(zhì)或者這種物質(zhì)的組合物應(yīng)該滿足以下標準中的一種，和 有利地以下標準中的兩種或者更多種，優(yōu)選所有的以下標準該物質(zhì)和該組合物應(yīng)該具有適合于壓敏粘合劑應(yīng)用的粘彈性-也即，該物質(zhì)或者 組合物的儲能模量G'和損耗模量G"都應(yīng)該位于103 至IO6Pa的范圍內(nèi)，該值在室溫， 在變形頻率范圍為10°至IO1弧度/秒，優(yōu)選變形頻率范圍10—1至IO2弧度/秒內(nèi)，通過動 態(tài)力學(xué)分析(DMA)使用剪切應(yīng)力-受控的流變儀在板/板排列中測定。該物質(zhì)和組合物應(yīng) 該是可化學(xué)交聯(lián)的，并且應(yīng)該尤其是，即使在交聯(lián)之后，也具有根據(jù)以上所列標準的適合于 PSA應(yīng)用的粘彈性。在它們的粘彈性方面，該物質(zhì)和組合物應(yīng)該容許寬譜帶的變化可能性， 因此容許設(shè)置寬譜帶的PSA性質(zhì)。在交聯(lián)之后，該物質(zhì)和組合物應(yīng)該適合用作載體層、PSA層或者作為膠帶或者其它自粘合制品中的功能層。該物質(zhì)和組合物應(yīng)該是熱熔體，這意味著它們應(yīng)該在室溫時是固體，并且是可通 過加熱而可熔的。該物質(zhì)和組合物應(yīng)該任選地是在連續(xù)的涂覆和交聯(lián)操作中例如在擠出工藝中，或 者在不連續(xù)工藝中是可涂覆的和可交聯(lián)的。該物質(zhì)和組合物應(yīng)該使得它們不具有現(xiàn)有技術(shù)的缺點，或者至少沒有達到相同的 程度。尤其是，該物質(zhì)或者組合物應(yīng)該經(jīng)得起不含溶劑的制備和加工。但是在必要時，它們 應(yīng)該也能夠在溶劑中制備和加工。在擠出操作中從該物質(zhì)或者組合物產(chǎn)生的交聯(lián)的聚合物 膜應(yīng)該具有在縱向和橫向相等的性質(zhì)。這個目的通過本發(fā)明的羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物達到。本發(fā)明還提供該預(yù) 聚物、制備它的方法，和它的可能用途的有利展開。更具體而言，本發(fā)明涉及羥基官能化的聚氨酯預(yù)聚物(其在室溫時是固體，是可 熔的，可溶于許多溶劑中)，所述羥基官能化的聚氨酯預(yù)聚物包括長鏈支化點，并且具有適 合用于PSA應(yīng)用的粘彈性。通過與至少二官能的多異氰酸酯反應(yīng)和在反應(yīng)階段的過程中涂 覆，可從該預(yù)聚物產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)的聚氨酯膜，其具有適合用于PSA應(yīng)用的粘彈性，并且因此 其可在膠帶或者其它自粘合制品中用作PSA層，載體層或者功能層。與所述至少二官能的 多異氰酸酯的反應(yīng)可任選地在溶液中或者在熔體中進行。該交聯(lián)或者涂覆操作可任選地連 續(xù)地例如在擠出工藝中進行或者不連續(xù)地進行。本發(fā)明涉及一種羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物，其是或者包括異氰酸酯反應(yīng)性 起始物質(zhì)與至少一種含異氰酸酯的起始物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物，其特征在于所述羥基官能化 的聚氨酯熱熔預(yù)聚物的異氰酸酯反應(yīng)性起始物質(zhì)是或者包括至少一種官能度大于2和數(shù) 均摩爾質(zhì)量大于或等于3000g/mol的聚丙二醇(下文稱為“聚丙二醇PI”)，至少一種官能 度小于或者等于2和數(shù)均摩爾質(zhì)量小于或等于lOOOg/mol的聚丙二醇(下文稱為“聚丙二 醇PII”)，和至少一種官能度小于或者等于2和數(shù)均摩爾質(zhì)量小于或等于500g/mol的增鏈 劑(下文稱為“增鏈劑KI ”)，并且其特征在于所述羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物的含異 氰酸酯的起始物質(zhì)是或者包括脂肪族或者脂環(huán)族二異氰酸酯。因此，所述羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物的特征尤其在于它可通過至少三種異 氰酸酯反應(yīng)性組分和至少一種含異氰酸酯的組分的反應(yīng)獲得。在本發(fā)明的一種有利的實施 方式中，該聚丙二醇PII的數(shù)均摩爾質(zhì)量為增鏈劑KI的至少2倍大或者更大，并且尤其優(yōu) 選至少三倍大或者更大。具有可熔并且因此可熱塑加工的能力的聚合物或者預(yù)聚物在本說明書中確定為 熱熔體，這在本領(lǐng)域工作人員的行話中是慣例的。在本說明書中的聚氨酯熱熔預(yù)聚物是指一種反應(yīng)產(chǎn)物，尤其是可熔的反應(yīng)產(chǎn)物， 其可通過包括兩種或者更多種多元醇與一種或者多種多異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng)獲得，并且它 在室溫具有可靠性和尺寸穩(wěn)定性從而使得，在不添加溶劑、稀釋劑或者其它降低粘度的助 劑的情況下，混配操作可在已知的混合組件中在室溫進行(以及，尤其是，成形操作或者類 似的加工步驟)。已知的混合組件的實例包括混料機、密煉機、擠出機、行星式輥筒擠出機、 行星式混合機(planetary mixers)、蝶形混合機或者高速分散機。用于本說明書目的的 可熔性反應(yīng)產(chǎn)物的可加工性僅當(dāng)加熱該可熔性反應(yīng)產(chǎn)物時是可能的，可能的是通過加熱從外部提供熱，或者通過剪切產(chǎn)生。用于本說明書目的的可熔性反應(yīng)產(chǎn)物的典型加工溫度為 70°至160°C，并且為至少40°C。用于本說明的目的的室溫是20°C至25°C的溫度范圍，理 想地為23"C。用于本說明書目的的可熔性反應(yīng)產(chǎn)物具有復(fù)數(shù)粘度，其使用流變儀，在振蕩試驗 中，使用正弦振蕩剪切應(yīng)力在板/板排列中，在23°C的溫度和lOrad/s的振蕩頻率測量為至 少SOOOI^as，優(yōu)選至少lOOOOPas。在70°C和10rad/s的頻率，所述復(fù)數(shù)粘度為至少lOOI^as， 優(yōu)選至少200Pas。所述復(fù)數(shù)粘度η *如下定義η * = G*/ ω(G* =復(fù)數(shù)剪切模量，ω =角頻率)。進一步的定義如下C}*= V(G')2 + (G")2(G"=粘性模量(損耗模量)，G'=彈性模量(儲能模量))。G〃 = τ/γ .Sin(5) (τ =剪切應(yīng)力，Y =變形，δ =相角=剪切應(yīng)力向量和變 形向量之間的相偏移)。G' = τ/γ .Cos(5) (τ =剪切應(yīng)力，Y =變形，δ =相角=剪切應(yīng)力向量和變 形向量之間的相偏移)。ω = 2 π · f(f =頻率)。出乎意料的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過所述羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物與一種或者 多種多異氰酸酯的進一步反應(yīng)，獲得適合用于PSA應(yīng)用的粘彈性以及熱熔體性質(zhì)和交聯(lián)能 力，尤其是當(dāng)所述羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物包括支化位點時和當(dāng)引起支化位點的物 質(zhì)是或者包括所述羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物的異氰酸酯反應(yīng)性起始物質(zhì)(其進而 為或者包括至少一種官能度大于2和數(shù)均摩爾質(zhì)量大于或等于3000g/mol的聚丙二醇(聚 丙二醇PI)，至少一種官能度小于或者等于2和數(shù)均摩爾質(zhì)量小于或等于lOOOg/mol的聚丙 二醇(聚丙二醇PII)和至少一種官能度小于或者等于2和數(shù)均摩爾質(zhì)量小于或等于500g/ mol的增鏈劑(增鏈劑KI))時，和當(dāng)所述羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物的含異氰酸酯的 起始物質(zhì)是或者包括脂肪族或者脂環(huán)族二異氰酸酯時。此外，支化位點開始于參與到該羥 基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物的化學(xué)構(gòu)建中的所有具有3個或者更大的官能度的分子。在 與產(chǎn)生的預(yù)聚物鏈的長度相互作用中，調(diào)節(jié)支化的程度，以此方式確保該羥基官能化的聚 氨酯預(yù)聚物是可熔的，換句話說，確保除非添加另外的交聯(lián)物質(zhì)，否則不形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。僅 當(dāng)預(yù)聚物中支化位點的含量超過某個水平(所述含量的計算或者算術(shù)評價簡單地描述如 下)，膠凝才開始出現(xiàn)-也即，形成交聯(lián)的結(jié)構(gòu)。為了獲得羥基官能化，參與到羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物的分子構(gòu)建中的起 始物質(zhì)的異氰酸酯基團總數(shù)與羥基總數(shù)的比，下文簡稱為NC0/0H比，為具體地小于1.0。為 了排除交聯(lián)的結(jié)構(gòu)，必需不超過所謂的膠凝點。理論的膠凝點可使用P. J. Flory的膠凝點 方程計算。在從二醇和三醇與欠量的二異氰酸酯形成聚氨酯的反應(yīng)中，從Flory方程衍生 的用于估算NC0/0H膠凝比的等式如下
權(quán)利要求
1.一種羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物，其包括異氰酸酯反應(yīng)性起始物質(zhì)與至少一種 含異氰酸酯的起始物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物，其特征在于所述羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物的異氰酸酯反應(yīng)性起始物質(zhì)包括 至少一種官能度大于2和數(shù)均摩爾質(zhì)量大于或等于3000g/mol的聚丙二醇PI， 至少一種官能度小于或者等于2和數(shù)均摩爾質(zhì)量小于或等于lOOOg/mol的聚丙二醇 PII，和至少一種官能度小于或者等于2和數(shù)均摩爾質(zhì)量小于或等于500g/mol的增鏈劑KI， 其特征還在于所述羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物的含異氰酸酯的起始物質(zhì)包括脂 肪族或者脂環(huán)族二異氰酸酯。
2.權(quán)利要求1的羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物，其特征在于源自所述聚丙二醇PI的且引入用來形成所述羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物的羥基 的數(shù)值份額為至少2. 5%，優(yōu)選至少5. 0%，和/或 不大于25.0%，優(yōu)選不大于20. 0 %。
3.權(quán)利要求1或2中任一項的羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物，其特征在于 所述聚丙二醇PI的數(shù)均摩爾質(zhì)量大于或等于4500g/mol，優(yōu)選大于或等于5500g/mol。
4.前述權(quán)利要求中任一項的羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物，其特征在于所述聚丙二醇PII的數(shù)均摩爾質(zhì)量小于或者等于800g/mol，優(yōu)選小于或等于600g/mol 。
5.前述權(quán)利要求中任一項的羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物，其特征在于所述增鏈劑KI的數(shù)均摩爾質(zhì)量小于或等于400g/mol，優(yōu)選小于或等于200g/mol。
6.權(quán)利要求1的羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物，其特征在于所述脂肪族或者脂環(huán)族二異氰酸酯為或者包括異佛爾酮二異氰酸酯和/或二環(huán)己基 甲烷二異氰酸酯。
7.前述權(quán)利要求中任一項的羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物，其特征在于參與到獲得羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物的化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)的異氰酸酯基團總 數(shù)與羥基總數(shù)的比率為大于或等于0. 80且小于或等于0. 98，優(yōu)選為大于或等于0. 85且小 于或等于0. 97，更優(yōu)選大于或等于0. 90且小于或等于0. 96。
8.制備前述權(quán)利要求中任一項的羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物的方法，其特征在于 獲得所述羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物的化學(xué)反應(yīng)在添加催化劑的情況下進行，更具體地在添加包括鉍和碳，優(yōu)選羧酸鉍或者羧酸鉍衍生物的催化劑的情況下進行。
9.權(quán)利要求1至7中任一項的羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物或者根據(jù)權(quán)利要求8制 備的聚氨酯熱熔預(yù)聚物作為壓敏粘合劑的用途。
10.權(quán)利要求1至7中任一項的羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物或者根據(jù)權(quán)利要求8 制備的聚氨酯熱熔預(yù)聚物作為膠帶載體材料和/或膠帶功能層的用途。
11.權(quán)利要求1至7中任一項的羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物或者根據(jù)權(quán)利要求8 制備的聚氨酯熱熔預(yù)聚物用于通過在熔體中與一種或者多種多異氰酸酯反應(yīng)和成形，更具 體地涂覆，而生產(chǎn)聚氨酯模塑品和/或聚氨酯層的用途。
12.權(quán)利要求11中的用途，其特征在于所述聚氨酯熱熔預(yù)聚物與所述一種或者多種多異氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物具有壓敏粘合性。
13.權(quán)利要求11和12中任一項的用途，其特征在于所述聚氨酯熱熔預(yù)聚物與所述一種或者多種多異氰酸酯的反應(yīng)無溶劑地，更具體地在 熔體中進行。
14.權(quán)利要求11至13中任一項的用途，其特征在于所述聚氨酯熱熔預(yù)聚物與所述一種或者多種多異氰酸酯的反應(yīng)在連續(xù)操作的混合組 件中進行。
15.權(quán)利要求11至14中任一項的用途，其特征在于所述聚氨酯熱熔預(yù)聚物與所述一種或者多種多異氰酸酯在成形之前的反應(yīng)時間不超 過10分鐘，更具體地在2秒至5分鐘的時間窗口內(nèi)。
全文摘要
一種羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物，其包括異氰酸酯反應(yīng)性起始物質(zhì)與至少一種含異氰酸酯的起始物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物。所述預(yù)聚物的特征在于所述羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物的異氰酸酯反應(yīng)性起始物質(zhì)包括至少一種官能度大于2和數(shù)均摩爾質(zhì)量大于或等于3000g/mol的聚丙二醇PI，至少一種官能度小于或者等于2和數(shù)均摩爾質(zhì)量小于或等于1000g/mol的聚丙二醇PII，和至少一種官能度小于或者等于2和數(shù)均摩爾質(zhì)量小于或等于500g/mol的增鏈劑KI，所述預(yù)聚物的特征還在于所述羥基官能化的聚氨酯熱熔預(yù)聚物的含異氰酸酯的起始物質(zhì)包括脂肪族或者脂環(huán)族二異氰酸酯。
文檔編號C08G18/73GK102089343SQ200980127270
公開日2011年6月8日 申請日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月13日
發(fā)明者尤維.舒曼, 柯爾斯丁.維蘭德 申請人:德莎歐洲公司