獲自高分子量聚(四亞甲基-共聚-亞乙基醚)二醇的彈力纖維制造技術

本發明專利技術提供了聚氨酯脲組合物，其包括具有約1900-約4000道爾頓的高數均分子量的聚(四亞甲基-共聚-亞乙基醚)二醇。本發明專利技術還涉及在彈力纖維組合物中使用具有高數均分子量的聚(四亞甲基-共聚-亞乙基醚)二醇作為軟鏈段基礎材料。本發明專利技術還涉及新的聚氨酯組合物，其包括具有約1900-約4000道爾頓的如此高的數均分子量的聚(四亞甲基-共聚-亞乙基醚)二醇，以及涉及其在彈力纖維中的用途。

【技術實現步驟摘要】
獲自高分子量聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇的彈 力纖維 本案是分案申請，其母案是申請日為2006年5月8日、申請號為200680043755. 3， 專利技術名稱為獲自高分子量聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇的彈力纖維的申請。
本專利技術涉及新的聚氨酯脲組合物，其包括聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇， 其包括源于共聚合四氫呋喃和環氧乙烷的構成單元，其中存在于聚（四亞甲基-共聚-亞 乙基醚）二醇中的源于環氧乙烷的所述單元的部分為大于約37-約70mol%并且數均分子 量為約1900道爾頓-約4000道爾頓。本專利技術還涉及在彈力纖維組合物中使用具有這種高 數均分子量的聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇作為軟鏈段基礎材料。本專利技術還涉及 新的聚氨酯組合物，其包括具有這種高數均分子量的聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二 醇，以及涉及其在彈力纖維中的用途。
技術介紹
聚（四亞甲基醚）二醇，亦稱聚四氫呋喃或者四氫呋喃（THF，氧雜環戊烷）的均聚 物眾所周知的是其用于聚氨酯脲中的軟鏈段。聚（四亞甲基醚）二醇賦予聚氨酯脲彈性體 和纖維優良的動態性能。它們具有極低的玻璃化轉變溫度，但具有高于室溫的晶體熔融溫 度。由此，它們在環境溫度下是蠟狀固體并且需要被保持在高溫下以防止固化。 由于聚（四亞甲基醚）二醇的分子量提高，它們的熔融溫度提高。二醇的熔點限 制了可用于制備彈力纖維的聚（四亞甲基醚）二醇的分子量。當軟鏈段的熔點提高到環境 溫度以上時，永久變形（set)快速地增加并且縮回能力下降，這是由于軟鏈段的提高的結 晶度造成的。因此，可被用作軟鏈段的聚（四亞甲基醚）二醇的最大分子量受限制于該分 子量，這導致熔點處于彈力纖維的使用溫度或者略微高于使用溫度。實際上，可用于彈力纖 維的聚（四亞甲基醚）二醇分子量的上限是1，800-2000道爾頓，相應于約26-30°C的二醇 熔點。 與環醚的共聚已經被用于降低聚四亞甲基醚鏈的結晶度。這降低了共聚多醚二醇 的聚合物熔融溫度，同時提高了聚氨酯脲的某些動態性能，所述聚氨酯脲包含這種共聚物 作為軟鏈段。其中，用于這一目的的共聚單體是環氧乙烷，其可以將共聚物熔融溫度降低到 低于環境溫度，這取決于共聚單體含量。 在高于約15mol%的亞乙基醚含量時，在室溫下，聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚） 二醇是中等粘度的液體。當亞乙基醚含量增加高于15mol%時，熔點進一步降低。 使用聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇還可改進聚氨酯脲的某些動態性能， 如韌度、斷裂伸長率和低溫性能，這對于某些最終用途來說是令人期望的。 聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇是本領域已知的。它們的制備描述于美國專 利4, 139, 567和4, 153, 786中。這種共聚物可以通過任何已知的環醚聚合方法來制備，例如 以下文獻中所述的：PolytetrahydrofuranP.Dreyfuss(Gordon&Breach，N.Y.1982)。 這種聚合方法包括通過強質子或者路易斯酸、雜多酸、和全氟磺酸或酸性樹脂的催化。在有 些情況下，可以有利地使用聚合促進劑，如羧酸酸酐，如美國專利4,163,115中所述的。在 這些情況下，主要聚合物產物是二酯，其然后需要在隨后步驟中進行水解而獲得期望的聚 合二醇。 聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇，相比于聚（四亞甲基醚）二醇，在某些特 定的物理性能方面，提供了優點。在亞乙基醚含量高于20mol%時，聚（四亞甲基-共聚-亞 乙基醚）二醇在室溫下是中等粘度的液體，并且在高于聚（四亞甲基醚）二醇的熔點的溫 度下，相比于相同分子量的聚（四亞甲基醚）二醇來說，具有較低的粘度。由聚（四亞甲 基-共聚-亞乙基醚）二醇制備的聚氨酯或者聚氨酯脲的某些物理性能優于由聚（四亞甲 基醚）二醇制備的那些聚氨酯或者聚氨酯脲的性能。 基于聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇的彈力纖維也是本領域已知的。然而， 這些中的大部分基于含有除1，2-乙二胺以外的助增鏈劑或者增鏈劑的聚（四亞甲基-共 聚-亞乙基醚）。Pechhold等的美國專利4, 224, 432公開了使用具有低環醚含量的聚（四 亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇來制備彈力纖維及其它聚氨酯脲。Pechhold教導了亞乙基 醚水平高于30%是優選的。Pechhold沒有教導使用助增鏈劑，盡管其公開了可以使用胺的 混合物。 Aoshima等的美國專利4, 658, 065公開了通過THF和多元醇的反應使用雜多酸催 化劑來制備數個THF共聚多醚。Aoshima還公開了可共聚的環醚，如環氧乙烷，可以與THF 一起被包括在聚合過程中。Aoshima公開了共聚多醚二醇可以用于制備彈力纖維，但是其不 包括獲自聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇的彈力纖維的實例。 Axelrood等的美國專利3, 425, 999公開了從聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二 醇制備聚醚氨酯脲，供耐油性和良好的低溫性能之用。聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚） 二醇的亞乙基醚含量為20-60wt% (相當于29-71mol%)。Axelrood沒有公開這些氨酯脲 在彈力纖維中的使用。 Axelrood沒有公開這些氨甲酸乙酯脲在彈力纖維中的使用。Axelrood公開了大 多數可用于本專利技術的增鏈劑是二胺，其選自伯和仲二胺和其混合物。Axelrood還公開了 優選的二胺是位阻二胺，如二氯聯苯胺和亞甲基雙（2-氯苯胺）。沒有公開使用1，2_乙 二胺。 Nishikawa等的美國專利6, 639, 041公開了具有良好的低溫彈性的纖維，其包含 由含THF的共聚多醚的多元醇、環氧乙烷和/或環氧丙烷、二異氰酸酯和二胺制備的聚氨酯 脲，和溶劑化在有機溶劑中的聚合物。Nishikawa教導了這些組合物具有改進的低溫性能， 相比于標準的均聚物彈力纖維來說。 另外，在描述表III中的數據中，Nishikawa教導了據信共聚多醚二醇分子量的 微小變化對聚氨酯脲性能具有很小的影響，其中在實施例之間存在著478道爾頓分子量差 異。 申請人:注意到具有高數均分子量二醇（即，約1900道爾頓-約4000道爾頓）的 彈力纖維作為軟鏈段基礎材料提供了改進的物理性能，相比于由較低數均分子量的含亞 乙基醚的聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇制備的彈力纖維來說。本專利技術的高數均 分子量的、含二醇的彈力纖維證明了較低的永久變形、載荷能力、較高的卸載能力（upload power)、較高的伸長率和較高的圓形針織總牽伸，相比于較低數均分子量的亞乙基醚彈力 纖維。因此，對于數種最終用途，相比于較低分子量的含聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚） 二醇的彈力纖維來說，高分子量的含聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇的彈力纖維將 是優選的。
技術實現思路
本專利技術涉及一種彈力纖維，其包括以下物質的聚氨酯或者聚氨酯脲反應產物：(a) 聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇，其包括源于共聚合四氫呋喃和環氧乙烷的構成單 元，其中存在于聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇中的源于環氧乙烷的所述單元的部 分為大于約37-約70mol%，所述二醇的數均分子量為約1900道爾頓-約4000道爾頓，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種包括以下物質的反應產物的聚氨酯脲：(a)聚(四亞甲基?共聚?亞乙基醚)二醇，其包括源于共聚合四氫呋喃和環氧乙烷的構成單元，其中存在于聚(四亞甲基?共聚?亞乙基醚)二醇中的源于環氧乙烷的所述單元的部分為大于約37?約70mol％，優選地大于約37?約58mol％，和所述二醇的數均分子量為約1900道爾頓?約4000道爾頓，優選地約1900道爾頓?約3000道爾頓；(b)至少一種二異氰酸酯；和(c)至少一種二胺增鏈劑，其選自1，2?乙二胺、1，3?丁二胺、1，4?丁二胺、1，3?二氨基?2，2?二甲基丁烷、1，6?己二胺、1，2?丙二胺、1，3?丙二胺、N?甲基氨基雙(3?丙胺)、2?甲基?1，5?戊二胺、1，5?二氨基戊烷、1，4?環己烷二胺、1，3?二氨基?4?甲基環己烷、1，3?環己烷?二胺、1，1?亞甲基雙(4，4′?二氨基己烷)、3?氨甲基?3，5，5?三甲基環己烷、1，3?二氨基戊烷、間苯二甲胺、肼和其混合物。

【技術特征摘要】
2005.11.22 US 60/738684;2005.11.22 US 60/7389011. 一種包括以下物質的反應產物的聚氨酯脲： (a) 聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇，其包括源于共聚合四氫呋喃和環氧乙烷的 構成單元，其中存在于聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇中的源于環氧乙烷的所述單 元的部分為大于約37-約70mol %，優選地大于約37-約58mol %，和所述二醇的數均分子 量為約1900道爾頓-約4000道爾頓，優選地約1900道爾頓-約3000道爾頓； (b) 至少一種二異氰酸酯；和 (c) 至少一種二胺增鏈劑，其選自1，2-乙二胺、1，3-丁二胺、1，4-丁二胺、1，3-二氨 基-2, 2-二甲基丁燒、1，6-己二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺、N-甲基氨基雙（3-丙胺）、 2- 甲基_1，5_戊二胺、1，5_二氨基戊燒、1，4_環己燒二胺、1，3_二氨基-4-甲基環己燒、1， 3- 環己烷-二胺、1，1_亞甲基雙（4,4'-二氨基己烷）、3_氨甲基_3,5,5_三甲基環己烷、 1，3-二氨基戊烷、間苯二甲胺、肼和其混合物。2. -種包括以下物質的反應產物的聚氨酯脲： (a) 聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇，其包括源于共聚合四氫呋喃和環氧乙烷的 構成單元，其中存在于聚（四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇中的源于環氧乙烷的所述單 元的部分為大于約37-約70mol %，所述二醇的數均分子量為約1900道爾頓-約4000道爾 頓； (b) 至少一種二異氰酸酯；和 (c) 作為增鏈劑的1，2-乙二胺，其具有約0-約20mol %的助增鏈劑。3. 包括權利要求1或2的聚氨酯脲反應產物的彈力纖維。4. 權利要求3的彈力纖維，其中所述聚氨酯脲具有約1. 2-約2. 3的二異氰酸酯與聚 (四亞甲基-共聚-亞乙基醚）二醇的摩爾比。5. 權利要求3的彈力纖維，其中二異氰酸酯選自1-異氰酸根合-4-[(4-異氰酸根合苯 基）甲基]苯，1-異氰酸根合2-[ (4-異氰酸根合-苯基）甲基]苯和其混合物。6. 權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：JM蘭伯特，CF小帕爾默，
申請(專利權)人：因維斯塔技術有限公司，
類型：發明
國別省市：瑞士;CH