Полиуретаны, изделия и покрытия, полученные из них, и способы их получения - RU2015143632A

1. Полиуретан, включающий продукт взаимодействия компонентов, включающих

(а) по меньшей мере, один форполимер с функциональными изоцианатаными группами, содержащий продукт взаимодействия

(1) приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного полиизоцианата; и

(2) от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,5 эквивалента, по меньшей мере, одного поликарбонатполиола в расчете на приблизительно один эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата; и

(b) от приблизительно 0,01 до приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного полиола, содержащего, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, в расчете на приблизительно один эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата.

2. Полиуретан по п. 1, где полиизоцианат выбирают из группы, состоящей из диизоцианатов, триизоцианатов, димеров, тримеров и их смесей.

3. Полиуретан по п. 2, где полиизоцианат выбирают из группы, состоящей из этилендиизоцианата, триметилендиизоцианата, 1,6-гексаметилендиизоцианата, тетраметилендиизоцианата, гексаметилендиизоцианата, октаметилендиизоцианата, нонаметилендиизоцианата, декаметилендиизоцианата, изофорондиизоцианата, 1,6,11-ундекантриизоцианата, 1,3,6-гексаметилентриизоцианата, бис(изоцианатоэтил)карбоната, бис (изоцианатоэтильного)простого эфира, триметилгександиизоцианата, триметилгексаметилендиизоцианата, 2,2'-диметилпентандиизоцианата, 2,2,4-триметилгександиизоцианата, 2,4,4-триметилгексаметилендиизоцианата, 1,8-диизоцианато-4-(изоцианатометил)октана, 2,5,7-триметил-1,8-диизоцианато-5-(изоцианатометил)октана, 2-изоцианатопропил-2,6-диизоцианатогексаноата, простого метилового эфира лизиндиизоцианата, 4,4′-метиленбис(циклогексилизоцианат)а, 4,4′-изопропилиденбис(циклогексилизоцианат)а, 1,4-циклогексилдиизоцианата, 4,4′-дициклогексилметандиизоцианата, 3-изоцианатометил-3,5,5-триметилциклогексилизоцианата, мета-тетраметилксилилендиизоцианата, дифенилметандиизоцианатов, дифенилизопропилидендиизоцианата, дифенилендиизоцианата, бутендиизоцианата, 1,3-бутадиен-1,4-диизоцианата, циклогександиизоцианата, метилциклогександиизоцианата, бис (изоцианатометил)циклогексана, бис(изоцианатоциклогексил)метана, бис(изоцианатоциклогексил)-2,2-пропана, бис(изоцианатоциклогексил)-1,2-этана, 2-изоцианатометил-3-(3-изоцианатопропил)-5-изоцианатометил-бицикло[2.2.1]гептана, 2-изоцианатометил-3-(3-изоцианатопропил)-6-изоцианатометил-бицикло[2.2.1]гептана, 2-изоцианатометил-2-(3-изоцианатопропил)-5-изоцианатометил-бицикло[2.2.1]гептана, 2-изоцианатометил-2-(3-изоцианатопропил)-6-изоцианатометил-бицикло[2.2.1]гептана, 2-изоцианатометил-3-(3-изоцианатопропил)-6-(2-изоцианатоэтил)-бицикло[2.2.1]гептана, 2-изоцианатометил-2-(3-изоцианатопропил)-5-(2-изоцианатоэтил)-бицикло[2.2.1]гептана, 2-изоцианатометил-2-(3-изоцианатопропил)-6-(2-изоцианатоэтил)-бицикло[2.2.1]гептана, α,α′-ксилолдиизоцианата, бис(изоцианатоэтил)бензола, α,α,α′,α′-тетраметилксилолдиизоцианата, 1,3-бис(1-изоцианато-1-метилэтил)бензола, бис(изоцианатобутил)бензола, бис(изоцианатометил)нафталина, бис (изоцианатометил)дифенилового простого эфира, бис(изоцианатоэтил)фталата, мезитилентриизоцианата, 2,5-ди(изоцианатометил)фурана, α,α′-ксилолдиизоцианата, бис (изоцианатоэтил)бензола, α,α,α′,α′-тетраметилксилолдиизоцианата, 1,3-бис(1-изоцианато-1-метилэтил)бензола, бис(изоцианатобутил)бензола, бис(изоцианатометил)нафталина, бис (изоцианатометил)дифенилового простого эфира, бис(изоцианатоэтил)фталата, 2,5-ди(изоцианатометил)фурана, простой дифениловый эфир диизоцианата, бис(изоцианатофенилэфир) этиленгликоля, бис(изоцианатофенилэфир)-1,3-пропилепнгликоля, бензофенондиизоцианата, карбазолдиизоцианата, этилкарбазолдиизоцианата, дихлоркарбазолдиизоцианата и их димеров, тримеров и смесей.

4. Полиуретан по п. 3, где полиизоцианатом является 4,4′-метиленбис(циклогексилизоцианат).

5. Полиуретан по п. 2, где полиизоцианатом является тример диизоцианата, выбранного из группы, состоящей из гексаметилендиизоцианата, изофорондиизоцианата, тетраметилксилилендиизоцианата и их смесей.

6. Полиуретан по п. 1, где поликарбонатполиол получают из гександиола и диалкилкарбоната.

7. Полиуретан по п. 1, где полиол (b) выбирают из группы, состоящей из глицерина, тетраметилолметана, триметилолэтана, триметилолпропана, эритрита, дипентаэритрита, трипентаэритрита, сорбитана, их алкоксилированных производных и их смесей.

8. Полиуретан по п. 7, где полиолом (b) является триметилолпропан.

9. Полиуретан по п. 1, где компоненты включают от приблизительно 0,4 до приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного полиола (b), содержащего, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы.

10. Полиуретан по п. 1, где компоненты включают от приблизительно 0,6 до приблизительно 0,7 эквивалента, по меньшей мере, одного полиола (b), содержащего, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы.

11. Полиуретан по п. 1, где компоненты дополнительно включают от приблизительно 0,001 до приблизительно 0,5 эквивалента, по меньшей мере, одного полиола (с), отличного от полиола (b), в расчете на приблизительно один эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата.

12. Полиуретан по п. 1, где компоненты дополнительно включают от приблизительно от 0,01 до приблизительно 0,3 эквивалента, по меньшей мере, одного полиола (с), отличного от полиола (b), в расчете на приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата.

13. Полиуретан по п. 1, где компоненты дополнительно содержат приблизительно 0,1 эквивалента, по меньшей мере, одного полиола (с), отличного от полиола (b), в расчете на приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата.

14. Полиуретан по п. 11, где полиолом (с) является диол.

15. Полиуретан по п. 11, где полиол (с) выбирают из группы, состоящей из этиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, тетраэтиленгликоля, 1,2-этандиола, пропандиола, бутандиола, пентандиола, гександиола, гептандиола, октандиола, нонандиола, декандиола, додекандиола, сорбита, маннита, циклопентандиола, 1,4-циклогександиола, циклогександиметанола, 1,4-бензолдиметанола, ксилолгликоля, гидроксибензилового спирта, дигидрокситолуолбис(2-гидроксиэтил)терефталата, 1,4-бис(гидроксиэтил)пиперазина, N,N'-бис(2-гидроксиэтил)оксамида и их смесей.

16. Полиуретан по п. 15, где полиолом (с) является пентандиолом, бутандиолом или циклогександиметанолом.

17. Полиуретан по п. 1, где компоненты дополнительно содержат один или более полиуретанполиолов, акриламидов, поливиниловых спиртов, гидроксифункциональных акрилатов, гидроксифункциональных метакрилатов, аллиловых спиртов, дигидроксиоксамидов, дигидроксиамидов, дигидроксипиперидинов, дигидроксифталатов, дигидроксиэтилгидрохинонов, и их смеси.

18. Полиуретан по п. 1, где компоненты дополнительно содержат от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,5 эквивалента воды в расчете на приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата.

19. Полиуретан по п. 18, где вода взаимодействует с полиизоцианатом и поликарбонатполиолом с образованием уретанового форполимера с изоцианатными функциональными группами.

20. Полиуретан по п. 1, где компоненты по существу не содержат полиэфирполиола.

21. Полиуретан по п. 1, где компоненты по существу не содержат сложного полиэфирполиола, отличного от поликарбонатполиола.

22. Полиуретан по п. 1, где компоненты по существу не содержат аминного отвердителя.

23. Полиуретан по п. 1, где при смешении компоненты поддерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100˚С в течение, по меньшей мере, приблизительно 10 мин перед дегазацией, и они взаимодействуют при температуре, по меньшей мере, приблизительно 110˚С в течение, по меньшей мере, приблизительно 6 ч.

24. Полиуретан по п. 23, где при смешении компоненты поддерживают при температуре, по меньшей мере, приблизительно 110˚С в течение, по меньшей мере, приблизительно 10 мин перед дегазацией, и они взаимодействуют при температуре, по меньшей мере, приблизительно 120˚С в течение, по меньшей мере, приблизительно 6 ч.

25. Полиуретан по п. 1, включающий продукт взаимодействия компонентов, содержащих:

(а) уретановый форполимер с изоцианатными функциональными группами, включающий продукт взаимодействия компонентов, содержащих:

(i) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата; и

(ii) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,4 эквивалента поликарбонатдиола в расчете на приблизительно один эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата;

(b) от приблизительно 0,5 до приблизительно 0,8 эквивалента триметилолпропана в расчете на приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата; и

(с) от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,5 эквивалента бутандиола, пентандиола или циклогександиметанола в расчете на приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата.

26. Полиуретан по п. 1, включающий продукт взаимодействия компонентов, содержащих:

(а) уретановый форполимер с изоцианатными функциональными группами, включающий продукт взаимодействия компонентов, содержащих:

(i) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата; и

(ii) приблизительно 0,2 эквивалент поликарбонатдиола в расчете на приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата;

(b) приблизительно 0,7 эквивалента триметилолпропана в расчете на приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата; и

(с) приблизительно 0,1 эквивалента бутандиола, пентандиола или циклогександиметанола в расчете на приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата.

27. Изделие, включающее полиуретан по п. 1.

28. Изделие по п. 27, где изделие представляет формовое изделие.

29. Изделие по п. 27, где изделие выбирают из группы, состоящей из оптических изделий, оптических линз, фотохромных изделий, фотохромных линз, окон, остекления, ветровых стекол, стекол бортовых огней, подсветки, авиационных иллюминаторов, пулестойких изделий, компонентов ветряных мельниц, глазурей, наружных поверхностей жидкокристаллических дисплеев, электронно-лучевых трубок, пленок, листовых материалов, проводящих пленок, поглощающих СВЧ пленок, низкоомных пленок, панелей от дульного пламени, пуленепробиваемых панелей и обтекателей.

30. Изделие, включающее полиуретан по п. 1, где изделием являются авиационные иллюминаторы.

31. Изделие по п. 27, где изделие представляет собой изогнутое изделие.

32. Изделие по п. 27, где изделие представляет собой плоское изделие.

33. Изделие, включающее, по меньшей мере, один слой полиуретана по п. 1 и, по меньшей мере, один слой поликарбоната.

34. Ламинат, включающий:

(а) по меньшей мере, один слой полиуретана по п. 1 и

(b) по меньшей мере, один слой субстрата, выбранного из группы, состоящей из бумаги, стекла, керамики, дерева, кирпича, текстиля, металла или органического полимерного материала и их комбинаций.

35. Композиция для нанесения покрытия, включающая полиуретан по п. 1.

36. Полиуретан, включающий продукт взаимодействия компонентов, включающих:

(а) приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата и

(b) от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,5 эквивалента, по меньшей мере, одного поликарбонатполиола в расчете на приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата; и

(с) от приблизительно 0,01 до приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного полиола, содержащего, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, в расчете на приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата.

37. Полиуретан по п. 36, где компоненты дополнительно содержат от приблизительно 0,001 до приблизительно 0,5 эквивалента, по меньшей мере, одного полиола (d), отличного от поликарбонатполиола (b) или полиола (с), в расчете на приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата.

38. Полиуретан по п. 36, где компоненты дополнительно содержат один или несколько полиуретанполиолов, акриламидов, поливиниловых спиртов, гидроксифункциональных акрилатов, гидроксифункциональных метакрилатов, аллиловых спиртов, дигидроксиоксамидов, дигидроксиамидов, дигидроксипиперидинов, дигидроксифталатов, дигидроксиэтилгидрохинонов и их смесей.

39. Полиуретан по п. 36, где компоненты дополнительно содержат от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,5 эквивалента воды в расчете на приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата.

40. Полиуретан по п. 36, где компоненты по существу не содержат простого полиэфирполиола.

41. Полиуретан по п. 36, где компоненты по существу не содержат сложный полиэфирполиол, отличный от поликарбонатполиола.

42. Полиуретан по п. 36, где компоненты по существу не содержат аминного отвердителя.

43. Изделие, содержащее полиуретан по п. 36.

44. Изделие по п. 43, где изделие выбирают из группы, состоящей из оптических изделий, оптических линз, фотохромных изделий, фотохромных линз, окон, остекления, ветровых стекол, стекол бортовых огней, подсветки, авиационных иллюминаторов, пулестойких изделий, компонентов ветряных мельниц, глазурей, наружных поверхностей жидкокристаллических дисплеев, электронно-лучевых трубок, пленок, листовых материалов, проводящих пленок, поглощающих СВЧ пленок, низкоомных пленок, панелей от дульного пламени, пуленепробиваемых панелей и обтекателей.

45. Изделие по п. 43, где изделие представляет собой изогнутое изделие.

46. Изделие по п. 43, где изделие представляет собой плоское изделие.

47. Изделие, включающее, по меньшей мере, один слой полиуретана п. 36 и, по меньшей мере, один слой поликарбоната.

48. Ламинат, включающий:

(a) по меньшей мере, один слой полиуретана по п. 36; и

(b) по меньшей мере, один слой субстрата, выбранного из группы, состоящей из бумаги, стекла, керамики, дерева, кирпича, текстиля, металла или органического полимерного материала и их комбинаций.

49. Композиция для нанесения покрытия, включающая полиуретан по п. 36.

50. Способ получения полиуретанового изделия, включающий:

(а) нагревание смеси приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного полиизоцианата и от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,5 эквивалента, по меньшей мере, одного поликарбонатполиола в расчете на приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата, при температуре от приблизительно 110˚С до приблизительно 130˚С, в течение, по меньшей мере, приблизительно часа с образованием продукта реакции;

(b) смешение продукта реакции (а) с приблизительно от 0,01 до приблизительно 1 эквивалента, по меньшей мере, одного полиола, содержащего, по меньшей мере, 3 гидроксильные группы, в расчете на приблизительно 1 эквивалент, по меньшей мере, одного полиизоцианата, пока смесь не достигнет температуры, по меньшей мере, приблизительно от 110˚С до приблизительно 130˚С, необязательно при нагревании;

(с) литье продукта реакции в пресс-форму, предварительно нагретую до температуры, по меньшей мере, от приблизительно 100˚С до приблизительно 130˚С; и

(d) отверждение продукта реакции при первой заданной температуре от приблизительно 100˚С до приблизительно 120˚С в течение, по меньшей мере, приблизительно 0,5 часа, а затем при второй заданной температуре от приблизительно 140˚С до приблизительно 180˚С в течение промежутка времени от приблизительно 15 до приблизительно 30 ч.