CN1412214A - 对光稳定的一步法聚氨酯－脲弹性体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生产光学透明的、对光稳定的聚氨酯－脲弹性体的方法，该弹性体起始软化点为至少130℃，在环境温度下进行加工，在异氰酸酯指数为95－120的条件下浇注到模具中。该方法包括在C)存在下，使A)与B)反应，其中：A)液态的聚异氰酸酯或聚异氰酸酯预聚合物，其中NCO基团的含量为约5％至约50％，平均官能度为2－3，在25℃的粘度<5,000mPa·s；B)能与异氰酸酯反应的成分；和C)至少一种有机金属催化剂。本发明还涉及采用这种方法生产的光学透明的、对光稳定的聚氨酯－脲弹性体。

Description

对光稳定的一步法聚氨酯-脲弹性体
发明领域
本发明涉及光学透明的、对光稳定的、起始软化点至少130℃的聚氨酯-脲弹性体和生产它们的方法。这种方法包括在C)存在下使A)和B)反应，其中：A)液态的聚异氰酸酯或聚异氰酸酯预聚合物，其中NCO基团的含量约5重量％至约50重量％，平均官能度为2-3，在25℃的粘度＜5,000mPa·s；B)能与异氰酸酯反应的成分，其中包括：1)包含芳香族胺基的化合物，和2)包含羟基的化合物；和C)有机金属催化剂；在环境温度下加工这些成分，在异氰酸酯指数为95-120的条件下，将它们浇注到模具中。
技术背景
在本领域中已经知道和叙述了各种光稳定的浇注弹性体和生产这些弹性体的方法。参见例如US 3,755,262、3,866,242、4,153,777、4,404,353、和4,808,690以及德国公开件2,109,901。
US 3,755,262公开一些透明的高致密的聚氨酯产品。这些产品在性质上可以是弹性体或非弹性体。适合制备这些光学聚氨酯的液态聚氨酯反应混合物，是由一步法或预聚合物方法制备的。优选的混合物包含非芳香族的聚异氰酸酯和含活性氢的多元醇，每个多元醇分子平均具有2个以上的羟基，分子量为约800。适宜的异氰酸酯包括脂(环)族异氰酸酯如rMDI。该文献没有公开含胺基的化合物。
US 3,866,242公开一些以夹板、遮风屏、和面罩等的轮廓成形的由聚氨酯组成的保护屏。该专利叙述了这些透明的，光学透明度优良的聚氨酯。适宜的聚氨酯是使聚酯二醇或聚醚二醇与亚甲基双(环己基异氰酸酯)反应，生成预聚合物，并使这种预聚合物与亚甲基双(2-氯苯胺)反应而制备的。该专利广泛地叙述了只有伯胺基团的适宜的固化剂，并优选在二个芳香族环之间具有亚甲基桥的固化剂。该专利没有公开具有胺基和羟基的固化剂的混合物。
US 4,153,777叙述了一些有改进的物理性能的聚氨酯。该文献详细地公开一些无孔的聚氨酯，它们具有优良的光学透明度，并耐风化、耐紫外线、和耐热。这些聚氨酯包括异氰酸酯封端的预聚合物，该预聚合物是使异氰酸酯首先与水反应，然后再与多元醇反应生成预聚合物而制备的。然后采用多元醇将这种预聚合物的链增长和交联，生成粗制的聚氨酯。适宜的异氰酸酯包括脂(环)族异氰酸酯如4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(rMDI)等。适合与预聚合物反应的链增长剂和交联剂包括如1，4-丁二醇和三羟甲基丙烷等化合物。该文献没有公开包含胺基的化合物。
在US 4,404,353中公开一些用于印刷带(print belts)的聚氨酯弹性体和一种制备它们的方法。这些弹性体包含与二胺固化剂(即亚丙基二醇二对氨基苯甲酸酯，POLACURE 740M)反应的预聚合物。所公开的预聚合物是使芳香族异氰酸酯，即甲苯二异氰酸酯(TDI)与具有二官能伯羟基(例如PTMEG)的聚醚反应制备的。然后使预聚合物与二胺固化剂反应，生成聚氨酯弹性体。US 4,404,353没有叙述包含羟基的化合物适合用作一部分与异氰酸酯预聚合物反应的固化剂。这种方法制备的弹性体对光是不稳定的，而且浇注也需要相当高的温度(例如＞170°F)。
US 4,808,690叙述了一些高度交联的热变形温度高的透明聚氨酯。这些聚氨酯包含由聚异氰酸酯和含至少一个多官能羟基的中间体制备的预聚合物，有多元醇固化成分。含适宜多官能羟基的中间体包括多元醇、聚酯多元醇、和它们的混合物。适宜的聚异氰酸酯包括脂(环)族聚异氰酸酯以及芳香族和烷基芳香族聚异氰酸酯。多元醇固化成分可以是聚酯或多元醇，一般当量重量低。US 4,808,690没有叙述包含胺基的固化成分。
德国公开件2,109,901公开一种耐水解的聚氨酯。这种聚氨酯是由与多元醇和链增长剂反应的芳香族异氰酸酯预聚合物制备的，其中包括多胺、氨基醇、和脂环族或脂肪族二异氰酸酯。该专利所述聚氨酯的实例是基于甲苯二异氰酸酯(TDI)与聚己内酯的预聚合物，该预聚合物能与3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)和4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(rMDI)反应。然而，该专利没有公开脂肪族异氰酸酯预聚合物。
在US 5,668,239、5,710,230、和5,739,253中叙述了基于脂(环)族异氰酸酯预聚合物的RIM弹性体。虽然US 5,668,239要求能与异氰酸酯反应的成分，其中OH∶NH的当量比为1∶1-15∶1，但却明确地公开，作为一部分能与异氰酸酯反应的成分优选不包括芳香族胺类。US5,710,230的异氰酸酯预聚合物能与对异氰酸酯有反应性的成分反应，该成分包括分子量相当高的成分和链增长剂。虽然该专利叙述了包含胺基的化合物，但却公开不优选芳香族胺类。US 5,739,253申请一种能与异氰酸酯反应的混合物，它包含高分子量的聚醚多元醇和低分子量的链增长剂，其中羟基与胺基的当量比例为1∶2-20∶1。该专利还公开，不优选包含芳香族胺基的化合物。因为这些产品是采用注射反应成型方法(RIM)，将反应混合物注入密闭的模具中加工的。
例如在US 5,510,445、5,646,230、5,714,562、和6,174,984中，公开一些对光稳定的其它弹性体。这些弹性体可以是与US 5,714,562和6,174,984相同的聚氨酯；与US 5,646,562相同的聚氨酯/脲，或与US 5,510,445相同的聚脲。
US 5,646,230叙述一些异氰酸酯封端的预聚合物，和一种由这些预聚合物制备聚氨酯/脲弹性体的方法。这些预聚合物的NCO含量为3-10％，并包含下列材料的反应产物：a)芳香族二异氰酸酯，b)OH值为25-125，具有1.8-2.5个OH基的聚醚多元醇，和c)脂肪族二异氰酸酯。聚氨酯/脲弹性体是使异氰酸酯封端的预聚合物与包含有空间位阻的芳香族胺基的化合物如与DETDA或ETHACURE 300等反应制备的。但没有将包含羟基的化合物描述成异氰酸酯封端的预聚合物的可能的链增长剂。反应产物对光是不稳定的。
US 5,714,562叙述一些对光稳定，动力学性质优良的弹性体。这些弹性体包含下列材料的反应产物：a)异氰酸酯预聚合物，其中NCO基团的含量为约3-15％，b)链增长剂，其中包含2个羟基，MW为62-400，和c)催化剂，它选自专用类型的催化剂。适宜的异氰酸酯预聚合物包含下列材料的反应产物：1)4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯，其中包含至少90重量％的反式异构体，和2)聚醚，其中包含2-4个羟基，MW为400-8,000。没有公开包含胺基的链增长剂和/或交联剂。
US 6,174,984公开一些有弹性的透明聚氨酯弹性体。这些弹性体包含下列材料的反应产物：A)至少一种二异氰酸酯和至少一种聚醚多元醇的预聚合物，其中游离的二异氰酸酯含量小于预聚合物的1％，B)至少一种烷基化的芳香族二胺，其量足以与预聚合物中约50-105％可利用的异氰酸酯含量反应，和C)至少一种有机酸催化剂，其量足以将存罐时间减少到不足2分钟。这些弹性体具有高弹性和高透明度。
US 6,204,325公开一种生产致密透明的聚异氰酸酯聚加成产物的方法。这种方法包括，任选在(c)和(d)存在下，使(a)和(b)反应，其中：(a)脂(环)族二异氰酸酯；(b)能与异氰酸酯反应的化合物；(c)催化剂；和(d)辅助剂和/或添加剂。该专利将能与异氰酸酯反应的化合物(b)，描述为其官能度＞3、平均羟基值为300-950mgKOH/g的化合物的混合物。该专利没有公开包含胺基的链增长剂和/或交联剂。在模具中要求的反应温度＞40℃，优选60-100℃。
在US 5,510,445中，叙述一些采用一步法制备的聚脲弹性体。该方法包括使(a)、(b)和(c)反应，其中：(a)一种或多种脂(环)族二异氰酸酯；(b)一种或多种液态的胺封端的聚合物，其中包含至少二个与芳香族结合的能与异氰酸酯反应的伯胺基或仲胺基，和/或与脂肪族结合的能与异氰酸酯反应的仲胺基，分子量为400-6,000；和(c)一种或多种芳香族二胺链增长剂，分子量为108-399，任选与一种或多种交联剂混合。适宜的二异氰酸酯包括4，4-二环己基甲烷二异氰酸酯(rMDI)和其预聚合物。该专利还公开DETDA是一种适宜的芳香族二胺链增长剂。
US 5,510,445的一个实例表明，当能与异氰酸酯反应的成分包含DETDA和多元醇时，不能由脂(环)族二异氰酸酯制备适用的弹性体。通过比较，本申请的发明人发现，利用有机金属催化剂(优选有机锡催化剂)的存在来解决这个问题。本发明在包括有机金属化合物的催化剂存在下，使脂(环)族二异氰酸酯或其预聚合物与包含含至少二个芳香族胺基的有机化合物和含至少二个羟基的有机化合物的能与异氰酸酯反应的成分反应，获得光学透明的，对光稳定的聚酰胺/脲弹性体。本发明的弹性体，具有优良的物理性质和高温下的尺寸稳定性。
发明概述
本发明涉及一种生产光学透明的、对光稳定的聚氨酯-脲弹性体的方法，该弹性体起始软化点为至少130℃，在环境温度下进行加工，在异氰酸酯指数为95-120的条件下浇注到模具中。这种方法包括在C)存在下使A)与B)反应，其中：A)液态的聚异氰酸酯或聚异氰酸酯预聚合物，其中NCO基团的含量为约5％至约50％，平均官能度为2-3，在25℃的粘度＜5,000mPa·s，包含：(1)以A)的重量为100％计的20-100重量％的脂(环)族聚异氰酸酯，其中NCO基团的含量为约32重量％至约50重量％，官能度为约2，和(2)以A)的重量为100％计的0-80重量％的至少一种有机化合物，其中具有至少二个羟基，分子量为约62至约8,000；B)能与异氰酸酯反应的成分，包含：(1)至少一种有机化合物，其中包含至少二个芳香族胺基，分子量为100-1,000，和(2)至少一种有机化合物，其中具有二个羟基，分子量为约62-6,000；和C)至少一种有机金属催化剂。
本发明还涉及光学透明的、对光稳定的、起始软化点至少130℃的聚氨酯-脲弹性体。这些弹性体包括，在C)存在下A)与B)的反应产物，其中：A)液态的聚异氰酸酯或聚异氰酸酯预聚合物，其中NCO基团的含量为约5％至约50％，平均官能度为2-3，在25℃的粘度＜5,000mPa·s，包含：(1)以A)的重量为100％计的20-100重量％的脂(环)族聚异氰酸酯，其中NCO基团的含量为约32重量％至约50重量％，官能度为约2，和(2)以A)的重量为100％计的0-80重量％的至少一种有机化合物，其中具有至少二个羟基，分子量为约62至约8,000；B)能与异氰酸酯反应的成分，包含：(1)至少一种有机化合物，其中包含至少二个芳香族胺基，分子量为100-1,000，和(2)至少一种有机化合物，其中具有至少二个羟基，分子量为约62至约6,000；和C)至少一种有机金属催化剂。
发明详述
液态的聚异氰酸酯或聚异氰酸酯预聚合物——成分A)，其中NCO基团的含量为约5-50％，平均官能度为约2-3，在25℃的粘度＜约5,000mPa·s。优选成分A)的NCO基团的含量为约10-32重量％，最优选为15-32重量％，官能度为约2。成分A)包含：A)(1)以A)的重量为100％计的20-100重量％的脂(环)族聚异氰酸酯，和A)(2)以A)的重量为100％计的0-80重量％的至少一种有机化合物，其中具有至少二个羟基，分子量为约62-8,000。
成分A)优选包括A)(1)与A)(2)的反应产物，其中：A)(1)脂(环)族聚异氰酸酯，包含4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯，和A)(2)至少一种有机化合物，其中具有至少二个羟基，分子量为约62-8000。在这个优选的实施方案中，预聚合物优选包括A)(1)与A)(2)的反应产物，其中：A)(1)以A)的重量为100％计的约40-80重量％的4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯，A)(2)以A)的重量为100％计的约20-60重量％的至少一种有机化合物，其中具有至少二个羟基(优选2-3个羟基)，分子量为约62-8000(优选300-2,000)。在这个实施方案中，特别优选A)(2)包含聚四亚甲基醚乙二醇和聚己内酯。
以成分A)的重量为100％计，成分A)包括20-100重量％，优选40-80重量％，更优选60-80重量％的A)(1)脂(环)族聚异氰酸酯成分。适合成分A)(1)的脂(环)族聚异氰酸酯包括NCO基团含量为约32重量％至约50重量％，官能度为约2的脂(环)族聚异氰酸酯。适宜的脂(环)族聚异氰酸酯选自4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(rMDI)、1，6-亚己基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1，4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)、间四甲基二甲苯二异氰酸酯(m-TMXDI)、和它们的混合物。成分A)(1)优选的聚异氰酸酯是4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯，其异氰酸酯基团的含量为约32％，在市场上可从Bayer公司购买。
成分A)(2)——有机化合物，具有至少二个羟基，分子量为约62-8000。以成分A)的重量为100％计，成分A)包括0-80重量％，优选20-60重量％，更优选20-40重量％的成分A)(2)。按照本发明，适合用作成分A)(2)的有机化合物包括一些具有至少2个羟基，优选2-3个羟基，最优选2个羟基的有机化合物；优选分子量为62-4,000，最优选300-2,000。适合用作成分A)(2)的化合物的实例包括二醇、聚醚、聚硫醚、聚酯、聚己内酯、聚碳酸酯、和聚缩醛。
就A)(2)而言，二元醇和其它适宜成分的实例包括已知适合用作低分子量链增长剂以及低分子量二醇的化合物。一些实例包括分子量约≤350的一些化合物，例如烷撑(C2-22)二醇等，例如乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、1，2-丁二醇、1，6-己二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、2，2，4-三甲基戊烷-1，3-二醇，新戊二醇、1，10-十二烷二醇；聚(烷撑(C2-15)二醇)，例如二甘醇、三甘醇、四甘醇、二丙甘醇、三丙甘醇；其它的二醇，例如环己烷二甲醇、氢化的双酚A、1，4-二羟基-2-丁烯、2，6-二甲基-1-辛烯-3，8-二醇、氢醌双(2-羟基-乙基)醚、间苯二酚双(2-羟乙基)醚、双羟亚乙基对苯二酸酯；分子量≤350的低分子量三醇，例如甘油、2-甲基-2-羟甲基-1，3-丙二醇、2，4-二羟基-3-羟甲基-戊烷、1，2，6-己三醇、1，1，1-三(羟甲基)丙烷、2，2-双(羟甲基)-3-丁醇、和其它脂肪族三醇(C8-20)等，以及它们的混合物等。也可以采用上述化合物与少量一官能和/或较高官能的化合物的混合物作为成分A)(2)，条件是满足上面的官能度和分子量要求。
适宜的聚酯多元醇，可以例如由具有2-12个碳原子的有机二羧酸，优选具有4-6个碳原子的脂肪族二羧酸和多元醇制备，多元醇优选二醇，其中具有2-12个碳原子，优选2-6个碳原子。可以采用的二羧酸的实例是：丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、马来酸、富马酸、邻苯二酸、间苯二酸、和对苯二酸。这些二羧酸可以单独使用，也可以以相互混合物的形式使用。也可以采用相应的二羧酸衍生物，例如二羧酸与具有1-4个碳原子的醇类生成的酯类或二羧酸酸酐代替游离的二羧酸。二元和多元醇的实例是：乙二醇、二甘醇、1，2-和1，3-丙二醇、二丙甘醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，10-癸二醇、1，12-十二烷二醇、甘油、和三羟甲基丙烷。也可以采用由内酯如ε-己内酯或羟基羧酸如ω-羟基己酸制备的聚酯多元醇。本发明优选的聚酯多元醇，包括一些没有结晶趋势的聚酯。
为了制备聚酯多元醇，可以在没有催化剂，或优选在酯化催化剂存在下，通常在例如氮、二氧化碳、氦、氩等惰性气体气氛中，使有机的，例如芳香族的和优选脂肪族的多元羧酸和/或这些羧酸的衍生物与多元醇在150-250℃，优选在180-220℃下，以熔融体的形式进行缩聚，如果需要在降低的压力下进行，就所需的酸值而言，酸值＜10，优选＜2是有利的。在优选的实施方案中，先在大气压下，然后在＜500mbar下，优选在50-150mbar下，使酯化的混合物缩聚到酸值80-130，优选40-30。可以采用的酯化催化剂的实例，是以金属、金属氧化物、或金属盐的形式，使用铁、镉、钴、铅、锌、锑、镁、钛、或锡的催化剂。然而，缩聚也可以在稀释剂和/或载体，例如苯、甲苯、二甲苯、或氨苯存在下在液相中进行，稀释剂和/或载体用于以蒸馏方法共沸除去缩合的水。
适合用作成分A)(2)的化合物还包括：聚碳酸酯多元醇，聚碳酸酯多元醇是采用低分子量二醇和低分子量三醇作为引发剂，由碳酸亚乙酯开环聚合获得的；天然多元醇如蓖麻油；和聚烯烃多元醇如聚丁二烯多元醇、聚异戊二烯多元醇、和它们的水解产物。这些多元醇可以单独使用，也可以以其中二种或多种混合物的形式使用。
适合成分A)(2)的其它多元醇，包括聚碳酸酯二醇，这种二醇是使二苯基或二甲基碳酸酯与上述类型的低分子量二醇或三醇、ε-己内酯-改性的二醇或三醇反应获得的。
按照本发明，可以采用的适宜的聚酯、聚硫醚、聚缩醛、聚碳酸酯和其它多羟基化合物可以在例如高聚物，卷XVI，“聚氨酯，化学和技术”，Saunders-Frisch著，交叉科学出版社，纽约，伦敦，卷I，1962，32-42和44-54页，和卷II，1964，5-6和198-199页；和在Viewg-Hochtlen发表的Kunststoff-Handbuch，卷VII，Carl Hanser出版社，慕尼黑，1966，45-71页中找到。
按照本发明，适合使用的聚醚是已知的，例如可以在适宜的催化剂，例如BF3或KOH等存在下，使四氢呋喃或环氧化物，例如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、氧化苯乙烯或表氯醇等聚合获得，或以化学方法将这些环氧化物，优选环氧乙烷和环氧丙烷，以混合物形式或逐渐地加到包含反应性氢原子的成分如水、醇、或胺中获得。能被烷氧基化生成本发明成分A)(2)的适宜引发剂化合物包括例如低分子量的链增长剂、乙二醇、丙二醇、二甘醇、二丙甘醇、丁基卡必醇、丁二醇、戊二醇、双酚A、新戊二醇、三甲基戊二醇、环己烷二甲醇等。也可以使用适宜的引发剂化合物的混合物，条件是所获得的多元醇混合物的官能度至少约2.0。
适宜的聚醚包括例如一些基于二官能引发剂(starter)，例如水、乙二醇、丙二醇等的化合物。这些化合物包括环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物。
成分A)可以是液态的单体脂(环)族二异氰酸酯或液态的聚异氰酸酯预聚合物。液态的聚异氰酸酯预聚合物——成分A)，例如可以任选在催化剂存在下，加热到约105℃，使二异氰酸酯A)(1)与具有至少二个羟基的有机化合物A)(2)，在氮气层中或在喷氮的情况下反应4-12小时制备。通过滴定NCO的％来监测反应。也可以采用已知的适合制备预聚合物的其它方法。
成分B)——能与异氰酸酯反应的成分，包括：B)(1)至少一种有机化合物，其中包含至少二个芳香族胺基，和B)(2)至少一种有机化合物，其中具有至少二个羟基。
以成分B)的重量为100％计，成分B)包括3-90重量％，优选5-60重量％，更优选10-40重量％的成分B)(1)。成分B)(1)包括至少一种有机化合物，其包含至少二个芳香族胺基，分子量为约100-1,000。一个优选的实施方案，有机化合物包含至少二个芳香族胺基，分子量约100至约400。在有机化合物B)(1)中，更优选存在2-3个芳香族胺基。最优选芳胺官能度约2，分子量约150-250的一些有机化合物作为成分B)(1)。虽然芳香族二胺可以包含醚基和/或酯基，但优选不包含这些基团。其中具有如芳香族胺基形式的胺封端基团的胺封端的聚醚，也适合用作成分B)(1)。
适合用作成分B)(1)的、包含至少二个芳香族胺基的有机化合物的实例包括分子量为100-1,000的芳香族二胺链增长剂。优选的胺链增长剂只包括呈芳香结合的伯氨基或仲氨基(优选伯氨基)，还优选包括烷基取代基。这些二胺的实例，包括1，4-二氨基苯、2，4-和/或2，6-二氨基甲苯、2，4′-和/或4，4′-二氨基二苯基甲烷、3，3′-二甲基-4，4′-二氨基二苯基甲烷、3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)、1-甲基-3，5-双(甲硫基)-2，4-和/或-2，6-二氨基苯、1，3，5-三异丙基-2，4-二氨基苯、1-甲基-3，5-二乙基-2，4-和/或-2，6-二氨基苯(也称作3，5-二乙基-2，4-和/或-2，6-甲苯二胺，或DETDA)、4，6-二甲基-2-乙基-1，3-二氨基苯、3，5，3′，5′-四乙基-4，4-二氨基二苯基甲烷、3，5，3′，5′-四异丙基-4，4′-二氨基二苯基甲烷、3，5-二乙基-3′，5′-二异丙基-4，4′-二氨基二苯基甲烷、2，4，6-三乙基-间苯二胺(TEMPDA)、3，5-二异丙基-2，4-二氨基甲苯、3，5-二仲丁基-2，6-二氨基甲苯、3-乙基-5-异丙基-2，4-二氨基甲苯、4，6-二异丙基-间苯二胺、4，6-二叔丁基-间苯二胺、4，6-二乙基-间苯二胺、3-异丙基-2，6-二氨基甲苯、5-异丙基-2，4-二氨基甲苯、4-异丙基-6-甲基-间苯二胺、4-异丙基-6-叔丁基-间苯二胺、4-乙基-6-异丙基-间苯二胺、4-甲基-6-叔丁基-间苯二胺、4，6-二仲丁基-间苯二胺、4-乙基-6-叔丁基-间苯二胺、4-乙基-6-仲丁基-间苯二胺、4-乙基-6-异丁基-间苯二胺、4-异丙基-6-异丁基-间苯二胺、4-异丙基-6-仲丁基-间苯二胺、4-叔丁基-6-异丁基-间苯二胺、4-环戊基-6-乙基-间苯二胺、4-环己基-6-异丙基-间苯二胺、4，6-二环戊基-间苯二胺、2，2′，6，6′-四乙基-4，4′-亚甲基双氨苯、2，2′，6，6′-四异丙基-4，4′-亚甲基双氨苯(亚甲基双二异丙基苯胺)、2，2′，6，6′-四仲丁基-4，4′-亚甲基双氨苯、2，2′-二甲基-6，6′-二叔丁基-4，4′-亚甲基双氨苯、2，2′-二叔丁基-4，4′-亚甲基双氨苯、和2-异丙基-2′，6′-二乙基-4，4′-亚甲基双氨苯。当然，也可以以混合物形式采用这些二胺。
特别优选成分B)(1)——含至少二个芳香族胺基的有机化合物包括选自二乙基甲苯二胺异构体、二乙基甲苯二胺异构体的混合物、二甲硫基甲苯二胺异构体、二甲硫基甲苯二胺异构体混合物的化合物。
能与异氰酸酯反应的成分B)还包括成分B)(2)——一种或多种具有至少二个羟基的有机化合物。以成分B)的重量为100％计，成分B)包括10-97重量％，优选40-95重量％，更优选60-90重量％的至少一种具有至少二个羟基的有机化合物，分子量约62-6,000。更优选有机化合物包含2-3个羟基，分子量为62-4,000。最优选B)(2)的羟基官能度为2，分子量为90-4,000。具有至少二个羟基的有机化合物可以包括二元醇或多元醇，或它们的混合物。成分B)(2)的实例包括具有至少二个羟基的化合物，其中包括聚醚、聚硫醚、聚酯、聚己内酯、二醇、聚碳酸酯、和聚缩醛。
二醇和适合B)(2)的其它成分的实例包括适合用作低分子量链增长剂以及低分子量二醇的已知化合物。一些实例包括分子量约≤300的一些化合物，例如烷撑(C2-22)二醇等，例如乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、1，2-丁二醇、1，6-己二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、2，2，4-三甲基戊烷-1，3-二醇、新戊二醇、1，10-十二烷二醇；聚(烷撑(C2-15)二醇)，例如二甘醇、三甘醇、四甘醇、二丙甘醇、三丙甘醇；其它二醇，例如环己烷二甲醇、氢化的双酚A、1，4-二羟基-2-丁烯、2，6-二甲基-1-辛烯-3，8-二醇、氢醌双(2-羟基-乙基)醚、间苯二酚双(2-羟乙基)醚、双羟基亚乙基对苯二酸酯；分子量≤350的低分子量三醇，例如甘油、2-甲基-2-羟甲基-1，3-丙二醇、2，4-二羟基-3-羟甲基-戊烷、1，2，6-己三醇、1，1，1-三(羟甲基)丙烷、2，2-双(羟甲基)-3-丁醇、和其它脂肪族三醇(C8-20)等、以及它们的混合物等。也可以采用上述化合物与少量一官能和/或较高官能的化合物的混合物作为成分B)(2)，条件是满足上面的官能度和分子量要求。
适宜的聚酯多元醇，例如可以由具有2-12个碳原子的有机二羧酸，优选具有4-6个碳原子的脂肪族二羧酸和多元醇制备，多元醇优选二醇，其中具有2-12个碳原子，优选2-6个碳原子。可以采用的二羧酸的实例是：丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸烷二羧酸、马来酸、富马酸、邻苯二酸、间苯二酸、和对苯二酸。这些二羧酸可以单独使用，也可以以相互混合物的形式使用。也可以采用相应的二羧酸衍生物，例如二羧酸与具有1-4个碳原子的醇类生成的酯或二羧酸酸酐代替游离的二羧酸。二元和多元醇的实例是：乙二醇、二甘醇、1，2-和1，3-丙二醇、二丙甘醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，10-癸二醇、1，12-十二烷二醇、甘油和三羟甲基丙烷。也可以采用由内酯，例如ε-己内酯或羟基羧酸，例如ω-羟基己酸制备的聚酯多元醇。
为了制备聚酯多元醇，可以在没有催化剂或优选在酯化催化剂存在下，通常在例如氮、二氧化碳、氦、氩等惰性气体气氛中，使有机的，例如芳香族的和优选脂肪族的多元羧酸和/或这些羧酸的衍生物与多元醇在150-250℃，优选在180-220℃下，以熔融体的形式进行缩聚，如果需要在降低的压力下进行，就所需的酸值而言，酸值＜10，优选＜2是有利的。在优选的实施方案中，先在大气压下，然后在＜500mbar下，优选在50-150mbar下，使酯化的混合物缩聚到酸值80-130，优选40-30。可以采用的酯化催化剂的实例，是以金属、金属氧化物、或金属盐的形式，使用铁、镉、钴、铅、锌、锑、镁、钛、或锡的催化剂。然而，缩聚也可以在稀释剂和/或载体，例如苯、甲苯、二甲苯、或氯苯的存在下在液相中进行，稀释剂和/或载体用于以蒸馏方法共沸除去缩合的水。
也适合作为成分B)(2)的具有至少二个羟基的化合物是聚碳酸酯多元醇，它是采用低分子量二醇和低分子量三醇作为引发剂，由碳酸亚乙酯开环聚合获得的；天然的多元醇如蓖麻油；聚烯烃多元醇如聚丁二烯多元醇、聚异戊二烯多元醇、和它们的水解产物。这些化合物可以单独使用，也可以以其中二种或多种混合物的形式使用。
适合成分B)(2)的其它多元醇包括聚碳酸酯二醇，聚碳酸酯二醇是使二苯基或二甲基碳酸酯与上述类型的低分子量二醇或三醇、ε-己内酯-改性的二醇或三醇反应获得的。
按照本发明，可以采用的适宜的聚酯、聚硫醚、聚缩醛、聚碳酸酯和其它多羟基化合物，例如可以在高聚物，卷XVI，“聚氨酯，化学和技术”，Saunders-Frisch著，交叉科学出版社，纽约，伦敦，卷I，1962，32-42和44-54页，和卷II，1964，5-6和198-199页；和在Viewg-Hochtlen发表的Kunststoff-Handbuch，卷VII，Carl Hanser出版社，慕尼黑，1966，45-71页中找到。
按照本发明，适合使用的聚醚是已知的，可以例如在适宜的催化剂如BF3或KOH等存在下，使四氢呋喃或环氧化物如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、氧化苯乙烯或表氯醇等聚合获得，或以化学方法将这些环氧化物，优选环氧乙烷和环氧丙烷以混合物的形式或逐渐加到包含反应性氢原子的成分如水、醇、或胺中获得。能被烷氧基化生成本发明中成分B)(2)的适宜引发剂化合物包括例如低分子量的链增长剂、乙二醇、丙二醇、二甘醇、二丙甘醇、丁基卡必醇、丁二醇、戊二醇、双酚A、新戊二醇、三甲基戊二醇、环己烷二甲醇等。也可以使用适宜的引发剂化合物的混合物，条件是所获得的多元醇混合物的官能度，至少约2.0。
适宜的聚醚包括，例如一些基于二官能引发剂(starter)，例如水、乙二醇、丙二醇等的化合物。这些化合物包括环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物。
适宜的催化剂C)包括有机金属化合物，特别是有机锡和铋的化合物。适宜的有机锡化合物包括含硫的有机锡化合物，例如二辛基锡硫醇盐(德国送交件1,769,367和US 3,645,927)，优选羧酸的锡(II)盐，例如乙酸锡(II)、辛酸锡(II)、乙基己酸锡(II)、和月桂酸锡(II)，以及锡(IV)化合物，例如二月桂酸二丁基锡、二丁基锡二氯化物、二乙酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、和二乙酸二辛基锡。适宜的铋化合物，包括新癸酸铋、bismuth versalate、和本领域已知的各种羧酸铋。优选的有机金属催化剂包括锡(IV)催化剂，其中包括二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二甲基锡、或它们的混合物。
当然，也可以以混合物的形式使用任何上述的催化剂。在Vieweg和Huchtlen发表的Kunststoff Handbuch(塑料手册)，卷VII，CarlHanser出版社，慕尼黑，1966，例如96-102页中，叙述了根据本发明使用的另一些典型的催化剂以及关于它们作用方式的详细情况。
以成分(A)、(B)、和(C)的总量计，可以使用有机金属催化剂的数量为约0.002重量％至约5重量％，优选约0.01重量％至约1重量％。
此外，在反应中还可以存在各种添加剂，例如乳化剂、和已知在聚氨酯化学中有效的其它添加剂。
除了表面活性剂以外，在本发明的模塑组合物中可以使用的其它添加剂包括阻燃剂、增塑剂、抗氧化剂、UV稳定剂、粘合增进剂、染料、粘度抑制剂、和内脱模剂。适宜的抗氧化剂包括，例如Irganox245，适宜的UV稳定剂包括例如Tinuvin 765。然而，可以采用任何已知的抗氧化剂和/或UV稳定剂。如果有选自抗氧化剂、UV稳定剂、和位阻胺光稳定剂、和它们的混合物的稳定剂存在，优选将其加到聚异氰酸酯或聚异氰酸酯预聚合物中。
在一段(或“一步”)方法中，一般将能与异氰酸酯反应的成分和催化剂，以及任何添加剂和辅助剂组合起来，彻底混合成预混合物。然后在容器中采用搅拌，或在模塑机器的混合头中，将液态的聚异氰酸酯或聚异氰酸酯预聚合物与预混合物混合。在模塑过程中时常采用外脱模剂，例如硅油。然而，也可以采用所说的“内施脱模剂”，任选与外脱模剂混合使用。使用的反应物量，应使异氰酸酯指数为约90-125。所谓“异氰酸酯指数”，系指异氰酸酯基团数除以能与异氰酸酯反应的基团数的商再乘上100。
本发明的聚氨酯-脲弹性体，优选通过浇注到适宜的模具中制备。制备本发明聚氨酯-脲弹性体的温度，一般是不重要的，模具温度可以是环境温度。就本发明而言，规定环境温度为约15℃至约30℃。加工温度通常低于40℃。本发明一步法的胶凝时间优选大于2分钟。本发明的聚氨酯-脲弹性体的肖氏硬度可以在很宽的范围内变化，即肖氏A级硬度40-肖氏D级硬度95，视所选的多元醇、异氰酸酯、和胺/二醇链增长剂而定。高硬度的聚氨酯-脲弹性体，即大于肖氏D级硬度50的弹性体，优选在温度100℃以上后固化约16小时。
根据本发明制备的光学透明的、对光稳定的聚氨酯-脲弹性体，起始软化点至少130℃。这些弹性体在高温下具有非常优良的尺寸稳定性，所获得的产品即使在软弹性体中也不出现“蠕变”。
测定起始软化点使用的方法，是根据ASTM 1545-95A的热机械分析(TMA)。将本发明TMA实验采用的术语“起始软化点”定义为根据转化之前的温度绘制的切线(导数值不变)在转变挠曲点(导数曲线的最大值)的温度。就确定转变温度而言，特别是对于性质上多分散的聚合材料，这种测定是非常有用的。
本发明采用的术语“光学透明的”系指光的透射率与其它聚合物玻璃相当或优于其它聚合物玻璃，即丙烯酸类塑料或聚碳酸酯。本发明的聚氨酯-脲弹性体的光透射率接近透镜、双目镜等使用的光学级玻璃。本发明的聚氨酯-脲弹性体的光透射率大于85％，优选90％，本发明聚氨酯-脲弹性体的光雾通常小于1％。本发明采用的光雾和光透射率是根据ASTM D 1003-97确定的。
可以采用使用这种新方法制备的光学透明的对光稳定的聚氨酯-脲弹性体产品作为玻璃的替代品，例如在汽车或飞机制造中用作防晒、前窗、后窗或侧窗，和/或用作灯罩，例如在飞机或汽车制造中用作前灯或尾灯。例如，在眼镜镜片、安全玻璃、和防护镜等光学应用中，也可以优选采用根据本发明制备的聚氨酯-脲弹性体。
采用下面的实例进一步说明本发明方法的细节。在前面公开的内容中所述的本发明，不受这些实例内容或范围的限制。本领域的技术人员很容易理解，可以使用下列程序中已知的条件变化。除非另有说明，所有的温度都是摄氏度，所有的百分率都是重量百分率。
                                实例
在加工实例中，使用下列成分：异氰酸酯A：4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯，异氰酸酯基团的含量
        为约32％。异氰酸酯B：1，6-亚己基二异氰酸酯，异氰酸酯基团的含量为约50％。异氰酸酯C：异佛尔酮二异氰酸酯，异氰酸酯基团的含量为约37.8％。异氰酸酯D：异氰酸酯预聚合物，其中NCO基团的含量为约23％，
        官能度为2.0，在25℃的粘度约400mPa·s，其中包括
      约75.5重量％异氰酸酯A的反应产物，24.5重量％的多
      元醇B，和0.002重量％的催化剂A。异氰酸酯E：异氰酸酯预聚合物，其中NCO基团的含量约23％，官
        能度为2.0，在25℃的粘度约310mPa·s，其中包括约
        75.5重量％异氰酸酯A的反应产物，24.5重量％的多元
        醇C，和0.002重量％的催化剂A。异氰酸酯F：异氰酸酯预聚合物，其中NCO基团的含量约22.9％，
        官能度为2.0，在25℃的粘度约150mPa·s，其中包括
        约76.4重量％异氰酸酯A的反应产物，23.6重量％的多
        元醇D，和0.002重量％的催化剂A。异氰酸酯G：异氰酸酯预聚合物，其中NCO基团的含量约23％，官
        能度为2.0，在25℃的粘度约150mPa·s，其中包括约
        75.5重量％异氰酸酯A的反应产物，24.5重量％的多元
        醇E，和0.002重量％的催化剂A。异氰酸酯H：异氰酸酯预聚合物，其中NCO基团的含量约23％，官
        能度为2.0，在25℃的粘度约150mPa·s，其中包括约
        75.5重量％异氰酸酯A的反应产物，24.5重量％的多元
        醇F，和0.002重量％的催化剂A。异氰酸酯I：异氰酸酯预聚合物，其中NCO基团的含量约22.8％，
        官能度为2.0，在25℃的粘度约500mPa·s，其中包括
        约65重量％异氰酸酯C的反应产物，35重量％的多元醇
        B，和0.002重量％的催化剂A。异氰酸酯J：异氰酸酯预聚合物，其中NCO基团的含量约22.7％，
        官能度为2.0，在25℃的粘度约350mPa·s，其中包括
        约50.5重量％异氰酸酯B的反应产物，49.5重量％的多
        元醇B，和0.002重量％的催化剂A。异氰酸酯K：异氰酸酯预聚合物，其中NCO基团的含量约18.3％，
        官能度为2.0，在25℃的粘度约800mPa·s，其中包括
        约66.7重量％异氰酸酯A的反应产物，33.3重量％的多
        元醇A，和0.002重量％的催化剂A。异氰酸酯L：异氰酸酯预聚合物，其中NCO基团的含量约13.9％，
        官能度为2.0，在25℃的粘度约3640mPa·s，其中包
        括约50.5重量％异氰酸酯A的反应产物，49.5重量％的
        多元醇B，和0.002重量％的催化剂A。异氰酸酯M：异氰酸酯预聚合物，其中NCO基团的含量约6.0％，官
        能度为2.2，在25℃的粘度约3520mPa·s，其中包括
        约24.24重量％异氰酸酯A的反应产物，53.03重量％的
        多元醇G，22.73重量％的多元醇H，和0.002重量％的
        催化剂A。多元醇A：  聚四亚甲基醚二醇，一种当量重约500的二官能多元
      醇，在市场上可以以商品名称Polymeg 1000从杜帮公
      司、QO化学试剂有限责任公司、和BASF公司购买。多元醇B：聚四亚甲基醚二醇，一种当量重约1000的二官能多元
      醇，在市场上可以以商品名称Polymeg 2000从杜帮公
      司、QO化学试剂有限责任公司、和BASF公司购买。多元醇C：二官能聚己内酯基的聚酯多元醇，其当量重约1000，
      在市场上可以以商品名称Tone 1241从联合碳化物公
      司购买。多元醇D：聚(氧化烯)多元醇，其当量重约730，官能度约2，
      是将约80％的环氧丙烷和20％的环氧乙烷的混合物加到
      丙二醇中，使约90％的羟基是伯羟基制备的。多元醇E：在环氧丙烷基础上的超低monol聚醚多元醇，其当量
      重约1000，OH值为约56，官能度为约2，是将环氧丙
      烷加到丙二醇中，使约全部的羟基为仲羟基制备的。多元醇F：聚氧化烯多元醇，其当量重约1000，官能度为约2，
      是将环氧丙烷加到丙二醇中，使约全部羟基为仲羟基
      制备的。多元醇G：聚氧化烯多元醇，当量重为约2000，OH值为约28，
      官能度为约2，是将87％的环氧丙烷和13％的环氧乙烷
      的混合物加到丙二醇中，使约75％的羟基为伯羟基制备
      的。多元醇H：聚氧化烯多元醇，其当量重约2000，官能度为约3，
      是将87％的环氧丙烷和13％的环氧乙烷的混合物加到甘
      油中，使约85％的羟基为伯羟基制备的。二醇链增长剂A：1，4-丁二醇胺A：    二乙基甲苯二胺，其当量重为107，官能度为约2，
      其中包括约80重量％的2，4-异构体，约20重量％的2，6
      异构体；在市场上可以以商品名称Ethacure 100LC
      Curative从Albemarle公司购买。胺B：    二甲硫基甲苯二胺，其当量重为89，官能度为约2，
      其中包括约80重量％的2，4-异构体，约20重量％的2，6-
      异构体；在市场上可以以商品名称Ethacure 300
      Curative从Albemarle公司购买。催化剂A：二月桂酸二甲基锡，在市场上可以以商品名称Formez_
      UL-28从Witco化学公司购买。催化剂B：33％三亚乙基二胺的二丙甘醇溶液，在市场上可以以商
      品名称DABCO 33LV从空气制品公司购买。浇注程序：
在浇注前，先在50-60℃下使多元醇和异氰酸酯脱气，然后冷却到室温。在25-30℃下将多元醇和异氰酸酯混合约1-2分钟，然后浇注到室温的书箱式模具(尺寸为8″×16″×0.125″)和纽模具(尺寸为7.5″×2.25″×0.5″)中进行铸塑。(对每一个试样采用一个纽模具)，在脱模前，这些试样在室温下在模具中保留约16小时。在室温下保存一个月后，提供试样进行物理测试。
在所有的实例中，都将催化剂(UL-28)的水平调节到使多元醇和或二醇的反应速率与二胺的反应速率相当。在除了I、Ia、II、X、和XV以外的所有实例中，都采用从FlackTek有限责任公司购买的Hauschild SpeedMixer DAC400FV进行混合(在1000-1600 RPM下混合15-40秒)。
表1
实例   I   Ia  II     IIa     III    IIIa     IV     IVa
异氰酸酯D(g)   90.8   90.8  74.35    74.35
异氰酸酯E(g)   69.89   69.89   50.62   50.62
％NCO   23.03   23.03  23.03    23.03   22.99   22.99   22.99   22.99
胺A(g)   27.2  14.08   24.75   13.01
二醇链增长剂A(g)   13.73    7.11   12.49   6.57
多元醇C(g)   85.7   85.7   116.8   116.77
多元醇A(g)   82.44   82.44  112.54    112.54
催化剂A(g)   0.81   0.81  0.11    0.11   0.059   0.059   0.081   0.081
％NCO rxn w/增长的胺链   8  4   8   4
％NCO rxn w/增长的二醇   8    4   8   4
拉伸强度   5926   3156  3549    1618   5900   3030   5078   2975
100％模量   2548   1275  857    534   2048   1019   720   399
伸长   340   426  399    400   349   446   462   520
模具C撕裂   779   517  417    329   1229   549   498   386
硬度(肖氏A级)   94/90  92/90    80/79   92/91   90/89   78/78
硬度(肖氏D级)   58/55   63/60
起始软化点Pt.(℃)   160   112  150    96   195   113   178   107
Tg℃   -66   -73  -57     -56    -61   -61   -64   -58
在表1中，实例Ia、IIa、IIIa、VIa是对比例，实例I、II、III、和IV是本发明典型的实施例，获得的弹性体软化点至少130℃。根据本发明的实例还表明，物理性质有明显地改善(即拉伸和抗撕强度大得多)。在对比例中，用二醇代替本发明的胺成分。
表2
实例  V  Va   VI   VIa   VII   VIII
异氰酸酯F(g)  75.14  75.14   57.6   57.6
异氰酸酯G(g)   51.98
异氰酸酯H(g)   50.89
异氰酸酯I(g)
％NCO  22.93  22.93   22.93   22.93   23   22.95
胺A(g)  24.66   12.87   13   13.03
二醇链增长剂A(g)  12.45   6.5
多元醇D(g)  80.95  80.95   110.45   110.45
多元醇E(g)   116.46
多元醇F(g)   116.6
催化剂A(g)  0.16  0.16    0.22   0.22   1.16   1.16
％NCO rxn w/增长的胺链  8    4   4   4
％NCO rxn w/增长的二醇  8   4
拉伸强度  2523  890    941   298   1266   1013
100％模量  1578  877    502   272   467   405
伸长  331  134    415   152   585   603
模具C撕裂  579  253    306   101   291   317
硬度(肖氏A级)  98/98  90/89    84/82   70/67   85/82   83/81
硬度(肖氏D级)  55/51
起始软化点Pt(℃)  160  104    148   86   147   141
Tg℃  -53  -58    -58   -56   -61   -62
在表2中，实例Va和VIa是对比例，实例V、VI、VII和VIII是本发明典型的实施例，获得的弹性体软化点至少130℃。在对比例中，采用二醇代替本发明的胺成分，如此得到的软化点基本上是较低的。根据本发明的实例还表明，物理性质有明显地改善(即拉伸和抗撕强度大得多)。
表3
实例  IX  IXa  X   XI   XIa   XII
异氰酸酯I(g)  135.98  135.98  66.94
异氰酸酯J(g)   183.2   144.8   111.33
％NCO  22.82   22.82  22.82   22.67   22.67   22.67
胺A(g)  40.71  12.67   54.47   21.07
二醇链增长剂A(g)   20.55   21.75
多元醇A(g)  122.63   122.63  100.88  163.19   129.06   166.98
催化剂A(g)  0.31   0.57  0.1  0.41    0.38   0.25
％NCO rxn w/增长的胺链  8  4  8   4
％NCO rxn w/增长的二醇   8   8
拉伸强度  6360   2079  3745  4206   2878   1767
100％模量  1781   330  778  1391   1298   820
伸长  377   414  340  329   774   302
模具C撕裂  685   201  424  620   674   395
硬度(肖氏A级)   67/67  88/87  96/96   97/97   88/87
硬度(肖氏D级)  55/54
起始软化点Pt.(℃)  172   129  155  209   124   181
Tg℃  -62   -62  -67  -87   -85   -67
在表3中，实例IXa和XIa是对比例。实例IX、X、XI、和XII是本发明典型的实施例，获得的弹性体软化点至少130℃。在对比例中，采用二醇代替本发明的胺成分。根据本发明的实例还表明，物理性质有明显地改善(即拉伸和抗撕强度高得多)。
表4
实例   XIII   XIIIa  XIV   XV   XVI
异氰酸酯A(g)   63.3   63.3  50.3
异氰酸酯D(g)   58.07
异氰酸酯K(g)   165.35
％NCO   32   32  32   23.03   18.25
胺A(g)   24.43  12.26   6.03   20.58
二醇链增长剂A(g)   12.33   11.13
多元醇A(g)   92   92  113   116.42   102.27
催化剂A(g)   0.095   0.095  0.11   0.116   0.113
％NCO rxn w/增长的胺链   8  4   2   4
％NCO rxn w/增长的二醇   8   4
拉伸强度   6024   3089  4221   1568   6598
100％模量   2726   1469  951   355   1963
伸长   218   370  325   417   323
模具C撕裂   770   509  412   253   537
硬度(肖氏A级)   72/71   97/96
硬度(肖氏D级)   60/59   41/39  37/36   50/49
起始软化点Pt.(℃)   176   106  139   129   181
Tg℃   -49   -38  -50   -21   -83
在表4中，实例XIIIa和XV是对比例。在实例XIIIa中，采用二醇成分代替本发明的胺成分。实例XV是对比例，因为它包含的胺链增长剂低于所要求的最低量3％。在这两种情况下，起始软化点降低到130℃以下。当采用的其它化学组成相同时，如果胺链增长剂的量增加到4％(如实例II)，则起始软化点增加到150℃。
在表4中，实例XIII、XIV、和XVI是本发明典型的实施例。在这些实例中，制得的弹性体软化点至少130℃。
表5
实例   XVII   XVIIa   XVIII   XVIIIa    XIX
异氰酸酯L(g)   184.73   184.6
异氰酸酯M(g)   150.07   150.72
异氰酸酯D(g)    128.35
％NCO   13.91   13.91   6.06   6.06    23.18
胺A(g)   39.9   12.08
胺B(g)    46.14
二醇链增长剂A(g)   20.14   3.15   9.3
多元醇A(g)   65.8   65.8    115.98
催化剂A(g)   0.066   0.066   0.003   0.009    0.116
％NCO rxn w/增长的胺链   8   4    8
％NCO rxn w/增长的二醇   8   2   6
拉伸强度   5642   2371   2383   919    5999
100％模量   2356   1567   721   705    999
伸长   369   405   697   251    288
模具C撕裂   731   465   402   190    466
硬度(肖氏A级)   85/85
硬度(肖氏D级)   59/56   46/45   34/32   24/23    49/47
起始软化点Pt.(℃)   183   107   180   106    166
Tg℃   -28   -46   -74   -76    *
*在50℃下热固化5天，固化非常缓慢
在表5中，实例XVIIa、XVIIIa是对比例。实例XVII、XVIII、和XIX是本发明典型的实施例，获得弹性体的软化点至少130℃。实例XIX采用不同的胺作为链增长剂。获得固化非常缓慢的弹性体。因此，将包含这种弹性体的模具放在烘箱中固化。在对比例中，采用二醇代替本发明的胺成分。在根据本发明的所有实例中，弹性体的物理性能大大优于对比例，所有的产品都是光学透明的。
表6
实例  XX  XXI   XXII
异氰酸酯D(g)  45.08  45.08   45.08
％NCO  23  23   23
胺A(g)  13.63  13.63   13.63
多元醇A(g)  41.29  41.29   41.29
催化剂B(g)  0.084  0.44   0
％NCO rxn w/增长的胺链  8  8   8
实例XX、XXI、和XXII是对比例。这3个实例得到的弹性体是白色的，即光学不透明的，质量太差，难以检验它们的物理性质。所有的3个试样都非常容易破裂。实例XX、XXI、和XXII表明，采用胺催化剂或不采用催化剂，产生质量差的聚氨酯-脲弹性体。这证明为了生产实例I所示物理性质优良的光学透明的产品，根据本发明需要采用有机金属催化剂，实例I的其它化学组成与这3个实例相同。另一种浇注程序：
实例XXIII、XXIV、和XXV是根据下列程序浇注的。采用驱动齿轮、Edge-Sweets生产的低压聚氨酯加工机器(样机15BT)加工这些材料。该机器安装有2加仑的原料容器，它具有脱气以及将这些材料加热到所需温度的能力。并采用高剪切混合器进行混合。
在25℃下在原料容器中使多元醇和异氰酸酯脱气。将多元醇泵调节到985 RPM，将循环压力调节到80psi。将异氰酸酯泵调节到1051RPM，将循环压力调节到80psi。在校准后，通过混合头将材料分散到容器中，然后倒入室温的书柜式模具(尺寸8″×16″×0.125″)和纽模具(尺寸7.5″×2.25″×0.5″)中。然后在脱模之前，在100℃下将试样后固化约16小时。在环境温度下放置二周以后，提供试样进行物理测试。将催化剂的水平调节到使多元醇和/或二醇的反应速率与二胺的反应速率相同。
表7
实例   XXIII   XXIV   XXV
异氰酸酯K(g)   110.38   118.51   129.07
％NCO   18.3   18.3   18.3
胺A(g)   29.3   16.34
二醇链增长剂A(g)   8   17.3
多元醇A(g)   70.67   76.65   82.7
催化剂A(g)   0.054   0.054   0.054
％NCO rxn w/增长的胺链   8   4
％NCO rxn w/增长的二醇   4   8
拉伸强度   7265   6193   3865
100％模量   3236   1351   886
伸长   272   371   358
模具C撕裂   741   552   399
硬度(肖氏A级)   95   83
硬度(肖氏D级)   59   43   30
起始软化点Pt.(℃)   197   142   128
Tg℃   *   -25   -29
*不确定
实例XXV是对比例，其中采用二醇代替二胺链增长剂。如实例XXIV所示，即使在二胺链增长剂可利用的NCO从8％降低到4％时，软化点仍高于130℃。在根据本发明的实例(即实例XXIII和XXIV)中，拉伸强度和抗撕强度等物理性质也明显较高。
虽然前面为了说明的目的，详细地叙述了本发明，但应当理解，除了受权利要求的限制以外，这些细节只是为了说明的目的，和为了本领域的技术人员能在本发明的内容和范围内，对本发明进行更动。

Claims (30)

1.一种生产光学透明的、对光稳定的、起始软化点至少130℃的聚氨酯-脲弹性体的方法，其中包括在C)存在下，使A)和B)反应，其中：
A)液态的聚异氰酸酯或聚异氰酸酯预聚合物，其中NCO基团的
  含量约5％至约50％，平均官能度为2-3，在25℃的粘度＜5,000
  mPa·s，其中包括下列材料的反应产物：
  (1)以A)的重量为100％计，20-100重量％的脂(环)族聚
     异氰酸酯，其中NCO基团的含量为约32重量％至约50
     重量％，官能度为约2，其中所述的脂(环)族聚异氰酸
     酯，选自4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(rMDI)、1，6-
     亚己基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、
     1，4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)、间四甲基二甲苯二异
     氰酸酯(m-TMXDI)、和它们的混合物；
     和
    (2)以A)的重量为100％计，0-80重量％的至少一种有机化
       合物，其中具有至少二个羟基，分子量为约62至约
       8,000；
  和
B)能与异氰酸酯反应的成分，其中包括：
  1)以成分B)的重量为100％计，3-90重量％的至少一种有机
    化合物，其中包含至少二个芳香族胺基，分子量为100-
    1,000；
和
  2)以成分B)的重量为100％计，10-97重量％的至少一种有
    机化合物，其中具有至少二个羟基，分子量为约62-
    6,000；
C)至少一种有机金属催化剂；
  其中在异氰酸酯指数为95-120的条件下，将这些成分浇注到模具中。
2.权利要求1的方法，其中这些成分是在温度约≤40℃下加工的。
3.权利要求2的方法，其中这些成分是在环境温度下加工的。
4.权利要求1的方法，其中A)所述的液态聚异氰酸酯或聚异氰酸酯预聚合物，NCO基团的含量为约10-50重量％，官能度为约2。
5.权利要求1的方法，其中A)所述的液态聚异氰酸酯或聚异氰酸酯预聚合物，NCO基团的含量为约15-30重量％，官能度为约2。
6.权利要求4的方法，其中所述的液态聚异氰酸酯或聚异氰酸酯预聚合物，包括A)(1)与A)(2)的反应产物，其中：A)(1)脂(环)族聚异氰酸酯，其中包括4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯；和A)(2)至少一种有机化合物，其中具有至少二个羟基，分子量为约62至约8,000。
7.权利要求1的方法，其中A)(2)所述的有机化合物的分子量为约100至约4,000。
8.权利要求7的方法，其中A)(2)所述的有机化合物的官能度为约2，分子量为约300至约2,000。
9.权利要求1的方法，其中B)(1)所述的含至少二个芳香族胺基的有机化合物的分子量为约100至约400。
10.权利要求1的方法，其中B)(1)所述的含芳香族胺基的有机化合物的官能度为约2，分子量为约150至约250。
11.权利要求1的方法，其中B)(1)所述的有机化合物，不包含醚基团和/或酯基团。
12.权利要求1的方法，其中B)(1)所述含芳香族胺基的有机化合物包括胺封端的聚醚，其中胺封端基是芳香族胺基。
13.权利要求1的方法，其中B)(1)选自二乙基甲苯二胺的异构体、二乙基甲苯二胺异构体的混合物、二甲硫基甲苯二胺的异构体、和二甲硫基甲苯二胺异构体的混合物。
14.权利要求1的方法，其中B)(2)所述具有至少二个羟基的有机化合物的分子量为62-4,000。
15.权利要求1的方法，其中B)(2)所述具有至少二个羟基的有机化合物的官能度约≤3。
16.权利要求1的方法，其中B)(2)所述具有至少二个羟基的有机化合物包括低分子量的二元醇。
17.权利要求16的方法，其中所述的低分子量二元醇的分子量＜500。
18.权利要求17的方法，其中所述的低分子量二元醇的分子量＜300。
19.权利要求1的方法，其中B)(2)所述具有至少二个羟基的有机化合物包括高分子量的多元醇。
20.权利要求19的方法，其中所述的高分子量多元醇的分子量＞500。
21.权利要求20的方法，其中所述的高分子量多元醇的分子量＞800。
22.权利要求21的方法，其中所述的高分子量多元醇的分子量＞1000。
23.权利要求1的方法，其中B)(2)所述具有至少二个羟基的有机化合物包括二元醇和多元醇的混合物。
24.权利要求1的方法，其中C)所述的有机金属催化剂包括锡催化剂。
25.权利要求24的方法，其中所述的锡催化剂包括有机锡(IV)催化剂。
26.权利要求24的方法，其中所述的有机锡催化剂选自二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二甲基锡、和它们的混合物。
27.权利要求1的方法，其中所述的弹性体脱模后在温度至少约100℃下后固化至少约8小时。
28.权利要求1的方法，其中所述的成分A)是液态的聚异氰酸酯或聚异氰酸酯预聚合物，其NCO基团的含量为至少5％，其中所述的成分A)是脂(环)族聚异氰酸酯预聚合物，其单体二异氰酸酯的含量为至少10％。
29.权利要求1的方法，其中所述的聚异氰酸酯或聚异氰酸酯预聚合物在25℃的粘度＜1,000mPa·s。
30.采用权利要求1的方法生产的光学透明的、对光稳定的聚氨酯-脲弹性体。
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