CZ405398A3 - Isomonoolefin-p-alkylstyrenová elastomerní kompozice modifikovaná polyisokyanátem - Google Patents

Isomonoolefin-p-alkylstyrenová elastomerní kompozice modifikovaná polyisokyanátem Download PDF

Info

Publication number
CZ405398A3
CZ405398A3 CZ984053A CZ405398A CZ405398A3 CZ 405398 A3 CZ405398 A3 CZ 405398A3 CZ 984053 A CZ984053 A CZ 984053A CZ 405398 A CZ405398 A CZ 405398A CZ 405398 A3 CZ405398 A3 CZ 405398A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
isocyanate
composition
polymer
polyisocyanate
elastomeric
Prior art date
Application number
CZ984053A
Other languages
English (en)
Inventor
Avinash Chandrakant Gadkari
Gerard Marie Vanhaeren
Original Assignee
Exxon Chemical Patents Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Exxon Chemical Patents Inc. filed Critical Exxon Chemical Patents Inc.
Publication of CZ405398A3 publication Critical patent/CZ405398A3/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/62Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • C08G18/6204Polymers of olefins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/04Monomers containing three or four carbon atoms
    • C08F210/08Butenes
    • C08F210/10Isobutene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/30Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/62Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/67Unsaturated compounds having active hydrogen
    • C08G18/69Polymers of conjugated dienes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

Tento vynález se týká elastomerních kompozic vyráběných z elastomerního kopolymeru isomonoolefinu a paramethylstyrenu a způsobu výroby těchto kompozic. Elastomerní kompozice podle tohoto vynálezu zahrnují reakční produkty jednoho nebo více elastomerů obsahujících funkční skupiny reaktivní s isokyanátem, jedné nebo více polyisokyanátových sloučenin a alespoň jedné koreaktivní sloučeniny obsahující funkční skupiny reaktivní s isokyanátem.
Tato přihláška je založena na provizorní přihlášce USSN 60/019556, která byla podána dne 11. června 1996.
Dosavadní stav techniky
Polymerní produkty na bázi isokyanátů, zvláště poylurethanů, polymočovin a polyamidů jsou typicky užívány jako povlaky, adheziva, elastomery, vlákna a pěny. Tyto polymerní produkty jsou klasifikovány jako segmentové blokové kopolymery, které mají tvrdé a měkké segmenty. Tvrdé segmenty jsou obvykle semikrystalické nebo amorfní polymerní segmenty odvozené od isokyanátů urethanových, močovinových a/nebo amidových skupin. Tyto tvrdé segmenty jsou považovány za základní nosné složky segmentovaných blokových kopolymerů. Měkké segmety jsou flexibilní polymerní materiály, které poskytují odolnost proti nárazům pro segmentový blokový kopolymer. Konečná morfologie segmentových blokových kopolymerů ukazuje mikrofázovou segregaci mezi tvrdými
- 2 • fl a měkkými segmenty, protože jsou měkké a tvrdé segmenty chemicky vázány, ale jsou termodynamicky neslučitelné.
Nejčastěji používané prekurzory měkkých segmentů, elastomery, jako například polyether a polyester, obsahují ve svém základním řetězci kyslík. Segmentové kopolymery obsahující tyto měkké segmenty nejsou citlivé k oxidativní a/nebo hydrolytické degradovatelnosti a mají špatnou odolnost proti stárnutí. Hydrofóbní materiály, jako například polybutadien ukončený hydroxyskupinou, jsou používány pro výrobu polyurethanů a polymočovin. Avšak v důsledku přítomnosti dvojných vazeb v základním řetězci těchto hydrofóbních elastomerů, tyto elastomery mají velmi špatnou odolnost proti oxidaci a působení tepla.
US patent č. 5 162 445 popisuje funkcionalizaci isobutylen-ko-para-methylstyrenu s řadou nukleofilních reaktantů, včetně diethanolaminu, vedoucí k dvěma hydroxylovým skupinám na funkcionalizovaný styrenový podíl.
Diisokyanát se používá pro vytvrzení kopolymerů isobutylenu a styrenu, jak je popsáno v evropských patentech č. A2-0 325 997 a A2-0 238 001. Některé styrenové části jsou modifikovány deriváty kyseliny karboxylové a potom aminoalkoholy pro usnadnění vytvrzení isokyanátem. Evropské patenty č. A2-0 325 997 a A2-0 238 001 popisují diisokyanátové vytvrzování polymerů o molekulové hmotnosti od 700 do 200 000. Avšak žádný z těchto popisů nerozebírá použití isokyanátů v kombinaci s koreaktanty pro získání segmentových kopolymerů.
Bylo by žádoucí vyvinout segmentovou kompozici blokových kopolymerů, která má pevnostní a nosné vlastnosti • ·
- 3 segmentů odvozených od polymerních isokyanátů, jako například polyurethanových, polymočovinových nebo polyamidových materiálů, stejně jako jiných isokyanátových derivátů, které mají flexibilitu a odolnost proti nárazům odvozenou z elastomeru. Ještě žádoucnější by rovněž bylo, kdyby elastomer byl odolný proti degradaci oxidací nebo stárnutím a vykazoval vysoký stupeň hydrolytické stability a odolnosti proti působení tepla. Také by bylo žádoucí, aby elastomer byl schopný vysokého stupně chemické vazby se segmentem odvozeným od polymerního isokyanátů.
Podstata vynálezu
Tento vynález se týká elastomerní kompozice obsahující isomonoolefin, který má od 4 do 7 atomů uhlíku para-alkylstyrenový kopolymer zesítěný se segmentem odvozeným od polymerního isokyanátů a způsobu výroby této kompozice. Elastomerní kompozice podle tohoto vynálezu je vytvořena reakcí alespoň jednoho elastomeru, který má funkční skupiny reaktivní s isokyanátem, alespoň jednou polyisokyanátovou sloučeninou a alespoň jednou koreaktantovou sloučeninu odlišnou od elastomeru, a také má funkční skupiny reaktivní s isokyanátem, ale přednostně mající malou nebo žádnou reaktivitu s funkčními skupinami elastomeru.
Tato elastomerní kompozice je vyráběna reakcí funkcionalizovaného elastomeru, obsahujícího funkční skupiny reaktivní s isokyanáty, s polyisokyanátonou sloučeninou a koreaktantovou sloučeninou. Tato polyisokyanátová sloučenina a koreaktantová sloučenina reaguje za vzniku tvrdých segmentů odvozených od polymerních isokyanátů. Tato polyisokyanátová sloučenina také reaguje s funkčními skupinami funkcionalizovaného elastomeru, co vede • · • ·
- 4 ·· ···· ···· k chemickému vázání tvrdých segmentů k elastomernímu základnímu řetězci. Tyto chemické vazby vedou k naroubování tvrdých segmentů na elastomer a/nebo zesilováni elastomeru.
Dále následuje detailní popis vynálezu.
Výchozí materiály pro přípravu kompozice podle tohoto vynálezu zahrnují funkcionalizovaný elastomer, polyisokyanátovou sloučeninu a koreaktantovou sloučeninu. Dále k těmto prvotním složkám může kompozice popřípadě obsahovat katalyzátor a rozličné přísady a plniva obvykle používané v oblasti výroby gumy.
Funkcionalizovaný elastomer
V jednom uspořádání funkcionalizovaný elastomer je připraven nukleofilní substitucí halogenu z halogenového elastomeru nukleofilní sloučeninou, která obsahuje funkční skupiny reagující s isokyanátem. Upřednostňované nukleofilní sloučeniny jsou takové, které budou po připojení k halogenovanému elastomeru pomocí nukleofilní substituce halogenu udržovat pouze jednu skupinu reaktivní s isokyanátem.
Upřednostňované halogenové elastomery jsou halogen obsahující kopolymery C4 až C7 isomonoolefinu a para-alkylstyrenového kopolymeru (I-PAS). Pro produkty elastomerních kopolymerů, para-alkylstyrenová část může se pohybovat od asi 0,5 % do asi 50 % hmotnostních, přednostně od asi 1 do zhruba 25 % hmotnostních, výhodněji od zhruba 2 do asi 20 % hmotnostních kopolymeru. Obsah halogen v kopolymeru se může pohybovat od hodnoty nad nulou do asi 10 % hmotnostních, přednostně od asi 0,1 do asi 7,5 % • · • ·
- 5 hmotnostních, výhodněji od asi 0,2 do zhruba 5 % hmotnostních, nejlépe od asi 0,5 do asi 2 % hmotnostních. Tímto halogenem jsou přednostně brom, chlor nebo jejich směsi, přednostněji brom. Zvláště upřednostňované kopolymery zahrnují od asi 5 % do zhruba 10 % hmotnostních para-alkylstyrenu a od asi 1 do přibližně 2 % halogenu, například bromu.
Upřednostňovaný isomonoolefin je isobutylen. Upřednostňovaný para-alkylstyren je para-methylstyren. Upřednostňovaný I-PAS kopolymer má číselnou průměrnou molekulovou hmotnost (Mn) alespoň asi 25 000, přednostně alespoň asi 30 000, výhodněji alespoň asi 60 000 a nejlépe alespoň asi 80 000. Tyto kopolymery mají přednostně poměr hmotnostní průměrné molekulové hmotnosti (Mw) k číselné průměrné molekulové hmotnosti (Mn), t.j. méně než asi
6, přednostně .méně než zhruba 4, přednostněji méně než asi
2,5 a nejvýhodněji kolem 2. Brómovaný I-PAS kopolymer získaný polymerací těchto zvláštních monomerů produkuje kopolymery, které mají v podstatě homogenní distribuci složení. I-PAS kopolymery, jak bylo určeno gelovou chomatografií (GPC), má úzkou distribuci molekulové hmotnosti a v podstatě homogenní distribuci složení nebo rovnoměrné složení v celém rozsahu molekulových hmotností. Aspoň kolem 95 % hmotnostních produkovaného I-PAS kopolymeru má obsah para-alkylstyrenu do asi 10 % hmotnostních a přednostně do 7 % hmotnostních z průměrného obsahu para-alkylstyrenu v celé kompozici a přednostně asi 97 % hmotnostních produkovaného kopolymeru má obsah para-alkylstyrenu do asi 10 % hmotnostních, přednostněji do asi 7 % hmotnostních, z průměrného obsahu para-alkylstyrenu v celé kompozici. Tyto I-PAS kopolymery jsou v podstatě nahodilé kopolymery, tak jako v jakékoliv zvláštním polymerním řetězci para-alkylstyrenovu a iso• ·
olefinové skupiny budou v podstatě náhodně rozložené v řetězci.
Tyto halogen obsahující kopolymery vhodné pro praktické provedení předmětného vynálezu mají v podstatě homogenní distribuci rozložení a zahrnují para-alkylstyrenovou část představovanou vzorcem
R' ve kterém
R s R' jsou nezávisle vybrané ze skupiny sestávající se z vodíku a alkylů, přičemž zmíněné alkyly mají přednostně od 1 do 5 atomů uhlíku, a
X je halogen, přednostně vybraný se skupiny sestávající se z bromu, chloru a jejich směsí, přednostněji bromu.
Detailní popis těchto halogen obsahujících kopolymerů z C4 až C7 isomonoolefinu a para-alkylstyrenu a popis způsobu výroby těchto kopolymerů je rozveden v US patentu č.
162 445, který je zde vcelku začleněn odkazem pro účely US patentové praxe.
Kopolymery použité v tomto vynálezu charakteristicky obsahují v podstatě stejný poměr isoolefinu k para• ·
- 7 »· 9 9
-alkylstyrenovým složkám ve všech jeho vybraných frakcích. Tato nahodilá distribuce halogenových para-alkylstyrenových monomerů má za výsledek nahodilé rozložení spojovacích míst pro segmenty odvozené od polymerního isokyanátu podél každého
I-PAS kopolymerového základního řetězce i v konečné kompozici. Základní řetězec primárně sestává z isoolefinů, které mají od 4 do 7 atomů uhlíku a nahodile rozložených para-alkylstyrenových skupin. Tento polymerní základní řetězec je zcela nasycen a vysoce hydrofóbní. V důsledku těchto vlastností kompozice založené na chemicky vázané směsi
I-PAS kopolymeru a segmentů odvozených od polymerního isokyanátu mají zlepšenou oxidační, tepelnou a hydrolytickou stabilitu vzhledem k dosavadnímu stavu techniky.
Výraz polymerní, tak jak je používán v tomto popisu a připojených patentových nárocích ve spojení se segmentem odvozeným od isokyanátu, znamená látku podobnou polymeru nebo látku, která má opakující se skupiny jako polymer. V tomto ohledu je zamýšleno zahrnout jakýkoliv segment alespoň dvou opakujících se skupin. Například se zamýšlí diurethanovóu část zahrnout do rozsahu výrazu segment odvozený od polymerního isokyanátu. Polyisokyanát pro účely tohoto popisu a připojených patentových nároků je vymezen jako isokyanátová sloučenina obsahující alespoň dvě isokyanátové skupiny.
Podle jedinečné mikrostruktury polyisobutylenové části základního řetězce elastomerní kompozice podle tohoto vynálezu vytváří dobré vlastnosti za vlhka a nízkou prostupnost pro plyny. Dále začlenění požadovaných funkčních skupin podél polymerního základního řetězce snadno pomáhá předcházení problémů spojených s nekvantitativní povahou koncových telechelických funkčních skupin. Kopolymer I-PAS ·· • · ·
použitý v tomto vynálezu pomáhá zavádění jakéhokoliv počtu funkčních skupin do polymerního základního řetězce. Jsou upřednostňovány alespoň dvě funkční skupiny na základní řetězec pro zajištění chemické vazby kopolymeru a segmentů odvozených od polymerních isokyanátů, jako například polyurethanu, polymočoviny, polyamidu a jejich směsí.
Upřednostňovaný způsob výroby funkcionalizovaných elastomerů vhodný při tomto vynálezu je halogenizace elastomerů následovaná nukleofilní substitucí halogenu s nukleofilním reaktantem obsahujícím funkční skupinu reaktivní s isokyanátem. Mělo by být chápáno, že jakýkoliv způsob, kterým povede k produkci elastomerů, jenž má nasycený základní řetězec a obsahuje zavěšené funkční skupiny reaktivní s isokyanáty, spadá do rozsahu tohoto vynálezu.
Reaktivita použitých nukleofilních reaktantů a reakční podmínky se mohou měnit, jak je v oboru dobře známo.
V upřednostňovaném uspořádání, nukleofilní substituční reakce se přednostně odehrávají při teplotách v rozsahu od asi'0 °C do asi 200 °C, výhodně od asi 10 °C do zhruba 150 °C, jak je omezeno teplotní stabilitou nukleofilních reaktantů základního polymeru a funkcionalizovaného produkovaného polymeru. Reakční doby jsou přednostně vybrány k umožnění nukleofilní vytěsňovací reakce pro vypuzení elektrofilních míst halogenovaných styrenových komonomerů z elastomerního kopolymeru nebo nukleofilních reaktantů a jsou běžně od asi 30 sekund do asi 1 týdne, přednostně od 5 minut do přibližně 24 hodin.
Upřednostňovaná rozpouštědla jsou nasycené C4~C7 uhlovodíky, halogenované uhlovodíky nebo tetrahydrofuran (THF). Často je požadováno přidat další polárnější ·» ·· ·· ·· 99 «<
·· 9 9 «··· ···« • ·· 4 · · · ···· • ··· « 4 · · · · »·· ··· • · · · » · · · • •••4 * · · · ·· ·· spolurozpouštědla, jako například Cj-C^ alkohol během nukleofilní vytěsňovací reakce pro rozpouštění nukleofilního reaktantu a zajištění solvatační stabilizace pro nukleofilní vytěsňovací reakci. Aromatická rozpouštědla, jako například benzen, toluen a chlorobenzen, jsou upřenostňovaná rozpouštědla pro základní polymer v celém rozsahu kompozice a zajišťují reakční prostředí výhodné pro mnoho nukleofilních vytěsňovacích reakcí.
Pro další informace o způsobech výroby těchto funkcionalizovaných kopolymerů se odkazuje na US patent č.
162 445, který je zde začleněn odkazem pro účely US patentové praxe.
Funkční skupiny zavěšené na elastomerní I-PAS kopolymery jsou jakékoliv skupiny reaktivní s isokyanátem, přednostně hydroxylové, aminové a/nebo karboxylové skupiny, s výhodou hydroxylové skupiny. Vhodné nukleofilní reaktanty obsahující hydroxylové skupiny jsou alifatické aminoalkoholy obsahující primární nebo sekundární aminoskupiny, jako · například ethanolamin, diethanolamin, diisopropanolamin,
2-(methylamino)ethanol a 2-(ethylamino)ethanol. Jsou upřednostňovány alifatické aminoalkoholy obsahující sekundární aminoskupinu. Jiné vhodné nukleofilní reaktanty obsahující hydroxylové skupiny jsou alkylamoniumfenoláty a/nebo fenoláty kovu, jako například 2-(hydroxyethoxy)fenolát, benzylalkoholfenolát nebo -karboxylát. Výhodné nukleofilní reaktanty obsahující aminoskupiny jsou alifatické nebo cykloalifatické aminy, jako například propylamin, butylamin, hexylamin nebo cyklohexylamin. Jiné vhodné nukleofilní reaktanty obsahující aminoskupiny jsou alkylamoniumfenoláty nebo -karboxyláty nebo fenoláty nebo uhličitany kovu. Upřednostňované nukleofilní reaktanty • ·* *· ·» ·* *· • · · · » ·· · · · α · • · · ···· · · · · 4 ··> · · « » 9 9 999 999
9 9 9 9 9 9 9
9 99 »· ·· 9 9 »9 obsahující karboxylové skupiny jsou alkylamoniummonokarboxyláty a/nebo monokarboxyláty kovu odvozené od kyseliny dikarboxylové, jako například tetramethyl-, tertaethyl-, tetrabutylamoniummonokarboxylát kyseliny jantarové, kyseliny glutarové, kyseliny adipové, kyseliny pimelové, kyseliny suberové, kyseliny azelainové, kyseliny sebakové a kyseliny ftalové. V jednom uspořádání, množství zavěšených funkčních skupin z funkcionalizovaného kopolymeru je přednostně v rozmezí od 0,1 do 5 % molárních, výhodněji od 0,2 do 2 % molárních, s výhodou od 0,3 do 1,5 % molárního z funkcionalizovaného kopolymeru. Obsah halogenu z funkcionalizovaného polymeru bude přednostně méně než 2 % molární, výhodněji méně než 1 % molární, s výhodou méně než 0,1 % molárního a nejlépe méně než 0,01 % molárního z funkcionalizovaného kopolymeru.
Funkcionalizované kopolymery vhodné při tomto vynálezu mohou být také připraveny jinými metodami, jako například, ale bez omezení na tyto možnosti, oxidativní funkcionalizací kopolymeru obsahujícího alkylstyren, jak je popsáno v USSN 08/628 416, podané dne 5. dubna 1996, a funkcionalizací kopolymeru metalací, jak je popsáno v USSN 08/444 950, podané dne 19. května 1995, přičemž jejich popisy jsou zde včleněny odkazem pro účely US patentové praxe.
Polyisokyanátová sloučenina
Polyisokyanátové sloučeniny, použitelné při tomto vynálezu, jsou polyfunkční isokyanátové sloučeniny, přednostně organické isokyanátové sloučeniny, obsahující od 2 do 4 isokyanátových skupin, přednostně 2 isokyanátové skupiny. Upřenostňované organické isokyanáty zahrnují alifatické diisokyanáty, cykloalifatické diisokyanáty
- 11 • · · · · · • · · · ·· ····· ·· ·
a aromatické diisokyanáty, na které však výčet není omezen. Alifatické diisokyanáty jsou trimethylen-, tetramethylen-, pentamethylen-, hexamethylen- a dodekamethylenisokyanát. Příklad cykloalifatických diisokyanátů jsou 1,4-diisokyanatcyklohexan, 3-isokyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyklohexylisokyanát (také nazýván isofosforon-diisokyanát), a 4,4'-dicyklohexylmethandiisokyanát. Příklady aromatických diisokyanátů jsou tolylendiisokyanát, xylylendiisokyanát, fenylendiisokyanát, 4,4'-difenylmethandiisokyanát a naftalendiisokyanát. Je upřednostňováno množství výše zmíněných organických polyisokyanátů, alifatických a cykloalifatických organických polyisokyanátů.
Mohou být také použity polymerní polyisokyanáty, jako například obsahující dimery nebo trimery isokyanátů. Zvláště mohou být též použity polymerní polyisokyanáty, které například obsahují dimery nebo trimery tolylendiisokyanátu nebo 3-isokyanatomethyl-3,5,5,-trimethylcyklohexylisokyanátu. Tyto dimerní sloučeniny obsahují uretidindionové skupiny a trimerní sloučeniny obsahují triisokyanurátové skupiny, získané dimerizací nebo trimerizací isokyanátů. Jsou také vhodné polymerní polyisokyanáty, jako například dimery, trimery, pentamery tolylendiisokyanátu nebo isoforondiisokyanátu.
Polyisokyanáty použité při provedení tohoto vynálezu mohou být volné nebo blokové isokyanáty. Pro účely tohoto popisu a připojených patentových nároků, blokový isokyanát je adukt polyisokyanátové sloučeniny s činidlem blokujícím isokyanát v ekvimolárním poměru isokyanátových skupin k blokujícím skupinám. Neblokovaný isokyanát je -NCO skupina, která se uvolní ze svých blokujících činidel v reakci spuštěné teplem.
• · • · • · • · · • · ·
Typická blokující činidla jsou sloučeniny obsahující aktivní atom vodíku, například na bázi fenolů, laktamů, alkoholů, merkaptanů, imidů, imidazolů, aminů, močovin, solí karbamové kyseliny solí, oximů, sulfitů a aktivního methylenu, t.j. diethylmalonátu, ethylacetoacetátu, acetylacetonu atd. Kromě toho vhodná isokyanátová blokující činidla jsou charakteristicky monofunkční, kyselý vodík obsahující sloučeniny nebo sloučeniny obsahující aktivní methylen, které reagují s isokyanátovými skupinami a které odblokují isokyanátovou funkční skupinu při teplotách mezi 100 °C a 200 °C. Vhodná blokující činidla jsou například na bázi oximu, jako například acetoxim, methylethylketoxim, cyklohexanoxim, na bázi laktamů, jako například e-kaprolaktam, δ-valerolaktam, τ-butyrolaktam, na bázi fenolu, jako například fenol, kresol, terč.-butylfenol, na bázi imidu, jako například sukcinimid, ftalimid, maleimid, na bázi karbamátu, jako například fenyl N-fenylkarbamát nebo
2-oxazolidon. Vhodná blokující činidla také zahrnují sloučeniny na bázi aktivního methylenu, jako například diethylmalonát, ethylacetoacetát, methylacetoacetát, acetylaceton atd. Blokové isokyanáty jsou popsány v Z. W. Wicks Jr. v Progress in Organic Coatings, sv. 3, str. 73 až 99 (1975) a sv. 9, str. 3 až 28 (1981), které jsou zde včleněny pro účely US patentové praxe.
Výhodné jsou nízko těkavá blokující činidla s vysokou teplotou varu pro snížení jejich těkavosti během zahřívání a/nebo vytvrzéní. Typ použitého blokujícího činidla je také dán jeho odblokující rychlostí při dané teplotě vytvrzování. Například blokující činidla na bázi oximů jsou známy tím, že odblokují při nižší teplotě, než činidla na bázi fenolu.
Velmi vhodným blokujícím činidlem pro použití v tomto
- 13 • «· · · ·· · · ··· * * ·· · * · · · ··· ·»·· ···· • ····· · · · · ··· · · · • ····· · · ··· ·· · · ·· · · · · vynálezu je e-kaprolaktam.
Zvláště vhodný blokový polyisokyanát 3-isokyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyklohexylisokyanát (také nazývaný isoforon-diisokyanát a označovaný jako IPDI) obsahuje 15 % hmotnostních isokyanátu, se všemi isokyanátovými funkčními skupinami blokovanými e-kaprolaktamem. Tyto sloučeniny jsou popsány v US patentu č. 4 302 351, který je plně včleněn pro potřeby US patentové praxe.
Koreaktantová sloučenina
Koreaktant neboli prodlužovač řetězce je relativně malá, většinou difunkční molekula. Když jsou koreaktant a polyisokyanát smíchány při reakčních podmínkách, reagují na formu struktury bohatou na podíl isokyanátových derivátů, jako například urethanu, močoviny nebo amidy. Další informace o prodlužovačích řetězců viz Morton, Rubber Technology, 3. vyd. (1995), kapitola 15.
V jednom uspořádání koreaktantová sloučenina je jakákoliv sloučenina o nízké molekulové hmotnosti, přednostně méně než 1000 daltonů, obsahující alespoň 2 nebo více, přednostně 2 až 4, s výhodou 2 funkční skupiny reaktivní s isokyanátem. Upřednostňované funkční skupiny jsou jedna hydroxylová, aminová a karboxylová skupina a nebo jejich směs. Přednostně koreaktantová sloučenina je vybrána tak, že funkční skupiny koreaktantů nejsou aktivní s funkčními skupinami funkcionalizovaného elastomeru. Upřednostňované koreaktanty jsou dioly, diaminy a kyseliny dikarboxylové, sloučeniny smíšených funkčních skupin, jako například aminoalkoholů, nebo směsí, které zajišťují, jestliže je přítomna směsi, že samostatné koreaktanty nejsou reaktivní • · ·
- 14 s jinými za podmínek použitých při reakci koreaktivní sloučeniny s isokyanátem.
Přednostně je koreaktantem alkohol, amin, aminoalkohol, kyselina dikarboxylová s krátkým řetězcem o nízké molekulové hmotnosti, nebo jejich směs, který je reaktivní s isokyanátem, ale nikoliv s jiným za podmínek použitých pro reakci koreaktantové směsi s pólyisokyanátem. Upřednostňované koreaktantové sloučeniny mají molekulovou hmotnost od asi 60 do zhruba 500, výhodněji od asi 70 do kolem 400, ještě výhodněji od zhruba 80 do asi 350 a nejlépe od asi 80 do zhruba 300. Upřednostňované alkoholy mají alespoň 2 hydroxylové skupiny a mohou mít 4 nebo více takových skupin. Upřednostňované aminy mají alespoň 2 aminoskupiny a mohou mít 4 nebo více. Upřednostňované aminoalkoholy obsahují alespoň jednu aminovou funkční skupinu a alespoň jednu hydroxylovou funkční skupinu a celkový počet funkčních skupin v molekule může být 4 nebo více.
V jiném upřednostňovaném uspořádání koreaktanty obsahují, ale nejsou omezovány na ethylenglykol, 1,2a 1,3-propylenglykol, 1,4-butandiol, 2-methyl-l,3-propandiol, neopentylglykol, l,4-bis(hydroxymethyl)cyklohexan, cyklohexandiol, diethylenglykol, triethylenglykol, dipropylenglykol a dibutylenglykol, hexantriol, trimethylolethan, trimethylolpropan a pentaerythritol. Může být také použit ethoxylatovaný diol nebo triol, jako například ethoxylovaný trimethylopropan. To jsou polyethery připravené alkoxylací vícemocného alkoholu, jako například glycerolu nebó sorbitolu propylenoxidem a ethylenoxidem, které obsahují alespoň dvě koncové hydroxylové skupiny a mají molekulovou hmotnost v rozmezí od asi 280 do asi 6000 a jsou charakterizován hydroxylovým číslem mezi asi 25 do 600 mg • · • · ·
KOH/g. Vhodné polyetherpolyoly v tomto vynálezu jsou sloučeniny s molekulovou hmotností pod 500. Upřednostňované koreaktanty jsou nealkoxylované polyoly o nízké molekulární hmotnosti, které vytvářejí polymerní segmenty, které jsou tvrdé a více tuhé, protože mají vysokou koncentraci urethanových skupin vzniklých v polymerním řetězci reakcí s polyisokyanátem. Může být také použito směsi alespoň dvou polyolů.
Způsob výroby
V upřednostňovaném uspořádání jsou za míchání přidány polyisokyanát a koreaktant do roztoku funkcionalizovaného elastomeru. Jako rozpouštědlo pro funkcionalizovaný elastomer může být použita jakákoliv kapalina, třebaže není reaktivní s isokyanátem. Vhodná rozpouštědla pro tyto účely jsou polární rozpouštědla, jako například tetrahydrofuran (THF), halogenovaná uhlovodíková rozpouštědla, jako například methylenchlorid, chloroform, chlorbenzen a podobně, nebo nepolární rozpouštědla, jako například alifatická, cykloalifatická a aromatická uhlovodíková rozpouštědla. Upřednostňovaná uhlovodíková rozpouštědla jsou petan, hexan, cyklohexan, benzen, toluen a xylen. Množství použitého rozpouštědla je takové, že viskozita roztoku funkcionalizovaného elastomeru není příliš velká a charakteristická koncentrace roztoku je od 2 do 50 %, v závislosti na molekulové hmotnosti elastomeru.
Koreaktanty a polyisokyanáty mohou být přidány do roztoku funkcionalizovaného elastomeru v libovolném pořadí nebo současně. Přednostně polyisokyanát je přidán do elastomerního roztoku první, volitelně s katalyzátorem, a nechá se reagovat při dostatečném míchání. Upřednostňované • ·
reakční podmínky zahrnují reakční dobu v rozmezí od asi 30 sekund do 4 hodin, přednostně od 1 minuty do 5 hodin, výhodněji od asi 2 minut do zhruba 1 hodiny a v nejvýhodněji od asi 10 minut do zhruba 30 minut a reakční teplotu 150 °C nebo méně, výhodně 100 °C nebo méně, výhodněji 80 °C nebo méně, pro výrobu elastomerů obsahujícího isokyanátové funkční skupiny před přidáním koreaktantu. Koreaktant je přidán v průběhu míchání a reakce pokračuje od asi 30 sekund do asi hodin, přednostně od asi 1 minuty do asi 10 hodin, výhodněji od asi 2 minut do kolem 5 hodin a rovněž nejvýhodněji od kolem 10 minut do asi 4 hodin při 150 °C nebo méně, přednostně 100 °C nebo méně a výhodněji 80 °C nebo méně. Viskozita roztoku v průběhu reakce progresivně vzrůstá. Po požadované reakční době, jak je stanovena vzrůstem viskozity směsi, je směs přenesena do formy nebo povlečena na povrchu a rozpouštědlo je odpařeno. Materiál je dále zahřát na 50 °C až 120 °C pro odstranění všech stop rozpouštědla za vzniku elastomerní kompozice. Reakční tlak není kritický v kterémkoliv úseku přípravy, ale je charakteristicky blízko atmosférickému tlaku nebo přímo jde o atmosférický tlak, nebo může být použito vyšších tlaků v postupech, jako například při kompresi nebo injekčním formování.
Molární poměry isokyanátových skupin k celkovému množství funkčních skupin reaktivních s isokyanátem, jak v koreaktantové sloučenině, tak ve funkcionalizovaném elastomerů, jsou přednostně v rozmezí od asi 0,9:1 do asi 1,2:1, s výhodou od 0,95:1 do asi 1,1:1 a rovněž výhodně od asi 1:1 do přibližně 1,05:1.
Molární poměr isokyanátových skupin k funkcionálních skupinám reaktivním s isokyanátem ve funkcionalizovaném elastomerů je přednostně alespoň 10:1, výhodněji alespoň fl · • ·
15:1 a rovněž výhodněji alespoň 20:1.
V jiném upřednostňovaném uspořádání funkcionalizovaný elastomer, blokový polyisokyanát a koreaktant jsou nejdříve smíchány a potom reagují při zvýšené teplotě. Jestliže je použit blokový polyisokyanát, isokyanát nezreaguje s funkčními skupinami funkcionalizovaného elastomerů nebo koreaktantové sloučeniny, dokud směs složek se neohřeje na teplotu nad odblokujicí teplotou blokového isokyanátů. Toto dovolí smíchat komponenty bez dodatečných rozpouštědel v zařízeních pro míšení gumy, jako například Brabender^R^ směšovači nebo ve dvouválcových mlýnech na gumu.
Funkcionalizovaný elastomer je přednostně přidán první, přičemž mohou být přidána různá směšovací aditiva a plniva pro gumu, například saze, hlinky, oxid křemičitý a podobně, běžně používané v oblasti výroby gumy. Přednostně je potom přidán pomalu a po částech koreaktant, přičemž míchání je prováděno důkladně a dosáhne se rovnoměrného dispergování koreaktantu a jiných složek bez prudkého vývinu tepla. Doba směšování závisí na typu použitého zařízení na míchání gumy, ale je obvykle pro dokončení od asi 4 minut do přibližně 10 minut. Naposledy je přidán blokový polyisokyanát, a je v míchání pokračováno, charakteristicky od přibližně 1 do asi 3 minut, pro zajištění dobrého dispergování. V tomto promíchávacím kroku, složky mají být zahřátý na teplotu ne vyšší než je teplota, při které blokový isokyanát se odblokuje v jakémkoliv významném stupni, přednostně 150 °C nebo méně, výhodněji 140 °C nebo méně, a nejvýhodněji 130 °C nebo méně. Potom je směs přenesena do ohřívané vytvrzovací komory, kde dojde k odblokování polyisokyanátu a reakci s funkcionalizovaným elastomerem a koreaktanty. Upřednostňovaná teplota pro odblokování a reakci isokyanátů je v rozmezí od 150 °C do 200 °C, s výhodou v rozmezí od 160 °C
- 18 do 190 °C a rovněž výhodně od 170 °C do 180 °C. Teplota a doba pro ukončení reakce může být určena použitím Monsato Oscillaing Disc rheometru a způsoby popsanými podrobněji v normě ASTM D 2084, začleněné odkazem pro účely US patentové praxe.
Jestliže je mícháno bez přítomnosti rozpouštědla, funkcionalizovaný elastomer, blokový polyisokyanát a koreaktant jsou smíchány a zreagují v poměru tak, že obsah funkcionalizovaného elastomeru je od 70 do 95 % hmotnostních, přednostněji od 80 do 90 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost smísené kompozice.
Může být také přidán katalyzátor. Katalyzátory užitečné pro zvýšení rychlosti reakce isokyanátů nebo snížení reakční teploty zahrnují, ale nejsou tímto omezeny, terciární aminy, jako například 1,4-diazabicyklo[2,2,2]oktan (DABCO), nebo Ν,Ν'-dialkylpiperazin, N,N'-dialkylpiperidin, nebo cín obsahující sloučeniny, jako například dibutylcíndilaurát (DBTDL), oktoát cínu nebo dioctylcítthiokarboxylát.
Vhodná množství katalyzátoru popřípadě použitého zahrnují molární poměr katalyzátoru k isokyanátů obsaženému ve vytvrzovacím činidle od 0,01 do 0,3, přednostně od 0,05 do 0,2. Jestliže jsou použity, mohou být katalyzátory smíseny s polymerem jako první, nebo přidány jako poslední složka.
Do polymeru mohou být přidána různá aditiva a plnidla ke směšování s gumou. Příklady zahrnují plniva, jako například saze, mastek, hlinky, oxid křemičitý, pigmenty a podobně, nereaktivní zpracovatelské oleje a vhodná případná aditiva, včetně antioxidantů, antistatických činidel, látek pomáhajících při zpracování, plastikátorů a podobných látek
- 19 běžně používaných v oblasti zpracování gumy, na které tento výčet není omezen. Jsou dobře známy pořadí a podmínky směšování používané v této oblasti za účelem důkladného a rovnoměrného dispergování všech složek kompozice v polymerním roztoku bez silného vývinu tepla.
Elastomerní kompozice
Koreaktant reaguje s polyisokyanáty za vzniku segmentů polymerů odvozených od isokyanátů obsahujících urethan, močovinu, amid nebo směs alespoň dvou těchto podílů, přednostně tvrdé segmenty jsou polyurethan, polymočovina nebo polyamid. Chemická vazba mezi elastomerním základním řetězcem a tvrdými segmenty vzniká reakcí mezi elastomerními funkčními skupinami a isokyanátovými skupinami polyisokyanátové sloučeniny. Alkoholy reagují s isokyanáty za vzniku urethanových podílů, aminy reagují s polyisokyanáty za vzniku močovinových podílů a karboxyly reagují s polyisokyanáty za vzniku amidových částí.
Výsledná elastomerní kompozice vyrobená buď s blokovými nebo volnými deriváty polyisokyanátu přednostně má segment odvozený od polymerního isokyanátů obsažen v rozmezí od asi 1 do přibližně 50 % hmotnostních, přednostněji v rozmezí od asi 5 do zhruba 40 % hmotnostních a rovněž výhodněji od asi 10 do asi 30 % hmotnostních.
Výsledná elastomerní kompozic přednostně obsahuje elastomerní obsah v rozmezí od asi 50 do přibližně 99 % hmotnostních, výhodněji v rozmezí od asi 20 do přibližně 95 % hmotnostních a nejvýhodněji v rozmezí od asi 70 do zhruba 90 % hmotnostních.
• «
- 20 Výsledná elastomerní kompozice je alespoň z 70 % hmotnostních nerozpustná, přednostně alespoň z 75 % nerozpustná, nejvýhodněji alespoň z 80 % hmotnostních nerozpustná, rovněž výhodně z 90 % hmotnostních nerozpustná a nejvýhodněji z 95 % hmotnostních nerozpustná, jestliže je namáčena v THF při 50 °C po dobu alespoň 48 hodin.
Segmenty odvozené od polymerního isokyanátu elastomerní kompozice podle tohoto vynálezu mají přednostně teplotu tání (Tm) určenou diferenciální skanovací kalorimetrií (DSC) vyšší než 100 °C, výhodněji vyšší než 150 °C a nejvýhodněji vyšší než 200 °C.
Elastomerní kompozice má přednostně teplotu skelného přechodu (Tg) stanovenou pomocí DSC od asi -80 °C do asi 0 °C, přednostně nižší než asi -25 °C, ještě výhodněji nižší než -40 °C a nejvýhodněji méně než -50 °C.
Elastomerní kompozice podle tohoto vynálezu má dynamický modul v tahu při přibližně 0 °C, jak bylo změřeno přístrojem Polymer Labs™ Mark II DMTA při frekvenci 10 Hz, přednostně vyšší než 1 MPa až do 1000 MPa, výhodněji vyšší než 2 MPa, rovněž výhodněji vyšší než 4 MPa, ještě výhodněji více než 6 MPa a nejvýhodněji více než 10 MPa.
Dále k elastomeru jsou použity isokyanát, koreaktant a jiné sloučeniny v segmentových/kopolymerových formulacích vedoucích k elastomerní kompozici zahrnující katalyzátor a nadouvací činidla.
Kompozice podle tohoto vynálezu vykazuje velmi dobré vlastnosti v tahu a dynamické mechanické vlastnosti se udržují v širokém teplotním rozmezí. Tyto kompozice také
- 21 ukazují velmi nízkou bobtnavost v oleji a proto mají použitelnou odolnost proti oleji. Dále nasycený uhlovodíkový základní řetězec elastomerního kopolymeru vede k vylepšené oxidační a teplotní stabilitě oproti polyesterům a polyetherům. Hydrofóbní vlastnosti elastomerního kopolymeru použitého v tomto vynálezu také propůjčují výtečnou hydrolytickou stabilitu těchto produktů. Další užitečné vlastnosti kompozic podle tohoto vynálezu jsou vysoký útlum smíšených elastomerů a nízká propustnost fólií nebo membrán pro plyny.
Tyto materiály jsou vhodné při různých aplikacích, jako například ohebné pěny, elastomery, povlaky, adheziva, uzávěry, membrány, pojivá a podobně. Aplikace pro konečné použití zahrnují izolační materiál, výztuhy pro uzávěry nádob, podrážky bot, součásti nádobí nebo podložky pro útlum zvuku.
Následují příklady různých možností, které jsou v rozsahu vynálezu. Isoolefinové a alkylstyrenové monomery v elastomerním kopolymeru můžou každý být homogenní v celém kopolymeru, nebo mohou být každý směsí monomerů splňujících určené parametry. Elastomerním kopolymerem může být jednoduchý polymer nebo směs elastomerních kopolymerů, ve které každá vmíšená složka má určené parametry proelastomerní kopolymer. Každá složka polyisokyanátu a koreaktantové sloučeniny může být také homogenní nebo jde o směs sloučenin v definovaném smyslu.
Příklady provedení vynálezu
Výchozí isobutylen obsahující polymery pro syntézu polymerů A, B, C, D a E použité v příkladech tohoto vynálezu
jsou kopolymery isobutylenu, para-methylstyrenu (PMS) a brom-para-methylstyrenu (BrPMS). V příkladech tohoto vynálezu byly použity tři jakosti syntézy polymerů. EDMX 89-1 a EDMX 90-10 jsou dodávány na trh společností Exxon Chemical Europe lne. a Exxon Chemical Company (Houston, Texas), pod ochranou známkou EXXPRO™. Kompozice EXXPRO™ kopolymerů a kopolymerů X, použitého při tomto vynálezu, jsou uvedeny v tabulce 1.
Tabulka 1
Výchozí polymery
Kopolymer X EDMX 89-1 EDMX 90
isobutylen, % molární 97,88 97,47 96,29
(% hmotnostní) (94,91) (93,93) (91,02)
para-methylstyren (PMS) 1,53 1,85 2,51
% molární (% hmotnostní) (3,12) (3,76) (5,0)
monobrom-PMS (BrPMS) 0,59 0,68 i,2
% molární (% hmotností) (1,97) (2,31) (3,98)
Průměrná Mw (GPC) 332 535 330 000 305 000
Průměrná Mn (GPC) 90 980 125 000 161 000
Syntéza polymeru A
Polymerem A je isobutadien-para-methylstyrenový (I-PMS) kopolymer obsahující zavěšenou hydroxylovou funkční skupinu získanou nukleofilní substitucí na kopolymerů X použitím 2-(methylamino)ethanolu jako nukleofilního reaktantu. 10 g vzorku kopolymerů X bylo rozpuštěno ve směsi rozpouštědel sestávající z 160 ml toluenu a 30 ml tetra- 23 hydrofuranu (THF). Tento polymerní roztok byl přidán za míchání do reakční nádoby obsahující 0,71 g 2-(methylamino)ethanolu (9,45 mol/mol Br). Reakční směs byla udržována mezi 60 °C a 65 °C po dobu 4 hodin. Polymer byl také získán srážením v ethanolu. Tento polymer byl dále čištěn omýváním a hnětením v methanolu k dokončení odstraňování nezreagovaného 2-(methylamino)ethanolu a pak vysušen při 60 °C ve vakuu. Polymer neobsahoval monobenzylbromid. Analýza je shrnuta dále v tabulce 2, ukazující v podstatě úplnou konverzi monobenzylbromid na funkční skupinu methylaminoethanolu.
Syntéza polymeru B
Polymerem B je I-PMS kopolymer obsahující zavěšnou hydroxylovou funkční skupinu, získaný stejným způsobem jako polymer A. 5 g vzorku kopolymeru X bylo rozpuštěno v 50 ml THF a zahřáto na teplotu mezi 50 °C a 55 °C. Potom 0,354 g 2-(methylamino)ethanol (10 mol/mol Br) bylo za míchání přidáno do polymerního roztoku. Reakční směs byla udržována mezi 50 °C a 55 °C po dobu 2 hodin. Polymer B byl získán, vysušen a čištěn metodou popsanou v polymeru A. Polymer B podle 1H NMR analýzy neobsahoval monobenzylbromid. Analýza polymeru B je uvedena v tabulce 2.
Syntéza polymeru C g vzorku EMDX 89-1 kopolymeru bylo rozpuštěno ve směsi rozpouštědel, obsahující 80 ml toluenu a 20 ml THF. 0,561 g 2-(methylamino)ethanolu (12,7 mol/mol Br) bylo za míchání přidáno do polymerního roztoku. Reakční směs byla udržována mezi 50 °C a 55 °C po dobu 2 hodin. Polymer B byl získán, vysušen a čištěn stejnou metodou, jako je popsáno
- 24 ·· u polymeru A. Polymer podle NMR analýzy neobsahoval monobenzylbromid. Analýza polymeru C je uvedena v tabulce 2.
Syntéza polymeru D
Polymerem D je I-PMS kopolymer obsahující zavěšenou sekundární aminovou funkční skupinu získanou substitucí benzylbromidu z kopolymeru X alkylaminem. 5,0 g vzorku kopolymeru X bylo rozpuštěno ve 100 ml THF a tento roztok byl za míchání přidán do reakční nádoby obsahující 0,5 g n-hexylaminu (10 mol/mol Br). Reakční směs byla udržována mezi 60 °C a 63 °C po dobu 15 hodin. Polymer byl poté získán, opláchnut a usušen, tak jak bylo popsáno dříve. Analýza polymeru D je uvedena v tabulce 2.
Syntéza polymeru E
Polymerem E je I-PMS kopolymer obsahující zavěšenou hydroxylovou funkční skupinu získanou nukleofilní substitucí monobenzylbromidu pomocí 2-(2-hydroxyethoxy)fenolátu jako nukleofilního reaktantu. 30 g EXXPRO™ EDMX 89-1 kopolymeru bylo rozpuštěno v 525 ml cyklohexanu. V oddělené nádobě bylo rozpuštěno 1,11 g 2-(2-hydroxyethoxy)fenolu (7,2 mmol, 2,05 mol na mol benzylbromidu) v 10 ml tetrahydrofuranu (THF) a do tohoto roztoku byl přidáno 6,8 ml 1-M methanolového roztoku tetrabutylamoniumbromidu (6,8 mmol, 1,934 mol na mol benzylbromidu). Tato směs byla míchána po dobu 15 minut a přidána do roztoku I-PMS kopolymeru za intenzivního míchání. Nádoba byla propláchnuta dalšími 65 ml THF a do roztoku I-PMS kopolymeru byla přidána promývací kapalina. Reakční směs byla ohřátá na teplotu mezi 60 a 65 °C a udržována na této teplotě po dobu 2 až 4 hodin. Funkční polymer byl poté získán srážením v methanolu. Tento polymer
- 25 a ·· · · ·· • a · * a · a a a · a a aa byl dále čištěn omýváním a hnětením v methanolu pro úplné odstranění nezreagovaného 2-(2-hydroxyethoxy)fenolátu a tetrabutylamoniumhydroxidu a vysušen při 80 °C ve vakuu. Tento polymer neobsahuje monobenzylbromid a H NMR analýza uvedená dále v tabulce 2 ukazuje v podstatě kompletní konverzi monobenzylbromid na 2-(2-hydroxyethoxy)fenoxylovou funkční skupinu.
Syntéza polymeru F
Polymerem F je I-PMS kopolymer obsahující zavěšenou hydroxylovou funkční skupinu získanou nukleofilní substitucí monobenzylbromidu pomocí 2-(2-hydroxyethoxy)fenolátu jako nukleofilního reaktantů. 30 g vzorku EXXPRO™ EDMX 90-1 kopolymeru bylo rozpuštěno v 525 ml cyklohexanu. V oddělené nádobě bylo rozpuštěno 0,64 g 2-(2-hydroxyethoxy)fenolu (4,15 mmol, 0,685 mol na mol benzylbromidu) v 10 ml THF a do tohoto roztoku bylo přidáno 3,8 ml 1-M methanolového roztoku tetrabutylamoniumhydroxidu (3,8 mmol, 0,627 mol na mol benzylbromidu). Tato směs byla míchána po dobu 15 minut a přidána do roztoku I-PMS kopolymeru za intenzivního míchání. Nádoba byla propláchnuta dalšími 65 ml THF a do roztoku I-PMS kopolymeru byla přidána promývací kapalina. Reakční směs byla udržována při teplotě 60 °C až 65 °C po dobu 2 hodin. Funkcionalizovaný polymer byl poté získán srážením v methanolu. Tento polymer byl dále čištěn promýváním a hnětením v methanolu a poté vysušen při 50 °C ve vakuu. 1H NMR analýza je uvedena dále v tabulce 2.
Syntéza polymeru G
Polymerem G je I-PMS kopolymer obsahující závěsnou hydroxylovou funkční skupinu získanou nukleofilní substitucí ·· · J ·· ·· · · · · · · • · · · · ·· • ·«··· ·· ·· • · · · · · ·« · «· ·· ··
- 26 ·· ·· • · · ► · · · ·· · ··· monobenzylbromidu pomocí monokarboxylátu kyseliny dikarboxylové jako nukleofilního reaktantu. 50 g vzorku TM
EXXPRO EDMX 89-1 kopolymerů bylo rozpuštěno v 900 ml THF a roztok byl ohřát na 60 °C. V oddělené nádobě bylo rozpuštěno 13,92 g kyseliny sebakové (68,8 mol, 11,74 mol na mol benzylbromidu) v 250 ml THF. 20,65 ml vzorku roztoku 1-M roztoku tetrabutylamoniumhydroxidu v methanolu (20,65 mmol, 0,30 mol na mol dikyseliny) bylo přidáno za míchání. Vytvořila se bílá sraženina. Tato suspenze byla přidána do polymerního roztoku o teplotě 60 °C za míchání, a nechala se reagovat po dobu 6 hodin při teplotě mezi 60 a 65 °C. Na konci reakce bylo přidáno 5 ml 37% vodného roztoku HCl pro konverzi veškerého karboxylátu na kyselinu. Polymer byl získán srážením ve směsi 50/50 methanolu/acetonu. Tento polymer byl dále čištěn promýváním a hnětením v methanolu a potom vysušen při 70 °C ve vakuu. Asi 89 % benzylbromidu obsaženého v para-methylstyrenu se přeměnilo na derivát kyseliny, jako PMS-OCO-(CH2)g-COOH.
« 1 ♦ · • «« « * ·4> ·· < · · · • · ·· • · · · · • · · · ·· *· ·· »♦ • Φ · · • · · · φ »·« ♦·· • · «Φ ··
Tabulka 2
Funkcionalizované polymery
1) 2) 3) 4)
Polymer
5) 6) 7) ^H-NMR
A % mol. 97,92 1,51 0 0,57 0 0 0
% hm. 95,03 3,10 0 1,88 0 0 0
B % mol. 98,16 1,31 0 0,53 0 0 0
% hm. 95,55 2,70 0 1,75 0 0 0
C % mol. 97,59 1,77 0 0,642 0 0 0
% hm. 92,28 3,60 0 2,12 0 0 0
D % mol. 98,0 1,48 0 0 0,52 0 0
% hm. . 95,01 3,03 0 0 1,96 0 0
E % mol. 98,14 1,85 0 0 0 0,66 0
% hm. 92,95 3,75 0 0 0 3,05 0
F % mol. 96,68 2,09 0,48 0 0 0,75 0
% hm. 90,90 4,13 1,59 0 0 3,38 0
G % mol. 97,53 1,78 0,077 0 0 0 0,62
% hm. 92,82 3,57 0,26 0 0 0 3,36
1} isobutylen 7 para-methylstyren (PMS) 3 ) monobrom-PMS (BrPMS) 4} methylaminoethanol PMS 5) n-hexyl-NH-PMS )
7 2-(2-hydroxyethoxy)fenoxy-PMS 7) hooc-(ch2)8-coo-pms
Polymer A obsahuje 0,0983 mmol hydroxylových funkčních skupin na gram polymeru.
Polymer B obsahuje 0,0941 mmol hydroxylových funkčních skupin na gram polymeru.
Polymer C obsahuje 0,1117 mmol hydroxylových funkčních skupin na gram polymeru.
Polymer D obsahuje 0,0902 mmol aminových funkčních skupin na gram polymeru.
Polymer E obsahuje 0,1128 mmol hydroxylových funkčních skupin na gram polymeru.
Polymer F obsahuje 0,1250 mmol hydroxylových funkčních skupin na gram polymeru.
Polymer G obsahuje 0,1050 mmol karboxylových funkčních skupin na gram polymeru.
Pro měření Mn a Mw výchozích látek byla použita gelová chromatografie (GPC). GPC hodnoty byly získány Měření bylo provedeno na chromatografu Waters 150 C vybaveném Waters ultrastyragel HT 103 Á, 104 Á, 105 Á a HTGE smíšeným ložem jako kolonou v THF při 35 °C a rychlosti proudu 1,0 ml/min, vybaveným detektorem indexu lomu a ÚV detektorem. Uvedené GPC hodnoty jsou molekulové hmotnosti ekvivalentní polystyrenu, které jsou konvertovány na polyisobutylenové hodnoty podle následujícího vzorce:
loU Mpib = 1,059 log Mps - 0,387, kde
Mpib = polyisobutylenový ekvivalent molekulové hmotnosti
a
Mps = polystyrénový ekvivalent molekulové hmotnosti
Hodnoty protonové nukleární magnetické resonance (1H-NMR) byly získány na spektrometru Varian 500 MHz.
Hydrolytická stabilita je použita k měření vzorků ve formě tahových vlastností, kde vzorky byly uloženy v horké vodě o teplotě 85 °C po čtyři dny. Tyto vzorky byly osušeny odsátím a jejich tahové vlastnosti byly naměřeny po 24 hodinách. Tyto vlastnosti v tahu po zpracování v horké vodě byly porovnány s vlastnostmi v tahu u vzorků ze stejného materiálu, na které nebylo takto působeno, pro výpočet procentuální změny pevnosti v tahu a prodloužení při zlomení. Menší zmenšení pevnosti v tahu odpovídá lepší hydrolytické stabilitě materiálu.
Tahové vlastnosti byly změřeny při teplotě místnosti na zařízení Instron Series IX Automated Materials Testing System 6.03.08. Pro mikrotahové vzorky (ve tvaru psí kosti) bylo použito šířky 0,20 cm (0,08 inch) a délky 0,05 cm (0,2 inch) (mezi dvěma chlopněmi). Tlouštka vzorků se měnila a byla ručně měřena přístrojem Mitutoyo Digimatic Indicator spojeným s počítačovým systémem. Vzorky byly taženy rychlostí 51 cm/min (20 inch/min) a byly zaznamenávány hodnoty napětí/protažení. Průměrné hodnoty napětí/protažení jsou vyneseny u tří posledních vzorků.
Uvnitř suché krabice bylo naváženo 2,4 g elastomerního
Příklad 1
Příprava elastomerní kompozice • · · · · · · ···· • ··· a · · · · · ··· ··· • ····· · · ····· ·· ·· ·· ·· hydroxyderivátu (funkcionalizovaný polymer, polymer
A v tabulce 2, 0,236 mmol -OH) do reakční nádoby obsahující magnetické míchadlo. Obsah byl míchán s 35 ml bezvodého THF při 50 °C po dobu 2,5 hodin pro získání homogenního roztoku. V oddělené skleněné nádobce bylo rozpuštěno 0,442 g polyisokyanátu, 4,4’-difenylmethandiisokyanátu, (MDI, 3,5 mmol NCO) v 4 ml THF a tento roztok byl přidán do intenzívně míchaného polymerního roztoku o teplotě místnosti. Začalo se s ohříváním a teplota horké podložky byla udržována na asi 70 °C, takže reakční směs měla teplotu asi 50 °C. Po asi 30 minutách reakce směs obsahující 0,155 g koreaktantu, butandiolu (3,45 mmol OH) a 2 ml 0,025-molárního roztoku katalyzátoru DABCO v THF byla přidána do reakční směsi, následně byly přidány 3 ml THF. Konečný poměr NCO/OH byl 0,96, včetně OH skupin na polymeru A a butandiolu. Začalo se s ohříváním a teplota horké podložky byla udržována při 70 °C, takže reakční směs měla teplotu asi 50 °C. V průběhu reakce progresivně vzrostla viskozita směsi. Po asi 4 hodinách reakce byla viskozita směsi velmi vysoká. V této chvíli byla reakční směs přenesena do teflonové formy. Rozpouštědlo bylo odpařováno přes noc při teplotě místnosti. Výsledná průhledná fólie, byla dále sušena při asi 110 °C po dobu 24 hodin ve vakuové sušárně.
Výsledná elastomerní směs obsahovala kolem 20 % hmotnostních urethan obsahujících tvrdých segmentů, vztaženo na součet hmotnosti frakcí MDI a butandiolu (BD). 18,9 % hmotnostních elastomerní kompozice se rozpustilo v THF extrakci při 50 °C za 48 hodin.
Příklad 2
Příprava elastomerní kompozice • · • ·
- 31 Uvnitř suché krabice bylo naváženo 2,0 g I-PAS kopolymerů hydroxyderivátu (funkcionalizovaný polymer, polymer A v tabulce 2, 0,2 mmol OH) do reakční nádoby obsahující magnetické míchadlo. Obsah byl míchán s 30 ml bezvodého THF při 50 °C po dobu 2,5 hodin pro získání homogenního roztoku. V oddělené skleněné nádobce bylo rozpuštěno 0,65 g MDI (5,2 mmol NCO) v 3 ml THF a tento roztok byl přidán do intenzívně míchaného polymerního roztoku o teplotě místnosti. Skleněná nádoba byla propláchnuta dalšími 2 ml THF a do reakční směsi byla přidána promývací kapalina. Začalo se s ohříváním a teplota horké podložky byla udržována na asi 70 °C, takže reakční směs měla teplotu asi 50 °C. Po asi 30 minutách reakce, byla přidána do reakční směsi směs obsahující 0,225 g butandiolu (4,99 mmol OH) a 2 ml 0,025-molárního roztoku katalyzátoru DABCO v THF.
Další 3 ml THF byly přidány do reakční směsi. Konečný poměr NCO/OH byl 1,0, včetně OH skupin polymeru A a butandiolu. Začalo se s ohříváním a teplota horké podložky byla udržována na 70 °C, takže reakční směs měla teplotu asi 50 °C.
V průběhu reakce progresivně vzrostla viskozita směsi. Jak bylo pozorováno, po asi 4,5 hodinách reakce byla viskozita směsi velmi vysoká. V této chvíli byla reakční směs přenesena do teflonové formy. Rozpouštědlo bylo odpařováno přes noc při teplotě místnosti. Výsledná fólie byla dále sušena při asi 110 °C po dobu 70 hodin ve vakuové sušárně. Tato látka obsahuje 30,4 % hmotnostních urethan obsahujících tvrdých segmentů, vztaženo na součet hmotností těžkých frakcí MDI a butandiolu (BD) v prostředku. THF extrakce při 50 °C po 48 hodin poskytuje 7 % rozpustné frakce.
Příklad 3
Příprava elastomerní kompozice
- 32 Uvnitř suché krabice bylo naváženo 2,39 g elastomerů hydroxyderivátu (polymer B v tabulce 2, 0,22 mmol OH) do reakční nádoby obsahující magnetické míchadlo. Obsah byl míchán s 30 ml bezvodého THF při teplotě místnosti přes noc pro získání homogenního roztoku. Do tohoto roztoku bylo přidáno 1,8 ml 0,025-molárního roztoku katalyzátoru DABCO v THF a vše bylo ohřáto na teplotu 50 °C (teplota horké podložky byla 70 °C). V oddělené skleněné nádobce bylo rozpuštěno 0,453 g MDI (3,6 mmol NCO) a 0,153 g butandiolu (3,4 mmol OH) rozpuštěného v 3 ml THF a tento roztok byl přidán do intenzívně míchaného polymerního roztoku při teplotě 50 °C. Do reakční směsi bylo přidáno dalších 5 ml THF. Konečný poměr NCO/OH byl 0,99, včetně OH skupin z polymeru B a butandiolu. Začalo se s ohříváním a teplota horké podložky byla udržována na 70 °C, takže reakční směs měla teplotu asi 50 °C. V průběhu reakce progresivně vzrostla viskozita směsi. Jak bylo pozorováno, po 3 hodinách reakce byla viskozita směsi velmi vysoká. V této chvíli byla reakční směs přenesena do teflonové formy. Rozpouštědlo bylo odpařováno přes noc při teplotě místnosti. Výsledná fólie byla dále sušena při asi 115 °C po dobu 48 hodin ve vakuové sušárně. Tato látka obsahuje 20,3 % hmotnostních urethan obsahujících tvrdých segmentů, vztaženo na součet hmotností frakcí MDI a BD v prostředku. THF extrakce při 50 °C po 48 hodin poskytuje 4,3 % rozpustné frakce.
Příklad 4
Příprava elastomerní kompozice
Uvnitř suché krabice bylo naváženo 2,0 g elastomerů hydroxyderivátu (polymer C v tabulce 2, 0,223 mmol OH) do reakční nádoby obsahující magnetické míchadlo. Obal byl míchán s 35 ml bezvodého THF při teplotě místnosti přes noc
Β Β
- 33 Β ·
pro získání homogenního roztoku. Do tohoto roztoku bylo přidáno 2 ml 0,025-molárního roztoku katalyzátoru DABCO v THF a vše bylo ohřáto na teplotu 50 °C (teplota horké podložky byla 70 °C). V oddělené skleněné nádobce bylo rozpuštěno 0,651 g MDI (5,2 mmol NCO) a 0,219 g butandiolu (4,85 mmol OH) v 5 ml THF a tento roztok byl přidán do míchaného polymerního roztoku při teplotě 50 °C. Do reakční směsi bylo přidáno dalších 5 ml THF. Konečný poměr NCO/OH byl 1,025, včetně OH skupin polymeru C a butandiolu. Začalo se s ohříváním a teplota horké podložky byla udržována na 70 °C, takže reakční směs měla teplotu asi 50 °C. V průběhu reakce progresivně vzrostla viskozita směsi. Jak bylo pozorováno, po 4 hodinách reakce byla viskozita směsi velmi vysoká. V této chvíli byla reakční směs přenesena do teflonové formy. Rozpouštědlo bylo odpařováno přes noc při teplotě místnosti. Výsledná fólie byla dále sušena při asi 115 °C po dobu 70 hodin ve vakuové sušárně. Tato látka obsahuje 30 % hmotnostních urethan obsahujících tvrdých segmentů, vztaženo na součet hmotností frakcí MDI a BD v prostředku. THF extrakce při 50 °C po 48 hodin ukazuje 2,3 % rozpustné frakce.
Srovnávací příklad 5C
Příprava elastomerní kompozice
Elastomerní směs byla připravena s použitím polyesteru polyolu místo I-PAS kopolymerů. Uvnitř suché krabice bylo smícháno 7,014 g Voranol™ 232-034 polyolu (4,25 mmol OH) a 2,384 g MDI (19,1 mmol NCO) a vše rozpuštěno v 17 ml THF při teplotě místnosti za dobu 15 minut. Do tohoto roztoku byla přidána směs obsahující 0,6245 g butandiolu (13,86 mmol OH) a l ml 0,025-molárního roztoku katalyzátoru DABCO v THF. Byly přidány další 3 ml THF do reakční směsi. Konečný poměr
- 34 • · · · · · ·· • · · · · · · · · • · · · · ···· ···<·· · · · Λ ··· ··· • · · · · · ·
NCO/OH byl 1,052 včetně OH skupin Voranol™ 232-034 polyolu (polyether polyolu, dostupný od firmy Dow Chemical Co., Midland, Michigan, USA) a butandiolu. Začalo se s ohříváním a teplota horké podložky byla udržována na 70 °C, takže reakční směs měla teplotu asi 50 °C. V průběhu reakce progresivně vzrostla viskozita směsi. Po jedné hodině reakční směs byla přenesena do teflonové nádoby. Rozpouštědlo bylo odpařováno přes noc při teplotě místnosti. Výsledná fólie byla dále sušena při asi 80 °C po dobu 30 hodin ve vakuové sušárně. Tato látka obsahuje 30 % hmotnostních urethan obsahujících tvrdých segmentů, vztaženo na součet hmotností frakcí MDI a BD v prostředku a měkké segmenty polyethylenu polyolu. THF extrakce při 50 °C po dobu alespoň 48 hodin ukazuje 10,2 % rozpustné frakce.
Příklad 6
Příprava elastomerní kompozice
Uvnitř suché krabice bylo naváženo 2,42 g elastomeru sekundárního aminového derivátu (polymer D v tabulce 2,
0,218 mmol -NH) do reakční nádoby obsahující magnetické míchadlo. Obal byl míchán s asi 35 ml bezvodého THF při teplotě 50 °C po dobu zhruba 2,5 hodiny pro získání homogenního roztoku. V oddělené skleněné nádobce bylo rozpuštěno 0,311 g 2,4-toluendiisokyanátu (TDI, 3,57 mmol NCO) v 4 ml THF a tento roztok byl přidán do intenzívně míchaného polymerního roztoku při teplotě místnosti. Skleněná nádoba byla propláchnuta dalšími 2 ml THF a do reakční směsi byla přidána promývací kapalina. Po asi 20 minutách reakce při teplotě místnosti, bylo přidáno 0,3140 g diethyltoluendiaminu (DETDA, 3,52 mmol -NH2) v 5 ml THF. Začalo se s ohříváním a teplota horké podložky byla udržována na 70 °C, takže reakční směs měla teplotu asi 50 °C. Konečný poměr
- 35 NCO/(NH + NH2) byl 0,955, včetně NH skupin z polymeru B a NH2 skupin na DETDA. Reakční směs byla udržována mezi 50 °C a 70 °C. V průběhu reakce progresivně vzrostla viskozita směsi. Jak bylo pozorováno, po asi 1,5 hodiny reakce byla viskozita směsi velmi vysoká. V této chvíli byla reakční směs přenesena do teflonové formy. Rozpouštědlo bylo odpařováno přes noc při teplotě místnosti. Výsledná průhledná fólie byla dále sušena při asi 110 °C po dobu 24 hodin ve vakuové sušárně.
Tato elastomerní směs obsahovala kolem 20 % hmotnostních urethan obsahujících tvrdých segmentů, vztaženo na součet hmotností frakcí 2,4-TDI a DETDA v prostředku.
1,64 % hmotnostních elastomerní kompozice se rozpustí v THF po extrakci při 50 °C za 48 hodin, což ukazuje na vysoký stupeň zreagování mezi funkcionalizovaným elastomerem, koreaktanty a pólyisokyanátem.
Příklad 7
Příprava elastomerní kompozice
Uvnitř suché krabice bylo naváženo 2,0 g elastomeru sekundárního aminového derivátu (polymer B v tabulce 2, 0,18 mmol -NH) do reakční nádoby vybavené magnetickým míchadlem. Obsah byl míchán s asi 30 ml bezvodého THF při teplotě 50 °C po dobu asi 2,5 hodiny pro získání homogenního roztoku.
V oddělené skleněné nádobce bylo rozpuštěno 0,6252 g MDI (5,0 mmol NCO) v 5 ml THF a tento roztok byl přidán do intenzívně míchaného polymerního roztoku při teplotě místnosti. Po asi 10 minutách reakce při teplotě místnosti, bylo do směsi přidáno 0,2215 g butandiolu (4,92 mmol OH) v 2 ml THF. Začalo se s ohříváním a teplota horké podložky byla udržována na asi 70 °C, takže reakční směs měla teplotu • ·
- 36 ··· · · ·· · · ·· · ··· ···· · · · · • ····· · · ·· ··· ··· • ····» · · • · · · · · · · · · · ·· asi 50 °C. Konečný poměr NCO/(NH + OH) byl 0,98, vztaženo na NH a OH skupiny v polymeru B a butandiolu. Reakční směs byla udržována při teplotě mezi 50 °C a 70 °C. V průběhu reakce progresivně vzrostla viskozita směsi. Jak bylo pozorováno, po asi 3,0 hodiny reakce byla viskozita směsi velmi vysoká.
V této chvíli byla reakční směs přenesena do teflonové formy. Rozpouštědlo bylo odpařováno přes noc při teplotě místnosti. Výsledná průhledná fólie byla dále sušena při asi 110 °C po dobu 24 hodin ve vakuové sušárně.
Tato látka obsahovala kolem 30 % hmotnostních urethan/močovinu obsahujících tvrdých segmentů, vztaženo na součet hmotností frakcí MDI a butandiolu. 10,6 % hmotnostních elastomerní kompozice se rozpustilo v THF po extrakci při 50 °C za 48 hodin.
• · ·
- 37 Tabulka 3
Vlastnosti napětí-prodloužení polyurethanu/močovinových výrobků
Př. % hm. Tahové vlastnosti
č. η PUX a/nebo Youngův Napětí při 100% napjatosti MPa (psi) Napětí v tahu MPa (psi) % protažení při přetržení
PUrei modul, MPa (psi)
1 20 (PU) 2,55 2,30 17,3 1180
(370) (333 ) (2510)
2 30 (PU) 7,94 6,13 16,2 773
(1151) (889) (2350)
6 20 (PUrea) 3,52 3,45 18,1 790
(510) (500) (2620)
7 30 8,27 6,69 15,4 570
(PU+PUrea) (1200) (970) (2240)
Poznámky:
PU = polyurethan
PUrea = polymočovina
Příklady 1, 2, 6 a 7 ukazují mechanické vlastnosti elastomerní kompozice nárokované v tomto vynálezu, obsahující od 20 do 30 % hmotnostních polyurethanu a/nebo polymočoviny. Příklady 1, 2, 6 a 7 ukazují užitečnou vyváženost mechanických vlastností pro polyurethanové aplikace.
• · · ·· · · ·· ·· ··· · · · · · · «a a a a a aaaa a a a a a ··· a a a a a a aaa aaa a aaaaa a a aaa · a aa aa aa aa
- 38 Tabulka 4
Hydrolytická stabilita polyurethanových/polymočovinových výrobků
Pevnost v tahu MPa (psi) Protažení při přetržení (%)
Př. č. Před Po % změna Před Po % změna
2 16,2 13,3 -18,2 773 708 -8,4
(2352) (1923) prům. z 3 prům. z 5
prům. z 3 prům. z 5
5C 16,0 7,9 -50,2 729 566 -22,4
(srov. ) (2313) (1151)
prům. z 3 prům. Z 4 prům. z 3 prům. Z 4
Příklad 2 ukazuje mechanické vlastnosti elastomerních
kompozic z nárokovaného vynálezu. Srovnávací příklad 5C ukazuje mechanické vlastnosti polyurethanové kompozice podle dosavadního stavu techniky, měřené za stejných podmínek.' Příklad 2 ukazuje výbornou hydrolytickou stabilitu, ukazuje mnohem menší změny v pevnosti v tahu i protažení při přetržení vzhledem ke srovnávacímu příkladu 5C.
Všechny dokumenty zde popsané jsou plně včleněné odkazem v jejich celistvosti, včetně jakýchkoliv předchozích dokumentů a testovacích postupů pro účely US patentové praxe. Je zřejmé z předcházejícího obecného popisu a zvláštních uspořádání, kterými byl vynález popsán a zobrazen, že může být provedeno množství modifikací bez opuštění myšlenky a rozsahu vynálezu. Proto není zamýšleno, aby jimi byl vynález omezen.
PETR KALENSKY ATTORNEY AT LAW . · KANCELÁŘ rr’A ΛΠνΟ»'· . .r-Mcu·'

Claims (20)

1. Kompozice vyznačující se tím, že obsahuje reakční produkt
a) elastomerního kopolymerů z isoolefinu, který obsahuje od 4 do 7 atomů, a para-alkylstyrenu, zmíněný elastomerní kopolymer obsahující zavěšené funkční skupiny reaktivní s isokyanátem,
b) polyisokyanátu a
c) koreaktantu zahrnujícího funkční skupiny reaktivní s isokyanátem.
2. Kompozice podle nároku lvyznačuj ící se t í m, že polyisokyanát a koreaktant tvoří segmenty odvozené od polymerních isokyanátů.
3. Kompozice podle nároku 2vyznačuj ící se t í m, že segment odvozený od polymerního isokyanátů zahrnuje jednu nebo více částí vybraných ze skupiny sestávající z urethanu, močoviny a amidu.
4. Kompozice podle nároku 3vyznačuj ící se t í m, že segment odvozený od polymerního isokyanátů je polyurethan, polymočovina, polyamid nebo polyurethan-ko-močovina.
5. Kompozice podle nároku 2vyznačuj ící se t í m, že segment odvozený od polymerního isokyanátů je přítomen v množství v rozmezí od asi 1 do přibližně 50 %
- 40 • ·· ·· ·· ·· · · · · · · • « · · · ·· • ····· · · · • · · · · · • · · · · ·· · · hmotnostních, vztaženo na součet hmotností segmentu odvozeného od polymerního isokyanátu a elastomerního kopolymerů.
6. Kompozice podle nároku 2vyznačuj ící se t í m, že obsah elastomerního kopolymerů je od asi 50 do asi 99 % hmotnostních, vztaženo na součet hmotnosti segmentu odvozeného od polymerního isokyanátu a elastomerního kopolymerů.
7. Kompozice podle nároku 2vyznačuj ící se tím, že je alespoň z 80 % nerozpustná v tetrahydrofuranu při 50 °C.
8. Kompozice podle nároku lvyznačuj ící se t í m, že reakční produkt je vytvářen přidáním elastomerního kopolymerů, polyisokyanátu a koreaktantu v množství při kterém poměr všech molů isokyanátových skupin přítomných v polyisokyanátu k všem molům funkčních skupin přítomných v elastomerním kopolymerů a koreaktantu je v rozmezí od asi 0,9 do přibližně 1,2.
9. Kompozice podle nároku lvyznačuj ící se t í m, že elastomerem je kopolymer isobutylenu a para-methylstyrenu.
10. Předmět vyznačující se tím, že zahrnuje kompozici podle nároku 1.
11. Způsob výroby elastomerní kompozice vyznačující se tím, že zahrnuje kombinování za reakčních podmínek:
- 41 • · • ·
a) elastomerního kopolymeru isoolefinu, který obsahuje 4 až 7 atomů uhlíku a para-alkylstyrenu, kde zmíněný elastomerní kopolymer obsahuje zavěšenou funkční skupinu reaktivní s isokyanátem,
b) polyisokyanátu a
c) koreaktantu obsahujícího zavěšené funkční skupiny reaktivní s isokyanátem.
12. Způsob podle nároku 11 vyznačuj ící se t í m, že zavěšené funkční skupiny elastomerního kopolymeru jsou vybrány ze skupiny zahrnující hydroxyl, amin a karboxyl.
13. Způsob podle nároku 11 vyznačuj ící se t í m, že funkční skupiny koreaktantu jsou vybrány ze souboru zahrnujícího hydroxyl, aminoskupinu a karboxyl.
14. Způsob podle nároku 11 vyznačující se t í m, že elastomerní kopolymer, polyisokyanát a koreaktant jsou přidány v množství takovém, že poměr všech molů isokyanátových skupin přítomných v polyisokyanátu ke všem molům funkčních skupin přítomným v elastomerním kopolymeru a koreaktantu je v rozmezí od asi 0,9 do přibližně 1,2.
15. Způsob podle nároku 11 vyznačuj ící se t í m, že kombinování je prováděno při teplotě menší nebo rovné 150 °C.
16. Způsob podle nároku 11 vyznačuj ící tím, že polyisokyanát obsahuje blokové isokyanátové >· ·· ·· skupiny, přičemž zmíněný krok kombinování vytváří směs elastomeru, neblokového polyisokyanátu a koreaktantu.
17. Způsob podle nároku 16 vyznačuj ící se t í m, že kombinování je prováděno v nepřítomnosti rozpouštědla při teplotě v rozmezí od asi 100 °C do teploty nižší než je odblokovací teplota blokovaného isokyanátu.
18. Způsob podle nároku 17 vyznačuj ící se t í m, že kombinování je prováděno při teplotě od asi 100 °C do přibližně 150 °C.
19. Způsob podle nároku 17 vyznačuj ící se t í m, že dále zahrnuje krok zahřívání směsi na teplotu nad kterou dojde k odblokování blokovaného isokyanátu.
20. Způsob podle nároku 17 vyznačuj ící se t í m, že dále zahrnuje krok zahřívání směsi na teplotu v teplotním rozmezí od 150 °C do 200 °C.
CZ984053A 1996-06-11 1997-06-04 Isomonoolefin-p-alkylstyrenová elastomerní kompozice modifikovaná polyisokyanátem CZ405398A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1955696P 1996-06-11 1996-06-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ405398A3 true CZ405398A3 (cs) 1999-11-17

Family

ID=21793832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ984053A CZ405398A3 (cs) 1996-06-11 1997-06-04 Isomonoolefin-p-alkylstyrenová elastomerní kompozice modifikovaná polyisokyanátem

Country Status (16)

Country Link
US (1) US5912302A (cs)
EP (1) EP0904303B1 (cs)
JP (1) JP3362788B2 (cs)
KR (1) KR20000016527A (cs)
CN (1) CN1221430A (cs)
AT (1) AT408886B (cs)
BR (1) BR9709779A (cs)
CA (1) CA2256513A1 (cs)
CZ (1) CZ405398A3 (cs)
DE (1) DE69709095T2 (cs)
EA (1) EA199801063A1 (cs)
ES (1) ES2165068T3 (cs)
HU (1) HUP9902764A2 (cs)
PL (1) PL330595A1 (cs)
TW (1) TW464665B (cs)
WO (1) WO1997047664A1 (cs)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6005045A (en) * 1998-02-24 1999-12-21 Ppg Industries Ohio, Inc. Waterborne, ambient temperature curable film-forming compositions
US6605552B2 (en) * 2000-12-01 2003-08-12 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Superabsorbent composites with stretch
EP1390417B1 (en) 2001-04-12 2010-10-20 ExxonMobil Chemical Patents Inc. Process for polymerizing propylene and ethylene in solution
EP1404749B1 (en) * 2001-06-08 2009-02-25 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Low permeability nanocomposites
ATE335784T1 (de) * 2001-06-13 2006-09-15 Exxonmobil Chem Patents Inc Nanoverbundwerkstoffe mit geringer permeabilität
US20030022993A1 (en) * 2001-07-13 2003-01-30 Kazuo Arakawa Thermoplastic elastomer composition
US6939921B2 (en) * 2001-10-16 2005-09-06 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Colorable elastomeric composition
US6732648B1 (en) 2003-05-05 2004-05-11 Day International Inc. Printing blanket sleeve having sound dampening feature
EP2843022B1 (en) * 2003-07-07 2020-12-16 Dow Global Technologies LLC Adhesive epoxy composition and process for applying it
US20050032978A1 (en) * 2003-08-06 2005-02-10 O'dwyer James B. Etherified carbamate functional copolymers of isobutylene type monomers, and their use in curable compositions
US20050037194A1 (en) * 2003-08-15 2005-02-17 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Thermoplastic polymers with thermally reversible and non-reversible linkages, and articles using same
JP4714088B2 (ja) * 2006-06-16 2011-06-29 株式会社小糸製作所 車両用前照灯
JP5203589B2 (ja) * 2006-10-16 2013-06-05 三井化学株式会社 組成物
WO2009158600A1 (en) * 2008-06-27 2009-12-30 Cardiac Pacemakers, Inc. Polyisobutylene urethane, urea and urethane/urea copolymers and medical devices containing the same
AU2010203373B2 (en) 2009-01-12 2013-08-01 University Of Massachusetts Lowell Polyisobutylene-based polyurethanes
WO2011022583A1 (en) * 2009-08-21 2011-02-24 Cardiac Pacemakers, Inc. Crosslinkable polyisobutylene-based polymers and medical devices containing the same
US8644952B2 (en) 2009-09-02 2014-02-04 Cardiac Pacemakers, Inc. Medical devices including polyisobutylene based polymers and derivatives thereof
US8374704B2 (en) 2009-09-02 2013-02-12 Cardiac Pacemakers, Inc. Polyisobutylene urethane, urea and urethane/urea copolymers and medical leads containing the same
EP2627206A4 (en) * 2010-10-15 2016-04-13 Univ California MATERIAL FOR MITIGATING IMPACT FORCES WITH COLLISION TIMES FROM THE NANOSECOND ORDER TO THE MILLISECONDES
JP5739007B2 (ja) 2010-12-20 2015-06-24 カーディアック ペースメイカーズ, インコーポレイテッド 導電性ポリマー導体を有するリード及びその製造方法
WO2012116164A2 (en) * 2011-02-23 2012-08-30 The University Of Akron Melt processible polyureas and polyurea-urethanes, method for the production thereof and products made therefrom
WO2014081916A2 (en) 2012-11-21 2014-05-30 University Of Massachusetts High strength polyisobutylene polyurethanes
EP3390482B1 (en) * 2015-12-17 2021-03-03 Cardiac Pacemakers, Inc. Polyisobutylene-polyurethanes and medical devices containing the same
CN106749831A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 东莞市佳乾新材料科技有限公司 一种绿色环保胶黏剂的制备方法
CN110382568B (zh) 2017-03-07 2022-03-04 心脏起搏器股份公司 烯丙基封端的聚异丁烯的硼氢化/氧化
WO2019036544A1 (en) 2017-08-17 2019-02-21 Cardiac Pacemakers, Inc. PHOTORÉTICULATED POLYMERS FOR IMPROVED DURABILITY
WO2019061412A1 (en) * 2017-09-30 2019-04-04 Dow Global Technologies Llc AIR-CURABLE ETHYLENE / ALPHA-OLEFIN / DIENE INTERPOLYMER COMPOSITION
WO2019143629A1 (en) 2018-01-17 2019-07-25 Cardiac Pacemakers, Inc. End-capped polyisobutylene polyurethane
US10882945B2 (en) * 2018-03-26 2021-01-05 Medtronic, Inc. Modified polyisobutylene-based polymers, methods of making, and medical devices

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1079749A (en) * 1965-07-13 1967-08-16 Ici Ltd Polymeric compositions
CA1074049A (en) * 1974-11-13 1980-03-18 Russell Van Cleve Polymer/polyols and polyurethane derivatives thereof
DE2712931A1 (de) * 1977-03-24 1978-09-28 Veba Chemie Ag Isocyanuratgruppen - und endstaendig- blockierte isocyanatgruppen - enthaltende verbindungen
DE3021044A1 (de) * 1980-06-03 1981-12-24 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur herstellung vernetzter kabel- und leitungsisolierungen und -maentel
US4731416A (en) * 1984-10-01 1988-03-15 The Dow Chemical Company Polyurethane-type adhesives containing nonaqueous solutions of acrylate polymers
DE3608975A1 (de) * 1986-03-18 1987-09-24 Basf Ag Copolymerisate des isobutylens mit nitro- und/oder aminostyrol, deren herstellung und verwendung
US5162445A (en) * 1988-05-27 1992-11-10 Exxon Chemical Patents Inc. Para-alkylstyrene/isoolefin copolymers and functionalized copolymers thereof
US5430118A (en) * 1988-05-27 1995-07-04 Exxon Chemical Patents Inc. Para-alkylstyrene/isoolefin copolymers having substantially homogeneous compositional distribution
DE3802176A1 (de) * 1988-01-26 1989-08-03 Basf Ag Copolymerisate des isobutylens mit chloracetylierten oder alkylaminoacylierten styrolen, deren herstellung und ihre verwendung zur herstellung von polyurethanen bzw. epoxidharzen oder vernetzten polymerisatmassen
US5461118A (en) * 1993-04-06 1995-10-24 Exxon Chemical Patents Inc. Para-alkylstyrene/isoolefin copolymers functionalized with an amine alkylthioethers or hydroxy-alkylthioethers and their use in polymer blends
ES2116617T3 (es) * 1993-09-17 1998-07-16 Exxon Research Engineering Co Nuevos copolimeros de isoolefina/para-alquilestireno funcionalizados.
US5670581A (en) * 1995-05-19 1997-09-23 Exxon Chemical Patents Inc. Metalation and functionalization of polymers and copolymers
GB9513713D0 (en) * 1995-07-05 1995-09-06 Exxon Chemical Patents Inc Curable elastomeric compositions and a process to produce curable elastomeric compositions
US5679748A (en) * 1996-04-05 1997-10-21 Exxon Chemical Patents Inc. Process for oxidative functionalization of polymers containing alkylstyrene

Also Published As

Publication number Publication date
US5912302A (en) 1999-06-15
JP3362788B2 (ja) 2003-01-07
KR20000016527A (ko) 2000-03-25
ES2165068T3 (es) 2002-03-01
EP0904303B1 (en) 2001-12-12
EP0904303A1 (en) 1999-03-31
AT408886B (de) 2002-03-25
HU9902764D0 (en) 1999-09-28
HUP9902764A2 (hu) 1999-12-28
JP2000508368A (ja) 2000-07-04
ATA905897A (de) 2001-08-15
BR9709779A (pt) 1999-08-10
CA2256513A1 (en) 1997-12-18
EA199801063A1 (ru) 1999-06-24
TW464665B (en) 2001-11-21
DE69709095T2 (de) 2002-04-25
CN1221430A (zh) 1999-06-30
DE69709095D1 (de) 2002-01-24
WO1997047664A1 (en) 1997-12-18
PL330595A1 (en) 1999-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ405398A3 (cs) Isomonoolefin-p-alkylstyrenová elastomerní kompozice modifikovaná polyisokyanátem
US5087661A (en) Moisture curable polyurethane composition comprising polyaldimine
TWI444397B (zh) 濕氣可固化的矽烷基化聚合物樹脂組成物
US7262260B2 (en) Segmented urea and siloxane copolymers and their preparation methods
US20040067315A1 (en) Two-component systems for producing elastic coatings
CA2049833A1 (en) Method for producing non-yellowing polyurethane urea foam
EP0004116B1 (en) Process for the preparation of cross-linked polyurethanes
JPS63191876A (ja) 接着剤およびその接着層形成への使用
US5470945A (en) Thermally reversible isocyanate-based polymers
US7009022B2 (en) Moisture curable high strength, flexible RTV organic copolymer compositions and methods of preparation
CA2199173A1 (en) Curable elastomeric compositions and a process to produce curable elastomeric compositions
KR100635967B1 (ko) 잔류 단량체가 낮은 ipdi-ppg 예비중합체
Kothandaraman et al. Preparation, properties, and crosslinking studies on polyurethane elastomers
US20060160979A1 (en) Method for forming a crosslinked polymer by temperature control
US5395888A (en) Thermoplastically processible poly-vinylarene/polyurethane block copolymers
US20040014928A1 (en) Reversible crosslinked polymers, benzylic hydroxyl crosslinkers and method
JP3107412B2 (ja) ジアルジミンを含有する湿気硬化性ポリウレタン組成物
EP0598039B1 (en) Thermally reversible isocyanate-based polymers
KR900007513B1 (ko) β-아미도-β-프로피오락탐유도체 및 그것을 사용한 습기경화성 폴리우레탄조성물
JP3276393B2 (ja) ポリアルジミンを含有する湿気硬化性ポリウレタン組成物
JPH1095826A (ja) 二液型硬化性組成物
JPH1017820A (ja) ポリウレタン塗膜防水材用常温硬化性2液型組成物
JPH09278859A (ja) 二液型防水材組成物
JPS59166523A (ja) 液状ジエン系重合体組成物
JP2512836B2 (ja) ポリウレタン系硬化性被覆剤