聚氨酯、由其製成的製品和塗料及其製造方法

2023-06-05 07:15:51

專利名稱：聚氨酯、由其製成的製品和塗料及其製造方法
聚氨酯、由其製成的製品和塗料及其製造方法對相關申請的交叉引用本申請是2006年12月14日提交的美國專利申請No. 11/639, 059的部分繼續申請案，後者是2004年9月1日提交的美國專利申請No. 10/932，641和各自在2005年12月 16 日提交的申請Nos. 11/303，670，11/303，422、11/303，892和 11/303，671 的部分繼續申請案。上述申請各自經此引用併入本文。
背景技術：
I.發明領域本發明涉及由支化多元醇、支化多異氰酸酯和/或多異氰酸酯三聚體製成的聚氨酯和聚(脲氨酯)、由其製成的製品和塗料及其製造方法。II.技術考慮已經開發出許多有機聚合材料，例如塑料，如聚碳酸酯和丙烯酸系樹脂在如光學透鏡、纖維光學、窗戶和汽車、船舶和航空透明材料之類的用途中作為玻璃的代用品和替代品。例如，在航空器玻璃窗中，聚碳酸酯，如LEXAN 和丙烯酸系樹脂已獲得廣泛認可。這些聚合材料與玻璃相比可提供優點，包括抗碎性或抗穿透性、用於給定用途的較輕重量、撓性、易模製性和可染性。不幸地，存在一些與聚碳酸酯和丙烯酸系樹脂相關的嚴重缺點。聚碳酸酯易刮傷，如果直接暴露在太陽光和惡劣環境下，很快變得難透視。丙烯酸系樹脂儘管不像聚碳酸酯那樣易刮傷，但沒有聚碳酸酯的物理性質，如熱變形溫度和抗衝擊性。一些 「高衝擊」強度聚碳酸酯具有會隨時間經過變差的不一致衝擊強度、差抗裂紋擴展性(K-係數)、差光學品質、差耐溶劑性和差耐氣候性。儘管聚碳酸酯在低速衝擊時表現出良好衝擊強度，在大於大約1100ft/sec(335.3m/sec)的高衝擊速度(如彈道學用途中表現出的那些)下，以大約1350ft/sed411m/sec)的速度距離大約20英尺(6. 1米)發射的9毫米子彈(125彈粒)容易穿透1英寸(2. 5釐米)厚的聚碳酸酯塑料。也通常將聚碳酸酯擠出，其可以在擠出物中在擠出方向上產生光學畸變。對光學用途，如戰鬥機座艙罩而言，聚碳酸酯通常必須經過額外加工步驟以去除畸變，這會提高成本。一些聚碳酸酯還是雙折射的，這也會造成光學畸變。例如，LEXAN的阿貝數為34。較高阿貝數表明較好視敏度和較少色差。因此，本領域中需要開發可用於製造具有良好光學品質、高抗衝擊性、高衝擊強度、高K係數、良好防彈性、良好耐溶劑性和良好耐氣候性的製品的聚合物。通過鑄造或反應注射成型而非擠出製造製品的能力是合意的。發明概述下面將本發明的聚氨酯和聚(脲氨酯)的各種方面和實施方案的論述分組。儘管已經為論述目的將本發明的各種方面分組，但該分組無意限制本發明的範圍且一組的方面可能與其它組的主題相關。A 組在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯
(a)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；(b)大約0. 05至大約0. 9當量的至少一種具有4至12個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；和(c)大約0. 1至大約0. 95當量的至少一種具有2至18個碳原子的二醇，其中反應產物組分基本不含聚酯多元醇和聚醚多元醇並使反應組分在至少大約 100°c的溫度下保持至少大約10分鐘。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供包含由下列物質組成的組分的反應產物的聚氨酯(a)大約1當量的4，4'-亞甲基-雙_(環己基異氰酸酯)；(b)大約0. 3至大約0. 5當量的三羥甲基丙烷；和(c)大約0.3至大約0.7當量的1，10-十二烷二醇、丁二醇或戊二醇，其中使反應組分在至少大約100°c的溫度下保持至少大約10分鐘。在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含聚氨酯的製品，所述聚氨酯包含含有下列物質的組分的反應產物(a)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；(b)大約0. 1至大約0. 9當量的至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；和(c)大約0. 1至大約0. 9當量的至少一種具有2至12個碳原子的二醇，其中反應產物組分基本不含聚酯多元醇和聚醚多元醇，且該製品具有根據ASTM-D 5420-04至少大約200in-lb (23焦耳)的加德納衝擊強度。在一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚氨酯的方法，該方法包括在一罐法中使包含下列物質的組分反應的步驟(a)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；(b)大約0. 1至大約0. 9當量的至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；和(c)大約0. 1至大約0. 9當量的至少一種具有2至12個碳原子的二醇，其中所述組分基本不含聚酯多元醇和聚醚多元醇並使反應組分在至少大約100°C 的溫度下保持至少大約10分鐘。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚氨酯的方法，該方法包括下列步驟(a)使至少一種多異氰酸酯和至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇反應形成聚氨酯預聚物；和(b)使該聚氨酯預聚物與至少一種具有2至12個碳原子的二醇反應形成聚氨酯其中使反應組分在至少大約100°C的溫度下保持至少大約10分鐘。B 組在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(a)異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物，其包含含有下列物質的組分的反應產物(i)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；和
(ii)大約0. 1至大約0. 5當量的至少一種具有2至18個碳原子的多元醇；和(b)大約0. 05至大約1. 0當量的至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；和(c)最多大約0. 9當量的至少一種不同於支化多元醇(b)並具有2至18個碳原子的多元醇，其中反應產物組分基本不含聚酯多元醇和聚醚多元醇.在一些非限制性實施方案中，本發明提供由反應組分製備聚氨酯的方法，該方法包括(a)使大約1當量的至少一種多異氰酸酯；和大約0. 1至大約0. 5當量的至少一種具有2至18個碳原子的多元醇反應形成異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物；和(b)使該異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物、大約0. 05至大約1. 0當量的至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；和最多大約0. 9當量的至少一種不同於支化多元醇(b)並具有2至18個碳原子的多元醇反應，其中反應產物組分基本不含聚酯多元醇和聚醚多元醇。在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(a)異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物，其包含含有下列物質的組分的反應產物(i)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；和(ii)大約0. 3至大約0. 4當量的丁二醇或戊二醇；和(b)大約0. 3至大約0. 7當量的三羥甲基丙烷；和(c)最多大約0. 4當量的丁二醇或戊二醇，其中反應產物組分基本不含聚酯多元醇和聚醚多元醇。在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(a)異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物，其包含含有下列物質的組分的反應產物(i)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；和(ii)大約0. 1至大約0. 5當量的至少一種具有2至18個碳原子的二醇；和(b)大約0. 05至大約0. 9當量的至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；和(c)最多大約0. 45當量的至少一種具有2至18個碳原子的二醇，其中反應產物組分基本不含聚酯多元醇和聚醚多元醇。在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含由下列物質組成的組分的反應產物的聚氨酯(a)異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物，其包含含有下列物質的組分的反應產物(i)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；和(ii)大約0. 3至大約0. 4當量的丁二醇或戊二醇；和(b)大約0. 3至大約0. 6當量的三羥甲基丙烷；和(c)大約0. 1至大約0. 4當量的丁二醇或戊二醇。C 組
在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(a)至少一種選自多異氰酸酯三聚體和支化多異氰酸酯的多異氰酸酯，該多異氰酸酯具有至少三個異氰酸酯官能團；和(b)至少一種具有4至18個碳原子和至少兩個羥基的脂族多元醇，其中反應產物組分基本不含聚酯多元醇和聚醚多元醇。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供包含由下列物質組成的組分的反應產物的聚氨酯(a)大約1當量的4，4'-亞甲基-雙_(環己基異氰酸酯)；(b)大約1. 1當量的丁二醇；和(c)大約0. 1當量的異佛爾酮二異氰酸酯三聚體。在一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚氨酯的方法，該方法包括在一罐法中使包含下列物質的組分反應的步驟(a)至少一種多異氰酸酯三聚體或支化多異氰酸酯，該多異氰酸酯具有至少三個異氰酸酯官能團；和(b)至少一種具有4至18個碳原子和至少兩個羥基的脂族多元醇，其中反應產物組分基本不含聚酯多元醇和聚醚多元醇。D 組在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(a)至少一種多異氰酸酯；(b)至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；和(b)至少一種具有一個或更多個溴原子、一個或更多個磷原子或其組合的多元醇。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供包含由下列物質組成的組分的反應產物的聚氨酯(a)大約1當量的4，4'-亞甲基-雙_(環己基異氰酸酯)；(b)大約0. 3至大約0. 5當量的三羥甲基丙烷；(c)大約0. 2至大約0. 5當量的雙(2-羥基乙氧基)_3，5_ 二溴苯基)碸；(d)大約0. 2至大約0. 5當量的1，4-環己烷二甲醇；和(e)大約0.2至大約0.5當量的3，6-二硫雜-1，2-辛二醇。在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(a)至少一種選自多異氰酸酯三聚體和支化多異氰酸酯的多異氰酸酯，該多異氰酸酯具有至少三個異氰酸酯官能團；(b)至少一種具有4至18個碳原子和至少2個羥基的脂族多元醇；和(c)至少一種具有一個或更多個溴原子、一個或更多個磷原子或其組合的多元醇。在一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚氨酯的方法，該方法包括在一罐法中使包含下列物質的組分反應的步驟(a)至少一種多異氰酸酯；
(b)至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；和(c)至少一種具有一個或更多個溴原子、一個或更多個磷原子或其組合的多元醇。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚氨酯的方法，該方法包括下列步驟(a)使至少一種多異氰酸酯和至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇反應形成聚氨酯預聚物；和(b)使該聚氨酯預聚物與至少一種具有一個或更多個溴原子、一個或更多個磷原子或其組合的多元醇反應形成聚氨酯。E 組在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(a)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；(b)大約0. 3至大約1當量的至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；和(c)大約0. 01至大約0. 3當量的至少一種聚碳酸酯二醇，其中反應產物組分基本不含聚醚多元醇和胺固化劑且其中使反應組分在至少大約100°C的溫度下保持至少大約10分鐘。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供包含由下列物質組成的組分的反應產物的聚氨酯(a)大約1當量的4，4'-亞甲基-雙_(環己基異氰酸酯)；(b)大約0. 3當量的三羥甲基丙烷；(c)大約0. 5至大約0. 55當量的丁二醇或戊二醇；和(d)大約0. 15至大約0. 2當量的聚碳酸亞己酯二醇，其中使反應組分在至少大約100°C的溫度下保持至少大約10分鐘。在一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚氨酯的方法，該方法包括在一罐法中使包含下列物質的組分反應的步驟(a)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；(b)大約0. 3至大約1當量的至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；和(c)大約0. 01至大約0. 3當量的至少一種聚碳酸酯二醇，其中反應產物組分基本不含聚醚多元醇和胺固化劑且其中使反應組分在至少大約100°C的溫度下保持至少大約10分鐘。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚氨酯的方法，該方法包括下列步驟 (a)使至少一種多異氰酸酯和至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇反應形成聚氨酯預聚物；和(b)使該聚氨酯預聚物與至少一種聚碳酸酯二醇反應形成聚氨酯。F 組在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(a)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；(b)大約0. 05至大約1當量的至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；(c)大約0. 01至大約0. 3當量的至少一種聚碳酸酯二醇；和(d)大約0. 1至大約0. 9當量的至少一種不同於具有2至18個碳原子的支化多元醇的多元醇，其中反應產物組分基本不含聚醚多元醇並使反應組分在至少大約100°C的溫度下保持至少大約10分鐘。在一些非限制性實施方案中，本發明提供包括在一罐法中使包含下列物質的反應組分反應的方法(a)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；(b)大約0. 05至大約1當量的至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；(c)大約0. 01至大約0. 3當量的至少一種聚碳酸酯二醇；和(d)大約0. 1至大約0. 9當量的至少一種不同於具有2至18個碳原子的支化多元醇的多元醇，其中反應產物組分基本不含聚醚多元醇並使反應組分在至少大約100°C的溫度下保持至少大約10分鐘。在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(a)異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物，其包含含有下列物質的組分的反應產物⑴大約1當量的至少一種多異氰酸酯；和(ii)大約0. 3至大約0. 4當量的丁二醇或環己烷二甲醇；和(b)大約0. 1至大約0. 3當量的三羥甲基丙烷；(c)大約0. 4至大約0. 5當量的丁二醇或環己烷二甲醇；和(d)大約0. 01至大約0. 3當量的至少一種聚碳酸酯二醇，其中反應產物組分基本不含聚醚多元醇。在一些非限制性實施方案中，本發明提供由反應組分製備聚氨酯的方法，該方法包括(a)使大約1當量的至少一種多異氰酸酯和大約0. 3至大約0. 4當量的丁二醇或環己烷二甲醇反應形成異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物；和(b)使該異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物、大約0. 1至大約0. 3當量的三羥甲基丙烷、大約0. 4至大約0. 5當量的丁二醇或環己烷二甲醇；和大約0. 01至大約0. 3當量的至少一種聚碳酸酯二醇反應，其中反應產物組分基本不含聚醚多元醇。在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(a)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；(b)大約0. 3至大約1當量的至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；(c)大約0. 01至大約0. 3當量的至少一種聚碳酸酯二醇；和(d)大約0. 1至大約0. 9當量的至少一種具有2至18個碳原子的二醇，其中反應產物組分基本不含聚醚多元醇且其中使反應組分在至少大約100°C的溫度下保持至少大約10分鐘。在一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚氨酯的方法，該方法包括在一罐法中使包含下列物質的組分反應的步驟(a)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；(b)大約0. 3至大約1當量的至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；(c)大約0. 01至大約0. 3當量的至少一種聚碳酸酯二醇；和(d)大約0. 1至大約0. 9當量的至少一種具有2至18個碳原子的二醇，其中反應產物組分基本不含聚醚多元醇且其中使反應組分在至少大約100°C的溫度下保持至少大約10分鐘。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚氨酯的方法，該方法包括下列步驟(a)使至少一種多異氰酸酯和至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇反應形成聚氨酯預聚物；和(b)使該聚氨酯預聚物與至少一種聚碳酸酯二醇和至少一種具有2至18個碳原子的二醇反應形成聚氨酯其中反應產物組分基本不含聚醚多元醇。G 組在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(a)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；(b)大約0. 3至大約1當量的至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；(c)大約0. 01至大約0. 3當量的至少一種選自聚酯多元醇、聚己內酯多元醇及其混合物的多元醇；和(d)大約0. 1至大約0. 7當量的至少一種脂族二醇，其中反應產物組分基本不含聚醚多元醇和胺固化劑且其中使反應組分在至少大約100°C的溫度下保持至少大約10分鐘。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供包含由下列物質組成的組分的反應產物的聚氨酯(a)大約1當量的4，4'-亞甲基-雙_(環己基異氰酸酯)；(b)大約0. 3當量的三羥甲基丙烷；(c)大約0. 5當量的癸二醇；和(d)大約0. 2當量的聚己內酯多元醇，其中使反應組分在至少大約100°C的溫度下保持至少大約10分鐘。
在一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚氨酯的方法，該方法包括在一罐法中使包含下列物質的組分反應的步驟(a)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；(b)大約0. 3至大約1當量的至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；和(c)大約0. 01至大約0. 3當量的至少一種選自聚酯多元醇、聚己內酯多元醇及其混合物的多元醇；和(d)大約0. 1至大約0. 7當量的至少一種脂族二醇，其中反應產物組分基本不含聚醚多元醇和胺固化劑。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚氨酯的方法，該方法包括下列步驟(a)使至少一種多異氰酸酯和至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇反應形成聚氨酯預聚物；和(b)使該聚氨酯預聚物與至少一種選自聚酯多元醇、聚己內酯多元醇及其混合物的多元醇和大約0. 1至大約0. 7當量的至少一種脂族二醇反應形成聚氨酯。H 組在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(a)預聚物，其是包含下列物質的組分的反應產物(1)至少一種多異氰酸酯；(2)至少一種聚己內酯多元醇；和(3)至少一種選自聚亞烷基多元醇、聚醚多元醇及其混合物的多元醇；和(b)至少一種具有2至18個碳原子的二醇。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(a)預聚物，其是包含下列物質的組分的反應產物(1)脂族或脂環族二異氰酸酯；(2)聚己內酯二醇；(3)聚乙二醇；和(4)聚氧乙烯和聚氧丙烯共聚物；和(b)至少一種具有2至18個碳原子的二醇。在一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚氨酯的方法，該方法包括下列步驟(a)使包含下列物質的組分反應1)至少一種多異氰酸酯；2)至少一種聚己內酯多元醇；和3)至少一種選自聚亞烷基多元醇、聚醚多元醇及其混合物的多元醇，以形成聚氨酯預聚物；和(b)使該預聚物與至少一種具有2至18個碳原子的二醇反應形成聚氨酯。
I 組在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚(脲氨酯)(a)至少一種異氰酸酯官能脲預聚物，其包含下列材料的反應產物(1)至少一種多異氰酸酯；和(2)水；和(b)至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇，其中反應產物組分基本不含胺固化劑。在一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚(脲氨酯)的方法，該方法包括下列步驟(a)使至少一種多異氰酸酯和水反應形成異氰酸酯官能脲預聚物；和(b)使包含該異氰酸酯官能脲預聚物的反應產物組分與至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇反應，其中反應產物組分基本不含胺固化劑。J 組在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚(脲氨酯)(a)至少一種異氰酸酯官能脲預聚物，其包含下列材料的反應產物(1)至少一種選自多異氰酸酯三聚體和支化多異氰酸酯的多異氰酸酯，該多異氰酸酯具有至少三個異氰酸酯官能團；和(2)水；和(b)至少一種具有4至18個碳原子和至少2個羥基的脂族多元醇。在一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚(脲氨酯)的方法，該方法包括下列步驟(a)使至少一種選自多異氰酸酯三聚體和支化多異氰酸酯的多異氰酸酯和水反應形成異氰酸酯官能脲預聚物；和(b)使包含該異氰酸酯官能脲預聚物的反應產物組分與至少一種具有4至18個碳原子和至少2個羥基的脂族多元醇反應，其中反應產物組分基本不含胺固化劑。K 組在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚(脲氨酯)(a)至少一種異氰酸酯官能脲氨酯預聚物，其包含下列材料的反應產物(1)至少一種異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物，其包含下列材料的反應產物⑴第一量的至少一種多異氰酸酯；和(ii)第一量的至少一種支化多元醇；和(2) 7jC,以形成異氰酸酯官能脲氨酯預聚物；和
(b)第二量的至少一種多異氰酸酯和第二量的至少一種支化多元醇。在一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚(脲氨酯)的方法，該方法包括下列步驟(a)使至少一種多異氰酸酯和至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇反應形成異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物；(b)使該異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物與水和多異氰酸酯反應形成異氰酸酯官能脲氨酯預聚物；和(c)使包含該異氰酸酯官能脲氨酯預聚物的反應產物組分與至少一種具有4至18 個碳原子和至少2個羥基的脂族多元醇反應， 其中反應產物組分基本不含胺固化劑。L 組在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚(脲氨酯)(a)至少一種異氰酸酯官能脲氨酯預聚物，其包含下列材料的反應產物(1)至少一種異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物，其包含下列材料的反應產物(i)第一量的至少一種選自多異氰酸酯三聚體和支化多異氰酸酯的多異氰酸酯， 該多異氰酸酯具有至少三個異氰酸酯官能團；和(ii)第一量的至少一種脂族多元醇；和(2)水，以形成異氰酸酯官能脲氨酯預聚物；和(b)第二量的至少一種多異氰酸酯和第二量的至少一種脂族多元醇。在一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚(脲氨酯)的方法，該方法包括下列步驟(a)使至少一種選自多異氰酸酯三聚體和支化多異氰酸酯的多異氰酸酯和至少一種具有4至18個碳原子和至少2個羥基的脂族多元醇反應形成異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物；(b)使該異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物與水和多異氰酸酯反應形成異氰酸酯官能脲氨酯預聚物；和(c)使包含該異氰酸酯官能脲氨酯預聚物的反應產物組分與至少一種具有4至18 個碳原子和至少2個羥基的脂族多元醇反應，其中反應產物組分基本不含胺固化劑。M 組在另一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚(脲氨酯)(a)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；(b)大約0. 1至大約0. 9當量的至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；(c)大約0. 1至大約0. 9當量的至少一種具有2至18個碳原子的脂族二醇；和(d)至少一種胺固化劑，
其中反應產物組分基本不含聚酯多元醇和聚醚多元醇。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚(脲氨酯)的方法，該方法包括在一罐法中使包含下列物質的組分反應的步驟(a)至少一種多異氰酸酯；(b)至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；(c)至少一種具有2至18個碳原子的脂族二醇；和(d)胺固化劑，其中反應產物組分基本不含聚酯多元醇和聚醚多元醇。N 組在一些非限制性實施方案中，本發明提供包含含有下列物質的組分的反應產物的聚(脲氨酯)(a)至少一種選自多異氰酸酯三聚體和支化多異氰酸酯的多異氰酸酯，該多異氰酸酯具有至少三個異氰酸酯官能團；(b)大約0. 1至大約0. 9當量的至少一種具有4至18個碳原子和至少2個羥基的多元醇；和(c)至少一種胺固化劑，其中反應產物組分基本不含聚酯多元醇和聚醚多元醇。在一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚(脲氨酯)的方法，該方法包括在一罐法中使包含下列物質的組分反應的步驟(a)至少一種選自多異氰酸酯三聚體和支化多異氰酸酯的多異氰酸酯；(b)至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的脂族多元醇；(c)至少一種具有2至18個碳原子的脂族二醇；和(d)胺固化劑，其中反應產物組分基本不含聚酯多元醇和聚醚多元醇。0 組在一些非限制性實施方案中，本發明提供聚氨酯材料，其包含第一部分具有自取向並粘合在一起以沿第一結晶學方向固定它們的取向的結晶粒子和第二部分具有自取向並粘合在一起以沿第二結晶學方向固定它們的取向的結晶粒子，第一結晶學方向不同於第二結晶學方向，其中所述結晶粒子佔聚氨酯材料總體積的至少大約30%。P 組在一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚氨酯粉末塗料組合物的方法，該方法包括下列步驟使至少一種多異氰酸酯與至少一種脂族多元醇反應形成大致固體的、 羥基官能預聚物；熔融該羥基官能預聚物；熔融至少一種大致固體的多異氰酸酯以形成熔融多異氰酸酯；將該羥基官能預聚物和熔融多異氰酸酯混合形成混合物；和固化該混合物以形成大致固體的粉末塗料組合物。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供製備聚氨酯粉末塗料組合物的方法， 該方法包括下列步驟使至少一種多異氰酸酯與至少一種脂族多元醇反應形成大致固體的、羥基官能預聚物；將該羥基官能預聚物溶解在第一溶劑中以形成第一溶液；將至少一種大致固體的多異氰酸酯溶解在與第一溶劑相同或相容的第二溶劑中以形成第二溶液；混合第一和第二溶液；和除去基本所有溶劑以形成大致固體的粉末塗料組合物。Q 組在一些非限制性實施方案中，本發明提供聚氨酯組合物，其包含至少一種包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(a) (i)至少一種多異氰酸酯；(ii)至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；和(iii)至少一種具有2至18個碳原子的二醇；和(b)至少一種選自聚合無機材料、非聚合無機材料、聚合有機材料、非聚合有機材料、它們的複合材料及其組合的增強材料。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供聚氨酯組合物，其包含(a)至少一種包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(i)至少一種多異氰酸酯；(ii)至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；和(iii)至少一種具有一個或更多個溴原子、一個或更多個磷原子或其組合的多元醇；和(b)至少一種選自聚合無機材料、非聚合無機材料、聚合有機材料、非聚合有機材料、它們的複合材料及其混合物的增強材料。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供聚氨酯組合物，其包含(a)包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(i)預聚物，其是包含下列材料的組分的反應產物(1)至少一種多異氰酸酯；(2)至少一種聚己內酯多元醇；和(3)至少一種選自聚亞烷基多元醇、聚醚多元醇及其混合物的多元醇；和(ii)至少一種具有2至18個碳原子的二醇；和(b)至少一種選自聚合無機材料、非聚合無機材料、聚合有機材料、非聚合有機材料、它們的複合材料及其混合物的增強材料。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供聚氨酯組合物，其包含(a)至少一種包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(i)至少一種選自多異氰酸酯三聚體或支化多異氰酸酯的多異氰酸酯，該多異氰酸酯具有至少三個異氰酸酯官能團；和(ii)至少一種具有4至18個碳原子和至少兩個羥基的脂族多元醇；和(b)至少一種選自聚合無機材料、非聚合無機材料、聚合有機材料、非聚合有機材料、它們的複合材料及其混合物的增強材料。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供聚(脲氨酯)組合物，其包含(a)至少一種聚(脲氨酯)，其包含含有下列物質的組分的反應產物(i)至少一種異氰酸酯官能預聚物，其包含下列材料的反應產物1.至少一種多異氰酸酯；和2.水；和(ii)至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇，
其中反應產物組分基本不含胺固化劑；和(b)至少一種選自聚合無機材料、非聚合無機材料、聚合有機材料、非聚合有機材料、它們的複合材料及其混合物的增強材料。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供聚(脲氨酯)組合物，其包含(a)至少一種聚(脲氨酯)，其包含含有下列物質的組分的反應產物(i)至少一種異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物，其包含下列材料的反應產物1.第一量的至少一種多異氰酸酯；和2.第一量的至少一種支化多元醇；和(ii)水，以形成異氰酸酯官能脲氨酯預聚物；和(b)第二量的至少一種多異氰酸酯和第二量的至少一種支化多元醇；和(c)至少一種選自聚合無機材料、非聚合無機材料、聚合有機材料、非聚合有機材料、它們的複合材料及其混合物的增強材料。在一些非限制性實施方案中，本發明提供形成增強聚氨酯組合物的方法，包括下列步驟將上述聚氨酯或聚(脲氨酯)的反應產物組分的前體溶液與納米結構前體混合; 由在聚氨酯基質中的納米結構前體形成納米結構；和聚合反應產物組分的前體以形成聚氨R 組在一些非限制性實施方案中，本發明提供層壓材料，其包含(a)至少一層至少一種包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(i)至少一種多異氰酸酯；(ii)至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；和(iii)至少一種具有2至18個碳原子的二醇；和(b)至少一層選自紙、玻璃、陶瓷、木、磚石、織物、金屬或有機聚合材料及其組合的基底。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供層壓材料，其包含(a)至少一層至少一種包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(i)至少一種多異氰酸酯；(ii)至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇；和(iii)至少一種具有一個或更多個溴原子、一個或更多個磷原子或其組合的多元醇；和(b)至少一層選自紙、玻璃、陶瓷、木、磚石、織物、金屬或有機聚合材料及其組合的基底。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供層壓材料，其包含(a)至少一層至少一種包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(i)預聚物，其是包含下列物質的組分的反應產物(1)至少一種多異氰酸酯；(2)至少一種聚己內酯多元醇；和(3)至少一種選自聚亞烷基多元醇、聚醚多元醇及其混合物的多元醇；和
(ii)至少一種具有2至18個碳原子的二醇；和(b)至少一層選自紙、玻璃、陶瓷、木、磚石、織物、金屬或有機聚合材料及其組合的基底。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供層壓材料，其包含(a)至少一層至少一種包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(i)至少一種選自多異氰酸酯三聚體或支化多異氰酸酯的多異氰酸酯，該多異氰酸酯具有至少三個異氰酸酯官能團；和(ii)至少一種具有4至18個碳原子和至少兩個羥基的脂族多元醇；和(b)至少一層選自紙、玻璃、陶瓷、木、磚石、織物、金屬或有機聚合材料及其組合的基底。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供層壓材料，其包含(a)至少一層至少一種聚(脲氨酯)，其包含含有下列物質的組分的反應產物(i)至少一種異氰酸酯官能預聚物，其包含下列材料的反應產物1.至少一種多異氰酸酯；和2.水；和(ii)至少一種具有4至18個碳原子和至少3個羥基的支化多元醇，其中反應產物組分基本不含胺固化劑；和(b)至少一層選自紙、玻璃、陶瓷、木、磚石、織物、金屬或有機聚合材料及其組合的基底。在另一些非限制性實施方案中，本發明提供層壓材料，其包含(A)至少一層至少一種聚(脲氨酯)，其包含含有下列物質的組分的反應產物(a)至少一種異氰酸酯官能脲氨酯預聚物，其包含含有下列物質的組分的反應產物(1)至少一種異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物，其包含下列材料的反應產物a.第一量的至少一種多異氰酸酯；和b.第一量的至少一種支化多元醇；和(2) 7jC,以形成異氰酸酯官能脲氨酯預聚物；和(b)第二量的至少一種多異氰酸酯和第二量的至少一種支化多元醇；和(B)至少一層選自紙、玻璃、陶瓷、木、磚石、織物、金屬或有機聚合材料及其組合的基底。本發明還提供包含上述聚氨酯和聚(脲氨酯)的固化組合物、製品、層壓材料及其製造和使用方法。附圖簡述在聯繫附圖閱讀時，更好地理解上述概述以及下列詳述。在附圖中

圖1是根據本發明的實施例A，配方1的聚氨酯鑄件的使用動態機械分析(DMA)測得的作為溫度的函數的G'和G"圖，顯示儲能模量、損耗模量和tan δ ；圖2是根據本發明的實施例Α，配方2的聚氨酯鑄件的使用動態機械分析(DMA)測得的作為溫度的函數的G'和G"圖，顯示儲能模量、損耗模量和tan δ ；
圖3是根據本發明的實施例A，配方40的聚氨酯鑄件的使用動態機械分析(DMA) 測得的作為溫度的函數的G'和G"圖，顯示儲能模量、損耗模量和tan δ ；圖4是顯示在根據本發明形成後2周分析的根據實施例Α，配方2的聚氨酯鑄件的 TEM顯微照片；圖5是顯示在根據本發明形成後大約3周分析的根據實施例Α，配方2的聚氨酯鑄件的TEM顯微照片；圖6是顯示在根據本發明形成後大約7個月分析的根據實施例Α，配方2的聚氨酯鑄件的第一部分的TEM顯微照片；圖7是圖6的實施例Α，配方2的聚氨酯鑄件的電子衍射圖；圖8是顯示根據本發明在環境條件下老化大約7個月後製成的圖6的根據實施例 Α，配方2的聚氨酯鑄件的第二部分的TEM顯微照片；圖9是顯示在環境溫度下老化大約2至4周後製成的根據實施例Α，配方2的聚氨酯鑄件的第一部分的TEM顯微照片；圖10是顯示圖9中所示的根據實施例Α，配方2的聚氨酯鑄件的第二部分的TEM 顯微照片；圖11是顯示根據實施例Α，配方2的聚氨酯鑄件的TEM顯微照片；圖12是顯示在環境溫度下老化大約7個月後製成的根據實施例Α，配方2的聚氨酯鑄件的第一部分的TEM顯微照片；圖13是顯示圖12中所示的根據實施例Α，配方2的聚氨酯鑄件的第二部分的TEM 顯微照片；圖14是根據本發明在環境條件下分別老化2周、3個月和7個月後測得的根據實施例Α，配方2的聚氨酯鑄件的使用差示掃描量熱法(DSC)測得的作為溫度的函數的熱流圖；圖15是根據本發明在環境條件下分別老化7個月和1年後測得的根據實施例Α， 配方1和2的聚氨酯鑄件的作為楊氏模量的函數的加德納衝擊圖；圖16是根據本發明根據實施例Α，配方114製成的聚氨酯鑄件的使用DMA測得的作為溫度的函數的儲能模量、損耗模量和tan δ的圖；圖17是用0. 40 口徑子彈距30英尺(9. 2米)以987ft/sec (300. 8m/sec)的速度射擊樣品後配方2，實施例A的試樣的透視圖照片；圖18是使用重遊戲鉛丸用12-線規霰彈槍距20英尺(6. 1米)以U90ft/ sec (393. 2m/sec)的速度射擊樣品後配方2，實施例A的試樣的正面立視圖照片；圖19是距20英尺(6. 1米)以1350ft/sec (411. 5m/sec)的速度射出的9毫米子彈的配方93，實施例A的試樣的正面立視圖照片；圖20是用9毫米子彈距20英尺(6. 1米)以1350ft/sec (411. 5m/sec)的初始速度射擊樣品後配方94，實施例A的試樣的透視圖照片；圖21是圖20中所示的樣品的側面立視圖；圖22是用來自AK-47步槍的4個具有鋼芯的7. 62x39毫米子彈以30碼、2 . 4米) 距離以2700ft/sec(823m/sec)的初始速度射擊樣品後本發明的複合材料的一部分的正面立視圖23是圖22的樣品的背面透視圖；圖M是根據本發明的實施例A，配方2製成的聚氨酯鑄件的使用差示掃描量熱法 (DSC)測得的作為溫度的函數的熱流圖；圖25是根據本發明的實施例A，配方136製成的聚氨酯鑄件的使用DSC測得的作為溫度的函數的熱流圖；圖沈是根據本發明的實施例A，配方136製成的聚氨酯鑄件的使用熱解重量分析 (TGA)測得的作為溫度的函數的重量損失圖；圖27是本發明的所選樣品的作為在混合頭中的停留時間的函數的加德納衝擊強度的圖；圖觀是根據本發明的實施例L3，試驗#2，樣品19製成的聚氨酯鑄件的使用DMA 測得的作為溫度的函數的儲能模量、損耗模量和tan δ的圖；圖四是根據本發明的實施例L3，試驗#2，樣品21製成的聚氨酯鑄件的使用DMA 測得的作為溫度的函數的儲能模量、損耗模量和tan δ的圖；圖30是根據本發明的實施例L3，試驗#2，樣品31製成的聚氨酯鑄件的使用DMA 測得的作為溫度的函數的儲能模量、損耗模量和tan δ的圖；圖31是根據本發明的實施例L3，試驗#2，樣品46製成的聚氨酯鑄件的使用DMA 測得的作為溫度的函數的儲能模量、損耗模量和tan δ的圖；圖32是根據本發明的實施例L3，試驗#2，樣品48製成的聚氨酯鑄件的使用DMA 測得的作為溫度的函數的儲能模量、損耗模量和tan δ的圖；圖33是根據本發明的實施例L3，試驗#2，樣品49製成的聚氨酯鑄件的使用DMA 測得的作為溫度的函數的儲能模量、損耗模量和tan δ的圖；圖34是根據本發明的實施例L3，試驗#2，樣品52製成的聚氨酯鑄件的使用DMA 測得的作為溫度的函數的儲能模量、損耗模量和tan δ的圖；圖35是根據本發明的實施例L3，試驗#2製成的所選聚氨酯樣品的作為在混合頭中的停留時間(秒)的函數的楊氏模量(PSi)的圖；圖36是本發明的所選樣品的作為在混合頭中的停留時間(秒)的函數的加德納衝擊強度的圖；圖37是本發明的所選樣品的作為在混合頭中的停留時間(秒)的函數的加德納衝擊強度的圖；圖38是根據本發明的實施例L3，試驗#4，樣品11製成的聚氨酯鑄件的使用DMA 測得的作為溫度的函數的儲能模量、損耗模量和tan δ的圖；圖39是常規拉伸丙烯酸樣品和本發明的樣品#1 (配方3)試驗A的作為試驗時間的函數的以毫米計的公稱應變圖；和圖40是本發明的所選樣品的以lbf/inV2計的平均K-係數和以毫米計的撓度的條形圖。詳述本文所用的空間或方向術語，如「內」、「左」、「右」、「上」、「下」、「水平」、「垂直」等涉
及如本文所述的本發明。但是，要理解的是，本發明可採用各種替代取向，因此，此類術語不應被視為限制。對本說明書而言，除非另行指明，說明書和權利要求中所用的表示成分、反應條件、尺寸、物理特性等的量的所有數字應被理解為在所有情況下都被術語「大約」修飾。 相應地，除非作出相反的指示，下列說明書和所附權利要求中闡述的數值參數是可隨本發明試圖獲得的所需性質而變的近似值。至少而非試圖限制對權利要求書的範圍適用等同原則，應至少根據所報導的有效數位和通過應用普通捨入技術來解釋各數值參數。儘管闡述本發明的寬範圍的數值範圍和參數是近似值，但儘可能精確地報導具體實施例中闡述的數值。但是，任何數值固有地含有必然由它們各自的試驗測量中存在的標準偏差造成的某些誤差。此外，應該理解的是，本文列舉的任何數值範圍旨在包括其中所含的任何子範圍。 例如，範圍「1至10 「旨在包括它們之間所含的任何和所有子範圍，並包括所列最小值1和所列最大值10，即以等於或大於1的最小值開始和以等於或小於10的最大值結束的所有子範圍，和在它們之間的所有子範圍，例如1至6. 3、或5. 5至10、或2. 7至6. 1。「烷基」是指可以是直鏈或支鏈並在鏈中包含大約1至大約20個碳原子的脂族烴基。合適的烷基的非限制性實例在鏈中含有大約1至大約18個碳原子，或在鏈中含有大約1至大約6個碳原子。支鏈是指一個或更多個低碳烷基，如甲基、乙基或丙基連接到直鏈烷基鏈上。「低碳烷基」或「短鏈烷基」是指可以是直鏈或支鏈的在鏈中具有大約1至大約6個碳原子的基團。「烷基」可以是未取代的或任選被一個或更多個可以相同或不同的取代基取代，各取代基獨立地選自商基、烷基、芳基、環烷基、氰基、羥基，烷氧基、烷基硫基、氨基、-NH(烷基)、-NH(環烷基)、-N(烷基)2、羧基和-C(O)O-烷基。合適的烷基的非限制性實例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基和叔丁基。「亞烷基」是指通過從如上定義的烷基中除去氫原子而得的雙官能基團。亞烷基的非限制性實例包括亞甲基、亞乙基和亞丙基。「芳基」是指包含大約6至大約14個碳原子，或大約6至大約10個碳原子的芳族單環或多環體系。芳基可任選被一個或更多個可以相同或不同並如本文定義的「環體系取代基」取代。合適的芳基的非限制性實例包括苯基和萘基。「雜芳基」是指包含大約5至大約14個環原子，或大約5至大約10個環原子的芳族單環或多環體系，其中一個或更多個環原子是非碳元素，例如單獨或結合的氮、氧或硫。在一些非限制性實施方案中，雜芳基含有大約5至大約6個環原子。「雜芳基」可任選被一個或更多個可以相同或不同並如本文定義的「環體系取代基」取代。雜芳基根名前的前綴氮雜、氧雜或硫雜分別是指至少一個氮、氧或硫原子作為環原子存在。雜芳基的氮原子可任選被氧化成相應的N-氧化物。合適的雜芳基的非限制性實例包括吡啶基、吡嗪基、呋喃基、噻吩基、嘧啶基、吡啶酮(包括N-取代吡啶酮)、異噁唑基、異噻唑基、噁唑基、噻唑基、吡唑基、 呋咱基、吡咯基、批唑基、三唑基、1，2，4-噻二唑基、吡嗪基、噠嗪基、喹喔啉基、酞嗪基、羥吲哚基、咪唑並[l，2-a]吡啶基、咪唑並[2，l-b]噻唑基、苯並呋咱基、吲哚基、氮雜吲哚基、苯並咪唑基、苯並噻吩基、喹啉基、咪唑基、噻吩並吡啶基、喹唑啉基、噻吩並嘧啶基、吡咯並吡啶基、咪唑並吡啶基、異喹啉基、苯並氮雜吲哚基、1，2，4_三嗪基、苯並噻唑基等。術語「雜芳基」還是指部分飽和的雜芳基部分，例如四氫異喹啉基、四氫喹啉基等。「芳烷基」或「芳基烷基」是指芳基-烷基-基團，其中芳基和烷基如上所述。在一些非限制性實施方案中，該芳烷基包含低碳烷基。合適的芳烷基的非限制性實例包括苄基、 2-苯乙基和萘甲基。經由烷基鍵合到母體部分上。
「烷基芳基」是指烷基-芳基-基團，其中烷基和芳基如上所述。在一些非限制性實施方案中，烷基芳基包含低碳烷基。合適的烷基芳基的非限制性實例是甲苯基。經由芳基鍵合到母體部分上。「環烷基」是指包含大約3至大約10個碳原子，或大約5至大約10個碳原子的非芳族單-或多環體系。在一些非限制性實施方案中，環烷基環含有大約5至大約7個環原子。環烷基可任選被一個或更多個可以相同或不同並如上定義的「環體系取代基」取代。合適的單環環烷基的非限制性實例包括環丙基、環戊基、環己基、環庚基等。合適的多環環烷基的非限制性實例包括1-十氫化萘基、降冰片基、金剛烷基等。「滷素」或「滷代」是指氟、氯、溴或碘。在一些非限制性實施方案中，滷素基團是氟、 氯或溴。「環體系取代基」是指連接到芳族或非芳族環體系上的取代基，其例如替代該環體系上的可用氫。環體系取代基可以相同或不同，各自獨立地選自烷基、鏈烯基、炔基、芳基、 雜芳基、芳烷基、烷基芳基、雜芳烷基、雜芳基鏈烯基、雜芳基炔基、烷基雜芳基、羥基、羥基烷基、烷氧基、芳氧基、芳烷氧基、醯基、芳醯基、滷基、硝基、氰基、羧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、芳烷氧基羰基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、雜芳基磺醯基、烷基硫基、芳基硫基、雜芳基硫基、芳烷基硫基、雜芳烷基硫基、環烷基、雜環基、-C ( = N-CN)-NH2、-C( = NH)-NH2、-C (= NH)-NH(烷基)、YJ2N-、YJ2N-烷基-、Y1Y2NC(0)-、Y1Y2NSO2-和-SRNY1Y2，其中 Y1 和 t 可以相同或不同並獨立地選自氫、烷基、芳基、環烷基和芳烷基。「環體系取代基」也可以指同時替代環體系上的兩個相鄰碳原子上的兩個可用氫(一個碳上一個H)的單一部分。此類部分的實例是亞甲二氧基、亞乙二氧基、-C(CH3)2-等，它們形成如下部分「雜環基」是指包含大約3至大約10個環原子，或大約5至大約10個環原子的非芳族飽和單環或多環體系，其中環體系中的一個或更多個原子是非碳元素，例如單獨或結合的氮、氧或硫。在環體系中不存在相鄰的氧和/或硫源自。在一些非限制性實施方案中，雜環基含有大約5至大約6個環原子。雜環基根名前的前綴氮雜、氧雜或硫雜分別是指至少氮、氧或硫原子作為環原子存在。雜環基環中的任何-NH可被保護地存在，例如作為-N(Boc)、-N(CBz)、-N(Tos)基團等；這種保護也被視為本發明的一部分。雜環基可任選被一個或更多個可以相同或不同並如本文中定義的「環體系取代基」取代。雜環基的氮或硫源自可任選被氧化成相應的N-氧化物、S-氧化物或S，S- 二氧化物。合適的單環雜環基環的非限制性實例包括哌啶基、吡咯烷基、哌嗪基、嗎啉基、硫代嗎啉基、噻唑烷、1，4_ 二氧雜環己烷基、四氫呋喃基、四氫噻吩基、內醯胺、內酯等。應該指出，在本發明的含雜原子的環體系中，在與N、0或S相鄰的碳原子上沒有羥基，以及在與另一雜原子相鄰的碳上沒有N或S基團。因此，例如在環
沒有-OH直接連接到標作2和5的碳上。還應該指出，互變異構形式，例如部分
權利要求
1.包含含有下列物質的組分的反應產物的聚氨酯(a)異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物，其包含含有下列物質的組分的反應產物(i)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；和( )大約0. 3至大約0. 4當量的丁二醇或戊二醇；和(b)大約0.3至大約0. 7當量的三羥甲基丙烷；和(c)最多大約0.4當量的丁二醇或戊二醇，其中反應產物組分基本不含聚酯多元醇和聚醚多元醇。
2.根據權利要求1的聚氨酯，其中該多異氰酸酯選自二異氰酸酯、三異氰酸酯、二聚體、三聚體及其混合物。
3.根據權利要求2的聚氨酯，其中該多異氰酸酯是選自以下的二異氰酸酯亞乙基二異氰酸酯、三亞甲基二異氰酸酯、1，6_六亞甲基二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、八亞甲基二異氰酸酯、九亞甲基二異氰酸酯、十亞甲基二異氰酸酯、1，6， 11-十一烷-三異氰酸酯、1，3，6_六亞甲基三異氰酸酯、雙(異氰酸根合乙基)_碳酸酯、 雙(異氰酸根合乙基)醚、三甲基己烷二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、2，2' -二甲基戊烷二異氰酸酯、2，2，4_三甲基己烷二異氰酸酯、2，4，4，-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、1，8_ 二異氰酸根合-4-(異氰酸根合甲基)辛烷、2，5，7_三甲基-1，8-二異氰酸根合-5-(異氰酸根合甲基)辛烷、2-異氰酸根合丙基_2，6- 二異氰酸己酸酯、賴氨酸二異氰酸酯甲基酯、4，4'-亞甲基-雙_(環己基異氰酸酯)、4，4'-異亞丙基-雙_(環己基異氰酸酯)、1，4_環己基二異氰酸酯、4，4' - 二環己基甲烷二異氰酸酯、3-異氰酸根合甲基-3，5，5-三甲基環己基異氰酸酯、間-四甲基苯二甲基二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、二苯基異亞丙基二異氰酸酯、二亞苯基二異氰酸酯、丁烯二異氰酸酯、1，3_ 丁二烯-1， 4-二異氰酸酯、環己烷二異氰酸酯、甲基環己烷二異氰酸酯、雙(異氰酸根合甲基)環己烷、雙(異氰酸根合環己基)甲烷、雙(異氰酸根合環己基)_2，2-丙烷、雙(異氰酸根合環己基)-1，2-乙烷、2-異氰酸根合甲基-3-(3-異氰酸根合丙基)-5-異氰酸根合甲基-雙環[2. 2. 1]-庚烷、2-異氰酸根合甲基-3-(3-異氰酸根合丙基)-6-異氰酸根合甲基-雙環[2. 2. 1]-庚烷、2-異氰酸根合甲基-2-(3-異氰酸根合丙基)-5-異氰酸根合甲基-雙環[2. 2. 1]-庚烷、2-異氰酸根合-甲基-2- (3-異氰酸根合丙基)-6-異氰酸根合甲基-雙環[2. 2. 1]-庚烷、2-異氰酸根合甲基-3-(3-異氰酸根合丙基)-6-(2-異氰酸根合乙基)-雙環[2. 2. 1]-庚烷、2-異氰酸根合甲基-2- (3-異氰酸根合丙基)-5- (2-異氰酸根合乙基)-雙環-[2. 2. 1]-庚烷、2-異氰酸根合甲基-2- (3-異氰酸根合丙基)-6- (2-異氰酸根合乙基)-雙環[2.2. 1]-庚烷、α，α' -二甲苯二異氰酸酯、雙(異氰酸根合乙基) 苯、α，α，α'，α'-四甲基二甲苯二異氰酸酯、1，3_雙(1_異氰酸根合甲基乙基) 苯、雙(異氰酸根合丁基)苯、雙(異氰酸根合甲基)萘、雙(異氰酸根合甲基)二苯基醚、 雙(異氰酸根合乙基)鄰苯二甲酸酯、均三甲苯三異氰酸酯、2，5_二(異氰酸根合甲基)呋喃、α，α' -二甲苯二異氰酸酯、雙(異氰酸根合乙基)苯、α，α，α 『，α 『-四甲基二甲苯二異氰酸酯、1，3_雙(1-異氰酸根合-1-甲基乙基)苯、雙(異氰酸根合丁基)苯、雙 (異氰酸根合甲基)萘、雙(異氰酸根合甲基)二苯基醚、雙(異氰酸根合乙基)鄰苯二甲酸酯、2，5-二(異氰酸根合甲基)呋喃、二苯基醚二異氰酸酯、雙(異氰酸根合苯基醚)乙二醇、雙(異氰酸根合苯基醚)-1，3_丙二醇、二苯甲酮二異氰酸酯、咔唑二異氰酸酯、乙基咔唑二異氰酸酯、二氯咔唑二異氰酸酯、和它們的二聚體、三聚體及其混合物。
4.根據權利要求3的聚氨酯，其中該二異氰酸酯是4，4'-亞甲基-雙_(環己基異氰酸酯)或4，4'-亞甲基-雙_(環己基異氰酸酯)的反式，反式異構體。
5.根據權利要求1的聚氨酯，其中由丁二醇製備該異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物。
6.根據權利要求1的聚氨酯，其中由戊二醇製備該異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物。
7.根據權利要求1的聚氨酯，其中用於製備該異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物的多異氰酸酯與丁二醇或戊二醇的當量比為大約1 0.35。
8.根據權利要求1的聚氨酯，其中(c)是丁二醇。
9.根據權利要求1的聚氨酯，其中(c)是戊二醇。
10.根據權利要求1的聚氨酯，其中反應產物組分包含小於大約0.1當量的聚酯多元醇或聚醚多元醇。
11.包含由下列物質組成的組分的反應產物的聚氨酯(a)異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物，其包含含有下列物質的組分的反應產物 (i)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；和( )大約0. 3至大約0. 4當量的丁二醇或戊二醇；和(b)大約0.3至大約0. 6當量的三羥甲基丙烷；和(c)大約0.1至大約0. 4當量的丁二醇或戊二醇。
12.根據權利要求1的聚氨酯，其中反應產物組分進一步包含一種或多種聚氨酯多元醇、丙烯醯胺、聚乙烯醇、羥基官能丙烯酸酯、羥基官能甲基丙烯酸酯、烯丙醇、二羥基草醯胺、二羥基醯胺、二羥基哌啶、二羥基鄰苯二甲酸酯、二羥乙基氫醌及其混合物。
13.根據權利要求1的聚氨酯，其中反應產物組分基本不含胺固化劑。
14.根據權利要求1的聚氨酯，其中該聚氨酯具有大約30至大約70重量％的硬鏈段含量。
15.根據權利要求1的聚氨酯，其中該聚氨酯具有大約30至大約43重量％的氨基甲酸酯含量。
16.根據權利要求1的聚氨酯，其中該聚氨酯具有大約30至大約46重量％的環含量。
17.根據權利要求1的聚氨酯，其中該聚氨酯具有至少大約1700克/摩爾的每個交聯的分子量。
18.根據權利要求1的聚氨酯，其中使反應組分在至少大約100°C的溫度下保持至少大約10分鐘。
19.包含權利要求1的聚氨酯的製品。
20.根據權利要求19的製品，其中該製品是模製品。
21.根據權利要求19的製品，其中該製品選自透明材料、光學製品、光致變色製品、防彈製品和窗玻璃。
22.根據權利要求19的製品，其中該製品具有根據ASTM-D5420-04至少大約 400in-lb (45焦耳)的加德納衝擊強度。
23.權利要求19的包含聚氨酯的製品，其中該製品是飛機透明材料。
24.根據權利要求23的製品，其中該製品包含至少一層權利要求1的聚氨酯和至少一層聚碳酸酯。
25.層壓材料，其包含(a)至少一層權利要求1的聚氨酯；和(b)至少一層選自紙、玻璃、陶瓷、木、磚石、織物、金屬或有機聚合材料及其組合的基底。
26.包含權利要求1的聚氨酯的塗料。
全文摘要
本發明提供包括下列組分的反應產物的聚氨酯(a)異氰酸酯官能氨基甲酸酯預聚物，其包含下列組分的反應產物(i)大約1當量的至少一種多異氰酸酯；和(ii)大約0.3至大約0.4當量的丁二醇或戊二醇；和(b)大約0.3至大約0.7當量的三羥甲基丙烷；和(c)最多大約0.4當量的丁二醇或戊二醇，其中反應產物組分基本不含聚酯多元醇和聚醚多元醇；由其製成的組合物、塗料和製品及其製造方法。
文檔編號C08G18/10GK102361900SQ200980158264
公開日2012年2月22日 申請日期2009年3月24日 優先權日2009年3月24日
發明者C·S·哈裡斯, R·M·哈尼亞, T·G·盧卡維納, V·L·弗雷恩, Y·王 申請人:Ppg工業俄亥俄公司