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TW201615415A - 水蒸氣可滲透性複合組件 - Google Patents

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Abstract

本發明關於一種由至少二層構成的水蒸氣可滲透性平坦複合組件，其中至少一層由一聚酯-及聚醚-系熱塑性聚胺甲酸酯構成，及關於其用途。

Description

水蒸氣可滲透性複合組件
本發明關於一種由至少二層構成的水蒸氣可滲透性平坦複合組件，其中至少一層由一聚酯-及聚醚-系熱塑性聚胺甲酸酯構成，及其用途。
熱塑性聚胺甲酸酯彈性體(TPUs)有產業重要性，乃因為它們展現優異機械性質且可低成本地藉熱塑性手段加工。透過使用不同的化學形成組分，在整個寬廣範圍上改變它們的機械性質是可行的。TPUs的綜合性說明，及其性質與用途，可見於Kunststoffe 68(1978),p.819-825及Kautschuk,Gummi,Kunststoffe 35(1982),p.568-584。
TPUs係形成自線性多醇類，通常是聚酯或聚醚多醇類、有機二異氰酸酯類及短鏈二醇類(鏈增長劑)。該形成反應可藉額外添加觸媒而被加速。該形成組分的莫耳比例可在整個寬廣範圍上被改變，其使得產品的性質被調整。根據多醇類對鏈增長劑之莫耳比例，產品獲得一整個寬廣的Shore硬度範圍。該熱塑性可加工的聚胺甲酸酯彈性體可逐步式(預聚合物方法)或者透過在一個階段中 全部組分的同時反應(一階(one-shot)方法)而被形成。在該預聚合物方法中，該多醇與二異氰酸酯係用以形成一在第二步驟中與該鏈增長劑反應之含有異氰酸酯的預聚合物。該TPUs可被連續地或批次式製備。最著名的產業製造方法為帶方法及擠壓機方法。
除了觸媒，還有輔劑及添加劑可被添加至該TPU形成組分中。
特別是在紡織產業及在建築產業上，TPUs係以擠壓薄膜之形式使用。與編織物層或網狀織物相關，他們發現在衣服、防水布(tarpaulins)、屋面墊層(roofing underlayment)或外部墊層(複合組件)之耐候性品項的用途。為了獲得最理想的可行內部條件，於此在各情況下該TPU的任務首先係充當一對液體形式的水(e.g.雨水)及其次對氣體狀態的水從內部釋放到外部之阻隔體。對照其它材料，TPU可符合這雙重功能而在該TPU層中不產生微孔。
嚴格重要性的因素，除了此種複合組件及因而該TPU層的良好水蒸氣可滲透性，還有用於該複合組件之TPU薄膜之最小潤脹(swelling)及足夠機械性質二者。TPU薄膜對潤脹性有過度傾向，提高了該TPU薄膜會變成與其它形成複合體之部件(e.g.該網物)之層體分離的風險，其亦稱為次結構(substructure)。這分離作用結果，通常是很薄的TPU薄膜/層體額外地曝露於以裂紋(cracks)形式破壞的風險中，例如。此外，所用的TPU薄膜的不足機械性質不僅使它們更難加工以得到該複合組件，而亦同樣增加了破壞的風險及導致在該部件的功能性上可察覺的損耗。
EP-A 1937743敘述具有30%至55%以重量計的硬質段(二異氰酸酯及鏈增長劑)及45%至70%以重量計的軟質段之TPUs。於 此該軟質段包含20%至80%以重量計的聚酯二醇及20%至80%以重量計的聚(氧伸丙基(oxypropylene))聚(氧伸乙基(oxyethylene))二醇-聚醚二醇，其中氧伸乙基團的含量為少於25重量%的聚醚二醇。以該多醇類(軟質段)為基準，該氧伸乙基團含量因而低於20重量%。水蒸氣可滲透性為不足的。
US-A 2008/0269454揭示TPUs，形成自二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯、20%至60%以重量計的親水性聚醚多醇類(其包含聚乙二醇、聚丙二醇或聚四亞甲基二醇，具有一碳/氧比例為2：1至2.4：1)、及10%至40%以重量計的脂族聚酯多醇類，其某些對於薄膜具有良好水蒸氣可滲透性及良好可加工性(processibility)。然而，於此所述的TPUs潤脹性，或水蒸氣可滲透性為不足的。在一些情況下，該原料成本還過高。
EP-A 1599522關於TPUs，形成自一多異氰酸酯、一對稱性鏈增長劑、一具有佔鏈增長劑總量的比率為1至50mol%及具有對該聚醚多醇的重量百分率之莫耳比例為0.1至10之另外鏈增長劑、一聚酯多醇及1%至50%以重量計(以多醇的總量為基準)的聚醚-共-多醇(其包含聚四亞甲基醚二醇、聚氧化丙烯(polypropylene oxide)、聚(氧化丙烯-共-氧化乙烯)、聚氧化乙烯(polyethylene oxide)或其組合。該TPUs具有被施予潤脹、具有一低水蒸氣可滲透性或具有高原料成本之缺點。
US-A 3493634敘述TPUs，形成自一芳香族二異氰酸酯及一60至85份聚酯、15至40份聚(氧化烷烯)(poly(alkylene oxide))與1.25至12.8mol(以一莫耳的聚酯及聚(氧化烷烯)為基準)的含有2至12個碳原子的脂族二醇之混合物。該聚酯、聚(氧化烷烯)與二醇之 混合物為欲具有一平均分子量為300至450g/mol。該TPUs展現改進的注射模塑性。然而，該TPUs具有低水蒸氣可滲透性或具有高原料成本之缺點。
US-A 4124572揭示TPUs，形成自一含有25%至60%以重量計的氧伸乙基之聚(氧伸丙基)-聚(氧伸乙基)二醇、一聚酯多醇、一多異氰酸酯(其選自甲苯2,4-二異氰酸酯、亞甲基雙(4-苯基異氰酸酯)、4,4‘-二異氰酸基二環己基甲烷及異佛爾酮二異氰酸酯之構成組群)、及還有一鏈增長劑，此處該鏈增長劑對聚(氧伸丙基)-聚(氧伸乙基)二醇及聚酯多醇之莫耳比例為3：1至10：1及此處該聚(氧伸丙基)-聚(氧伸乙基)二醇對該聚酯多醇之重量比例為10/90至90/10。因此所獲得的TPUs，根據說明書，具有良好機械及彈性性質，良好熱穩定性及著色性，及還有良好可加工性及低成本。然而，其水蒸氣可滲透性為差的。
解決問題為提供一種由至少二層組成的平坦複合組件，其之至少一層由TPU構成，其中該TPU層為以對欲得到一TPU層之簡易可加工性具有足夠反應性之相當便宜的原料為基底，及其中該TPU層及因而該複合組件具有一高水蒸氣可滲透性與同時低潤脹及足夠機械性質。
解決這問題，係藉使用一以聚醚多醇類與聚酯多醇類之混合物為基底的TPU在該複合組件中作為TPU層。在這混合物中，必須觀察一特定含量的氧伸乙基單元及，此外，必須建立一該TPU硬質段相與該TPU軟質段相之間的特定比例，其經由鏈增長劑(組分B)對多醇(組分C及組分D)之莫耳比例所定義的。
本發明提供了一種水蒸氣可滲透性平坦複合組件，由下述構成：至少一層(i)非由熱塑性聚胺甲酸酯構成，至少一層(ii)由聚醚多醇-與聚酯多醇-系熱塑性聚胺甲酸酯所組成的，及選擇地另外層體(iii)由熱塑性聚胺甲酸酯所組成，其不會以平坦接合直接鄰接該層(ii)，此處該層(ii)由一可獲自包括下述構成組分的反應之熱塑性聚胺甲酸酯所構成A)至少一種有機二異氰酸酯，B)至少一種具有二個羥基基團及在各情況下具有一數目平均分子量為60至490g/mol之組分作為鏈增長劑，C)一由一或多種各自具有一數目平均分子量為500至5000g/mol的聚醚多醇類構成的組分，其之至少一種聚醚多醇(C1)含有氧化乙烯單元(ethylene oxide unit)，D)10%至85%以重量計的一或多種各自具有一數目平均分子量為500至5000g/mol之脂族聚酯多醇類，以C)與D)的總量為基準，於存在有E)選擇性觸媒，F)選擇性輔助劑及/或添加劑，此處在A)中的NCO基團對在B)、C)及D)中的異氰酸酯-反應性基團之莫耳比例為0.9：1至1.2：1，其特徵在於在組分C)中的氧化乙烯單元之總含量為至少5%且不多於45%以重量計，以組分C)與D)之總重量為基準，及在C)及D)中的全部多醇類總和的數目平均官能度為1.8至2.5，及在組分C)中的氧化乙烯單元的含量(X以重量%)，相對於鏈增長劑B)對組分C)與D)之總 和之莫耳比例Y，為低於由式X(重量%)=7.35 * Y+13.75所產生的X值。
依據本發明所用的TPUs在層(ii)中令人驚訝地具有非常良好水蒸氣可滲透性同時具極低潤脹，及額外具有充分良好機械性質，如此能夠提供本發明的複合組件。
可用的有機二異氰酸酯類A)較佳包括脂族、環脂族、芳脂族、雜環的及芳香族二異氰酸酯類，如敘述於Justus Liebigs Annalen der Chemie,562,p.75-136。
特定實例包括：脂族二異氰酸酯類諸如六亞甲基1,6-二異氰酸酯，環脂族二異氰酸酯類諸如異佛爾酮二異氰酸酯，環己烷1,4-二異氰酸酯，1-甲基環己烷2,4-二異氰酸酯及1-甲基環己烷2,6-二異氰酸酯及該對應異構物混合物，二環己基甲烷4,4'-二異氰酸酯，二環己基甲烷2,4'-二異氰酸酯及二環己基甲烷2,2'-二異氰酸酯及該對應異構物混合物，芳香族二異氰酸酯類諸如伸甲苯基2,4-二異氰酸酯，伸甲苯基2,4-二異氰酸酯與伸甲苯基2,6-二異氰酸酯的混合物，二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯，二苯基甲烷2,4'-二異氰酸酯及二苯基甲烷2,2'-二異氰酸酯，二苯基甲烷2,4'-二異氰酸酯與二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯的混合物，胺甲酸酯-改質的液體二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯類及二苯基甲烷2,4'-二異氰酸酯類，4,4'-二異氰酸基 -1,2-二苯基乙烷及伸萘基1,5-二異氰酸酯。適宜予以使用六亞甲基1,6-二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基甲烷4,4'-二異氰酸酯、伸萘基1,5-二異氰酸酯及具有二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯含量為>96重量%的二苯基甲烷二異氰酸酯異構物混合物及尤其是二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯及六亞甲基1,6-二異氰酸酯。這些二異氰酸酯類可單獨地或以與彼此的混合物形式被使用。它們還可與至多15重量%(以二異氰酸酯的總量為基準)的多異氰酸酯一起被使用，例如三苯基甲烷4,4',4"-三異氰酸酯或聚苯基聚亞甲基多異氰酸酯類。
所用的鏈增長劑B)為一或多種具有數目平均分子量為60至490g/mol之二醇類，較佳具有較佳地2至14個碳原子之脂族二醇類，例如乙二醇、丙-1,2-二醇、丙-1,3-二醇、丁二醇、己二醇、二乙二醇、二丙二醇，尤其是具有較佳地2至8個碳原子之脂族二醇類，較佳地丁烷-1,4-二醇及己烷-1,6-二醇。然而，還適合的是對苯二甲酸與具有2至4個碳原子的二醇類之二酯類，例如乙二醇雙對苯二甲酸酯或丁烷-1,4-二醇雙對苯二甲酸酯，氫醌之羥基伸烷基醚類，例如1,4-二(β-羥乙基)氫醌，及乙氧化雙酚類，例如1,4-二(β-羥乙基)雙酚A。還能夠使用上述鏈增長劑之混合物，尤其是二種不同的(更佳地脂族)鏈增長劑，尤其是丁烷-1,4-二醇及己烷-1,6-二醇。此外，還能夠添加相當少量的三醇類。
適用於組分C)之聚醚多醇類可藉使一或多種在伸烷基自由基中具有2至4個碳原子的氧化烷烯類與一含有二個以結合形式(bound form)的活性氫原子的起動劑分子之反應而製備得的。氧化烷烯的實例包括：環氧乙烷，1,2-環氧丙烷，環氧氯丙烷(epichlorohydrin)及1,2-環氧丁烷及2,3-環氧丁烷。該氧化烷烯類可單 獨地、以交替接續或作為混合物被使用。可用的起動劑分子之實例包括：水，胺醇類諸如N-烷基二乙醇胺類，例如N-甲基二乙醇胺，及二醇類諸如乙二醇、1,3-丙二醇、丁烷-1,4-二醇及己烷-1,6-二醇。選擇地還能夠使用起動劑分子的混合物。適合的聚醚多醇類另外為丙烷-1,3-二醇與四氫呋喃之含有羥基的聚合反應產物。還能夠使用三官能性聚醚類，但最多以諸如此提及的形成一熱塑性可加工的產物及使得在C)及D)中的全部聚醚多醇類總和的數目平均官能度為1.8至2.5之用量。較佳本質上線性聚醚多醇類具有數目平均分子量為500至5000g/mol。該聚醚多醇類可單獨地或以與彼此的混合物形式被使用。在一特佳的實施中，所用的聚醚多醇不為聚(四亞甲基二醇)。
組分C)含有至少一種含有氧化乙烯單元(-(O-CH2-CH2-)-單元，還係指稱為氧伸乙基單元)之聚醚多醇C1)。在組分C)中的氧化乙烯單元的含量為至少5%且不多於45%以重量計，較佳地21%至45%以重量計，更佳地21%至33%以重量計，以組分C)與D)之總重量為基準，及在組分C)中的氧化乙烯單元的含量(X以重量%)，相對於鏈增長劑B)對組分C)及D)的總和之莫耳比例Y，為低於產生自式X(重量%)=7.35 * Y+13.75之X數值。
作為含有氧化乙烯單元之聚醚多醇類C1)，適宜予以使用形成自氧化乙烯單元及自氧化丙烯單元(-(O-CH(CH3)-CH2-)-及/或(-(O-CH2-CH2-CH2-)-單元，還係指稱為氧伸丙基單元)之脂族聚醚多醇類，其數目平均分子量較佳為1800至3000g/mol。更具體地，所用的形成自氧化乙烯單元及氧化丙烯單元之聚醚多醇類為彼等含有30%至99%以重量計的氧化乙烯單元及1%至70%以重量計的氧化 丙烯單元，較佳地35%至99%以重量計的氧化乙烯單元及1%至65%以重量計的氧化丙烯單元，更佳地35%至55%以重量計的氧化乙烯單元及45%至65%以重量計的氧化丙烯單元。此外，特別適宜予以該聚醚多醇類其係形成自氧化乙烯單元與氧化丙烯單元及具有1%至75%(尤其是50%至75%)一級羥基端基。在組分C)中含有氧化乙烯單元之聚醚多醇類C1)之至少一者較佳為一或多種組分選自包括下述構成組群：聚(乙二醇)，一氧化乙烯單元與1,2-氧化丙烯單元之共聚物，一氧化乙烯單元與1,3-氧化丙烯單元之共聚物，一氧化乙烯單元與1,3-氧化丙烯單元及1,2-氧化丙烯單元之共聚物。在一特佳的實施中，該形成自氧化乙烯單元與氧化丙烯單元之聚醚多醇類C1)不是以嵌段共聚物之形式。該形成自氧化乙烯單元與氧化丙烯單元之聚醚多醇類C1)可單獨地或者以與彼此的混合物形式或者與一或多種較佳地脂族聚醚多醇類之混合物被使用，較佳地選自包括聚(乙二醇)、聚(1,2-丙二醇)及聚(1,3-丙二醇)之構成組群。此外，還能夠使用聚(乙二醇)與一或多種較佳地脂族聚醚多醇類之混合物，較佳地選自包括聚(1,2-丙二醇)及聚(1,3-丙二醇)之構成組群。
組分C)較佳為選自包括下述構成組群之組分混合物：聚(乙二醇)與聚(1,2-丙二醇)，聚(乙二醇)與聚(1,3-丙二醇)，聚(乙二醇)與聚(1,3-丙二醇)及聚(1,2-丙二醇)，聚(乙二醇)與一形成自氧化乙烯單元及自氧化丙烯單元之多醇，聚(1,2-丙二醇)與一形成自氧化乙烯單元及自氧化丙烯單元之多醇，聚(1,3-丙二醇)與一形成自氧化乙烯單元及自氧化丙烯單元之多醇，聚(乙二醇)與聚(1,2-丙二醇)與一形成自氧化乙烯單元及自氧化丙烯單元之多醇，聚(乙二醇)與聚(1,3-丙二醇)與一形成自氧化乙烯單元及自氧化丙烯單元之多 醇，聚(乙二醇)與聚(1,3-丙二醇)及聚(1,2-丙二醇)與一形成自氧化乙烯單元及自氧化丙烯單元之多醇。
含有在前面段落敘述的組分C)之TPUs具有非常良好的水蒸氣可滲透性與同時極低的潤脹，及額外地具有充分良好的機械性質。
適合的脂族聚酯多醇類D)可製備(例如)自具有2至12個碳原子(較佳地4至6個碳原子)之二元羧酸與多元醇。可用的二元羧酸之實例包括：脂族二元羧酸諸如丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸及癸二酸。該二元羧酸可單獨地或為混合物(例如)以丁二酸、戊二酸與己二酸混合物之形式被使用。對該聚酯多醇類之製備，在一些情況下可有利使用對應二元羧酸衍生物諸如在醇自由基中具有1至4個碳原子之羧酸二酯類，羧酸酐類或羰基氯化物，而不是二元羧酸。多元醇類的實例為具有2至10及較佳地2至6個碳原子之二元醇類，諸如乙二醇、二乙二醇、丁烷-1,4-二醇、戊烷-1,5-二醇、己烷-1,6-二醇、癸烷-1,10-二醇、2,2-二甲基丙烷-1,3-二醇、丙烷-1,3-二醇及二丙二醇。根據所希望的性質，該多元醇可單獨地或選擇地以一與彼此的混合物被使用。還適合的是碳酸(carbonic acid)與所述及的二醇類(尤其是彼等具有4至6個碳原子，諸如丁烷-1,4-二醇或己烷-1,6-二醇)之酯類，羥基羧酸(例如羥基己酸)之縮合產物，及內酯類(例如選擇性取代的己內酯類)之聚合產物。適宜使用的聚酯多醇類為乙二醇聚己二酸酯、丁烷-1,4-二醇聚己二酸酯、乙二醇丁烷-1,4-二醇聚己二酸酯、己烷-1,6-二醇新戊二醇聚己二酸酯、己烷-1,6-二醇丁烷-1,4-二醇聚己二酸酯及聚己內酯類。該聚酯多醇類具有數目平均分子量為500至5000g/mol及可單獨地或以與 彼此的混合物之形式被使用。該脂族聚酯多醇類使用量為10%至85%以重量計，較佳地於用量為10%至55%以重量計，以C)與D)之總量為基準。
在一方面該鏈增長劑B)及另一方面該多醇類C)與D)總和之間的莫耳比例較佳為0.68：1至2.95：1。
適用於TPU製造的觸媒E)可為根據先前技術已知的常用三級胺類，例如三乙基胺、二甲基環己基胺、N-甲基嗎啉、N,N'-二甲基哌嗪、2-(二甲基胺基乙氧基)乙醇、二氮雜雙環[2.2.2]辛烷，及較佳地有機金屬化合物，例如鈦酸酯類(titanic esters)、鐵化合物、錫化合物，例如二乙酸錫、二辛酸錫、二月桂酸錫或脂族羧酸的二烷基錫鹽類，例如二乙酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫。特佳的觸媒為有機金屬化合物，尤其是鈦酸酯類、鐵化合物或錫化合物。
除了該TPU組分及該觸媒，還能夠添加其它輔劑及/或添加劑F)。實例包括矽酮化合物、抗結塊劑(antiblocking agent)、抑制劑、抗水解、光、熱及變色的穩定劑、滯焰劑、染料、顏料、無機或有機填料及強化劑。強化劑尤其是纖維狀強化材料諸如無機纖維，其係根據先前技術被製得的及還可被上膠(sized)。所提及的輔劑及添加劑之進一步詳細內容可見於專業文獻中，例如J.H.Saunders,K.C.Frisch："High Polymers"，卷XVI,Polyurethanes，部1及2,Interscience Publishers 1962及1964，R.Gächter,H.Müller(eds.)：Taschenbuch der Kunststoff-Additive[Handbook of Plastics Additives],3rd版，Hanser Verlag,Munich 1989，或DE-A 29 01 774。
還適合於併入的標準塑化劑諸如磷酸酯類、己二酸酯類、癸二酸酯類及烷基磺酸酯類。
同樣能夠使用少量的常用單官能性化合物還有，例如鏈終止劑或脫模助劑。實例包括醇類諸如辛醇及硬脂基醇或胺類諸如丁基胺及硬脂基胺。
對於在層(ii)中的TPUs之製備，選擇地在觸媒、輔劑及添加劑之存在下，可使該形成組分反應，依NCO基團對NCO-反應性基團(尤其是該低分子量二醇類/三醇及多醇類之OH基團)的總和之當量比為0.9：1.0至1.2：1.0，較佳地0.95：1.0至1.10：1.0之量。
用於該複合組件之另外水蒸氣可滲透性層(體)(i)較佳為編織物、不織布、熱塑性聚合物(不包括熱塑性聚胺甲酸酯)之層體，例如聚乙烯、聚丙烯、氟化聚烯烴類、聚酯類及聚醯胺類、紙或紙板或金屬網。水蒸氣可滲透性層體據了解意指具有機械性製造的孔洞透過其該水蒸氣可穿透之層體及具有本質的水蒸氣可滲透性之層體二者。特別適宜予以使用不織布或編織物。該層體(i)可被配置在該TPU層(ii)的一或兩面上。
用於該層(ii)之TPUs可依所稱擠壓機方法被連續製造的，例如依一多軸桿式擠壓機。該TPU組分A)、B)、C)及D)可同時被計量，i.e.以一階方法，或連續地被計量，i.e.藉一預聚合物方法。該預聚合物可初始地批次式被裝填或在一部分的擠壓機中或以一分開的上游預聚合物單元連續被製造。
所用的聚醚多醇-及聚酯多醇-系TPUs可用以製造薄膜及箔片及還有具有來自作為層(ii)的熔體之甚大均勻性之塗層(coatings)。根據本發明之複合組可用作為屋面墊層及外部墊層。
本發明將藉下述實施例更詳盡說明。
實施例
TPU製備
一反應容器初始地裝填有具200℃溫度之各個多醇，其中有已溶解的，以全部進料的總重量為基準，0.1%至0.36%以重量計的Carbodiimide ILF(Bayer MaterialScience AG,Leverkusen,DE)，0.1%至0.88%以重量計的Irganox® 1010(製造商：BASF SE,Ludwigshafen,DE)，選擇地0.03%至0.09%以重量計的Irgafos® PEPQ(BASF SE,Ludwigshafen,DE)，0%至0.01%以重量計的KL3-2049(熱穩定劑；Bayer MaterialScience AG,Leverkusen,DE)及0.8%至0.83%以重量計的Licolub® FA6(製造商：Clariant,Gersthofen,DE)或Loxamid® 3324(Cognis Oleochemicals GmbH,Düsseldorf,DE)。然後，添加丁烷-1,4-二醇(BDO)及己烷-1,6-二醇(HDO)、足量的於60℃下指數為0.995之二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯(MDI)及10至14ppm的乙醯丙酮酸鈦(titanium acetylacetonate)作為觸媒同時攪拌，及將該全部的反應混合物劇烈攪拌10至25秒鐘。隨後，將該黏性反應混合物傾倒至一經塗覆的金屬片上及於80℃下熱處理一另外的30分鐘。將所獲得的鑄片(cast sheets)切割及粒化(pelletized)。
使用的原料：
多醇A 聚醚L5050(OH數：55.9至57.2mg KOH/g，形成自氧化乙烯與氧化丙烯之具一氧化乙烯蓋(cap)(約10重量%)之1,2-丙二醇-起始的雙官能性聚醚，一氧化乙烯含量為約50重量%及具60%至70%一級羥基端基)；Bayer MaterialScience AG,Leverkusen,DE
多醇B Acclaim®多醇2200N(OH數：56.1mg KOH/g，聚(1,2-丙二醇))；Bayer MaterialScience AG,Leverkusen,DE
多醇C 聚醚PW56(OH數：56.7mg KOH/g，聚(乙二醇))；Bayer MaterialScience AG,Leverkusen,DE
多醇D 聚酯PE 225B(OH數：50至50.9mg KOH/g，聚(1,4-丁二醇己二酸酯))；Bayer MaterialScience AG,Leverkusen,DE
多醇E 聚酯PE 90B(OH數：117.7至120.7mg KOH/g，聚(1,4-丁二醇己二酸酯))；Bayer MaterialScience AG,Leverkusen,DE
多醇F Desmophen® 2002H(OH數：54.7至57.6mg KOH/g，聚(乙二醇己二酸酯-共-丁烷-1,4-二醇己二酸酯))；Bayer MaterialScience AG,Leverkusen,DE
MDI Desmodur® 44M(二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯)；Bayer MaterialScience AG,Leverkusen,DE
BDO 丁烷-1,4-二醇；BASF SE,Ludwigshafen,DE
HDO 己烷-1,6-二醇；Lanxess,Uerdingen,DE
TPU薄膜製造
將粒化的TPU材料1至27各自在一單軸桿擠壓機(Brabender Plasticorder PL 2100-630/25D單軸桿擠壓機)(計量速率約3kg/h；185至225℃)中熔融及在各案例中透過一槽模(slot die)擠壓以得到一平坦薄膜。
藉測量使用的TPU薄膜的WVP量測複合組件的水蒸氣可滲透性(WVP)
製得的薄膜之水蒸氣可滲透性(WVP)依以DIN 53122 為基礎的方法測定。對這目的，該薄膜在一50ml或100ml容器(直徑46.5mm)之上被延伸及固定。該容器事先已裝填有40g的已於130℃下焙燒12小時的矽膠顆粒(silica gel granules)(直徑1至3mm，具指示劑)。對該量測，該容器係在一乾燥器(desiccator)中飽和的氯化鉀水溶液(空氣濕度約85%)之上及於室溫下被調節的。每2小時，測定重量直到該重量增加係恆定為止(6至8小時)。在WVP值比較上，應注意是，因為在不同天數上的量測之間的溫度差異，能夠只比較在相同乾燥器中在相同時間下一起測試的樣品之結果。
TPU薄膜的潤脹之測定
為測定該潤脹的強度，將水滴施加至該平坦薄膜及，在一10分鐘的接觸時間之後，利用一吸收布(absorptive cloth)再小心移除。之後檢查在已存在有水滴的點對於該平坦薄膜是否已升離該基材(明顯的潤脹)或沒有(輕微潤脹，若有的話)。
用於使用的TPUs的機械性質量測之注射模塑TPU片製造
將該TPU粒在一Arburg Allrounder 470 S 1000-290注射模塑機(30mm螺桿)中熔融及成形成S1試樣(熔融溫度約220℃，模塑溫度：25℃，試樣大小：115×25/6×2mm)。
機械性質之量測
極限拉伸強度(ultimate tensile strength)及斷裂伸長度(elongation at break)依DIN 53504在S1試樣上藉拉伸試驗之量測而被測定。
TPU薄膜或依此製得的S1試樣之最重要性質記錄於表3及4。
本發明實施例顯示良好水蒸氣可滲透性同時具低潤脹(見表3)。
本發明TPUs的潤脹為低的，同時具足夠極限拉伸強度及斷裂伸長度(見表4)。
依據本發明使用的TU薄膜，以相對便宜的具有足夠反應性之聚醚多醇類為基底，展現良好水蒸氣可滲透性及足夠機械性質同時具低潤脹，如此因而可以提供具有對應性質之平坦複合組件。

Claims (15)

  1. 一種水蒸氣可滲透性平坦複合組件，其由下述構成：至少一層(i)不由熱塑性聚胺甲酸酯構成，至少一層(ii)由聚醚多醇-與聚酯多醇-系熱塑性聚胺甲酸酯組成，及視需要之另外層體(iii)由熱塑性聚胺甲酸酯組成，其不以平坦接合直接鄰接該層(ii)，其中該層(ii)係由一獲自下述構成組分的反應之熱塑性聚胺甲酸酯所構成，A)至少一種有機二異氰酸酯，B)至少一種具有二個羥基基團及在各情況下具有數目平均分子量為60至490g/mol之組分作為鏈增長劑，C)一由一或多種各自具有數目平均分子量為500至5000g/mol的聚醚多醇類構成的組分，其之至少一種聚醚多醇(C1)含有氧化乙烯單元，D)10%至85%以重量計的一或多種各自具有數目平均分子量為500至5000g/mol的脂族聚酯多醇類，以C)及D)的總量為基準，於存在有E)視需要之觸媒，F)視需要之輔助劑及/或添加劑，此處在A)中的NCO基團對在B)、C)及D)中的異氰酸酯反應性基團之莫耳比例為0.9：1至1.2：1，其特徵在於：以組分C)與D)之總重量為基準，該在組分C)中的氧化乙烯單元的總含量為至少5%且不多於45%以重量計；及在 C)及D)中的全部多醇類總和的數目平均官能度為1.8至2.5；及在組分C)中的氧化乙烯單元的含量(X以重量%)，相對於鏈增長劑B)對組分C)及D)總和之莫耳比例Y，為低於源自式X(重量%)=7.35 * Y+13.75之X值。
  2. 根據申請專利範圍第1項之平坦複合組件，其中該二異氰酸酯A)為二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基1,6-二異氰酸酯、伸萘基1,5-二異氰酸酯或二環己基甲烷4,4'-二異氰酸酯或其混合物。
  3. 根據申請專利範圍第1項之平坦複合組件，其中該鏈增長劑B)為至少一種具有二個羥基基團之脂族鏈增長劑。
  4. 根據申請專利範圍第1項之平坦複合組件，其中該鏈增長劑B)為至少一種具有二個羥基基團及2至8個碳原子之脂族鏈增長劑。
  5. 根據申請專利範圍第1項之平坦複合組件，其中該鏈增長劑B)為至少一種化合物選自包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、1,4-二(β-羥乙基)氫醌、1,4-二(β-羥乙基)雙酚A或其混合物之構成組群。
  6. 根據申請專利範圍第1項之平坦複合組件，其中該鏈增長劑B)含有至少二個各具有二個羥基基團之脂族鏈增長劑。
  7. 根據申請專利範圍第6項之平坦複合組件，其中至少二種脂族鏈增長劑各具有二個羥基基團及2至8個碳原子。
  8. 根據申請專利範圍第1項之平坦複合組件，其中在組分C)中含有氧化乙烯單元的聚醚多醇類C1)之至少一者為一種組分或多種組分選自包括下述構成組群：聚(乙二醇)，氧化乙烯單元與1,2-氧化丙烯單元的共聚物，氧化乙烯單元與1,3-氧化丙烯單元的共聚物，氧化乙烯單元與1,3-氧化丙烯單元及1,2-氧化丙烯單元的共聚物。
  9. 根據申請專利範圍第1項之平坦複合組件，其中組分C)為組分混合物選自包括下述構成組群：聚(乙二醇)及聚(1,2-丙二醇)，聚(乙二醇)及聚(1,3-丙二醇)，聚(乙二醇)及聚(1,3-丙二醇)及聚(1,2-丙二醇)，聚(乙二醇)及一形成自氧化乙烯單元及自氧化丙烯單元的多醇，聚(1,2-丙二醇)及一形成自氧化乙烯單元及自氧化丙烯單元的多醇，聚(1,3-丙二醇)及一形成自氧化乙烯單元及自氧化丙烯單元的多醇，聚(乙二醇)及聚(1,2-丙二醇)及一形成自氧化乙烯單元及自氧化丙烯單元的多醇，聚(乙二醇)及聚(1,3-丙二醇)及一形成自氧化乙烯單元及自氧化丙烯單元的多醇，聚(乙二醇)及聚(1,3-丙二醇)及聚(1,2-丙二醇)及一形成自氧化乙烯單元及自氧化丙烯單元的多醇。
  10. 根據申請專利範圍第1項之平坦複合組件，其中在組分C)中的 聚醚多醇類同時具有氧化乙烯單元含量為21%至33%以重量計，以C)及D)的總重量為基準。
  11. 根據申請專利範圍第1項之平坦複合組件，其中在組分C)中含有氧化乙烯單元的聚醚多醇類C1)之至少一者另外含有氧化丙烯單元及具有1%至75%一級羥基端基。
  12. 根據申請專利範圍第1項之平坦複合組件，其中在組分C)中含有氧化乙烯單元的聚醚多醇類C1)之至少一者為形成自30%至99%以重量計的氧化乙烯單元及1%至70%以重量計的氧化丙烯單元。
  13. 根據申請專利範圍第1項之平坦複合組件，其中組分C)不為聚(四亞甲基二醇)。
  14. 根據申請專利範圍第1項之平坦複合組件，其中在D)中的聚酯多醇類以10%至55%以重量計之量存在，以C)及D)的總量為基準。
  15. 一種根據申請專利範圍第1至14項之平坦複合組件之用途，係用於屋面墊層及外部墊層之製造。
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