TW202016202A - 無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物 - Google Patents
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Abstract
一種無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物，包含丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯及丙烯酸分別添加10至50重量份、10至60重量份、以及10至95重量份，並以5至40重量份的溶劑混合，而二氨基二苯基甲烷、鄰苯二甲酸酐及1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪的使用量分別為0.01至20重量份，並加入0.01至5重量份的起始劑，以及選自四乙烯五胺、氨基環己烷、二氨基二苯基甲烷、間二甲苯二胺及異佛爾酮二胺之分散體中任一種作為添加劑混入並反應而獲得。
Description
本發明係與熱塑性聚氨酯（TPU）有關，尤指一種無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物。
按，熱塑性聚氨酯（Thermoplastic polyurethanes，TPU）是一種彈性體，現已被廣泛運用於紡織布料及鞋材、服飾等領域上，通常係透過薄膜的方式，並加以如高週波黏合於服飾的布料、或是鞋子上，可作為如商標或其它裝飾、或是進一步提供防水透濕等效果。
惟，如圖1所示，由於傳統的熱塑性聚氨酯在運用於薄膜上，其與如纖維等布料間的黏結係為暫態式黏結（temporary adhesion），其主要僅以聚氨酯高分子鏈1a與二異氰酸酯化合物2a相連結，但對於與薄膜或欲應用的黏結部位上沒有提供其它的鏈結，所以黏結性並不佳。此外，若透過如光學顯微鏡下，可看其與布料間存在空隙而未完全貼合，且容易產生明顯的氣泡及孔洞；而透過如掃描式電子顯微鏡（SEM）下，也能發現其與布料間明顯仍然呈現分離的狀態。這代表著傳統熱塑性聚氨酯的貼合性不佳，在實際透過如剝離強度拉力等試驗下，也可以發現現有的熱塑性聚氨酯在貼合性上仍然不足，實際產品的使用往往也容易發現有剝離的現象。
此外，現有的熱塑性聚氨酯也都含有二異氰酸酯，不僅在上述熱塑性聚氨酯與布料間的黏合製程中會產生氰化物自由基，因而對於環境或是人體都有相當程度的傷害，故亦較不甚理想。
有鑑於此，本發明人係為改善並解決上述之缺失，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。
本發明之主要目的，在於可提供一種無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物，其係透過選自四乙烯五胺、氨基環己烷、二氨基二苯基甲烷、間二甲苯二胺及異佛爾酮二胺之分散體中任一種作為添加劑，以在備製熱塑性聚氨酯組成物時即可無需添加二異氰酸酯，從而具有提高熱塑性聚氨酯（TPU）於高溫下的耐熱性、以及於高溫時的熱穩定性，並因無二異氰酸鹽而較為環保並對人體無害。
本發明之另一目的，在於可提供一種無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物，其係可進一步備製成薄膜狀，以配合應用於如纖維等布料上，可提高與布料之強鍵結效果。
為了達成上述之目的，本發明係提供一種無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物，包含由丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、二氨基二苯基甲烷、鄰苯二甲酸酐及1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪之分散物混和而成；其中，丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯及丙烯酸分別添加10至50重量份、10至60重量份、以及10至95重量份，並以5至40重量份的溶劑混合，而二氨基二苯基甲烷、鄰苯二甲酸酐及1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪的使用量分別為0.01至20重量份，並加入重量比0.01至5重量份的起始劑，以及選自四乙烯五胺、氨基環己烷、二氨基二苯基甲烷、間二甲苯二胺及異佛爾酮二胺之分散體中任一種且使用量為0.01至0.5重量份作為添加劑混入並反應而獲得。
根據上述成分的列表如下： 
為了使 貴審查委員能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
請參閱圖1，係本發明為自由基化學式黏結之示意圖。本發明係提供一種無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物之熱塑性聚氨酯組成物，大體係包含由丙烯酸丁酯（butyl acrylate）、丙烯酸甲酯（methyl acrylate）、丙烯酸（acrylic acid）、二氨基二苯基甲烷（Diaminodiphenylmethane）、鄰苯二甲酸酐（phthalic acid anhydride）、1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪（Triacryloylhexahydro-1,3,5-triazin）之分散物混和而成。而在具體的實施方式中，丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯及丙烯酸係分別添加30重量份、35重量份、以及90重量份，並以25重量份的溶劑混合。所述溶劑則可為甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸正丁酯、甲酸正戊酯、甲酸異戊酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯或乙酸異戊酯。
上述二氨基二苯基甲烷、鄰苯二甲酸酐及1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪等分散物亦可為粉末或顆粒，且各種的使用量皆為5重量份。同時，再加入0.5重量份的起始劑，所述起始劑係為光起始劑或熱起始劑，並可選自過硫酸鉀（potassium persulfate）、偶氮二異丁腈（Azobisisbutyronitrile）及安息香双甲醚（Benzildimethylketal）之任一種。最後，再選自四乙烯五胺（tetnaethylene pentamine）、氨基環己烷（Diaminocyclohexane）、二氨基二苯基甲烷（Diminodiphenylmethane）、間二甲苯二胺（metaxylenediamine）及異佛爾酮二胺（Isophoronedicamine）之分散體中任一種作為添加劑，其使用量為0.5重量份混入並反應而獲得。
在另一實施例中，其中的丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯及丙烯酸係分別添加25重量份、40重量份、以及90重量份，並以25重量份的溶劑混合。上述二氨基二苯基甲烷、鄰苯二甲酸酐及1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪等分散物的使用量皆在5重量份，再加入0.5重量份的起始劑，並選備自四孔烯五胺（tetnaethylene pentamine）、氨基環己烷（Diaminocyclohexane）、二氨基二苯基甲烷（Diminodiphenylmethane）、間二甲苯二胺（metaxylenediamine）及異佛爾酮二胺（Isophoronedicamine）之分散體中任一種作為添加劑，其使用量為0.5重量份混入並反應而獲得本發明另一實施例。
是以，藉由上述之構造組成，即可得到本發明無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物。
據此，如圖2所示，本發明與如纖維等布料間的黏結係為自由基化學式黏結，並可更進一步將所述組成物備製成薄膜狀，其除了原具備的聚氨酯高分子鏈1外，還可進一步提供如二氨基二苯基甲烷2及四乙烯五胺3，以提供作為與薄膜或欲應用的黏結部位作黏結強度上的提升，因此除了具有提高熱塑性聚氨酯（TPU）於高溫下的耐熱性、以及於高溫時的熱穩定性，且因無二異氰酸酯而較為環保並對人體無害外，還可以進一步提高黏結性，以獲得一舉數得之效。
再者，由於本發明所述組成物係可塗佈於熱塑性聚氨酯的薄膜上，其係可將熱塑性聚氨酯以擠出、注射等成型方式備製成薄膜後，再將所述組成物塗佈於薄膜上而構成，所以可以配合應用於如纖維等布料上，藉以提高與布料之強鍵結效果。
綜上所述，本發明確可達到預期之使用目的，而解決習知之缺失，又因極具新穎性及進步性，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障發明人之權利。
惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即拘限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之等效技術、手段等變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。
＜習知＞
1a:聚氨酯高分子鏈
2a:二異氰酸酯化合物
＜本發明＞
1:聚氨酯高分子鏈
2:二氨基二苯基甲烷
3:四乙烯五胺
圖1係習知為暫態式黏結之示意圖。
圖2係本發明為自由基化學式黏結之示意圖。
1:聚氨酯高分子鏈
2:二氨基二苯基甲烷
3:四乙烯五胺
Claims (9)
- 一種無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物，包含由丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、二氨基二苯基甲烷、鄰苯二甲酸酐及1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪之分散物混和而成； 其中，丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯及丙烯酸分別添加10至50重量份、10至60重量份、以及10至95重量份，並以5至40重量份的溶劑混合，而二氨基二苯基甲烷、鄰苯二甲酸酐及1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪的使用量分別為0.01至20重量份，並加入重量比0.01至5重量份的起始劑，以及選自四乙烯五胺、氨基環己烷、二氨基二苯基甲烷、間二甲苯二胺及異佛爾酮二胺之分散體中任一種且為0.01至5重量份作為添加劑混入並反應而獲得。
- 如申請專利範圍第１項所述之無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物，其中丙烯酸的使用量係為90重量份。
- 如申請專利範圍第１項所述之無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物，其中所述溶劑係為甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸正丁酯、甲酸正戊酯、甲酸異戊酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯或乙酸異戊酯。
- 如申請專利範圍第１項所述之無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物，其中二氨基二苯基甲烷、鄰苯二甲酸酐或1,3,5-三丙烯醯基六氫-1,3,5-三嗪的使用量係分別為5重量份。
- 如申請專利範圍第１項所述之無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物，其中所述起始劑係為光起始劑或熱起始劑。
- 如申請專利範圍第１項所述之無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物，其中所述起始劑為過硫酸鉀、偶氮二異丁腈或安息香双甲醚。
- 如申請專利範圍第１、５或６項所述之無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物，其中所述起始劑的使用量為0.5重量份。
- 一種薄膜，其係由如申請專利範圍第１項所述之無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物備製而成。
- 一種無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物的用途，其係由如申請專利範圍第１項所述之無添加二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物，塗佈於熱塑性聚氨酯的薄膜上。
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