本发明大体涉及热塑性聚合物。具体地，本发明涉及具有所需性质的热塑性聚合物组合物，以及制备和使用其的方法。
背景技术：
1、热塑性聚合物可用于各种各样的应用，包括例如各种电学、自动化、医药、消费、工业和包装应用。热塑性聚合物相比于热固性塑料的优点在于热塑性聚合物可容易地熔融加工成各种有用的制品。不同类型的热塑性聚合物具有使它们合意用于某些最终用途的不同性质。弹性体热塑性聚合物具有低于室温的玻璃化转变温度值和使其适合于需要柔软性和拉伸性的应用的低模量值。相比之下，硬质热塑性聚合物具有高于室温的玻璃化转变温度值和使其适合于需要劲度和强度的应用的高模量值。
2、热塑性聚酯是一类通常通过单体二酸和单体二醇的缩聚形成的热塑性聚合物。热塑性聚酯可以是弹性体型或硬质的，但绝大多数是硬质的。硬质热塑性聚酯显示所需性质，例如尺寸稳定性、耐化学性、耐热性、低蠕变、低雾度、良好的颜色稳定性和/或韧性，至少部分取决于材料的具体组成和形态。然而，热塑性聚酯必须在可引起分子量降解的高温下加工，其不利地影响最终材料的性质。此外，热塑性聚酯在高于300℃的温度下显著降解，并因此这些材料在高温应用中的用途非常有限。
3、热塑性聚氨酯（tpu）是另一类热塑性聚合物，其通过异氰酸酯和二醇的反应形成。绝大多数tpu具有远低于室温的玻璃化转变温度值并具有低模量值，并且因此大多数是弹性体型的或至多是部分硬质的。因此，传统热塑性聚氨酯不用于需要能显示高劲度和强度的聚合物的应用。可以通过将非常高量的异氰酸酯残基并入tpu中制备硬质热塑性聚氨酯（rtpu），但这样的聚合物昂贵并且不广泛使用。此外，尽管这些聚合物具有比其它热塑性聚氨酯高的干玻璃化转变温度，rtpu极易吸湿，其最终抑制玻璃化转变温度，由此限制这些材料在潮湿应用中的可用性。
4、因此，需要可以在远低于300℃的温度下加工的硬质热塑性聚酯组合物。特别地，这可以提供可以被加工（例如模制）并且可适合用于高温应用的硬质热塑性聚酯组合物。合意地，聚合物将与现有热塑性方法和设备相容并且可用于许多类型的制品，并且将显示与由传统硬质热塑性聚合物形成的制品类似或更好的性质。
技术实现思路
1、本发明的一个方面涉及热塑性聚合物。在本发明的实施方案中，热塑性聚合物包含至少一种线型聚合聚酯二醇的残基，其中所述线型聚合聚酯二醇包含至少一种单体二酸和至少一种单体二醇的残基，并且所述线型聚合聚酯二醇具有至少400道尔顿的数均分子量。在实施方案中，热塑性聚合物还包含至少一种二异氰酸酯单体的残基，并且二异氰酸酯单体的残基以基于聚合物的总重量不大于40重量%的量存在于聚合物中。在实施方案中，聚合物具有至少140℃的玻璃化转变温度。
2、在某些实施方案中，线型聚合聚酯二醇具有至少35℃或至少40℃的玻璃化转变温度。在一个实施方案中，单体二醇选自2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、异山梨醇、1,4-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、乙二醇、2,2’ ((磺酰基双(4,1-亚苯基))双(氧基)二乙醇、2,6-十氢化萘二甲醇(2,6-decalinedimethanol)、三环癸烷二甲醇、1,4苯二甲醇、2,2’-(1,4-亚苯基双 (氧基))二乙醇、2,2’-(2,4,8,10-四氧杂螺(5,5)十一烷-3,9-二基)双(2-甲基丙-1-醇)、新戊二醇及其组合。在一个实施方案中，线型聚合聚酯二醇包含至少两种单体二醇的残基。在一个实施方案中，线型聚合聚酯二醇包含至少两种单体二醇的残基，所述单体二醇选自2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、1,4-环己烷二甲醇和乙二醇；或选自2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇，和1,4-环己烷二甲醇或乙二醇的至少一种。在某些实施方案中，单体二酸选自对苯二甲酸、二甲基对苯二甲酸、4,4-磺酰基二苯甲酸、间苯二酚-o,o’二乙酸、琥珀酸二甲酯、联苯4,4'-二甲酸二甲酯、1,4环己烷二甲酸、4,4'-二苯乙烯二甲酸、4,4'-异丙叉基二苯氧基乙酸、间苯二甲酸二甲酯、2,6-萘二甲酸二甲酯、十氢化萘-2,6-二甲酸二甲酯、琥珀酸、呋喃二甲酸、呋喃二甲酸二甲酯及其组合；或选自对苯二甲酸、二甲基对苯二甲酸及其组合。
3、在本发明的实施方案中，单体二醇选自2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、异山梨醇、1,4-环己烷二甲醇、乙二醇、2,6-十氢化萘二甲醇、1,4苯二甲醇及其组合和/或单体二酸选自对苯二甲酸、二甲基对苯二甲酸、4,4-磺酰基二苯甲酸、联苯4,4'-二甲酸二甲酯、1,4环己烷二甲酸、4,4'-二苯乙烯二甲酸、间苯二甲酸二甲酯、2,6-萘二甲酸二甲酯、十氢化萘-2,6-二甲酸二甲酯及其组合。
4、在某些实施方案中，二异氰酸酯单体包含芳族二异氰酸酯单体。在一个实施方案中，二异氰酸酯单体包含4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯。
5、在某些实施方案中，聚合物还包含基于聚合物总重量的至少0.5重量%的至少一种补充单体二醇的残基。在一些实施方案中，聚合物还包含基于聚合物总重量的至少0.5重量%的至少一种补充单体二醇的残基，其中所述补充单体二醇选自2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、异山梨醇、1,4-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、乙二醇、2,6-十氢化萘二甲醇、三环癸烷二甲醇、1,4苯二甲醇、新戊二醇及其组合。
6、在一些实施方案中，聚合物还包含至少一种支化单体和/或至少一种多官能异氰酸酯的残基，其中存在于所述聚合物中的所述支化单体和所述多官能异氰酸酯的所述残基的总量基于聚合物的总重量不大于1重量%。
7、在某些实施方案中，聚合物具有至少10,000道尔顿的数均分子量。在实施方案中，聚合物具有至少1000 mpa的拉伸模量。在实施方案中，聚合物的加工温度下限（lowerprocesstemperature）(tp)和玻璃化转变温度(tg)之间的差值不大于135℃，或不大于110℃。
8、在一个实施方案中，线型聚合聚酯二醇具有500至2000道尔顿的数均分子量和至少35℃的玻璃化转变温度，聚合物包含基于聚合物总重量的0.5至20重量%的至少一种补充单体二醇的残基，聚合物具有不大于200℃的玻璃化转变温度且聚合物具有至少1000 mpa的拉伸模量。
9、在一个实施方案中，聚合物具有至少145℃的玻璃化转变温度，聚合物具有至少1000 mpa的拉伸模量，且所述二异氰酸酯单体的残基以基于所述聚合物的残基的总重量不大于35重量%的量存在于所述聚合物中。
10、在一个实施方案中，单体二酸包含对苯二甲酸的残基且单体二醇包含选自2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、异山梨醇、1,4-环己烷二甲醇、乙二醇、2,6-十氢化萘二甲醇、1,4苯二甲醇及其组合的至少两种单体二醇的残基，其中所述至少两种单体二醇的至少一种的残基以1至50摩尔%的量存在于聚合物中并且其中所述至少两种单体二醇的另一种的残基以50至99摩尔%的量存在于聚合物中，基于所述线型聚合聚酯二醇的二醇组分为100摩尔%计；二异氰酸酯单体包含4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯；且聚合物还包含基于聚合物的总重量的至多20重量%的至少一种补充单体二醇的残基，其中所述补充单体二醇选自2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、异山梨醇、1,4-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、乙二醇、2,6-十氢化萘二甲醇、三环癸烷二甲醇、1,4苯二甲醇、新戊二醇及其组合。
11、在一个方面，本发明涉及制备热塑性聚合物的方法，其包括：将至少一种聚合聚酯二醇、至少一种单体二异氰酸酯和任选至少一种补充单体二醇任选在催化剂存在下在反应区中组合，和在反应区中使该组合反应以形成热塑性聚合物；其中热塑性聚合物包含：(a)至少一种线型聚合聚酯二醇的残基，其中所述线型聚合聚酯二醇包含以下的残基：(i)至少一种单体二酸；和(ii)至少一种单体二醇，其中所述线型聚合聚酯二醇具有至少400道尔顿的数均分子量；和(b)至少一种二异氰酸酯单体的残基，其中所述二异氰酸酯单体的所述残基以基于所述聚合物的总重量不大于40重量%的量存在于所述聚合物中；且其中所述聚合物具有至少140℃的玻璃化转变温度。
1.热塑性聚合物，其包含：
2.根据权利要求1的聚合物，其中所述线型聚合聚酯二醇具有400至5000道尔顿的数均分子量。
3.根据权利要求1的聚合物，其中所述线型聚合聚酯二醇具有至少35℃的玻璃化转变温度。
4.根据权利要求1的聚合物，其中所述线型聚合聚酯二醇包含以下的单体二醇的残基：2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和1,4-环己烷二甲醇和基于二醇组分的总摩尔数的小于5摩尔%的任何其它单体二醇。
5.根据权利要求1的聚合物，其中所述线型聚合聚酯二醇包含对苯二甲酸的残基。
6.根据权利要求1的聚合物，其中所述二异氰酸酯单体包含芳族二异氰酸酯单体。
7.根据权利要求6的聚合物，其中所述二异氰酸酯单体包含4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯。
8.根据权利要求1的聚合物，其中所述聚合物还包含基于所述聚合物总重量的至少0.5重量%的至少一种补充单体二醇的残基。
9.根据权利要求8的聚合物，其中所述聚合物还包含基于所述聚合物总重量的至少0.5重量%的至少一种补充单体二醇的残基，其中所述补充单体二醇选自异山梨醇、1,3-环己烷二甲醇、乙二醇、2,6-十氢化萘二甲醇、三环癸烷二甲醇、1,4-苯二甲醇、新戊二醇及其组合。
10.根据权利要求1的聚合物，其还包含至少一种支化单体和/或至少一种多官能异氰酸酯的残基，其中存在于所述聚合物中的所述支化单体和所述多官能异氰酸酯的所述残基的总量基于所述聚合物总重量不大于1重量%。
11.根据权利要求1的聚合物，其中所述线型聚合聚酯二醇具有600至1200道尔顿的数均分子量，并且所述聚合物具有至少10,000道尔顿的数均分子量。
12.根据权利要求1的聚合物，其中所述聚合物具有至少1000 mpa的拉伸模量。
13.根据权利要求1的聚合物，其中所述线型聚合聚酯二醇具有500至2000道尔顿的数均分子量和至少35℃的玻璃化转变温度，其中所述聚合物包含基于所述聚合物总重量的0.5至20重量%的至少一种补充单体二醇的残基，其中所述聚合物具有不大于200℃的玻璃化转变温度，且其中所述聚合物具有至少1000 mpa的拉伸模量。
14.根据权利要求1的聚合物，其中所述聚合物具有至少145℃的玻璃化转变温度，其中所述聚合物具有至少1000 mpa的拉伸模量，且其中所述二异氰酸酯单体的所述残基以基于所述聚合物的残基的总重量不大于35重量%的量存在于所述聚合物中。
15.根据权利要求1的聚合物，其中所述聚合物具有加工温度下限（tp）并且所述聚合物的加工温度下限（tp）和玻璃化转变温度（tg）之间的差值为80-100℃。
16.由根据权利要求1的聚合物形成的成型制品。
17.用于制备热塑性聚合物的方法，其包括：
