JP2000044644A - ポリウレタンの製造方法 - Google Patents

ポリウレタンの製造方法

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JP2000044644A JP10212440A JP21244098A JP2000044644A JP 2000044644 A JP2000044644 A JP 2000044644A JP 10212440 A JP10212440 A JP 10212440A JP 21244098 A JP21244098 A JP 21244098A JP 2000044644 A JP2000044644 A JP 2000044644A
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肇 佐々木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 −100℃以下の低温領域で高強度、低収縮率
を有する強度材料として有用なポリウレタンを提供す
る。 【解決手段】 (1)ポリイソシアネートと(3)9,9-
ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル)フルオレン
〔BPEF〕以外のポリオールとを反応させた後、鎖伸
長剤として(2)BPEFを反応させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリウレタン及び
その製造方法に関し、特に低温特性に優れたフルオレン
骨格を有するポリウレタン及びその製造方法に関し、詳
しくは低温領域において高強度、低収縮率を示し、低温
用強度素材として好適なポリウレタン及びその製造方法
に関する。
【0002】本発明のポリウレタンは、低温流体(例え
ば、LNG〔液化天然ガス〕、液化窒素)の輸送部分又
は貯蔵部分(具体的には、貯蔵容器、輸送配管用パッキ
ン)、超伝導ケーブル、リニアモーターカー等の素材と
して有用である。
【0003】
【従来の技術】現在、あらゆる分野において低温条件下
においても使用可能な材料への要望が高まっている。特
にLNGの保存やパイプラインによる輸送の分野では、
このような低温で使用できる材料に対する要望が強い。
【0004】高分子材料のシートやフィルムは室温付近
において柔軟性を有するために、極めて多種多様な用途
に使用されている。しかし、例えば、−100℃以下の低
温領域においては、通常の高分子材料は極めて脆いもの
に変化するという問題があった。
【0005】高分子材料の低温における脆さが特に問題
となるのは、シート状又はフィルム状に成形した場合で
ある。例えば、通常の高分子材料をフィルム状に成形
し、−100℃以下に冷却した場合、フィルムはガラスシ
ートのように脆くなってしまう。
【0006】通常の高分子材料が低温において柔軟性を
消失する理由は、低温領域では高分子材料のガラス転移
温度以下になってしまうため、高分子材料の非晶領域に
おける分子の運動が完全に停止するためと考えられる。
【0007】ポリウレタンは、原料の種類、橋かけ条件
等によって物性が異なるが、一般に、耐油性、耐磨耗性
は優れており、かつフィルム形成能を有するものの、収
縮率が比較的大きく、また、低温領域において脆く強度
が低くくなるため、低温材料として好適なものはあまり
知られていない。
【0008】ポリウレタンは、ポリイソシアネートとポ
リオールとを反応させることにより製造することがで
き、ポリイソシアネートとポリオールとを反応させてウ
レタンプレポリマーを製造し、ウレタンプレポリマーと
鎖伸長剤とを反応させることにより高分子量のポリウレ
タンを製造することができる。
【0009】一般に鎖伸長剤としては、例えば、エチレ
ングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオ
ール等の脂肪族ジオール;エチレンジアミン、1,2-プロ
ピレンジアミン、1,3-プロピレンジアミン等の脂肪族ジ
アミン等が使用されている。また、ポリウレタンの耐熱
性の向上を狙って、鎖伸長剤として、1,4-ビス(β-ヒド
ロキシエトキシ)ベンゼン等の分子内に芳香族環を含有
する芳香族ジオールが使用されることもある。
【0010】しかしながら、従来のポリウレタンの低温
特性は必ずしも満足できるものではない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの欠
点の解消された低温特性に優れたポリウレタン及びその
製造方法を提供することを目的とする。
【0012】本発明は、−100℃以下の低温領域でも高
強度、低収縮率を有する強度材料として有用なポリウレ
タンを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記従来
技術の問題点に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、BPEF
を鎖伸長剤として使用することにより、低温領域でも高
強度且つ低収縮率を有するポリウレタンが得られること
を見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発
明は、以下のポリウレタン及びその製造方法並びにポリ
ウレタン製造用鎖伸長剤に係わるものである。
【0014】1.(1)1種又は2種以上のポリイソシ
アネートと(2)9,9-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)
フェニル)フルオレン〔BPEF〕及び(3)BPEF
以外の1種又は2種以上のポリオールとを反応させるこ
とにより得られるポリウレタン。
【0015】2.(3)BPEF以外のポリオールがポ
リカーボネートジオール、ポリエステルカーボネートジ
オール、式1:H-(-O-R-)m-OHで表される1種又は
2種以上のジヒドロキシ化合物、ポリエステルジオール
及びポリカプロラクトンジオールからなる群から選択さ
れる1種又は2種以上のポリオールである項1に記載の
ポリウレタン。
【0016】式1中、Rは炭素数4以上(好ましくは4
〜10)のアルキレン基を示し、mは自然数(例えば2以
上、好ましくは5以上、更に好ましくは10以上、通常は
100以下、好ましくは80以下、更に好ましくは60以下、
特に好ましくは50以下の自然数)を示す。
【0017】3.(2)BPEFと(3)BPEF以外
のポリオールとのモル比が5:95〜95:5である項1又
は2に記載のポリウレタン。
【0018】4.(1)ポリイソシアネートが式2:O
CN-X-NCOで表される有機ジイソシアネートである
請求項1〜3のいずれかに記載のポリウレタン。
【0019】式2中、Xはアルキレン基、アルキル基を
有することができるシクロアルキレン基、アルキル基を
有することができるジシクロヘキシルメタン基、アルキ
ル基を有することができる水素化キシリレン基、アルキ
ル基を有することができるフェニレン基、アルキル基を
有することができるキシリレン基、アルキル基を有する
ことができるジフェニルメタン基又はアルキル基を有す
ることができるナフタレン基を示す。
【0020】5.式3で表される繰り返し単位及び式4
で表される繰り返し単位を有するポリウレタン。
【0021】式3及び式4中、Xはアルキレン基、アル
キル基を有することができるシクロアルキレン基、アル
キル基を有することができるジシクロヘキシルメタン
基、アルキル基を有することができる水素化キシリレン
基、アルキル基を有することができるフェニレン基、ア
ルキル基を有することができるキシリレン基、アルキル
基を有することができるジフェニルメタン基又はアルキ
ル基を有することができるナフタレン基を示し、Rは炭
素数4以上(好ましくは4〜10)のアルキレン基を示
し、mは自然数(例えば2以上、好ましくは5以上、更
に好ましくは10以上、通常は100以下、好ましくは80以
下、更に好ましくは60以下、特に好ましくは50以下の自
然数)を示す。
【0022】
【化3】
【0023】6.式3で表される繰り返し単位と式4で
表される繰り返し単位とのモル分率が5:95〜95:5で
ある項5に記載のポリウレタン。
【0024】7.式5で表される構造を有するポリウレ
タンであって、YがBPEF残基である繰り返し単位及
びYがアルキレンオキシド残基である繰り返し単位をそ
れぞれ少なくとも1個有するポリウレタン。
【0025】式5中、nは重合度を示す2以上の整数を
示し、Xはアルキレン基、アルキル基を有することがで
きるシクロアルキレン基、アルキル基を有することがで
きるジシクロヘキシルメタン基、アルキル基を有するこ
とができる水素化キシリレン基、アルキル基を有するこ
とができるフェニレン基、アルキル基を有することがで
きるキシリレン基、アルキル基を有することができるジ
フェニルメタン基又はアルキル基を有することができる
ナフタレン基を示し、Yは式6で表されるBPEF残基
又は式7:-(-O-R-)m-O-で表されるアルキレンオキ
シド残基を示す。式7中、Rは炭素数4以上のアルキレ
ン基を示す。
【0026】
【化4】
【0027】8.YがBPEF残基である繰り返し単位
とYがアルキレンオキシド残基である繰り返し単位との
モル分率が5:95〜95:5である項7に記載のポリウレ
タン。
【0028】9.Xがヘキサメチレン基である項4〜8
のいずれかに記載のポリウレタン。
【0029】10.Xがトリレン基である項4〜8のいず
れかに記載のポリウレタン。
【0030】11.Xがキシリレン基である項4〜8のい
ずれかに記載のポリウレタン。
【0031】12.Xがジフェニルメタン基である項4〜
8のいずれかに記載のポリウレタン。
【0032】13.重量平均分子量が5000以上である項1
〜12のいずれかに記載のポリウレタン。
【0033】14.(1)1種又は2種以上のポリイソシ
アネートと(2)BPEF及び(3)BPEF以外の1
種又は2種以上のポリオールとを反応させることを特徴
とするポリウレタンの製造方法。
【0034】15.(1)1種又は2種以上のポリイソシ
アネートと(3)BPEF以外の1種又は2種以上のポ
リオールとを反応させることにより得られるウレタンプ
レポリマーと(2)BPEFとを反応させることを特徴
とするポリウレタンの製造方法。
【0035】16.(3)BPEF以外のポリオールがポ
リカーボネートジオール、ポリエステルカーボネートジ
オール、式1:H-(-O-R-)m-OHで表される1種又は
2種以上のジヒドロキシ化合物、ポリエステルジオール
及びポリカプロラクトンジオールからなる群から選択さ
れる1種又は2種以上のポリオールである項14又は15に
記載のポリウレタンの製造方法。
【0036】式1中、Rは炭素数4以上(好ましくは4
〜10)のアルキレン基を示し、mは自然数(例えば2以
上、好ましくは5以上、更に好ましくは10以上、通常は
100以下、好ましくは80以下、更に好ましくは60以下、
特に好ましくは50以下の自然数)を示す。
【0037】17.(1)ポリイソシアネートが式2:O
CN-X-NCOで表される有機ジイソシアネートである
項14〜16のいずれかに記載のポリウレタンの製造方法。
【0038】式2中、Xはアルキレン基、アルキル基を
有することができるシクロアルキレン基、アルキル基を
有することができるジシクロヘキシルメタン基、アルキ
ル基を有することができる水素化キシリレン基、アルキ
ル基を有することができるフェニレン基、アルキル基を
有することができるキシリレン基、アルキル基を有する
ことができるジフェニルメタン基又はアルキル基を有す
ることができるナフタレン基を示す。
【0039】18.BPEFからなるポリウレタン製造用
鎖伸長剤。
【0040】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態と
ともに説明する。
【0041】鎖伸長剤 本発明においては、BPEFをポリウレタンの鎖伸長剤
として使用する。すなわち、1種又は2種以上のポリイ
ソシアネートと1種又は2種以上のポリオールとを反応
させることにより得られるポリウレタン(プレポリマ
ー)にBPEFを反応させることにより、高分子量のポ
リウレタンとする。
【0042】BPEFは、鎖伸長剤として、単独で使用
又はBPEF以外のポリオール(通常は、低分子ポリオ
ール)と併用することができる。BPEF以外のポリオ
ールとしては、ポリウレタンの製造において従来から鎖
伸長剤成分として使用されている公知のポリオール(通
常は低分子ポリオール)を使用することができ、例え
ば、低分子ポリオール、即ち、イソシアネート基と反応
する活性水素原子を2個又は3個以上有する低分子化合
物を使用することができる。
【0043】ポリウレタン 〔A〕 本発明のポリウレタンは、例えば、式3で表さ
れる繰り返し単位及び式4で表される繰り返し単位を有
する。好ましい実施の形態では、式3で表される繰り返
し単位と式4で表される繰り返し単位とのモル分率が
5:95〜95:5の範囲内にある。
【0044】本発明のポリウレタンは、式3又は式4で
表される繰り返し単位以外の繰り返し単位を有すること
ができる。式3又は式4で表される繰り返し単位以外の
繰り返し単位の割合は、通常30重量%以下、好ましくは
20重量%以下、更に好ましくは10重量%以下、特に好ま
しくは5重量%以下である。
【0045】〔B〕 本発明のポリウレタンは、例え
ば、式5で表される構造を有する。式5中、nは重合度
を示す2以上の整数であり、例えば5以上、更には10以
上、特には20以上で、通常は100以下、更には90以下、
特には80以下の整数を示す。
【0046】式5中、Yは式6で表されるBPEF残基
又は式7:-(-O-R-)m-O-で表されるアルキレンオキ
シド残基を示す。
【0047】本発明のポリウレタンは、YがBPEF残
基である繰り返し単位及びYがアルキレンオキシド残基
である繰り返し単位をそれぞれ少なくとも1個有する。
【0048】好ましい実施の形態では、YがBPEF残
基である繰り返し単位とYがアルキレンオキシド残基で
ある繰り返し単位とのモル分率が5:95〜95:5の範囲
内にある。本発明のポリウレタンは、式5で表される構
造に含まれる繰り返し単位以外の繰り返し単位を有する
ことがでる。式5で表される構造に含まれる繰り返し単
位以外の繰り返し単位の割合は、通常30重量%以下、好
ましくは20重量%以下、更に好ましくは10重量%以下、
特に好ましくは5重量%以下である。
【0049】〔C〕 式3及び式4又は式5中、Xは2
価の有機基であり、例えば、脂肪族炭化水素残基、脂環
式炭化水素残基、芳香族炭化水素残基を示す。
【0050】脂肪族炭化水素残基としては、直鎖の又は
分岐を有するアルキレン基(例えば、炭素数1〜20、好
ましくは3〜10のアルキレン基)がある。
【0051】脂環式炭化水素残基としては、例えば、1
個又は2個以上のアルキル基(例えば炭素数1〜6、好
ましくは1〜3のアルキル基)を有することができるシ
クロアルキレン基(例えばシクロヘキシレン基、デカリ
ン基等);1個又は2個以上のアルキル基(例えば炭素
数1〜6、好ましくは1〜3のアルキル基)をシクロヘ
キシレン基上又はメチレン基上に有することができるジ
シクロヘキシルメタン基;1個又は2個以上のアルキル
基(例えば炭素数1〜6、好ましくは1〜3のアルキル
基)をシクロヘキシレン基上又はメチレン基上に有する
ことができる水素化キシリレン基がある。
【0052】芳香族炭化水素残基としては、例えば、1
個又は2個以上のアルキル基(例えば炭素数1〜6、好
ましくは1〜3のアルキル基)を有することができるフ
ェニレン基(例えばフェニレン基、トリレン基);1個
又は2個以上のアルキル基(例えば炭素数1〜6、好ま
しくは1〜3のアルキル基)をフェニレン基上又はメチ
レン基上に有することができるキシリレン基;1個又は
2個以上のアルキル基(例えば炭素数1〜6、好ましく
は1〜3のアルキル基)をフェニレン基上又はメチレン
基上に有することができるジフェニルメタン基;1個又
は2個以上のアルキル基(例えば、炭素数1〜6、好ま
しくは1〜3のアルキル基)を有することができるナフ
タレン基を示す。
【0053】式4又は式7中、Rはアルキレン基、特に
炭素数4以上(好ましくは4〜10)のアルキレン基を示
す。
【0054】本発明のポリウレタンは、例えば、重量平
均分子量が10000以上、好ましくは20000以上、より好ま
しくは40000以上、通常は400000以下、更には300000以
下、特には200000以下の範囲にある。重量平均分子量が
高すぎるとフィルム形成能が低下する傾向がある。本発
明のポリウレタンは、例えば、シート又はフィルムに成
形して使用することができる。
【0055】本発明のポリウレタンは、必要に応じて酸
化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、染料、充填剤等の添加
剤を配合した樹脂組成物として使用することができる。
【0056】ポリウレタンの製造方法 本発明のポリウレタンは、各成分を溶融状態で反応させ
るバルク重合法、単独又は混合溶剤中で反応させる溶液
重合法等のよく知られた方法によって製造することがで
きる。
【0057】本発明のポリウレタンは(1)1種又は2
種以上のポリイソシアネートと(2)BPEF及び
(3)BPEF以外の1種又は2種以上のポリオールと
を反応(ウレタン重合)させることにより製造すること
ができる。
【0058】本発明のポリウレタンは(1)ポリイソシ
アネートと(3)BPEF以外のポリオールとを反応さ
せることにより得られるウレタンプレポリマーに鎖伸長
剤として(2)BPEFを反応させることにより製造す
ることができる。
【0059】(1)ポリイソシアネートと(2)BPE
F及び(3)BPEF以外のポリオールとを、NCO/
OH比が当量で、例えば、0.98/1〜1.05/1となる割
合で反応させることにより、本発明のポリウレタンを効
率よく製造することができる。
【0060】(2)BPEFと(3)BPEF以外のポ
リオールとの使用割合(モル比)は、例えば、5:95〜
95:5とすることができる。
【0061】(1)ポリイソシアネートと(2)BPE
F及び(3)BPEF以外のポリオール又は(3)BP
EF以外のポリオールとの反応、並びに、(1)ポリイ
ソシアネートと(3)BPEF以外のポリオールとを反
応させることにより得られるウレタンプレポリマーと
(2)BPEFとの反応は、それぞれ、溶媒の存在下又
は不存在下において、必要に応じて撹拌しながら、温度
50℃以上、好ましくは60℃以上、更に好ましくは70℃以
上で、通常は200℃以下、好ましくは160℃以下におい
て、0.5時間以上、好ましくは1時間以上、更に好まし
くは2時間以上、通常は48時間以下、好ましくは36時間
以下、更に好ましくは24時間以下加熱することにより、
実施することができる。
【0062】溶媒としては、特に限定されるものではな
いが、例えば、ベンゼン、トルエン、クロロベンゼン、
o−ジクロロベンゼン、ジメチルホルムアミド(DM
F)、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等
を使用することができる。
【0063】(1)ポリイソシアネート ポリイソシアネートとしては、特に制限はなく、ポリウ
レタンの製造に従来から使用されているポリイソシアネ
ートをいずれも使用することができる。
【0064】ポリイソシアネートとしては、特に限定さ
れるものではないが、式2:OCN-X-NCOで表され
る有機ジイソシアネートを使用することができる。
【0065】式2中、Xは2価の有機基であり、例え
ば、脂肪族炭化水素残基、脂環式炭化水素残基、芳香族
炭化水素残基を示す。
【0066】脂肪族炭化水素残基としては、直鎖の又は
分岐を有するアルキレン基(例えば炭素数1〜20、好ま
しくは3〜10のアルキレン基)がある。
【0067】脂環式炭化水素残基としては、例えば、1
個又は2個以上のアルキル基(例えば炭素数1〜6、好
ましくは1〜3のアルキル基)を有することができるシ
クロアルキレン基(例えば、シクロへキシレン基、デカ
リン基等);1個又は2個以上のアルキル基(例えば炭
素数1〜6、好ましくは1〜3のアルキル基)をシクロ
ヘキシレン基上又はメチレン基上に有することができる
ジシクロヘキシルメタン基;1個又は2個以上のアルキ
ル基(例えば炭素数1〜6、好ましくは1〜3のアルキ
ル基)をシクロヘキシレン基上又はメチレン基上に有す
ることができる水素化キシリレン基等)がある。
【0068】芳香族炭化水素残基としては、例えば、1
個又は2個以上のアルキル基(例えば炭素数1〜6、好
ましくは1〜3のアルキル基)を有することができるフ
ェニレン基(例えばフェニレン基、トリレン基);1個
又は2個以上のアルキル基(例えば炭素数1〜6、好ま
しくは1〜3のアルキル基)をフェニレン基上又はメチ
レン基上に有することができるキシリレン基;1個又は
2個以上のアルキル基(例えば炭素数1〜6、好ましく
は1〜3のアルキル基)をフェニレン基上又はメチレン
基上に有することができるジフェニルメタン基;又は1
個又は2個以上のアルキル基(例えば炭素数1〜6、好
ましくは1〜3のアルキル基)を有することができるナ
フタレン基がある。
【0069】ジイソシアネートとしては、特に限定され
るものではないが、例えば、直鎖又は分岐の脂肪族ジイ
ソシアネート、脂環族ジイソシアネート、芳香族ジイソ
シアネート等の1種又は2種以上を使用することができ
る。
【0070】脂肪族ジイソシアネートとしては、例え
ば、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、テト
ラメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチル-1,6-
ヘキサメチレンジイソシアネート等を使用することがで
きる。
【0071】脂環族ジイソシアネートとしては、4,4'-
ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロン
ジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート
等を使用することができる。
【0072】芳香族ジイソシアネートとしては、トリレ
ンジイソシアネート(TDI)、4,4'-ジフェニルメタ
ンジイソシアネート(MDI)、3,3'-メチレンジトリ
レン-4,4'-ジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネ
ート(例えば、1,5-ナフタレンジイソシアネート)、キ
シリレンジイソシアネート(XDI)、フェニレンジイ
ソシアネート、3,3'-ジクロロ-4,4'-ジフェニルメタン
ジイソシアネート等を使用することができる。
【0073】(2)BPEF BPEFは、剛直なフルオレン環と2つのベンゼン環を
有することにより、フルオレン環の平面とベンゼン環の
平面とが互いに直交する立体配座に起因する低温脆性抑
制効果を付与する単量体として極めて有効なものであ
る。
【0074】BPEFは、例えば、フルオレンとフェノ
キシエタノールとを反応させることによって製造するこ
とができる。フルオレンとフェノキシエタノールとは、
例えば、硫酸及びチオールを触媒として使用することに
より反応させることができる。
【0075】(3)BPEF以外のポリオール BPEF以外のポリオールとしては、分子内にイソシア
ネート基と反応する2個又は3個以上の水酸基(活性水
素原子)を有する化合物を使用することができる。BP
EF以外のポリオールとしては、1種若しくは2種以上
の低分子ポリオール及び/又は1種又は2種以上の高分
子ポリオールを使用することができる。低分子ポリオー
ルと高分子ポリオールとを併用する場合には、低分子ポ
リオールを鎖伸長剤として使用することもができる。
【0076】低分子ポリオールとしては、例えば、脂肪
族ジオール類(特に炭素数4以上、好ましくは4〜10の
脂肪族ジオール類)、脂環族ジオール類、芳香環含有ジ
オール類等を使用することができる。
【0077】脂肪族ジオール類としては、例えば、エチ
レングリコール、1,2-プロパンジオール、1,4-ブタンジ
オール、2-メチル-1,4-ブタンジオール、ネオペンチル
グリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘ
キサンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、2,7
-ジメチル-1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオー
ル、2-メチル-1,9-ノナンジオール、2,8-ジメチル-1,9-
ノナンジオール、1,10-デカンジオール、2,2-ジエチル-
1,3-プロパンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパ
ンジオール等を挙げることができる。
【0078】脂環族ジオール類としては、例えば、シク
ロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノー
ル等を挙げることができる。芳香環含有ジオール類とし
ては、例えば、1,4-ビス(β-ヒドロキシエトキシ)ベン
ゼン等を挙げることができる。
【0079】高分子ポリオールとしては、例えば、
(1)ヒドロキシル化合物(例えば、1,4-ブタンジオー
ル、1,6-ヘキサンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパ
ンジオール、1,8-オクタンジオール)とアリールカーボ
ネート(例えば、ジフェニルカーボネート)とのエステ
ル交換反応により得られるポリカーボネートジオール、
(2)エチレンカーボネートを多価アルコール(例え
ば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチ
レングリコール、ネオペンチルグリコール)と反応さ
せ、次いで得られた反応混合物を有機ジカルボン酸(例
えば、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸)と反応
させることにより得られるポリオール、(3)ポリエス
テルポリカーボネート、例えば、ジオールポリエステル
グリコール(例えば、ポリカプロラクトン)とアルキレ
ンカーボネートとの反応物、(4)ポリエステルジオー
ル、例えば、ポリエチレンアジペート、(5)ポリカプ
ロラクトンジオール、(6)炭素数4以上(好ましくは
4〜10)のアルキレングリコールの脱水縮合体(例え
ば、ポリテトラメチレンエーテルグリコール〔PTM
G〕)等が挙げられる。
【0080】高分子ポリオールとしては、例えば、数平
均分子量が500以上、好ましくは1000以上、更に好まし
くは1500以上、通常は10000以下、更には8000以下、特
には6000以下の縮合体を使用することができる。
【0081】BPEF以外のポリオールとしては、例え
ば、式1:H-(-O-R-)m-OHで表される1種又は2種
以上のジヒドロキシ化合物を使用することができる。式
1中、Rは炭素数4以上(好ましくは4〜10)のアルキ
レン基を示し、mは自然数(例えば2以上、好ましくは
5以上、更に好ましくは10以上、通常は100以下、好ま
しくは80以下、更に好ましくは60以下、特に好ましくは
50以下の自然数)を示す。
【0082】
【発明の効果】本発明によれば、低温下での弾性保持性
及び寸法安定性に優れたポリウレタンを製造することが
できる。本発明によって得られるポリウレタンは、低温
下での各種の広範囲な用途において極めて有用である。
【0083】本発明のポリウレタンは、低温領域(例え
ば−100℃以下)においても高強度及び低収縮率を示す
ので、低温用素材、例えば、低温流体(例えば、LN
G、液体窒素)の輸送用材料又は貯蔵用材料(例えば、
輸送配管用パッキン、貯蔵容器)、超伝導ケーブル、リ
ニアモーターカー等の素材として有用である。
【0084】
【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
い。
【0085】実施例1 反応容器に、高分子ポリオールとして両末端に水酸基を
持つ数平均分子量2000のPTMG(100重量部)、有機
ジイソシアネートとしてMDI(52.84重量部)を加
え、130℃にて窒素下60分撹拌し、プレポリマーを合成
する。これに鎖伸長剤としてBPEF(66.34重量部)
を加えて撹拌し、重合物を得た。
【0086】その後100℃で20時間熱処理を行い、室温
まで冷却後重合物を粉砕しフレーク状の樹脂を得た。生
成物は赤外分光分析(IR)によりウレタンの生成を確
認した。結果を以下に示す(単位は波数cm-1)。また、
IRのチャートを図1に示す。
【0087】747.8(フルオレン骨格のCH面外変角振
動、823.8(パラ置換ベンゼンCH面外変角振動)、109
6.9(脂肪族エーテルC-O-C伸縮)、1215.7(芳香族
C-O-C伸縮)、1507.8、1602.8(ベンゼン環)、173
1.1(ウレタンC=O伸縮)、2855.8(脂肪族炭化水
素)、3286.1(ウレタンN-H伸縮)。
【0088】図1中、AはウレタンのN-H伸縮に帰属
する吸収、Bはベンゼン環CH伸縮に帰属する吸収、C
は脂肪族炭化水素CH2に帰属する吸収、Dは空気中の
CO2に帰属する吸収、EはウレタンC=O伸縮に帰属す
る吸収、Fはベンゼン環に帰属する吸収、Gはベンゼン
環に帰属する吸収、HはCH2変角に帰属する吸収、I
は芳香族系のC-O-Cに帰属する吸収、Jは脂肪族系の
C-O-C伸縮に帰属する吸収、Kはパラ置換ベンゼンC
H面外変角に帰属する吸収、Lはフルオレン骨格CH面
外変角に帰属する吸収である。
【0089】比較例1 有機ジイソシアネートとしてMDI(65.56重量部)、
鎖伸長剤として1,4-ブタンジオール(17.98重量部)を
用いた以外は実施例1と同様に行った。
【0090】
【低温強度の測定】実施例1及び比較例1で合成したポ
リウレタンのシャルピー衝撃強度(JIS7111に準拠)を
−150℃で測定した。
【0091】
【表1】 ポリウレタン シャルピー衝撃強度 (kgf・cm/cm 2 実施例1 BPEF-MDI-PTMG 29,3比較例1 1,4-ブタンジオール-MDI-PTMG 10.2
【0092】
【低温収縮率の測定】実施例1及び比較例1で合成した
ポリウレタンの収縮率(JIS7197に準拠)を圧縮荷重法
により−150℃〜+30℃で測定した。
【0093】
【表2】 ポリウレタン 収縮率(%) 実施例1 BPEF-MDI-PTMG 1.7比較例1 1,4-ブタンジオール-MDI-PTMG 2.8
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られたポリウレタンのIRのチャ
ートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 光昭 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 隅田 幸一 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 佐々木 肇 徳島県徳島市川内町中島635 日清紡績株 式会社徳島工場内 (72)発明者 榎本 光宏 徳島県徳島市川内町中島635 日清紡績株 式会社徳島工場内 Fターム(参考) 4J034 BA08 CA04 CB03 CB07 CC08 CC12 CC22 CC23 CC26 CC44 CC45 CC53 CC54 CC62 CC65 CC67 CC68 CD04 DA01 DB04 DB07 DC50 DF02 DF03 DF12 DF16 DF20 DG02 DG05 DG06 DG08 HA01 HA02 HA07 HC03 HC12 HC13 HC17 HC22 HC46 HC52 HC61 HC64 HC67 HC71 HC73 JA42 QA05 QB14 QB15

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)1種又は2種以上のポリイソシア
    ネートと(2)9,9-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)フ
    ェニル)フルオレン〔BPEF〕及び(3)BPEF以
    外の1種又は2種以上のポリオールとを反応させること
    により得られるポリウレタン。
  2. 【請求項2】 (3)BPEF以外のポリオールがポリ
    カーボネートジオール、ポリエステルカーボネートジオ
    ール、式1:H-(-O-R-)m-OHで表される1種又は2
    種以上のジヒドロキシ化合物、ポリエステルジオール及
    びポリカプロラクトンジオールからなる群から選択され
    る1種又は2種以上のポリオールである請求項1に記載
    のポリウレタン〔式1中、Rは炭素数4以上のアルキレ
    ン基を示し、mは自然数を示す〕。
  3. 【請求項3】 (2)BPEFと(3)BPEF以外の
    ポリオールとのモル比が5:95〜95:5である請求項1
    又は2に記載のポリウレタン。
  4. 【請求項4】 (1)ポリイソシアネートが式2:OC
    N-X-NCOで表される有機ジイソシアネートである請
    求項1〜3のいずれかに記載のポリウレタン〔式2中、
    Xはアルキレン基、アルキル基を有することができるシ
    クロアルキレン基、アルキル基を有することができるジ
    シクロヘキシルメタン基、アルキル基を有することがで
    きる水素化キシリレン基、アルキル基を有することがで
    きるフェニレン基、アルキル基を有することができるキ
    シリレン基、アルキル基を有することができるジフェニ
    ルメタン基又はアルキル基を有することができるナフタ
    レン基を示す〕。
  5. 【請求項5】 式3で表される繰り返し単位及び式4で
    表される繰り返し単位を有するポリウレタン〔式3及び
    式4中、Xはアルキレン基、アルキル基を有することが
    できるシクロアルキレン基、アルキル基を有することが
    できるジシクロヘキシルメタン基、アルキル基を有する
    ことができる水素化キシリレン基、アルキル基を有する
    ことができるフェニレン基、アルキル基を有することが
    できるキシリレン基、アルキル基を有することができる
    ジフェニルメタン基又はアルキル基を有することができ
    るナフタレン基を示し、Rは炭素数4以上のアルキレン
    基を示し、mは自然数を示す〕。 【化1】
  6. 【請求項6】 式3で表される繰り返し単位と式4で表
    される繰り返し単位とのモル分率が5:95〜95:5であ
    る請求項5に記載のポリウレタン。
  7. 【請求項7】 式5で表される構造を有するポリウレタ
    ン〔式5中、nは重合度を示す2以上の整数を示し、X
    はアルキレン基、アルキル基を有することができるシク
    ロアルキレン基、アルキル基を有することができるジシ
    クロヘキシルメタン基、アルキル基を有することができ
    る水素化キシリレン基、アルキル基を有することができ
    るフェニレン基、アルキル基を有することができるキシ
    リレン基、アルキル基を有することができるジフェニル
    メタン基又はアルキル基を有することができるナフタレ
    ン基を示し、Yは式6で表されるBPEF残基又は式
    7:-(-O-R-)m-O-で表されるアルキレンオキシド残
    基を示す〕であって、YがBPEF残基である繰り返し
    単位及びYがアルキレンオキシド残基である繰り返し単
    位をそれぞれ少なくとも1個有するポリウレタン〔式7
    中、Rは炭素数4以上のアルキレン基を示す〕。 【化2】
  8. 【請求項8】 YがBPEF残基である繰り返し単位と
    Yがアルキレンオキシド残基である繰り返し単位とのモ
    ル分率が5:95〜95:5である請求項7に記載のポリウ
    レタン。
  9. 【請求項9】 Xがヘキサメチレン基である請求項4〜
    8のいずれかに記載のポリウレタン。
  10. 【請求項10】 Xがトリレン基である請求項4〜8の
    いずれかに記載のポリウレタン。
  11. 【請求項11】 Xがキシリレン基である請求項4〜8
    のいずれかに記載のポリウレタン。
  12. 【請求項12】 Xがジフェニルメタン基である請求項
    4〜8のいずれかに記載のポリウレタン。
  13. 【請求項13】 重量平均分子量が5000以上である請求
    項1〜12のいずれかに記載のポリウレタン。
  14. 【請求項14】 (1)1種又は2種以上のポリイソシ
    アネートと(2)9,9-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)
    フェニル)フルオレン〔BPEF〕及び(3)BPEF
    以外の1種又は2種以上のポリオールとを反応させるこ
    とを特徴とするポリウレタンの製造方法。
  15. 【請求項15】 (1)1種又は2種以上のポリイソシ
    アネートと(3)9,9-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)
    フェニル)フルオレン〔BPEF〕以外の1種又は2種
    以上のポリオールとを反応させることにより得られるウ
    レタンプレポリマーと(2)BPEFとを反応させるこ
    とを特徴とするポリウレタンの製造方法。
  16. 【請求項16】 (3)BPEF以外のポリオールがポ
    リカーボネートジオール、ポリエステルカーボネートジ
    オール、式1:H-(-O-R-)m-OHで表される1種又は
    2種以上のジヒドロキシ化合物、ポリエステルジオール
    及びポリカプロラクトンジオールからなる群から選択さ
    れる1種又は2種以上のポリオールである請求項14又は
    15に記載のポリウレタンの製造方法〔式1中、Rは炭素
    数4以上のアルキレン基を示し、mは自然数を示す〕。
  17. 【請求項17】 (1)ポリイソシアネートが式2:O
    CN-X-NCOで表される有機ジイソシアネートである
    請求項14〜16のいずれかに記載のポリウレタンの製造方
    法〔式2中、Xはアルキレン基、アルキル基を有するこ
    とができるシクロアルキレン基、アルキル基を有するこ
    とができるジシクロヘキシルメタン基、アルキル基を有
    することができる水素化キシリレン基、アルキル基を有
    することができるフェニレン基、アルキル基を有するこ
    とができるキシリレン基、アルキル基を有することがで
    きるジフェニルメタン基又はアルキル基を有することが
    できるナフタレン基を示す〕。
  18. 【請求項18】 9,9-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)
    フェニル)フルオレンからなるポリウレタン製造用鎖伸
    長剤。
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