JP2000128955A - 熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法 - Google Patents

熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法

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JP2000128955A
JP2000128955A JP10344813A JP34481398A JP2000128955A JP 2000128955 A JP2000128955 A JP 2000128955A JP 10344813 A JP10344813 A JP 10344813A JP 34481398 A JP34481398 A JP 34481398A JP 2000128955 A JP2000128955 A JP 2000128955A
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diol
thermoplastic polyurethane
polyurethane resin
polyisocyanate
chain extender
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JP10344813A
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Hiroshi Terayama
博史 寺山
Masato Ishihara
眞人 石原
Koji Kanetani
紘二 金谷
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Nippon Miractran Co Ltd
Original Assignee
Nippon Miractran Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的特性に優れた熱可塑性ポリウレタン樹
脂の製造方法を提供する。 【解決手段】 高分子ジオール、鎖延長剤及びポリイソ
シアネートを反応させてなる熱可塑性ポリウレタン樹脂
において、鎖延長剤として、2,6−ナフタレンジカル
ボン酸と低分子ジオールから得られるジオールを用いる
ことを特徴とする機械的強度の優れた熱可塑ポリウレタ
ン樹脂の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械的強度の優れ
た熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、熱可塑性ポリウレタン樹脂(以
下、TPUと略)に機械的強度を付与する方法として
は、高分子ジオールおよび鎖延長剤の全活性水素基モル
数に対するポリイソシアネートのイソシアネート基モル
数の比(R値)を上げる、高分子ジオールの全活性水素
基モル数に対する鎖延長剤の全活性水素基モル数の比
(R’値)を上げる、フェニル核を有する低分子ジオー
ル(例えば、ビス−β−ヒドロキシエトキシベンゼン、
1,4−シクロヘキサンジメタノールなど)を鎖延長剤
として用いるなどの方法が取られてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のR値を上げる方法では、過剰のイソシアネート基の
安定化が非常に難しく、逆に機械的強度を低下させたり
熱間成形性を悪くさせたりと言った問題があった。ま
た、R’値を上げる方法やフェニル核を有する低分子ジ
オールを鎖延長剤に使用する方法では、硬さアップで目
標硬度が得られないとか、流動性が悪いと言った問題が
あった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、この様な
従来の問題点を改善するために鋭意検討した結果、鎖延
長剤として、2,6−ナフタレンジカルボン酸と低分子
ジオールから得られるジオールを用いることで機械的強
度に優れた熱可塑ポリウレタン樹脂を製造することがで
きることを見いだし本発明を完成させるに至った。
【0005】すなわち本発明により、高分子ジオール、
鎖延長剤及びポリイソシアネートを反応させてなる熱可
塑性ポリウレタン樹脂において、鎖延長剤として、2,
6−ナフタレンジカルボン酸と低分子ジオールから得ら
れるジオールを用いることを特徴とする機械的強度の優
れた熱可塑ポリウレタン樹脂の製造方法が提供される。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明に用いられる高分子ジオー
ルとしては、通常ポリイソシアネートの反応相手に用い
られる末端に水酸基を有する分子量400〜10000
のポリエーテル類、ポリエステル類、ポリエステルアミ
ド類、ポリエーテルエステル類、ポリカーボネート類な
どを挙げることができる。ポリエーテル類としては、例
えば、テトラヒドロフラン、プロピレンオキシド及びエ
チレンオキシドの重合生成物、あるいはこれらの共重合
生成物、またはポリエーテルのビニル単量体によるグラ
フト重合体などを挙げることができる。ポリエステル類
及びポリエステルアミド類としては、多価アルコール類
と多価カルボン酸とから、場合によりジアミンまたはア
ミノアルコール類を併用して、縮合反応により得られる
ものが挙げられる。この多価アルコール類としては、例
えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、
1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール、2−メチルプロパンジ
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、2−メチルオクタンジオール、
1,9ノナンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタ
ノールなどがある。多価カルボン酸としては、例えば、
琥珀酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、水添ダ
イマー酸、フタル酸、フタル酸アルキルエステル類、マ
レイン酸、フマール酸、イタコン酸などがある。また、
ブチロラクトン、バレロラクトン、カプロラクトンなど
の環状エステル類の開環重合によって得られるものも挙
げられる。ポリエーテルエステル類としては、上記ポリ
エステル類を得る際の縮合反応に使用する多価アルコー
ル類の一部あるいは全部にポリエーテル類を用いるほか
はポリエステル類と同じようにして得られるものが挙げ
られる。ポリカーボネート類としては、1,6−ヘキサ
ンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールなど
のジオール類と、ジアルキルカーボネート、ジアリール
カーボネートあるいはエチレンカーボネートのような環
状カーボネートとのエステル交換反応によって得られる
ものが挙げられる。
【0007】本発明に用いられる鎖延長剤としては、
2,6−ナフタレンジカルボン酸と低分子ジオールから
得られるジオールである。低分子ジオールとしては、熱
可塑性ポリウレタン樹脂に使用される鎖延長剤として公
知の分子量400未満のものを用いることができる。例
えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、
1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオー
ル、ビス−β−ヒドロキシエトキシベンゼン、3−メチ
ル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどである。
2,6−ナフタレンジカルボン酸と低分子ジオールから
ジオールを得る方法は、2,6−ナフタレンジカルボン
酸1モルと低分子ジオール2モル以上による通常のエス
テル化反応によって得ることができる。或いは、2,6
−ナフタレンジカルボン酸のメチルエステル1モルと低
分子ジオール2モル以上によるエステル交換反応により
得ることができる。
【0008】本発明に用いられるポリイソシアネートと
しては、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソ
シアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチ
ルキシリレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシア
ネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど及びこ
れらの異性体からなる芳香族ジイソシアネート、1,6
−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,12−ドデカ
ンジイソシアネート、トリメチル−ヘキサメチレンジイ
ソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート、シクロヘ
キサンジイソシアネート、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、水添キシ
リレンジイソシアネート、ノルボルナン−ジイソシアネ
ートメチルなどの脂環式ジイソシアネートなどを挙げる
ことができる。また、これらの化合物と活性水素基含有
化合物との反応によるイソシアネート基末端化合物、あ
るいは、これらの化合物の反応、例えばカルボジイミド
化反応などによるポリイソシアネート変成体なども挙げ
ることができる。また、メタノール、n−ブタノール、
ベンジルアルコール、アセト酢酸エチル、ε−カプロラ
クタム、メチルエチルケトンオキシム、フェノール、ク
レゾールなどの活性水素を分子内に1個有するブロック
剤で一部を安定化したポリイソシアネートも挙げること
ができる。
【0009】本発明のTPUを製造する際には、必要に
応じ触媒を添加することができる。使用できる触媒は、
例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、N
−メチルイミダゾール、N−エチルモルホリン、1,8
−ジアザビシクロ−5,4,0−ウンデセン−7(DB
U)などのアミン類、酢酸カリウム、スタナスオクトエ
ート、ジブチルチンジラウレートなどの有機金属類、ト
リブチルホスフィン、ホスフォレン、ホスフォレンオキ
サイドなどのリン系化合物である。
【0010】本発明のTPUは、高分子ジオール、鎖延
長剤及びポリイソシアネートの3成分を、高分子ジオー
ルおよび鎖延長剤の全活性水素基モル数に対するポリイ
ソシアネートのイソシアネート基モル数の比(R値)を
0.7〜1.3、好ましくは0.9〜1.10になるよ
うに配合して製造される。鎖延長剤と高分子ジオール
は、鎖延長剤の活性水素基モル数と高分子ジオールの活
性水素基モル数の比(R’値)が0.1〜15になるよ
うに配合するのが好ましい。
【0011】本発明のTPUの製造には、公知のTPU
の製造方法、例えば、ワンショット法、プレポリマー
法、バッチ反応法、連続反応法、ニーダーによる方法、
押出機による方法などの方法が採用できる。例えば、ニ
ーダーによる方法では、ニーダーに高分子ジオール及び
鎖延長剤を仕込み、80℃に加温後、ポリイソシアネー
トを投入し、10〜60分反応させ、冷却することによ
り粉末状またはブロック状のTPUを製造することがで
きる。これらの粉末状又はブロック状の樹脂は、必要に
応じ押出機などによりペレット状にする。製造に用いる
装置は、多成分計量混合機などを連結したニーダー、一
軸あるいは多軸押出機などが使用できる。
【0012】本発明によって得られるTPUは、必要に
応じて他の樹脂を添加することができる。使用できる樹
脂は、例えば、ABS樹脂、SAN樹脂、塩化ビニル樹
脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポ
リアセタール、ポリアミド、ポリエステル、ポリエステ
ルエーテル、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、アミノ
樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂など
である。これらの樹脂は、本発明のTPU組成物100
重量部に対し1から100重量部添加することができ
る。
【0013】本発明によって得られるTPUは、必要に
応じて他の物質を添加することができる。添加できる物
質は、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐熱向上
剤、可塑剤、滑剤、帯電防止剤、導電付与剤、着色剤、
無機および有機充填剤、繊維系補強材、加水分解防止
剤、反応遅延剤などである。
【0014】本発明のTPUは、一般に用いられている
TPUの成形方法及び成形条件が適用される。例えば、
押出成形、射出成形、吹込成形、カレンダー加工、ロー
ル加工、プレス加工、遠心成形、回転成形等の成形方法
がある。
【0015】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、鎖
延長剤として、2,6−ナフタレンジカルボン酸と低分
子ジオールから得られるジオールを用いることにより機
械的特性に優れた熱可塑ポリウレタン樹脂の製造方法を
提供できる。本発明によって得られたTPUは、例えば
高圧ホース、医療用チューブ、油・空圧チューブ、散水
用チューブ、消防ホースなどのチューブホース類、エア
ーマット、ダイヤフラム、キーボードシート、合成皮
革、ライフジャケット、ウエットスーツなどのフイルム
類、電力・通信ケーブル、コンピュータ配線、自動車配
線、各種カールコードなどの電線・ケーブル類、各種ロ
ープ類、各種駆動ベルト類、各種搬送ベルト頚、各種食
品搬送ベルト類、スリップ止めなど各種異型押出成型
品、また射出成形関係では、ボールジョイント、ダスト
カバー、ペダルストッパー、ドアロックストライカー、
ブッシュ、スプリングカバー、軸受け、防振部品、など
の自動車部品、各種ギヤ、シール・パッキン、コネクタ
ー、ラバースクリーン、印字ドラムなどの機械部品、ス
ポーツシューズのソール及びポイント、婦人靴トップリ
フトなどの靴関連部品、ローラー、キャスター、グリッ
プ、スノーチェーン、などにも有効に使用することがで
きる。
【0016】
【実施例】本発明について、参考例、実施例及び比較例
によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより
何ら限定されるものではない。参考例、実施例及び比較
例において、「部」は全て「重量部」を意味する。な
お、実施例、比較例及び参考例において使用した化合物
は、それぞれ次の略号により表記する。 ENDC:エチレングリコール2,6−ナフタレンジカ
ルボン酸ジエステル BNDC:ブタンジオール2,6−ナフタレンジカルボ
ン酸ジエステル NDC :2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエ
ステル 1,4−BG:1,4−ブタンジオール EG:エチレングリコール MDI:4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート TBT:テトラブトキシチタニューム
【0017】参考例1(BNDCの合成) 温度計、撹拌装置及び窒素ガス吹き込み口を備えた内容
量1リットルの四つ口フラスコにNDCを244g(1
モル)、1,4−BGを450g(5モル)を,TBT
を21μl入れて窒素置換をしながら加熱撹拌を行な
い、液温を170℃に調整した。170℃で約1時間エ
ステル交換反応を行った後、加熱を止めて80℃になる
まで放冷し、液温が80℃になった後、減圧しながら脱
メタノール処理を行ない、BNDC/1,4−BG=1
/3(モル比)からなる本発明のジオールを得た。な
お、BNDCの生成は、lR,GPC及びDSCにて確
認した。
【0018】参考例2(ENDCの合成) 温度計、撹拌装置及び窒素ガス吹き込み口を備えた内容
量1リットルの四つ口フラスコにNDCを244g(1
モル)、EGを310g(5モル)を,TBTを16μ
l入れて窒素置換をしながら加熱撹拌を行ない、液温を
170℃に調整した。170℃で約1時間エステル交換
反応を行った後、加熱を止めて80℃になるまで放冷
し、液温が80℃になった後、減圧しながら脱メタノー
ル処理を行ない、ENDC/EG=1/3(モル比)か
らなる本発明のジオールを得た。なお、ENDCの生成
は、lR,GPC及びDSCにて確認した。
【0019】実施例1 撹拌機の付いた反応容器に、高分子ジオールとしてエー
テル系ジオール(保土谷化学製PTG1000、水酸基
価112:KOHmg/g)100部に、鎖延長剤とし
て参考例1で得たジオール31.5部を加え均一に混合
し、100℃に調整後MDIを78.8部加え、ウレタ
ン化反応を行った。反応物が90℃になったところでバ
ット上に流し込み固化させた。得られた固形物を80℃
の電気炉で24時間熟成させ、冷却した後、固形物を粉
砕し本発明のTPU202部を得た。得られたTPUを
射出成型機を用いて、成形温度160〜200℃、成形
圧力600kgf/cmの条件で110×55×2m
mのシートを成形した。このシートを室温で16時間放
置後、引っ張り試験(JIS−K7311に準拠)を行
った。それらの結果を表1に示す。
【0020】実施例2 撹拌機の付いた反応容器に、高分子ジオールとしてエー
テル系ジオール(保土谷化学製PTG1000、水酸基
価112:KOHmg/g)100部に、鎖延長剤とし
て参考例2で得たジオール24.5部を加え均一に混合
し、100℃に調整後MDIを78.8部加え、ウレタ
ン化反応を行った。反応物が90℃になったところでバ
ット上に流し込み固化させた。得られた固形物を80℃
の電気炉で24時間熟成させ、冷却した後、固形物を粉
砕し本発明のTPU195部を得た。得られたTPUを
実施例1と同じ方法で処理し試験した。それらの結果を
表1に示す。
【0021】比較例1 撹拌機の付いた反応容器に、高分子ジオールとしてエー
テル系ジオール(保土谷化学製PTG1000、水酸基
価112mg/g)100部に、鎖延長剤として1,4
−ブタンジオールを18部加え均一に混合し、100℃
に調整後MDIを78.8部加え、ウレタン化反応を行
った。反応物が90℃になったところでバット上に流し
込み固化させた。得られた固形物を80℃の電気炉で2
4時間熟成させ、冷却した後、固形物を粉砕してTPU
196.8部を得た。得られたTPUを実施例1と同じ
方法で処理し試験した。それらの結果を表1に示す。
【0022】比較例2 撹拌機の付いた反応容器に、高分子ジオールとしてエー
テル系ジオール(保土谷化学製PTG1000、水酸基
価112mg/g)100部に、鎖延長剤としてEGを
12.4部加え均一に混合し、100℃に調整後MDI
を78.8部加え、ウレタン化反応を行った。反応物が
90℃になったところでバット上に流し込み固化させ
た。得られた固形物を80℃の電気炉で24時間熟成さ
せ、冷却した後、固形物を粉砕してTPU191.2部
を得た。得られたTPUを実施例1と同じ方法で処理し
試験した。それらの結果を表1に示す。
【0023】
【表1】
フロントページの続き Fターム(参考) 4J034 BA08 CA04 CB03 CB07 CC03 CC07 CC12 CC13 CC15 CC23 CC26 CC45 CC52 CC62 CC65 CD06 DA01 DB04 DB07 DC02 DC50 DF01 DF02 DF11 DF12 DF16 DF20 DF21 DF22 DF32 DL03 HA01 HA07 HA11 HC03 HC12 HC13 HC17 HC22 HC46 HC52 HC54 HC61 HC64 HC67 HC71 HC73 HD03 HD04 HD05 HD12 KC02 KC17 KD02 KD11 KD12 KD14 KD17 PA03 QC07 RA02 RA03 RA10 RA11 RA12 RA14 RA15

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高分子ジオール、鎖延長剤及びポリイソ
    シアネートを反応させてなる熱可塑性ポリウレタン樹脂
    において、鎖延長剤として、2,6−ナフタレンジカル
    ボン酸と低分子ジオールから得られるジオールを用いる
    ことを特徴とする機械的強度の優れた熱可塑ポリウレタ
    ン樹脂の製造方法。
JP10344813A 1998-10-29 1998-10-29 熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法 Pending JP2000128955A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009508598A (ja) * 2005-09-20 2009-03-05 ポリィノボ バイオマテリアルズ ピーティワイ リミテッド 鎖延長剤

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