JP2001172338A - Graft polymerized functional polyurethane and method for synthesizing the same - Google Patents

Graft polymerized functional polyurethane and method for synthesizing the same

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JP2001172338A
JP2001172338A JP35771499A JP35771499A JP2001172338A JP 2001172338 A JP2001172338 A JP 2001172338A JP 35771499 A JP35771499 A JP 35771499A JP 35771499 A JP35771499 A JP 35771499A JP 2001172338 A JP2001172338 A JP 2001172338A
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polyurethane
functional
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monomer
grafted
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JP35771499A
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Japanese (ja)
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Takao Yamauchi
隆夫 山内
Tadao Nakaya
忠雄 仲矢
Michiaki Hida
道昭 飛田
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Taiho Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Taiho Kogyo Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a novel graft polymerized functional polyurethane comprising a high molecular compound prepared by bonding functional monomers to a polyurethane as a main chain by graft polymerization, having not only the properties of the polyurethane but also those of the side chain block polymers introduced by the graft polymerization which include hydrophilicity, lipophilicity, water repellency, and water and oil repellency depending on the functional monomers for preparing the side chains. SOLUTION: (1) One or more diols having one or more intramolecular double bonds are reacted with (2) the other diols for functionally modifying the properties of a main chain and (3) diisocyanate to synthesize a polyurethane. The functional monomers having vinyl groups for the side chains are bonded to the polyurethane for the main chain by graft polymerization.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な多機能性ポ
リウレタンに関し、ポリウレタンを主鎖とし、各種機能
性単量体を主鎖にグラフト重合により結合させてなる高
分子化合物より成り、ポリウレタンの特性と、グラフト
重合によって導入された側鎖のブロックポリマーの特性
を併せ持ち、側鎖を構成する機能性単量体の種類により
親水性、親油性、撥水性、撥水撥油性等特定の機能を付
与することができる機能性グラフト化ポリウレタン及び
その合成法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel multifunctional polyurethane, which comprises a polymer having polyurethane as a main chain and various functional monomers bonded to the main chain by graft polymerization. It has both properties and properties of the side chain block polymer introduced by graft polymerization, and has specific functions such as hydrophilicity, lipophilicity, water repellency, water repellency and oil repellency depending on the type of functional monomer constituting the side chain. The present invention relates to a functional grafted polyurethane that can be provided and a method for synthesizing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のようにポリウレタンはゴム弾性を
示す特性を有し、さらに耐摩耗性、耐酸化性、耐油性、
耐老化性等においても優れた性質を有し、しかもその塗
膜は高い強度と柔軟性を有しているので、塗料、繊維、
フォーム、パッキン、接着剤等各種の用途にひろく使用
されている。また、近年、半導体、透明導電性フィル
ム、感光感熱材料などの新しい用途にも使用されてい
る。
2. Description of the Related Art As is well known, polyurethane has the property of exhibiting rubber elasticity, and further has abrasion resistance, oxidation resistance, oil resistance, and the like.
It has excellent properties such as aging resistance, and its coating film has high strength and flexibility, so paints, fibers,
Widely used for various applications such as foam, packing, adhesives. In recent years, it has also been used for new applications such as semiconductors, transparent conductive films, and photosensitive materials.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、特願平
10−55438号及び特願平10−122559号に
各種の機能性グラフト化ポリウレタンについて特許出願
しており、最小基本構成としては分子内に少なくとも一
つ以上の二重結合を有するジオールとジイソシアネート
の反応により合成されるポリウレタンを主鎖とし、この
主鎖にビニル基を有する機能性単量体をグラフト重合に
より結合させて側鎖とした機能性グラフト化ポリウレタ
ンであり、ポリウレタン主鎖の特性とグラフト重合化さ
れた側鎖化合物の特性を併せ持つ従来にない多方面の用
途に対応できる組成物を提案した。また、この出願にお
いてグラフト化されないジオールとして水素添加ポリブ
タジエンジオール、ポリカーボネートジオール、ポリエ
ステルジオールなどを併用する内容も記載した。しかし
ながら、主鎖を形成するポリウレタンの特性は、ジイソ
シアネートの構造、分子内に二重結合を有するジオール
(グラフト化されるジオール)の構造、グラフト化され
ないジオールの構造の組み合わせに依存するが、特願平
10−55438号及び特願平10−122559号に
おいてはグラフト化されないジオールを主鎖中のビニル
基の割合を調整する目的で併用したものであり、グラフ
ト化されるジオールと比較的類似した構造のものを用い
たので、主鎖のポリウレタンの特性はやや似通ったもの
となっていた。そこで、本発明者らは、このグラフト化
されないジオールを従来にない特定の構造、性状を有す
る組成に置き換えることにより主鎖のポリウレタンの特
性を従来にはないタイプのものに変え、これによりさら
なる用途も期待する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have filed patent applications for various functional grafted polyurethanes in Japanese Patent Application Nos. 10-55438 and 10-122559. A polyurethane synthesized by the reaction of a diol having at least one double bond or more with a diisocyanate in the molecule is used as a main chain, and a functional monomer having a vinyl group is bonded to the main chain by graft polymerization to form a side chain. A functional grafted polyurethane having the characteristics of a polyurethane main chain and the characteristics of a graft-polymerized side chain compound has been proposed, which can be used in a variety of unprecedented applications. In this application, the content of using a hydrogenated polybutadiene diol, a polycarbonate diol, a polyester diol, or the like as a diol not grafted is also described. However, the properties of the polyurethane forming the main chain depend on the combination of the structure of the diisocyanate, the structure of the diol having a double bond in the molecule (the diol to be grafted), and the structure of the non-grafted diol. In JP-A-10-55438 and JP-A-10-122559, a non-grafted diol is used in combination for the purpose of adjusting the ratio of vinyl groups in the main chain, and has a structure relatively similar to the grafted diol. The properties of the main-chain polyurethane were somewhat similar. Therefore, the present inventors have changed the properties of the main chain polyurethane to an unconventional type by replacing the non-grafted diol with a composition having a specific structure and properties which have not existed in the past. Also expect.

【0004】[0004]

【課題を解決するために手段】本発明者らは上記に鑑み
鋭意研究の結果本発明に至った。即ち、主鎖を形成する
ポリウレタンの基本成分であるジイソシアネート、二重
結合を有する(グラフト重合化される)ジオール、及び
二重結合を有しないジオールの組み合わせにおいて、二
重結合を有しないジオールとして特定の構造のものを用
いることにより、主鎖のポリウレタンの特性を改質する
ことが本発明の目的であり、その後のグラフト化の工程
は特願平10−55438号及び特願平10−1225
59号と同様となる。このようにして得られる本発明の
機能性グラフト化ポリウレタンは、主鎖のポリウレタン
の特性が従来のポリウレタンと異なり、結果的に得られ
るグラフト化ポリウレタンも特願平10−55438号
及び特願平10−122559号では認められなかった
他の分野での応用用途が新たに見込まれる。
Means for Solving the Problems In view of the above, the inventors of the present invention have made intensive studies and have arrived at the present invention. That is, in a combination of a diisocyanate which is a basic component of a polyurethane forming a main chain, a diol having a double bond (to be graft-polymerized), and a diol having no double bond, it is specified as a diol having no double bond. It is an object of the present invention to modify the properties of the main-chain polyurethane by using a compound having the following structure. The subsequent grafting process is described in Japanese Patent Application Nos. 10-55438 and 10-1225.
It is the same as No. 59. The functional grafted polyurethane of the present invention thus obtained differs from the conventional polyurethane in the properties of the main chain polyurethane, and the resulting grafted polyurethane is also disclosed in Japanese Patent Application Nos. 10-55438 and 10-55438. Applications in other fields that were not recognized in -122559 are expected.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明に係る機能性グラフト化ポ
リウレタンについて以下に詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The functional grafted polyurethane according to the present invention will be described in detail below.

【0006】本発明に用いられるジイソシアネートとし
ては、特に限定されるものではなく、例えばヘキサメチ
レンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサ
メチレンジイソシアネート、リジンメチルエステルジイ
ソシアネート、メチレンジイソシアネート、エチレンジ
イソシアネート、テトラメチレ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、などの脂肪族
ジイソシアネート類、トリレンジイソシアネート、4,
4−メチレンジフェニルジイソシアネート、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、ジフ
ェニルメタンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシア
ネートなどがある。
The diisocyanate used in the present invention is not particularly limited. For example, hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine methyl ester diisocyanate, methylene diisocyanate, ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate Aliphatic diisocyanates such as dicyclohexylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, 4,
Examples include aromatic diisocyanates such as 4-methylenediphenyl diisocyanate, naphthalenediisocyanate, xylylene diisocyanate, and diphenylmethane diisocyanate.

【0007】本発明に用いられる二重結合を有するジオ
ールとしては、分子内に少なくとも一つ以上の二重結合
を有するものであれば良く、内部オレフィン型のジオー
ルであればよい。本発明の二重結合を有するジオールと
してより良好なものとしては、分子内に少なくともビニ
ル基を一つ以上有するジオールがあり、それらのジオー
ルの内、特に末端(側鎖)ビニル基を有するポリブタジ
エンジオールが好ましい。最も好ましいポリブタジエン
ジオールの例としては、
The diol having a double bond used in the present invention may be any diol having at least one double bond in the molecule, and may be an internal olefin type diol. As a better diol having a double bond according to the present invention, there is a diol having at least one vinyl group in the molecule, and among these diols, in particular, a polybutadiene diol having a terminal (side chain) vinyl group Is preferred. Examples of the most preferred polybutadiene diol include

【化25】 を挙げることができる。Embedded image Can be mentioned.

【0008】主鎖のポリウレタンの合成反応には、例え
ば前記4,4−メチレンジフェニルジイソシアネートと
前記ポリブタジエンジオールと二重結合を有しないジオ
ールを併用して反応させるのであるが、この二重結合を
有しないジオールの役割は第一に主鎖の特性の改良であ
り、第二に主鎖中のビニル基の割合の調整である。この
二重結合を有しないジオールとしては、
In the synthesis reaction of the main chain polyurethane, for example, the above 4,4-methylenediphenyl diisocyanate is reacted with the above polybutadiene diol in combination with a diol having no double bond. The role of the unreacted diol is firstly to improve the properties of the main chain, and secondly to adjust the proportion of vinyl groups in the main chain. As the diol having no double bond,

【化26】 の構造の両末端アルコール変性シリコーンオイルとして
一般的に知られており、Rとしては−CH2−、CH2
2−、−CH2CH2CH2−があり、nとしては10〜
5000程度であり、例えば東レ・シリコーン(株)製
『BY16−848』、GE東芝シリコーン(株)製
『TSF−4751』があり、これら両末端アルコール
変性シリコーンオイルを本発明における二重結合を有し
ないジオールとして用い、ジイソシアネート及びポリブ
タジエンジオールと反応させて得られる主鎖のポリウレ
タンは従来のポリウレタンの有しているゴム弾性、耐摩
耗性、耐酸化性、耐油性、耐老化性などを保有したま
ま、それに加えてすべり性、付着防止性、剥離性が新た
な特性として付与される。
Embedded image The commonly known as both the terminal alcohol-modified silicone oil structure, the R -CH 2 -, CH 2 C
H 2 —, —CH 2 CH 2 CH 2 —, and n is 10 to 10.
For example, "BY16-848" manufactured by Toray Silicone Co., Ltd. and "TSF-4751" manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd. The main-chain polyurethane obtained by reacting with diisocyanate and polybutadiene diol is used as a non-diol, while retaining the rubber elasticity, abrasion resistance, oxidation resistance, oil resistance, and aging resistance of the conventional polyurethane. In addition, slip properties, anti-adhesion properties, and releasability are imparted as new properties.

【0009】また、他の二重結合を有しないジオールと
して、
Further, as other diols having no double bond,

【化27】 のポリエチレングリコールがあり、ここでnとしては5
00〜20000程度であり、このようなポリエチレン
グリコールを本発明における二重結合を有しないジオー
ルとして用い、ジイソシアネート及びポリブタジエンジ
オールと反応させて得られる主鎖のポリウレタンは従来
のポリウレタンの有しているゴム弾性、耐摩耗性、耐酸
化性、耐油性、耐老化性などを保有したまま、それに加
えて水に対する親和性が新たな特性として付与される。
Embedded image Where n is 5
The main chain polyurethane obtained by using such polyethylene glycol as a diol having no double bond in the present invention and reacting with diisocyanate and polybutadiene diol is a rubber of a conventional polyurethane. While maintaining elasticity, abrasion resistance, oxidation resistance, oil resistance, aging resistance, etc., affinity to water is additionally provided as a new property.

【0010】また、ポリウレタンの合成に際しては、ジ
オール成分に対して過剰量のジイソシアネートを添加し
てポリウレタンを合成するが、一定の条件で反応させた
後、HO−(CH2nOH(n=2〜10)で表される
低分子ジオールを添加するようにしても良い。この低分
子ジオールは反応性に富み、得られるポリウレタンをよ
り高分子にすることができる。例えばブタンジオール
(n=4)等を添加すると、ポリウレタンの末端のイソ
シアネート基と反応し、例えば4000程度の分子量の
ポリウレタンを12000程度の高分子量に高めること
ができる。尚、この場合において、例えばブタンジオー
ルの代わりにエチレンジアミン(H2NCH2CH2
2)等を使用することにより、主鎖延長の他にポリウ
レタンを硬く且つ強くすることもできる。
In addition, when synthesizing a polyurethane, an excess amount of diisocyanate is added to the diol component to synthesize a polyurethane. After reacting under a certain condition, HO- (CH 2 ) n OH (n = You may make it add the low molecular diol represented by 2-10). This low molecular weight diol is rich in reactivity and can make the resulting polyurethane a higher molecular weight. For example, when butanediol (n = 4) or the like is added, it reacts with the isocyanate group at the end of the polyurethane, and for example, a polyurethane having a molecular weight of about 4000 can be increased to a high molecular weight of about 12,000. In this case, for example, ethylenediamine (H 2 NCH 2 CH 2 N) is used instead of butanediol.
By using H 2 ) or the like, the polyurethane can be hardened and strengthened in addition to the extension of the main chain.

【0011】尚、ポリウレタンを合成する際の溶媒とし
ては、通常にポリウレタンを合成する際に使用する溶媒
であれば良く、トルエン、N,N−ジメチルアセトアミ
ド等を例示できる。また、その他の合成条件についても
通常にポリウレタンを合成する際の条件で行えばよい。
The solvent used for synthesizing the polyurethane may be any solvent that is generally used for synthesizing polyurethane, and examples thereof include toluene and N, N-dimethylacetamide. In addition, other synthesis conditions may be performed under the conditions when a polyurethane is generally synthesized.

【0012】こうして得られるポリウレタン(又はプレ
ポリマー)は分子量2000〜500000程度であ
り、主鎖中に適度の間隔で二重結合(好ましくはビニル
基)を有している。このポリウレタン中の二重結合(ビ
ニル基等)に各種機能性単量体をグラフト重合により結
合させるのであるが、ポリウレタンに機能性単量体を加
え、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)等
のアゾ系、ベンゾイルパーオキサイド(BPO)等の過
酸化物系、過硫酸アンモン等のラジカル開始剤により、
適当な溶媒、例えばジオキサン、N,N−ジメチルアセ
トアミド、ジメチルスルフォキシド、N−メチルピロリ
ドン等に溶解させた状態でグラフト重合させるのであ
る。尚、この場合、第一の単量体をグラフト重合させた
後、第二の単量体をグラフト重合させる二段階合成によ
り異なった二種類の機能を有する機能性ポリウレタンを
合成することもできる。例えば親水性モノマーと撥水性
モノマーを交互にグラフト重合させて得られたポリウレ
タンは新規な性能を有し、新しい用途を開発できる可能
性がある。
The polyurethane (or prepolymer) thus obtained has a molecular weight of about 2,000 to 500,000 and has double bonds (preferably vinyl groups) at appropriate intervals in the main chain. Various functional monomers are bonded to the double bond (vinyl group or the like) in the polyurethane by graft polymerization. The functional monomer is added to the polyurethane, for example, azobisisobutyronitrile (AIBN) or the like. Azo, peroxides such as benzoyl peroxide (BPO), and radical initiators such as ammonium persulfate,
The graft polymerization is carried out in a state of being dissolved in an appropriate solvent such as dioxane, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, N-methylpyrrolidone and the like. In this case, a functional polyurethane having two different functions can be synthesized by two-step synthesis in which the first monomer is graft-polymerized and then the second monomer is graft-polymerized. For example, a polyurethane obtained by alternately graft-polymerizing a hydrophilic monomer and a water-repellent monomer has a novel performance, and may be able to develop a new use.

【0013】本発明の特徴の一つは、上述の如くグラフ
ト重合させる機能性単量体の種類により機能の異なる各
種の機能性ポリウレタンを得ることができるのである
が、さらに主鎖のポリウレタンそのものにも特定の性能
を付与させることができ、その結果、非常に多くの今ま
では成し得なかった用途に対しても適用できるようにな
る。
One of the features of the present invention is that it is possible to obtain various functional polyurethanes having different functions depending on the type of the functional monomer to be graft-polymerized as described above. Can also be given specific performance, so that it can be applied to a large number of previously unattainable applications.

【0014】本発明にてグラフト重合させる機能性単量
体については特願平10−55438号及び特願平10
−122559号と同様である。
The functional monomers to be graft-polymerized in the present invention are disclosed in Japanese Patent Application Nos.
It is the same as −122559.

【0015】第一にあげられる機能性単量体は、親水性
モノマーであり、その例としては、
The first functional monomer is a hydrophilic monomer, and examples thereof include:

【化28】 Embedded image

【化29】 Embedded image

【化30】 Embedded image

【化31】 Embedded image

【化32】 Embedded image

【化33】 Embedded image

【化34】 等があり、これらのモノマーをグラフト重合により主鎖
のポリウレタンに結合させた親水性セグメントを側鎖に
した機能性グラフト化ポリウレタンは保水性を有する。
さらに、
Embedded image A functional grafted polyurethane having a hydrophilic segment in which these monomers are bonded to a main chain polyurethane by graft polymerization as a side chain has water retention.
further,

【化35】 Embedded image

【化36】 をグラフト重合したタイプのものは抗血栓性を有し、Embedded image Graft polymerized type has antithrombotic properties,

【化37】 も同様の作用がある。また、Embedded image Has a similar effect. Also,

【化38】 をグラフト重合したタイプのものは末端のリン酸に係る
OHにより無機物との結合ができるため、歯の接着に適
用することができる。
Embedded image The type obtained by graft-polymerizing is capable of bonding to an inorganic substance by the OH related to the terminal phosphoric acid, and thus can be applied to tooth adhesion.

【0016】第二にあげられる機能性単量体は、親油性
(疎水性)モノマーであり、その例としては、
The second functional monomer is a lipophilic (hydrophobic) monomer, and examples thereof include:

【化39】 があり、このモノマーをグラフト重合により主鎖のポリ
ウレタンに結合させた親油性セグメントを側鎖にした機
能性グラフト化ポリウレタンは保油性を有する。このよ
うな親油性(疎水性)モノマーとしては、上記モノマー
以外に
Embedded image A functional grafted polyurethane having a lipophilic segment in which the monomer is bonded to a main chain polyurethane by graft polymerization as a side chain has oil retaining properties. Such lipophilic (hydrophobic) monomers include, in addition to the above monomers,

【化40】 Embedded image

【化41】 Embedded image

【化42】 Embedded image

【化43】 Embedded image

【化44】 Embedded image

【化45】 Embedded image

【化46】 で示すようなスチレン、アルキルスチレン、アクリロニ
トリル、アルキルビニルエーテル、酢酸ビニル、塩化ビ
ニル、エチレン、プロピレン等の各種単量体があり、こ
れらの単量体は、AIBNのようなアゾ化合物、BPO
等の有機過酸化物、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウ
ム等の無機過酸化物などの開始剤により、溶液重合、乳
化重合、懸濁重合法により、グラフト重合化され、表面
グラフト化する単量体の種類により、表面硬度、表面弾
性、親油−親水バランスの異なる種々の特性を有するグ
ラフト化ウレタン組成物が作成される。また、親油性モ
ノマーを二種類乃至三種類を同時にグラフト重合させる
ことにより、一つのグラフト化合物でありながら表面親
油性状態の微妙に異なるグラフト化ポリウレタン組成物
が得られる。
Embedded image There are various monomers such as styrene, alkyl styrene, acrylonitrile, alkyl vinyl ether, vinyl acetate, vinyl chloride, ethylene, propylene, etc., which are azo compounds such as AIBN, BPO
With an initiator such as an organic peroxide such as an organic peroxide, potassium persulfate, or an inorganic peroxide such as ammonium persulfate, a solution polymerization, an emulsion polymerization, and a suspension polymerization method are used to graft-polymerize the monomer to be surface-grafted. Depending on the type, a grafted urethane composition having various properties having different surface hardness, surface elasticity, and lipophilic-hydrophilic balance is prepared. Also, by graft-polymerizing two or three types of lipophilic monomers simultaneously, a grafted polyurethane composition having a slightly different surface lipophilic state can be obtained while being a single graft compound.

【0017】第三にあげられる機能性単量体は、撥水性
モノマーであり、その例としては、
The third functional monomer is a water-repellent monomer.

【化47】 がある。一般にシリコーン化合物は水をはじく性質を有
するが、引っ張る等の外力が加わると簡単に裂け目を生
ずるなど脆弱であって強度が極めて小さいものであっ
た。しかし、この撥水性モノマーを側鎖にグラフト重合
した本発明の機能性グラフト化ポリウレタンは、柔軟
性、透明性を有し、且つ高い強度を有し、しかも通常の
ポリウレタンを溶解する溶剤にも溶解するため、従来の
撥水剤にない優れた効果を有するものとなる。この撥水
剤を用いて接触角を測定すると、120〜160゜程度
になる。
Embedded image There is. In general, silicone compounds have the property of repelling water, but are fragile, such as easily breaking when subjected to an external force such as pulling, and have extremely low strength. However, the functional grafted polyurethane of the present invention obtained by graft-polymerizing the water-repellent monomer to the side chain has flexibility, transparency, high strength, and is soluble in a solvent that dissolves ordinary polyurethane. Therefore, it has an excellent effect not found in the conventional water repellent. When the contact angle is measured using this water repellent, it is about 120 to 160 °.

【0018】第四にあげられる機能性単量体は、撥水撥
油性モノマーであり、その例としては、
The fourth functional monomer is a water- and oil-repellent monomer.

【化48】 がある。この他に撥水撥油性モノマーとしては、Embedded image There is. Other water- and oil-repellent monomers include

【化49】 Embedded image

【化50】 Embedded image

【化51】 Embedded image

【化52】 で示すようなテトラフロロエチレン、フッ化ビニリデ
ン、フッ化ビニル、三フッ化エチレン等の各種単量体が
あり、これらの単量体は、AIBNのようなアゾ化合
物、BPO等の有機過酸化物、過硫酸カリウム、過硫酸
アンモニウム等の無機過酸化物などの開始剤により、溶
液重合、乳化重合、懸濁重合法により、グラフト重合化
される。一般にフッ素化合物は撥水撥油性を有するが、
これを衣服等にスプレーすると、塗着部が概してゴワゴ
ワになって衣服等素材の柔軟性が損なわれる。また、フ
ッ素化合物を溶解させる溶剤は殆どなく、塩素系溶剤等
の毒性の強い限られた溶剤のみにしか溶解しないため、
その取扱いが困難であるという欠点を有していた。しか
し、この撥水撥油性モノマーを側鎖にグラフト重合した
本発明の機能性グラフト化ポリウレタンは、ポリウレタ
ン自身が柔軟性を有し、しかも高い強度を有するので、
フィルム成形も可能になり、さらには通常のポリウレタ
ンを溶かす溶剤に溶解するため、塗料としての用途にも
用いることができる。また、撥水撥油性という機能は汚
れを付着させないので、対象物に撥水性ばかりでなく汚
れ防止の機能も付与することができ、さらには基材への
接着性も高いので、種々の材料に適用することができ
る。フィルム成形性を利用してチューブとして使用する
と前記付着防止性の性質による、人工血管として応用す
ることにより抗血栓性の人工血管が得られる。さらに汚
れ防止性を利用して各種電子部品用としての用途にも使
用できる。また、撥水性能を判定する接触角は表面形状
にもよるが、130〜170゜程度になることもある。
Embedded image There are various monomers such as tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride, vinyl fluoride, ethylene trifluoride and the like, which are azo compounds such as AIBN and organic peroxides such as BPO. It is graft-polymerized by an initiator such as an inorganic peroxide such as potassium persulfate or ammonium persulfate by a solution polymerization, emulsion polymerization or suspension polymerization method. Generally, fluorine compounds have water and oil repellency,
When this is sprayed on clothes or the like, the coated portion generally becomes rough and the flexibility of the material such as clothes is impaired. In addition, there is almost no solvent that dissolves the fluorine compound, and it dissolves only in a highly toxic solvent such as a chlorine-based solvent,
It has the disadvantage that its handling is difficult. However, the functional grafted polyurethane of the present invention in which the water- and oil-repellent monomer is graft-polymerized to the side chain has a flexibility and a high strength because the polyurethane itself has high strength.
Film formation becomes possible, and furthermore, since it is dissolved in a solvent that dissolves ordinary polyurethane, it can also be used for applications as a paint. In addition, since the function of water and oil repellency does not attach dirt, not only water repellency but also a function of preventing dirt can be imparted to the target object.Furthermore, the adhesion to the base material is high, so it can be applied to various materials. Can be applied. When used as a tube utilizing film formability, an anti-thrombotic artificial blood vessel can be obtained by applying it as an artificial blood vessel due to the anti-adhesion property. Furthermore, it can be used for various electronic parts by utilizing the stain prevention property. The contact angle for determining the water repellency may be about 130 to 170 ° depending on the surface shape.

【0019】その他にも機能性単量体としてどのような
モノマーを用いてもよく、例えば
Any other monomer may be used as the functional monomer.

【化53】 のイオン構造を有した単量体をポリウレタンにグラフト
化した後、続いて抗血栓剤ヘパリン等のR-SO3 -Na+
(Rは多糖)の構造を持つ化合物を反応し、抗血栓グラ
フト化ポリウレタンを得る。また、
Embedded image After grafting a monomer having an ionic structure in the polyurethane, followed by an anti-thrombotic agent such as heparin R-SO 3 - Na +
A compound having a structure of (R is a polysaccharide) is reacted to obtain an antithrombotic grafted polyurethane. Also,

【化54】 の単量体をポリウレタンにグラフト化した後、水、アル
コール、或いはアミンでエポキシド基を開環させ、官能
性基エポキシドを残し、その後、アミン、アルコール、
水等と反応させ、反応性ポリウレタンを得ることがで
き、例えば接着性ポリウレタンとして用いることができ
る。
Embedded image After grafting the monomer of the above onto polyurethane, the epoxide group is opened with water, alcohol or amine to leave a functional epoxide, and then amine, alcohol,
By reacting with water or the like, a reactive polyurethane can be obtained, and can be used, for example, as an adhesive polyurethane.

【0020】また、本発明においてグラフト化させる場
合、2種以上の単量体をグラフト化させることもでき
る。その第一の例としては親水性単量体と親油性単量体
を同時にグラフト化させるものであり、側鎖に親水性及
び親油性の両方を有するグラフト化合物を得るのである
がその第一の形態は親水性側鎖と親油性側鎖をランダム
に有する化合物を形成する場合であり、第二の形態とし
ては一つの側鎖に親水性単量体と親油性単量体を交互に
或いはブロック共重合させた化合物を形成する場合であ
り、使用される親水性モノマーの例としては
In the case of grafting in the present invention, two or more monomers can be grafted. As a first example, a hydrophilic monomer and a lipophilic monomer are simultaneously grafted, and a graft compound having both hydrophilicity and lipophilicity in a side chain is obtained. The form is a case where a compound having a hydrophilic side chain and a lipophilic side chain is formed at random, and as a second form, a hydrophilic monomer and a lipophilic monomer are alternately or blocked on one side chain. In the case of forming a copolymerized compound, examples of the hydrophilic monomer used include

【化55】 Embedded image

【化56】 Embedded image

【化57】 を始めとし本発明において親水性モノマーとして記載し
たものが含まれ、一方、親油性モノマーの例としては
Embedded image And the invention includes those described as hydrophilic monomers, while examples of lipophilic monomers include

【化58】 Embedded image

【化59】 を始めとし、本発明において親油性モノマーとして記載
したものが含まれる。このようにして得られたグラフト
化合物は親油性親水性両性能を有し、その用途の例とし
ては海棲生物の付着を防止する様な防汚塗料、船底塗料
への応用を始め種々の新しい用途が見込まれる。
Embedded image And those described as lipophilic monomers in the present invention. The graft compound thus obtained has both lipophilic and hydrophilic properties. Examples of its use include antifouling paints for preventing the attachment of marine organisms, and various new applications including application to ship bottom paints. Applications are expected.

【0021】さらに他の例としては前述の如く、As another example, as described above,

【化60】 をグラフト化させたものは、抗血栓性を有することは述
べたが、ブチルアクリレートやメチルメタクリレートの
ような親油性のモノマーと前記単量体Aとの両者をグラ
フト化させた場合、得られたグラフト化合物は親油性の
導入により、表面疎水性を増し、単独のグラフトに比
べ、より抗血栓性を有し、血液適合性がより良好とな
る。
Embedded image Although it was stated that the grafted product had antithrombotic properties, it was obtained when both the lipophilic monomer such as butyl acrylate and methyl methacrylate and the monomer A were grafted. The graft compound increases the surface hydrophobicity due to the introduction of lipophilicity, has more antithrombotic properties and better blood compatibility than a single graft.

【0022】また、ポリウレタン主鎖中に前記両末端ア
ルコール変性シリコーンオイルを反応導入させ、さらに
前記MPCを側鎖にグラフト重合させて得られたMPC
グラフト化ポリウレタンは特に主鎖の特性である付着防
止性、離型性、及びすべり性に加えて側鎖のMPCの特
性である表面保水性のために海棲生物の付着を防止する
性能を有し、例えば海水を冷却水に使用する設備等にお
ける防汚塗料や各種船舶の選定塗料等に使用することに
より大きな効果が期待できる。
The MPC obtained by reacting the above-mentioned alcohol-modified silicone oil at both ends into the polyurethane main chain and graft-polymerizing the MPC to the side chain.
The grafted polyurethane has a property of preventing adhesion of marine organisms due to surface water retention, which is a property of side chain MPC, in addition to the properties of the main chain such as anti-adhesion property, release property, and slip property. However, for example, a great effect can be expected by using it as an antifouling paint in equipment using seawater as cooling water or a paint selected for various ships.

【0023】尚、本発明の機能性グラフト化ポリウレタ
ンにおける主鎖を構成するポリウレタンと、側鎖を構成
するグラフト重合によって導入されたブロックポリマー
との割合は、95:5〜5:95であり、この範囲より
側鎖の割合が小さい(主鎖の割合が大きい)と、導入さ
れた側鎖の機能が十分に発揮されず、主鎖、即ちポリウ
レタンの性質のみが表れるものとなる。逆にこの範囲よ
り側鎖の割合が大きい(主鎖の割合が小さい)と、主
鎖、即ちポリウレタンの特性が損なわれ、側鎖、即ち機
能性単量体からなるホモポリマーとしての性質のみが表
れるものとなる。
In the functional grafted polyurethane of the present invention, the ratio of the polyurethane constituting the main chain and the block polymer introduced by the graft polymerization constituting the side chain is 95: 5 to 5:95, If the proportion of the side chain is smaller than this range (the proportion of the main chain is large), the function of the introduced side chain will not be sufficiently exhibited, and only the properties of the main chain, that is, the polyurethane will be exhibited. Conversely, if the proportion of the side chain is larger than this range (the proportion of the main chain is small), the properties of the main chain, that is, polyurethane, are impaired, and only the properties of the side chain, that is, the homopolymer composed of functional monomers, are lost. It will appear.

【0024】以上、主鎖を構成するポリウレタンに、機
能性単量体をグラフト重合により結合させて側鎖とした
機能性グラフト化ポリウレタンについて記述したが、さ
らにこの機能性グラフト化ポリウレタンの表面グラフト
について以下に記載する。
As described above, the functional grafted polyurethane having a side chain obtained by bonding a functional monomer to the polyurethane constituting the main chain by graft polymerization has been described. It is described below.

【0025】ポリウレタンの表面グラフトとは、ポリウ
レタンの表面に分子レベルのグラフト化を行うことであ
り、端的に言うならばポリウレタンの有する各種特性を
全く損なうことなく、その表面のみはグラフト化された
物質の性質を有するものであり、一種のポリウレタンの
表面処理と言えなくもないが、一般の表面処理と異な
り、本発明に係る表面処理は、ポリウレタン表面と反応
により化学的に結合されているため、剥離、分離などを
全く生じない。即ち、混合物(積層体)ではなく反応生
成物(一体)である。また、このような反応を行うこと
により、[0023]に記載した主鎖の割合が大きいと
側鎖に導入された物質の機能が十分に発揮されないとい
う課題も解消されるのである。
The surface grafting of polyurethane refers to grafting at the molecular level to the surface of the polyurethane, in short, without impairing the various properties of the polyurethane, and only the surface of the grafted material. It is not a kind of polyurethane surface treatment, but unlike general surface treatment, the surface treatment according to the present invention is chemically bonded to the polyurethane surface by reaction, No peeling or separation occurs. That is, it is not a mixture (laminate) but a reaction product (integral). In addition, by performing such a reaction, the problem that the substance introduced into the side chain cannot sufficiently exhibit the function when the proportion of the main chain described in [0023] is large is also solved.

【0026】この表面グラフトしたポリウレタンの合成
法についてさらに詳細に記すると、以下の第一〜第五工
程からなる。第一工程であるポリウレタンの合成は前述
と同様である。第二工程であるグラフト化ポリウレタン
の合成についても前述とほぼ同様であるが、この場合
は、ビニル基とエポキシ基とを併せ持つ単量体をグラフ
ト重合させる。この際、ポリウレタン間のクロスリンキ
ングを避けるために反応即ちグラフト化パーセンテージ
は低レベルにコントロールする必要がある。この第二工
程に用いる単量体として代表的であるのが、
The method for synthesizing the surface-grafted polyurethane will be described in further detail. The method comprises the following first to fifth steps. The first step, synthesis of polyurethane, is the same as described above. The synthesis of the grafted polyurethane, which is the second step, is almost the same as described above, but in this case, a monomer having both a vinyl group and an epoxy group is graft-polymerized. At this time, the reaction or grafting percentage must be controlled to a low level to avoid cross-linking between the polyurethanes. A typical example of the monomer used in the second step is

【化61】 で示されるメタクリル酸グリシジルである。第三工程で
は、グラフト化ポリウレタン中に導入されたエポキシ基
の開環を行うと共に分子中に水酸基を導入するのである
が、この時に使用される物質としては分子内にアミノ基
及び水酸基を併せ持つ化合物で、その例示としては、
Embedded image Glycidyl methacrylate represented by In the third step, the epoxy group introduced into the grafted polyurethane is ring-opened and a hydroxyl group is introduced into the molecule. The substance used at this time is a compound having both an amino group and a hydroxyl group in the molecule. So, as an example,

【化62】 で示されるジエタノールアミン等がある。尚、この反応
においてはエポキシ基を完全に開環させるためアミンを
大過剰に用いても問題となることはない。第四工程で
は、第三工程で得られたポリウレタンをフィルム状に成
形する。具体的には、一度溶解させ、ガラス板上に流し
込み、キャスティングフィルムを作成する。このフィル
ムは、その表面に水酸基の単分子が突き出た状態とな
る。第五工程では、前記第四工程で得られたフィルム状
ポリウレタンを表面グラフト化させるのであり、機能性
単量体と重合開始剤を溶解させた溶媒中に浸漬させ、グ
ラフト重合させる。即ち、フィルム表面に存在する水酸
基に、ビニル基を有する機能性単量体をグラフト重合に
より結合させて側鎖を延長化するのである。例えば水溶
性の単量体をグラフトさせる場合、Ce(IV)のような重合
開始剤を単量体と共に水に溶解させ、前記フィルム状ポ
リウレタンを浸漬させてグラフト重合化させればよい。
また、単量体を2種使用してのグラフト化共重合させる
こともできる。
Embedded image And the like. In this reaction, there is no problem even if a large excess of amine is used to completely open the epoxy group. In the fourth step, the polyurethane obtained in the third step is formed into a film. Specifically, it is melted once and poured onto a glass plate to form a casting film. This film has a state in which a single molecule of a hydroxyl group protrudes from the surface. In the fifth step, the film-like polyurethane obtained in the fourth step is subjected to surface grafting, and is immersed in a solvent in which a functional monomer and a polymerization initiator are dissolved, and graft-polymerized. That is, a functional monomer having a vinyl group is bonded to a hydroxyl group present on the film surface by graft polymerization to extend the side chain. For example, when grafting a water-soluble monomer, a polymerization initiator such as Ce (IV) may be dissolved in water together with the monomer, and the above-mentioned film-like polyurethane may be immersed in the graft polymerization.
Further, graft copolymerization using two kinds of monomers can also be performed.

【0027】以上記述したように表面グラフトしたポリ
ウレタンは、主鎖のポリウレタンに従来にない特性を加
えたうえに、表面グラフトされた物質が分子レベルの非
常に薄い状態で結合しているため、その表面性状はグラ
フト化した物質の特性が確実に且つ十分に発揮されると
いう、今までにない画期的な材料となり、特に両末端ア
ルコール変性シリコーンオイル、アルカンジオール又は
ポリエチレングリコールを用いた材料は主鎖に新たに加
えられた特性である付着防止性、剥離性、すべり性、水
に対する親和性等が付加され、防汚塗料、船底塗料を始
めとしてより有効な多くの用途が期待できる。
As described above, the surface-grafted polyurethane has an unprecedented characteristic to the main-chain polyurethane, and the surface-grafted substance is bonded in a very thin state at the molecular level. The surface texture is an unprecedented epoch-making material in which the properties of the grafted substance can be surely and fully exhibited, and materials using alcohol-modified silicone oil at both ends, alkanediol or polyethylene glycol are mainly used. The new properties added to the chain, such as anti-adhesion properties, peelability, slip properties, and affinity for water, are added, and many more effective applications such as antifouling paints and ship bottom paints can be expected.

【0028】[0028]

【実施例】[実施例1] 〔1〕ポリウレタン主鎖の合成 『G2000』 (アタクチックブタジエンオリゴマー:日本曹達製,分
子量2000)
[Example 1] [1] Synthesis of polyurethane main chain "G2000" (Atactic butadiene oligomer: manufactured by Nippon Soda, molecular weight 2000)

【化63】 『X−22−160AS』 (両末端アルコール変性シリコーンオイル:信越化学
製,分子量1600)
Embedded image “X-22-160AS” (both terminal alcohol-modified silicone oil: manufactured by Shin-Etsu Chemical, molecular weight 1600)

【化64】 MDI(4,4−メチレンジフェニルジイソシアネー
ト)
Embedded image MDI (4,4-methylenediphenyl diisocyanate)

【化65】 BD(ブタンジオール)Embedded image BD (butanediol)

【化66】 500mlの四つ口フラスコに『G2000』56.0
g、『X−22−160AS』18.9g、N,N−ジ
メチルアセトアミド/トルエン=1/4混合溶剤120
mlを加え、2時間超音波をあてて溶解した。その後、
玉付き冷却管及び撹拌機を取り付け、乾燥窒素気流中に
て前記混合溶媒60mlに溶解させたMDI(分子量2
50.3)20.0gを撹拌しながら添加し、オイルバ
スで温度を70〜75℃に上げて激しく撹拌しながら1
時間反応させた。その後、N,N−ジメチルアセトアミ
ド20mlに溶解したBD(分子量90)3.78gを
10分かけて滴下し、温度を105〜115℃に上げた
後、1時間反応させた。昇温5分後に上記混合溶媒20
mlに溶解したジラウリン酸ジ−nブチル錫(分子量6
32)0.56gを10分かけて添加した。室温まで放
冷した後、大量のメタノール中に投入し、3回沈殿物を
メタノールで洗浄し、1時間真空乾燥した。白色の弾性
塊状のポリウレタンを得た。得られたポリウレタンのI
Rを図1に示した。
Embedded image “G2000” 56.0 in a 500 ml four-necked flask
g, “X-22-160AS” 18.9 g, N, N-dimethylacetamide / toluene = 1/4 mixed solvent 120
ml was added thereto and dissolved by applying ultrasonic waves for 2 hours. afterwards,
A condenser tube with a ball and a stirrer were attached, and MDI (molecular weight: 2) dissolved in 60 ml of the mixed solvent in a dry nitrogen stream.
50.3) 20.0 g was added with stirring, the temperature was raised to 70 to 75 ° C. in an oil bath, and 1
Allowed to react for hours. Thereafter, 3.78 g of BD (molecular weight 90) dissolved in 20 ml of N, N-dimethylacetamide was added dropwise over 10 minutes, the temperature was raised to 105 to 115 ° C, and the reaction was carried out for 1 hour. 5 minutes after the temperature rise, the mixed solvent 20
ml of di-n-butyltin dilaurate (molecular weight 6
32) 0.56 g was added over 10 minutes. After allowing to cool to room temperature, the mixture was poured into a large amount of methanol, and the precipitate was washed three times with methanol and dried under vacuum for 1 hour. A white elastic massive polyurethane was obtained. I of the obtained polyurethane
R is shown in FIG.

【0029】〔2〕ポリウレタンのグラフト化反応 メタクリル酸グリシジル[2] Grafting reaction of polyurethane Glycidyl methacrylate

【化67】 100mlナス型フラスコに下記配合の材料を溶解した
後充填し、窒素ガスで大気を充分置換して密栓した。 前記〔1〕で合成したポリウレタン 3.0 g メタクリル酸グリシジル 4.0 ml AIBN 0.04g ジオキサン 30.0 ml 温浴中で70℃、3.5時間振盪して反応させた後、室
温に戻し開栓し、反応物を過剰のメタノール中に投入し
た。メタノールで3回洗浄し、1時間真空乾燥した。そ
の結果、白色弾性顆粒状のメタクリル酸グリシジルグラ
フト化ポリウレタンを得た。得られたメタクリル酸グリ
シジルグラフト化ポリウレタンのIRを図2に示した。
Embedded image A 100-ml eggplant-shaped flask was filled with the materials having the following composition dissolved therein, and the atmosphere was replaced with nitrogen gas. 3.0 g of the polyurethane synthesized in the above [1] 3.0 g of glycidyl methacrylate 4.0 ml AIBN 0.04 g of dioxane 30.0 ml The mixture was shaken at 70 ° C. for 3.5 hours in a warm bath and allowed to react. The stopper was stoppered and the reaction was poured into excess methanol. Washed three times with methanol and vacuum dried for 1 hour. As a result, a white elastic granular glycidyl methacrylate-grafted polyurethane was obtained. FIG. 2 shows the IR of the obtained glycidyl methacrylate-grafted polyurethane.

【0030】[実施例2] 〔1〕ポリウレタン主鎖の合成 『PEG1000』 (ポリエチレングリコール:ナカライタスク製,分子量
1000)300mlの四つ口フラスコに『G200
0』28.0g、『PEG1000』6.0g、ジオキ
サン60mlを加え、1時間超音波をあてて溶解した
(尚、『PEG1000』は80℃、1時間真空乾燥
し、脱水して使用した)。その後、玉付き冷却管及び撹
拌機を取り付け、乾燥窒素気流中にてジオキサン30m
lに溶解させたMDI(分子量250.3)10.0g
を撹拌しながら添加し、オイルバスで温度を70〜75
℃に上げて激しく撹拌しながら1時間反応させた。その
後、ジオキサン10mlに溶解したBD(分子量90)
1.8gを10分かけて滴下し、温度を105〜115
℃に上げた後、1時間反応させた。昇温5分後にジオキ
サン10mlに溶解したジラウリン酸ジ−nブチル錫
(分子量632)0.14gを10分かけて添加した。
室温まで放冷した後、大量のメタノール中に投入し、3
回沈殿物をメタノールで洗浄し、1時間真空乾燥した。
白色の弾性塊状のポリウレタンを得た。得られたポリウ
レタンのIRを図3に示した。
[Example 2] [1] Synthesis of polyurethane main chain "PEG1000" (polyethylene glycol: manufactured by Nacalai Task, molecular weight 1000) "G200" was placed in a 300 ml four-necked flask.
0 ", 28.0 g," PEG1000 ", 6.0 g, and dioxane, 60 ml, were added and dissolved by applying ultrasonic waves for 1 hour (" PEG1000 "was vacuum-dried at 80 ° C for 1 hour, dehydrated and used). Thereafter, a cooling tube with a ball and a stirrer were attached, and dioxane was 30 m in a dry nitrogen stream.
10.0 g of MDI (molecular weight 250.3) dissolved in 1
While stirring, and raise the temperature to 70-75 in an oil bath.
C. and the reaction was carried out for 1 hour with vigorous stirring. Thereafter, BD (molecular weight 90) dissolved in 10 ml of dioxane
1.8 g was added dropwise over 10 minutes, and the temperature was adjusted to 105 to 115.
After raising the temperature to 0 ° C., the reaction was carried out for 1 hour. Five minutes after the temperature was raised, 0.14 g of di-n-butyltin dilaurate (molecular weight: 632) dissolved in 10 ml of dioxane was added over 10 minutes.
After allowing to cool to room temperature, it is poured into a large amount of methanol and
The precipitate was washed with methanol and dried under vacuum for 1 hour.
A white elastic massive polyurethane was obtained. FIG. 3 shows the IR of the obtained polyurethane.

【0031】〔2〕ポリウレタンのグラフト化反応 〔2−1〕HEMAグラフト化ポリウレタンの合成 HEMA(ヒドロキシエチルメタクリレート)[2] Grafting reaction of polyurethane [2-1] Synthesis of HEMA grafted polyurethane HEMA (hydroxyethyl methacrylate)

【化68】 100mlナス型フラスコに下記配合の材料を溶解した
後充填し、窒素ガスで大気を充分置換して密栓した。 前記〔1〕で合成したポリウレタン 5.0 g HEMA 4.1 g AIBN 0.30g ジオキサン 40.0 g メタノール 4.4 g 温浴中で70℃、3.5時間振盪して反応させた後、室
温に戻し開栓し、反応物をエバポレータで濃縮した後、
過剰のジエチルエーテル中に投入した。ジエチルエーテ
ルで3回洗浄し、30分間真空乾燥した。その結果、白
色弾性塊状のHEMAグラフト化ポリウレタンを得た。
得られたHEMAグラフト化ポリウレタンのIRを図4
に示した。
Embedded image A 100-ml eggplant-shaped flask was filled with the materials having the following composition dissolved therein, and the atmosphere was replaced with nitrogen gas. The polyurethane synthesized in the above [1] 5.0 g HEMA 4.1 g AIBN 0.30 g dioxane 40.0 g methanol 4.4 g The mixture was shaken in a warm bath at 70 ° C. for 3.5 hours, and reacted at room temperature. After opening the stopper and concentrating the reaction product with an evaporator,
Poured into excess diethyl ether. Washed three times with diethyl ether and dried under vacuum for 30 minutes. As a result, a white elastic massive HEMA-grafted polyurethane was obtained.
FIG. 4 shows the IR of the obtained HEMA-grafted polyurethane.
It was shown to.

【0032】〔2−2〕メタクリル酸グリシジルグラフ
ト化ポリウレタンの合成100mlナス型フラスコに下
記配合の材料を溶解した後充填し、窒素ガスで大気を充
分置換して密栓した。 前記〔1〕で合成したポリウレタン 5.0 g メタクリル酸グリシジル 6.3 g AIBN 0.23g ジオキサン 40.0 g メタノール 4.4 g 温浴中で70℃、10時間振盪して反応させた後、室温
に戻し開栓し、反応物を過剰のメタノール中に投入し
た。メタノールで3回洗浄し、1時間真空乾燥した。そ
の結果、白色弾性顆粒状のメタクリル酸グリシジルグラ
フト化ポリウレタンを得た。得られたメタクリル酸グリ
シジルグラフト化ポリウレタンのIRを図5に示した。
[2-2] Synthesis of Glycidyl Methacrylate-Grafted Polyurethane A 100 ml eggplant-shaped flask was charged with the materials having the following composition dissolved therein, and the atmosphere was sufficiently replaced with nitrogen gas and sealed. The polyurethane synthesized in the above [1] 5.0 g glycidyl methacrylate 6.3 g AIBN 0.23 g Dioxane 40.0 g Methanol 4.4 g The mixture was shaken at 70 ° C. for 10 hours in a warm bath and reacted at room temperature. The reaction mixture was poured into excess methanol. Washed three times with methanol and vacuum dried for 1 hour. As a result, a white elastic granular glycidyl methacrylate-grafted polyurethane was obtained. The IR of the obtained glycidyl methacrylate-grafted polyurethane is shown in FIG.

【0033】〔2−3〕シリコーングラフト化ポリウレ
タンの合成 『X−24−8201』 (撥水性シリコーン:信越化学製)
[2-3] Synthesis of silicone-grafted polyurethane "X-24-8201" (water-repellent silicone: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)

【化69】 100mlナス型フラスコに下記配合の材料を溶解した
後充填し、窒素ガスで大気を充分置換して密栓した。 前記〔1〕で合成したポリウレタン 5.0 g 『X−24−8201』 3.7 g AIBN 0.27g ジオキサン 40.0 g 温浴中で70℃、10時間振盪して反応させた後、室温
に戻し開栓し、反応物を過剰のメタノール中に投入し
た。メタノールで3回洗浄し、1時間真空乾燥した。そ
の結果、白色弾性顆粒状のシリコーングラフト化ポリウ
レタンを得た。得られたメタクリル酸グリシジルグラフ
ト化ポリウレタンのIRを図6に示した。
Embedded image A 100-ml eggplant-shaped flask was filled with the materials having the following composition dissolved therein, and the atmosphere was replaced with nitrogen gas. 5.0 g of the polyurethane synthesized in the above [1] 5.0 g "X-24-8201" 3.7 g AIBN 0.27 g Dioxane 40.0 g The mixture was shaken in a warm bath at 70 ° C. for 10 hours, reacted, and then cooled to room temperature. The back was opened and the reaction was poured into excess methanol. Washed three times with methanol and vacuum dried for 1 hour. As a result, a white elastic granular silicone-grafted polyurethane was obtained. FIG. 6 shows the IR of the obtained glycidyl methacrylate-grafted polyurethane.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、特性改質
剤として二重結合を有しないジオールを用いて合成した
ポリウレタンを主鎖とし、各種機能性単量体を主鎖にグ
ラフト重合により結合させてなる高分子化合物より成
り、主鎖のポリウレタンの特性が従来のポリウレタンの
有している特性を保有したまま、新たな特性が付与され
たものとなり、さらにグラフト重合により導入された側
鎖のブロックポリマーの特性を併せ持つものとなる。し
たがって、本発明により得られる機能性グラフト化ポリ
ウレタンは、ゴム弾性、耐摩耗性、耐酸化性、耐油性、
耐老化性などの従来のポリウレタンの特性に加え、特性
改質剤として選定したジオールの種類、並びに側鎖に結
合される機能性単量体の種類により、各種の有用な特性
及び機能を付与することができる。例えば特性改質剤と
してのジオールとして両末端アルコール変性シリコーン
オイルを用いた場合には、新たにすべり性、付着防止
性、剥離性などが付与される。したがって、従来にない
優れた効果を有する素材として多種の分野で利用するこ
とができるものとなる。
As described above, according to the present invention, a polyurethane synthesized using a diol having no double bond as a characteristic modifier is used as a main chain, and various functional monomers are graft-polymerized to the main chain. It is made of a polymer compound that is bonded, and the properties of the main chain polyurethane retain the properties of the conventional polyurethane, and new properties are added.The side chains introduced by graft polymerization Having the characteristics of the block polymer. Therefore, the functionalized grafted polyurethane obtained by the present invention has rubber elasticity, abrasion resistance, oxidation resistance, oil resistance,
In addition to conventional polyurethane properties such as aging resistance, various useful properties and functions are provided depending on the type of diol selected as a property modifier and the type of functional monomer bonded to the side chain. be able to. For example, when a silicone oil modified with both terminals alcohol is used as a diol as a property modifier, slip properties, anti-adhesion properties, releasability and the like are newly imparted. Therefore, it can be used in various fields as a material having an excellent effect that has not been achieved conventionally.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1〔1〕にて合成した分子内に二重結合
を導入したポリウレタンのIRチャートである。
FIG. 1 is an IR chart of a polyurethane synthesized in Example 1 [1] and having a double bond introduced into the molecule.

【図2】実施例1〔2〕にて合成したメタクリル酸グリ
シジルグラフト化ポリウレタンのIRチャートである。
FIG. 2 is an IR chart of a glycidyl methacrylate-grafted polyurethane synthesized in Example 1 [2].

【図3】実施例2〔1〕にて合成した分子内に二重結合
を導入したポリウレタンのIRチャートである。
FIG. 3 is an IR chart of a polyurethane synthesized in Example 2 [1] and having a double bond introduced into the molecule.

【図4】実施例2〔2−1〕にて合成したHEMAグラ
フト化ポリウレタンのIRチャートである。
FIG. 4 is an IR chart of the HEMA-grafted polyurethane synthesized in Example 2 [2-1].

【図5】実施例2〔2−2〕にて合成したメタクリル酸
グリシジルグラフト化ポリウレタンのIRチャートであ
る。
FIG. 5 is an IR chart of a glycidyl methacrylate-grafted polyurethane synthesized in Example 2 [2-2].

【図6】実施例2〔2−3〕にて合成したシリコーング
ラフト化ポリウレタンのIRチャートである。
FIG. 6 is an IR chart of the silicone-grafted polyurethane synthesized in Example 2 [2-3].

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F071 AA53 AA77 AA80 AF04 AF26 AF55 AF58 AH12 AH19 BC01 BC07 4J026 AB03 BA02 BA03 BA05 BA06 BA09 BA10 BA11 BA19 BA25 BA29 BA30 BA32 BA39 BA41 BA43 BB01 BB02 BB03 BB04 DA02 DA17 DB02 DB12 FA03 GA01 4J034 CA04 CA15 CB03 CB07 CC03 DA01 DB04 DB07 DG03 DG08 DM01 DP19 HA07 HC03 HC09 HC12 HC13 HC22 HC46 HC64 HC67 HC71 HC73 LA06 LA13 LA32 LA36 QB14 QB15 QB17 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 4F071 AA53 AA77 AA80 AF04 AF26 AF55 AF58 AH12 AH19 BC01 BC07 4J026 AB03 BA02 BA03 BA05 BA06 BA09 BA10 BA11 BA19 BA25 BA29 BA30 BA32 BA39 BA41 BA43 BB01 BB02 BB03 DB02 DB17 DB02 GA01 4J034 CA04 CA15 CB03 CB07 CC03 DA01 DB04 DB07 DG03 DG08 DM01 DP19 HA07 HC03 HC09 HC12 HC13 HC22 HC46 HC64 HC67 HC71 HC73 LA06 LA13 LA32 LA36 QB14 QB15 QB17

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも分子内に一つ以上の二重結合
を有する一種以上のジオール、主鎖の特性改質剤として
の作用を有するジオール、及びジイソシアネートの反応
により合成されるポリウレタンを主鎖とし、この主鎖
に、ビニル基を有する機能性単量体をグラフト重合によ
り結合させて側鎖としたことを特徴とする機能性グラフ
ト化ポリウレタン。
1. Polyurethane synthesized by the reaction of one or more diols having at least one double bond in the molecule, a diol acting as a main chain property modifier, and diisocyanate. And a functional monomer having a vinyl group bonded to the main chain by graft polymerization to form a side chain.
【請求項2】 ジオールが分子内に少なくとも一つ以上
のビニル基を有することを特徴とする請求項1に記載の
機能性グラフト化ポリウレタン。
2. The functional grafted polyurethane according to claim 1, wherein the diol has at least one vinyl group in a molecule.
【請求項3】 ジオールがポリブタジエンジオールであ
ることを特徴とする請求項1又は2に記載の機能性グラ
フト化ポリウレタン。
3. The functional grafted polyurethane according to claim 1, wherein the diol is a polybutadiene diol.
【請求項4】 主鎖の特性改質剤としてのジオールが、
両末端アルコール変性シリコーンオイルであることを特
徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の機能性グラ
フト化ポリウレタン。
4. A diol as a main chain property modifier,
The functionalized grafted polyurethane according to any one of claims 1 to 3, which is a silicone oil modified at both ends with alcohol.
【請求項5】 主鎖の特性改質剤としてのジオールが、
ポリエチレングリコールであることを特徴とする請求項
1〜4の何れか一項に記載の機能性グラフト化ポリウレ
タン。
5. A diol as a main chain property modifier,
The functional grafted polyurethane according to any one of claims 1 to 4, which is polyethylene glycol.
【請求項6】 機能性単量体が親水性モノマーであるこ
とを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の機能
性グラフト化ポリウレタン。
6. The functional grafted polyurethane according to claim 1, wherein the functional monomer is a hydrophilic monomer.
【請求項7】 機能性単量体が以下に示すモノマーの一
種以上であることを特徴とする請求項6に記載の機能性
グラフト化ポリウレタン。 【化1】 【化2】 【化3】 【化4】 【化5】 【化6】 【化7】
7. The functional grafted polyurethane according to claim 6, wherein the functional monomer is at least one of the following monomers. Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image
【請求項8】 機能性単量体が親油性モノマーであって
単独のグラフト重合、或いは二元又は三元のグラフト共
重合させたことを特徴とする請求項1〜5の何れか一項
に記載の機能性グラフト化ポリウレタン。
8. The method according to claim 1, wherein the functional monomer is a lipophilic monomer, and is obtained by single graft polymerization or binary or ternary graft copolymerization. The functionalized grafted polyurethane of the above.
【請求項9】 機能性単量体が以下に示すモノマーの一
種以上であることを特徴とする請求項8に記載の機能性
グラフト化ポリウレタン。 【化8】 【化9】 【化10】 【化11】 【化12】 【化13】 【化14】 【化15】
9. The functional grafted polyurethane according to claim 8, wherein the functional monomer is at least one of the following monomers. Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image
【請求項10】 機能性単量体が親水性モノマーと親油
性モノマーの混合物であることを特徴とする請求項1〜
9の何れか一項に記載の機能性グラフト化ポリウレタ
ン。
10. The method according to claim 1, wherein the functional monomer is a mixture of a hydrophilic monomer and a lipophilic monomer.
10. The functional grafted polyurethane according to any one of claims 9 to 9.
【請求項11】 グラフト化された各側鎖は、親水性モ
ノマーと親油性モノマーがランダム、交互、又はブロッ
ク共重合されていることを特徴とする請求項10に記載
の機能性グラフト化ポリウレタン。
11. The functional grafted polyurethane according to claim 10, wherein each of the grafted side chains is formed by random, alternating or block copolymerization of a hydrophilic monomer and a lipophilic monomer.
【請求項12】 機能性単量体が撥水性モノマーである
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の機
能性グラフト化ポリウレタン。
12. The functional grafted polyurethane according to claim 1, wherein the functional monomer is a water-repellent monomer.
【請求項13】 機能性単量体が以下に示すモノマーの
一種以上であることを特徴とする請求項13に記載の機
能性グラフト化ポリウレタン。 【化16】
13. The functional grafted polyurethane according to claim 13, wherein the functional monomer is at least one of the following monomers. Embedded image
【請求項14】 機能性単量体が撥水撥油性モノマーで
あることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載
の機能性グラフト化ポリウレタン。
14. The functional grafted polyurethane according to claim 1, wherein the functional monomer is a water / oil repellent monomer.
【請求項15】 機能性単量体が以下に示すモノマーの
一種以上であることを特徴とする請求項14に記載の機
能性グラフト化ポリウレタン。 【化17】 【化18】 【化19】 【化20】 【化21】
15. The functional grafted polyurethane according to claim 14, wherein the functional monomer is at least one of the following monomers. Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image
【請求項16】 機能性単量体が以下に示すモノマーの
一種以上であることを特徴とする請求項1〜5の何れか
一項に記載の機能性グラフト化ポリウレタン。 【化22】 【化23】
16. The functional grafted polyurethane according to claim 1, wherein the functional monomer is at least one of the following monomers. Embedded image Embedded image
【請求項17】 主鎖を構成するポリウレタンと、側鎖
を構成するグラフト重合によって導入されたブロックポ
リマーとの割合が95:5〜5:95であることを特徴
とする請求項1〜16の何れか一項に記載の機能性グラ
フト化ポリウレタン。
17. The method according to claim 1, wherein the ratio of the polyurethane constituting the main chain and the block polymer introduced by graft polymerization constituting the side chain is 95: 5 to 5:95. A functional grafted polyurethane according to any one of the preceding claims.
【請求項18】 少なくとも分子内に一つ以上の二重結
合を有する一種以上のジオール、主鎖の特性改質剤とし
ての作用を有するジオール、及びジイソシアネートの反
応により合成されるポリウレタンを主鎖とし、この主鎖
にビニル基及びエポキシ基を有する機能性単量体をグラ
フト重合により結合させて側鎖とし、この側鎖のエポキ
シ基にアミノ基及び水酸基を有する化合物を反応させて
水酸基を導入し、このポリウレタンをフィルム状に成形
し、さらにフィルム表面に存在する水酸基に、ビニル基
を有する機能性単量体をグラフト重合により結合させて
側鎖を延長化したことを特徴とする機能性グラフト化ポ
リウレタン。
18. Polyurethane synthesized by the reaction of one or more diols having at least one double bond in the molecule, a diol acting as a main chain property modifier, and diisocyanate. A functional monomer having a vinyl group and an epoxy group is bonded to the main chain by graft polymerization to form a side chain, and a compound having an amino group and a hydroxyl group is reacted with the epoxy group of the side chain to introduce a hydroxyl group. This polyurethane is formed into a film shape, and the functional group having a vinyl group is bonded to the hydroxyl group present on the film surface by graft polymerization to extend the side chain, thereby obtaining a functional graft. Polyurethane.
【請求項19】 フィルム状ポリウレタンにグラフト重
合する機能性単量体が 【化24】 であることを特徴とする請求項18に記載の機能性グラ
フト化ポリウレタン。
19. The functional monomer graft-polymerized to a film-like polyurethane is represented by the following formula: The functionalized grafted polyurethane according to claim 18, wherein:
【請求項20】 少なくとも分子内に一つ以上の二重結
合を有する一種以上のジオール、主鎖の特性改質剤とし
ての作用を有するジオール、及びジイソシアネートを反
応させてポリウレタンを合成する第一工程、 第一工程により得られたポリウレタンを主鎖とし、この
主鎖にビニル基を有する機能性単量体をグラフト重合に
より結合させて側鎖とする第二工程よりなることを特徴
とする機能性グラフト化ポリウレタンの合成法。
20. A first step of synthesizing a polyurethane by reacting at least one diol having at least one double bond in a molecule, a diol acting as a main chain property modifier, and diisocyanate. A functional step characterized by comprising a second step in which the polyurethane obtained in the first step is used as a main chain, and a functional monomer having a vinyl group is bonded to the main chain by graft polymerization to form a side chain. Synthetic method of grafted polyurethane.
【請求項21】 少なくとも分子内に一つ以上の二重結
合を有する一種以上のジオール、主鎖の特性改質剤とし
ての作用を有するジオール、及びジイソシアネートを反
応させてポリウレタンを合成する第一工程、 前記第一工程で得られたポリウレタンを主鎖とし、この
主鎖にビニル基及びエポキシ基を有する機能性単量体を
グラフト重合により結合させて側鎖とする第二工程、 前記第二工程で得られたグラフト化ポリウレタンの側鎖
のエポキシ基にアミノ基及び水酸基を有する化合物を反
応させて水酸基を導入する第三工程、 前記第三工程で得られたポリウレタンをフィルム状に成
形する第四工程、 前記第四工程で得られたフィルム状ポリウレタンを、重
合開始剤及び機能性単量体を溶解させた溶液中に浸漬さ
せてグラフト重合させる第五工程よりなることを特徴と
する機能性グラフト化ポリウレタンの合成法。
21. A first step of reacting at least one diol having at least one double bond in a molecule, a diol acting as a main chain property modifier, and diisocyanate to synthesize a polyurethane. A second step in which the polyurethane obtained in the first step is used as a main chain, and a functional monomer having a vinyl group and an epoxy group is bonded to the main chain by graft polymerization to form a side chain; A third step of reacting a compound having an amino group and a hydroxyl group with an epoxy group in a side chain of the grafted polyurethane obtained in the step to introduce a hydroxyl group, and a fourth step of forming the polyurethane obtained in the third step into a film. A fifth step of graft-polymerizing the film-like polyurethane obtained in the fourth step by immersing the polyurethane in a solution in which a polymerization initiator and a functional monomer are dissolved; Synthesis of functional grafted polyurethane, characterized by consisting extent.
【請求項22】 グラフト重合させる際に使用する溶媒
がジオキサンとメチルアルコールの混合溶液であること
を特徴とする請求項20又は21に記載の機能性グラフ
ト化ポリウレタンの合成法。
22. The method for synthesizing a functional grafted polyurethane according to claim 20, wherein the solvent used in the graft polymerization is a mixed solution of dioxane and methyl alcohol.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004504452A (en) * 2000-07-26 2004-02-12 ヘンケル・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチエン Alkoxysilyl group-containing binder and binder composition, method for producing the same and use thereof
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