JP2010503750A - イソシアネート末端ポリカプロラクトンポリウレタンプレポリマー - Google Patents
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Abstract
トルエンジイソシアネートおよびポリオール組成物の反応生成物を包含する改善されたイソシアネート末端ポリカプロラクトンポリウレタンプレポリマーが開示されている。本発明によるイソシアネート末端ポリカプロラクトンプレポリマーをアミン鎖延長剤と反応させることによって良好な物理的および動的性質を有するポリウレタンエラストマーを得ることができる。
Description
(発明の分野)
本発明はポリウレタンエラストマーに関する。さらに特に本発明はイソシアネート末端ポリカプロラクトンポリウレタンプレポリマーから製造されるポリウレタンエラストマーに関する。当該プレポリマーはアミン鎖延長剤との反応によって固形ポリウレタンエラストマーに容易に硬化させることができる。
本発明はポリウレタンエラストマーに関する。さらに特に本発明はイソシアネート末端ポリカプロラクトンポリウレタンプレポリマーから製造されるポリウレタンエラストマーに関する。当該プレポリマーはアミン鎖延長剤との反応によって固形ポリウレタンエラストマーに容易に硬化させることができる。
(発明の背景)
ポリウレタンエラストマーは物理的、化学的および動的性質、例えば良好な磨耗抵抗、引裂強さおよび低ヒステリシスの組合せが要求される用途にしばしば使用される。トルエンジイソシアネート(TDI)および種々のポリオールからのプレポリマーは、芳香族ジアミン硬化剤、例えばChemtura CorporationからVibracure(登録商標) A133として入手することができるメチレンビス(オルトクロロアニリン)(MBCA)を用いて硬化させ、このようなエラストマーを生成することができる。
ポリウレタンエラストマーは物理的、化学的および動的性質、例えば良好な磨耗抵抗、引裂強さおよび低ヒステリシスの組合せが要求される用途にしばしば使用される。トルエンジイソシアネート(TDI)および種々のポリオールからのプレポリマーは、芳香族ジアミン硬化剤、例えばChemtura CorporationからVibracure(登録商標) A133として入手することができるメチレンビス(オルトクロロアニリン)(MBCA)を用いて硬化させ、このようなエラストマーを生成することができる。
イソシアネート末端ウレタンプレポリマーは当技術で周知であり、先ずポリオールをモル過剰量の有機ジイソシアネートモノマーと反応させ、末端イソシアネート基を有するプレポリマーを生成し、次いで場合により、残留する過剰のジイソシアネートモノマーを除去することによって生成することができる。このようなポリマーの例は、英国特許第1,101,410号、ならびに米国特許第5,703,193号、同第4,061,662号、同第4,182,825号、同第4,385,171号、同第4,888,442号および同第4,288,577号に記載されており、これらの特許文献を引用してここに組み入れる。
プレポリマーはトルエンジイソシアネートおよびポリエーテル、ポリエステルおよびポリカプロラクトンなどを包含する種々のポリオールを基材とすることができる。市販プレポリマー製品の例には、ChemturaからのAdiprene/Vibrathaneプレポリマーがあり、これらにはポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG、例えばInvistaからのTerathane)からの3.1%NCOプレポリマーであるVibrathane B602;エチレンプロピレンアジペートポリエステル(例えばChemtura CorporationからのFomrez)からの3.3%NCOプレポリマーであるVibrathane 8080;およびポリカプロラクトン(例えば、Dow ChemicalからのTone)からの3.35%NCOプレポリマーであるVibrathane 6060が包含される。
望まれる物理的、化学的および動的ポリウレタン物性は、当技術で公知の種々の成分を使用することによって得ることができる。一例として、あるプレポリマーのイソシアネート(NCO)含有量は一般に、プレポリマーから所与の硬化剤を用いて得られるエラストマーのショアA硬度を左右する。
従来技術のTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーを使用し、MBCAなどの芳香族ジアミン硬化剤を用いて硬化させると、TDIおよび別種のポリオール、例えばポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG)またはアジペートポリエステルなどから合成されたプレポリマーに比較して低い物理的性質を有する軟質のエラストマーが得られる。Chemtura Corporationにより製造されている低分子量グリコールを含有していない3.35%NCOのTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーであるVibrathane 6060を使用すると、MBCAを用いて僅かに62AのショアA硬度にまで硬化される。一方、Chemtura Corporationにより製造されている3.3%NCOのTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーであるVibrathane 8080を使用すると、MBCAを用いて80Aまで硬化される。追加の例として、Chemtura Corporationにより製造されている3.1%NCOのTDI末端ポリエーテルプレポリマーであるVibrathane B602を使用すると、MBCAを用いて82Aまで硬化される。
望まれる物理的、化学的および動的ポリウレタン物性は、当技術で公知の種々の成分を使用することによって得ることができる。一例として、あるプレポリマーのイソシアネート(NCO)含有量は一般に、プレポリマーから所与の硬化剤を用いて得られるエラストマーのショアA硬度を左右する。
従来技術のTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーを使用し、MBCAなどの芳香族ジアミン硬化剤を用いて硬化させると、TDIおよび別種のポリオール、例えばポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG)またはアジペートポリエステルなどから合成されたプレポリマーに比較して低い物理的性質を有する軟質のエラストマーが得られる。Chemtura Corporationにより製造されている低分子量グリコールを含有していない3.35%NCOのTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーであるVibrathane 6060を使用すると、MBCAを用いて僅かに62AのショアA硬度にまで硬化される。一方、Chemtura Corporationにより製造されている3.3%NCOのTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーであるVibrathane 8080を使用すると、MBCAを用いて80Aまで硬化される。追加の例として、Chemtura Corporationにより製造されている3.1%NCOのTDI末端ポリエーテルプレポリマーであるVibrathane B602を使用すると、MBCAを用いて82Aまで硬化される。
「ポリウレタン樹脂ハンドブック」(日刊工業新聞社、1987年)岩田敬治編
従って、TDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーからのエラストマーに対し、より高い硬度および物理的性質を付与することが望まれている。
(発明の要旨)
本発明は、
a)少なくとも1種の有機ポリイソシアネート;
b)約300〜約10,000の数平均分子量を有する、少なくとも1種のポリカプ
ロラクトン系ポリオール;
c)約300以下の数平均分子量を有する、少なくとも1種のグリコール;および場
合により、
d)少なくとも1種の追加のポリオール;
の反応生成物を含有するプレポリマー組成物に関する。
本発明は、
a)少なくとも1種の有機ポリイソシアネート;
b)約300〜約10,000の数平均分子量を有する、少なくとも1種のポリカプ
ロラクトン系ポリオール;
c)約300以下の数平均分子量を有する、少なくとも1種のグリコール;および場
合により、
d)少なくとも1種の追加のポリオール;
の反応生成物を含有するプレポリマー組成物に関する。
本発明は、イソシアネート末端ポリカプロラクトンポリウレタンプレポリマーを提供し、当該プレポリマーはアミン鎖延長剤との反応によって改善された物理的および動的性質を有する発泡体および固形エラストマーに容易に硬化させることができる。
本発明はさらに、良好な圧縮永久歪抵抗(compression set resistance)、反発弾性、引裂強さおよび動特性が要求される分野、例えばシール、ガスケット、車輪、タイヤ、ロール、採鉱用ふるいおよびベルトなどの用途に使用することができるエラストマーを製造するための組成物を提供する。
従って、本発明により製造されるポリウレタンエラストマーは、低分子量グリコールを用いることなくポリカプロラクトンポリオールのみを基材とするエラストマーに比較し、改善された物理的および動的性質を有する。
(発明の詳細な説明)
TDI末端ポリエーテルまたはポリエステルプレポリマーとは異なり、TDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーが低分子量グリコールの存在によって非常に相違する挙動を示すことが驚くべきことにここに見出された。この挙動は、通常のTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマー(すなわち、遊離未反応TDIモノマーが除去されていないプレポリマー)および少量の遊離モノマーを含有するTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーの両方でも見出された。低分子量グリコールを含有するTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーが最終エラストマーの動的性能を改善することがまた驚くべきことに見出された。
TDI末端ポリエーテルまたはポリエステルプレポリマーとは異なり、TDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーが低分子量グリコールの存在によって非常に相違する挙動を示すことが驚くべきことにここに見出された。この挙動は、通常のTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマー(すなわち、遊離未反応TDIモノマーが除去されていないプレポリマー)および少量の遊離モノマーを含有するTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーの両方でも見出された。低分子量グリコールを含有するTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーが最終エラストマーの動的性能を改善することがまた驚くべきことに見出された。
本発明によるプレポリマー組成物は、(a)少なくとも1種の有機ポリイソシアネートを、(b)少なくとも1種のポリカプロラクトン系ポリオールおよび(c)少なくとも1種の低分子量グリコール、および場合により、追加のポリオール(e)と反応させることによって製造される。追加のポリオール(1種または2種以上)(e)には代表的に、約300を越える分子量を有するポリオール、例えばポリアジペートエステルポリオール(例えば、Chemtura Corp.からのFomrezポリオール)、ポリエーテルポリオール(例えば、InvistaからのTerathaneポリオールまたはArch Chemicalsから入手できるPolyGポリオール)、またはポリカーボネートポリオール(例えば、Bayerから入手できるDesmophen 2020Eポリオール)などがある。
適当な追加のポリオール(e)は、ポリエーテルエステルポリオール、ポリエステルエーテルポリオール、ポリブタジエンポリオール、アクリル系成分−付加ポリオール、アクリル系成分−分散ポリオール、スチレン−付加ポリオール、スチレン−分散ポリオール、ビニル−付加ポリオール、ビニル−分散ポリオール、尿素−分散ポリオール、ポリオキシアルキレンジオール、ポリオキシアルキレントリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなどを包含し、これら全部が少なくとも2個のヒドロキシル基を有する。
本発明のポリイソシアネートは、ポリウレタンフォームの製造にかかわり市販されているか、または慣用されている全てのジイソシアネートを包含する。本発明の一態様において、ポリイソシアネートは少なくとも2個のイソシアネート基を有する有機化合物であることができる。このポリイソシアネートは芳香族または脂肪族であることができる。
本発明の特定の一態様に従う場合、トルエンジイソシアネート(TDI)モノマーを高分子量ポリカプロラクトンポリオールおよび低分子量グリコールの配合物と反応させ、次いで場合により、過剰のTDIモノマーを除去し、2重量%以下の、また本発明のもう一つの態様では、0.5重量%以下の、さらにもう一つの態様では、0.1重量%以下の未反応TDI含有量を有するプレポリマーを生成させる操作を行なう。
本発明のトルエンジイソシアネート(TDI)の例は、2種の主要異性体、すなわち2,4−および2,6−トルエンジイソシアネートを包含する。市販TDIは、Bayer、BASF、Lyondell、Borsodchem、Dow Chemicalおよびその他の供給源からの2,4−および2,6−トルエンジイソシアネートのほぼ65:35、80:20または99:1異性体混合物として見出される。
本発明による場合、当量は1分子当たりの官能基(例えば、イソシアネート基、ヒドロキシル基またはアミン基)の数で割り算された分子量を意味する。本発明による場合、分子量またはM.W.は数平均分子量を意味する。当量またはE.W.は数平均当量を意味する。
本発明の一態様において、高分子量ポリオール、すなわちポリカプロラクトン(PCL)ポリオールは少なくとも約300の数平均分子量を有し、本発明によるプレポリマーの生成に使用される。本発明のもう一つの態様に従う場合、ポリカプロラクトンポリオールは約650〜約4000の分子量を有し、また本発明のもう一つの態様に従う場合、約650〜約3000の分子量を有する。しかしながら、この分子量は約10,000ほど高くてもよく、または約300ほど低くてもよい。
本発明の一態様に従う場合、ポリカプロラクトンポリオールは下記一般式で表すことができる:
H(OCH2CH2CH2CH2CH2O)mOIO(OCH2CH2CH2CH2CH2O)nH;
上記式において、Iはエーテルまたはエステル結合を有する有機部分または炭化水素部分であり、mおよびnはポリカプロラクトンポリオールが少なくとも約300〜約10,000の数平均分子量を有するのに充分の大きさの整数である。ポリカプロラクトンポリオールは、開始剤としてポリヒドロキシル化合物を用いるイプシロン−カプロラクトンの付加重合によって製造することができる。開始剤の適当な例には、ジエチレングリコール(DEG)、トリメチロールプロパン(TMP)、ネオペンチルグリコール(NPG)または1,4−ブタンジオール(BDO)がある。高分子量ポリオール、例えば分子量250〜2900を有するポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG)を開始剤として使用することもできる。本発明の一態様に従う場合、PCLポリオールは、DEG、BDOまたはNPG開始剤に基づくものである。このようなポリオールはDow ChemicalからToneポリオールとして、SolvayからCAPAポリオールとして、およびDiacelからPlaccelポリオールとして入手することができる。本発明の態様において、このポリオールのヒドロキシル官能価は約2〜約3である。
H(OCH2CH2CH2CH2CH2O)mOIO(OCH2CH2CH2CH2CH2O)nH;
上記式において、Iはエーテルまたはエステル結合を有する有機部分または炭化水素部分であり、mおよびnはポリカプロラクトンポリオールが少なくとも約300〜約10,000の数平均分子量を有するのに充分の大きさの整数である。ポリカプロラクトンポリオールは、開始剤としてポリヒドロキシル化合物を用いるイプシロン−カプロラクトンの付加重合によって製造することができる。開始剤の適当な例には、ジエチレングリコール(DEG)、トリメチロールプロパン(TMP)、ネオペンチルグリコール(NPG)または1,4−ブタンジオール(BDO)がある。高分子量ポリオール、例えば分子量250〜2900を有するポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG)を開始剤として使用することもできる。本発明の一態様に従う場合、PCLポリオールは、DEG、BDOまたはNPG開始剤に基づくものである。このようなポリオールはDow ChemicalからToneポリオールとして、SolvayからCAPAポリオールとして、およびDiacelからPlaccelポリオールとして入手することができる。本発明の態様において、このポリオールのヒドロキシル官能価は約2〜約3である。
本発明の総合ポリオール部分は、前記のとおりの高分子量ポリオールと低分子量ポリオールとの組合わせである。脂肪族グリコールは上記の好適な低分子量グリコールである。適当な脂肪族グリコールは:エチレングリコール、あるいはプロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオールまたはヘキサンジオールの異性体を包含する。本発明の特定の一態様において、低分子量グリコールは1,3−ブタンジオールおよびジエチレングリコールである。使用することができる低分子量グリコールの別の例は、アルコキシル化ハイドロキノン(例えば、Arch ChemicalsからのHQEE)、アルコキシル化レゾルシノール(例えば、IndspecからのHER)、およびエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、オキセタンまたはテトラヒドロフランのオリゴマーを包含する。
イソシアネート−末端ポリウレタンプレポリマーを製造するためには、ヒドロキシル当量(OH基)に対し少なくとも僅かに過剰量のイソシアネート当量(NCO基)を使用し、ポリカプロラクトンポリオールおよび/またはコポリマー(1種または2種以上)およびグリコール(1種または2種以上)をイソシアネート基で末端処理する。有利には、NCO対OHのモル比は、特定のヒドロキシル末端ポリオールおよび/またはコポリマー(1種または2種以上)およびグリコール(1種または2種以上)の選択に応じて約1.1〜約16.0である。
プレポリマーの製造は、ポリオール(1種または2種以上)またはポリオール配合物(1種または2種以上)およびグリコール(1種または2種以上)をポリイソシアネートモノマー、例えばトルエンジイソシネートに添加し、次いで利用可能なヒドロキシル基の全部を反応させるのに要する時間にわたり室温乃至150℃ほどの高温に維持することを包含する。好適な反応温度は40℃〜110℃である;さらに好ましくは50℃〜85℃である。生成物を窒素フラッシュ下に容器に移す。過剰の遊離ポリイソシアネートモノマーは場合により、英国特許第1,101,410号、ならびに米国特許第5,703,193号、同第4,061,662号、同第4,182,825号、同第4,385,171号、同第4,888,442号および同第4,288,577号に記載の方法を用いて除去することができる。これらの特許文献の全部の内容を引用してここに組み入れる。
本発明によるプレポリマーに使用される硬化剤は広く種々の慣用で、周知の有機ジアミンまたはポリオール材料から選択することができる。本発明の一態様において、プレポリマーに用いられる硬化剤(1種または2種以上)は、低融点固体または液体のどちらかである芳香族ジアミンである。本発明のもう一つの態様において、プレポリマーに用いられる硬化剤(1種または2種以上)は、130℃以下で流動可能であるジアミンまたはポリオールである。その融点が130℃を越える場合、可塑剤を使用して硬化剤の有効融点を低下させることができる。これらのジアミンまたはポリオールは一般に、ポリウレタン用の硬化剤として工業界で使用されている現存する化合物である。硬化剤の選択は一般に、必要な反応性、あるいは特定の用途に要求される性質、必要な操作条件、および望まれる可使時間に基づく。公知触媒を硬化剤と組合わせて使用できることは勿論のことである。
代表的硬化剤物質は:4,4’−メチレン−ビス(3−クロロ)アニリン(MBCA)、4,4’−メチレン−ジアニリン(MDA)、4,4’−MDAの塩錯体、例えばChemtura CorporationからのCaytur 31、Caytur 31DA、Caytur 21およびCaytur 21DA、4,4’−メチレン−ビス(3−クロロ−2,6−ジエチル)アニリン(MCDEA)、4,4’−メチレン−ビス(2,6−ジエチル)アニリン(MDEA)、フェニレンジアミンの異性体、ジエチルトルエンジアミン(DETDA)、第三級ブチルトルエンジアミン(TBTDA)、Albemarle Corporationからのジメチルチオトルエンジアミン(Ethacure TM.300)、Chemtura Corporationからのトリメチレングリコールジ−p−アミノベンゾエート(Vibracure A157)、および1,2−ビス(2−アミノフェニルチオ)エタンを包含する。本発明の特定の一態様において、硬化剤はMBCAおよび4,4’−MDAの塩錯体である。
プレポリマーを硬化させる場合、芳香族ジアミン成分中の−NH2基の数は、プレポリマー中の−NCO基の数にほぼ等しくあるべきである。小さい変化は許容されるが、一般に、理論的当量の約70〜約125%、好ましくは約85〜約115%の量で使用すべきである。
良好な物理的および動的性質を有するポリウレタンエラストマーは、トルエンジイソシアネートおよび好ましくは約300〜約400の分子量(数平均M.W.)を有するポリカプロラクトンポリオールおよび約62〜約300の分子量を有するグリコールの反応生成物であるイソシアネート末端ポリカプロラクトンプレポリマーをアミン鎖延長剤と約0.75〜約1.15:1の当量比(反応性アミン基対反応性イソシアネート基の比)で反応させることによって得ることができる。
ポリウレタンフォームは、イソシアネート末端ポリカプロラクトンプレポリマーを2個または3個以上の活性水素を含有する化合物と、所望により触媒の存在下に、反応させることによって製造することができる。この触媒は代表的に、有機金属化合物、有機−窒素含有化合物、例えば第三級アミン化合物、カルボン酸化合物、およびそれらの混合物である。活性水素含有化合物は代表的に、水、ポリオール、第一級ポリアミン化合物および第二級ポリアミン化合物である。水は利用可能なイソシアネート基と反応し、二酸化炭素を発生し、フォーム気泡を生じさせる。ポリウレタンフォームはまた、低沸点(沸点:約150℃以下)の有機化合物などの発泡剤を用いて不活性ガス、例えば窒素、空気または二酸化炭素を挿入することによって、またはAKZO NOBELにより製造されている製品EXPANCEL(登録商標)で例示されるような発泡剤が配合されている熱活性化膨張性ポリマー微粒子を用いることによって製造することができる。フォームの製造は、Ghobary等に対する米国特許第6,395,796号に記載されており、この特許文献を引用してここに組み入れる。
本発明によるポリウレタンフォーム形成性組成物からポリウレタンフォームを製造する方法に特別の制限はない。当技術で慣用の各種方法を使用することができる。一例として、岩田敬治による「ポリウレタン樹脂ハンドブック」(日刊工業新聞社、1987年)に記載の方法を使用することができる。
(材料および用語の一覧)
Adiprene LF600D:製造中のモノマー除去工程により遊離TDI含有量が減少されている(<0.1%)、Chemtura Corporation製造のTDI末端ポリエーテルプレポリマー。このプレポリマーには低分子量グリコールは使用されていない。MBCAを用いて硬化させると、高性能60ショアD硬度(60D)エラストマーが得られる。このプレポリマーの製造に使用されるポリエーテルポリオールはポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEGまたはPTMG)、例えばInvistaからのTerathaneである。このプレポリマーのイソシアネート(NCO)含有量は約7.2%であり、当量は約583である。従って、このプレポリマー約583gは1モル(42g)のNCO末端基を含有する。
Adiprene LF600D:製造中のモノマー除去工程により遊離TDI含有量が減少されている(<0.1%)、Chemtura Corporation製造のTDI末端ポリエーテルプレポリマー。このプレポリマーには低分子量グリコールは使用されていない。MBCAを用いて硬化させると、高性能60ショアD硬度(60D)エラストマーが得られる。このプレポリマーの製造に使用されるポリエーテルポリオールはポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEGまたはPTMG)、例えばInvistaからのTerathaneである。このプレポリマーのイソシアネート(NCO)含有量は約7.2%であり、当量は約583である。従って、このプレポリマー約583gは1モル(42g)のNCO末端基を含有する。
Adiprene LF601D:製造中のモノマー除去工程により遊離TDI含有量が減少されている(<0.1%)、Chemtura Corporation製造のTDI末端ポリエーテルプレポリマー。このプレポリマーには低分子量グリコールが使用されており、この点で上記Adiprene LF600Dと相違している。MBCAを用いて硬化させると、高性能60ショアD硬度(60D)エラストマーが得られる。このプレポリマーの製造に使用されるポリエーテルポリオールはポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEGまたはPTMG)、例えばInvistaからのTerathaneおよびジエチレングリコール(DEG)である。このプレポリマーのイソシアネート(NCO)含有量は約7.2%であり、当量は約583である。従って、このプレポリマー約583gは1モル(42g)のNCO末端基を含有する。
表1に示されているように、Adiprene LF600DおよびAdiprene LF601Dからの硬化されたエラストマーの性質は、LF601Dでは低M.W.グリコールが使用されており、LF600Dでは使用されていないことを除いて、類似している。
Adiprene LF900A:製造中のモノマー除去工程により遊離TDI含有量が減少されている(<0.1%)、Chemtura Corporation製造のTDI末端ポリエーテルプレポリマー。このプレポリマーには低分子量グリコールは使用されていない。MBCAを用いて硬化させると、高性能90ショアA硬度(90A)エラストマーが得られる。このプレポリマーの製造に使用されるポリエーテルポリオールはポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEGまたはPTMG)、例えばInvistaからのTerathaneである。このプレポリマーのイソシアネート(NCO)含有量は約3.8%であり、当量は約1105である。従って、このプレポリマー約1105gは1モル(42g)のNCO末端基を含有する。
Adiprene LF1900A:製造中のモノマー除去工程により遊離TDI含有量が減少されている(<0.1%)、Chemtura Corporation製造のTDI末端ポリエステルプレポリマー。このプレポリマーには低分子量グリコールは使用されていない。MBCAで硬化させると、高性能92ショアA硬度(92A)エラストマーが得られる。このプレポリマーの製造に使用されるポリエステルポリオールはポリエチレンアジペートグリコール(PEAG)である。このプレポリマーのイソシアネート(NCO)含有量は約4.2%であり、当量は約1000である。従って、このプレポリマー約1000gは1モル(42g)のNCO末端基を含有する。
Vibrathane 6060:製造中のモノマー除去工程は行なわれていない、Chemtura Corporation製造のTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマー。このプレポリマーには低分子量グリコールは使用されていない。MBCAで硬化させると、62ショアA硬度(62A)エラストマーが得られる。このプレポリマーの製造に使用されるポリオールはポリカプロラクトンポリオール(PCL)である。このプレポリマーのイソシアネート(NCO)含有量は約3.35%であり、当量は約1255である。従って、このプレポリマー約1255gは1モル(42g)のNCO末端基を含有する。
Vibrathane 8080:製造中のモノマー除去工程は行なわれていない、Chemtura Corporation製造のTDI末端ポリエステルプレポリマー。このプレポリマーには低分子量グリコールは使用されていない。MBCAで硬化させると、80ショアA硬度(80A)エラストマーが得られる。このプレポリマーの製造に使用されるポリエステルポリオールはPEPAG(ポリエチレンプロピレンアジペート)である。このプレポリマーのイソシアネート(NCO)含有量は約3.3%であり、当量は約1273である。従って、このプレポリマー約1273gは1モル(42g)のNCO末端基を含有する。
Vibrathane B602:製造中のモノマー除去工程は行なわれていない、Chemtura Corporation製造のTDI末端ポリエーテルプレポリマー。このプレポリマーには低分子量グリコールは使用されていない。MBCAで硬化させると、82ショアA硬度(82A)エラストマーが得られる。このプレポリマーの製造に使用されるポリエーテルポリオールはPTMEGである。このプレポリマーのイソシアネート(NCO)含有量は約3.11%であり、当量は約1351である。従って、このプレポリマー約1351gは1モル(42g)のNCO末端基を含有する。
Tone 2241:Dow Chemical製造のネオペンチルグリコール(NPG)開始ポリカプロラクトンポリオール。当量は約1000である。従って、このポリオール約1000gは1モル(17g)のOH末端基を含有する。M.W.は約2000である。
Tone 2221:Dow Chemical製造のネオペンチルグリコール(NPG)開始ポリカプロラクトンポリオール。当量は約500である。従って、このポリオール約500gは1モル(17g)のOH末端基を含有する。M.W.は約1000である。
Tone 1241:Dow Chemical製造のブタンジオール(BDO)開始ポリカプロラクトンポリオール。当量は約1000である。従って、このポリオール約1000gは1モル(17g)のOH末端基を含有する。M.W.は約2000である。
ジエチレングリコール(DEG):Shell Chemicals製造の低分子量グリコール。DEGの当量は53である。従って、DEG約53gは1モル(17g)のOH末端基を含有する。M.W.は106である。
1,3−ブチレングリコール:Hoechst−Celanese製造の低分子量グリコール。これは1,4−ブタンジオールの異性体である。1,3−ブチレングリコール(1,3BG)の当量は45である。従って、1,3BG約45gは1モル(17g)のOH末端基を含有する。M.W.は90である。
Mondur TD:Bayer製造の2,4:2,6−トルエンジイソシアネート(TDI)。TDIの当量は87.1である。従って、TDI約87.1gは1モル(42g)のNCO末端基を含有する。M.W.は174である。Mondur TDはTDIの2,4−異性体約66重量%およびTDIの2,6−異性体約34重量%を含有する。
Vibracure A133(MBCA):Chemtura Corporation製造の4,4’−メチレンビス(2−クロロアニリン)もしくはMBCA。MBCAの当量は約133.5である。従って、MBCA約133.5gは1モル(16g)のアミン末端基を含有する。
Caytur 21−DA:これはイソシアネート末端ウレタンプレポリマーとともに使用するためのChemtura Corporationからのブロックド遅延作用性硬化剤である。この材料は、可塑剤(ジオクチルアジペート)中に分散されている塩化ナトリウムおよびメチレンジアミンの錯体からなる。Caytur21−DAはDOA中に分散されている60%活性固形物を含有する。アミン基濃度は7.72%である。一方、当量は183である。室温において、プレポリマーの末端イソシアネート基と非常にゆっくりと反応する。しかしながら、100℃〜150℃においては、塩は取り除かれず、遊離MDAがプレポリマーと迅速に反応し、エラストマーを生成する。MBCAを用いて硬化されたウレタンに類似する性質を有するウレタンが得られる。適当な品質のプレポリマーを利用し、硬化剤としてCayturを用いて79A〜62Dの全範囲の硬度を得ることができる。
下記例は例示の目的で示すものである。本発明の範囲は本明細書に記載の例によりいずれの点でも制限されるものではない。
(比較例A)
(グリコールを使用していないTDI/PTMEGプレポリマー):
MBCAをホットプレート上で溶融し、115℃でオーブン中に保存した。Adiprene LF600Dプレポリマー(反応性イソシアネート含有量7.2%)を60℃に加熱し、次いで減圧室で脱気した。このプレポリマーにMBCAを添加し、Flack Tek,Inc.ミキサーを用いて1分間、混合した。アミン基対イソシアネート基の比は、別段の記載がない限り、この例および他の全部の例において、当量で0.95であった。この混合物を100℃で熱い金型に注入し、100℃オーブン中で一夜かけて硬化させた。技術データシートからの性質を表1に示す。
(グリコールを使用していないTDI/PTMEGプレポリマー):
MBCAをホットプレート上で溶融し、115℃でオーブン中に保存した。Adiprene LF600Dプレポリマー(反応性イソシアネート含有量7.2%)を60℃に加熱し、次いで減圧室で脱気した。このプレポリマーにMBCAを添加し、Flack Tek,Inc.ミキサーを用いて1分間、混合した。アミン基対イソシアネート基の比は、別段の記載がない限り、この例および他の全部の例において、当量で0.95であった。この混合物を100℃で熱い金型に注入し、100℃オーブン中で一夜かけて硬化させた。技術データシートからの性質を表1に示す。
(比較例B)
(グリコールを含有するTDI/PTMEGプレポリマー):
Adiprene LF600Dの代わりにAdiprene LF601D(反応性イソシアネート含有量7.2%)を用いる以外は比較例Aに従う。
(グリコールを含有するTDI/PTMEGプレポリマー):
Adiprene LF600Dの代わりにAdiprene LF601D(反応性イソシアネート含有量7.2%)を用いる以外は比較例Aに従う。
Adiprene LF600DおよびAdiprene LF601Dからの各エラストマーの物理的性質を表1に示す。Adiprene LF600Dからのエラストマー(低分子量グリコールは使用されていない)は、Adiprene LF601Dからのエラストマーよりも良好な動特性を有する(より低いタンジェントデルタ)。その他の性質は類似している。
(比較例C)
この例はa)TDIおよびb)ネオペンチルグリコール(NPG)開始ポリカプロラクトンポリオール(分子量2000)からなる低遊離モノマープレポリマーの製造を例示するものである。この例はまた、メチレンビスオルトクロロアニリン(MBCA)を用いて硬化されたTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーの物理的性質を例示するものである。
この例はa)TDIおよびb)ネオペンチルグリコール(NPG)開始ポリカプロラクトンポリオール(分子量2000)からなる低遊離モノマープレポリマーの製造を例示するものである。この例はまた、メチレンビスオルトクロロアニリン(MBCA)を用いて硬化されたTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーの物理的性質を例示するものである。
TDIポリカプロラクトンプレポリマーの合成:
70℃で分子量2000のNPG開始ポリカプロラクトンポリオール0.79重量部を攪拌しながら、TDI(Mondur TD、異性体比65:35、2,4:2,6)0.21重量部に30℃でゆっくり添加することによって、反応器中で窒素下にプレポリマーを製造した。イソシアネート基対ヒドロキシル基の当量比は3:1であった。温度が65℃より上昇するのを回避するために、ポリオールは2部に分けて添加することによって発熱を制御した。反応は60±5℃において3時間継続した。生成物を窒素フラッシュ下に容器中に注入し、次いで70℃で一夜にわたり保存し、固化を防止した。ぬぐい薄膜蒸発器(wiped film evaporator)を使用し、過剰のTDIモノマーを除去した。16時間後、イソシアネートパーセントを測定した。このプレポリマーの反応性イソシアネート含有量は3.26%NCOであった。
70℃で分子量2000のNPG開始ポリカプロラクトンポリオール0.79重量部を攪拌しながら、TDI(Mondur TD、異性体比65:35、2,4:2,6)0.21重量部に30℃でゆっくり添加することによって、反応器中で窒素下にプレポリマーを製造した。イソシアネート基対ヒドロキシル基の当量比は3:1であった。温度が65℃より上昇するのを回避するために、ポリオールは2部に分けて添加することによって発熱を制御した。反応は60±5℃において3時間継続した。生成物を窒素フラッシュ下に容器中に注入し、次いで70℃で一夜にわたり保存し、固化を防止した。ぬぐい薄膜蒸発器(wiped film evaporator)を使用し、過剰のTDIモノマーを除去した。16時間後、イソシアネートパーセントを測定した。このプレポリマーの反応性イソシアネート含有量は3.26%NCOであった。
TDIポリカプロラクトンプレポリマーの処理:
MBCAをホットプレート上で溶融させ、115℃のオーブン中で保存した。TDIポリカプロラクトンプレポリマーを85℃に加熱し、次いで減圧室で脱気した。MBCAをプレポリマーに添加し、Flack Tekミキサーを用い、1分間混合した。アミン基対イソシアネート基の比は0.95であった。この混合物を100℃の熱い金型中に注入し、次いで100℃オーブンで一夜かけて硬化させた。その性質は表2に示されている。
MBCAをホットプレート上で溶融させ、115℃のオーブン中で保存した。TDIポリカプロラクトンプレポリマーを85℃に加熱し、次いで減圧室で脱気した。MBCAをプレポリマーに添加し、Flack Tekミキサーを用い、1分間混合した。アミン基対イソシアネート基の比は0.95であった。この混合物を100℃の熱い金型中に注入し、次いで100℃オーブンで一夜かけて硬化させた。その性質は表2に示されている。
(比較例D)
NPG開始ポリカプロラクトンポリオールの代わりに、分子量2000のブタンジオール(BDO)開始ポリカプロラクトンポリオールを使用する以外は、比較例Cを反復した。イソシアネート基対ヒドロキシル基の当量比は3:1であった。NCOは3.26%であった。その性質は表2に示されている。
NPG開始ポリカプロラクトンポリオールの代わりに、分子量2000のブタンジオール(BDO)開始ポリカプロラクトンポリオールを使用する以外は、比較例Cを反復した。イソシアネート基対ヒドロキシル基の当量比は3:1であった。NCOは3.26%であった。その性質は表2に示されている。
(比較例E)
分子量2000のNPG開始ポリカプロラクトンポリオールの代わりに、分子量1000のNPG開始ポリカプロラクトンポリオールを使用する以外は、比較例Cを反復した。イソシアネート基対ヒドロキシル基の当量比は3:1であった。NCOは5.68%であった。その性質は表2に示されている。
分子量2000のNPG開始ポリカプロラクトンポリオールの代わりに、分子量1000のNPG開始ポリカプロラクトンポリオールを使用する以外は、比較例Cを反復した。イソシアネート基対ヒドロキシル基の当量比は3:1であった。NCOは5.68%であった。その性質は表2に示されている。
(比較例F)
分子量2000のNPG開始ポリカプロラクトンポリオールおよび分子量1000のNPG開始ポリカプロラクトンポリオールの配合物を使用する以外は、比較例Cを反復した。イソシアネート基対ヒドロキシル基の当量比は3:1であった。NCOは5.68%であった。その性質は表2および表3に示されている。
分子量2000のNPG開始ポリカプロラクトンポリオールおよび分子量1000のNPG開始ポリカプロラクトンポリオールの配合物を使用する以外は、比較例Cを反復した。イソシアネート基対ヒドロキシル基の当量比は3:1であった。NCOは5.68%であった。その性質は表2および表3に示されている。
MBCAを用いて硬化させた種々のTDI/ポリカプロラクトンプレポリマーの物理的性質は表2に示されている。
(比較例G)
Adiprene LF600Dの代わりにAdiprene LF900A(反応性イソシアネート含有量3.8%)を用いる以外は比較例Aに従った。比較例Gの性質は表3に示されている。
Adiprene LF600Dの代わりにAdiprene LF900A(反応性イソシアネート含有量3.8%)を用いる以外は比較例Aに従った。比較例Gの性質は表3に示されている。
(比較例H)
Adiprene LF600Dの代わりにAdiprene LF1900A(反応性イソシアネート含有量4.2%)を用いる以外は比較例Aに従った。比較例Hの性質は表3に示されている。
Adiprene LF600Dの代わりにAdiprene LF1900A(反応性イソシアネート含有量4.2%)を用いる以外は比較例Aに従った。比較例Hの性質は表3に示されている。
表3に示されているように、MBCAを用いて硬化された従来技術のTDIポリカプロラクトンプレポリマーは、PTMEG(Adiprene LF900A)からのTDIプレポリマーおよびアジペートポリエステル(Adiprene LF1900A)からのTDIプレポリマーに比較し、より低い物理的性質を有する。比較例Gおよび比較例Hは、低分子量グリコールが存在していないTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーの欠陥を示している。これらのエラストマーはPTMEGまたはPEAGからのエラストマーに比較し、柔軟である。ベイショアレジリエンスおよび引裂強さは低い。130℃におけるタンジェントデルタ(ヒステリシス)は高く、このことは恐らく、苛酷な動的用途における過熱を示している。
表3に示されているように、TDI/ポリカプロラクトンプレポリマーを基材とするエラストマーの物理的性質を、Adiprene LF900AおよびAdiprene LF1900Aのエラストマーの物理的性質と比較する。
(比較例I)
Adiprene LF600Dの代わりにVibrathane 6060(反応性イソシアネート含有量3.35%)を用いる以外は比較例Aに従った。比較例Iの硬度(ショアA)およびタンジェントデルタ(130℃において)を実施例3と比較し、表4に示す。このエラストマーは室温で1週間かけて後硬化させた。
Adiprene LF600Dの代わりにVibrathane 6060(反応性イソシアネート含有量3.35%)を用いる以外は比較例Aに従った。比較例Iの硬度(ショアA)およびタンジェントデルタ(130℃において)を実施例3と比較し、表4に示す。このエラストマーは室温で1週間かけて後硬化させた。
(比較例J)
プレポリマー中ではなく、硬化剤中の低分子量グリコール:MBCAをホットプレート上で溶融し、115℃でオーブン中に保存した。Vibrathane 6060プレポリマー(反応性イソシアネート含有量3.35%)を60℃に加熱し、次いで減圧室で脱気した。ジエチレングリコールとMBCAとの配合物を43/57比で調製した。これは実施例1および実施例3と同一量のDEGがプレポリマー中に存在することを確実にする。この硬化剤配合物をプレポリマーに添加し、Flack Tek,Inc.ミキサーを用いて1分間混合した。アミン基対イソシアネート基の比は、当量で0.95であった。この混合物を100℃で熱い金型に注入し、100℃オーブン中で一夜かけて硬化させた。比較例Jの硬度(ショアA)およびタンジェントデルタ(130℃において)を、実施例3と比較し、表4に示す。このエラストマーは室温で1週間かけて後硬化させた。
プレポリマー中ではなく、硬化剤中の低分子量グリコール:MBCAをホットプレート上で溶融し、115℃でオーブン中に保存した。Vibrathane 6060プレポリマー(反応性イソシアネート含有量3.35%)を60℃に加熱し、次いで減圧室で脱気した。ジエチレングリコールとMBCAとの配合物を43/57比で調製した。これは実施例1および実施例3と同一量のDEGがプレポリマー中に存在することを確実にする。この硬化剤配合物をプレポリマーに添加し、Flack Tek,Inc.ミキサーを用いて1分間混合した。アミン基対イソシアネート基の比は、当量で0.95であった。この混合物を100℃で熱い金型に注入し、100℃オーブン中で一夜かけて硬化させた。比較例Jの硬度(ショアA)およびタンジェントデルタ(130℃において)を、実施例3と比較し、表4に示す。このエラストマーは室温で1週間かけて後硬化させた。
(比較例K)
Cayur 31DAを一夜かけて回転させ、可塑剤中における固形物の適度の分散を確保した。Vibrathane 6060プレポリマー(反応性イソシアネート含有量3.35%)を60℃に加熱し、次いで減圧室で脱気した。Caytur 31DAをプレポリマーに添加し、Flack Tek,Inc.ミキサーを用いて1分間混合した。アミン基対イソシアネート基の比は、当量で0.95であった。この混合物を115℃で熱い金型に注入し、115℃オーブン中で一夜かけて硬化させた。比較例Kの硬度(ショアA)およびタンジェントデルタ(130℃において)を、実施例4と比較し、表4に示す。このエラストマーは、室温で1週間かけて後硬化させた。
Cayur 31DAを一夜かけて回転させ、可塑剤中における固形物の適度の分散を確保した。Vibrathane 6060プレポリマー(反応性イソシアネート含有量3.35%)を60℃に加熱し、次いで減圧室で脱気した。Caytur 31DAをプレポリマーに添加し、Flack Tek,Inc.ミキサーを用いて1分間混合した。アミン基対イソシアネート基の比は、当量で0.95であった。この混合物を115℃で熱い金型に注入し、115℃オーブン中で一夜かけて硬化させた。比較例Kの硬度(ショアA)およびタンジェントデルタ(130℃において)を、実施例4と比較し、表4に示す。このエラストマーは、室温で1週間かけて後硬化させた。
(実施例1)
この例は、a)TDI、b)分子量2000を有するネオペンチルグリコール(NPG)開始ポリカプロラクトンポリオールおよびc)分子量106を有するジエチレングリコール(DEG)からなる低遊離モノマープレポリマーの製造を例示するものである。この例はまた、メチレンビスオルトクロロアニリン(MBCA)を用いて硬化されたTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーの物理的性質を例示する。
この例は、a)TDI、b)分子量2000を有するネオペンチルグリコール(NPG)開始ポリカプロラクトンポリオールおよびc)分子量106を有するジエチレングリコール(DEG)からなる低遊離モノマープレポリマーの製造を例示するものである。この例はまた、メチレンビスオルトクロロアニリン(MBCA)を用いて硬化されたTDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーの物理的性質を例示する。
TDIポリカプロラクトンプレポリマーの合成:
反応器中で窒素下に、70℃でNPG開始ポリカプロラクトンポリオール0.72重量部を攪拌しながら、TDI0.26重量部に30℃で反応器にゆっくり添加し、次いでこの反応器に55℃において、ジエチレングリコール0.02重量部を添加することによってプレポリマーを製造した。ポリオールは2部に分けて、およびDEGは2部に分けて添加することによって発熱を制御し、温度が65℃より上昇するのを回避した。反応は60±5℃において3時間継続した。イソシアネート基対ヒドロキシル基の当量比は3:1であった。この生成物を窒素フラッシュ下に容器中に注入し、次いで70℃で一夜にわたり保存し、固化を防止した。ぬぐい薄膜蒸発器を使用し、過剰のTDIモノマーを除去した。このプレポリマーの反応性イソシアネート含有量(NCO)は4.3%であった。
反応器中で窒素下に、70℃でNPG開始ポリカプロラクトンポリオール0.72重量部を攪拌しながら、TDI0.26重量部に30℃で反応器にゆっくり添加し、次いでこの反応器に55℃において、ジエチレングリコール0.02重量部を添加することによってプレポリマーを製造した。ポリオールは2部に分けて、およびDEGは2部に分けて添加することによって発熱を制御し、温度が65℃より上昇するのを回避した。反応は60±5℃において3時間継続した。イソシアネート基対ヒドロキシル基の当量比は3:1であった。この生成物を窒素フラッシュ下に容器中に注入し、次いで70℃で一夜にわたり保存し、固化を防止した。ぬぐい薄膜蒸発器を使用し、過剰のTDIモノマーを除去した。このプレポリマーの反応性イソシアネート含有量(NCO)は4.3%であった。
TDIポリカプロラクトンプレポリマーの処理:
MBCAをホットプレート上で溶融させ、115℃のオーブン中で保存した。TDIポリカプロラクトンプレポリマーを85℃に加熱し、次いで減圧室で脱気した。このプレポリマーにMBCAを添加し、Flack Teckミキサーを用い、1分間混合した。アミン基対イソシアネート基の比は0.95であった。この混合物を100℃で熱い金型中に注入し、次いで100℃オーブンで一夜かけて硬化させた。その性質を表5に示す。
MBCAをホットプレート上で溶融させ、115℃のオーブン中で保存した。TDIポリカプロラクトンプレポリマーを85℃に加熱し、次いで減圧室で脱気した。このプレポリマーにMBCAを添加し、Flack Teckミキサーを用い、1分間混合した。アミン基対イソシアネート基の比は0.95であった。この混合物を100℃で熱い金型中に注入し、次いで100℃オーブンで一夜かけて硬化させた。その性質を表5に示す。
(実施例2)
DEGの代わりに、分子量90の1,3−ブチレングリコール(BG)を使用する以外は、実施例1を反復した。プレポリマーはNPG開始ポリカプロラクトンプレポリマー0.723重量部、BG0.013重量部およびTDI0.264重量部を用いて合成した。イソシアネート基対ヒドロキシル基の当量比は3:1であった。NCOは4.3%であった。その性質を表5に示す。
DEGの代わりに、分子量90の1,3−ブチレングリコール(BG)を使用する以外は、実施例1を反復した。プレポリマーはNPG開始ポリカプロラクトンプレポリマー0.723重量部、BG0.013重量部およびTDI0.264重量部を用いて合成した。イソシアネート基対ヒドロキシル基の当量比は3:1であった。NCOは4.3%であった。その性質を表5に示す。
(実施例3)
イソシアネート基対ヒドロキシル基の当量比が2:1である以外は実施例1を反復した。NCOは3.68%であった。硬度(ショアA)およびタンジェントデルタ(130℃において)を表4に示す。このエラストマーは室温で1週間かけて後硬化させた。後硬化が長いほど、良好なエラストマーが得られる。
イソシアネート基対ヒドロキシル基の当量比が2:1である以外は実施例1を反復した。NCOは3.68%であった。硬度(ショアA)およびタンジェントデルタ(130℃において)を表4に示す。このエラストマーは室温で1週間かけて後硬化させた。後硬化が長いほど、良好なエラストマーが得られる。
(実施例4)
使用された硬化剤がCayur 31DAである以外は実施例1を反復した。Cayur 31DAを一夜かけて回転させ、可塑剤中における固形物の適度の分散を確保した。実施例3に記載のとおりに製造されたプレポリマー(反応性イソシアネート含有量3.68%)を60℃に加熱し、次いで減圧室で脱気した。このプレポリマーにCaytur 31DAを添加し、Flack Tek,Inc.ミキサーを用いて1分間混合した。アミン基対イソシアネート基の比は、当量で0.95であった。この混合物を115℃で熱い金型に注入し、115℃オーブン中で一夜かけて硬化させた。硬度(ショアA)およびタンジェントデルタ(130℃において)を表4に示す。このエラストマーは、室温で1週間かけて後硬化させた。後硬化が長いほど、良好なエラストマーが得られる。
使用された硬化剤がCayur 31DAである以外は実施例1を反復した。Cayur 31DAを一夜かけて回転させ、可塑剤中における固形物の適度の分散を確保した。実施例3に記載のとおりに製造されたプレポリマー(反応性イソシアネート含有量3.68%)を60℃に加熱し、次いで減圧室で脱気した。このプレポリマーにCaytur 31DAを添加し、Flack Tek,Inc.ミキサーを用いて1分間混合した。アミン基対イソシアネート基の比は、当量で0.95であった。この混合物を115℃で熱い金型に注入し、115℃オーブン中で一夜かけて硬化させた。硬度(ショアA)およびタンジェントデルタ(130℃において)を表4に示す。このエラストマーは、室温で1週間かけて後硬化させた。後硬化が長いほど、良好なエラストマーが得られる。
表2、表4および表5に示されているように、TDIポリカプロラクトンプレポリマーのショアA硬度およびその他の機械的性質は、低分子量グリコールの存在により劇的に増加する。このことは、TDI/ポリエーテルおよびTDI/ポリエステル組成物を開示する比較例A、BおよびGから見ることができるように、TDI末端ポリカプロラクトンプレポリマーに特異である。硬化剤への低分子量グリコールの添加はこれらの改善を付与しない。低分子量グリコールはイソシアネート末端プレポリマーの構成成分でなければならない。
低分子量グリコールを含有していないTDI/ポリカプロラクトンを基材とするエラストマーおよび低分子量グリコールを含有するTDI/ポリカプロラクトンを基材とするエラストマーの物理的性質を表5に示す。引用された性質はそれぞれ、部分的に低分子量グリコールから形成されたプレポリマーから生成されたエラストマーにおける改善を反映している。
本発明を或る態様を引用して説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更をなすことができ、またその構成要素を等価置換できることは当業者に理解されることである。さらに、本発明の必須範囲から逸脱することなく、多くの修正を行い、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させることができる。従って、本発明は本発明の方法を行なうために意図される最良の様相として記載されている特定の態様に制限されるものではなく、これら全部の態様は特許請求の範囲内に包含されるものとする。
Claims (15)
- a)少なくとも1種の有機ポリイソシアネート;
b)約300〜約10,000の数平均分子量を有する、少なくとも1種のポリカプロ
ラクトン系ポリオール;
c)約300以下の数平均分子量を有する、少なくとも1種のグリコール;および場合
により、
d)少なくとも1種の追加のポリオール;
の反応生成物を含有するプレポリマー組成物。 - 遊離ポリイソシアネートモノマー含有量が蒸留によりポリウレタンプレポリマーの約2重量%より少ない割合に減少されている、請求項1に記載のプレポリマー組成物。
- 遊離ポリイソシアネートモノマー含有量が蒸留によりポリウレタンプレポリマーの約0.5重量%より少ない割合に減少されている、請求項1に記載のプレポリマー組成物。
- 遊離ポリイソシアネートモノマー含有量が蒸留によりポリウレタンプレポリマーの約0.1重量%より少ない割合に減少されている、請求項1に記載のプレポリマー組成物。
- ポリカプロラクトンポリオールが一般式:
H(OCH2CH2CH2CH2CH2O)mOIO(OCH2CH2CH2CH2CH2O)nH
(式中、mおよびnはポリカプロラクトンポリオールが約300〜約10,000の数平均分子量を有するのに充分の大きさの整数であり、およびIはエーテル結合またはエステル結合を有する有機部分または炭化水素部分である)
を有する、請求項1に記載のプレポリマー組成物。 - ポリカプロラクトン系ポリオールが、イプシロン−カプロラクトンとポリヒドロキシル化合物開始剤との付加重合によって製造されている、請求項5に記載のプレポリマー組成物。
- ポリイソシアネートがMDIおよびTDIからなる群から選択される少なくとも一種である、請求項1に記載のプレポリマー組成物。
- ポリイソシアネートが、トルエンジイソシアネートの各種異性体、ジフェニルメタンイソシアネートおよびそれらのポリマー変異体からなる群から選択される少なくとも一種である、請求項7に記載のプレポリマー組成物。
- グリコールがエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオールおよびヘキサンジオールの各種異性体、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1に記載のプレポリマー組成物。
- グリコールがジエチレングリコール、1,3−ブチレングリコールおよびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項9に記載のプレポリマー組成物。
- 追加のポリオールが、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリエステルエーテルポリオール、ポリブタジエンポリオール、アクリル系成分−付加ポリオール、アクリル系成分−分散ポリオール、スチレン−付加ポリオール、スチレン−分散ポリオール、ビニル−付加ポリオール、ビニル−分散ポリオール、尿素−分散ポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオキシアルキレンジオール、ポリオキシアルキレントリオール、およびポリテトラメチレングリコールからなる群から選択される少なくとも一種である、請求項1に記載のプレポリマー組成物。
- 請求項1に記載のプレポリマー組成物を、メチレンビス(オルトクロロアニリン)および/または4,4’−メチレンジアニリンの塩錯体を包含する硬化剤により硬化させることによって生成されるエラストマーを包含する製造物品。
- 車輪、タイヤ、ロール、ベルト、シール、ガスケットおよびふるいからなる群から選択される、請求項12に記載の製造物品。
- 請求項1に記載のプレポリマー組成物とメチレンビス(オルトクロロアニリン)および/または4,4’−メチレンジアニリンの塩錯体を包含する硬化剤との反応生成物を包含するエラストマー。
- i)a)約300〜約10,000の数平均分子量を有する、少なくとも1種のポリカ
プロラクトンポリオール;
b)少なくとも1種のポリイソシアネート;
c)約300以下の数平均分子量を有する、少なくとも1種のグリコール;および
場合により、
d)少なくとも1種の追加のポリオール;
から生成されるイソシアネート末端プレポリマー;
ii)水、空気、窒素、二酸化炭素、約150℃以下の沸騰温度を有する有機物質および少なくとも1種の発泡剤を含有する予備形成されているポリマー粒子、からなる群から選択される少なくとも1種の発泡剤;および
iii)少なくとも1種の芳香族ジアミン硬化剤または水;
を含有するポリウレタンフォーム形成性組成物。
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