JP2012180467A - Thermoplastic polyurethane - Google Patents

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thermoplastic polyurethane
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polymer polyol
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methyl
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JP2011044767A
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Yusuke Tanaka
祐介 田中
Hidekazu Saito
秀和 齋藤
Kazuyuki Yada
和之 矢田
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Kuraray Co Ltd
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Kuraray Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide thermoplastic polyurethane whose whitening is reduced without damaging its various performances such moldability, dynamic strength and abrasion resistance.SOLUTION: The thermoplastic polyurethane is obtained by polymerizing: polymer polyol (A) having the number-average molecular weight of 500 to 5,000; organic diisocyanate (B); and a chain extender (C). The polycarboxylic acid unit composing the polymer polyol (A) is a mixture of a sebacic acid unit with a ≤9C polycarboxylic acid unit; regarding the ratio of the mixture, by molar ratio, (the sebacic acid unit)/(≤9C polycarboxylic acid unit)=(60/40) to (100/0), also, the diol unit composing the polymer polyol (A) is a mixture of a 1,3-propanediol unit and an alkyl branch-containing diol unit; and, regarding the ratio of the mixture, by a molar ratio, (the 1,3-propanediol unit)/(the alkyl branch-containing diol unit)=(50/50) to (97/3).

Description

本発明は、成形性、力学強度、耐摩耗性などの諸性能を大きく損なうことなく、白化を低減した熱可塑性ポリウレタンに関する。   The present invention relates to a thermoplastic polyurethane having reduced whitening without significantly impairing various properties such as moldability, mechanical strength, and abrasion resistance.

熱可塑性ポリウレタンは、高弾性であり、耐摩耗性および耐油性などに優れ、通常のプラスチック成形加工法が適用できることなどの多くの特長を有しており、ゴム代替の材料として、広範な用途で使用されるようになっている。しかし、特に低硬度の熱可塑性ポリウレタンの分野で、ゴム等の代替をさらに進めるためには、成形性、力学強度、耐摩耗性などの性能は十分であるとはいい難く、性能改良が求められている。   Thermoplastic polyurethane is highly elastic, has excellent wear resistance and oil resistance, and has many features such as the ability to apply ordinary plastic molding methods. As a substitute for rubber, it can be used in a wide range of applications. It has come to be used. However, especially in the field of low-temperature thermoplastic polyurethane, it is difficult to say that the properties such as moldability, mechanical strength, and wear resistance are sufficient to further replace rubber and the like, and performance improvement is required. ing.

例えば、射出成形性に優れると共に、力学強度、耐加水分解性、耐熱性、耐熱水性、耐カビ性などの諸特性に優れる熱可塑性ポリウレタンとして、ジメチルデカン二酸単位を特定量で含有する熱可塑性ポリウレタンが提案されている(特許文献1および2)。しかし、これらの熱可塑性ポリウレタンでは、ジメチルデカン二酸単位を含有するポリエステルジオールの結晶性が小さくなり、成形性や力学強度、耐摩耗性などでなお改善の余地があった。
本発明者らは、ポリエステルポリオールの結晶性に着目して鋭意研究を重ね、セバシン酸単位および1,3−プロパンジオール単位からなるポリエステルジオールを構成成分とするポリウレタンが成形性に優れ、力学強度、耐摩耗性などの諸特性に優れることを見出した。しかしながら、該熱可塑性ポリウレタンは、ポリエステルジオールの高い結晶性に由来した優れた成形性、力学強度、耐摩耗性などを有する一方、成形品の表面が白化して、外観が悪化するという問題点を有することが判明した。
For example, a thermoplastic polyurethane containing a specific amount of dimethyldecanedioic acid unit as a thermoplastic polyurethane with excellent properties such as injection moldability, mechanical strength, hydrolysis resistance, heat resistance, hot water resistance, and mold resistance. Polyurethanes have been proposed (Patent Documents 1 and 2). However, in these thermoplastic polyurethanes, the crystallinity of the polyester diol containing dimethyldecanedioic acid units is reduced, and there is still room for improvement in moldability, mechanical strength, wear resistance, and the like.
The inventors of the present invention have made extensive studies focusing on the crystallinity of polyester polyols. Polyurethanes comprising polyester diols composed of sebacic acid units and 1,3-propanediol units have excellent moldability, mechanical strength, It has been found that it has excellent properties such as wear resistance. However, the thermoplastic polyurethane has excellent moldability, mechanical strength, abrasion resistance, and the like derived from the high crystallinity of the polyester diol, while the surface of the molded product is whitened to deteriorate the appearance. It turned out to have.

特開平8−239442号公報JP-A-8-239442 特開平8−183831号公報JP-A-8-183831

しかして、本発明の目的は、成形性、力学強度、耐摩耗性などの諸性能を損なうことなく、白化を低減した低硬度の熱可塑性ポリウレタンを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a low-hardness thermoplastic polyurethane with reduced whitening without impairing various performances such as moldability, mechanical strength, and abrasion resistance.

本発明者らは鋭意検討の結果、特定構造の高分子ポリオールを用いて得られる熱可塑性ポリウレタンが、低硬度で、成形性、力学強度、耐摩耗性などの諸性能を損なうことなく、白化を抑制できることを見出した。
すなわち本発明は、
〔1〕数平均分子量が500〜5000である高分子ポリオール(A)、有機ジイソシアネート(B)、および鎖伸長剤(C)を重合して得られる熱可塑性ポリウレタンであって、
前記高分子ポリオール(A)を構成するポリカルボン酸単位がセバシン酸単位と炭素数9以下のポリカルボン酸単位の混合物であり、該混合物比率がモル比として、セバシン酸単位/炭素数9以下のポリカルボン酸単位=60/40〜100/0であり、
かつ、前記高分子ポリオール(A)を構成するジオール単位が、1,3−プロパンジオール単位とアルキル分岐を有するジオール単位の混合物であり、該混合物比率がモル比として1,3−プロパンジオール単位/アルキル分岐を有するジオール単位=50/50〜97/3であることを特徴とする熱可塑性ポリウレタン、
〔2〕前記高分子ポリオール(A)を構成するジオール単位であるアルキル分岐を有するジオール単位が、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2−メチル−1,4−ブタンジオールからなる群から選ばれる少なくとも1種のジオールに由来するものである、上記〔1〕の熱可塑性ポリウレタン、
〔3〕前記高分子ポリオール(A)を構成するポリカルボン酸単位である炭素数9以下のポリカルボン酸単位が、アジピン酸に由来するものである上記〔1〕または〔2〕の熱可塑性ポリウレタン、
〔4〕高分子ポリオール(A)の結晶化エンタルピー(ΔH)が30〜79J/gである上記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の熱可塑性ポリウレタン;
に関する。
As a result of intensive studies, the present inventors have determined that the thermoplastic polyurethane obtained by using a polymer polyol having a specific structure is low in hardness and can be whitened without impairing various properties such as moldability, mechanical strength, and wear resistance. It was found that it can be suppressed.
That is, the present invention
[1] A thermoplastic polyurethane obtained by polymerizing a polymer polyol (A) having a number average molecular weight of 500 to 5,000, an organic diisocyanate (B), and a chain extender (C),
The polycarboxylic acid unit constituting the polymer polyol (A) is a mixture of a sebacic acid unit and a polycarboxylic acid unit having 9 or less carbon atoms, and the mixture ratio is a sebacic acid unit / carbon number 9 or less as a molar ratio. Polycarboxylic acid unit = 60 / 40-100 / 0,
The diol unit constituting the polymer polyol (A) is a mixture of a 1,3-propanediol unit and a diol unit having an alkyl branch, and the mixture ratio is 1,3-propanediol unit / A thermoplastic polyurethane characterized in that the diol unit having an alkyl branch = 50/50 to 97/3;
[2] A diol unit having an alkyl branch, which is a diol unit constituting the polymer polyol (A), is 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2-methyl. The thermoplastic polyurethane according to the above [1], which is derived from at least one diol selected from the group consisting of -1,8-octanediol and 2-methyl-1,4-butanediol,
[3] The thermoplastic polyurethane according to the above [1] or [2], wherein the polycarboxylic acid unit having 9 or less carbon atoms, which is a polycarboxylic acid unit constituting the polymer polyol (A), is derived from adipic acid. ,
[4] The thermoplastic polyurethane according to any one of the above [1] to [3], wherein the crystallization enthalpy (ΔH) of the polymer polyol (A) is 30 to 79 J / g;
About.

本発明によれば、成形性、力学強度、耐摩耗性などの諸性能を損なうことなく、白化を低減した熱可塑性ポリウレタンを得ることができる。   According to the present invention, a thermoplastic polyurethane with reduced whitening can be obtained without impairing various performances such as moldability, mechanical strength, and wear resistance.

本発明は、特定構造の高分子ポリオール(A)を使用することを最大の特徴とする。該高分子ポリオール(A)は、射出成形性、押出成形性、力学強度、耐摩耗性等の観点から、ポリカルボン酸単位としてセバシン酸を必須とし、他のポリカルボン酸単位として炭素数9以下のポリカルボン酸を含む。セバシン酸単位と炭素数9以下のポリカルボン酸単位の混合比率は、モル比として、セバシン酸単位/炭素数9以下のポリカルボン酸単位=60/40〜100/0であり、好ましくは70/30〜97/3、さらに好ましくは80/20〜95/5の範囲である。   The present invention is most characterized by using a polymer polyol (A) having a specific structure. The polymer polyol (A) has sebacic acid as a polycarboxylic acid unit, and has 9 or less carbon atoms as another polycarboxylic acid unit from the viewpoints of injection moldability, extrusion moldability, mechanical strength, wear resistance, and the like. Of polycarboxylic acids. The mixing ratio of the sebacic acid unit and the polycarboxylic acid unit having 9 or less carbon atoms is, as a molar ratio, sebacic acid unit / polycarboxylic acid unit having 9 or less carbon atoms = 60/40 to 100/0, preferably 70 / It is in the range of 30 to 97/3, more preferably 80/20 to 95/5.

炭素数9以下のポリカルボン酸としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、メチルコハク酸、2−メチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、トリメチルアジピン酸、2−メチルオクタン二酸等の脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸等の芳香族ジカルボン酸;トリメリット酸等の3官能以上のポリカルボン酸などが挙げられる。中でも、アジピン酸が好ましい。炭素数9以下のポリカルボン酸およびその誘導体は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。   Examples of the polycarboxylic acid having 9 or less carbon atoms include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, methylsuccinic acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, trimethyladipic acid, 2- Aliphatic dicarboxylic acids such as methyloctanedioic acid, alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid; Aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, and orthophthalic acid; Trifunctional or higher polycarboxylic acids such as trimellitic acid, etc. Is mentioned. Of these, adipic acid is preferred. A polycarboxylic acid having 9 or less carbon atoms and a derivative thereof may be used alone or in combination of two or more.

上記高分子ポリオール(A)は、射出成形性、押出成形性、力学強度、耐摩耗性などの観点から、ポリオール単位として1,3−プロパンジオールを必須成分とし、高分子ポリオール(A)の結晶性を制御する観点から、他のポリオール成分としてアルキル分岐を有するジオールを含む。1,3−プロパンジオールとアルキル分岐を有するジオールの比率は、モル比として、1,3−プロパンジオール/アルキル分岐を有するジオール=50/50〜97/3であり、好ましくは50/50〜95/5、より好ましくは50/50〜90/10の範囲である。   From the viewpoints of injection moldability, extrusion moldability, mechanical strength, abrasion resistance, and the like, the polymer polyol (A) contains 1,3-propanediol as an essential component as a polyol unit, and crystals of the polymer polyol (A) From the viewpoint of controlling properties, a diol having an alkyl branch is included as another polyol component. The ratio of 1,3-propanediol and diol having an alkyl branch is, as a molar ratio, 1,3-propanediol / diol having an alkyl branch = 50/50 to 97/3, preferably 50/50 to 95. / 5, more preferably in the range of 50/50 to 90/10.

アルキル分岐を持つジオールとしては、例えば、プロピレングリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、1,3−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、3−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−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、2−メチル−1,9−ノナンジオール、2,8−ジメチル−1,9−ノナンジオール等の炭素数2〜15の脂肪族ジオール;2−メチル−1,1−シクロヘキサンジメタノール、ジメチルシクロオクタンジメタノール等の脂環式ジオールなどが挙げられる。これらの中で、プロピレングリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、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、2−メチル−1,9−ノナンジオール、2,8−ジメチル−1,9−ノナンジオールが好ましく、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2−メチル−1,4−ブタンジオールがより好ましい。   Examples of the diol having an alkyl branch include propylene glycol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, and 2-ethyl-2-butyl-1,3-propane. Diol, 1,3-butanediol, 2-methyl-1,4-butanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 3-methyl-2,4-pentanediol, 2,4- Diethyl-1,5-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, 2,7-dimethyl-1,8-octanediol, 2-methyl-1, C2-C15 aliphatic diols such as 9-nonanediol and 2,8-dimethyl-1,9-nonanediol; 2-methyl-1,1-cyclohexane And alicyclic diols such as dimethanol and dimethylcyclooctanedimethanol. Among these, propylene glycol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol, 2-methyl -1,4-butanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, 2,7-dimethyl-1 , 8-octanediol, 2-methyl-1,9-nonanediol and 2,8-dimethyl-1,9-nonanediol are preferred, and 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-1,3 are preferred. -Propanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, and 2-methyl-1,4-butanediol are more preferable.

高分子ポリオール(A)は、数種の高分子ポリオールの混合物であってもよい。但し、高分子ポリオール(A)が混合物である場合、高分子ポリオール(A)中のセバシン酸単位、炭素数9以下のポリカルボン酸単位、1,3−プロパンジオール単位、およびアルキル分岐を有するジオール単位の量は、それぞれ、混合物中のポリカルボン酸単位全体およびポリオール単位全体を基準として定められる。   The polymer polyol (A) may be a mixture of several polymer polyols. However, when the polymer polyol (A) is a mixture, a diol having a sebacic acid unit, a polycarboxylic acid unit having 9 or less carbon atoms, a 1,3-propanediol unit, and an alkyl branch in the polymer polyol (A). The amount of units is determined based on the total polycarboxylic acid units and the total polyol units, respectively, in the mixture.

高分子ポリオール(A)の数平均分子量は、500以上(好ましくは600以上、より好ましくは800以上)、5000以下(好ましくは4000以下、より好ましくは3000以下)である。数平均分子量が500未満であると、成形性、力学強度、耐摩耗性などに優れた熱可塑性ポリウレタンを得られない。
一方、数平均分子量が5000を超えると、得られる熱可塑性ポリウレタンの成形性(特に押出成形性)および引張強度が不良となる。なお高分子ポリオール(A)の数平均分子量は、JIS K−1557に準じて測定した水酸基価に基づいて算出することができる。
The number average molecular weight of the polymer polyol (A) is 500 or more (preferably 600 or more, more preferably 800 or more) and 5000 or less (preferably 4000 or less, more preferably 3000 or less). If the number average molecular weight is less than 500, a thermoplastic polyurethane excellent in moldability, mechanical strength, abrasion resistance and the like cannot be obtained.
On the other hand, when the number average molecular weight exceeds 5000, the moldability (particularly extrusion moldability) and tensile strength of the resulting thermoplastic polyurethane are poor. The number average molecular weight of the polymer polyol (A) can be calculated based on the hydroxyl value measured according to JIS K-1557.

高分子ポリオール(A)の結晶化エンタルピー(ΔH)は、好ましくは30J/g以上、より好ましくは50J/g以上、好ましくは79J/g以下、より好ましくは70J/g以下である。ΔHが30J/gよりも低いと、得られる熱可塑性ポリウレタンの成形性、力学強度、耐摩耗性等が不充分となる傾向にある。また、ΔHが79J/gよりも大きいと、熱可塑性ポリウレタンの成形品表面に高結晶性のブリードが生じ、経時的に白化するという不具合を生じる傾向にある。高分子ポリオール(A)のΔHは、セバシン酸単位、炭素数9以下のポリカルボン酸単位、1,3−プロパンジオール単位およびアルキル分岐を有するジオール単位の含有率を調整することによって、所望の値に設定できる。ΔHは、後述する実施例に記載する装置および条件を用いた示差走査熱量測定(DSC)によって測定できる。   The crystallization enthalpy (ΔH) of the polymer polyol (A) is preferably 30 J / g or more, more preferably 50 J / g or more, preferably 79 J / g or less, more preferably 70 J / g or less. When ΔH is lower than 30 J / g, the moldability, mechanical strength, wear resistance and the like of the resulting thermoplastic polyurethane tend to be insufficient. On the other hand, if ΔH is greater than 79 J / g, highly crystalline bleed occurs on the surface of the molded product of the thermoplastic polyurethane, and there is a tendency that whitening occurs over time. ΔH of the polymer polyol (A) is a desired value by adjusting the content of sebacic acid units, polycarboxylic acid units having 9 or less carbon atoms, 1,3-propanediol units and diol units having an alkyl branch. Can be set. ΔH can be measured by differential scanning calorimetry (DSC) using the apparatus and conditions described in the examples described later.

高分子ポリオール(A)の製造方法は特に限定されず、公知の製造方法を採用できる。例えば、1,3−プロパンジオールおよびセバシン酸、並びにアルキル分岐を有するジオールおよび炭素数9以下のポリカルボン酸を所定量比で混合して加熱し、エステル化反応、およびそれに続く重縮合反応を進行させることで、高分子ポリオール(A)を製造できる。なお、高分子ポリオール(A)の製造において、チタン系触媒、スズ系触媒などの重縮合触媒を用いてもよい。   The manufacturing method of a high molecular polyol (A) is not specifically limited, A well-known manufacturing method is employable. For example, 1,3-propanediol and sebacic acid, diol having an alkyl branch and polycarboxylic acid having 9 or less carbon atoms are mixed and heated at a predetermined ratio, and the esterification reaction and subsequent polycondensation reaction proceed. By doing so, the polymer polyol (A) can be produced. In the production of the polymer polyol (A), a polycondensation catalyst such as a titanium catalyst or a tin catalyst may be used.

有機ジイソシアネート(B)としては、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,5−ナフチ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の芳香族ジイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタ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の脂肪族または脂環式ジイソシアネートなどが挙げられる。有機ジイソシアネート(B)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。溶融成形性および力学的特性に優れる熱可塑性ポリウレタンを製造する場合は、MDIを使用するのが好ましい。この場合、MDIの含有量は、有機ジイソシアネート(B)中、好ましくは50モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上、特に好ましくは100モル%である。   Examples of the organic diisocyanate (B) include 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), tolylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, and 3,3′-dichloro-4,4. Examples include aromatic diisocyanates such as' -diphenylmethane diisocyanate; aliphatic or alicyclic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, and hydrogenated xylylene diisocyanate. An organic diisocyanate (B) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. When producing a thermoplastic polyurethane excellent in melt moldability and mechanical properties, it is preferable to use MDI. In this case, the content of MDI in the organic diisocyanate (B) is preferably 50 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, still more preferably 95 mol% or more, and particularly preferably 100 mol%.

鎖伸長剤(C)は、活性水素原子を少なくとも2個有する低分子化合物であり、熱可塑性ポリウレタンの製造において鎖伸長剤として通常使用される化合物であればよい。鎖伸長剤(C)としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、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、1,9−ノナンジオール、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、シクロヘキサンジメタノール、ビス(β−ヒドロキシエチル)テレフタレート、キシリレングリコール等のジオール類;ヒドラジン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、ピペラジンあるいはその誘導体、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、アジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド等のジアミン類;アミノエチルアルコール、アミノプロピルアルコール等のアミノアルコール類などが挙げられる。鎖伸長剤(C)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、工業的に容易に得られることから炭素数2〜10の脂肪族ジオール(特に1,4−ブタンジオール)または炭素数2〜10の脂肪族ジアミン(特にエチレンジアミンまたはヘキサンジアミンまたはイソホロンジアミン)が好ましい。さらに、溶融成形性および力学的特性に優れる熱可塑性ポリウレタンを製造できることから、炭素数2〜10の脂肪族ジオール、特に1,4−ブタンジオールが好ましい。この場合、炭素数2〜10の脂肪族ジオール(特に1,4−ブタンジオール)の含有量は、鎖伸長剤(C)中、好ましくは50モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上、特に好ましくは100モル%である。   The chain extender (C) is a low molecular compound having at least two active hydrogen atoms, and may be any compound that is usually used as a chain extender in the production of thermoplastic polyurethane. Examples of the chain extender (C) include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 2 -Diols such as methyl-1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,4-bis (β-hydroxyethoxy) benzene, cyclohexanedimethanol, bis (β-hydroxyethyl) terephthalate, xylylene glycol Diamines such as hydrazine, ethylenediamine, propylenediamine, xylylenediamine, isophoronediamine, piperazine or derivatives thereof, phenylenediamine, tolylenediamine, xylenediamine, adipic acid dihydrazide, isophthalic acid dihydrazide; aminoethyl alcohol And amino alcohols such as aminopropyl alcohol. A chain extender (C) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Among these, since it is easily obtained industrially, an aliphatic diol having 2 to 10 carbon atoms (particularly 1,4-butanediol) or an aliphatic diamine having 2 to 10 carbon atoms (particularly ethylenediamine, hexanediamine or isophoronediamine). ) Is preferred. Furthermore, an aliphatic diol having 2 to 10 carbon atoms, particularly 1,4-butanediol is preferred because a thermoplastic polyurethane having excellent melt moldability and mechanical properties can be produced. In this case, the content of the aliphatic diol having 2 to 10 carbon atoms (particularly 1,4-butanediol) is preferably 50 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, and more preferably 80 mol% or more in the chain extender (C). Preferably it is 95 mol% or more, Most preferably, it is 100 mol%.

本発明の熱可塑性ポリウレタンは、公知のポリウレタンの製造方法に従い、上記高分子ポリオール(A)、有機ジイソシアネート(B)および鎖伸長剤(C)を重合することで製造できる。重合法としては、反応に不活性な溶媒中で溶液重合を行うことも可能であるし、溶媒の不存在下で溶融重合することも可能である。溶液重合を行う場合の溶媒としては、重合反応に不活性なものであれば特に制限はなく、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン;ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミドが挙げられる。溶融成形性および力学的特性に優れる熱可塑性ポリウレタンを製造する場合、溶融重合が好ましく、多軸スクリュー型押出機を用いる連続溶融重合法がより好ましい。溶融重合温度は特に制限されないが、150℃以上、260℃以下の範囲内が好ましい。150℃以上に保つことによって成形性に優れた熱可塑性ポリウレタンを得ることができ、また260℃以下に保つことによって、得られる熱可塑性ポリウレタンの耐熱性および成形性が向上する。   The thermoplastic polyurethane of the present invention can be produced by polymerizing the polymer polyol (A), the organic diisocyanate (B) and the chain extender (C) according to a known polyurethane production method. As a polymerization method, solution polymerization can be performed in a solvent inert to the reaction, or melt polymerization can be performed in the absence of a solvent. The solvent for the solution polymerization is not particularly limited as long as it is inactive in the polymerization reaction. Esters such as ethyl acetate and butyl acetate; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; Hexane, octane and the like Aliphatic hydrocarbons; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide. When producing a thermoplastic polyurethane excellent in melt moldability and mechanical properties, melt polymerization is preferred, and continuous melt polymerization using a multi-screw extruder is more preferred. The melt polymerization temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 150 ° C. or higher and 260 ° C. or lower. A thermoplastic polyurethane having excellent moldability can be obtained by maintaining the temperature at 150 ° C. or higher, and heat resistance and moldability of the resulting thermoplastic polyurethane can be improved by maintaining the temperature at 260 ° C. or lower.

本発明の熱可塑性ポリウレタンの製造では、高分子ポリオール(A)および鎖伸長剤(C)に含まれる活性水素原子の総量1モルに対して、イソシアネート基の量が、好ましくは0.90モル以上(より好ましくは0.95モル以上)、好ましくは1.3モル以下(より好ましくは1.10モル以下)になるような割合で、有機ジイソシアネート(B)を使用することが、熱可塑性ポリウレタンの成形性、力学強度、耐摩耗性等の諸性能を充分に得る観点から好ましい。   In the production of the thermoplastic polyurethane of the present invention, the amount of isocyanate group is preferably 0.90 mol or more with respect to 1 mol of the total amount of active hydrogen atoms contained in the polymer polyol (A) and the chain extender (C). (More preferably 0.95 mol or more), preferably 1.3 mol or less (more preferably 1.10 mol or less) in such a proportion that the organic diisocyanate (B) is used in the thermoplastic polyurethane It is preferable from the viewpoint of sufficiently obtaining various performances such as moldability, mechanical strength, and wear resistance.

本発明の熱可塑性ポリウレタンの製造では、熱可塑性ポリウレタンの製造に従来から使用されているウレタン化反応触媒を使用することができる。ウレタン化反応触媒としては、例えば、有機スズ化合物、有機亜鉛化合物、有機ビスマス化合物、有機チタン化合物、有機ジルコニウム化合物、アミン化合物などが挙げられる。中でも、有機スズ化合物が好ましい。有機スズ化合物としては、例えば、オクチル酸スズ、モノメチルスズメルカプト酢酸塩、モノブチルスズトリアセテート、モノブチルスズモノオクチレート、モノブチルスズモノアセテート、モノブチルスズマレイン酸塩、モノブチルスズマレイン酸ベンジルエステル塩、モノオクチルスズマレイン酸塩、モノオクチルスズチオジプロピオン酸塩、モノオクチルスズトリス(イソオクチルチオグリコール酸エステル)、モノフェニルスズトリアセテート、ジメチルスズマレイン酸エステル塩、ジメチルスズビス(エチレングリコールモノチオグリコレート)、ジメチルスズビス(メルカプト酢酸)塩、ジメチルスズビス(3−メルカプトプロピオン酸)塩、ジメチルスズビス(イソオクチルメルカプトアセテート)、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオクトエート、ジブチルスズジステアレート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズマレイン酸塩、ジブチルスズマレイン酸塩ポリマー、ジブチルスズマレイン酸エステル塩、ジブチルスズビス(メルカプト酢酸)、ジブチルスズビス(メルカプト酢酸アルキルエステル)塩、ジブチルスズビス(3−メルカプトプロピオン酸アルコキシブチルエステル)塩、ジブチルスズビスオクチルチオグリコールエステル塩、ジブチルスズ(3−メルカプトプロピオン酸)塩、ジオクチルスズマレイン酸塩、ジオクチルスズマレイン酸エステル塩、ジオクチルスズマレイン酸塩ポリマー、ジオクチルスズジラウレート、ジオクチルスズビス(イソオクチルメルカプトアセテート)、ジオクチルスズビス(イソオクチルチオグリコール酸エステル)、ジオクチルスズビス(3−メルカプトプロピオン酸)塩等のアシレート化合物、メルカプトカルボン酸塩などを挙げることができる。これらの中でも、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレート等のジアルキルスズジアシレート;ジブチルスズビス(3−メルカプトプロピオン酸エトキシブチルエステル)塩等のジアルキルスズビスメルカプトカルボン酸エステル;などが好ましい。ウレタン化反応触媒は、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。ウレタン化反応触媒を使用する場合、熱可塑性ポリウレタンの質量に対して、0.1〜100ppmとなるように調整することが好ましい。0.1ppm以上のウレタン化反応触媒を使用すれば、熱可塑性ポリウレタンを成形した後も、当初の分子量が充分に高い水準で維持され、成形品でも、熱可塑性ポリウレタン本来の物性が発揮されやすくなる。熱可塑性ポリウレタンの製造にウレタン化反応触媒を使用する場合、高分子ポリオール(A)、有機ジイソシアネート(B)および鎖伸長剤(C)の重合時に該触媒を反応系に添加してもよく(例えば高分子ポリオール(A)と共に反応系に添加)、または高分子ポリオール(A)の製造時に予め該触媒を添加していてもよい。   In the production of the thermoplastic polyurethane of the present invention, a urethanization reaction catalyst conventionally used in the production of thermoplastic polyurethane can be used. Examples of the urethanization reaction catalyst include organic tin compounds, organic zinc compounds, organic bismuth compounds, organic titanium compounds, organic zirconium compounds, and amine compounds. Of these, organotin compounds are preferred. Examples of the organic tin compound include tin octylate, monomethyltin mercaptoacetate, monobutyltin triacetate, monobutyltin monooctylate, monobutyltin monoacetate, monobutyltin maleate, monobutyltin maleate benzyl ester salt, monooctyltin Maleate, monooctyltin thiodipropionate, monooctyltin tris (isooctylthioglycolate), monophenyltin triacetate, dimethyltin maleate, dimethyltin bis (ethylene glycol monothioglycolate), Dimethyltin bis (mercaptoacetic acid) salt, dimethyltin bis (3-mercaptopropionic acid) salt, dimethyltin bis (isooctyl mercaptoacetate), dibutyltin diacetate , Dibutyltin dioctoate, dibutyltin distearate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin maleate, dibutyltin maleate polymer, dibutyltin maleate ester salt, dibutyltin bis (mercaptoacetic acid), dibutyltin bis (mercaptoacetic acid alkyl ester) salt, dibutyltin bis (3-mercaptopropionic acid alkoxybutyl ester) salt, dibutyltin bisoctylthioglycol ester salt, dibutyltin (3-mercaptopropionic acid) salt, dioctyltin maleate, dioctyltin maleate, dioctyltin maleate polymer, Dioctyltin dilaurate, dioctyltin bis (isooctyl mercaptoacetate), dioctyltin bis (isooctylthioglyco) Le ester), dioctyltin bis (3-mercaptopropionate) acylate compounds such as salts, such as mercapto carboxylic acid salts can be exemplified. Among these, dialkyltin diacylate such as dibutyltin diacetate and dibutyltin dilaurate; dialkyltin bismercaptocarboxylic acid ester such as dibutyltin bis (3-mercaptopropionic acid ethoxybutyl ester) salt; and the like are preferable. A urethanization reaction catalyst may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. When using a urethanization reaction catalyst, it is preferable to adjust so that it may become 0.1-100 ppm with respect to the mass of a thermoplastic polyurethane. If a urethanization reaction catalyst of 0.1 ppm or more is used, the original molecular weight is maintained at a sufficiently high level even after molding the thermoplastic polyurethane, and the original physical properties of the thermoplastic polyurethane are easily exhibited even in the molded product. . When a urethanization reaction catalyst is used in the production of thermoplastic polyurethane, the catalyst may be added to the reaction system during the polymerization of the polymer polyol (A), the organic diisocyanate (B) and the chain extender (C) (for example, The catalyst may be added in advance at the time of production of the polymer polyol (A) together with the polymer polyol (A).

本発明の熱可塑性ポリウレタン中のハードセグメントを構成する窒素原子含有量として、有機ジイソシアネート(B)および鎖伸張剤(C)に由来する窒素原子の含有量は、好ましくは2質量%以上、より好ましくは2.5質量%以上、好ましくは6.5質量%以下、より好ましくは6.0質量%以下である。窒素原子の含有量が2質量%未満であると、熱可塑性ポリウレタンの成形性、力学強度、耐摩耗性等の諸性能が不充分となることがある。また窒素原子の含有量が6.5質量%を超えると、熱可塑性ポリウレタンの硬度が高く、柔軟性等が不充分になることがあり、しかも押出成形時に未溶融物が発生し易くなる。なお、上記の窒素原子の含有量は元素分析測定、H−NMR測定等の手段により算出できる。 As the nitrogen atom content constituting the hard segment in the thermoplastic polyurethane of the present invention, the nitrogen atom content derived from the organic diisocyanate (B) and the chain extender (C) is preferably 2% by mass or more, more preferably Is 2.5% by mass or more, preferably 6.5% by mass or less, more preferably 6.0% by mass or less. When the content of nitrogen atoms is less than 2% by mass, various properties such as moldability, mechanical strength, and wear resistance of the thermoplastic polyurethane may be insufficient. On the other hand, if the nitrogen atom content exceeds 6.5% by mass, the thermoplastic polyurethane has a high hardness, the flexibility and the like may be insufficient, and an unmelted product is likely to be generated during extrusion molding. The nitrogen atom content can be calculated by means such as elemental analysis measurement or 1 H-NMR measurement.

本発明の熱可塑性ポリウレタンは、他の添加剤(例えば着色剤、滑剤、難燃剤、紫外線吸収剤、耐光性改良剤、防黴剤など)を含有していてもよい。他の添加剤は、熱可塑性ポリウレタンの重合時または重合後に適宜添加することができる。さらに他の添加剤は、熱可塑性ポリウレタンの重合前に、重合原料{例えば高分子ポリオール(A)}に予め添加していてもよい。   The thermoplastic polyurethane of the present invention may contain other additives (for example, colorants, lubricants, flame retardants, ultraviolet absorbers, light resistance improvers, antifungal agents, etc.). Other additives can be appropriately added during the polymerization of the thermoplastic polyurethane or after the polymerization. Further, other additives may be added in advance to the polymerization raw material {for example, the polymer polyol (A)} before the polymerization of the thermoplastic polyurethane.

本発明の熱可塑性ポリウレタンは、比較的低い硬度(例えば、ショアA硬度で約80以下)であっても成形性に優れる。そのため本発明の熱可塑性ポリウレタンは、射出成形、押出成形、カレンダー成形等の各種成形用途に、好適に使用することができる。本発明の熱可塑性ポリウレタンから得られる成形品は、熱可塑性ポリウレタンと同様に、力学強度、耐摩耗性などの諸性能に優れる。   The thermoplastic polyurethane of the present invention is excellent in moldability even if it has a relatively low hardness (for example, Shore A hardness of about 80 or less). Therefore, the thermoplastic polyurethane of the present invention can be suitably used for various molding applications such as injection molding, extrusion molding, and calendar molding. The molded product obtained from the thermoplastic polyurethane of the present invention is excellent in various performances such as mechanical strength and abrasion resistance, like the thermoplastic polyurethane.

以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these Examples.

〔測定方法〕
以下の実施例および比較例において、高分子ポリオール(A)の融点、結晶化エンタルピー(ΔH)及び数平均分子量、熱可塑性ポリウレタンの溶融粘度、並びに射出成形品の固化性、到達硬度、外観(白化)、テーバー摩耗量および加水分解性を、以下の方法によって測定した。
〔Measuring method〕
In the following Examples and Comparative Examples, the melting point, crystallization enthalpy (ΔH) and number average molecular weight of the polymer polyol (A), the melt viscosity of the thermoplastic polyurethane, and the solidification property, ultimate hardness, appearance (whitening) of the injection molded product ), Taber abrasion amount and hydrolyzability were measured by the following methods.

(1)高分子ポリオール(A)
[融点および結晶化エンタルピー]
示差走査熱量計[セイコーインスツル株式会社製、DSC2000]によって、高分子ポリオール(A)の融点および結晶化エンタルピー(ΔH)を測定した。サンプル量は約10mgとし、窒素100ml/分の気流下で、−50℃から200℃まで10℃/分の昇温速度の条件で熱量測定を行った。吸熱ピーク温度から融点を求め、吸熱ピーク面積から結晶化エンタルピー(ΔH)を求めた。
〔数平均分子量の測定〕
数平均分子量はJIS K−1557に準じて測定した水酸基価に基づいて算出した。
(1) Polymer polyol (A)
[Melting point and crystallization enthalpy]
The melting point and crystallization enthalpy (ΔH) of the polymer polyol (A) were measured with a differential scanning calorimeter [Seiko Instruments Inc., DSC2000]. The amount of sample was about 10 mg, and calorimetric measurement was performed under the condition of a temperature increase rate of 10 ° C./min from −50 ° C. to 200 ° C. under an air flow of 100 ml / min. The melting point was determined from the endothermic peak temperature, and the crystallization enthalpy (ΔH) was determined from the endothermic peak area.
(Measurement of number average molecular weight)
The number average molecular weight was calculated based on the hydroxyl value measured according to JIS K-1557.

(2)熱可塑性ポリウレタンおよびその射出成形品
[溶融粘度]
高化式フローテスター(株式会社島津製作所製)を使用して、80℃で2時間減圧乾燥(1.3×103Pa〔10Torr〕以下)した熱可塑性ポリウレタンの溶融粘度を、荷重490.3N(50kgf)、ノズル寸法=直径1mm×長さ10mm、温度210℃の条件下で測定した。
(2) Thermoplastic polyurethane and its injection-molded product [melt viscosity]
Using a Koka type flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation), the melt viscosity of the thermoplastic polyurethane which was dried under reduced pressure at 80 ° C. for 2 hours (1.3 × 10 3 Pa [10 Torr] or less) with a load of 490.3 N (50 kgf), nozzle size = diameter 1 mm × length 10 mm, temperature 210 ° C.

[固化性]
表面を鏡面仕上げした金型を用いて、射出成形(日精樹脂工業株式会社製FS−80S12ASE、シリンダー温度200〜210℃、金型温度30℃、射出時間5〜8秒、冷却時間30秒)によって円板状の成形品(直径120mm、厚さ2mm)を成形し、金型開放と同時に該成形品を取り出した時から30秒後のショアA硬度を測定し、これを「固化性」とした。固化性(30秒後のショアA硬度)の値が高いほど、固化が早く、成形性に優れることを示す。
[Solidification]
By injection molding (FS-80S12ASE manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd., cylinder temperature 200-210 ° C, mold temperature 30 ° C, injection time 5-8 seconds, cooling time 30 seconds) using a mold with a mirror-finished surface A disk-shaped molded product (diameter 120 mm, thickness 2 mm) was molded, and the Shore A hardness 30 seconds after the molded product was taken out at the same time as the mold was opened was measured as “solidification”. . The higher the solidification property (Shore A hardness after 30 seconds), the faster the solidification and the better the moldability.

[到達硬度]
成形品を金型から取り出して、23℃の条件下に1週間放置した後のショアA硬度
を測定し、これを「到達硬度」とした。
[Achieved hardness]
The molded product was taken out from the mold and left to stand at 23 ° C. for 1 week, and the Shore A hardness was measured.

なおショアA硬度は、JIS K−6301に準じて、得られた厚さ2mmの円板状の成形品を3枚重ね合わせたものを用い、ショアA硬度計によって測定した。   In addition, Shore A hardness was measured with a Shore A hardness meter using three obtained disk-shaped molded products having a thickness of 2 mm in accordance with JIS K-6301.

[外観(白化)]
成形品を金型から取り出して、25℃の温度条件下に1ヶ月放置した後の成形品の表面状態を目視にて観察し、白化(粉状物によるくもり)の有無を評価した。射出成形1ヶ月放置(25℃の温度条件下)後、成形品表面が白化しないものを○、白化が発生するものを×と表記する。
[Appearance (whitening)]
The molded product was taken out from the mold and allowed to stand for 1 month at a temperature of 25 ° C., and the surface state of the molded product was visually observed to evaluate the presence or absence of whitening (fogging with a powdery material). After one month of injection molding (temperature condition of 25 ° C.), the surface of the molded product that does not whiten is indicated as “◯”, and the case that whitening occurs is indicated as “X”.

[テーバー摩耗量]
上記の固化性の評価と同じ操作を行い、円板状の成形品(直径120mm、厚さ2mm)を製造し、得られた成形品を23℃の条件下に1週間放置した後、テーバー摩耗試験機(荷重1kg、摩耗輪H−22)を使用して、JIS K−7311に準じて、テーバー摩耗量を測定した。
[Taber wear]
The same operation as in the above evaluation of solidification was performed to produce a disk-shaped molded product (diameter 120 mm, thickness 2 mm), and the resulting molded product was allowed to stand for 1 week at 23 ° C. Using a testing machine (load 1 kg, wear wheel H-22), the Taber wear amount was measured according to JIS K-7311.

〔実施例で使用した化合物〕
実施例および比較例で使用した化合物は、以下の通りである。以下の実施例および比較例では、使用した化合物を略号によって表示する。
[Compounds used in Examples]
The compounds used in Examples and Comparative Examples are as follows. In the following examples and comparative examples, the compounds used are indicated by abbreviations.

(1)高分子ポリオール(A)
〔製造例1〕
電磁攪拌装置を備えた内容積2000mLのガラス製三口フラスコに、1,3−プロパンジオール447g(5.88mol)、3−メチル−1,5−ペンタンジオール21g(0.18mol)、セバシン酸808g(4.00mol)を入れ、常圧、窒素雰囲気下で徐々に180℃まで加熱して、副生する水を留去しながら4時間エステル化反応を行った。次いで、テトライソプロポキシチタン0.015g(1vol%のトルエン溶液、1.5g)を添加して、エステル化反応を継続した後、減圧下で過剰のジオール成分を留去することにより、数平均分子量1005のポリエステルポリオール1068gを得た(以下、これをPOH−1と略称する)。得られたPOH−1の融点は53℃でΔHは78J/gであった。
(1) Polymer polyol (A)
[Production Example 1]
In a glass three-necked flask with an internal volume of 2000 mL equipped with a magnetic stirrer, 447 g (5.88 mol) of 1,3-propanediol, 21 g (0.18 mol) of 3-methyl-1,5-pentanediol, 808 g of sebacic acid ( 4.00 mol) was added and gradually heated to 180 ° C. under normal pressure and nitrogen atmosphere, and the esterification reaction was carried out for 4 hours while distilling off the by-produced water. Next, 0.015 g (1 vol% toluene solution, 1.5 g) of tetraisopropoxytitanium was added and the esterification reaction was continued. Then, the excess diol component was distilled off under reduced pressure to obtain a number average molecular weight. 1068 g of 1005 polyester polyol was obtained (hereinafter abbreviated as POH-1). The obtained POH-1 had a melting point of 53 ° C. and ΔH of 78 J / g.

〔製造例2〜15〕
ジオール量およびポリカルボン酸量を表1に記載の量とした以外は製造例1と同様に反応を行い、ポリエステルポリオール(POH−2〜POH−15)を得た。結果を表1に示す。
[Production Examples 2 to 15]
A reaction was carried out in the same manner as in Production Example 1 except that the amount of diol and the amount of polycarboxylic acid were changed to those shown in Table 1, and polyester polyols (POH-2 to POH-15) were obtained. The results are shown in Table 1.

Figure 2012180467
PD:1,3−プロパンジオール
MPD:3−メチル−1,5−ペンタンジオール
SbA:セバシン酸
AA:アジピン酸
MPDiol:2−メチル−1,3−プロパンジオール
Figure 2012180467
PD: 1,3-propanediol
MPD: 3-methyl-1,5-pentanediol SbA: sebacic acid
AA: Adipic acid
MPDiol: 2-methyl-1,3-propanediol

(2)有機ジイソシアネート(B)
MDI:4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート
(3)鎖伸長剤(C)
BD:1,4−ブタンジオール
(4)ウレタン化反応触媒
SN:ジブチルスズジアセテート
(2) Organic diisocyanate (B)
MDI: 4,4′-diphenylmethane diisocyanate
(3) Chain extender (C)
BD: 1,4-butanediol
(4) Urethane reaction catalyst SN: dibutyltin diacetate

〔実施例1〕
(1)熱可塑性ポリウレタンの製造
10ppmのSNを含むPOH−1、BDおよびMDIを、POH−1:BD:MDI=1.0:0.4:1.4のモル比(MDIに由来する窒素原子の含有量2.83質量%)で、且つこれらの合計供給量が200g/分となるようにして同軸方向に回転する二軸スクリュー型押出機(30mmφ、L/D=36;加熱ゾーンを前部、中央部、後部の3つの帯域に分けた)の加熱ゾーンの前部に連続的に供給して、260℃で連続溶融重合させた。得られた溶融物をストランド状に水中に連続的に押し出し、次いでペレタイザーで切断して、得られたペレットを50℃で8時間除湿乾燥することによって熱可塑性ポリウレタンを製造した。該ポリウレタンの溶融粘度は310Pa・sであった。
[Example 1]
(1) Production of thermoplastic polyurethane POH-1, BD and MDI containing 10 ppm of SN were mixed at a molar ratio of POH-1: BD: MDI = 1.0: 0.4: 1.4 (nitrogen derived from MDI). A twin screw extruder (30 mmφ, L / D = 36; heating zone) that rotates in the same direction with an atomic content of 2.83 mass%) and a total feed amount of 200 g / min. It was continuously fed to the front part of the heating zone (divided into three zones, the front part, the central part and the rear part), and continuous melt polymerization was carried out at 260 ° C. The obtained melt was continuously extruded into water in the form of strands, then cut with a pelletizer, and the obtained pellets were dehumidified and dried at 50 ° C. for 8 hours to produce a thermoplastic polyurethane. The melt viscosity of the polyurethane was 310 Pa · s.

(2)射出成形品の製造
上記(1)で得られた熱可塑性ポリウレタンを用いて、固化性の評価で記載した方法によって射出成形を行い、固化性、到達硬度、外観およびテーバー摩耗量を評価した。表2に結果を示す。
(2) Manufacture of injection-molded products Using the thermoplastic polyurethane obtained in (1) above, injection molding is performed by the method described in the evaluation of solidification properties, and the solidification properties, ultimate hardness, appearance, and Taber wear amount are evaluated. did. Table 2 shows the results.

〔実施例2〜7、比較例1〜6〕
(1)熱可塑性ポリウレタンの製造
POH−1を、表1に記載の10ppmのSNを含む各高分子ポリオール(POH−2〜7および9〜14)に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法によって熱可塑性ポリウレタンを製造した。
[Examples 2-7, Comparative Examples 1-6]
(1) Production of thermoplastic polyurethane As in Example 1, except that POH-1 was changed to each polymer polyol (POH-2 to 7 and 9 to 14) containing 10 ppm of SN shown in Table 1. A thermoplastic polyurethane was produced by the following method.

(2)射出成形品の製造
上記(1)で得られた熱可塑性ポリウレタンを用いて、固化性の評価で記載した方法によって射出成形を行い、固化性、到達硬度およびテーバー摩耗量を評価した。表2に、その結果を示す。実施例2〜7および比較例2〜4、6で得られた成形品を室温条件下、1ヶ月放置しても、成形品表面の白化は確認されず、良好な外観状態が維持された。一方で、比較例1および5で得られた成形品は、成形後3日程度で、白化が確認され、成形品が不透明になった。
(2) Manufacture of injection molded article Using the thermoplastic polyurethane obtained in the above (1), injection molding was performed by the method described in the evaluation of solidification property, and the solidification property, ultimate hardness and Taber abrasion amount were evaluated. Table 2 shows the results. Even when the molded products obtained in Examples 2 to 7 and Comparative Examples 2 to 4 and 6 were allowed to stand for 1 month at room temperature, no whitening of the molded product surface was confirmed, and a good appearance was maintained. On the other hand, in the molded products obtained in Comparative Examples 1 and 5, whitening was confirmed about 3 days after molding, and the molded products became opaque.

Figure 2012180467
Figure 2012180467

実施例1〜7の熱可塑性ポリウレタンは、比較例2〜4および6に比べて、固化性が高く、成形性に優れている。また、実施例1〜7の射出成形品は、テーバー摩耗量が少なく、耐摩耗性にも優れている。   The thermoplastic polyurethanes of Examples 1 to 7 have higher solidification properties and excellent moldability than Comparative Examples 2 to 4 and 6. Moreover, the injection molded products of Examples 1 to 7 have a small amount of Taber wear and are excellent in wear resistance.

〔実施例8〕
電磁攪拌装置と冷却管を備えた内容積200mLのガラス製セパラブルフラスコに、POH−1を50g(0.05mol)とイソホロンジイソシアネート(IPDI)22.2g(0.10mol)を入れ、常圧、窒素雰囲気下で80℃に加熱し、3時間反応させて、ウレタンプレポリマーを得た。電磁攪拌装置、冷却管と滴下ロートを備えた内容積500mLのガラス製セパラブルフラスコに、イソホロンジアミン8.14g、ジブチルアミン0.33g、酢酸エチル100mL、2−プロパノール100mLを入れて、常圧、窒素雰囲気下、50℃に加熱し、上記で得られたプレポリマーを滴下し、滴下終了後、さらに50℃で3時間反応することで、固形分濃度32%のポリウレタン溶液を得た。得られたポリウレタン溶液を、バーコーターを用いてガラス上に膜厚100μmとなるように塗布し、80℃で乾燥することでポリウレタン塗膜を得た。得られた塗膜の全光線透過率は91.6、拡散透過率は3.0、ヘイズは3.3であった。
Example 8
In a 200 mL glass separable flask equipped with a magnetic stirrer and a cooling tube, 50 g (0.05 mol) of POH-1 and 22.2 g (0.10 mol) of isophorone diisocyanate (IPDI) were placed under normal pressure. It heated at 80 degreeC under nitrogen atmosphere, and was made to react for 3 hours, and the urethane prepolymer was obtained. Into a glass separable flask having an internal volume of 500 mL equipped with a magnetic stirrer, a condenser and a dropping funnel, 8.14 g of isophoronediamine, 0.33 g of dibutylamine, 100 mL of ethyl acetate, and 100 mL of 2-propanol were added at normal pressure. The mixture was heated to 50 ° C. in a nitrogen atmosphere, and the prepolymer obtained above was added dropwise. After completion of the addition, the mixture was further reacted at 50 ° C. for 3 hours to obtain a polyurethane solution having a solid content concentration of 32%. The obtained polyurethane solution was applied on glass so as to have a film thickness of 100 μm using a bar coater, and dried at 80 ° C. to obtain a polyurethane coating film. The obtained coating film had a total light transmittance of 91.6, a diffuse transmittance of 3.0, and a haze of 3.3.

〔実施例9〜15〕
高分子ポリオールとしてPOH−2〜POH−8を用いた以外は実施例8と同様の操作を行い、ポリウレタン塗膜の評価を行った。結果を表3に示す。
[Examples 9 to 15]
Except that POH-2 to POH-8 were used as the polymer polyol, the same operation as in Example 8 was performed to evaluate the polyurethane coating film. The results are shown in Table 3.

〔比較例7〜9〕
高分子ポリオールとしてPOH−9、13またはPOH−15を用いた以外は、実施例8と同等の操作を行った。得られたポリウレタンは酢酸エチル/2−プロパノール(固形分30%)では溶液状態とならず、室温で固化した。得られた溶媒含みのポリウレタン樹脂を60℃で溶解してガラス上に膜厚100μmとなるように塗布したが、得られた塗膜は白化が確認され、ヘイズ値も高かった。
[Comparative Examples 7-9]
The same operation as in Example 8 was performed except that POH-9, 13 or POH-15 was used as the polymer polyol. The obtained polyurethane did not enter a solution state with ethyl acetate / 2-propanol (solid content 30%), but solidified at room temperature. The obtained solvent-containing polyurethane resin was melted at 60 ° C. and applied on glass to a film thickness of 100 μm. The obtained coating film was confirmed to be whitened and had a high haze value.

Figure 2012180467
Figure 2012180467

本発明の熱可塑性ポリウレタンは、シート、フィルム等の成形物、弾性繊維、バインダー、接着剤、ロール(紙送りロール等)、ベルト、スクィージ、複写機用クリーニングブレード、スノープラウ、チェーン、ライニング、スクリーン、ギア、キャスター、タイヤ、ホース、チューブ、パッキング材、防振材、制振材、靴底、スポーツ靴、コーキング材、合成皮革、機械部品、自動車部品などの用途に使用できる。   The thermoplastic polyurethane of the present invention is a molded product such as a sheet, a film, an elastic fiber, a binder, an adhesive, a roll (paper feed roll, etc.), a belt, a squeegee, a copying machine cleaning blade, a snow plow, a chain, a lining, and a screen. , Gears, casters, tires, hoses, tubes, packing materials, anti-vibration materials, vibration-damping materials, shoe soles, sports shoes, caulking materials, synthetic leather, machine parts, automobile parts, etc.

Claims (4)

数平均分子量が500〜5000である高分子ポリオール(A)、有機ジイソシアネート(B)、および鎖伸長剤(C)を重合して得られる熱可塑性ポリウレタンであって、
前記高分子ポリオール(A)を構成するポリカルボン酸単位がセバシン酸単位と炭素数9以下のポリカルボン酸単位の混合物であり、該混合物比率がモル比として、セバシン酸単位/炭素数9以下のポリカルボン酸単位=60/40〜100/0であり、
かつ、前記高分子ポリオール(A)を構成するジオール単位が、1,3−プロパンジオール単位とアルキル分岐を有するジオール単位の混合物であり、該混合物比率がモル比として1,3−プロパンジオール単位/アルキル分岐を有するジオール単位=50/50〜97/3であることを特徴とする熱可塑性ポリウレタン。
A thermoplastic polyurethane obtained by polymerizing a polymer polyol (A) having a number average molecular weight of 500 to 5,000, an organic diisocyanate (B), and a chain extender (C),
The polycarboxylic acid unit constituting the polymer polyol (A) is a mixture of a sebacic acid unit and a polycarboxylic acid unit having 9 or less carbon atoms, and the mixture ratio is a sebacic acid unit / carbon number 9 or less as a molar ratio. Polycarboxylic acid unit = 60 / 40-100 / 0,
The diol unit constituting the polymer polyol (A) is a mixture of a 1,3-propanediol unit and a diol unit having an alkyl branch, and the mixture ratio is 1,3-propanediol unit / A thermoplastic polyurethane, wherein the diol unit having an alkyl branch is 50/50 to 97/3.
前記高分子ポリオール(A)を構成するジオール単位であるアルキル分岐を有するジオール単位が、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2−メチル−1,4−ブタンジオールからなる群から選ばれる少なくとも1種のジオールに由来するものである、請求項1記載の熱可塑性ポリウレタン。   The diol unit having an alkyl branch which is a diol unit constituting the polymer polyol (A) is 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2-methyl-1, The thermoplastic polyurethane according to claim 1, which is derived from at least one diol selected from the group consisting of 8-octanediol and 2-methyl-1,4-butanediol. 前記高分子ポリオール(A)を構成するポリカルボン酸単位である炭素数9以下のポリカルボン酸単位が、アジピン酸に由来するものである請求項1または2に記載の熱可塑性ポリウレタン。   The thermoplastic polyurethane according to claim 1 or 2, wherein a polycarboxylic acid unit having 9 or less carbon atoms, which is a polycarboxylic acid unit constituting the polymer polyol (A), is derived from adipic acid. 高分子ポリオール(A)の結晶化エンタルピー(ΔH)が30〜79J/gである請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱可塑性ポリウレタン。   The thermoplastic polyurethane according to any one of claims 1 to 3, wherein the crystallization enthalpy (ΔH) of the polymer polyol (A) is from 30 to 79 J / g.
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