JP2016507626A - 透明なポリウレタン - Google Patents

透明なポリウレタン Download PDF

Info

Publication number
JP2016507626A
JP2016507626A JP2015556918A JP2015556918A JP2016507626A JP 2016507626 A JP2016507626 A JP 2016507626A JP 2015556918 A JP2015556918 A JP 2015556918A JP 2015556918 A JP2015556918 A JP 2015556918A JP 2016507626 A JP2016507626 A JP 2016507626A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molecular weight
component
polyol
polyurethane
functionality
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015556918A
Other languages
English (en)
Inventor
エドモンド・ダーデリアン
リチャード・ジャーキン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PolyPlexx LLC
Original Assignee
PolyPlexx LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PolyPlexx LLC filed Critical PolyPlexx LLC
Publication of JP2016507626A publication Critical patent/JP2016507626A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4854Polyethers containing oxyalkylene groups having four carbon atoms in the alkylene group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/22Catalysts containing metal compounds
    • C08G18/24Catalysts containing metal compounds of tin
    • C08G18/244Catalysts containing metal compounds of tin tin salts of carboxylic acids
    • C08G18/246Catalysts containing metal compounds of tin tin salts of carboxylic acids containing also tin-carbon bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3225Polyamines
    • C08G18/3237Polyamines aromatic
    • C08G18/324Polyamines aromatic containing only one aromatic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4804Two or more polyethers of different physical or chemical nature
    • C08G18/482Mixtures of polyethers containing at least one polyether containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/50Polyethers having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/5021Polyethers having heteroatoms other than oxygen having nitrogen
    • C08G18/5024Polyethers having heteroatoms other than oxygen having nitrogen containing primary and/or secondary amino groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/667Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6681Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/32 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6685Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/32 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3225 or polyamines of C08G18/38
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/75Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic
    • C08G18/758Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing two or more cycloaliphatic rings

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

本発明は、優れた熱機械特性および耐薬品性を特徴とする新規の硬質で光学的に透明な耐衝撃性ポリウレタンポリマーを製造するための新しい方法およびそのような方法の結果として製造されるポリマーを教示する。ポリウレタンは、1)インデックスが95〜120である、化学量論的に過剰の脂肪族ポリイソシアナート;2)アミン官能価が約2であり分子量が400より大きい第1級アミン末端ポリエーテル;3)平均ヒドロキシル官能価が2以上であり平均ヒドロキシル当量が約300〜約2000であるポリオール、および4)芳香族ジアミン、および5)場合により架橋剤を1段階プロセスで反応させることにより製造され、成分3は、成分2の当量と比較して、1化学量論的当量に対して5未満の割合で存在しなければならない。

Description

本発明は、優れた熱機械特性および耐薬品性を特徴とする硬質の光学的に透明な耐衝撃性ポリウレタンに関する。
ポリウレタンは、その優れた物理的特性により幅広い商業的応用が見出されてきた既知の材料群である。これらのポリマーは、引張強度、靭性および耐衝撃性が求められる製品を成形、噴霧およびコーティングするのに適している。確立された製造プロセスの多くにおいて、単一の反応工程においてポリシアナートおよび活性水素化合物が最終生成物へと転化されるワンショットシステムを採用することが好ましい。他の既知の方法において、化学量論的に過剰のポリイソシアナートを活性水素化合物と反応させることにより、通常プレポリマーと呼ばれる中間生成物がまず生成し、次いで、プレポリマーが、更なる活性水素化合物を含む第2の反応において最終ポリマーに転化される。
ポリウレタン化学の一例が、Turnerらの米国特許第4686242号に開示されており、これは、少なくとも約400の当量(または当量重量、equivalent weight)を有するアミン官能性化合物を過剰のポリイソシアナートと反応させてイソシアナート末端プレポリマーを生成し、そのプレポリマーを更にポリオールと反応させる方法を教示している。プレポリマー経路を介して製造した場合、1段階プロセスと比較してポリマー特性は良好であった(第1欄第31〜49行)。この特許はまた、1段階プロセスにおいて第1級アミンはイソシアナートと急速に反応しすぎる傾向にあり、そのため、2段階プロセスを用いるべきであることを教示している。更に、Turnerは、この反応性を制御するために第1級アミンの代わりに立体障害(sterically hindered)アミンを用いることを教示している。
ウレタン化学のもう1つの例がHaiderらの米国特許第5510445号に記載されており、これは、ポリウレタンを生成するための1段階プロセスであって、90〜200のイソシアナートインデックス(index)において、(a)ジイソシアナート;(b)成分(b)および(c)の合計と比較して25〜70当量パーセントの、少なくとも2つの芳香族結合イソシアナート反応性第1級もしくは第2級アミノ基および/または脂肪族結合イソシアナート反応性第2級アミノ基を含む1以上のアミン末端ポリマー;ならびに(c)成分(b)および(c)の合計と比較して、75〜30当量パーセントの、分子量が108〜399の1以上の芳香族ジアミン鎖延長剤を反応させることを含む、プロセスを教示している。この技術は、大量のアミン末端ポリマーと、アミン鎖延長剤とが、専ら芳香族結合第1級または第2級アミノ基を含み、好ましくはアルキル置換基も含むことを教示している。更に、比較例7および8は、第1級アミン末端ポリエーテルは1段階プロセスの手法に対して反応性が高すぎるので避けるべきであることを教示している。
Steppanの米国特許第5710230号は、約80〜130のイソシアナートインデックスにおいて、ジイソシアナートおよびイソシアナート反応性成分からなる反応混合物を、ワンショットプロセスを介して処理することによるポリウレタンの製造方法に関する。イソシアナート反応性成分は、1)アミン基に対するヒドロキシル基の当量比が0:1〜1:1となるようにヒドロキシル基、アミン基またはヒドロキシル基およびアミン基の混合物である官能基を有する少なくとも1つのポリオール、ならびに2)ジオール、トリオール、第1級脂肪族アミン、第2級脂肪族アミン、アミノアルコールおよびこれらの混合物から選択される少なくとも1つの鎖延長剤で構成される。鎖延長剤成分におけるアミン基に対するヒドロキシル基の当量比は1:2〜10:1である。Steppanは、鎖延長剤としての芳香族ジアミンの使用を教示していない。
Grigsbyの米国特許第5239041号は、2以上のヒドロキシル基を有するポリオールを有効量の長鎖アルキルエポキシドと反応させて、ヒドロキシル末端を有する少なくとも部分ヒンダードの(partially hindered)中間体を与え、次いでその中間体におけるヒドロキシル末端の少なくとも1つを第1級アミン基へとアミノ化して、少なくとも部分ヒンダードのポリエーテルポリアミンを与えることにより得られるヒンダードポリエーテルポリアミンから製造されるポリウレタンを調製する方法を教示している。次いで、ヒンダードポリエーテルポリアミンをポリイソシアナートと反応させる。この技術は、長鎖アルキル基が第1級脂肪族アミン基に立体障害をもたらし、それによりアミンの反応性(または反応度)が遅くなることを教示しており、このことは、より長いショットまたはフロー時間を可能とするので有用であるといわれており、それにより今度は、既存の設備からより長い部品を製造することが可能となる。
本発明は、優れた熱機械特性および耐薬品性を特徴とする硬質の光学的に透明な耐衝撃性ポリウレタンポリマーを製造する新たな方法を教示し、上述のポリウレタンは、第1級アミン末端ポリエーテル、脂肪族ポリイソシアナート、ポリオールおよび芳香族ジアミンから1段階プロセスで製造される。
本発明の新規なポリウレタンは、ポリウレタンが第1級アミン末端ポリエーテル、脂肪族ポリイソシアナート、ポリオールおよび芳香族ジアミンから作製される1段階プロセスを用いて製造される。驚くべきことに、得られるポリマーは、光学的に透明であり且つ非常に硬質であり、耐衝撃性を有し、優れた熱機械特性および耐薬品性を特徴とする。
より具体的には、ポリウレタンは、
1)インデックスが95〜120である、化学量論的に過剰の脂肪族ポリイソシアナート;
2)アミン官能価(または官能性、functionality)が約2であり分子量が400以上である第1級アミン末端ポリエーテル;
3)平均公称ヒドロキシル官能価が2以上であり平均ヒドロキシル当量が約300〜約2000であるポリオール;および
4)芳香族ジアミン
(成分3は、成分2の化学量論的当量と比較して5未満〜1の割合で存在する);ならびに
5)必要に応じて架橋剤
の1段階反応生成物である。
より好ましくは、ポリウレタンは、
1)脂環式ポリイソシアナート、
2)分子量が2000〜約2500の第1級アミン末端ポリエーテルジアミン、および
3)(a)分子量が約500〜900のポリエステルポリオールトリオール、または(b)分子量が約600〜2000のポリエーテルグリコール、または(c)分子量が約400〜2000のポリエステルポリオールジオールからなる群から選択されるポリオール、ならびに
4)芳香族ジアミン
の1段階反応生成物であり、成分3は、成分2の化学量論的当量と比較して2未満〜1の割合で存在する。
5)第5の成分である架橋剤を同様に加えてよい。
上述の成分1〜5を参照して、下記の表は、1段階プロセスにおけるこれらの反応物質の化学量論的当量の望ましい割合を示している。高値(high)および低値(low)は、参照される成分の個々の範囲であり、5つの成分の間で特定されてよい潜在的な範囲を仮定した特定の組み合わせではない。
Figure 2016507626
上で参照されたインデックスは、イソシアナートの化学量論的当量と、全てのイソシアナート反応性基の化学量論的当量の合計との比率に100を乗じたものである。
得られたポリマーは透明であり、下記の特性:98℃より高いビカット軟化点(ASTM D1525、バージョンA、負荷=10N)、75より大きい硬度(ASTM D2240−00、Dデュロメータ)、100000psiより大きい曲げ弾性率(ASTM D 790)を有し、「落下ダート」衝撃試験[落下ダート衝撃(ガードナー)ASTM D3029、ポリマーの破砕がない(重量900g、衝撃チップ半径0.31cm、落下距離107cm、内径5.08cmの支持板上にポリマーを載置)]に合格する。ポリマーは、83%より高い光透過率を有するべきである。
本発明の組成物を製造するのに用いられる第1級アミン末端ポリエーテルを規定するのに上で用いられる用語「アミン官能価(またはアミン官能性、amine functionality)」は、ポリエーテルがその製造に用いられる材料に関して有することが期待されるアミノ官能価を意味する。例えば、ポリエーテルジオールの還元的アミノ化により調製される第1級アミン末端ポリエーテルの公称アミノ官能価は2であるだろうが、実際には、ジオールの平均ヒドロキシル官能価は、2より幾分か小さくてよく、ヒドロキシルのアミノ基への転化は、完全に完了しなくてよい。得られる構造は、脂肪族第1級アミン末端ポリエーテル材料である。
アミン末端ポリエーテルのアミノ当量は少なくとも約200であり、好ましくは約950〜約1250の範囲である。官能価、当量または化学構造が異なる2以上のアミン末端ポリエーテルの混合物は、そのような混合物が上記の平均官能価および平均当量の基準に適合するならば、用いられてよい。ポリオキシプロピレンジアミンおよびポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)ジアミンならびにこれらのいずれかの混合物が好ましい。尤も、アミンは本質的に且つより好ましくは他のイソシアナート反応性基を含むべきでない。
用いることができる有機ポリイソシアナートとして、脂肪族および脂環式ジイソシアナートならびにこれらの組み合わせが挙げられる。本発明においては脂環式ジイソシアナートが好ましい。これらの種類のジイソシアナートの代表的なものは、4,4’ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート、ビス(1,4−イソシアナトメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアナートおよび他の類似のジイソシアナートである。
上で用いられる用語「ヒドロキシル官能価」は、ポリオールがそのモノマー成分に関して有することが期待されるヒドロキシル官能価を意味する。例えば、プロピレンオキシドをジオールに加えることにより調製されるポリオールのヒドロキシル官能価は2であるだろうが、実際には、その平均官能価は、2より幾分か小さいだろう。従って、ポリエーテルに関して、平均ヒドロキシル官能価は、その調製に用いられる1または複数の開始剤の平均官能価(活性水素原子の数)である。
本発明の組成物に用いられるポリオールの平均ヒドロキシル官能価は通常2〜6である。ポリオールの平均ヒドロキシル当量は、好ましくは300〜2000の範囲である。当量または化学構造の異なる2以上の混合物は、そのような混合物が上記の平均官能価および平均当量の基準に適合するならば、用いられてよい。
好適なポリオールの例として、ポリエステル、ポリカーボネート、ヒドロキシル末端ポリオレフィン、特にポリエーテルが挙げられる。好適なポリエーテルポリオールまたはポリオールの混合物は、プロピレンオキシドまたはプロピレンおよびエチレンオキシドと、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリエタノールアミン、エタノールアミン、トリイソプロパノールアミンまたはソルビトール等の多官能性開始剤との反応生成物から選択されてよい。特に有用なポリエーテルとして、ポリテトラメチレンエーテルグリコールおよびポリオキシプロピレントリオール、ならびに三官能性開始剤にエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドを同時に又は逐次的に加えることにより得られるポリ(オキシエチレンオキシプロピレン)トリオールが挙げられる。いくつかの場合において、エチレンオキシドが付加された(tipped)トリオールは、それらの反応性が増大しているので好ましい。ラクトン(例えばカプロラクトン)の開環重合により得られるポリエステルは、ポリオールおよび触媒の存在下において好ましいポリオールである。
好ましくは、ポリオールは、ヒドロキシル官能基(または官能性)以外のイソシアナート反応性基を本質的に含むべきでなく、より好ましくはヒドロキシル官能性以外のイソシアナート反応性基を含むべきでない。
本明細書において用いることができる好適な芳香族ジアミンとして、例えば、2,4−ビス(p−アミノベンジル)アニリン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、1,3−フェニレンジアミン、1,4−フェニレンジアミン、2,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ナフタレン1,5−ジアミン、1−メチル−2−メチルアミノ−4−アミノベンゼン、ポリフェニルポリメチレンポリアミン、1,3−ジエチル−2,4−ジアミノベンゼン、1,3,5−トリエチル−2,6−ジアミノベンゼン、これらの混合物等が挙げられる。好ましい芳香族ジアミンとして、メチレンビスオルトクロロアニリン(MOCA)およびジエチルトルエンジアミン(1−メチル−3,5−ジエチル−2,6−ジアミノベンゼンおよび1−メチル−3,5−ジエチル−2,4−ジアミノベンゼンの混合物、DETDAとしても知られる)が挙げられる。オプションのジアミン類は、硫黄等の非反応性ヘテロ原子を含むもの、例えばジメチルチオトルエンジアミン等である。好ましくは、ジアミンはヒドロキシル官能基(または官能性)を有しない。
必要に応じて反応に加えてよい架橋剤は、イソシアナート反応性基を有し、官能価が約3以上であり、分子量が400未満である。官能価は、各分子における平均のイソシアナート反応性基の数を指す。トリメチロールプロパン、グリセリン(トリオール)およびペンタエリスリトール(クアドロール(quadrol))は全て、そのような架橋剤の典型例である。
必要に応じて触媒をポリウレタンの製造に用いてよい。最も好ましい触媒は、例えば酢酸第一スズ、酪酸第一スズ、ラウリン酸第一スズ、オクタン酸第一スズ、オレイン酸第一スズ、オクタン酸ビスマス、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸カドミウム、ジラウリン酸ジブチルスズ、ジ−2−エチルヘキサン酸ジブチルスズ、ジネオデカン酸ジメチルスズ等を含む有機金属触媒である。
使用してよい他の好適なウレタン触媒として、例えば、トリエチレンジアミン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、ジエチルエタノールアミン、1−メチル−4−ジメチルアミノエチルピペラジン、3−メトキシ−N−ジメチルプロピルアミン、N、N−ジメチル−N’,N’−メチルイソプロピルプロピレンジアミン、N、N−ジメチル−3−ジエチルアミノプロピルアミン、ジメチルベンジルアミン等の第3級アミンが挙げられる。
必要に応じて用いられる触媒の量は一般に、その活性および/または反応塊(reaction mass)の温度に依存する。一般に、反応物質の総重量(combined weight)を基準として約0.005〜約0.02重量パーセントの量の触媒を用いることが可能であり、0.02〜0.15重量%が好ましい。
本発明のポリウレタンの製造に好ましい反応条件は下記の通りである:約5〜約85℃の反応温度、全体の0.02〜0.15重量%の触媒濃度および90℃未満の金型温度(mold temperature)。
ポリウレタンは、反応性液体ストリームが衝突混合され急速に金型キャビティ内に注入される反応射出成形(RIM)によって作製してよい。これらのポリウレタンは、反応性液体ストリームが混合され、後続の成形および硬化のための鋳型に直接注がれるウレタン鋳造機を用いて製造してもよい。
本発明のポリウレタンは、ポリウレタンの既知の用途に従って用いてよい。尤も、本発明のポリウレタンの透明性および硬度を考慮すると、これらの好ましい用途は、ビューポート(または表示域)、レンズ、ゴーグル、フェイスシールドおよび他のガラス加工(またはグレージング、glazing)タイプの用途の一般的な領域にある。そのような製品は、反応混合物を様々な厚さの所望の形状に鋳造することにより形成されてよい。成形品は、系の成分の官能価が約2より大きくない場合、射出成形によって製造されてもよい。
全ての例は、以下のプロトコルを用いて行った。系のAサイド(イソシアナート)およびBサイド(他の全ての成分)を別々に調製して脱気した。その後、両サイドを、使用前に所望の温度で保存した。次いで、AサイドおよびBサイドを、正確な化学量論比で一緒に注ぎ、FlackTek SpeedMixer(商標)モデルDAC 400 FVCを用いて混合した。次いで、混合された成分を150℃に予熱した金型(0.125インチ厚のアルミニウムスペーサー、強化ガラスの上部および下部)に直接流し込んだ。鋳造部品を金型内で30分間硬化させ、その後取り出して冷却した。全ての実験に用いた触媒は、GEからのFOMREZ(商標)UL−28ジネオデカン酸ジメチルスズであった。全ての実験について、触媒レベルは成分の総重量を基準として0.04%であった。
[例1]
本発明のポリウレタンを、下記の配合を用いて作製した。この配合において、反応物質を周囲温度で反応させた。
Figure 2016507626
Jeffamine(登録商標)D−2000は、当量が980.40であり、Huntsman Chemicalsから市販されている第1級アミン末端ポリエーテル(二官能性アミン)である。Terathane 650は、当量が319.48であり、Invistaから入手可能なPTMEG系ポリエーテルポリオール(ポリテトラヒドロフランジオール)である。Ethacure 100LCは、Albemarleから市販されているジエチルトルエンジアミン(DETDA)である。H12MDIはジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアナート(脂肪族ジイソシアナート)である。トリメチロールプロパンは、オプションの架橋剤である。得られたポリマーは、完全に透明であり、気泡を含まず、84のDデュロメータ硬度(ASTM D2240−00)を有し、ガードナー型衝撃試験に合格した。ビカットA軟化点は183℃であり、曲げ弾性率は138000psiであった。
[例2(比較例)]
ハードセグメント含有量が64であるがポリオールを含有しない下記の比較配合物を、例1と同様のプロトコルを用いて成型した。得られたプラーク(plaque)は透明であったが非常に脆く、単純な曲げ試験に不合格であった。
Figure 2016507626
[例3(比較例)]
上述の比較配合物のハードセグメント含有量を60%に更に低減させて、下記に示すように比較例2において経験した脆弱性の問題に取り組んだ。
Figure 2016507626
得られたプラークは濁っており、「落下ダート」衝撃試験に不合格であった。
[例4(比較例)および例5]
同じ成型技術を使用して、プレポリマーアプローチ(例4)および1段階アプローチ(本発明に従う)(例5)を用いて下記の組成からプラークを作製した。
Figure 2016507626
プレポリマーは、80℃でよく撹拌しながらアミン末端ポリエーテルをイソシアナートに直接加えることによって作製し、プレポリマーを70℃で16時間(密封し窒素下で)放置した。その後、当量を決定し、次いでプレポリマーを配合物の残りの成分と反応させた。
1段階で本発明の方法により作製されたプラーク(例5)は、落下ダート衝撃試験(例3において規定)に合格したが、一方で、プレポリマールートにより作製されたプラーク(比較例4)は落下ダート衝撃試験に不合格であった。
本発明のポリウレタンは、ポリウレタンの既知の用途に従って用いてよい。尤も、本発明のポリウレタンの透明性および硬度を考慮すると、これらの好ましい用途は、ビューポート(または表示域)、レンズ、ゴーグル、フェイスシールドおよび他のガラス加工(またはグレージング、glazing)タイプの用途の一般的な領域にある。そのような製品は、反応混合物を様々な厚さの所望の形状に鋳造することにより形成されてよい。成形品は、系の成分の官能価が約2より大きくない場合、射出成形によって製造されてもよい。
本願発明は以下の態様を含む。
(態様1)
a)インデックスが95〜120である、化学量論的に過剰の脂肪族ポリイソシアナート;
b)アミン官能価が約2であり分子量が400以上である第1級アミン末端ポリエーテル;
c)平均公称ヒドロキシル官能価が2以上であり平均ヒドロキシル当量が約300〜約2000であるポリオール、および
d)芳香族ジアミン
の1段階反応生成物を含むポリウレタンであって、
第1級アミン末端ポリエーテルに対するポリオールの化学量論的当量の相対量が0.49〜4.99である、ポリウレタン。
(態様2)
第1級アミン末端ポリエーテルの分子量が約2000〜約2500である、態様1に記載のポリウレタン。
(態様3)
ポリオールが、(a)分子量が約500〜900のポリエステルポリオールトリオール、または(b)分子量が約600〜2000のポリエーテルグリコール、または(c)分子量が約400〜2000のポリエステルポリオールジオールからなる群から選択される、態様2に記載のポリウレタン。
(態様4)
ジアミンが、(a)メチレンビスオルトクロロアニリン、および(b)ジエチルトルエンジアミンからなる群から選択される、態様2に記載のポリウレタン。
(態様5)
ポリオールが、(a)分子量が約500〜900のポリエステルポリオールトリオール、または(b)分子量が約600〜2000のポリエーテルグリコールからなる群から選択される、態様4に記載のポリウレタン。
(態様6)
反応生成物が、イソシアナート反応性基を有し官能価が約3以上であり且つ分子量が400未満である架橋剤を含む、態様1に記載のポリウレタン。
(態様7)
成分bに対する成分aの化学量論的当量比が9〜24であり、成分b、成分cおよび架橋剤に対する成分aの化学量論的当量比が2.7〜4.5である、態様6に記載のポリウレタン。
(態様8)
成分bに対する成分cの化学量論比が1.5〜3.5である、態様6に記載のポリウレタン。
(態様9)
ポリオールが、分子量が約600〜2000のポリエーテルグリコールである、態様6に記載のポリウレタン。
(態様10)
a)インデックスが95〜120である、化学量論的に過剰の脂肪族ポリイソシアナート;
b)アミン官能価が約2であり分子量が400以上である第1級アミン末端ポリエーテル;
c)平均公称ヒドロキシル官能価が2以上であり平均ヒドロキシル当量が約300〜約2000であるポリオール、および
d)芳香族ジアミン
を1段階で反応させることを含む方法であって、
第1級アミン末端ポリエーテルに対するポリオールの化学量論的当量の相対量が0.49〜4.99である、方法。
(態様11)
第1級アミン末端ポリエーテルの分子量が約2000〜約2500である、態様10に記載の方法。
(態様12)
ポリオールが、(a)分子量が約500〜900のポリエステルポリオールトリオール、または(b)分子量が約600〜2000のポリエーテルグリコール、または(c)分子量が約400〜2000のポリエステルポリオールジオールからなる群から選択される、態様11に記載の方法。
(態様13)
芳香族ジアミンが、メチレンビスオルトクロロアニリン、および(b)ジエチルトルエンジアミンからなる群から選択される、態様12に記載の方法。
(態様14)
ポリオールが、(a)分子量が約500〜900のポリエステルポリオールトリオール、または(b)分子量が約600〜2000のポリエーテルグリコール、または(c)分子量が約400〜2000のポリエステルポリオールジオールからなる群から選択される、態様10に記載の方法。
(態様15)
脂肪族ポリイソシアナートが脂環式ポリイソシアナートであり、方法が、1段階反応において架橋剤を反応させることを更に含み、その1段階反応において、イソシアナート反応性基を有するそのような架橋剤が、約3以上の官能価および400未満の分子量を有する、態様14に記載の方法。
(態様16)
成分bに対する成分aの化学量論的当量比が9〜24であり、成分bに対する成分cの化学量論的当量比が1.5〜3.5である、態様15に記載の方法。
(態様17)
成分bに対する成分aの化学量論的当量比が12〜20である、態様16に記載の方法。
(態様18)
成分b、成分cおよび架橋剤に対する成分aの化学量論的当量比が2.7〜4.5である、態様17に記載の方法。
(態様19)
成分bに対する成分aの化学量論的当量比が9〜24である、態様12に記載の方法。
(態様20)
方法が、架橋剤を1段階で反応させることを更に含み、前記反応において、イソシアナート反応性基を有するそのような架橋剤が、約3以上の官能価および400未満の分子量を有する、態様13に記載の方法。

Claims (20)

  1. a)インデックスが95〜120である、化学量論的に過剰の脂肪族ポリイソシアナート;
    b)アミン官能価が約2であり分子量が400以上である第1級アミン末端ポリエーテル;
    c)平均公称ヒドロキシル官能価が2以上であり平均ヒドロキシル当量が約300〜約2000であるポリオール、および
    d)芳香族ジアミン
    の1段階反応生成物を含むポリウレタンであって、
    第1級アミン末端ポリエーテルに対するポリオールの化学量論的当量の相対量が0.49〜4.99である、ポリウレタン。
  2. 第1級アミン末端ポリエーテルの分子量が約2000〜約2500である、請求項1に記載のポリウレタン。
  3. ポリオールが、(a)分子量が約500〜900のポリエステルポリオールトリオール、または(b)分子量が約600〜2000のポリエーテルグリコール、または(c)分子量が約400〜2000のポリエステルポリオールジオールからなる群から選択される、請求項2に記載のポリウレタン。
  4. ジアミンが、(a)メチレンビスオルトクロロアニリン、および(b)ジエチルトルエンジアミンからなる群から選択される、請求項2に記載のポリウレタン。
  5. ポリオールが、(a)分子量が約500〜900のポリエステルポリオールトリオール、または(b)分子量が約600〜2000のポリエーテルグリコールからなる群から選択される、請求項4に記載のポリウレタン。
  6. 反応生成物が、イソシアナート反応性基を有し官能価が約3以上であり且つ分子量が400未満である架橋剤を含む、請求項1に記載のポリウレタン。
  7. 成分bに対する成分aの化学量論的当量比が9〜24であり、成分b、成分cおよび架橋剤に対する成分aの化学量論的当量比が2.7〜4.5である、請求項6に記載のポリウレタン。
  8. 成分bに対する成分cの化学量論比が1.5〜3.5である、請求項6に記載のポリウレタン。
  9. ポリオールが、分子量が約600〜2000のポリエーテルグリコールである、請求項6に記載のポリウレタン。
  10. a)インデックスが95〜120である、化学量論的に過剰の脂肪族ポリイソシアナート;
    b)アミン官能価が約2であり分子量が400以上である第1級アミン末端ポリエーテル;
    c)平均公称ヒドロキシル官能価が2以上であり平均ヒドロキシル当量が約300〜約2000であるポリオール、および
    d)芳香族ジアミン
    を1段階で反応させることを含む方法であって、
    第1級アミン末端ポリエーテルに対するポリオールの化学量論的当量の相対量が0.49〜4.99である、方法。
  11. 第1級アミン末端ポリエーテルの分子量が約2000〜約2500である、請求項10に記載の方法。
  12. ポリオールが、(a)分子量が約500〜900のポリエステルポリオールトリオール、または(b)分子量が約600〜2000のポリエーテルグリコール、または(c)分子量が約400〜2000のポリエステルポリオールジオールからなる群から選択される、請求項11に記載の方法。
  13. 芳香族ジアミンが、メチレンビスオルトクロロアニリン、および(b)ジエチルトルエンジアミンからなる群から選択される、請求項12に記載の方法。
  14. ポリオールが、(a)分子量が約500〜900のポリエステルポリオールトリオール、または(b)分子量が約600〜2000のポリエーテルグリコール、または(c)分子量が約400〜2000のポリエステルポリオールジオールからなる群から選択される、請求項10に記載の方法。
  15. 脂肪族ポリイソシアナートが脂環式ポリイソシアナートであり、方法が、1段階反応において架橋剤を反応させることを更に含み、その1段階反応において、イソシアナート反応性基を有するそのような架橋剤が、約3以上の官能価および400未満の分子量を有する、請求項14に記載の方法。
  16. 成分bに対する成分aの化学量論的当量比が9〜24であり、成分bに対する成分cの化学量論的当量比が1.5〜3.5である、請求項15に記載の方法。
  17. 成分bに対する成分aの化学量論的当量比が12〜20である、請求項16に記載の方法。
  18. 成分b、成分cおよび架橋剤に対する成分aの化学量論的当量比が2.7〜4.5である、請求項17に記載の方法。
  19. 成分bに対する成分aの化学量論的当量比が9〜24である、請求項12に記載の方法。
  20. 方法が、架橋剤を1段階で反応させることを更に含み、前記反応において、イソシアナート反応性基を有するそのような架橋剤が、約3以上の官能価および400未満の分子量を有する、請求項13に記載の方法。
JP2015556918A 2013-02-12 2013-02-12 透明なポリウレタン Pending JP2016507626A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2013/025793 WO2014126552A1 (en) 2013-02-12 2013-02-12 Transparent polyurethanes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016507626A true JP2016507626A (ja) 2016-03-10

Family

ID=48050234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015556918A Pending JP2016507626A (ja) 2013-02-12 2013-02-12 透明なポリウレタン

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2838924B1 (ja)
JP (1) JP2016507626A (ja)
KR (1) KR20150117593A (ja)
ES (1) ES2733015T3 (ja)
MX (1) MX2014012283A (ja)
WO (1) WO2014126552A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018079518A1 (ja) * 2016-10-25 2018-05-03 三井化学株式会社 光学材料用重合性組成物、該組成物から得られた光学材料及びその製造方法
KR20200110428A (ko) 2018-03-16 2020-09-23 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 광학 재료용 중합성 조성물, 광학 재료용 중합성 조성물의 제조 방법 및 광학 물품의 제조 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05194692A (ja) * 1991-08-26 1993-08-03 Texaco Chem Co 遅硬性ポリ尿素エラストマー
JPH0885717A (ja) * 1994-09-16 1996-04-02 Mitsui Toatsu Chem Inc ウレタンエラストマーの製造方法
JPH09221534A (ja) * 1996-02-16 1997-08-26 Mitsubishi Gas Chem Co Inc ポリ(ウレタン)尿素エラストマー組成物およびその製造法
US5710230A (en) * 1996-06-04 1998-01-20 Bayer Corporation Cycloaliphatic diisocyanate based rim elastomers
US5739253A (en) * 1996-06-04 1998-04-14 Bayer Corporation RIM elastomers based on prepolymers of cycloaliphatic diisocyanates

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4686242A (en) 1985-03-25 1987-08-11 The Dow Chemical Company Polyurea polymers prepared from urea containing prepolymers
US5239041A (en) 1992-04-08 1993-08-24 Texaco Chemical Company Hindered amines to slow down reactivity in producing rim elastomers
US5510445A (en) 1994-11-22 1996-04-23 Bayer Corporation Process for castable polyurea elastomers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05194692A (ja) * 1991-08-26 1993-08-03 Texaco Chem Co 遅硬性ポリ尿素エラストマー
JPH0885717A (ja) * 1994-09-16 1996-04-02 Mitsui Toatsu Chem Inc ウレタンエラストマーの製造方法
JPH09221534A (ja) * 1996-02-16 1997-08-26 Mitsubishi Gas Chem Co Inc ポリ(ウレタン)尿素エラストマー組成物およびその製造法
US5710230A (en) * 1996-06-04 1998-01-20 Bayer Corporation Cycloaliphatic diisocyanate based rim elastomers
US5739253A (en) * 1996-06-04 1998-04-14 Bayer Corporation RIM elastomers based on prepolymers of cycloaliphatic diisocyanates

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018079518A1 (ja) * 2016-10-25 2018-05-03 三井化学株式会社 光学材料用重合性組成物、該組成物から得られた光学材料及びその製造方法
JP6359231B1 (ja) * 2016-10-25 2018-07-18 三井化学株式会社 光学材料用重合性組成物、該組成物から得られた光学材料及びその製造方法
KR20190039259A (ko) 2016-10-25 2019-04-10 미쯔이가가꾸가부시끼가이샤 광학 재료용 중합성 조성물, 해당 조성물로부터 얻어진 광학 재료 및 그 제조 방법
US10563003B2 (en) 2016-10-25 2020-02-18 Mitsui Chemicals, Inc. Polymerizable composition for optical material, optical material obtained from composition, method of producing same
US11180602B2 (en) 2016-10-25 2021-11-23 Mitsui Chemicals, Inc. Polymerizable composition for optical material, optical material obtained from composition, method of producing same
KR20200110428A (ko) 2018-03-16 2020-09-23 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 광학 재료용 중합성 조성물, 광학 재료용 중합성 조성물의 제조 방법 및 광학 물품의 제조 방법
US11279791B2 (en) 2018-03-16 2022-03-22 Mitsui Chemicals, Inc. Polymerizable composition for optical material, method for manufacturing polymerizable composition for optical material, and method for manufacturing optical article

Also Published As

Publication number Publication date
EP2838924B1 (en) 2019-05-22
EP2838924A1 (en) 2015-02-25
MX2014012283A (es) 2014-11-14
KR20150117593A (ko) 2015-10-20
WO2014126552A1 (en) 2014-08-21
ES2733015T3 (es) 2019-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5638959B2 (ja) 耐衝撃性ポリウレタン
RU2440376C9 (ru) Полиуретанмочевина и способ ее получения
EP2552985B1 (en) Polyurethane compositions having improved impact resistance and optical properties
JP5426866B2 (ja) 光安定性ポリウレタン−尿素エラストマーおよびその製法
US20110098417A1 (en) Polyurethane polymer systems
JP2011508822A5 (ja)
JPS58188643A (ja) 反応射出成形エラストマ−の製造方法
US4546167A (en) P-TMXDI Polyurethane elastomers with good compression set properties
EP0644215A1 (en) Bis(N-alkylaminocyclohexyl)methanes as curing agents for polyurethanes and polyureas
JPS62164713A (ja) 連鎖延長剤混合物を使用するポリウレタンおよび/又はポリ尿素エラストマ−の二段階製造方法
JPH11217420A (ja) アロファネート改変ジフェニルメタンジイソシアネートに基づく軟質フォームおよび軟質成形フォーム、並びにこれらフォームの製造方法
US8372939B1 (en) Transparent polyurethanes
JP2016507626A (ja) 透明なポリウレタン
US20090171059A1 (en) Impact-Resistant Polyurethane
EP3077439B1 (en) Storage stable polyol composition for polyurethane elastomers
EP1242525B1 (en) Blister-resistant molded polyurea polymer and method of making a blister-resistant molded polyurea polymer
CN114222771A (zh) 用于医用衬垫应用的聚氨酯凝胶
JPH0241310A (ja) ポリウレア系エラストマーの製造方法
JPH01311116A (ja) ポリウレア系弾性エラストマーの製造方法
JPH02501145A (ja) Eo/boポリエーテルポリオールからのポリウレタンエラストマー類
JPH054410B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20160215

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160623

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160816

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161115

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170509