JP2018188508A - ポリオール組成物、ポリウレタン樹脂形成性組成物、複合材料 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一実施形態のポリオール組成物は、エステル基1モルに対して0.2〜5モルの水酸基を有するエステル化物(A)を含む。エステル化物(A)は、構成成分として水酸基を4〜8個含有するポリオール(a1)と、炭素数2〜18の脂肪酸(a2)とを含む。以下、それぞれについて説明する。
エステル化物(A)は、構成成分として水酸基を4〜8個含有するポリオール(a1)と、炭素数2〜18の脂肪酸(a2)とを含む。
水酸基を4〜8個含有するポリオール(a1)は特に限定されない。一例を挙げると、水酸基を4〜8個含有するポリオール(a1)は、ペンタエリスリトール、ソルビタン、マンニタンなどの水酸基を4個有するポリオール、ソルビトール、マンニトールなどの水酸基を6個有するポリオール、ショ糖などの水酸基を8個有するポリオール等である。水酸基を4〜8個含有するポリオール(a1)は、併用されてもよい。これらのうち、水酸基を4〜8個含有するポリオール(a1)は、成形時の粘度がより低く、ポリウレタン樹脂のガラス転移温度がより高くなる点から、水酸基を4〜6個有するポリオールであることが好ましく、ペンタエリスリトール、ソルビタンおよびソルビトールであることがより好ましい。
炭素数2〜18の脂肪酸(a2)は、炭素数1〜17の炭化水素化合物における1つの水素原子が、カルボキシ基に置換された化合物である。炭素数2〜18の脂肪酸(a2)は特に限定されない。一例を挙げると、炭素数2〜18の脂肪酸(a2)は、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸およびオクタデカン酸等の飽和脂肪酸、ブテン酸、ペンテン酸、ヘキセン酸、ヘプテン酸、オクテン酸、ノネン酸、デセン酸、ドデセン酸、テトラデセン酸、ペンタデセン酸、ヘキサデセン酸、ヘプタデセン酸、オクタデセン酸、オクタデカジエン酸およびオクタデカントリエン酸等の不飽和脂肪酸等である。炭素数2〜18の脂肪酸(a2)は、併用されてもよい。これらのうち、炭素数2〜18の脂肪酸(a2)は、ポリウレタン樹脂の耐熱性がより優れる点から、飽和脂肪酸であることが好ましい。また、炭素数2〜18の脂肪酸(a2)は、成形時の樹脂粘度がより低くなることから、炭素数4〜12の脂肪酸であることが好ましく、炭素数4〜12の飽和脂肪酸であることがより好ましい。
エステル化物(A)は、構成成分として、炭素数2〜18の脂肪酸(a2)以外のモノカルボン酸(a3)を含んでもよい。モノカルボン酸(a3)は特に限定されない。一例を挙げると、モノカルボン酸(a3)は、リシノール酸などの水酸基含有脂肪酸等である。
ポリオール組成物全体の説明に戻り、本実施形態のポリオール組成物は、さらに分子量500以下のポリオール(B)を含むことが好ましい。
本実施形態のポリオール組成物は、上記したエステル化物(A)、分子量500以下のポリオール(B)以外の他のポリオールを含んでもよい。このような他のポリオールは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ヒマシ油系ポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリイソプレンポリオール、ポリブタジエンポリオールの水素化物およびポリイソプレンポリオールの水素化物等が例示される。これらの他のポリオールが含まれる場合、他のポリオールの含有量は特に限定されない。一例を挙げると、他のポリオールの含有量は、成形時の粘度が低く、ポリウレタン樹脂のガラス転移温度が高い点から、ポリオール組成物中、1〜30質量%である。
本発明の一実施形態のポリウレタン樹脂形成性組成物は、上記したポリオール組成物と、イソシアネート基含有化合物(C)とを含む。
イソシアネート基含有化合物(C)は、分子中にイソシアネート基を有する化合物であれば特に限定されない。一例を挙げると、イソシアネート基含有化合物(C)は、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環族ポリイソシアネート化合物、芳香族ポリイソシアネート化合物および芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物である。イソシアネート基含有化合物(C)は、併用されてもよい。
本発明の一実施形態の複合材料は、上記したポリウレタン樹脂形成性組成物の硬化物と、強化繊維とを含む。
強化繊維は特に限定されない。一例を挙げると、強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維、金属繊維、天然繊維、鉱物繊維等である。強化繊維は、併用されてもよい。これらの中でも、強化繊維は、強度、剛性が高く、軽量である点から、PAN系、ピッチ系、レーヨン系等の炭素繊維が好ましい。また、強化繊維は、経済性を高める点から、ガラス繊維であることが好ましく、炭素繊維とガラス繊維とを含むことがより好ましい。さらに、強化繊維は、得られる成形品の衝撃吸収性等を高める点から、アラミド繊維を含むことが好ましく、炭素繊維とアラミド繊維とを含むことがより好ましい。また、強化繊維は、得られる成形品の導電性を高める点から、ニッケル等の金属を被覆した強化繊維であってもよい。
温度計、還流管および攪拌機を備えた反応容器に、ペンタエリスリトール136g、オクタン酸144g、テトラブチルチタネート0.1gを仕込み、塔頂温度が100℃になるように反応温度160℃に設定し、副生する水を反応系外に除去しながら、酸価が0.5mgKOH/g以下になるまで反応を行った。続いて、100℃で1時間減圧脱水することにより、表1に記載のエステル化物A−1を得た。
表1に記載の原料を用いた以外は、製造例1と同様の操作を行い、表1に記載のエステル化物A−2〜A−7を得た。
B−1:ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物(アデカポリエーテルBPX−11、平均水酸基価:310mgKOH/g)
B−2:3−メチル−1,5−ペンタンジオール
B−3:トリメチロールプロパン
B−4:ペンタエリスリトール
C−1:ポリメリックMDI(フォームライト500B、BASF INOAC ポリウレタン社製)
C−2:HDIのイソシアヌレート変性体(タケネートD−170HN、三井化学(株)製)
D−1:ヒマシ油
表2に示される原料および配合割合にしたがい、イソシアネート基含有化合物(C)以外の成分を混合し、ポリオール組成物を得た。得られたポリオール組成物を25℃に調整し、25℃に調整したイソシアネート基含有化合物(C)を表2の割合で1分間混合した。
(1)混合粘度(mPa・s)
それぞれの上記混合物を25℃環境下に静置し、混合開始から3分後の粘度を測定した。なお、粘度は、JIS K−7117−1に準じ、BM型粘度計(東機産業(株)製)を用いて測定した。
それぞれの上記混合物を、膜厚1mmとなるように塗布した。これを、80℃で1時間、150℃で16時間処理することにより、ポリウレタン樹脂のシートを得た。得られたシートから5mm×2cmの試験片を切り出し、JIS K−7244−4に準じ、ユービーエム社製のRheogelE−4000にてガラス転移温度を測定した。
ガラス転移温度と同様の方法により、膜厚1mmのポリウレタン樹脂のシートを得た。得られたシートから、5mm×4cmの試験片を切り出し、JIS A6021−2011に準じ、インストロンジャパン社製のデジタル万能試験機(Instron5581)にて引張強さ(MPa)および破断時の伸び率(%)を測定した。
それぞれの上記混合物を25℃環境下に静置し、混合開始4分後から、2分毎に粘度を測定し、粘度が10000mPa・sを超えた時間を可使時間とした。なお、粘度は、JIS Z8803に準じて、BM型粘度計(東機産業(株)製)を用いて測定した。評価基準を以下に示す。
(可使時間の評価基準)
A:30分以上80分以下
B:20分以上30分未満
C:10分以上20分未満
D:10分未満
Claims (5)
- エステル基1モルに対して0.2〜5モルの水酸基を有するエステル化物(A)を含み、
前記エステル化物(A)は、構成成分として水酸基を4〜8個含有するポリオール(a1)と、炭素数2〜18の脂肪酸(a2)とを含む、ポリオール組成物。 - さらに、分子量500以下のポリオール(B)を含む、請求項1記載のポリオール組成物。
- ポリオール(B)は、水酸基を2〜4個含有するポリオールである、請求項2記載のポリオール組成物。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリオール組成物と、イソシアネート基含有化合物(C)とを含む、ポリウレタン樹脂形成性組成物。
- 請求項4記載のポリウレタン樹脂形成性組成物の硬化物と、強化繊維とを含む、複合材料。
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