JP2019001952A - Carboxy group-containing polycarbonate polyurethane resin composition and method for producing the same - Google Patents

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福田 泰久
Yasuhisa Fukuda
泰久 福田
慈孝 吉田
Shigetaka Yoshida
慈孝 吉田
弘津 健二
Kenji Hirotsu
健二 弘津
隆志 土井
Takashi Doi
隆志 土井
遼 藤本
Ryo Fujimoto
遼 藤本
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Abstract

To simply provide a polyurethane that has improved functions such as hygroscopicity, adhesiveness and water dispersion, and has high durability and flexibility.SOLUTION: A carboxy group-containing polycarbonate polyurethane resin composition is obtained by the chain elongation of a prepolymer compound obtained by the reaction of a carboxy group-containing polycarbonate polyol, which is obtained by the reaction between a tetracarboxylic acid or an anhydride thereof and polycarbonate polyol, with polyisocyanate.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、テトラカルボン酸又はその無水物とポリカーボネートポリオールの反応によって得られるカルボキシ基含有ポリカーボネートポリオールとポリイソシアネートの反応で得られるプレポリマーを鎖伸長することで得られる、新規なカルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a novel carboxy group-containing polycarbonate system obtained by chain-extending a prepolymer obtained by the reaction of a carboxy group-containing polycarbonate polyol and a polyisocyanate obtained by reacting a tetracarboxylic acid or an anhydride thereof with a polycarbonate polyol. The present invention relates to a polyurethane resin composition and a method for producing the same.

ポリウレタンは、凝集力の強い結晶性のハードセグメントと凝集力の弱い非結晶性ソフトセグメントより成り、高い弾性率を示すなど特有の機能を発現する(非特許文献1)。ソフトセグメントを形成するポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール等が用いられる。ポリカーボネートポリオールを用いたポリウレタンは耐光、耐熱、耐加水分解性など総合的な耐久面で優れているが、柔軟性の面で劣る傾向にある。   Polyurethane is composed of a crystalline hard segment having a strong cohesive force and an amorphous soft segment having a low cohesive force, and exhibits a specific function such as high elastic modulus (Non-patent Document 1). As the polyol forming the soft segment, polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, or the like is used. Polyurethanes using polycarbonate polyols are excellent in terms of overall durability such as light resistance, heat resistance and hydrolysis resistance, but tend to be inferior in flexibility.

ポリウレタンの物性を制御する方法として、官能基を導入することが挙げられ、例としてカルボキシ基を導入することが知られている(特許文献1)。ポリウレタンにカルボキシ基を導入すると吸湿性、接着性、水分散性、耐水性、増膜性といった機能の向上がはかられる(特許文献2、3)。しかしながら、ジメチロールプロピオン酸(DMPA)などの低分子量のカルボキシ基含有ポリオールでカルボキシ基を直接導入するとポリイソシアネートとの反応でハードセグメントが増加する。このため、柔軟性がさらに損なわれる傾向にある。このようなポリウレタン樹脂は、一般に合成皮革、繊維捺染等の柔軟性が必要な用途には適さないとされる。   As a method for controlling the physical properties of polyurethane, it is known to introduce a functional group. For example, it is known to introduce a carboxy group (Patent Document 1). When a carboxy group is introduced into polyurethane, functions such as hygroscopicity, adhesiveness, water dispersibility, water resistance, and film thickening are improved (Patent Documents 2 and 3). However, when a carboxy group is directly introduced with a low molecular weight carboxy group-containing polyol such as dimethylolpropionic acid (DMPA), the hard segment is increased by reaction with polyisocyanate. For this reason, the flexibility tends to be further impaired. Such polyurethane resins are generally not suitable for applications requiring flexibility such as synthetic leather and textile printing.

ポリウレタンのソフトセグメントにカルボキシ基を導入した例として、ジヒドロキシカルボン酸とカプロラクトンの開環重合を行いポリカプロラクトンジオールを合成し、ポリイソシアネートと反応することでポリウレタンが製造されている(特許文献4)。   As an example in which a carboxy group is introduced into a polyurethane soft segment, a polycaprolactone diol is synthesized by ring-opening polymerization of dihydroxycarboxylic acid and caprolactone, and a polyurethane is produced by reacting with polyisocyanate (Patent Document 4).

特開平3−50224号公報JP-A-3-50224 特開平4−198361号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-198361 特開2013−60582号公報JP2013-60582A 特開平6−313024号公報JP-A-6-313024

三洋化成ニュース (1) 2012 春No.471Sanyo Chemical News (1) 2012 Spring No. 471

しかしながら、従来知られていたカルボキシの導入方法では、ハードセグメントの減少効果がみられるものの、耐加水分解性に劣るエステル結合を分子内に多く含むことになる結果、満足のいく物性が得られないという問題があった。
本発明の課題は、吸湿性、接着性や水分散性等の機能が向上し、高耐久かつ柔軟なポリウレタンを簡易に提供することである。
However, the conventionally known methods for introducing carboxy have an effect of reducing the hard segment, but as a result of containing many ester bonds inferior in hydrolysis resistance in the molecule, satisfactory physical properties cannot be obtained. There was a problem.
An object of the present invention is to easily provide a highly durable and flexible polyurethane having improved functions such as hygroscopicity, adhesiveness and water dispersibility.

これらの課題を解決するため、鋭意検討を進めた結果、上記課題が、次の[1]〜[4]の発明を含む、テトラカルボン酸又はその無水物とポリカーボネートポリオールの反応によって得られるカルボキシ基含有ポリカーボネートジオールとポリイソシアネートの反応で得られるプレポリマーを鎖伸長することで得られる、カルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物によって解決されることを見出した。
[1]テトラカルボン酸又はその無水物とポリカーボネートポリオールの反応によって得られるカルボキシ基含有ポリカーボネートポリオールとポリイソシアネートの反応で得られるプレポリマー化合物を鎖伸長することで得られる、カルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物。
[2]前記、カルボキシ基含有ポリカーボネートポリオールが、下記一般式(1)

Figure 2019001952

(式中、Rは、炭素数1〜20のテトラカルボン酸からカルボキシ基を除いた基であり、Rは、数平均分子量4,800以下のポリカーボネートジオールから水酸基を除いた基であり、nは1〜10の整数である)で表され、数平均分子量10,000以下である、前記[1]記載のカルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物。
[3]前記テトラカルボン酸又はその無水物がジフェニルテトラカルボン酸又はその無水物である、前記[1]又は[2]記載のカルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物。
[4]有機溶媒中、有機アミン触媒存在下、120℃以下でテトラカルボン酸無水物とポリカーボネートポリオールの反応を固形分濃度20%以上の濃度で行う工程、次いでポリイソシアネートの反応によりプレポリマー化合物を合成する工程、次いで鎖伸長剤により鎖伸長する工程を含む、カルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物のワンポット製造方法。 In order to solve these problems, as a result of intensive studies, the above-mentioned problems include the following [1] to [4], and the carboxy group obtained by the reaction of tetracarboxylic acid or its anhydride and polycarbonate polyol. It has been found that the problem can be solved by a carboxy group-containing polycarbonate-based polyurethane resin composition obtained by chain-extending a prepolymer obtained by the reaction of a containing polycarbonate diol and a polyisocyanate.
[1] Carboxy group-containing polycarbonate-based polyurethane resin obtained by chain-extending a prepolymer compound obtained by reaction of carboxy group-containing polycarbonate polyol obtained by reaction of tetracarboxylic acid or its anhydride and polycarbonate polyol with polyisocyanate Composition.
[2] The carboxy group-containing polycarbonate polyol is represented by the following general formula (1):
Figure 2019001952

(In the formula, R 1 is a group obtained by removing a carboxy group from a tetracarboxylic acid having 1 to 20 carbon atoms, R 2 is a group obtained by removing a hydroxyl group from a polycarbonate diol having a number average molecular weight of 4,800 or less, n is an integer of 1 to 10, and the number average molecular weight is 10,000 or less, the carboxy group-containing polycarbonate polyurethane resin composition according to [1].
[3] The carboxy group-containing polycarbonate polyurethane resin composition according to [1] or [2], wherein the tetracarboxylic acid or an anhydride thereof is diphenyltetracarboxylic acid or an anhydride thereof.
[4] A step of reacting a tetracarboxylic acid anhydride with a polycarbonate polyol in an organic solvent in the presence of an organic amine catalyst at a temperature of 120 ° C. or lower at a solid content concentration of 20% or higher, and then reacting the polyisocyanate with a prepolymer compound. A one-pot manufacturing method of a carboxy group-containing polycarbonate-based polyurethane resin composition, comprising a step of synthesizing and then a step of chain extension with a chain extender.

本発明のポリウレタン樹脂組成物は、カルボキシ基含有ポリカーボネートポリオールを用い、ポリウレタンとすることで、カルボキシ基がソフトセグメントとして導入されるため、ハードセグメントの割合が抑制され、柔軟化する。一方で、ソフトセグメント分子鎖の大部分がカーボネート結合であるため、高耐久性となる。また、本発明のポリウレタン樹脂組成物を調製する方法は、ワンポットで行うことができ、簡便である。   Since the carboxy group is introduced as a soft segment by using a carboxy group-containing polycarbonate polyol in the polyurethane resin composition of the present invention, the ratio of hard segments is suppressed and softened. On the other hand, since most of the soft segment molecular chains are carbonate bonds, the durability is high. Moreover, the method for preparing the polyurethane resin composition of the present invention can be carried out in one pot and is simple.

次に、本発明の実施態様を、本発明のカルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物及びその製法の順に説明する。   Next, the embodiment of the present invention will be described in the order of the carboxy group-containing polycarbonate-based polyurethane resin composition of the present invention and the production method thereof.

<カルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物>
本発明のカルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物は、テトラカルボン酸又はその無水物とポリカーボネートポリオールの反応によって得られるカルボキシ基含有ポリカーボネートポリオールとポリイソシアネートの反応で得られるプレポリマーを鎖伸長することで得られる。各構成要素の詳細は下記のとおりである。
なお、本発明のような高分子化合物は、複数種類の原料化合物の反応により多数の構造を有する生成物が得られるものである。そのため、高分子化合物は、包含される多数の構造を一般式で記載することができてもその構造により一義的に示されない。また、その物性について、機器分析等により直接的に測定し、特定することや既存の化合物と区別することは困難である。よって、本発明においては「ポリウレタン樹脂組成物」を、必要に応じ製造方法により特定する。
<Carboxy group-containing polycarbonate-based polyurethane resin composition>
The carboxy group-containing polycarbonate polyurethane resin composition of the present invention is obtained by chain-extending a prepolymer obtained by the reaction of a carboxy group-containing polycarbonate polyol and a polyisocyanate obtained by a reaction of a tetracarboxylic acid or an anhydride thereof and a polycarbonate polyol. can get. Details of each component are as follows.
The polymer compound as in the present invention is a product having a number of structures obtained by reaction of a plurality of types of raw material compounds. Therefore, a polymer compound is not uniquely indicated by its structure even if a large number of structures included can be described by a general formula. In addition, it is difficult to directly measure and specify the physical properties by instrumental analysis or the like and to distinguish them from existing compounds. Therefore, in the present invention, the “polyurethane resin composition” is specified by a production method as necessary.

[テトラカルボン酸]
本発明のポリウレタン樹脂組成物の原料であるテトラカルボン酸は、1分子内に4つのカルボキシ基を有する化合物であり、脱水反応を起こすことで得られる酸無水物であってもよい。テトラカルボン酸からカルボキシ基を除いた有機基としては、置換基を含んでいてもよく、炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、炭素数3〜30の脂環族炭化水素基、炭素数1〜30の脂肪族基、及び/又は炭素数1〜30の複素環からなる基が挙げられるが、これらに限定されない。ここで、前記炭素数は置換基の炭素数を含む。用いることができるテトラカルボン酸又はその無水物の例として好ましくは、ピロメリット酸二無水物、ジフェニルテトラカルボン酸二無水物であり、さらに好ましくは3,3’,4,4’−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)である。
[Tetracarboxylic acid]
The tetracarboxylic acid that is a raw material of the polyurethane resin composition of the present invention is a compound having four carboxy groups in one molecule, and may be an acid anhydride obtained by causing a dehydration reaction. As an organic group which remove | excluding the carboxy group from tetracarboxylic acid, the substituent may be included, a C6-C30 aromatic hydrocarbon group, a C3-C30 alicyclic hydrocarbon group, carbon number. Examples thereof include, but are not limited to, an aliphatic group having 1 to 30 and / or a group consisting of a heterocyclic ring having 1 to 30 carbon atoms. Here, the carbon number includes the carbon number of the substituent. Preferred examples of the tetracarboxylic acid or its anhydride that can be used include pyromellitic dianhydride and diphenyltetracarboxylic dianhydride, and more preferably 3,3 ′, 4,4′-diphenyltetracarboxylic. Acid dianhydride (BPDA).

[ポリカーボネートポリオール]
ポリカーボネートポリオールとして、好ましくは数平均分子量が450〜4800であり、さらに好ましくは450〜4000である。数平均分子量が上記範囲未満の場合、カルボキシ基含有ポリカーボネートポリオールにおけるポリカーボネート由来のアルキレン鎖の質量比率が減少し、硬化被膜の可とう性が低下することがあり、上記範囲を超えると、カルボキシ基含有ポリカーボネートポリオールの酸価が減少し、硬化被膜の架橋密度が低下することがあるため好ましくない。ポリカーボネートポリオールとしては、ポリカーボネートジオールが好ましい。ポリカーボネートジオール中のジオール化合物としては、脂肪族系ジオール、又は脂環族系ジオールが好ましく用いられ、例としては炭素数が2〜10の直鎖状又は側鎖を持つジオールが挙げられる。例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、2−メチル−1,8−オクタンジオール等の脂肪族ジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等の脂環族ジオールなどが挙げられる。これらのジオールのなかで、ポリカーボネートジオールの重合時の高温下、真空下で揮発の少ない1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールが好ましい。ポリカーボネートポリオールは、単独で使用してもよいし、複数種を併用してもよい。
[Polycarbonate polyol]
The polycarbonate polyol preferably has a number average molecular weight of 450 to 4800, more preferably 450 to 4000. When the number average molecular weight is less than the above range, the mass ratio of the alkylene chain derived from the polycarbonate in the carboxy group-containing polycarbonate polyol may decrease, and the flexibility of the cured film may decrease. The acid value of the polycarbonate polyol is decreased, and the crosslink density of the cured film may be decreased. As the polycarbonate polyol, polycarbonate diol is preferable. As the diol compound in the polycarbonate diol, an aliphatic diol or an alicyclic diol is preferably used. Examples thereof include a diol having a linear or side chain having 2 to 10 carbon atoms. For example, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9 -Nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 2-methyl-1,8-octanediol And alicyclic diols such as 1,4-cyclohexanedimethanol. Among these diols, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, and 1,4-cyclohexanedimethanol, which are less volatile at high temperatures and under vacuum during polymerization of polycarbonate diol, are preferred. Polycarbonate polyols may be used alone or in combination.

1種のテトラカルボン酸又はその無水物と1種のポリカーボネートジオールを用いて合成した場合、カルボキシ基含有ポリカーボネートポリオールは、下記一般式(1)で表すことができる。

Figure 2019001952

式中、R、R及びnは、前記と同義である。カルボキシ基含有ポリカーボネートポリオールの数平均分子量は、原料となるポリカーボネートポリオールの分子量によって変動するが、10,000以下であることが好ましい。 When synthesized using one kind of tetracarboxylic acid or its anhydride and one kind of polycarbonate diol, the carboxy group-containing polycarbonate polyol can be represented by the following general formula (1).
Figure 2019001952

In the formula, R 1 , R 2 and n are as defined above. The number average molecular weight of the carboxy group-containing polycarbonate polyol varies depending on the molecular weight of the polycarbonate polyol as a raw material, but is preferably 10,000 or less.

[ポリイソシアネート]
ポリイソシアネート化合物は、特に制限されないが、1分子当りのイソシアネート基が2個のジイソシアネート化合物が好ましい。
具体的には1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート(TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニレンメタンジイソシアネート(MDI)、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5−ナフチレンジイソシアネート、m−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート、p−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート化合物;エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート等の脂肪族ポリイソシアネート化合物;イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水素添加MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水素添加TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−ノルボルナンジイソシアネート、2,6−ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネート化合物等が挙げられる。これらのポリイソシアネート化合物は、単独で使用してもよいし、複数種を併用してもよい。
[Polyisocyanate]
The polyisocyanate compound is not particularly limited, but a diisocyanate compound having two isocyanate groups per molecule is preferable.
Specifically, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate (TDI), 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylenemethane diisocyanate (MDI), 2,4-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanatodiphenylmethane Aromatic polyisocyanate compounds such as 1,5-naphthylene diisocyanate, m-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate, p-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate; ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (H I), dodecamethylene diisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, bis (2-isocyanatoethyl) Aliphatic polyisocyanate compounds such as fumarate, bis (2-isocyanatoethyl) carbonate, 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexanoate; isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (Hydrogenated MDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate (hydrogenated TDI), bis (2-isocyanatoethyl) -4-cyclohexene-1,2-dicarboxylate, 2 5-norbornane diisocyanate, alicyclic polyisocyanate compounds such as 2,6-norbornane diisocyanate. These polyisocyanate compounds may be used alone or in combination of two or more.

[鎖伸長剤]
鎖伸長剤は、特に制限されないが、例えば、ヒドラジン、エチレンジアミン、1,4−テトラメチレンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,4−ヘキサメチレンジアミン、3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、キシリレンジアミン、ピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアミン化合物、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等のポリオール化合物、水等が挙げられ、中でも好ましくは1級ジアミン化合物が挙げられる。これらは、単独で使用してもよいし、複数種を併用してもよい。
[Chain extender]
The chain extender is not particularly limited. For example, hydrazine, ethylenediamine, 1,4-tetramethylenediamine, 2-methyl-1,5-pentanediamine, 1,6-hexamethylenediamine, 1,4-hexamethylenediamine , Polyamine compounds such as 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, xylylenediamine, piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, Examples thereof include polyol compounds such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,6-hexanediol, water, and the like. Among these, primary diamine compounds are preferable. These may be used alone or in combination of two or more.

<カルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物の製造方法>
(カルボキシ基含有ポリカーボネートポリオールの製造方法)
例えば、有機アミン触媒存在下、120℃以下でテトラカルボン酸又はその無水物とポリカーボネートポリオールのエステル化反応によって、カルボキシ基含有ポリカーボネートポリオールを合成することができる。使用することができるテトラカルボン酸又はその無水物とポリカーボネートポリオールは、前記のとおりである。
<Method for producing carboxy group-containing polycarbonate-based polyurethane resin composition>
(Method for producing carboxy group-containing polycarbonate polyol)
For example, a carboxy group-containing polycarbonate polyol can be synthesized by an esterification reaction of a tetracarboxylic acid or an anhydride thereof and a polycarbonate polyol at 120 ° C. or lower in the presence of an organic amine catalyst. The tetracarboxylic acid or its anhydride and the polycarbonate polyol that can be used are as described above.

前記エステル化反応において用いられる有機アミン触媒は、当業者に公知のものを用いることができ、例えばピリジン、ピコリン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N−メチルモルホリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン、N,N−ジメチルアミノピリジン等が挙げられる。特に好ましくは、トリエチルアミンである。使用する有機アミン触媒の量は、テトラカルボン酸又はその二無水物1モルに対して、好ましくは0.001〜5モルであり、より好ましくは0.01モル〜3モルである。   As the organic amine catalyst used in the esterification reaction, those known to those skilled in the art can be used, for example, pyridine, picoline, trimethylamine, triethylamine, triethylenediamine, N, N-dimethylbenzylamine, N-methylmorpholine, 1 , 8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [4.3.0] -5-nonene, N, N-dimethylaminopyridine and the like. Particularly preferred is triethylamine. The amount of the organic amine catalyst used is preferably 0.001 to 5 mol, more preferably 0.01 mol to 3 mol, per 1 mol of tetracarboxylic acid or dianhydride thereof.

本反応は、通常、テトラカルボン酸無水物やポリカーボネートポリオール、プレポリマー化で使用するイソシアネート基と反応しない有機溶媒を添加して行われる。使用することができる有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトンなどのケトン類、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチルなどの有機酸エステル、ベンゼン、トルエンなどの芳香族有機溶剤、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシドなどを挙げることができる。これらの有機溶剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
溶媒は、得られる固形分濃度として1〜100%になるような量で添加することができる。
This reaction is usually carried out by adding tetracarboxylic anhydride, polycarbonate polyol, or an organic solvent that does not react with isocyanate groups used in prepolymerization. Examples of organic solvents that can be used include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and diisobutyl ketone, methyl formate, ethyl formate, propyl formate, butyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, and butyl acetate. , Organic acid esters such as methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate and butyl propionate, aromatic organic solvents such as benzene and toluene, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide, etc. Can do. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
The solvent can be added in such an amount that the resulting solid content concentration is 1 to 100%.

エステル化反応は、通常、0〜120℃で行われる。120℃以上で行うとカルボン酸のエステル化、水酸基の脱水によるビニル基生成、カーボネート基の脱カルボニル化によるエーテル基生成等の副反応が進行し、好ましくない。反応温度は好ましくは、10〜100℃である。   The esterification reaction is usually performed at 0 to 120 ° C. If it is carried out at 120 ° C. or higher, side reactions such as esterification of carboxylic acid, formation of vinyl group by dehydration of hydroxyl group, and formation of ether group by decarbonylation of carbonate group proceed, which is not preferable. The reaction temperature is preferably 10 to 100 ° C.

(プレポリマー化反応)
前記エステル化反応により得られたカルボキシ基含有ポリカーボネートジオールにポリイソシアネートを添加することで、プレポリマー化が行われる。使用されるカルボキシ基含有ポリカーボネートジオール固形分濃度は、反応速度、目的とする実用的ポリウレタン液の濃度等から、20%以上が好ましく、必要により予め濃縮して用いられる。プレポリマー化反応には通常、有機金属触媒が添加されるが、無添加でもよい。有機金属触媒としては、スズ触媒が好ましい。スズ触媒として特に好ましくは、ジラウリン酸ジブチルスズである。スズ触媒は、安全性が懸念されるため、0.24%以下で使用することが好ましい。特に好ましくは、0.1%以下である。反応温度は0〜120℃であり、好ましくは、10〜100℃である。
(Prepolymerization reaction)
Prepolymerization is performed by adding polyisocyanate to the carboxy group-containing polycarbonate diol obtained by the esterification reaction. The solid content concentration of the carboxy group-containing polycarbonate diol used is preferably 20% or more from the reaction rate, the concentration of the intended practical polyurethane liquid, and the like, and it is used by concentrating in advance if necessary. An organometallic catalyst is usually added to the prepolymerization reaction, but it may not be added. As the organometallic catalyst, a tin catalyst is preferable. Particularly preferred as a tin catalyst is dibutyltin dilaurate. Since a tin catalyst is concerned about safety, it is preferable to use it at 0.24% or less. Particularly preferably, it is 0.1% or less. The reaction temperature is 0 to 120 ° C, preferably 10 to 100 ° C.

プレポリマー化反応においては、同一又は他のポリオールを加え、プレポリマーの分子量、酸価等を調整することができる。前記ポリオールとしては、特に制限されないが、例えば、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオール、脂肪族ジオール、脂環式ジオール、芳香族ジオール、多官能ポリオール等が挙げられる。引張における破断エネルギーや塗膜の耐水性を高めるために、脂肪族ジオール及び脂環族ジオール、ポリカーボネートジオールを使用することができる。   In the prepolymerization reaction, the same or other polyol can be added to adjust the molecular weight, acid value, etc. of the prepolymer. The polyol is not particularly limited, and examples thereof include polyester polyol, polycarbonate diol, aliphatic diol, alicyclic diol, aromatic diol, and polyfunctional polyol. Aliphatic diols, alicyclic diols, and polycarbonate diols can be used to increase the breaking energy in tension and the water resistance of the coating film.

プレポリマー化に用いられるポリイソシアネート、ポリカーボネートジオールの種類は、前記のとおりである。使用するポリイソシアネート量は、プレポリマー化反応におけるNCO/OHモル比で、2.0/1.0〜1.1/1.0であることが好ましい。   The types of polyisocyanate and polycarbonate diol used for prepolymerization are as described above. The amount of polyisocyanate to be used is preferably NCO / OH molar ratio in the prepolymerization reaction and is 2.0 / 1.0 to 1.1 / 1.0.

(鎖伸長反応(ポリウレタン化))
得られたプレポリマーは鎖伸長剤で鎖伸長し、ポリウレタンとする。使用される鎖伸長剤は、前記のとおりである。本反応では、溶媒を用いることができる。溶媒としては、前記プレポリマー化で挙げた有機溶媒又は水を用いることができる。水を使用する場合には、分散させるため、トリエチルアミンなどの塩基が用いられる。反応温度は、10〜100℃が好ましい。好ましくは、10〜80℃である。
(Chain elongation reaction (polyurethane))
The obtained prepolymer is chain-extended with a chain extender to form polyurethane. The chain extender used is as described above. In this reaction, a solvent can be used. As the solvent, the organic solvent or water mentioned in the prepolymerization can be used. When water is used, a base such as triethylamine is used for dispersion. The reaction temperature is preferably 10 to 100 ° C. Preferably, it is 10-80 degreeC.

(カルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物のワンポット合成(高濃度法))
カルボキシ基含有ポリカーボネートジオールの合成において、酸二無水物は融点が高く、溶媒に難溶であることが多く、酸二無水物を溶解し、均一系で反応するためには溶媒を多量に使用し、固形分濃度を5%以下ほどの低濃度に設計し反応する必要があった。このため、実用的な濃度のポリウレタン樹脂組成物を得るために、まず、低濃度のカルボキシ基含有ポリカーボネートジオールを合成した後反応液から溶媒を留去し、高濃度のカルボキシ基含有ポリカーボネートジオール溶液とし、ついでウレタン化反応を行う必要があった。当該方法では、溶媒の減圧濃縮工程が必要であり、生産効率が悪く、また、濃縮時に水分が濃縮されるため水分濃度が高く、ウレタン化反応時副反応が多いなど課題があった。
本発明者らは、カルボキシ基含有ポリカーボネートジオールの合成において、酸二無水物が初期に溶媒にほとんど不溶であっても有機アミン触媒を使用し反応することにより徐々に反応溶解し、均一で低水分の高濃度カルボキシ基含有ポリカーボネートジオール溶液が品質よく得られることを見出した。これにより、溶媒留去工程が不要となり、連続的にプレポリマー化、鎖伸長を行うことが可能になり、テトラカルボン酸のエステル化からポリウレタン化までワンポットで合成する方法を構築した。
すなわち、有機アミン触媒存在下、120℃以下でテトラカルボン酸又はその無水物とポリカーボネートポリオールの反応によるカルボキシ基含有ポリカーボネートポリオール合成を固形分濃度20%以上の濃度で行い、次いでポリイソシアネートの反応によりプレポリマー化合物を合成し、鎖伸長することにより、カルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物をワンポットで製造することができる。
カルボキシ基含有ポリカーボネートポリオール合成時の固形成分濃度は、20%以上であり、好ましくは30%以上、さらに好ましくは40%以上であり、その他の実施態様は、前記記載のカルボキシ基含有ポリカーボネートポリオールの製造方法と同様である。
(One-pot synthesis of carboxy group-containing polycarbonate polyurethane resin composition (high concentration method))
In the synthesis of carboxy group-containing polycarbonate diols, acid dianhydrides have a high melting point and are often insoluble in solvents. In order to dissolve acid dianhydrides and react in a homogeneous system, a large amount of solvent is used. Therefore, it was necessary to design and react at a solid content concentration as low as 5% or less. Therefore, in order to obtain a polyurethane resin composition having a practical concentration, first, a low concentration carboxy group-containing polycarbonate diol is synthesized, and then the solvent is distilled off from the reaction solution to obtain a high concentration carboxy group containing polycarbonate diol solution. Then, it was necessary to carry out a urethanization reaction. This method requires a vacuum concentration step of the solvent, has poor production efficiency, and has a problem in that the water concentration is high because the water is concentrated during the concentration, and there are many side reactions during the urethanization reaction.
In the synthesis of a carboxy group-containing polycarbonate diol, even when the acid dianhydride is almost insoluble in the solvent at the beginning, it is gradually dissolved by reaction using an organic amine catalyst, resulting in uniform and low moisture content. It was found that a high-concentration carboxy group-containing polycarbonate diol solution can be obtained with good quality. This eliminates the need for a solvent distillation step, enables continuous prepolymerization and chain extension, and constructed a one-pot synthesis method from esterification of tetracarboxylic acid to polyurethane.
That is, in the presence of an organic amine catalyst, synthesis of a carboxy group-containing polycarbonate polyol by reaction of tetracarboxylic acid or its anhydride and polycarbonate polyol at a temperature of 120 ° C. or less is carried out at a solid content concentration of 20% or more, followed by pre-reaction by reaction of polyisocyanate. A carboxy group-containing polycarbonate-based polyurethane resin composition can be produced in one pot by synthesizing a polymer compound and extending the chain.
The concentration of the solid component during the synthesis of the carboxy group-containing polycarbonate polyol is 20% or more, preferably 30% or more, more preferably 40% or more. In other embodiments, the production of the carboxy group-containing polycarbonate polyol is described above. It is the same as the method.

以下、本発明の具体的な態様を実施例及び比較例により詳述するが、本発明がこれらに限定されることを意図するものではない。   Hereinafter, although the specific aspect of this invention is explained in full detail by an Example and a comparative example, this invention is not intended to be limited to these.

テトラカルボン酸無水物とポリカーボネートポリオールの反応によるカルボン酸含有ポリカーボネートジオールの合成
実施例1 BPDA−UH50付加体DMAP塩溶液(BPDA:UH50=1:2(モル比)、固形分濃度5%)
BPDA2.9g、ETERNACOLL UH−50(登録商標;宇部興産製ポリカーボネートジオール;数平均分子量500;水酸基価224mgKOH/g;1,6−ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートジオール)10.5g、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン(DMAP)2.4gをNMP294gに溶解し、窒素雰囲気下、室温で5時間反応した。GPC測定により分子量の増加をモニタリングし、反応の完了を確認して、固形分濃度5%の目的物溶液を得た。
酸価3.7mgKOH/g、OH価4.0mgKOH/g(いずれも溶液)であった。
Synthesis of carboxylic acid-containing polycarbonate diol by reaction of tetracarboxylic anhydride and polycarbonate polyol Example 1 BPDA-UH50 adduct DMAP salt solution (BPDA: UH50 = 1: 2 (molar ratio), solid content concentration 5%)
BPDA 2.9 g, ETERNACOLL UH-50 (registered trademark; polycarbonate diol manufactured by Ube Industries; number average molecular weight 500; hydroxyl value 224 mg KOH / g; polycarbonate diol obtained by reacting 1,6-hexanediol and dimethyl carbonate) 10 0.5 g and 2.4 g of N, N-dimethyl-4-aminopyridine (DMAP) were dissolved in 294 g of NMP and reacted at room temperature for 5 hours in a nitrogen atmosphere. The increase in molecular weight was monitored by GPC measurement, and the completion of the reaction was confirmed to obtain a target solution having a solid content concentration of 5%.
The acid value was 3.7 mgKOH / g, and the OH value was 4.0 mgKOH / g (both solutions).

実施例2 BPDA−UH50付加体DMAP塩溶液(BPDA:UH50=1:2(モル比)、固形分濃度43%)
実施例1のBPDA−UH50付加物溶液(モル比1:2、固形分濃度5%)を減圧下溶媒留去し(0.1hPa,35℃)、固形分濃度43%の目的物を得た。H−NMR(CDCl)より、ポリカーボネートジオールとBPDAの反応により生じたエステル結合に隣接するメチレン基のシグナル(δ=4.33ppm)と、ポリカーボネートジオールの末端ヒドロキシ基に隣接するメチレン基のシグナル(δ=3.6ppm)との積分比を比較して、目的物の生成を確認した。
Example 2 BPDA-UH50 adduct DMAP salt solution (BPDA: UH50 = 1: 2 (molar ratio), solid content concentration 43%)
The BPDA-UH50 adduct solution of Example 1 (molar ratio 1: 2, solid content concentration 5%) was evaporated under reduced pressure (0.1 hPa, 35 ° C.) to obtain the desired product having a solid content concentration of 43%. . From 1 H-NMR (CDCl 3 ), the signal of the methylene group adjacent to the ester bond (δ = 4.33 ppm) generated by the reaction between the polycarbonate diol and BPDA, and the signal of the methylene group adjacent to the terminal hydroxy group of the polycarbonate diol. Comparison of the integration ratio with (δ = 3.6 ppm) confirmed the production of the target product.

実施例3 BPDA−UH50付加体TEA塩溶液(BPDA:UH50=1:2(モル比)、固形分濃度5%)
BPDA0.33g、ETERNACOLL UH−50(登録商標;宇部興産製ポリカーボネートジオール;数平均分子量500;水酸基価224mgKOH/g;1,6−ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートジオール)1.1g、TEA0.3gをNMP32gに溶解し、アルゴン雰囲気下、室温で6時間反応した。固形分濃度5%の目的物溶液を得た。
Example 3 BPDA-UH50 adduct TEA salt solution (BPDA: UH50 = 1: 2 (molar ratio), solid content concentration 5%)
BPDA 0.33 g, ETERNACOLL UH-50 (registered trademark; polycarbonate diol manufactured by Ube Industries; number average molecular weight 500; hydroxyl value 224 mg KOH / g; polycarbonate diol obtained by reacting 1,6-hexanediol and dimethyl carbonate) 1 .1 g and 0.3 g of TEA were dissolved in 32 g of NMP and reacted at room temperature for 6 hours under an argon atmosphere. A target solution having a solid content concentration of 5% was obtained.

実施例4 BPDA−UH50付加体TEA塩溶液(BPDA:UH50=1:2(モル比)、固形分濃度50%)
BPDA0.3g、ETERNACOLL UH−50(登録商標;宇部興産製ポリカーボネートジオール;数平均分子量500;水酸基価224mgKOH/g;1,6−ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートジオール)1.0g、TEA0.3gをNMP1.6gに懸濁し、アルゴン雰囲気下、室温で撹拌した。反応初期は懸濁状態であるが、徐々に溶解し均一液となった。8時間反応後、固形分濃度50%の目的物溶液を得た。
Example 4 BPDA-UH50 adduct TEA salt solution (BPDA: UH50 = 1: 2 (molar ratio), solid content concentration 50%)
BPDA 0.3 g, ETERNACOLL UH-50 (registered trademark; polycarbonate diol manufactured by Ube Industries; number average molecular weight 500; hydroxyl value 224 mg KOH / g; polycarbonate diol obtained by reacting 1,6-hexanediol and dimethyl carbonate) 1 0.0 g and 0.3 g of TEA were suspended in 1.6 g of NMP and stirred at room temperature under an argon atmosphere. Although it was in a suspended state at the beginning of the reaction, it gradually dissolved and became a homogeneous solution. After reacting for 8 hours, a target solution having a solid content concentration of 50% was obtained.

実施例5 BPDA−UH200付加体TEA塩溶液(BPDA:UH200=1:2(モル比)、固形分濃度50%)
BPDA1.5g、ETERNACOLL UH−200(登録商標;宇部興産製ポリカーボネートジオール;数平均分子量2,000;水酸基価56.1mgKOH/g;1,6−ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートジオール)20.5g、TEA1.0gをNMP23.4gに懸濁し、アルゴン雰囲気下、室温で撹拌した。反応初期は懸濁状態であるが、徐々に溶解し均一液となった。8時間反応後、固形分濃度50%の目的物溶液を得た。
酸価11.9mgKOH/g、OH価14.5mgKOH/g(いずれも溶液)であった。
Example 5 BPDA-UH200 adduct TEA salt solution (BPDA: UH200 = 1: 2 (molar ratio), solid content concentration 50%)
BPDA 1.5 g, ETERNACOLL UH-200 (registered trademark; polycarbonate diol manufactured by Ube Industries; number average molecular weight 2,000; hydroxyl value 56.1 mg KOH / g; obtained by reacting 1,6-hexanediol with dimethyl carbonate Polycarbonate diol) 20.5 g and TEA 1.0 g were suspended in 23.4 g of NMP and stirred at room temperature in an argon atmosphere. Although it was in a suspended state at the beginning of the reaction, it gradually dissolved and became a homogeneous solution. After reacting for 8 hours, a target solution having a solid content concentration of 50% was obtained.
The acid value was 11.9 mgKOH / g, and the OH value was 14.5 mgKOH / g (both solutions).

実施例6 BPDA−UH200付加体TEA塩溶液(BPDA:UH200=1:2(モル比)、固形分濃度75%)
BPDA4.2g、ETERNACOLL UH−200(登録商標;宇部興産製ポリカーボネートジオール;数平均分子量2,000;水酸基価56.1mgKOH/g;1,6−ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートジオール)83gをNMP25gに懸濁し、アルゴン雰囲気下、45℃の油浴中で撹拌した。この懸濁液にTEA3g−NMP6gの溶液を添加し、反応した。反応初期は懸濁状態であるが、徐々に溶解し均一液となった。7時間反応後、固形分濃度75%の目的物溶液を得た。
酸価13.6mgKOH/g、OH価28.6mgKOH/g(いずれも溶液)であった。
Example 6 BPDA-UH200 adduct TEA salt solution (BPDA: UH200 = 1: 2 (molar ratio), solid content concentration 75%)
4.2 g of BPDA, ETERNACOLL UH-200 (registered trademark; polycarbonate diol manufactured by Ube Industries; number average molecular weight 2,000; hydroxyl value 56.1 mg KOH / g; obtained by reacting 1,6-hexanediol with dimethyl carbonate (Polycarbonate diol) (83 g) was suspended in NMP (25 g) and stirred in an oil bath at 45 ° C. under an argon atmosphere. A solution of TEA 3 g-NMP 6 g was added to this suspension and reacted. Although it was in a suspended state at the beginning of the reaction, it gradually dissolved and became a homogeneous solution. After reacting for 7 hours, a target solution having a solid content concentration of 75% was obtained.
The acid value was 13.6 mgKOH / g and the OH value was 28.6 mgKOH / g (both solutions).

実施例7 BPDA−UH200−ポリウレタンの合成(カルボン酸含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物のワンポット製造法)
BPDA4.2g、ETERNACOLL UH−200(登録商標;宇部興産製ポリカーボネートジオール;数平均分子量2,000;水酸基価56.1mgKOH/g;1,6−ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートジオール)83.5g、TEA2.9gをNMP30gに懸濁し、窒素雰囲気下、40℃で7時間加熱撹拌し、BPDA−UH200付加体TEA塩溶液(BPDA:UH200=1:2(モル比)、固形分濃度75%)を得た。60℃に昇温し、IPDI8.3g、DBTDL0.08gを添加、80℃で8時間反応しプレポリマーとした。室温に冷却し、35%MPMD溶液(NMP)3.2gを徐々に添加し、目的のカルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂BPDA−UH200−ポリウレタンを得た。重量平均分子量は265,000であった。
Example 7 Synthesis of BPDA-UH200-polyurethane (one-pot production method of carboxylic acid-containing polycarbonate-based polyurethane resin composition)
4.2 g of BPDA, ETERNACOLL UH-200 (registered trademark; polycarbonate diol manufactured by Ube Industries; number average molecular weight 2,000; hydroxyl value 56.1 mg KOH / g; obtained by reacting 1,6-hexanediol with dimethyl carbonate 83.5 g of polycarbonate diol) and 2.9 g of TEA were suspended in 30 g of NMP, heated and stirred at 40 ° C. for 7 hours under a nitrogen atmosphere, and BPDA-UH200 adduct TEA salt solution (BPDA: UH200 = 1: 2 (molar ratio)) Solid content concentration 75%) was obtained. The temperature was raised to 60 ° C., 8.3 g of IPDI and 0.08 g of DBTDL were added, and the mixture was reacted at 80 ° C. for 8 hours to obtain a prepolymer. After cooling to room temperature, 3.2 g of 35% MPMD solution (NMP) was gradually added to obtain the target carboxy group-containing polycarbonate-based polyurethane resin BPDA-UH200-polyurethane. The weight average molecular weight was 265,000.

比較例1 ジメチロールプロパン酸をそのまま使用したポリウレタン
ETERNACOLL UH−200(登録商標;宇部興産製ポリカーボネートジオール;数平均分子量2000;水酸基価56.1mgKOH/g;1,6−ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートジオール)56.5g、NMP11.2gを60℃に加熱撹拌した。イソホロンジイソシアネート15.6gを添加後、80℃で1時間加熱し、ジメチロールプロパン酸3.1gを添加90℃で3.5時間加熱し、両末端イソシアネート基含有プレポリマーを得た。
室温にもどし、NMP423gを添加、35%5−メチルペンタメチレンジアミン(NMP溶液)6.2gを徐々に添加し、鎖伸長を行い、カルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物を得た。重量平均分子量168,000であった。
Comparative Example 1 Polyurethane ETERRNACOLL UH-200 using dimethylolpropanoic acid as it is (registered trademark; polycarbonate diol manufactured by Ube Industries; number average molecular weight 2000; hydroxyl value 56.1 mgKOH / g; 1,6-hexanediol and dimethyl carbonate 56.5 g of polycarbonate diol obtained by the reaction) and 11.2 g of NMP were heated and stirred at 60 ° C. After adding 15.6 g of isophorone diisocyanate, the mixture was heated at 80 ° C. for 1 hour, and 3.1 g of dimethylolpropanoic acid was added and heated at 90 ° C. for 3.5 hours to obtain a prepolymer containing both terminal isocyanate groups.
The temperature was returned to room temperature, 423 g of NMP was added, 6.2 g of 35% 5-methylpentamethylenediamine (NMP solution) was gradually added, chain extension was performed, and a carboxy group-containing polycarbonate polyurethane resin composition was obtained. The weight average molecular weight was 168,000.

〔ポリウレタンフィルムの製造〕
実施例7、比較例1のポリウレタン樹脂組成物をコーティング用組成物としてガラス板上に塗布し、80℃で3時間、120℃で3時間乾燥させることにより、良好なコーティング層が得られた。得られたコーティング層を剥離して、ポリウレタンフィルムを作成した。得られたポリウレタンフィルムの膜厚は0.1mmである。各々のポリウレタンフィルムの引張特性を表1に記す。
[Manufacture of polyurethane film]
A good coating layer was obtained by applying the polyurethane resin composition of Example 7 and Comparative Example 1 on a glass plate as a coating composition and drying at 80 ° C. for 3 hours and 120 ° C. for 3 hours. The obtained coating layer was peeled off to prepare a polyurethane film. The film thickness of the obtained polyurethane film is 0.1 mm. Table 1 shows the tensile properties of each polyurethane film.

Figure 2019001952
Figure 2019001952

表1よりテトラカルボン酸無水物とポリカーボネートジオールの反応によって得られるカルボキシ基含有ポリカーボネートジオールを使用したポリウレタンは、従来用いられていたカルボキシ基を導入したポリウレタンと比べ、柔軟性が向上することがわかる。
本発明により柔軟性、耐候性、吸湿性等が向上したポリウレタンが得られる。そのため、本発明のポリウレタン樹脂組成物は、人工皮革、合皮用途等の原料として有用である。
From Table 1, it can be seen that the polyurethane using the carboxy group-containing polycarbonate diol obtained by the reaction of the tetracarboxylic acid anhydride and the polycarbonate diol has improved flexibility as compared with the conventionally used polyurethane introduced with a carboxy group.
According to the present invention, a polyurethane having improved flexibility, weather resistance, hygroscopicity and the like can be obtained. Therefore, the polyurethane resin composition of the present invention is useful as a raw material for artificial leather, synthetic leather and the like.

Claims (4)

テトラカルボン酸又はその無水物とポリカーボネートポリオールの反応によって得られるカルボキシ基含有ポリカーボネートポリオールとポリイソシアネートの反応で得られるプレポリマー化合物を鎖伸長することで得られる、カルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物。   A carboxy group-containing polycarbonate-based polyurethane resin composition obtained by chain-extending a prepolymer compound obtained by a reaction of a carboxy group-containing polycarbonate polyol obtained by a reaction of tetracarboxylic acid or an anhydride thereof and a polycarbonate polyol with a polyisocyanate. 前記カルボキシ基含有ポリカーボネートポリオールが、下記一般式(1)
Figure 2019001952

(式中、Rは、炭素数1〜20のテトラカルボン酸からカルボキシ基を除いた基であり、Rは、数平均分子量4,800以下のポリカーボネートジオールから水酸基を除いた基であり、nは1〜10の整数である)で表され、数平均分子量10,000以下である、請求項1記載のカルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物。
The carboxy group-containing polycarbonate polyol is represented by the following general formula (1):
Figure 2019001952

(In the formula, R 1 is a group obtained by removing a carboxy group from a tetracarboxylic acid having 1 to 20 carbon atoms, R 2 is a group obtained by removing a hydroxyl group from a polycarbonate diol having a number average molecular weight of 4,800 or less, The carboxy group-containing polycarbonate-based polyurethane resin composition according to claim 1, wherein n is an integer of 1 to 10 and has a number average molecular weight of 10,000 or less.
テトラカルボン酸又はその無水物が、ジフェニルテトラカルボン酸又はその無水物である、請求項1又は2記載のカルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物。   The carboxyl group-containing polycarbonate-based polyurethane resin composition according to claim 1 or 2, wherein the tetracarboxylic acid or an anhydride thereof is diphenyltetracarboxylic acid or an anhydride thereof. 有機溶媒中、有機アミン触媒存在下、120℃以下でテトラカルボン酸無水物とポリカーボネートポリオールの反応を固形分濃度20%以上の濃度で行う工程、次いでポリイソシアネートの反応によりプレポリマー化合物を合成する工程、次いで鎖伸長剤により鎖伸長する工程を含む、カルボキシ基含有ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物のワンポット製造方法。   A step of reacting a tetracarboxylic acid anhydride and a polycarbonate polyol in an organic solvent in the presence of an organic amine catalyst at a temperature of 120 ° C. or less at a solid content concentration of 20% or more, and then a step of synthesizing a prepolymer compound by a reaction of polyisocyanate. Then, the one-pot manufacturing method of the carboxyl group-containing polycarbonate-type polyurethane resin composition including the process of extending | stretching with a chain extender.
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