JP2019006957A - Polyurethane resin composition for cutting work - Google Patents

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真也 乾
Shinya Inui
真也 乾
正一郎 河野
Shoichiro Kono
正一郎 河野
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Abstract

To provide a polyurethane resin composition for cutting work that has sufficient strength and heat resistance for cutting work, and excellent antistatic properties.SOLUTION: The present invention provides a polyurethane resin composition for cutting work (X) that contains polyol (A), polyisocyanate (B), and alkali metal salt and/or alkaline earth metal salt (C) as constituent materials, the polyol (A) having polyol (a1) with a hydroxyl value of 400-1,000 (unit: mgKOH/g) and an average functional group number of 3 or more, and polyol (a2) with a hydroxyl value of 28-160, at a weight ratio (a1)/(a2) of 30/70-70/30.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、切削加工用ポリウレタン樹脂組成物に関する。切削加工性に優れ、且つ帯電防止性を成形品に付与する帯電防止性ポリウレタン樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a polyurethane resin composition for machining. The present invention relates to an antistatic polyurethane resin composition excellent in cutting workability and imparting antistatic properties to a molded product.

一般に、ポリウレタン樹脂に帯電防止性を付与する手法としては、イオン伝導の観点では界面活性剤を添加し、電気伝導の観点ではカーボンブラックを添加する方法が知られている(例えば特許文献1)。
しかしながら、イオン伝導により帯電防止性を発現させるには樹脂中のイオンを移動させやすくするため軟質ポリウレタンに限られており硬質ポリウレタン樹脂では帯電防止性を発現しなかった(例えば特許文献2)。
一方、カーボンブラックによる電気伝導性を発現する帯電防止剤は、カーボンブラック同士が樹脂中において接触していればよいため、軟質から硬質の幅広い硬さの樹脂で帯電防止機能を発現するが、切削加工による切削粉やカーボンブラックの脱落等により、周囲が汚れる等の問題があった。
また高速回転のエンドミル等で切削する際には摩擦熱が発生するために耐熱性も要求される。
In general, as a method of imparting antistatic properties to a polyurethane resin, a method of adding a surfactant from the viewpoint of ionic conduction and adding carbon black from the viewpoint of electrical conduction is known (for example, Patent Document 1).
However, in order to develop antistatic properties by ion conduction, in order to make it easier to move ions in the resin, it is limited to soft polyurethane, and hard polyurethane resins did not exhibit antistatic properties (for example, Patent Document 2).
On the other hand, since the antistatic agent that exhibits electrical conductivity by carbon black only needs to be in contact with each other in the resin, it exhibits an antistatic function with a wide range of soft to hard resins. There was a problem that the surroundings became dirty due to the removal of cutting powder or carbon black due to processing.
Further, heat resistance is also required because frictional heat is generated when cutting with a high-speed rotating end mill or the like.

特開平07−18150号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-18150 特開2002−146178号公報JP 2002-146178 A

本発明の課題は、上記問題を解決し、切削加工に耐えうる強度と耐熱性と帯電防止性に優れたポリウレタン樹脂組成物を提供することにある。   The subject of this invention is providing the polyurethane resin composition which was excellent in the intensity | strength which can endure the said problem, and can endure cutting, heat resistance, and antistatic property.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、ポリオール(A)と、ポリイソシアネート(B)と、アルカリ金属塩及び/又はアルカリ土類金属塩(C)とを構成原料として硬化させてなるポリウレタン樹脂組成物であって、ポリオール(A)が、水酸基価が400〜1,000(単位:mgKOH/g)で平均官能基数が3以上のポリオール(a1)と、水酸基価が28〜160でのポリオール(a2)とを重量比で(a1)/(a2)が30/70〜70/30で含有する切削加工用ポリウレタン樹脂組成物(X)である。
The inventors of the present invention have arrived at the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems.
That is, the present invention is a polyurethane resin composition obtained by curing a polyol (A), a polyisocyanate (B), an alkali metal salt and / or an alkaline earth metal salt (C) as constituent raw materials, The polyol (A) is a weight of a polyol (a1) having a hydroxyl value of 400 to 1,000 (unit: mg KOH / g) and an average functional group number of 3 or more and a polyol (a2) having a hydroxyl value of 28 to 160. This is a polyurethane resin composition for cutting (X) containing (a1) / (a2) in a ratio of 30/70 to 70/30.

本発明の硬化させた切削加工用ポリウレタン樹脂組成物は、荷重たわみ温度が高いために耐熱性に優れ、ショア硬度も高いため切削加工に耐えうる強度にも優れ、また表面固有抵抗値が小さいため帯電防止性に優れる。   The cured polyurethane resin composition for cutting work according to the present invention has excellent heat resistance due to high deflection temperature under load, high shore hardness, excellent strength enough to withstand cutting work, and low surface resistivity. Excellent antistatic properties.

本発明のポリオール(A)は、下記のポリオキシアルキレンポリオール(A1)、ポリエステルポリオール(A2)、およびこれらの混合物が挙げられる。
ポリオキシアルキレンポリオール(A1)
エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコールなどの多価アルコール;トリエタノールアミン、エチレンジアミン、トルエンジアミンなどのアミン;ビスフェノールA、ビスフェノールF等の多価フェノール等の出発物質に、アルキレンオキサイド(以下、AOと略記することがある。)を付加した化合物である。
付加されるAOとしては炭素数2〜8のものが好ましく、プロピレンオキサイド(以下、POと略記することがある。)、エチレンオキサイド(以下、EOと略記することがある。)、ブチレンオキサイド(以下、BOと略記することがある。)等が挙げられ、2種以上用いてもよいが、好ましいものはPO、EO、およびPOとEOの併用である。
Examples of the polyol (A) of the present invention include the following polyoxyalkylene polyol (A1), polyester polyol (A2), and mixtures thereof.
Polyoxyalkylene polyol (A1)
Polyhydric alcohols such as ethylene glycol, glycerin and propylene glycol; amines such as triethanolamine, ethylenediamine and toluenediamine; starting materials such as polyhydric phenols such as bisphenol A and bisphenol F; alkylene oxide (hereinafter abbreviated as AO) It is a compound to which is added.
As AO to be added, those having 2 to 8 carbon atoms are preferable, and propylene oxide (hereinafter sometimes abbreviated as PO), ethylene oxide (hereinafter sometimes abbreviated as EO), butylene oxide (hereinafter referred to as PO). May be abbreviated as BO.), Etc., and two or more may be used, but preferred are PO, EO, and a combination of PO and EO.

ポリエステルポリオール(A2)
前記の多価アルコール[エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−または1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等の2価アルコール;グリセリン、トリメチロールプロパン等の3価又はそれ以上の多価アルコール];ポリオキシアルキレンポリオールと、ポリカルボン酸(例えば、アジピン酸、セバシン酸など)もしくはそのエステル形成性誘導体〔酸無水物(無水マレイン酸、無水フタル酸など)、低級アルキル(アルキル基の炭素数:1〜4)エステル(テレフタル酸ジメチルなど)等〕;ポリラクトンポリオール[前記多価アルコールを開始剤としてラクトン(ε−カプロラクトン等)を開環重合させることにより得られるもの];ポリカーボネートポリオール、例えば前記多価アルコールとアルキレンカーボネートとの反応物;等が挙げられる。
Polyester polyol (A2)
Polyhydric alcohols [ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3- or 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol and other dihydric alcohols; glycerin, trimethylolpropane, etc. 3 Polyoxyalkylene polyol and polycarboxylic acid (for example, adipic acid, sebacic acid, etc.) or an ester-forming derivative thereof [acid anhydride (maleic anhydride, phthalic anhydride, etc.), Lower alkyl (alkyl group having 1 to 4 carbon atoms) ester (such as dimethyl terephthalate)]; polylactone polyol [obtained by ring-opening polymerization of lactone (such as ε-caprolactone) using the polyhydric alcohol as an initiator Polycarbonate poly Lumpur, for example a reaction product of the polyhydric alcohol and alkylene carbonate; and the like.

本発明のポリオール(A)は、水酸基価が400〜1,000(単位:mgKOH/g)で平均官能基数が3以上のポリオール(a1)と、水酸基価が28〜160でのポリオール(a2)とを、重量比で(a1)/(a2)が30/70〜70/30で含有することが必要である。
30/70未満では耐熱性が悪くなり、70/30を超えると帯電防止性悪くなる。好ましくは35/65〜65/35であり、さらに好ましくは40/60〜60/40である。
The polyol (A) of the present invention includes a polyol (a1) having a hydroxyl value of 400 to 1,000 (unit: mg KOH / g) and an average functional group number of 3 or more, and a polyol (a2) having a hydroxyl value of 28 to 160. And (a1) / (a2) in a weight ratio of 30/70 to 70/30.
If it is less than 30/70, the heat resistance is deteriorated, and if it exceeds 70/30, the antistatic property is deteriorated. Preferably it is 35 / 65-65 / 35, More preferably, it is 40 / 60-60 / 40.

ポリオール(a1)の水酸基価(単位:mgKOH/g)は、400〜1000で、好ましくは400〜1000、さらに好ましくは420〜800、特に好ましくは450〜700である。水酸基価が400未満では後述のポリオール(a2)と組み合わせたときのウレタン反応硬化物の成形品の耐熱性が不十分であり、切削加工に適さない。一方、水酸基価が1,000を超えるとポリオール(a2)と組み合わせても成形品の帯電防止性が得られない。 The hydroxyl value (unit: mgKOH / g) of the polyol (a1) is 400 to 1000, preferably 400 to 1000, more preferably 420 to 800, and particularly preferably 450 to 700. When the hydroxyl value is less than 400, the molded product of the urethane reaction cured product when combined with the polyol (a2) described later is insufficient in heat resistance and is not suitable for cutting. On the other hand, when the hydroxyl value exceeds 1,000, the antistatic property of the molded product cannot be obtained even when combined with the polyol (a2).

ポリオール(a1)の平均官能基数は3官能以上である。3未満では架橋しないため耐熱性が悪くなる。 The average number of functional groups of the polyol (a1) is 3 or more. If it is less than 3, since it will not bridge | crosslink, heat resistance will worsen.

ポリオール(a2)の水酸基価は、28〜160であり、好ましくは36〜145、さらに好ましくは44〜135、特に好ましくは56〜112である。水酸基価が28未満では耐熱性が著しく低くなり、ポリオール(a1)と組み合わせても成形品の耐熱性が得られない。該 水酸基価が160を超えるとポリオール(a1)と組み合わせた場合、成形品の帯電防止性能が得られない。 The hydroxyl value of the polyol (a2) is 28 to 160, preferably 36 to 145, more preferably 44 to 135, and particularly preferably 56 to 112. When the hydroxyl value is less than 28, the heat resistance is remarkably lowered, and the heat resistance of the molded product cannot be obtained even when combined with the polyol (a1). When the hydroxyl value exceeds 160, when combined with the polyol (a1), the antistatic performance of the molded product cannot be obtained.

<ポリイソシアネート(B)>
本発明におけるポリイソシアネート(B)としては、イソシアネート基を分子内に2個以上有する化合物であればとくに限定されない。
(B)としては、芳香族ポリイソシアネート(B1)、脂肪族ポリイソシアネート(B2)、脂環式ポリイソシアネート(B3)、芳香脂肪族ポリイソシアネート(B4)およびこれらの変性物(B5)(例えば、ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、イソシヌアレート基、またはオキサゾリドン基含有変性物など)が挙げられる。(B)は1種でも、2種以上を併用してもよい。
<Polyisocyanate (B)>
The polyisocyanate (B) in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound having two or more isocyanate groups in the molecule.
Examples of (B) include aromatic polyisocyanate (B1), aliphatic polyisocyanate (B2), alicyclic polyisocyanate (B3), araliphatic polyisocyanate (B4), and modified products thereof (B5) (for example, Urethane group, carbodiimide group, allophanate group, urea group, burette group, isocyanurate group, or oxazolidone group-containing modified product). (B) may be used alone or in combination of two or more.

芳香族ポリイソシアネート(B1)としては、炭素数(NCO基中の炭素は含めない;以下のイソシアネートも同様)6〜16の芳香族ジイソシアネート、炭素数6〜20の芳香族トリイソシアネートおよびこれらのイソシアネートの粗製物などが挙げられる。具体例としては、1,3−および/または1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−および/または2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、2,4’−および/または4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(粗製MDI、またはポリメリックMDI)、などが挙げられる。 The aromatic polyisocyanate (B1) includes 6 to 16 aromatic diisocyanates, 6 to 20 aromatic triisocyanates, and these isocyanates (not including carbon in the NCO group; the following isocyanates are also included). Crude product. Specific examples include 1,3- and / or 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4- and / or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), crude TDI, 2,4′- and / or 4, 4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymethylene polyphenylene polyisocyanate (crude MDI or polymeric MDI), and the like.

脂肪族ポリイソシアネート(B2)としては、炭素数6〜10の脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられる。具体例としては、1,6−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などが挙げられる。 Examples of the aliphatic polyisocyanate (B2) include aliphatic diisocyanates having 6 to 10 carbon atoms. Specific examples include 1,6-hexamethylene diisocyanate and lysine diisocyanate.

脂環式ポリイソシアネート(B3)としては、炭素数6〜16の脂環式ジイソシアネートなどが挙げられる。具体例としては、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、ノルボルナンジイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of the alicyclic polyisocyanate (B3) include alicyclic diisocyanates having 6 to 16 carbon atoms. Specific examples include isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, norbornane diisocyanate and the like.

芳香脂肪族ポリイソシアネート(B4)としては、炭素数8〜12の芳香脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられる。具体例としては、キシリレンジイソシアネート、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of the araliphatic polyisocyanate (B4) include araliphatic diisocyanates having 8 to 12 carbon atoms. Specific examples include xylylene diisocyanate, α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, and the like.

変性ポリイソシアネート(B5)の具体例としては、ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDIなどが挙げられる。 Specific examples of the modified polyisocyanate (B5) include urethane-modified MDI and carbodiimide-modified MDI.

上記(B)のうち、耐溶剤性の観点から、芳香族ポリイソシアネート(B1)およびその変性物を使用することが好ましい。
また、ポリイソシアネート(B)中のイソシアネート基含有率は、35〜60重量%が好ましい。
Among the above (B), it is preferable to use aromatic polyisocyanate (B1) and a modified product thereof from the viewpoint of solvent resistance.
The isocyanate group content in the polyisocyanate (B) is preferably 35 to 60% by weight.

<アルカリ金属塩/アルカリ土類金属塩(C)>
本発明におけるアルカリ金属塩とアルカリ土類金属塩(C)は、一般に市販されているアルカリ金属塩とアルカリ土類金属塩が使用できるが、帯電防止性能の観点からリチウム塩が好ましい。
<Alkali metal salt / Alkaline earth metal salt (C)>
As the alkali metal salt and alkaline earth metal salt (C) in the present invention, commercially available alkali metal salts and alkaline earth metal salts can be used, but lithium salts are preferred from the viewpoint of antistatic performance.

アルカリ金属塩/アルカリ土類金属塩(C)としては、イオン導電率の観点で、(パーフルオロアルキルスルホニル)イミドリチウム塩、(パーフルオロアルキルスルホニル)メタンリチウム塩が好ましい。 The alkali metal salt / alkaline earth metal salt (C) is preferably (perfluoroalkylsulfonyl) imide lithium salt or (perfluoroalkylsulfonyl) methane lithium salt from the viewpoint of ionic conductivity.

アルカリ金属塩とアルカリ土類金属塩(C)の合計使用量は、組成物の帯電防止性能やコストの観点からポリオール(A)とポリイソシアネート(B)の合計重量に基づいて、0.1重量%〜2.0重量%、好ましくは0.1重量%〜1.5重量%、さらに好ましくは0.1重量%〜1.0重量%である。 The total amount of alkali metal salt and alkaline earth metal salt (C) used is 0.1 weight based on the total weight of polyol (A) and polyisocyanate (B) from the viewpoint of antistatic performance and cost of the composition. % To 2.0% by weight, preferably 0.1% to 1.5% by weight, and more preferably 0.1% to 1.0% by weight.

<切削加工用ポリウレタン樹脂組成物(X)>
本発明の切削加工用ポリウレタン樹脂組成物(X)は、前記の水酸基価が400〜1,000で平均官能基数が3以上のポリオール(a1)と、水酸基価が28〜160でのポリオール(a2)を含有するポリオール(A)、ポリイソシアネート(B)と、帯電防止剤としてのアルカリ金属塩/アルカリ土類金属塩(C)とを構成原料とした混合物を硬化させて得られる。
上記のポリウレタン樹脂組成物(X)は、例えば、上記の構成原料と、必要により、ウレタン化触媒、脱水剤、その他の添加剤とを、容器に入れて、混合し、反応して得られる。
<Cutting polyurethane resin composition (X)>
The polyurethane resin composition for cutting work (X) of the present invention comprises a polyol (a1) having a hydroxyl value of 400 to 1,000 and an average functional group number of 3 or more, and a polyol (a2) having a hydroxyl value of 28 to 160. ) -Containing polyol (A), polyisocyanate (B), and an alkali metal salt / alkaline earth metal salt (C) as an antistatic agent, obtained by curing.
The polyurethane resin composition (X) is obtained, for example, by mixing and reacting the above constituent raw materials and, if necessary, a urethanization catalyst, a dehydrating agent, and other additives in a container.

ポリオール(A)とポリイソシアネート(B)との割合をイソシアネート指数[(NCO基/OH基の当量比)×100]で表した場合、指数は種々変えることができるが、好ましくは80〜140、さらに好ましくは85〜120、とくに好ましくは90〜115である。 When the ratio of the polyol (A) and the polyisocyanate (B) is represented by an isocyanate index [(equivalent ratio of NCO group / OH group) × 100], the index can be variously changed, preferably 80 to 140, More preferably, it is 85-120, Most preferably, it is 90-115.

また、ポリオール(A)とポリイソシアネート(B)の反応方法としては、ワンショット法であっても、予め(A)の一部と(B)を反応させてNCO末端プレポリマーを形成させた後、残りの(A)と反応させるか、あるいは予め(A)と、(B)の一部を反応させてOH末端プレポリマーを形成させた後、残りの(B)と反応させるプレポリマー法であってもよい。 Moreover, as a reaction method of a polyol (A) and a polyisocyanate (B), even if it is a one shot method, after reacting a part of (A) and (B) beforehand and forming an NCO terminal prepolymer In the prepolymer method in which the remaining (A) is reacted, or a part of (A) and (B) are reacted in advance to form an OH-terminated prepolymer and then reacted with the remaining (B). There may be.

本発明のポリウレタン樹脂組成物(X)の構成原料の一部として使用するウレタン化触媒としては、ウレタン化反応を促進する通常のウレタン化触媒はすべて使用できる。
例えば、トリエチレンジアミン、ビス(N,N−ジメチルアミノ−2−エチル)エーテル、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミンのPO付加物などの3級アミンおよびそのカルボン酸塩、酢酸カリウム、オクチル酸カリウム、スタナスオクトエート等のカルボン酸金属塩、ジブチルチンジラウレート等の有機金属化合物が挙げられる。
As the urethanization catalyst used as a part of the constituent raw materials of the polyurethane resin composition (X) of the present invention, all usual urethanization catalysts that accelerate the urethanization reaction can be used.
For example, triethylenediamine, bis (N, N-dimethylamino-2-ethyl) ether, N, N, N ′, N′-tetramethylhexamethylenediamine, N, N-dimethylaminopropylamine PO adduct, etc. Examples thereof include tertiary amines and their carboxylates, carboxylic acid metal salts such as potassium acetate, potassium octylate and stannous octoate, and organometallic compounds such as dibutyltin dilaurate.

<成形品(D)>
本発明の成形品は、硬化反応させたポリウレタン樹脂組成物(X)を切削、切断、裁断、打ち抜き、熱プレス等により成形加工してなる。
<Molded product (D)>
The molded product of the present invention is formed by molding, cutting, cutting, cutting, punching, hot pressing, etc., the polyurethane resin composition (X) that has undergone curing reaction.

本発明の成形品の荷重たわみ温度は、耐熱性を表す指標であり、好ましくは60℃以上、さらに好ましくは65℃以上、とくに好ましくは70℃以上である。
荷重たわみ温度が60℃に満たないと切削加工時に発生する熱により成形品に歪みが発生しやすくなる。
成形品は、さらにNCマシン等で切削加工され、模型、型が得られる。 該模型、型は、割れや歪みが発生しにくい。
The deflection temperature under load of the molded product of the present invention is an index representing heat resistance, preferably 60 ° C. or higher, more preferably 65 ° C. or higher, and particularly preferably 70 ° C. or higher.
If the deflection temperature under load is less than 60 ° C., the molded product is likely to be distorted by heat generated during cutting.
The molded product is further cut by an NC machine or the like to obtain a model or mold. The model and mold are not easily cracked or distorted.

本発明の成形品の表面固有抵抗値は、電子部品等に使用する場合の部品の信頼性および帯電防止成の観点から、好ましくは1.0×1012Ω/□以下、1.0×1011Ω/□以下、とくに好ましくは1.0×1010Ω/□以下である。 The surface specific resistance value of the molded product of the present invention is preferably 1.0 × 10 12 Ω / □ or less, 1.0 × 10 6 from the viewpoint of reliability of components and antistatic properties when used for electronic components and the like. 11 Ω / □ or less, particularly preferably 1.0 × 10 10 Ω / □ or less.

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、%は重量%、部は重量部を示す。   Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention further, the present invention is not limited to these. Hereinafter, unless otherwise specified, “%” represents “% by weight” and “parts” represents “parts by weight”.

実施例1
ソルビトールのPO付加物(a1−1)28.1部、グリセリンのPO付加物(a1−1)28.1部、ポリメリックMDI38.2部、(トリフルオロメタンスルホニル)イミドのリチウム塩50%テトラグライム溶液0.9部、ビスマストリス(2エチルヘキサノエート)0.01部、脱水剤4.7部を、市販の真空攪拌脱泡機を用いて、真空下にて回転数300rpmで15分間攪拌して均一に混合した。この混合物を、縦300mm×横300mm×高さ100mmの大きさの金型に注入し、硬化炉にて100℃で10時間かけて硬化させることにより、本発明の切削加工用ポリウレタン樹脂組成物(X−1)を得た。
Example 1
Sorbitol PO adduct (a1-1) 28.1 parts, Glycerin PO adduct (a1-1) 28.1 parts, Polymeric MDI 38.2 parts, (trifluoromethanesulfonyl) imide lithium salt 50% tetraglyme solution 0.9 parts, 0.01 parts of bismuth tris (2 ethylhexanoate) and 4.7 parts of a dehydrating agent were stirred for 15 minutes at 300 rpm under vacuum using a commercially available vacuum stirring deaerator. And evenly mixed. The mixture is poured into a mold having a size of 300 mm in length, 300 mm in width, and 100 mm in height, and cured at 100 ° C. for 10 hours in a curing furnace, whereby the polyurethane resin composition for cutting work of the present invention ( X-1) was obtained.

実施例2〜9、比較例1〜6
表1に示す重量部の成分を実施例1と同様にして真空攪拌脱泡機を用いて攪拌して均一に混合し、硬化炉で加熱硬化させることにより、実施例の切削加工用帯電防止性ポリウレタン樹脂組成物(X−2)〜(X−9)、および比較例の(X’−1)〜(X’−6)を得た。
Examples 2-9, Comparative Examples 1-6
The components in parts by weight shown in Table 1 were stirred and uniformly mixed using a vacuum stirring and defoaming machine in the same manner as in Example 1, and then heat-cured in a curing furnace, whereby antistatic properties for cutting in Examples were Polyurethane resin compositions (X-2) to (X-9) and comparative examples (X′-1) to (X′-6) were obtained.

Figure 2019006957
Figure 2019006957

なお、表1に記載された実施例1〜9および比較例1〜6で使用したポリウレタン樹脂の原料は以下の通りである。
ポリオール(a1−1):水酸基価490、平均官能基数6.0、数平均分子量750であるソルビトールのPO付加物[商品名「サンニックスSP−750」三洋化成工業(株)社製]
ポリオール(a1−2):水酸基価673、平均官能基数3.0、数平均分子量250であるグリセリンのPO付加物[商品名「サンニックスGP−250」三洋化成工業(株)社製]
ポリオール(a1−3):水酸基価400、平均官能基数3.0、数平均分子量420であるグリセリンのPO付加物[商品名「サンニックスGP−400」三洋化成工業(株)社製]
ジエチレングリコール(a1’−1):水酸基価1,058、平均官能基数2.0、数平均分子量106
ポリオール(a2−1):水酸基価約56、平均官能基数3.0、数平均分子量3,000であるグリセリンのPO付加物[商品名「サンニックスGP−3000」三洋化成工業(株)社製]
ポリオール(a2−2):水酸基価160、平均官能基数3.0、数平均分子量1,000であるグリセリンのPO付加物[商品名「サンニックスGP−1000」三洋化成工業(株)社製]
ポリオール(a2−3):水酸基価112、平均官能基数2.0、数平均分子量1,000であるプロピレングリコールのPO付加物[商品名「サンニックスPP−1000」三洋化成工業(株)社製]
ポリオール(a2’−1):水酸基価27、平均官能基数2.0、数平均分子量5000である、プロピレングリコールのPO付加物[商品名「ニューポール PP−4000」三洋化成工業(株)社製]
In addition, the raw material of the polyurethane resin used in Examples 1-9 and Comparative Examples 1-6 described in Table 1 is as follows.
Polyol (a1-1): PO adduct of sorbitol having a hydroxyl value of 490, an average functional group number of 6.0, and a number average molecular weight of 750 [trade name “SANNICS SP-750” manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.]
Polyol (a1-2): PO adduct of glycerin having a hydroxyl value of 673, an average functional group number of 3.0, and a number average molecular weight of 250 [trade name “Sanix GP-250” manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.]
Polyol (a1-3): PO adduct of glycerin having a hydroxyl value of 400, an average functional group number of 3.0, and a number average molecular weight of 420 [trade name “Sanix GP-400” manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.]
Diethylene glycol (a1′-1): hydroxyl value 1,058, average functional group number 2.0, number average molecular weight 106
Polyol (a2-1): PO adduct of glycerin having a hydroxyl value of about 56, an average number of functional groups of 3.0, and a number average molecular weight of 3,000 [trade name “Sanix GP-3000” manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd. ]
Polyol (a2-2): PO adduct of glycerin having a hydroxyl value of 160, an average functional group number of 3.0, and a number average molecular weight of 1,000 [trade name “Sanix GP-1000” manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.]
Polyol (a2-3): PO adduct of propylene glycol having a hydroxyl value of 112, an average number of functional groups of 2.0, and a number average molecular weight of 1,000 [trade name “SANNICS PP-1000” manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd. ]
Polyol (a2′-1): PO adduct of propylene glycol having a hydroxyl value of 27, an average functional group number of 2.0, and a number average molecular weight of 5000 [trade name “New Pole PP-4000” manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd. ]

イソシアネ−ト(B−1):ポリメリックMDI[商品名「ルプラネート M20S」、BASF INOACポリウレタン(株)社製、イソシアネート基含有率31.5重量%]
イソシアネ−ト(B−2):イソホロンジイソシアネート[商品名「VESTANAT IPDI」、EVONIC社製、イソシアネート基含有率37.6重量%]
Isocyanate (B-1): Polymeric MDI [trade name “Lupranate M20S”, manufactured by BASF INOAC Polyurethane Co., Ltd., isocyanate group content 31.5% by weight]
Isocyanate (B-2): Isophorone diisocyanate [trade name “VESTANAT IPDI”, manufactured by EVONIC, isocyanate group content 37.6% by weight]

アルカリ金属塩/アルカリ土類金属塩(C−1):(トリフルオロメタンスルホニル)イミドのリチウム塩の50%テトラグライム溶液[商品名「サンコノールTGR」、三光化学工業(株)社製]
アルカリ金属塩/アルカリ土類金属塩(C−2):(トリフルオロメタンスルホニル)イミドのリチウム塩の20%PPG溶液[商品名「サンコノールPEO−20R」、三光化学工業(株)社製]
ウレタン化触媒: 日東化成(株)社製「ネオスタン U−600」
脱水剤:ユニオン昭和(株)社製「モレキュラーシーブ3A−Bパウダー」
Alkali metal salt / alkaline earth metal salt (C-1): 50% tetraglyme solution of lithium salt of (trifluoromethanesulfonyl) imide [trade name “Sanconol TGR”, manufactured by Sanko Chemical Co., Ltd.]
Alkali metal salt / alkaline earth metal salt (C-2): 20% PPG solution of lithium salt of (trifluoromethanesulfonyl) imide [trade name “Sanconol PEO-20R”, manufactured by Sanko Chemical Co., Ltd.]
Urethane catalyst: “Neostan U-600” manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.
Dehydrating agent: "Molecular sieve 3A-B powder" manufactured by Union Showa Co., Ltd.

これらのポリウレタン樹脂組成物(X−1)〜(X−9)、および比較例1〜6の(X’−1)〜(X’−6)について、下記に示す試験方法で、(1)荷重たわみ温度、(2)表面固有抵抗率、(3)ショアD硬度、(4)密度を以下の方法で測定した。
その結果を表2に示す。
About these polyurethane resin compositions (X-1) to (X-9) and (X′-1) to (X′-6) of Comparative Examples 1 to 6, The deflection temperature under load, (2) surface resistivity, (3) Shore D hardness, and (4) density were measured by the following methods.
The results are shown in Table 2.

Figure 2019006957
Figure 2019006957

(1)荷重たわみ温度(HDT)
硬化物である樹脂組成物を、長さ127mm×幅12.7mm×厚さ12.7mmに切断して試験片とし、支点間距離100mmで1.8MPaの荷重をかけ、JIS K6911に準じて測定した。
測定はヒートディストーションテスター[型番No.148−HDPC−3](株)安田精機製作所製を使用した。
切削加工時の耐熱性の観点からこの測定条件下の荷重たわみ温度は一般に60℃以上が必要とされる。
(1) Deflection temperature under load (HDT)
A cured resin composition is cut into a length of 127 mm, a width of 12.7 mm, and a thickness of 12.7 mm to obtain a test piece. A load of 1.8 MPa is applied at a distance between fulcrums of 100 mm, and measured according to JIS K6911. did.
Measurement is a heat distortion tester [Model No. 148-HDPC-3] manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd. was used.
From the viewpoint of heat resistance during cutting, the deflection temperature under load under this measurement condition is generally required to be 60 ° C. or higher.

(2)表面固有抵抗値(単位:Ω/□):
硬化物である樹脂組成物の表面を1mm切削加工して表面部のスキン層を取り除き、切削面に残った切削粉をよく取り除いた後に、表面抵抗計ST−4(シムコジャパン製)を用いて切削面の表面固有抵抗値を測定した。
この測定条件下では一般に1012Ω/□以下が必要とされる。
(2) Surface resistivity (unit: Ω / □):
After the surface of the resin composition, which is a cured product, is cut by 1 mm to remove the skin layer on the surface portion and the cutting powder remaining on the cutting surface is well removed, a surface resistance meter ST-4 (manufactured by Simco Japan) is used. The surface resistivity of the cut surface was measured.
Under these measurement conditions, generally 10 12 Ω / □ or less is required.

(3)ショアD硬度:
硬化物である樹脂組成物を5cm×5cm×厚さ10mmの直方体形状に切断しての試験片をJIS K6253に従い、タイプDデュロメーターで5回測定して平均値を求め、これをショアD硬さとした。
切削性が良好なためには、この測定条件下では一般に50〜80が必要とされる。
(3) Shore D hardness:
A test piece obtained by cutting a resin composition as a cured product into a rectangular parallelepiped shape of 5 cm × 5 cm × thickness 10 mm is measured five times with a type D durometer according to JIS K6253, and an average value is obtained. did.
In order to have good machinability, 50-80 is generally required under this measurement condition.

(4)密度(g/cm3)
硬化物である樹脂組成物の中心部から、200mm×100mm×30mmの試験片を切り出し、25℃に温調された室内で試験片の重量を、3辺の長さの積より算出した体積で除して密度とした。
(4) Density (g / cm3)
A 200 mm × 100 mm × 30 mm test piece was cut out from the center of the resin composition that is a cured product, and the weight of the test piece was calculated from the product of the lengths of the three sides in a room temperature-controlled at 25 ° C. To obtain the density.

本発明の実施例1〜9の切削加工用ポリウレタン組成物(X)は60℃以上の耐熱性を有し、表面固有抵抗値が1012Ω/□以下であるため帯電防止性能が良好であることがわかる。
一方、ポリオール(a2)を含まない比較例1と(a1)/(a2)が75/25を超える比較例5の組成物はソフトセグメント部が少ないためかイオン伝導性が悪く、表面固有抵抗値が1012Ω/□を超える。
また、ポリオール(a1)を含まない比較例2と(a1)/(a2)が25/75を超える比較例6の組成物はハードセグメント部が少ないためかたわみ温度が60℃未満で耐熱性が不良となり、ショアD硬度も50に満たないため切削性が悪くなる。
(a2)の代わりに(a2´−1)を用いた比較例3と、(a1)の代わりに(a1´−1)を用いた比較例4の組成物はハードセグメントまたはソフトセグメントに偏りが生じるためバランスがとれず耐熱性または表面固有抵抗値が両立できない。
The polyurethane compositions for cutting (X) of Examples 1 to 9 of the present invention have a heat resistance of 60 ° C. or higher and a surface resistivity value of 10 12 Ω / □ or less, so that the antistatic performance is good. I understand that.
On the other hand, the composition of Comparative Example 1 that does not contain polyol (a2) and Comparative Example 5 in which (a1) / (a2) exceeds 75/25 has poor ionic conductivity because of the small soft segment portion, and has a surface resistivity value. Exceeds 10 12 Ω / □.
Moreover, since the composition of the comparative example 2 which does not contain a polyol (a1) and the composition of the comparative example 6 in which (a1) / (a2) exceeds 25/75 has few hard segment parts, its deflection temperature is less than 60 degreeC, and heat resistance is It becomes defective, and since the Shore D hardness is less than 50, the machinability is deteriorated.
The composition of Comparative Example 3 using (a2′-1) instead of (a2) and the composition of Comparative Example 4 using (a1′-1) instead of (a1) is biased in the hard segment or soft segment. As a result, the heat balance or the surface resistivity cannot be achieved.

本発明の切削加工用ポリウレタン組成物(X)の成形品は、耐熱性が優れているため、切削加工用材料として好適に使用できる。
さらに、帯電防止性能に優れているため高温処理が必要な電子部品用の治具、搬送トレイ、およびレーザープリンター等の画像形成装置などの用途として好適である。
Since the molded product of the polyurethane composition for cutting (X) of the present invention has excellent heat resistance, it can be suitably used as a material for cutting.
Furthermore, since it has excellent antistatic performance, it is suitable for applications such as jigs for electronic parts that require high-temperature processing, transport trays, and image forming apparatuses such as laser printers.

Claims (6)

ポリオール(A)と、ポリイソシアネート(B)と、アルカリ金属塩及び/又はアルカリ土類金属塩(C)とを構成原料として硬化させてなるポリウレタン樹脂組成物であって、ポリオール(A)が、水酸基価が400〜1,000(単位:mgKOH/g)で平均官能基数が3以上のポリオール(a1)と、水酸基価が28〜160のポリオール(a2)とを重量比で(a1)/(a2)が30/70〜70/30で含有する切削加工用ポリウレタン樹脂組成物(X)。   A polyurethane resin composition obtained by curing a polyol (A), a polyisocyanate (B), an alkali metal salt and / or an alkaline earth metal salt (C) as a constituent material, wherein the polyol (A) is: A polyol (a1) having a hydroxyl value of 400 to 1,000 (unit: mg KOH / g) and an average number of functional groups of 3 or more and a polyol (a2) having a hydroxyl value of 28 to 160 by weight ratio (a1) / ( The polyurethane resin composition (X) for cutting which a2) contains by 30 / 70-70 / 30. 表面抵抗値が1.0×1012Ω/□以下である請求項1記載の切削加工用ポリウレタン樹脂組成物。 The polyurethane resin composition for cutting according to claim 1, wherein the surface resistance value is 1.0 × 10 12 Ω / □ or less. 荷重たわみ温度が60℃以上である請求項1または2記載の切削加工用ポリウレタン樹脂組成物。 The polyurethane resin composition for cutting according to claim 1 or 2, wherein the deflection temperature under load is 60 ° C or higher. アルカリ金属塩及び/又はアルカリ土類金属塩(C)が(パーフルオロアルキルスルホニル)イミドリチウム塩/又は(パーフルオロアルキルスルホニル)メタンリチウム塩である1〜3いずれか記載の切削加工用ポリウレタン樹脂組成物。 The polyurethane resin composition for cutting according to any one of 1 to 3, wherein the alkali metal salt and / or alkaline earth metal salt (C) is (perfluoroalkylsulfonyl) imide lithium salt / or (perfluoroalkylsulfonyl) methane lithium salt. object. 前記(A)と(B)との合計重量に基づいて、(C)の含有量が0.1〜2.0重量%である請求項1〜4いずれか記載の切削加工用ポリウレタン樹脂組成物。   The polyurethane resin composition for cutting according to any one of claims 1 to 4, wherein the content of (C) is 0.1 to 2.0% by weight based on the total weight of (A) and (B). . 請求項1〜5いずれか記載の切削加工用ポリウレタン樹脂組成物(X)を成型加工してなるポリウレタン樹脂成形品。
A polyurethane resin molded product obtained by molding the polyurethane resin composition for cutting (X) according to any one of claims 1 to 5.
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CN110591049A (en) * 2019-09-26 2019-12-20 昆山博益鑫成高分子材料有限公司 Permanent antistatic natural color polyurethane rubber roller

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