JP2020084152A - Polyurethane elastomer and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

To provide a polyurethane elastomer excellent in flexibility, durability and stress relaxation.SOLUTION: The polyurethane elastomer is obtained by reacting a compound having a plurality of isocyanate groups, at least one chain extender selected from the group consisting of polyols and polyamines, a polycarbonate diol having a repeating unit represented by formula (A) and a repeating unit represented by formula (B), and a polyalkylene ether glycol. (In the formula (A), p is an integer of 2-20, and n is an integer of 3-50. In the formula (B), m is an integer of 1-50, and Ris a C3-20 alkylene group containing a branched chain.)SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、柔軟性及び耐久性に優れたポリウレタンエラストマーとこのポリウレタンエラストマーを製造する方法に関する。 The present invention relates to a polyurethane elastomer having excellent flexibility and durability and a method for producing the polyurethane elastomer.

ポリウレタンエラストマーには、加熱すると軟化し、その後冷却すると硬化する熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)と、加熱により硬化する熱硬化性ポリウレタンエラストマー(TSU)とがあるが、いずれも優れた弾性、機械的強度、低温特性、耐摩擦性、耐候性、耐油性を持ち、加工性にも優れ、様々な形状に容易に加工することができることから、ロール、キャスター等の工業部品、ソリッドタイヤ、ベルト等の自動車部品、紙送りロール、複写機用ロール等のOA機器部品の他、スポーツ、レジャー用品など広範囲に利用されている。 Polyurethane elastomers include a thermoplastic polyurethane elastomer (TPU) that softens when heated and then hardens when cooled, and a thermosetting polyurethane elastomer (TSU) that hardens by heating, but both have excellent elasticity and mechanical strength. , Low temperature characteristics, abrasion resistance, weather resistance, oil resistance, excellent workability, and easy to process into various shapes. Therefore, industrial parts such as rolls and casters, automobiles such as solid tires and belts. In addition to parts, paper feed rolls, copier rolls, and other OA equipment parts, they are widely used in sports and leisure goods.

特許文献1には、ポリイソシアネート化合物としてジフェニルメタンジイソシアネートを用い、ポリオールとしてポリカーボネートジオールを用い、ジオール、ポリエーテルポリオール、及びグリセリンのプロピレンオキサイド付加物という特定分子量の範囲の3成分を硬化剤として併用することにより、機械的強度(抗張力、伸び)、低圧縮歪み、低反発弾性、耐水性などを改善した2液熱硬化型ポリウレタンエラストマーが提案されている。 In Patent Document 1, diphenylmethane diisocyanate is used as a polyisocyanate compound, polycarbonate diol is used as a polyol, and three components having a specific molecular weight range of a diol, a polyether polyol, and a propylene oxide adduct of glycerin are used together as a curing agent. Has proposed a two-component thermosetting polyurethane elastomer having improved mechanical strength (tensile strength, elongation), low compression strain, low impact resilience, water resistance and the like.

特許文献2には、柔軟性、強度、耐水性を改善したポリウレタンエラストマーとして、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール及びポリイソシアネート化合物を反応させて得られる主剤と、1,4−ブタンジオール等の硬化剤とを用いたポリウレタンエラストマーが提案されている。 Patent Document 2 discloses a main component obtained by reacting a polycarbonate polyol, a polyether polyol and a polyisocyanate compound as a polyurethane elastomer having improved flexibility, strength and water resistance, and a curing agent such as 1,4-butanediol. A polyurethane elastomer using is proposed.

特許文献3には、ポリイソシアネートと反応させるポリオールとしてポリカーボネートジオールとポリエーテルポリオールとを併用したポリウレタンフォームが提案されており、ポリカーボネートジオールとして、3−メチル−1,5−ペンタンジオールと1,6−ヘキサメチレンジオールとを原料とするものが記載されている。 Patent Document 3 proposes a polyurethane foam in which a polycarbonate diol and a polyether polyol are used in combination as a polyol to be reacted with polyisocyanate, and as the polycarbonate diol, 3-methyl-1,5-pentanediol and 1,6- Those using hexamethylene diol as a raw material are described.

特許文献4には、本発明で用いるポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンが強度、硬度、耐熱性、耐摩耗性、加工性に優れることが記載されている。 Patent Document 4 describes that the polyurethane using the polycarbonate diol used in the present invention is excellent in strength, hardness, heat resistance, abrasion resistance and workability.

特開2013−163778号公報JP, 2013-163778, A 特開2015−081278号公報JP, 2005-081278, A 特開2016−044238号公報JP, 2016-044238, A 特開2017−222854号公報JP, 2017-222854, A

ポリウレタンエラストマーにあっては、その用途において、柔軟性及び耐久性の更なる向上が望まれているが、特許文献1,2等で提案される従来のポリウレタンエラストマーでは、柔軟性と耐久性の両立が困難であり、さらには応力緩和性が劣るものであった。
即ち、従来のポリウレタンエラストマーでは、ウレタン化反応時のポリオールの相溶性の低さに起因する物質移動の影響から、無溶剤系では得られたポリウレタンエラストマー成形品の物性発現が不十分であった。例えば、特許文献1で提案される方法で合成されたポリウレタンエラストマーでは、ポリオール同士の相溶性が悪いため、あらかじめポリカーボネートジオールをイソシアネート化合物と反応させ、プレポリマーの状態にしてからポリテトラメチレングリコール等の硬化剤と混合する必要があり、しかも得られるポリウレタンエラストマーの耐久性と柔軟性の物性バランスが不十分であった。
With respect to the polyurethane elastomer, further improvement in flexibility and durability is desired in its application, but in the conventional polyurethane elastomers proposed in Patent Documents 1 and 2, compatibility of flexibility and durability is achieved. However, the stress relaxation property was poor.
That is, in the conventional polyurethane elastomer, the physical properties of the obtained polyurethane elastomer molded product were insufficient in the solvent-free system due to the effect of mass transfer due to the low compatibility of the polyol during the urethanization reaction. For example, in the polyurethane elastomer synthesized by the method proposed in Patent Document 1, since the compatibility of the polyols is poor, a polycarbonate diol is previously reacted with an isocyanate compound to form a prepolymer, and then polytetramethylene glycol or the like is used. It was necessary to mix with a curing agent, and the resulting polyurethane elastomer had an insufficient balance of physical properties of durability and flexibility.

特許文献3には、本発明で用いる後述の繰り返し単位(A)と繰り返し単位(B)を有するポリカーボネートジオールとポリアルキレンエーテルグリコールとの併用が記載されているが、特許文献3は、発泡ポリウレタンフォームに関するものであり、これらを併用することで、ポリウレタンエラストマーとしての柔軟性、耐久性及び応力緩和を改善することを示唆する記載はない。 Patent Document 3 describes a combined use of a polycarbonate diol having a repeating unit (A) and a repeating unit (B) described below used in the present invention and a polyalkylene ether glycol. However, Patent Document 3 discloses a foamed polyurethane foam. There is no description suggesting that the combined use of these improves the flexibility, durability and stress relaxation as a polyurethane elastomer.

特許文献4には、ポリカーボネートジオールとポリアルキレンエーテルグリコールとを併用したポリウレタンエラストマーの開示はない。 Patent Document 4 does not disclose a polyurethane elastomer in which a polycarbonate diol and a polyalkylene ether glycol are used in combination.

本発明は、柔軟性、耐久性及び応力緩和に優れたポリウレタンエラストマーを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a polyurethane elastomer having excellent flexibility, durability and stress relaxation.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ポリオール原料として特定のポリカーボネートジオールとポリアルキレンエーテルグリコールとを併用してポリウレタンエラストマーを製造することにより、上記課題を解決することができることを見出した。 As a result of earnest studies to solve the above problems, the present inventor can solve the above problems by producing a polyurethane elastomer by using a specific polycarbonate diol and a polyalkylene ether glycol as a polyol raw material in combination. I found that I could do it.

本発明はこのような知見に基づいて達成されたものであり、以下を要旨とする。 The present invention has been achieved based on such findings, and the gist is as follows.

[1] 複数のイソシアネート基を有する化合物、ポリオール及びポリアミンからなる群より選ばれた少なくとも1種の鎖延長剤、下記式(A)で表される繰り返し単位と下記式(B)で表される繰り返し単位を有するポリカーボネートジオール、並びにポリアルキレンエーテルグリコールを反応させて得られるポリウレタンエラストマー。 [1] A compound having a plurality of isocyanate groups, at least one chain extender selected from the group consisting of polyols and polyamines, a repeating unit represented by the following formula (A), and a repeating unit represented by the following formula (B). A polyurethane elastomer obtained by reacting a polycarbonate diol having a repeating unit and a polyalkylene ether glycol.

Figure 2020084152
Figure 2020084152

(上記式(A)において、pは2〜20の整数であり、nは3〜50の整数である。上記式(B)において、mは1〜50の整数であり、Rは分岐鎖を含む炭素数3〜20のアルキレン基である。) (In the formula (A), p is an integer of 2 to 20 and n is an integer of 3 to 50. In the formula (B), m is an integer of 1 to 50 and R 1 is a branched chain. Is an alkylene group having 3 to 20 carbon atoms including.

[2] 前記ポリカーボネートジオールと前記ポリアルキレンエーテルグリコールの合計に対する前記ポリカーボネートジオールの割合が25〜90重量%である[1]に記載のポリウレタンエラストマー。 [2] The polyurethane elastomer according to [1], wherein the ratio of the polycarbonate diol to the total of the polycarbonate diol and the polyalkylene ether glycol is 25 to 90% by weight.

[3] 前記ポリカーボネートジオールに含まれる前記式(A)で表される繰り返し単位に対する前記式(B)で表される繰り返し単位のモル比率が0.03〜10である[1]又は[2]に記載のポリウレタンエラストマー。 [3] The molar ratio of the repeating unit represented by the formula (B) to the repeating unit represented by the formula (A) contained in the polycarbonate diol is 0.03 to 10 [1] or [2]. The polyurethane elastomer according to.

[4] 前記式(A)におけるpが4〜6の整数である[1]乃至[3]のいずれかに記載のポリウレタンエラストマー。 [4] The polyurethane elastomer according to any one of [1] to [3], wherein p in the formula (A) is an integer of 4 to 6.

[5] 前記式(B)のRにおける分岐鎖の炭素数の割合がRの全炭素数に対し0.05〜0.5である[1]乃至[4]のいずれかに記載のポリウレタンエラストマー。 [5] The ratio of the number of carbon atoms of the branched chain in R 1 of the formula (B) is 0.05 to 0.5 with respect to the total number of carbon atoms in R 1 , [1] to [4]. Polyurethane elastomer.

[6] 前記ポリカーボネートジオールに含まれる前記式(B)で表される繰り返し単位が、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール及び2−メチル−1,4−ブタンジオールよりなる群から選ばれた少なくとも1種に由来するものである[1]乃至[5]のいずれかに記載のポリウレタンエラストマー。 [6] The repeating unit represented by the formula (B) contained in the polycarbonate diol includes neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-1,3-propanediol and 2- The polyurethane elastomer according to any one of [1] to [5], which is derived from at least one selected from the group consisting of methyl-1,4-butanediol.

[7] 前記ポリアルキレンエーテルグリコールの分子量が水酸基価基準で200〜5000である[1]乃至[6]のいずれかに記載のポリウレタンエラストマー。 [7] The polyurethane elastomer according to any one of [1] to [6], wherein the polyalkylene ether glycol has a molecular weight of 200 to 5,000 based on a hydroxyl value.

[8] 前記ポリアルキレンエーテルグリコールがポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、3−メチルテトラヒドロフランとテトラヒドロフランの共重合ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ネオペンチルグリコールとテトラヒドロフランの共重合ポリエーテルポリオール、エチレンオキサイドとテトラヒドロフランの共重合ポリエーテルポリオール、及びプロピレンオキサイドとテトラヒドロフランの共重合ポリエーテルグリコールよりなる群から選ばれた少なくとも1種である[1]乃至[7]のいずれかに記載のポリウレタンエラストマー。 [8] The polyalkylene ether glycol is polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, copolymerization polytetramethylene ether glycol of 3-methyltetrahydrofuran and tetrahydrofuran, copolymerization polyether polyol of neopentyl glycol and tetrahydrofuran, ethylene oxide The polyurethane elastomer according to any one of [1] to [7], which is at least one selected from the group consisting of a copolymerized polyether polyol of propylene oxide and tetrahydrofuran, and a copolymerized polyether glycol of propylene oxide and tetrahydrofuran.

[9] 前記ポリカーボネートジオールのハンセン溶解度パラメータの水素結合項δHと前記ポリアルキレンエーテルグリコールのハンセン溶解度パラメータの水素結合項δHとの差が3以下で、該ポリカーボネートジオール及び該ポリアルキレンエーテルグリコールの溶解球半径Rがいずれも8以上である[1]乃至[8]のいずれかに記載のポリウレタンエラストマー。 [9] The difference between the hydrogen bond term δH of the Hansen's solubility parameter of the polycarbonate diol and the hydrogen bond term δH of the Hansen's solubility parameter of the polyalkylene ether glycol is 3 or less, and the polycarbonate diol and the polyalkylene ether glycol are dissolved spheres. The polyurethane elastomer according to any one of [1] to [8], each having a radius R of 8 or more.

[10] 前記複数のイソシアネート基を有する化合物が芳香族系ジイソシアネート化合物である[1]乃至[9]のいずれかに記載のポリウレタンエラストマー。 [10] The polyurethane elastomer according to any one of [1] to [9], wherein the compound having a plurality of isocyanate groups is an aromatic diisocyanate compound.

[11] 前記芳香族系ジイソシアネート化合物が1,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート及びキシリレンジイソシアネートよりなる群から選ばれた少なくとも1種である[10]に記載のポリウレタンエラストマー。 [11] The polyurethane elastomer according to [10], wherein the aromatic diisocyanate compound is at least one selected from the group consisting of 1,4-diphenylmethane diisocyanate, toluene diisocyanate and xylylene diisocyanate.

[12] 前記鎖延長剤がエチレングリコール、1,4−ブタンジオール及び1,6−ヘキサンジオールよりなる群から選ばれた少なくとも1種である[1]乃至[11]のいずれかに記載のポリウレタンエラストマー。 [12] The polyurethane according to any one of [1] to [11], wherein the chain extender is at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol. Elastomer.

[13] 前記ポリウレタンエラストマーが熱可塑性エラストマーである[1]乃至[12]のいずれかに記載のポリウレタンエラストマー。 [13] The polyurethane elastomer according to any one of [1] to [12], wherein the polyurethane elastomer is a thermoplastic elastomer.

[14] [1]乃至[13]のいずれかに記載のポリウレタンエラストマーを製造する方法であって、前記複数のイソシアネート基を有する化合物、前記鎖延長剤、前記ポリカーボネートジオール及び前記ポリアルキレンエーテルグリコールの反応を無溶剤で実施するポリウレタンエラストマーの製造方法。 [14] A method for producing the polyurethane elastomer according to any one of [1] to [13], comprising the compound having a plurality of isocyanate groups, the chain extender, the polycarbonate diol, and the polyalkylene ether glycol. A method for producing a polyurethane elastomer, wherein the reaction is carried out without using a solvent.

本発明によれば、柔軟性及び耐久性に優れたポリウレタンエラストマーが提供される。
なお、本発明において、「耐久性」とは耐薬品性、耐候性、その他様々の化学的、物理的影響に対する抵抗性能を意味する。
According to the present invention, a polyurethane elastomer having excellent flexibility and durability is provided.
In the present invention, "durability" means chemical resistance, weather resistance, and resistance performance against various other chemical and physical influences.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be carried out within the scope of the gist thereof.

[ポリウレタンエラストマー]
本発明のポリウレタンエラストマーは、複数のイソシアネート基を有する化合物(以下、「ポリイソシアネート化合物」と称す場合がある。)、ポリオール及びポリアミンよりなる群から選ばれた少なくとも1種の鎖延長剤、下記式(A)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(A)」と称す場合がある。)と下記式(B)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(B)」と称す場合がある。)を有するポリカーボネートジオール、並びにポリアルキレンエーテルグリコールを反応させて得られるものである。
[Polyurethane elastomer]
The polyurethane elastomer of the present invention is a compound having a plurality of isocyanate groups (hereinafter sometimes referred to as “polyisocyanate compound”), at least one chain extender selected from the group consisting of polyols and polyamines, and the following formula: A repeating unit represented by (A) (hereinafter sometimes referred to as "repeating unit (A)") and a repeating unit represented by the following formula (B) (hereinafter referred to as "repeating unit (B)") In some cases) and a polyalkylene ether glycol.

Figure 2020084152
Figure 2020084152

(上記式(A)において、pは2〜20の整数であり、nは3〜50の整数である。上記式(B)において、mは1〜50の整数であり、Rは分岐鎖を含む炭素数3〜20のアルキレン基である。) (In the formula (A), p is an integer of 2 to 20 and n is an integer of 3 to 50. In the formula (B), m is an integer of 1 to 50 and R 1 is a branched chain. Is an alkylene group having 3 to 20 carbon atoms including.

<ポリイソシアネート化合物>
本発明のポリウレタンエラストマーの製造原料として使用されるポリイソシアネート化合物は、イソシアネート基を2以上有するものであればよく、脂肪族、脂環族又は芳香族の各種公知のポリイソシアネート化合物が挙げられる。
<Polyisocyanate compound>
The polyisocyanate compound used as a raw material for producing the polyurethane elastomer of the present invention may be one having two or more isocyanate groups, and various known aliphatic, alicyclic or aromatic polyisocyanate compounds can be mentioned.

例えば、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、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−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及びダイマー酸のカルボキシル基をイソシアネート基に転化したダイマージイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物;1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1−メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1−メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート及び1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサンなどの脂環族ジイソシアネート化合物;キシリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジイソシアネート、トルエンジイソシアネート(2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート)、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、4,4’−ジベンジルジイソシアネート、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、フェニレンジイソシアネート及びm−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート化合物等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 For example, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate and dimerisocyanate obtained by converting the carboxyl group of dimer acid into an isocyanate group. Aliphatic diisocyanate compound; 1,4-cyclohexane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1-methyl-2,4-cyclohexane diisocyanate, 1-methyl-2,6-cyclohexane diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate and 1,3- Alicyclic diisocyanate compounds such as bis(isocyanatomethyl)cyclohexane; xylylene diisocyanate, 4,4'-diphenyl diisocyanate, toluene diisocyanate (2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate), m-phenylene diisocyanate, p -Phenylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenyldimethylmethane diisocyanate, 4,4'-dibenzyl diisocyanate, dialkyldiphenylmethane diisocyanate, tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, 3, Aromatic diisocyanate compounds such as 3′-dimethyl-4,4′-biphenylene diisocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate, phenylene diisocyanate and m-tetramethylxylylene diisocyanate can be used. These may be used alone or in combination of two or more.

これらの中でも、ポリオールとの反応性や得られるポリウレタンエラストマーの硬化性の高さから芳香族ポリイソシアネート化合物が好ましく、特に工業的に安価に多量に入手が可能な点で、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、「MDI」と称する場合がある)、トルエンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアネートが好ましい。 Among these, aromatic polyisocyanate compounds are preferable because of their reactivity with polyols and high curability of the resulting polyurethane elastomer, and 4,4′-diphenylmethane is particularly preferable because they are industrially inexpensive and available in large amounts. Diisocyanate (hereinafter sometimes referred to as “MDI”), toluene diisocyanate (TDI), and xylylene diisocyanate are preferable.

<鎖延長剤>
本発明のポリウレタンエラストマーの製造原料として使用される鎖延長剤は、後述するイソシアネート基を有するプレポリマーを製造する場合において、イソシアネート基と反応する活性水素を少なくとも2個有する低分子量化合物であり、ポリオール及びポリアミンから選ばれる。
<Chain extender>
The chain extender used as a raw material for producing the polyurethane elastomer of the present invention is a low molecular weight compound having at least two active hydrogens that react with an isocyanate group in the case of producing a prepolymer having an isocyanate group described later, and a polyol And polyamines.

その具体例としては、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、1,8−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、1,12−ドデカンジオール等の直鎖ジオール類;2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2,4−ヘプタンジオール、1,4−ジメチロールヘキサン、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、ダイマージオール等の分岐鎖を有するジオール類;ジエチレングリコール、プロピレングリコール等のエーテル基を有するジオール類;1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−ジヒドロキシエチルシクロヘキサン等の脂環構造を有するジオール類、キシリレングリコール、1,4−ジヒドロキシエチルベンゼン、4,4’−メチレンビス(ヒドロキシエチルベンゼン)等の芳香族基を有するジオール類;グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のポリオール類;N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン等のヒドロキシアミン類;エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、ヘキサメチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、イソホロンジアミン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、4,4’−ジフェニルメタンジアミン、メチレンビス(o−クロロアニリン)、キシリレンジアミン、ジフェニルジアミン、トリレンジアミン、ヒドラジン、ピペラジン、N,N’−ジアミノピペラジン等のポリアミン類;等を挙げることができる。 Specific examples thereof include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol and 1,9-nonanediol. , Linear diols such as 1,10-decanediol and 1,12-dodecanediol; 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2,2-diethyl -1,3-propanediol, 2-methyl-2-propyl-1,3-propanediol, 2,4-heptanediol, 1,4-dimethylolhexane, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2 ,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, dimer diols having branched chains Diols having an ether group such as diethylene glycol and propylene glycol; diols having an alicyclic structure such as 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,4-dihydroxyethylcyclohexane, xylylene glycol, Diols having an aromatic group such as 1,4-dihydroxyethylbenzene and 4,4′-methylenebis(hydroxyethylbenzene); polyols such as glycerin, trimethylolpropane and pentaerythritol; N-methylethanolamine, N-ethylethanol Hydroxyamines such as amines; ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, hexamethylenediamine, triethylenetetramine, diethylenetriamine, isophoronediamine, 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 2-hydroxyethylpropylenediamine, di-2-hydroxy. Ethylethylenediamine, di-2-hydroxyethylpropylenediamine, 2-hydroxypropylethylenediamine, di-2-hydroxypropylethylenediamine, 4,4'-diphenylmethanediamine, methylenebis(o-chloroaniline), xylylenediamine, diphenyldiamine, tri Polyamines such as diamine, hydrazine, piperazine, N,N′-diaminopiperazine; and the like can be mentioned.

これらの鎖延長剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 These chain extenders may be used alone or in combination of two or more.

これらの中でも得られるポリウレタンエラストマーのソフトセグメントとハードセグメントの相分離性に優れることによる柔軟性と弾性回復性に優れる点、工業的に安価に多量に入手が可能な点で、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールが好ましい。 Among these, 1,4-butane is excellent in flexibility and elastic recovery due to excellent phase separation between the soft segment and the hard segment of the polyurethane elastomer obtained, and in that it is industrially available in large quantities at low cost. Diol, 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol are preferred.

<ポリカーボネートジオール>
本発明のポリウレタンエラストマーの製造原料として用いるポリカーボネートジオール(以下、「本発明のポリカーボネートジオール」と称す場合がある。)は、下記式(A)で表される繰り返し単位(A)と下記式(B)で表される繰り返し単位(B)を有するものである。
<Polycarbonate diol>
The polycarbonate diol used as a raw material for producing the polyurethane elastomer of the present invention (hereinafter sometimes referred to as the “polycarbonate diol of the present invention”) includes the repeating unit (A) represented by the following formula (A) and the following formula (B). ) Having the repeating unit (B).

Figure 2020084152
Figure 2020084152

(上記式(A)において、pは2〜20の整数であり、nは3〜50の整数である。上記式(B)において、mは1〜50の整数であり、Rは分岐鎖を含む炭素数3〜20のアルキレン基である。) (In the formula (A), p is an integer of 2 to 20 and n is an integer of 3 to 50. In the formula (B), m is an integer of 1 to 50 and R 1 is a branched chain. Is an alkylene group having 3 to 20 carbon atoms including.

繰り返し単位(A)と繰り返し単位(B)を有するポリカーボネートジオールを用いることで、柔軟性、耐久性のバランス及び応力緩和に優れたポリウレタンエラストマーを製造することができる。 By using the polycarbonate diol having the repeating unit (A) and the repeating unit (B), it is possible to produce a polyurethane elastomer having excellent balance of flexibility, durability and stress relaxation.

繰り返し単位(A)において、pは好ましくは3〜12、より好ましくは3〜6、特に好ましくは4又は6であり、繰り返し単位(A)は1,4−ブタンジオール(p=4)、1,5−ペンタンジオール(p=5)、1,6−ヘキサンジオール(p=6)に由来するものであることが、工業的入手性、得られるポリウレタンエラストマーの物性が優れるなどの観点から好ましく、特に−(CH−はn−ブチレン基、n−ヘキシレン基が好ましい。 In the repeating unit (A), p is preferably 3 to 12, more preferably 3 to 6, and particularly preferably 4 or 6, and the repeating unit (A) is 1,4-butanediol (p=4), 1 ,5-pentanediol (p=5) and 1,6-hexanediol (p=6) are preferable, from the viewpoints of industrial availability and excellent physical properties of the resulting polyurethane elastomer, in particular - (CH 2) P - is n- butylene, n- hexylene group is preferable.

繰り返し単位(A)は、ポリカーボネートジオールの原料ジオールとして、炭素数2〜20の直鎖脂肪族ジヒドロキシ化合物を用いることで、ポリカーボネートジオールに導入することができる。 The repeating unit (A) can be introduced into the polycarbonate diol by using a linear aliphatic dihydroxy compound having 2 to 20 carbon atoms as a raw material diol of the polycarbonate diol.

繰り返し単位(A)において、nが3未満では得られるポリウレタンエラストマーの柔軟性が劣る傾向があり、50を超えると得られるポリカーボネートジオールの粘度が高くなり取扱い性が悪くなる傾向がある。よって、nは3〜50であり、好ましくは3〜40、より好ましくは5〜30である。 In the repeating unit (A), when n is less than 3, the flexibility of the obtained polyurethane elastomer tends to be poor, and when it exceeds 50, the viscosity of the obtained polycarbonate diol tends to be high and the handleability tends to be poor. Therefore, n is 3 to 50, preferably 3 to 40, and more preferably 5 to 30.

一方、繰り返し単位(B)において、Rは分岐鎖を含む炭素数3〜20のアルキレン基であり、ポリアルキレンポリオールとの相溶性の観点から、好ましくは、Rにおける分岐鎖の炭素数の割合がRの全炭素数に対して0.05〜0.5である分岐アルキレン基である。このような分岐アルキレン基としては、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール及び2−メチル−1,4−ブタンジオールに由来するものが挙げられる。 On the other hand, in the repeating unit (B), R 1 is an alkylene group having a branched chain and having 3 to 20 carbon atoms, and from the viewpoint of compatibility with the polyalkylene polyol, preferably, the number of carbon atoms of the branched chain in R 1 is A branched alkylene group having a ratio of 0.05 to 0.5 with respect to the total number of carbon atoms of R 1 . Such branched alkylene groups include those derived from neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-1,3-propanediol and 2-methyl-1,4-butanediol. Can be mentioned.

繰り返し単位(B)において、mが1未満ではポリアルキレンポリオールとの相溶性が低下し、得られるポリウレタンエラストマーの柔軟性と耐久性が劣る傾向があり、50を超えると耐摩耗性が劣る傾向がある。よって、mは1〜50であり、好ましくは2〜50、より好ましくは2〜40、さらに好ましくは2〜30である。 In the repeating unit (B), when m is less than 1, the compatibility with the polyalkylene polyol tends to be low, and the flexibility and durability of the resulting polyurethane elastomer tend to be poor, and when it exceeds 50, the abrasion resistance tends to be poor. is there. Therefore, m is 1 to 50, preferably 2 to 50, more preferably 2 to 40, and further preferably 2 to 30.

なお、本発明のポリカーボネートジオールには、繰り返し単位(A)の1種のみが含まれていてもよく、2種以上が含まれていてもよい。また、繰り返し単位(B)についても1種のみが含まれていてもよく、2種以上が含まれていてもよい。また、本発明の効果を損なわない範囲において、繰り返し単位(A)及び繰り返し単位(B)以外の繰り返し単位が、例えば全繰り返し単位中に5.0モル%以下含まれていてもよい。 The polycarbonate diol of the present invention may contain only one type of repeating unit (A) or may contain two or more types thereof. Further, the repeating unit (B) may contain only one kind or two or more kinds. Further, repeating units other than the repeating unit (A) and the repeating unit (B) may be contained in, for example, 5.0 mol% or less in all the repeating units, as long as the effects of the present invention are not impaired.

本発明のポリカーボネートジオールに含まれる構造単位(A)に対する構造単位(B)のモル比率(構造単位(B)/構造単位(A)、「モル比率(B)/(A)」と称す場合がある。)は0.03〜10であることが好ましく、特に0.05〜4であることが好ましく、とりわけ0.10〜1.00であることが好ましい。上記範囲よりも構造単位(A)が多く、構造単位(B)が少ないと他のポリオールとの相溶性が低下する傾向があり、逆に構造単位(A)が少なく、構造単位(B)が多いと、得られるポリウレタンエラストマーの柔軟性、特に低温での柔軟性や、耐薬品性が低下する傾向がある。
なお、ポリカーボネートジオールのモル比率(B)/(A)は、後述の実施例の項に記載の方法で測定される。
The molar ratio of the structural unit (B) to the structural unit (A) contained in the polycarbonate diol of the present invention (structural unit (B)/structural unit (A), sometimes referred to as “molar ratio (B)/(A)”). Is preferably 0.03 to 10, particularly preferably 0.05 to 4, and particularly preferably 0.10 to 1.00. When the amount of the structural unit (A) is larger and the amount of the structural unit (B) is smaller than the above range, the compatibility with other polyols tends to decrease, and conversely, the structural unit (A) is small and the structural unit (B) is When the amount is large, the flexibility of the obtained polyurethane elastomer tends to be lowered, especially the flexibility at low temperature and the chemical resistance.
The molar ratio (B)/(A) of the polycarbonate diol is measured by the method described in the section of Examples below.

本発明のポリカーボネートジオールは、構造単位(A)を導入するための炭素数2〜20、好ましくは炭素数4〜6の直鎖脂肪族ジヒドロキシ化合物、具体的には、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、1,10−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、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,16−ヘキサデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、好ましくは1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタジオール、1,6−ヘキサンジオール等の1種又は2種以上と、構造単位(B)を導入するための炭素数3〜20の分岐脂肪族ジヒドロキシ化合物、好ましくはネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,4−ブタンジオール等の1種又は2種以上とを、前述の好適な構造単位(B)/構造単位(A)モル比となるように原料ジヒドロキシ化合物として用い、これらのジヒドロキシ化合物とポリカーボネート化合物とを、触媒の存在下に常法に従って重合反応させることにより製造することができる。 The polycarbonate diol of the present invention is a linear aliphatic dihydroxy compound having 2 to 20 carbon atoms, preferably 4 to 6 carbon atoms for introducing the structural unit (A), specifically 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, 1,13-tridecanediol, One or two kinds of 1,14-tetradecanediol, 1,16-hexadecanediol, 1,18-octadecanediol, preferably 1,4-butanediol, 1,5-pentadiol, 1,6-hexanediol and the like. In addition to the above, a branched aliphatic dihydroxy compound having 3 to 20 carbon atoms for introducing the structural unit (B), preferably neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-1,3- One or more kinds of propanediol, 2-methyl-1,4-butanediol and the like are used as a raw material dihydroxy compound so as to have the above-mentioned suitable structural unit (B)/structural unit (A) molar ratio. Can be produced by polymerizing the dihydroxy compound and the polycarbonate compound according to a conventional method in the presence of a catalyst.

本発明のポリカーボネートジオールの製造に使用可能なカーボネート化合物としては、本発明の効果を損なわない限り限定されないが、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート、またはアルキレンカーボネートが挙げられる。これらは1種であっても複数種であってもよい。このうち反応性の観点からジアリールカーボネートが好ましい。 The carbonate compound that can be used for producing the polycarbonate diol of the present invention is not limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and examples thereof include dialkyl carbonate, diaryl carbonate, and alkylene carbonate. These may be one kind or plural kinds. Of these, diaryl carbonate is preferable from the viewpoint of reactivity.

カーボネート化合物の具体例としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート等が挙げられ、ジフェニルカーボネートが好ましい。 Specific examples of the carbonate compound include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate, diphenyl carbonate, ethylene carbonate and the like, with diphenyl carbonate being preferred.

ポリカーボネートジオールを製造する場合には、重合を促進するために必要に応じてエステル交換触媒を用いることができる。
エステル交換触媒としては、一般にエステル交換能があるとされている化合物であれば制限なく用いることができる。
In the case of producing a polycarbonate diol, a transesterification catalyst can be used if necessary to accelerate the polymerization.
As the transesterification catalyst, any compound generally known to have transesterification ability can be used without limitation.

エステル交換触媒の例を挙げると、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等の長周期型周期表(以下、単に「周期表」と記載する。)第1族金属(水素を除く)の化合物;マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等の周期表第2族金属の化合物;チタン、ジルコニウム等の周期表第4族金属の化合物;ハフニウム等の周期表第5族金属の化合物;コバルト等の周期表第9族金属の化合物;亜鉛等の周期表第12族金属の化合物;アルミニウム等の周期表第13族金属の化合物;ゲルマニウム、スズ、鉛等の周期表第14族金属の化合物;アンチモン、ビスマス等の周期表第15族金属の化合物;ランタン、セリウム、ユーロピウム、イッテルビウム等ランタナイド系金属の化合物等が挙げられる。これらのうち、エステル交換反応速度を高めるという観点から、周期表第1族金属(水素を除く)の化合物、周期表第2族金属の化合物、周期表第4族金属の化合物、周期表第5族金属の化合物、周期表第9族金属の化合物、周期表第12族金属の化合物、周期表第13族金属の化合物、周期表第14族金属の化合物が好ましく、周期表第1族金属(水素を除く)の化合物、周期表第2族金属の化合物がより好ましく、周期表第2族金属の化合物がさらに好ましい。周期表第1族金属(水素を除く)の化合物の中でも、リチウム、カリウム、ナトリウムの化合物が好ましく、リチウム、ナトリウムの化合物がより好ましく、ナトリウムの化合物がさらに好ましい。周期表第2族金属の化合物の中でも、マグネシウム、カルシウム、バリウムの化合物が好ましく、カルシウム、マグネシウムの化合物がより好ましく、マグネシウムの化合物がさらに好ましい。これらの金属化合物は主に、水酸化物や塩等として使用される。塩として使用される場合の塩の例としては、塩化物、臭化物、ヨウ化物等のハロゲン化物塩;酢酸塩、ギ酸塩、安息香酸塩等のカルボン酸塩;炭酸塩、硝酸塩等の無機酸塩;メタンスルホン酸やトルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等のスルホン酸塩;リン酸塩やリン酸水素塩、リン酸二水素塩等のリン含有の塩;アセチルアセトナート塩;等が挙げられる。触媒金属は、さらにメトキシドやエトキシドの様なアルコキシドとして用いることもできる。 Examples of transesterification catalysts include long-periodic periodic tables (hereinafter simply referred to as "periodic table") such as lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium, and compounds of Group 1 metals (excluding hydrogen); Compounds of Group 2 metals of the periodic table such as magnesium, calcium, strontium, barium; compounds of Group 4 metals of the periodic table such as titanium and zirconium; compounds of Group 5 metals of the periodic table such as hafnium; compounds of the periodic table such as cobalt Compounds of Group 9 metals; compounds of Group 12 metals of the periodic table such as zinc; compounds of Group 13 metals of the periodic table such as aluminum; compounds of Group 14 metals of the periodic table such as germanium, tin, lead; antimony, bismuth, etc. Compounds of Group 15 metals of the periodic table of lanthanides; compounds of lanthanide-based metals such as lanthanum, cerium, europium, and ytterbium. Among these, from the viewpoint of increasing the transesterification reaction rate, compounds of Group 1 metals (excluding hydrogen) of the periodic table, compounds of Group 2 metals of the periodic table, compounds of Group 4 metals of the periodic table, and Group 5 of the periodic table. A compound of a group metal, a compound of a group 9 metal of the periodic table, a compound of a group 12 metal of the periodic table, a compound of a group 13 metal of the periodic table, a compound of a group 14 metal of the periodic table is preferable, and a group 1 metal of the periodic table ( Compounds other than hydrogen) and compounds of Group 2 metals of the periodic table are more preferable, and compounds of Group 2 metals of the periodic table are further preferable. Among the compounds of Group 1 metals (excluding hydrogen) of the periodic table, compounds of lithium, potassium and sodium are preferable, compounds of lithium and sodium are more preferable, and compounds of sodium are further preferable. Among the compounds of Group 2 metals of the periodic table, the compounds of magnesium, calcium and barium are preferable, the compounds of calcium and magnesium are more preferable, and the compounds of magnesium are further preferable. These metal compounds are mainly used as hydroxides and salts. When used as a salt, examples of the salt include halide salts such as chloride, bromide and iodide; carboxylates such as acetate, formate and benzoate; inorganic salts such as carbonate and nitrate. Sulfonic acid salts such as methanesulfonic acid, toluenesulfonic acid and trifluoromethanesulfonic acid; phosphorus-containing salts such as phosphates, hydrogen phosphate and dihydrogen phosphate; acetylacetonate salts; The catalyst metal can also be used as an alkoxide such as methoxide or ethoxide.

これらのうち、好ましくは、周期表第2族金属から選ばれた少なくとも1種の金属の酢酸塩や硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、リン酸塩、水酸化物、ハロゲン化物、アルコキシドが用いられ、より好ましくは周期表第2族金属の酢酸塩や炭酸塩、水酸化物が用いられ、さらに好ましくはマグネシウム、カルシウムの酢酸塩や炭酸塩、水酸化物が用いられ、特に好ましくはマグネシウム、カルシウムの酢酸塩が用いられ、最も好ましくは酢酸マグネシウムが用いられる。 Among these, preferably, acetate, nitrate, sulfate, carbonate, phosphate, hydroxide, halide and alkoxide of at least one metal selected from Group 2 metals of the periodic table are used, More preferably, acetates, carbonates and hydroxides of metals of Group 2 of the periodic table are used, more preferably acetates, carbonates and hydroxides of magnesium and calcium are used, and particularly preferably magnesium and calcium are used. Acetate is used, most preferably magnesium acetate.

本発明のポリカーボネートジオールの製造において、カーボネート化合物の使用量は、特に限定されないが、通常ジヒドロキシ化合物の合計1モルに対するモル比率で、下限が好ましくは0.35、より好ましくは0.50、さらに好ましくは0.60であり、上限は好ましくは1.00、より好ましくは0.98、さらに好ましくは0.97である。カーボネート化合物の使用量が上記上限超過では得られるポリカーボネートジオールの末端基が水酸基でないものの割合が増加したり、分子量が所定の範囲とならない場合があり、前記下限未満では所定の分子量まで重合が進行しない場合がある。 In the production of the polycarbonate diol of the present invention, the amount of the carbonate compound used is not particularly limited, but the lower limit is usually 0.35, more preferably 0.50, and further preferably the molar ratio to the total of 1 mol of dihydroxy compounds. Is 0.60, and the upper limit is preferably 1.00, more preferably 0.98, and further preferably 0.97. If the amount of the carbonate compound used exceeds the above upper limit, the ratio of the obtained polycarbonate diol whose terminal group is not a hydroxyl group may increase, or the molecular weight may not fall within a predetermined range. If the amount is less than the above lower limit, the polymerization does not proceed to a predetermined molecular weight. There are cases.

本発明のポリカーボネートジオールを製造するにあたって、前述のエステル交換触媒を用いる場合、その使用量は、得られるポリカーボネートジオール中に残存しても性能に影響の生じない量であることが好ましい。 When the above-mentioned transesterification catalyst is used in the production of the polycarbonate diol of the present invention, the amount used is preferably an amount that does not affect the performance even if it remains in the obtained polycarbonate diol.

エステル交換触媒の使用量は、原料ジヒドロキシ化合物の重量に対する金属の重量比として、上限が500重量ppmであることが好ましく、100重量ppmであることがより好ましく、50重量ppmであることがさらに好ましく、10重量ppmであることが特に好ましい。一方、下限は十分な重合活性が得られる量として、0.01重量ppmであることが好ましく、0.1重量ppmであることがより好ましく、1重量ppmであることがさらに好ましい。 The upper limit of the amount of the transesterification catalyst used is preferably 500 ppm by weight, more preferably 100 ppm by weight, and further preferably 50 ppm by weight as a weight ratio of the metal to the weight of the starting dihydroxy compound. Particularly preferred is 10 ppm by weight. On the other hand, the lower limit is preferably 0.01 ppm by weight, more preferably 0.1 ppm by weight, and even more preferably 1 ppm by weight, as an amount at which sufficient polymerization activity is obtained.

エステル交換反応の際の反応温度は、実用的な反応速度が得られる温度であれば任意に採用することができる。通常反応温度の下限は70℃であることが好ましく、100℃であることがより好ましく、130℃であることがさらに好ましい。反応温度の上限は、通常250℃であることが好ましく、230℃であることがより好ましく、200℃であることがさらに好ましい。反応温度を上記上限以下とすることにより、得られるポリカーボネートジオールが着色したり、エーテル構造が生成するなどの品質上の問題が生じるのを防ぐことができる。 The reaction temperature in the transesterification reaction can be arbitrarily selected as long as it is a temperature at which a practical reaction rate can be obtained. Usually, the lower limit of the reaction temperature is preferably 70°C, more preferably 100°C, and further preferably 130°C. The upper limit of the reaction temperature is usually preferably 250°C, more preferably 230°C, and further preferably 200°C. By setting the reaction temperature to the above upper limit or less, it is possible to prevent problems such as coloring of the obtained polycarbonate diol and formation of an ether structure from occurring in quality.

さらには、ポリカーボネートジオールを製造するエステル交換反応の全工程を通じて反応温度を180℃以下とすることが好ましく、170℃以下とすることがより好ましく、160℃以下とすることがさらに好ましい。全工程を通じて反応温度を180℃以下とすることにより、条件によって着色し易くなるのを防ぐことができる。 Furthermore, the reaction temperature is preferably 180° C. or lower, more preferably 170° C. or lower, and further preferably 160° C. or lower throughout the entire process of transesterification reaction for producing a polycarbonate diol. By setting the reaction temperature to 180° C. or lower in all the steps, it becomes possible to prevent the coloring from becoming easy depending on the conditions.

反応は常圧で行なうこともできるが、エステル交換反応は平衡反応であり、生成する軽沸成分を系外に留去することで反応を生成系に偏らせることができる。従って、通常、反応後半には、減圧条件を採用して軽沸成分を留去しながら反応することが好ましい。或いは、反応の途中から徐々に圧力を下げて生成する軽沸成分を留去しながら反応させていくことも可能である。特に反応の終期において減圧度を高めて反応を行うと、副生したモノアルコール、フェノール類および環状カーボネートなどを留去することができるので好ましい。
この際の反応終了時の反応圧力は、上限が10kPaであることが好ましく、5kPaであることがより好ましく、1kPaであることがさらに好ましい。
軽沸成分の留出を効果的に行うために、反応系へ、窒素、アルゴンおよびヘリウムなどの不活性ガスを流通しながら該反応を行うこともできる。
Although the reaction can be carried out under normal pressure, the transesterification reaction is an equilibrium reaction, and the reaction can be biased to the production system by distilling the produced light-boiling component out of the system. Therefore, in the latter half of the reaction, it is usually preferable to employ a reduced pressure condition to distill away the light-boiling components and carry out the reaction. Alternatively, it is possible to gradually lower the pressure from the middle of the reaction to distill off the light-boiling component that is produced and to carry out the reaction. In particular, it is preferable to carry out the reaction by increasing the degree of reduced pressure at the end of the reaction, since by-products such as monoalcohol, phenols and cyclic carbonate can be distilled off.
The upper limit of the reaction pressure at the end of the reaction is preferably 10 kPa, more preferably 5 kPa, and even more preferably 1 kPa.
In order to effectively distill the light-boiling component, the reaction can be carried out while flowing an inert gas such as nitrogen, argon and helium into the reaction system.

エステル交換反応の際に低沸のカーボネート化合物やジヒドロキシ化合物を使用する場合は、反応初期はカーボネート化合物やジヒドロキシ化合物の沸点近辺で反応を行い、反応が進行するにつれて、徐々に温度を上げて、さらに反応を進行させる、という方法も採用可能である。このようにすることで、反応初期の未反応のカーボネート化合物の留去を防ぐことができる。 When a low boiling carbonate compound or a dihydroxy compound is used in the transesterification reaction, the reaction is carried out near the boiling point of the carbonate compound or the dihydroxy compound in the initial stage of the reaction, and the temperature is gradually raised as the reaction proceeds, A method of advancing the reaction can also be adopted. By doing so, it is possible to prevent the unreacted carbonate compound from being distilled off at the initial stage of the reaction.

さらにこれら原料の留去を防ぐ目的で、反応器に還流管をつけて、カーボネート化合物とジヒドロキシ化合物を還流させながら反応を行うことも可能であり、この場合、仕込んだ原料が失われず試剤の量比を正確に合わせることができる。 Further, in order to prevent the distillation of these raw materials, it is possible to attach a reflux tube to the reactor and carry out the reaction while refluxing the carbonate compound and the dihydroxy compound. In this case, the charged raw materials are not lost and the amount of the reagent is increased. The ratio can be adjusted exactly.

重合反応は、バッチ式または連続式で行うことができるが、製品の安定性等から連続式で行うことが好ましい。使用する装置は、槽型、管型および塔型のいずれの形式であってもよく、各種の攪拌翼を具備した公知の重合槽等を使用することができる。装置昇温中の雰囲気は特に制限はないが、製品の品質の観点から、窒素ガス等の不活性ガス中、常圧または減圧下で行うのが好ましい。 The polymerization reaction can be carried out in a batch system or a continuous system, but it is preferred to carry out the polymerization system in a continuous system in view of the stability of the product. The apparatus used may be of any of a tank type, a tube type and a tower type, and a known polymerization tank equipped with various stirring blades can be used. The atmosphere during the temperature rise of the apparatus is not particularly limited, but from the viewpoint of product quality, it is preferable to perform the atmosphere in an inert gas such as nitrogen gas under normal pressure or reduced pressure.

重合反応は、生成するポリカーボネートジオールの分子量を測定しながら、目的の分子量となったところで終了する。重合に必要な反応時間は、使用するジヒドロキシ化合物、カーボネート化合物、および触媒の使用の有無および種類により大きく異なるので、一概に規定することは出来ないが、通常50時間以下であることが好ましく、20時間以下であることがより好ましく、10時間以下であることがさらに好ましい。 The polymerization reaction is terminated when the molecular weight of the produced polycarbonate diol is measured and when the target molecular weight is reached. The reaction time required for the polymerization is largely different depending on the presence or absence and type of the dihydroxy compound, the carbonate compound, and the catalyst used, and therefore cannot be unconditionally specified, but it is usually preferably 50 hours or less, The time is more preferably less than or equal to the time, more preferably less than or equal to 10 hours.

重合反応の際に触媒を用いた場合、通常得られたポリカーボネートジオールには触媒が残存し、残存する触媒により、ポリウレタン化反応の制御が出来なくなる場合がある。この残存する触媒の影響を抑制するために、使用されたエステル交換触媒とほぼ等モルのリン系化合物等の触媒失活剤を添加し、エステル交換触媒を不活性化することが好ましい。さらには触媒失活剤添加後、後述のように加熱処理等により、エステル交換触媒を効率的に不活性化することができる。 When a catalyst is used during the polymerization reaction, the catalyst usually remains in the obtained polycarbonate diol, and the remaining catalyst may make it impossible to control the polyurethane-forming reaction. In order to suppress the influence of the remaining catalyst, it is preferable to inactivate the transesterification catalyst by adding a catalyst deactivator such as a phosphorus compound in approximately equimolar to the used transesterification catalyst. Furthermore, after the catalyst deactivator is added, the transesterification catalyst can be efficiently deactivated by a heat treatment or the like as described later.

エステル交換触媒の不活性化に使用されるリン系化合物としては、例えば、リン酸、亜リン酸などの無機リン酸や、リン酸ジブチル、リン酸トリブチル、リン酸トリオクチル、リン酸トリフェニル、亜リン酸トリフェニルなどの有機リン酸エステル等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the phosphorus-based compound used for deactivating the transesterification catalyst include, for example, phosphoric acid, inorganic phosphoric acid such as phosphorous acid, dibutyl phosphate, tributyl phosphate, trioctyl phosphate, triphenyl phosphate, and phosphite. Examples thereof include organic phosphoric acid esters such as triphenyl phosphate. These may be used alone or in combination of two or more.

前記リン系化合物の使用量は、特に限定はされないが、使用されたエステル交換触媒とほぼ等モルであればよく、具体的には、使用されたエステル交換触媒1モルに対して上限が好ましくは5モル、より好ましくは2モルであり、下限が好ましくは0.8モル、より好ましくは1.0モルである。これより少ない量のリン系化合物を使用した場合は、反応生成物中のエステル交換触媒の不活性化が十分でなく、得られたポリカーボネートジオールをポリウレタンエラストマー製造用原料として使用する時、該ポリカーボネートジオールのイソシアネート基に対する反応性を十分に低下させることができない場合がある。また、この範囲を超えるリン系化合物を使用すると得られたポリカーボネートジオールが着色してしまう可能性がある。 The amount of the phosphorus compound used is not particularly limited as long as it is almost equimolar to the transesterification catalyst used, and specifically, the upper limit is preferably 1 mol per transesterification catalyst used. It is 5 mol, more preferably 2 mol, and the lower limit is preferably 0.8 mol, more preferably 1.0 mol. When a phosphorus compound in an amount smaller than this is used, the inactivation of the transesterification catalyst in the reaction product is not sufficient, and when the obtained polycarbonate diol is used as a raw material for producing a polyurethane elastomer, the polycarbonate diol is In some cases, the reactivity with respect to the isocyanate group cannot be sufficiently reduced. Further, when a phosphorus compound exceeding this range is used, the obtained polycarbonate diol may be colored.

リン系化合物を添加することによるエステル交換触媒の不活性化は、室温でも行うことができるが、加熱処理するとより効率的である。この加熱処理の温度は、特に限定はされないが、上限が好ましくは180℃、より好ましくは150℃、さらに好ましくは120℃、特に好ましくは100℃であり、下限は、好ましくは50℃、より好ましくは60℃、さらに好ましくは70℃である。これより低い温度の場合は、エステル交換触媒の不活性化に時間がかかり効率的でなく、また不活性化の程度も不十分な場合がある。一方、180℃を超える温度では、得られたポリカーボネートジオールが着色することがある。
リン系化合物と反応させる時間は特に限定するものではないが、通常1〜5時間である。
Deactivation of the transesterification catalyst by adding a phosphorus compound can be performed at room temperature, but heat treatment is more efficient. The temperature of this heat treatment is not particularly limited, but the upper limit is preferably 180° C., more preferably 150° C., further preferably 120° C., particularly preferably 100° C., and the lower limit is preferably 50° C., more preferably Is 60° C., more preferably 70° C. If the temperature is lower than this, it takes time to inactivate the transesterification catalyst, which is not efficient, and the degree of inactivation may be insufficient. On the other hand, if the temperature exceeds 180°C, the obtained polycarbonate diol may be colored.
The reaction time with the phosphorus compound is not particularly limited, but is usually 1 to 5 hours.

なお、ポリカーボネートジオールに残存する触媒量は、ポリウレタン化反応の制御の観点から金属換算量で100重量ppm以下、特に10重量ppm以下であることが好ましい。一方で、必要な触媒量として金属換算量で0.01重量ppm以上、特に0.1重量ppm以上、とりわけ5重量ppm以上であることが好ましい。 The amount of the catalyst remaining in the polycarbonate diol is preferably 100 ppm by weight or less, and more preferably 10 ppm by weight or less in terms of metal, from the viewpoint of controlling the polyurethane-forming reaction. On the other hand, the required amount of the catalyst is preferably 0.01 weight ppm or more, particularly 0.1 weight ppm or more, and especially 5 weight ppm or more in terms of metal.

反応生成物は、該生成物中のポリマー末端に水酸基を有さない不純物、フェノール類、原料ジヒドロキシ化合物、カーボネート化合物、副生する軽沸の環状カーボネートおよび添加した触媒などを除去する目的で精製することができる。 The reaction product is purified for the purpose of removing impurities having no hydroxyl group at the polymer terminal, phenols, raw material dihydroxy compound, carbonate compound, by-produced light boiling cyclic carbonate, added catalyst and the like in the reaction product. be able to.

その際の精製は、軽沸化合物については、蒸留で留去する方法が採用できる。蒸留の具体的な方法としては、減圧蒸留、水蒸気蒸留および薄膜蒸留など特にその形態に制限はなく、任意の方法を採用することが可能であるが、中でも薄膜蒸留が効果的である。 For the purification at that time, a method of distilling a light boiling compound by distillation can be adopted. The distillation method is not particularly limited in its form such as vacuum distillation, steam distillation and thin film distillation, and any method can be adopted. Among them, thin film distillation is effective.

薄膜蒸留条件としては特に制限はないが、薄膜蒸留時の温度は、上限が250℃であることが好ましく、200℃であることが好ましい。また、下限が120℃であることが好ましく、150℃であることがより好ましい。
薄膜蒸留時の温度の下限を上記の値とすることにより、軽沸成分の除去効果が十分となる。また、上限を250℃とすることにより、薄膜蒸留後に得られるポリカーボネートジオールが着色するのを防ぐことができる。
The thin film distillation conditions are not particularly limited, but the upper limit of the temperature during thin film distillation is preferably 250°C, and more preferably 200°C. The lower limit is preferably 120°C, more preferably 150°C.
By setting the lower limit of the temperature during thin film distillation to the above value, the effect of removing the light-boiling components becomes sufficient. Further, by setting the upper limit to 250° C., it is possible to prevent the polycarbonate diol obtained after thin film distillation from being colored.

薄膜蒸留時の圧力は、上限が500Paであることが好ましく、150Paであることがより好ましく、70Paであることがさらに好ましく、60Paであることが特に好ましい。薄膜蒸留時の圧力を上記上限値以下とすることにより、軽沸成分の除去効果が十分に得られる。 The upper limit of the pressure during thin film distillation is preferably 500 Pa, more preferably 150 Pa, even more preferably 70 Pa, and particularly preferably 60 Pa. By setting the pressure during thin film distillation to the above upper limit or less, the effect of removing the light-boiling component can be sufficiently obtained.

また、薄膜蒸留直前のポリカーボネートジオールの保温の温度は、上限が250℃であることが好ましく、150℃であることがより好ましい。また、下限が80℃であることが好ましく、120℃であることがより好ましい。
薄膜蒸留直前のポリカーボネートジオールの保温の温度を上記下限以上とすることにより、薄膜蒸留直前のポリカーボネートジオールの流動性が低下するのを防ぐことができる。一方、上記上限以下とすることにより、薄膜蒸留後に得られるポリカーボネートジオールが着色するのを防ぐことができる。
The upper limit of the temperature for keeping the polycarbonate diol immediately before thin film distillation is preferably 250°C, more preferably 150°C. The lower limit is preferably 80°C, more preferably 120°C.
By setting the temperature for keeping the temperature of the polycarbonate diol immediately before thin film distillation to the above lower limit or more, it is possible to prevent the fluidity of the polycarbonate diol immediately before thin film distillation from decreasing. On the other hand, when the content is not more than the above upper limit, the polycarbonate diol obtained after thin film distillation can be prevented from being colored.

また、水溶性の不純物を除くために、水、アルカリ性水、酸性水およびキレート剤溶解溶液などで洗浄してもよい。その場合水に溶解させる化合物は任意に選択できる。 Further, in order to remove water-soluble impurities, washing may be performed with water, alkaline water, acidic water, a solution containing a chelating agent, or the like. In that case, the compound dissolved in water can be arbitrarily selected.

原料として例えばジフェニルカーボネート等のジアリールカーボネートを使用した場合、ポリカーボネートジオール製造中にフェノール類が副生する。フェノール類は一官能性化合物なので、ポリウレタンエラストマーを製造する際の阻害因子となる可能性がある上、フェノール類によって形成されたウレタン結合は、その結合力が弱いために、その後の工程等で熱によって解離してしまい、イソシアネートやフェノール類が再生されて不具合を起こす可能性がある。また、フェノール類は刺激性物質でもあるため、ポリカーボネートジオール中のフェノール類の残存量は、より少ない方が好ましい。ポリカーボネートジオール中のフェノール類の残存量は、具体的にはポリカーボネートジオールに対する重量比として好ましくは1000ppm以下、より好ましくは500ppm以下、さらに好ましくは300ppm以下、中でも100ppm以下であることが好ましい。ポリカーボネートジオール中のフェノール類を低減するためには、前述するようにポリカーボネートジオールの重合反応の圧力を絶対圧力として1kPa以下の高真空としたり、ポリカーボネートジオールの重合反応後に薄膜蒸留等を行ったりすることが有効である。 When a diaryl carbonate such as diphenyl carbonate is used as a raw material, phenols are by-produced during the production of polycarbonate diol. Since phenols are monofunctional compounds, they may be an inhibitory factor in the production of polyurethane elastomers, and the urethane bond formed by phenols has a weak bonding force, so the heat generated in subsequent steps May cause dissociation, and isocyanate and phenols may be regenerated and cause problems. Further, since phenols are also stimulants, it is preferable that the residual amount of phenols in the polycarbonate diol is smaller. Specifically, the residual amount of phenols in the polycarbonate diol is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, still more preferably 300 ppm or less, and particularly preferably 100 ppm or less, as a weight ratio to the polycarbonate diol. In order to reduce the phenols in the polycarbonate diol, as described above, the pressure of the polymerization reaction of the polycarbonate diol is set to a high vacuum of 1 kPa or less in absolute pressure, or thin film distillation or the like is performed after the polymerization reaction of the polycarbonate diol. Is effective.

ポリカーボネートジオール中には、製造時の原料として使用したカーボネート化合物が残存することがある。ポリカーボネートジオール中のカーボネート化合物の残存量は限定されるものではないが、少ないほうが好ましく、ポリカーボネートジオールに対する重量比として上限が好ましくは5重量%、より好ましくは3重量%、さらに好ましくは1重量%である。ポリカーボネートジオールのカーボネート化合物含有量が多すぎるとポリウレタン化の際の反応を阻害する場合がある。一方、その下限は特に制限はないが、好ましくは0.1重量%、より好ましくは0.01重量%、さらに好ましくは0重量%である。 The carbonate compound used as a raw material during production may remain in the polycarbonate diol. The residual amount of the carbonate compound in the polycarbonate diol is not limited, but is preferably as small as possible, and the upper limit of the weight ratio to the polycarbonate diol is preferably 5% by weight, more preferably 3% by weight, further preferably 1% by weight. is there. If the content of the carbonate compound in the polycarbonate diol is too high, the reaction at the time of forming a polyurethane may be hindered. On the other hand, the lower limit is not particularly limited, but is preferably 0.1% by weight, more preferably 0.01% by weight, and further preferably 0% by weight.

ポリカーボネートジオールには、製造時に使用したジヒドロキシ化合物が残存する場合がある。ポリカーボネートジオール中のジヒドロキシ化合物の残存量は、限定されるものではないが、少ないほうが好ましく、ポリカーボネートジオールに対する重量比として1重量%以下が好ましく、より好ましくは0.1重量%以下であり、さらに好ましくは0.05重量%以下である。ポリカーボネートジオール中のジヒドロキシ化合物の残存量が多いと、ポリウレタンエラストマーとした際のソフトセグメント部位の分子長が不足し、所望の物性が得られない場合がある。 The dihydroxy compound used during production may remain in the polycarbonate diol. The residual amount of the dihydroxy compound in the polycarbonate diol is not limited, but is preferably small, and the weight ratio to the polycarbonate diol is preferably 1% by weight or less, more preferably 0.1% by weight or less, and further preferably Is 0.05% by weight or less. If the amount of the dihydroxy compound remaining in the polycarbonate diol is large, the molecular length of the soft segment portion in the case of using the polyurethane elastomer may be insufficient and desired physical properties may not be obtained.

ポリカーボネートジオール中には、製造の際に副生した環状のカーボネート(環状オリゴマー)を含有する場合がある。例えば繰り返し単位(B)の原料ジヒドロキシ化合物として2,2−ジアルキル−1,3−プロパンジオールを用いた場合、5,5−ジアルキル−1,3−ジオキサン−2−オンもしくはさらにこれらが2分子ないしそれ以上で環状カーボネートとなったものなどが生成してポリカーボネートジオール中に含まれる場合がある。より具体的には、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオールを用いた場合、5,5−ジメチル−1,3−ジオキサン−2−オンもしくはさらにこれらが2分子ないしそれ以上で環状カーボネートとなったものなどが生成してポリカーボネートジオール中に含まれる場合がある。これらの化合物は、ポリウレタン化反応においては副反応をもたらす可能性があり、また濁りの原因となるため、ポリカーボネートジオールの重合反応の圧力を絶対圧力として1kPa以下の高真空にしたり、ポリカーボネートジオールの合成後に薄膜蒸留等を行ったりしてできる限り除去しておくことが好ましい。ポリカーボネートジオール中に含まれる5,5−ジアルキル−1,3−ジオキサン−3−オン等の環状カーボネートの含有量は、限定されないが、ポリカーボネートジオールに対する重量比として好ましくは3重量%以下、より好ましくは1重量%以下、さらに好ましくは0.5重量%以下である。 The polycarbonate diol may contain a cyclic carbonate (cyclic oligomer) produced as a by-product during the production. For example, when 2,2-dialkyl-1,3-propanediol is used as the starting dihydroxy compound of the repeating unit (B), 5,5-dialkyl-1,3-dioxan-2-one or two or more molecules of these are used. If it is more than that, a product such as a cyclic carbonate may be produced and contained in the polycarbonate diol. More specifically, when 2,2-dimethyl-1,3-propanediol is used, 5,5-dimethyl-1,3-dioxan-2-one or two or more of these molecules are cyclic carbonates. And the like may be generated and contained in the polycarbonate diol. These compounds may cause a side reaction in the polyurethane reaction and cause turbidity. Therefore, the pressure of the polymerization reaction of the polycarbonate diol is set to a high vacuum of 1 kPa or less as an absolute pressure, or the synthesis of the polycarbonate diol is performed. It is preferable to remove as much as possible by performing thin film distillation or the like later. The content of cyclic carbonate such as 5,5-dialkyl-1,3-dioxan-3-one contained in the polycarbonate diol is not limited, but the weight ratio to the polycarbonate diol is preferably 3% by weight or less, more preferably It is 1% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less.

本発明のポリカーボネートジオールの水酸基価は、下限は通常22.4mg−KOH/g、好ましくは28.1mg−KOH/g、より好ましくは37.4mg−KOH/gで、上限は通常448.8mg−KOH/g、好ましくは374.0mg−KOH/g、より好ましくは280.5mg−KOH/gである。水酸基価が上記下限未満では、粘度が高くなりすぎポリウレタン化の際のハンドリングが困難となる場合があり、上記上限超過では得られるポリウレタンエラストマーの柔軟性が不足する場合がある。
ポリカーボネートジオールの水酸基価は、具体的には、後述の実施例の項に記載される方法で測定される。
The lower limit of the hydroxyl value of the polycarbonate diol of the present invention is usually 22.4 mg-KOH/g, preferably 28.1 mg-KOH/g, more preferably 37.4 mg-KOH/g, and the upper limit is usually 448.8 mg-. KOH/g, preferably 374.0 mg-KOH/g, more preferably 280.5 mg-KOH/g. If the hydroxyl value is less than the above lower limit, the viscosity may be too high, which may make it difficult to handle when converting into a polyurethane. If the hydroxyl value exceeds the above upper limit, the flexibility of the obtained polyurethane elastomer may be insufficient.
The hydroxyl value of the polycarbonate diol is specifically measured by the method described in the section of Examples below.

また、本発明で用いるポリカーボネートジオールの水酸基価から求めた数平均分子量(Mn)の下限は好ましくは250であり、より好ましくは300、さらに好ましくは400である。一方、上限は好ましくは5,000であり、より好ましくは4,000、さらに好ましくは3,000である。ポリカーボネートジオールのMnが前記下限未満では、ポリウレタンエラストマーとした際に柔軟性が十分に得られない場合がある。一方前記上限超過では粘度が上がり、ポリウレタン化の際のハンドリングを損なう可能性がある。
ポリカーボネートジオールの水酸基価から求めた数平均分子量(Mn)は、具体的には、後述の実施例の項に記載される方法で測定される。
The lower limit of the number average molecular weight (Mn) obtained from the hydroxyl value of the polycarbonate diol used in the present invention is preferably 250, more preferably 300, and further preferably 400. On the other hand, the upper limit is preferably 5,000, more preferably 4,000, further preferably 3,000. If the Mn of the polycarbonate diol is less than the above lower limit, the polyurethane elastomer may not have sufficient flexibility. On the other hand, when the content exceeds the upper limit, the viscosity is increased, which may impair the handling at the time of conversion to polyurethane.
The number average molecular weight (Mn) obtained from the hydroxyl value of the polycarbonate diol is specifically measured by the method described in the section of Examples below.

本発明のポリウレタンエラストマーの製造原料としての本発明のポリカーボネートジオールは、1種のみを用いてもよく、繰り返し単位やそのモル比、物性等の異なるものを2種以上用いてもよい。 As the polycarbonate diol of the present invention as a raw material for producing the polyurethane elastomer of the present invention, only one kind may be used, or two or more kinds having different repeating units, their molar ratios, physical properties and the like may be used.

<ポリアルキレンエーテルグリコール>
ポリアルキレンエーテルグリコールは、通常、分子内の主骨格中に1つ以上のエーテル結合を有するポリヒドロキシ化合物である。
<Polyalkylene ether glycol>
Polyalkylene ether glycol is usually a polyhydroxy compound having one or more ether bonds in the main skeleton in the molecule.

ポリアルキレンエーテルグリコールの主骨格中の繰り返し単位としては、例えば、1,2−エチレングリコール単位、1,2−プロピレングリコール単位、1,3−プロパンジオール(トリメチレングリコール)単位、2−メチル−1,3−プロパンジオール単位、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール単位、1,4−ブタンジオール(テトラメチレングリコール)単位、2−メチル−1,4−ブタンジオール単位、3−メチル−1,4−ブタンジオール単位、3−メチル−1,5−ペンタンジオール単位、ネオペンチルグリコール単位、1,6−ヘキサンジオール単位、1,7−ヘプタンジオール単位、1,8−オクタンジオール単位、1,9−ノナンジオール単位、1,10−デカンジオール単位及び1,4−シクロヘキサンジメタノール単位等の炭素数1〜20の飽和炭化水素基が挙げられ、単独の繰り返し単位でポリアルキレンエーテルグリコールを形成していてもよいし、2種以上の繰り返し単位で共重合ポリアルキレンエーテルグリコールを形成していてもよい。 As the repeating unit in the main skeleton of the polyalkylene ether glycol, for example, 1,2-ethylene glycol unit, 1,2-propylene glycol unit, 1,3-propanediol (trimethylene glycol) unit, 2-methyl-1 ,3-propanediol unit, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol unit, 1,4-butanediol (tetramethylene glycol) unit, 2-methyl-1,4-butanediol unit, 3-methyl- 1,4-butanediol unit, 3-methyl-1,5-pentanediol unit, neopentyl glycol unit, 1,6-hexanediol unit, 1,7-heptanediol unit, 1,8-octanediol unit, 1 1,9-nonanediol units, 1,10-decanediol units, 1,4-cyclohexanedimethanol units, and other saturated hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms, and a single repeating unit forms a polyalkylene ether glycol. Or may form a copolymerized polyalkylene ether glycol with two or more kinds of repeating units.

本発明で用いるポリアルキレンエーテルグリコールとしては、前記繰り返し単位を主骨格中に有するポリアルキレンエーテルグリコールのうち、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、3−メチルテトラヒドロフランとテトラヒドロフランの共重合ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ネオペンチルグリコールとテトラヒドロフランの共重合ポリエーテルポリオール、エチレンオキサイドとテトラヒドロフランの共重合ポリエーテルポリオール、プロピレンオキサイドとテトラヒドロフランの共重合ポリエーテルグリコール等が得られるポリウレタンエラストマーの機械強度の観点から好ましく、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)がより好ましい。 The polyalkylene ether glycol used in the present invention includes polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, and copolymerized polytetrahydrofuran of 3-methyltetrahydrofuran and tetrahydrofuran among polyalkylene ether glycols having the repeating unit in the main skeleton. Methylene ether glycol, neopentyl glycol-tetrahydrofuran copolymer polyether polyol, ethylene oxide-tetrahydrofuran copolymer polyether polyol, propylene oxide-tetrahydrofuran copolymer polyether glycol and the like are preferred from the viewpoint of mechanical strength of the resulting polyurethane elastomer. Polytetramethylene ether glycol (PTMG) is more preferable.

本発明において、ポリウレタンエラストマーの原料として用いられるポリアルキレンエーテルグリコールの分子量は、水酸基価基準で、下限は通常200以上、好ましくは300以上、より好ましくは400以上、更に好ましくは500以上であり、上限は通常5000以下、好ましくは4000以下、より好ましくは3500以下、更に好ましくは2500以下である。 In the present invention, the molecular weight of the polyalkylene ether glycol used as a raw material for the polyurethane elastomer is a hydroxyl value, and the lower limit is usually 200 or more, preferably 300 or more, more preferably 400 or more, further preferably 500 or more, and the upper limit. Is usually 5000 or less, preferably 4000 or less, more preferably 3500 or less, and further preferably 2500 or less.

ポリアルキレンエーテルグリコールの分子量を上記上限以下とすることにより、粘度を抑え、ポリウレタン化の際のハンドリング性を損なうことがなく、一方、ポリアルキレンエーテルグリコールの分子量を上記下限以上とすることにより、ポリウレタンエラストマーとした際の柔軟性が十分に得られ、好ましい。
ポリアルキレンエーテルグリコールの水酸基価基準の分子量は、通常具体的には、後述の実施例の項に記載される方法で測定される。
By setting the molecular weight of the polyalkylene ether glycol to the above upper limit or less, the viscosity is suppressed and the handling property during polyurethane formation is not impaired, while the molecular weight of the polyalkylene ether glycol is set to the above lower limit or more, polyurethane This is preferable because it gives sufficient flexibility when used as an elastomer.
The hydroxyl group-based molecular weight of the polyalkylene ether glycol is usually specifically measured by the method described in the section of Examples below.

これらのポリアルキレンエーテルグリコールは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 These polyalkylene ether glycols may be used alone or in combination of two or more.

<ハンセン溶解度パラメータ>
本発明のポリカーボネートジオールと、上述のポリアルキレンエーテルグリコールとは、ハンセン溶解度パラメータ(HPS)における水素結合項δHの差が3以下であることが好ましい。また、溶剤との親和性を示す相互作用半球Rがいずれも8以上であることが好ましい。
本発明のポリカーボネートジオールのハンセン溶解度パラメータと、ポリアルキレンエーテルグリコールのハンセン溶解度パラメータにおける溶解性の指標の一つであるδHの差が3以下であれば、両者の相溶性が高く、溶解し易いことを示す。一方、δH差が3を超えると相溶性が低くなり、得られるポリウレタンエラストマーの物性が不十分となる。
本発明のポリカーボネートジオールとポリアルキレンエーテルグリコールとのδH差は特に2以下であることが好ましい。
<Hansen solubility parameter>
The polycarbonate diol of the present invention and the above-mentioned polyalkylene ether glycol preferably have a hydrogen bond term δH difference of 3 or less in the Hansen solubility parameter (HPS). Further, it is preferable that each of the interaction hemispheres R showing the affinity with the solvent is 8 or more.
If the difference between the Hansen solubility parameter of the polycarbonate diol of the invention and the Hansen solubility parameter of the polyalkylene ether glycol, δH, which is one of the solubility indices, is 3 or less, the compatibility between the two is high and they are easily dissolved. Indicates. On the other hand, when the δH difference exceeds 3, the compatibility becomes low and the resulting polyurethane elastomer has insufficient physical properties.
The δH difference between the polycarbonate diol of the present invention and the polyalkylene ether glycol is particularly preferably 2 or less.

このようなδH差を満たす上で、本発明のポリカーボネートジオールのδHは7以上、特に8以上、とりわけ10以上であることが好ましく、ポリアルキレンエーテルグリコールのδHは8以上、特に9以上、とりわけ11以上であることが好ましい。 In order to satisfy such a δH difference, the δH of the polycarbonate diol of the present invention is preferably 7 or more, particularly 8 or more, especially 10 or more, and the δH of the polyalkylene ether glycol is 8 or more, especially 9 or more, especially 11 The above is preferable.

ここで、ハンセン溶解度パラメータ(HSP)は、ある物質が他のある物質にどのくらい溶けるのかという溶解性を表す指標である。HSPは、ヒルデブランド(Hildebrand)によって導入された溶解度パラメータを、分散項δD、極性項δP、水素結合項δHの3成分に分割し、三次元空間に表したものである。分散項δDは分散力による効果、極性項δPは双極子間力による効果、水素結合項δHは水素結合力による効果を示し、
δD: 分子間の分散力に由来するエネルギー
δP: 分子間の極性力に由来するエネルギー
δH: 分子間の水素結合力に由来するエネルギー
と、表記される。(ここで、それぞれの単位はMPa0.5である。)
HSPの定義と計算は、下記の文献に記載されている。
Charles M. Hansen著、Hansen Solubility Parameters: A Users Handbook(CRCプレス、2007年)。
Here, the Hansen solubility parameter (HSP) is an index representing the solubility of a substance to another substance. HSP is a three-dimensional space in which a solubility parameter introduced by Hildebrand is divided into three components, a dispersion term δD, a polar term δP, and a hydrogen bond term δH. The dispersion term δD represents the effect of the dispersive force, the polar term δP represents the effect of the interdipole force, and the hydrogen bond term δH represents the effect of the hydrogen bond force.
δD: Energy derived from intermolecular dispersive force δP: Energy derived from intermolecular polar force δH: Energy derived from intermolecular hydrogen bonding force. (Here, each unit is MPa 0.5 .)
The definition and calculation of HSP are described in the following documents.
Charles M. Hansen, Hansen Solubility Parameters: A Users Handbook (CRC Press, 2007).

それぞれ、分散項はファンデルワールス力、極性項はダイポール・モーメント、水素結合項は水、アルコールなどによる作用を反映している。そしてHSPによるベクトルが似ているもの同士は溶解性が高いと判断でき、ベクトルの類似度はハンセン溶解度パラメータの距離(HSP距離)で判断し得る。また、ハンセンの溶解度パラメータは、溶解性の判断だけではなく、ある物質が他のある物質中にどの程度存在しやすいか、すなわち分散性がどの程度良いかの判断の指標ともなり得る。 The dispersion term reflects the van der Waals force, the polar term reflects the dipole moment, and the hydrogen bond term reflects the action of water and alcohol. Then, it is possible to determine that those having similar vectors by HSP have high solubility, and the similarity of vectors can be determined by the distance (HSP distance) of the Hansen solubility parameter. In addition, the Hansen solubility parameter can be an index not only for determining the solubility but also for determining how easily a certain substance is present in another certain substance, that is, how good the dispersibility is.

本発明においてHSP[δD、δP、δH]は、例えば、コンピュータソフトウエア Hansen Solubility Parameters in Practice(HSPiP)を用いることによって、その化学構造から簡便に推算できる。具体的には、HSPiPに実装されている、Y−MB法により化学構造から求められるものである。また化学構造が未知である場合は、複数の溶媒を用いた溶解テストの結果からHSPiPに実装されているスフィア法により求められるものである。 In the present invention, HSP [δD, δP, δH] can be easily estimated from its chemical structure by using, for example, computer software Hansen Solubility Parameters in Practice (HSPiP). Specifically, it is obtained from the chemical structure by the Y-MB method mounted on HSPiP. When the chemical structure is unknown, it is obtained by the sphere method implemented in HSPiP from the results of dissolution tests using a plurality of solvents.

HSP距離(Ra)は、例えば溶質(本発明ではポリカーボネートジオール、ポリアルキレンエーテルグリコール)のHSPを(δD,δP,δH)とし、溶媒(本発明ではシクロヘキサン、トルエン、クロロホルム、クロロブタン、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、1−ニトロプロパン、n−ヘプタン、テトラリン、クロロベンゼン、1−ブロモナフタレン、1,2,4−トリクロロベンゼン、ジヨードメタン、メタノール、酢酸エチル、N,N−ジメチルホルムアミド)のHSPを(δD,δP,δH)としたとき、下記式により算出することができる。
HSP距離(Ra)=
{4×(δD−δD+(δP−δP+(δH−δH0.5
HSP distance (Ra) is, for example, a solute (polycarbonate diol in the present invention, polyalkylene ether glycol) and the HSP and (δD 1, δP 1, δH 1), the solvent (cyclohexane in the present invention, toluene, chloroform, chlorobutane, acetate HSP of butyl, methyl ethyl ketone, 1-nitropropane, n-heptane, tetralin, chlorobenzene, 1-bromonaphthalene, 1,2,4-trichlorobenzene, diiodomethane, methanol, ethyl acetate, N,N-dimethylformamide) (δD 2 , δP 2 , δH 2 ) can be calculated by the following formula.
HSP distance (Ra)=
{4 × (δD 1 -δD 2 ) 2 + (δP 1 -δP 2) 2 + (δH 1 -δH 2) 2} 0.5

また、ハンセン溶解度パラメータの溶解球半径Rが大きいほど、親和性が高い関係にある溶媒が多くなり、相溶性が高いことを示す。このため、本発明のポリカーボネートジオール及び前述のポリアルキレンエーテルグリコールのハンセン溶解度パラメータの溶解球半径Rはいずれも8以上であることが好ましく、より好ましくは9以上である。 Further, it is shown that the larger the sphere radius R of the Hansen solubility parameter is, the more the solvents having the higher affinity are, and the higher the compatibility is. Therefore, the sphere radius R of the Hansen solubility parameters of the polycarbonate diol of the present invention and the above-mentioned polyalkylene ether glycol is preferably 8 or more, and more preferably 9 or more.

ここで、溶解球半径Rは、ポリカーボネートジオール又はポリアルキレンエーテルグリコールのハンセン溶解度パラメータの座標を中心座標としたときに、ポリカーボネートジオール又はポリアルキレンエーテルグリコールが溶解性を示す中心座標からの距離を示す。溶解球半径Rは、通常、ハンセン溶解度パラメータが確定している種々の溶媒にポリカーボネートジオール又はポリアルキレンエーテルグリコールを溶解させる溶解度試験を行うことによって決定される。
具体的には、溶解度試験に用いた全ての溶媒のハンセン溶解度パラメータの座標をハンセン空間にプロットしたときに、ポリカーボネートジオール又はポリアルキレンエーテルグリコーを溶解した溶媒の座標が球の内側となり、溶解しない溶媒の座標が球の外側となる球(溶解球)を探し出し、その溶解球の半径をポリカーボネートジオール又はポリアルキレンエーテルグリコール溶解球半径Rとする。
Here, the radius R of the dissolving sphere indicates the distance from the central coordinate where the polycarbonate diol or the polyalkylene ether glycol exhibits solubility when the coordinate of the Hansen solubility parameter of the polycarbonate diol or the polyalkylene ether glycol is the central coordinate. The radius R of the dissolving sphere is usually determined by conducting a solubility test in which the polycarbonate diol or the polyalkylene ether glycol is dissolved in various solvents in which the Hansen solubility parameter is established.
Specifically, when the Hansen solubility parameter coordinates of all the solvents used in the solubility test are plotted in the Hansen space, the coordinates of the solvent in which the polycarbonate diol or polyalkylene ether glyco is dissolved are inside the sphere, and the solvent that does not dissolve A sphere whose coordinates are outside the sphere (dissolving sphere) is searched for, and the radius of the dissolving sphere is defined as a polycarbonate diol or polyalkylene ether glycol dissolving sphere radius R.

<ポリカーボネートジオールとポリアルキレンエーテルグリコールとの使用割合>
本発明のポリウレタンエラストマーの製造に用いる本発明のポリカーボネートジオールとポリアルキレンエーテルグリコールの割合は、本発明のポリカーボネートジオールとポリアルキレンエーテルグリコールとの合計に対する本発明のポリカーボネートジオールの割合(以下、「PCD比率」と称す場合がある。)が25〜90重量%となるような割合であることが好ましい。
PCD比率が上記下限以上であると、本発明のポリカーボネートジオールを用いることによる耐薬品性の効果を十分に得ることができ、上記上限以下であれば、ポリアルキレンエーテルグリコールを併用することによる柔軟性や弾性回復性などの効果を十分に得ることができる。
PCD比率は、特に35〜80重量%、とりわけ50〜80重量%であることが好ましい。
<Use ratio of polycarbonate diol and polyalkylene ether glycol>
The ratio of the polycarbonate diol of the present invention and the polyalkylene ether glycol used for producing the polyurethane elastomer of the present invention is the ratio of the polycarbonate diol of the present invention to the total of the polycarbonate diol of the present invention and the polyalkylene ether glycol (hereinafter, referred to as “PCD ratio”). Is sometimes referred to as ".") is preferably 25 to 90% by weight.
When the PCD ratio is at least the above lower limit, the effect of the chemical resistance by using the polycarbonate diol of the present invention can be sufficiently obtained, and when it is at most the above upper limit, the flexibility by using the polyalkylene ether glycol in combination is obtained. And effects such as elastic recovery can be sufficiently obtained.
The PCD ratio is particularly preferably 35 to 80% by weight, particularly preferably 50 to 80% by weight.

[ポリウレタンエラストマーの製造方法]
本発明のポリウレタンエラストマーは、本発明のポリカーボネートジオールとポリアルキレンエーテルグリコールとポリイソシアネート化合物と前述の鎖延長剤とを用いること以外は、通常のポリウレタン化反応により製造することができる。
ここで、本発明のポリウレタンエラストマーの製造に当たり、溶剤を用いると、成形時に溶剤を除去する工程が必要となるため工業的に有利ではない。また溶剤は環境への負荷が大きいため、反応は無溶剤(溶剤の不存在下)で行うことが好ましい。
本発明では、ポリテトラメチレングリコールなどのポリアルキレングリコールと相溶性の高い、前述の本発明のポリカーボネートジオールを用いることで、物質移動の影響が大きい無溶剤条件でも均一かつ物性バランスに優れたポリウレタンエラストマーを得ることができる。
[Method for producing polyurethane elastomer]
The polyurethane elastomer of the present invention can be produced by a general polyurethane reaction except that the polycarbonate diol of the present invention, the polyalkylene ether glycol, the polyisocyanate compound and the above-mentioned chain extender are used.
Here, when a solvent is used in the production of the polyurethane elastomer of the present invention, a step of removing the solvent during molding is required, which is not industrially advantageous. Since the solvent has a large load on the environment, it is preferable to carry out the reaction without a solvent (in the absence of the solvent).
In the present invention, by using the above-mentioned polycarbonate diol of the present invention, which has a high compatibility with polyalkylene glycol such as polytetramethylene glycol, the polyurethane elastomer is excellent in the physical property balance even under the solvent-free condition where the effect of mass transfer is large. Can be obtained.

例えば、本発明のポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコールとポリイソシアネート化合物及び鎖延長剤を常温から200℃の範囲で反応させることにより、本発明のポリウレタンエラストマーを製造することができる。
また、本発明のポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコールと過剰のポリイソシアネート化合物とをまず反応させて末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを製造し、さらに鎖延長剤を用いて重合度を挙げて、本発明のポリウレタンエラストマーを製造することができる。
For example, the polyurethane diol of the present invention can be produced by reacting the polycarbonate diol and polyalkylene ether glycol of the present invention with a polyisocyanate compound and a chain extender in the range of room temperature to 200°C.
Further, the polycarbonate diol and the polyalkylene ether glycol of the present invention are first reacted with an excess of a polyisocyanate compound to produce a prepolymer having an isocyanate group at the terminal, and a chain extender is used to increase the degree of polymerization, The polyurethane elastomers of the invention can be produced.

<鎖停止剤>
本発明のポリウレタンエラストマーを製造する際には、得られるポリウレタンの分子量を制御する目的で、必要に応じて1個の活性水素基を持つ鎖停止剤を使用することができる。
これらの鎖停止剤としては、一個の水酸基を有するメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール等の脂肪族モノオール類、一個のアミノ基を有するジエチルアミン、ジブチルアミン、n−ブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、モルフォホリン等の脂肪族モノアミン類が例示される。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<Chain terminator>
When producing the polyurethane elastomer of the present invention, a chain terminator having one active hydrogen group can be used, if necessary, for the purpose of controlling the molecular weight of the obtained polyurethane.
These chain terminators include aliphatic monools having one hydroxyl group such as methanol, ethanol, propanol, butanol, and hexanol, diethylamine having one amino group, dibutylamine, n-butylamine, monoethanolamine, diethanolamine. And aliphatic monoamines such as morpholine.
These may be used alone or in combination of two or more.

<触媒>
本発明のポリウレタンエラストマーを製造する際のポリウレタン形成反応において、トリエチルアミン、N−エチルモルホリン、トリエチレンジアミンなどのアミン系触媒又は酢酸、リン酸、硫酸、塩酸、スルホン酸等の酸系触媒、トリメチルチンラウレート、ジブチルチンジラウレート、ジオクチルチンジラウレート、ジオクチルチンジネオデカネートなどのスズ系の化合物、さらにはチタン系化合物などの有機金属塩などに代表される公知のウレタン重合触媒を用いる事もできる。ウレタン重合触媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<Catalyst>
In the polyurethane forming reaction for producing the polyurethane elastomer of the present invention, amine catalysts such as triethylamine, N-ethylmorpholine and triethylenediamine or acid catalysts such as acetic acid, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid and sulfonic acid, trimethyltin laur It is also possible to use a known urethane polymerization catalyst represented by tin compounds such as phthalate, dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate and dioctyltin dineodecanate, and organic metal salts such as titanium compounds. The urethane polymerization catalyst may be used alone or in combination of two or more.

<本発明のポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコール以外のポリオール>
本発明のポリウレタンエラストマーを製造する際のポリウレタン形成反応においては、本発明のポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコールと必要に応じてそれ以外のポリオールを併用してもよい。ここで、本発明のポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコール以外のポリオールとは、通常のポリウレタン製造の際に用いるものであれば特に限定されず、例えばポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、本発明以外のポリカーボネートポリオールが挙げられる。ここで、本発明のポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコールとそれ以外のポリオールを合わせた重量に対する、本発明のポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコールの重量割合は70%以上が好ましく、90%以上がさらに好ましい。本発明のポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコールの重量割合が少ないと、本発明の特徴であるポリウレタンエラストマーの柔軟性や耐久性が失われる可能性がある。
<Polyols other than the polycarbonate diol and polyalkylene ether glycol of the present invention>
In the polyurethane forming reaction in producing the polyurethane elastomer of the present invention, the polycarbonate diol and polyalkylene ether glycol of the present invention may be used in combination with other polyols, if necessary. Here, the polyol other than the polycarbonate diol and the polyalkylene ether glycol of the present invention is not particularly limited as long as it is used in ordinary polyurethane production, and examples thereof include polyester polyol, polycaprolactone polyol, and polycarbonate polyol other than the present invention. Is mentioned. Here, the weight ratio of the polycarbonate diol and polyalkylene ether glycol of the present invention to the combined weight of the polycarbonate diol and polyalkylene ether glycol of the present invention and other polyols is preferably 70% or more, more preferably 90% or more. .. When the weight ratio of the polycarbonate diol and the polyalkylene ether glycol of the present invention is small, the flexibility and durability of the polyurethane elastomer, which is a feature of the present invention, may be lost.

本発明において、ポリウレタンエラストマーの製造には、上述の本発明のポリカーボネートジオールを変性して使用することもできる。ポリカーボネートジオールの変性方法としては、ポリカーボネートジオールにエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のエポキシ化合物を付加させてエーテル基を導入する方法や、ポリカーボネートジオールをε−カプロラクトン等の環状ラクトンやアジピン酸、コハク酸、セバシン酸、テレフタル酸等のジカルボン酸化合物並びにそれらのエステル化合物と反応させてエステル基を導入する方法がある。エーテル変性ではエチレンオキシド、プロピレンオキシド等による変性でポリカーボネートジオールの粘度が低下し、取扱い性等の理由で好ましい。特に、本発明のポリカーボネートジオールではエチレンオキシドやプロピレンオキシド変性することによって、ポリカーボネートジオールの結晶性が低下し、低温での柔軟性が改善すると共に、エチレンオキシド変性の場合は、エチレンオキシド変性ポリカーボネートジオールを用いて製造されたポリウレタンエラストマーの吸水性や透湿性が向上することがある。しかし、エチレンオキシドやプロピレンオキシドの付加量が多くなると、変性ポリカーボネートジオールを用いて製造されたポリウレタンエラストマーの機械強度、耐熱性、耐薬品性等の諸物性が低下するので、ポリカーボネートジオールに対する付加量としては5〜50重量%が好適であり、好ましくは5〜40重量%、さらに好ましくは5〜30重量%である。また、エステル基を導入する方法では、ε−カプロラクトンによる変性でポリカーボネートジオールの粘度が低下し、取扱い性等の理由で好ましい。ポリカーボネートジオールに対するε−カプロラクトンの付加量としては5〜50重量%が好適であり、好ましくは5〜40重量%、さらに好ましくは5〜30重量%である。ε−カプロラクトンの付加量が50重量%を超えると、変性ポリカーボネートジオールを用いて製造されたポリウレタンエラストマーの耐加水分解性、耐薬品性等が低下する。 In the present invention, the above-mentioned polycarbonate diol of the present invention may be modified and used in the production of the polyurethane elastomer. Examples of the modification method of the polycarbonate diol include a method of introducing an ether group by adding an epoxy compound such as ethylene oxide, propylene oxide or butylene oxide to the polycarbonate diol, or a cyclic lactone such as ε-caprolactone of the polycarbonate diol, adipic acid or succinic acid. , Sebacic acid, terephthalic acid and other dicarboxylic acid compounds, and a method of introducing an ester group by reacting them with an ester compound thereof. Ether modification is preferable for reasons such as handleability because the viscosity of the polycarbonate diol decreases due to modification with ethylene oxide, propylene oxide or the like. In particular, when the polycarbonate diol of the present invention is modified with ethylene oxide or propylene oxide, the crystallinity of the polycarbonate diol is reduced and the flexibility at low temperature is improved, and in the case of ethylene oxide modification, it is produced using an ethylene oxide modified polycarbonate diol. The water absorbency and moisture permeability of the obtained polyurethane elastomer may be improved. However, when the amount of ethylene oxide or propylene oxide added is increased, physical properties such as mechanical strength, heat resistance, and chemical resistance of the polyurethane elastomer produced using the modified polycarbonate diol are deteriorated. 5 to 50% by weight is suitable, preferably 5 to 40% by weight, more preferably 5 to 30% by weight. In addition, the method of introducing an ester group is preferable for reasons such as handleability because the viscosity of the polycarbonate diol decreases due to modification with ε-caprolactone. The amount of ε-caprolactone added to the polycarbonate diol is preferably 5 to 50% by weight, preferably 5 to 40% by weight, and more preferably 5 to 30% by weight. When the amount of ε-caprolactone added exceeds 50% by weight, the hydrolysis resistance and chemical resistance of the polyurethane elastomer produced by using the modified polycarbonate diol deteriorate.

<ポリウレタンエラストマー製造方法>
上述の反応試剤を用いて本発明のポリウレタンエラストマーを製造する方法としては、一般的に実験ないし工業的に用いられる製造方法が使用できる。
その例としては、本発明のポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコール、必要に応じて用いられるそれ以外のポリオール、ポリイソシアネート化合物及び鎖延長剤を一括に混合して反応させる方法(以下、「一段法」と称する場合がある)や、まず本発明のポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコール、必要に応じて用いられるそれ以外のポリオール及びポリイソシアネート化合物を反応させて両末端がイソシアネート基のプレポリマーを調製した後に、そのプレポリマーと鎖延長剤を反応させる方法(以下、「二段法」と称する場合がある)等がある。
<Method for producing polyurethane elastomer>
As a method for producing the polyurethane elastomer of the present invention using the above-mentioned reaction agent, a generally used experimental or industrial production method can be used.
As an example thereof, a method in which the polycarbonate diol and polyalkylene ether glycol of the present invention, other polyols used as necessary, a polyisocyanate compound, and a chain extender are mixed at once and reacted (hereinafter, referred to as “one-step method”) Or a polyalkylene ether glycol of the present invention, and other polyols and polyisocyanate compounds that are used if necessary are reacted to prepare a prepolymer having isocyanate groups at both ends. , A method of reacting the prepolymer with a chain extender (hereinafter sometimes referred to as "two-step method"), and the like.

二段法は、本発明のポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコールとそれ以外のポリオールとを予め1当量以上のポリイソシアネート化合物と反応させることにより、ポリウレタンのソフトセグメントに相当する部分の両末端イソシアネート中間体を調製する工程を経るものである。このように、プレポリマーを一旦調製した後に鎖延長剤と反応させると、ソフトセグメント部分の分子量の調整が行いやすい場合があり、ソフトセグメントとハードセグメントの相分離を確実に行う必要がある場合には有用である。 In the two-step method, the polycarbonate diol and the polyalkylene ether glycol of the present invention and a polyol other than the above are reacted in advance with one or more equivalents of a polyisocyanate compound to form an isocyanate intermediate at both ends of a portion corresponding to the soft segment of polyurethane. Through the process of preparing. In this way, once the prepolymer is prepared and then reacted with a chain extender, it may be easier to adjust the molecular weight of the soft segment, and when it is necessary to reliably perform phase separation of the soft segment and the hard segment. Is useful.

<一段法>
一段法とは、ワンショット法とも呼ばれ、本発明のポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコール、それ以外のポリオール、ポリイソシアネート化合物及び鎖延長剤を一括に仕込むことで反応を行う方法である。
一段法におけるポリイソシアネート化合物の使用量は、特に限定はされないが、本発明のポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコールとそれ以外のポリオールとの総水酸基数と、鎖延長剤の水酸基数とアミノ基数との総計を1当量とした場合、下限は、好ましくは0.7当量、より好ましくは0.8当量、さらに好ましくは0.9当量、特に好ましくは0.95当量であり、上限は、好ましくは3.0当量、より好ましくは2.0当量、さらに好ましくは1.5当量、特に好ましくは1.1当量である。
<One-step method>
The one-step method is also called a one-shot method and is a method in which the polycarbonate diol and the polyalkylene ether glycol of the present invention, the other polyols, the polyisocyanate compound, and the chain extender are charged all at once to carry out the reaction.
The amount of the polyisocyanate compound used in the one-step method is not particularly limited, but the total number of hydroxyl groups of the polycarbonate diol and polyalkylene ether glycol of the present invention and other polyols, the number of hydroxyl groups of the chain extender and the number of amino groups When the total is 1 equivalent, the lower limit is preferably 0.7 equivalents, more preferably 0.8 equivalents, further preferably 0.9 equivalents, particularly preferably 0.95 equivalents, and the upper limit is preferably 3 equivalents. 0.0 equivalents, more preferably 2.0 equivalents, further preferably 1.5 equivalents, particularly preferably 1.1 equivalents.

ポリイソシアネート化合物の使用量が多すぎると、未反応のイソシアネート基が副反応を起こし、得られるポリウレタンエラストマーの粘度が高くなりすぎて取り扱いが困難となったり、柔軟性が損なわれたりする傾向があり、少なすぎると、ポリウレタンエラストマーの分子量が十分に大きくならず、十分な強度が得られなくなる傾向がある。 If the amount of the polyisocyanate compound used is too large, unreacted isocyanate groups cause side reactions, and the viscosity of the resulting polyurethane elastomer tends to be too high, making it difficult to handle or tending to impair flexibility. If the amount is too small, the molecular weight of the polyurethane elastomer does not become sufficiently large, and sufficient strength tends to be unobtainable.

また、鎖延長剤の使用量は、特に限定されないが、本発明のポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコールとそれ以外のポリオールの総水酸基数をポリイソシアネート化合物のイソシアネート基数から引いた数を1当量とした場合、下限は、好ましくは0.7当量、より好ましくは0.8当量、さらに好ましくは0.9当量、特に好ましくは0.95当量であり、上限は好ましくは3.0当量、より好ましくは2.0当量、さらに好ましくは1.5当量、特に好ましくは1.1当量である。鎖延長剤の使用量が多すぎると、得られるポリウレタンエラストマーが溶媒に溶けにくく加工が困難になる傾向があり、少なすぎると、得られるポリウレタンエラストマーが軟らかすぎて十分な強度や硬度、弾性回復性能や弾性保持性能が得られない場合や、耐熱性が悪くなる場合がある。 The amount of the chain extender used is not particularly limited, but the number obtained by subtracting the total number of hydroxyl groups of the polycarbonate diol of the present invention, the polyalkylene ether glycol and the other polyols from the number of isocyanate groups of the polyisocyanate compound is 1 equivalent. In this case, the lower limit is preferably 0.7 equivalents, more preferably 0.8 equivalents, still more preferably 0.9 equivalents, particularly preferably 0.95 equivalents, and the upper limit is preferably 3.0 equivalents, more preferably The amount is 2.0 equivalents, more preferably 1.5 equivalents, and particularly preferably 1.1 equivalents. If the amount of chain extender used is too large, the resulting polyurethane elastomer tends to be difficult to dissolve in the solvent and difficult to process, and if it is too small, the obtained polyurethane elastomer is too soft and has sufficient strength, hardness, and elastic recovery performance. In some cases, the elasticity retention performance may not be obtained, or the heat resistance may deteriorate.

<二段法>
二段法は、プレポリマー法ともよばれ、主に以下の方法がある。
(a)予め本発明のポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコールと、それ以外のポリオールと、過剰のポリイソシアネート化合物とを、ポリイソシアネート化合物/(本発明のポリカーボネートジオール、ポリアルキレンエーテルグリコール及びそれ以外のポリオール)の反応当量比が1を超える量から10.0以下で反応させて、分子鎖末端がイソシアネート基であるプレポリマーを製造し、次いでこれに鎖延長剤を加えることによりポリウレタンエラストマーを製造する方法。
(b)予めポリイソシアネート化合物と、過剰のポリカーボネートジオール、ポリアルキレンエーテルグリコール及びそれ以外のポリオールとを、ポリイソシアネート化合物/(本発明のポリカーボネートジオール、ポリアルキレンエーテルグリコール及びそれ以外のポリオール)の反応当量比が0.1以上から1.0未満で反応させて分子鎖末端が水酸基であるプレポリマーを製造し、次いでこれに鎖延長剤として末端がイソシアネート基のポリイソシアネート化合物を反応させてポリウレタンを製造する方法。
<Two-step method>
The two-step method is also called a prepolymer method and mainly includes the following methods.
(A) Polycarbonate diol and polyalkylene ether glycol of the present invention, a polyol other than that, and an excess polyisocyanate compound are previously added to polyisocyanate compound/(polycarbonate diol of the present invention, polyalkylene ether glycol and other polyols. The reaction equivalent ratio of 1) is reacted from an amount exceeding 1 to 10.0 or less to produce a prepolymer having an isocyanate group at the molecular chain end, and then a chain extender is added thereto to produce a polyurethane elastomer. ..
(B) The reaction equivalent of the polyisocyanate compound/(polycarbonate diol of the present invention, polyalkylene ether glycol and other polyols) to the polyisocyanate compound and excess polycarbonate diol, polyalkylene ether glycol and other polyols in advance. A ratio of 0.1 or more to less than 1.0 is reacted to produce a prepolymer having a hydroxyl group at the molecular chain end, and then a polyisocyanate compound having an isocyanate group at the end is reacted as a chain extender to produce a polyurethane. how to.

二段法は無溶媒でも溶媒共存下でも実施することができる。
二段法によるポリウレタンエラストマー製造は以下に記載の(1)〜(3)のいずれかの方法によって行うことができる。
(1) 溶媒を使用せず、まず直接ポリイソシアネート化合物とポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコールとそれ以外のポリオールとを反応させてプレポリマーを合成し、そのまま鎖延長反応に使用する。
(2) (1)の方法でプレポリマーを合成し、その後溶媒に溶解し、以降の鎖延長反応に使用する。
(3) 初めから溶媒を使用し、ポリイソシアネート化合物とポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコールとそれ以外のポリオールとを反応させ、その後鎖延長反応を行う。
The two-step method can be carried out with or without a solvent.
The polyurethane elastomer production by the two-step method can be carried out by any of the methods (1) to (3) described below.
(1) Without using a solvent, first, a polyisocyanate compound is directly reacted with a polycarbonate diol, a polyalkylene ether glycol and another polyol to synthesize a prepolymer, which is directly used for a chain extension reaction.
(2) A prepolymer is synthesized by the method of (1), then dissolved in a solvent and used in the subsequent chain extension reaction.
(3) Using a solvent from the beginning, a polyisocyanate compound is reacted with a polycarbonate diol, a polyalkylene ether glycol and other polyols, and then a chain extension reaction is performed.

(1)の方法の場合には、鎖延長反応にあたり、鎖延長剤を溶媒に溶かしたり、溶媒に同時にプレポリマー及び鎖延長剤を溶解したりするなどの方法により、ポリウレタンを溶媒と共存する形で得ることが重要である。
二段法(a)の方法におけるポリイソシアネート化合物の使用量は、特に限定はされないが、ポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコールとそれ以外のポリオールの総水酸基の数を1当量とした場合のイソシアネート基の数として、下限が好ましくは1.0当量を超える量、より好ましくは1.2当量、さらに好ましくは1.5当量であり、上限が好ましくは10.0当量、より好ましくは5.0当量、さらに好ましくは3.0当量の範囲である。
In the case of the method (1), the polyurethane is coexistent with the solvent in the chain extension reaction by dissolving the chain extender in a solvent or simultaneously dissolving the prepolymer and the chain extender in the solvent. It is important to get at.
The amount of the polyisocyanate compound used in the method of the two-step method (a) is not particularly limited, but the amount of the isocyanate group when the total number of hydroxyl groups of the polycarbonate diol and the polyalkylene ether glycol and other polyols is 1 equivalent As the number, the lower limit is preferably more than 1.0 equivalent, more preferably 1.2 equivalents, further preferably 1.5 equivalents, and the upper limit is preferably 10.0 equivalents, more preferably 5.0 equivalents. More preferably, it is in the range of 3.0 equivalents.

このポリイソシアネート化合物使用量が多すぎると、過剰のイソシアネート基が副反応を起こして所望のポリウレタンエラストマーの物性まで到達しにくい傾向があり、少なすぎると、得られるポリウレタンエラストマーの分子量が十分に上がらず強度や熱安定性が低くなる場合がある。
鎖延長剤の使用量については特に限定されないが、プレポリマーに含まれるイソシアネート基の数1当量に対して、下限が、好ましくは0.1当量、より好ましくは0.5当量、さらに好ましくは0.8当量であり、上限が好ましくは5.0当量、より好ましくは3.0当量、さらに好ましくは2.0当量の範囲である。
If the amount of this polyisocyanate compound used is too large, excess isocyanate groups tend to cause side reactions to reach the desired physical properties of the polyurethane elastomer, and if it is too small, the molecular weight of the resulting polyurethane elastomer does not rise sufficiently. Strength and thermal stability may be reduced.
The amount of the chain extender to be used is not particularly limited, but the lower limit is preferably 0.1 equivalent, more preferably 0.5 equivalent, and further preferably 0 per 1 equivalent of the isocyanate group contained in the prepolymer. It is 0.8 equivalent, and the upper limit is preferably 5.0 equivalent, more preferably 3.0 equivalent, and further preferably 2.0 equivalent.

上記鎖延長化反応を行う際に、分子量を調整する目的で、一官能性の有機アミン類やアルコール類を共存させてもよい。
また、二段法(b)の方法における末端が水酸基であるプレポリマーを作成する際のポリイソシアネート化合物の使用量は、特に限定はされないが、ポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコールとそれ以外のポリオールの総水酸基の数を1当量とした場合のイソシアネート基の数として、下限が好ましくは0.1当量、より好ましくは0.5当量、さらに好ましくは0.7当量であり、上限が好ましくは0.99当量、より好ましくは0.98当量、さらに好ましくは0.97当量である。
When carrying out the above chain extension reaction, monofunctional organic amines or alcohols may coexist for the purpose of adjusting the molecular weight.
The amount of the polyisocyanate compound used in preparing the prepolymer having a hydroxyl group at the terminal in the method of the two-step method (b) is not particularly limited, but the amount of the polycarbonate diol and the polyalkylene ether glycol and other polyols As for the number of isocyanate groups when the number of total hydroxyl groups is 1 equivalent, the lower limit is preferably 0.1 equivalent, more preferably 0.5 equivalent, further preferably 0.7 equivalent, and the upper limit is preferably 0. It is 99 equivalents, more preferably 0.98 equivalents, still more preferably 0.97 equivalents.

このポリイソシアネート化合物使用量が少なすぎると、続く鎖延長反応で所望の分子量を得るまでの工程が長くなり生産効率が落ちる傾向にあり、多すぎると、粘度が高くなりすぎて得られるポリウレタンエラストマーの柔軟性が低下したり、取扱いが悪く生産性が劣ったりする場合がある。
鎖延長剤の使用量については特に限定されないが、プレポリマーに使用したポリカーボネートジオール及びポリアルキレンエーテルグリコールとそれ以外のポリオールの総水酸基の数を1当量とした場合、プレポリマーに使用したイソシアネート基の当量を加えた総当量として、下限が好ましくは0.7当量、より好ましくは0.8当量、さらに好ましくは0.9当量であり、上限が好ましくは1.0当量未満、より好ましくは0.99当量、さらに好ましくは0.98当量の範囲である。
If the amount of this polyisocyanate compound used is too small, the process for obtaining the desired molecular weight in the subsequent chain extension reaction tends to be long and the production efficiency tends to decrease, and if it is too large, the viscosity of the polyurethane elastomer obtained will become too high. The flexibility may be reduced, or the handling may be poor and the productivity may be poor.
The amount of the chain extender used is not particularly limited, but when the total number of hydroxyl groups of the polycarbonate diol and polyalkylene ether glycol used in the prepolymer and other polyols is 1 equivalent, the amount of the isocyanate group used in the prepolymer is As the total equivalents including the equivalents, the lower limit is preferably 0.7 equivalents, more preferably 0.8 equivalents, still more preferably 0.9 equivalents, and the upper limit is preferably less than 1.0 equivalents, more preferably 0. The range is 99 equivalents, more preferably 0.98 equivalents.

上記鎖延長化反応を行う際に、分子量を調整する目的で、一官能性の有機アミン類やアルコール類を共存させてもよい。
鎖延長反応は通常、0℃〜250℃で反応させるが、この温度は溶剤の量、使用原料の反応性、反応設備等により異なり、特に制限はない。温度が低すぎると反応の進行が遅くなったり、原料や重合物の溶解性が低い為に製造時間が長くなることがあり、また高すぎると副反応や得られるポリウレタンの分解が起こることがある。鎖延長反応は、減圧下で脱泡しながら行ってもよい。
When carrying out the above chain extension reaction, monofunctional organic amines or alcohols may coexist for the purpose of adjusting the molecular weight.
The chain extension reaction is usually carried out at 0° C. to 250° C., but this temperature varies depending on the amount of solvent, the reactivity of the raw materials used, the reaction equipment, etc. and is not particularly limited. If the temperature is too low, the reaction may proceed slowly or the production time may be long due to the low solubility of the raw materials and the polymer. If it is too high, side reactions and decomposition of the resulting polyurethane may occur. .. The chain extension reaction may be performed while defoaming under reduced pressure.

また、鎖延長反応には必要に応じて、触媒や安定剤等を添加することもできる。
触媒としては例えばトリエチルアミン、トリブチルアミン、ジブチル錫ジラウレート、オクチル酸第一錫、酢酸、燐酸、硫酸、塩酸、スルホン酸等の化合物が挙げられ、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。安定剤としては例えば2,6−ジブチル−4−メチルフェノール、ジステアリルチオジプロピオネート、N,N’−ジ−2−ナフチル−1,4−フェニレンジアミン、トリス(ジノニルフェニル)ホスファイト等の化合物が挙げられ、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。尚、鎖延長剤が短鎖脂肪族アミン等の反応性の高いものの場合は、触媒を添加せずに実施してもよい。
また、亜リン酸トリス(2−エチルヘキシル)等の反応抑制剤を用いることもできる。
Further, a catalyst, a stabilizer and the like can be added to the chain extension reaction, if necessary.
Examples of the catalyst include compounds such as triethylamine, tributylamine, dibutyltin dilaurate, stannous octylate, acetic acid, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, and sulfonic acid. One kind may be used alone, or two or more kinds may be used. You may use together. Examples of the stabilizer include 2,6-dibutyl-4-methylphenol, distearyl thiodipropionate, N,N'-di-2-naphthyl-1,4-phenylenediamine, tris(dinonylphenyl)phosphite and the like. Compounds may be used, and one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination. When the chain extender is a highly reactive one such as a short chain aliphatic amine, it may be carried out without adding a catalyst.
Further, a reaction inhibitor such as tris(2-ethylhexyl) phosphite can also be used.

<添加剤>
本発明のポリウレタンエラストマーには、熱安定剤、光安定剤、着色剤、充填剤、安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、粘着防止剤、難燃剤、老化防止剤、無機フィラー等の各種の添加剤を、本発明のポリウレタンエラストマーの特性を損なわない範囲で、添加、混合することができる。
<Additive>
The polyurethane elastomer of the present invention includes various types of heat stabilizers, light stabilizers, colorants, fillers, stabilizers, ultraviolet absorbers, antioxidants, anti-adhesive agents, flame retardants, antioxidants, inorganic fillers, etc. Additives can be added and mixed within a range that does not impair the properties of the polyurethane elastomer of the present invention.

熱安定剤として使用可能な化合物としては、燐酸、亜燐酸の脂肪族、芳香族又はアルキル基置換芳香族エステルや次亜燐酸誘導体、フェニルホスホン酸、フェニルホスフィン酸、ジフェニルホスホン酸、ポリホスホネート、ジアルキルぺンタエリスリトールジホスファイト、ジアルキルビスフェノールAジホスファイト等のリン化合物;フェノール系誘導体、特にヒンダードフェノール化合物;チオエーテル系、ジチオ酸塩系、メルカプトベンズイミダゾール系、チオカルバニリド系、チオジプロピオン酸エステル系等のイオウを含む化合物;スズマレート、ジブチルスズモノオキシド等のスズ系化合物等を使用することができる。 Examples of the compound usable as the heat stabilizer include phosphoric acid, aliphatic, aromatic or alkyl group-substituted aromatic esters of phosphorous acid, hypophosphorous acid derivatives, phenylphosphonic acid, phenylphosphinic acid, diphenylphosphonic acid, polyphosphonates and dialkyls. Phosphorus compounds such as pentaerythritol diphosphite and dialkylbisphenol A diphosphite; phenol derivatives, especially hindered phenol compounds; thioethers, dithioate salts, mercaptobenzimidazoles, thiocarbanilides, thiodipropionate esters, etc. Compounds containing sulfur; tin compounds such as tin malate and dibutyltin monoxide can be used.

ヒンダードフェノール化合物の具体例としては、「Irganox1010」(商品名:BASFジャパン株式会社製)、「Irganox1520」(商品名:BASFジャパン株式会社製)、「Irganox245」(商品名:BASFジャパン株式会社製)等が挙げられる。
リン化合物としては、「PEP−36」、「PEP−24G」、「HP−10」(いずれも商品名:株式会社ADEKA社製)、「Irgafos 168」(商品名:BASFジャパン株式会社製)等が挙げられる。
Specific examples of the hindered phenol compound include "Irganox 1010" (trade name: manufactured by BASF Japan Ltd.), "Irganox 1520" (trade name: manufactured by BASF Japan Ltd.), "Irganox 245" (trade name: manufactured by BASF Japan Ltd.). ) And the like.
As the phosphorus compound, "PEP-36", "PEP-24G", "HP-10" (all are trade names: manufactured by ADEKA Corporation), "Irgafos 168" (trade name: manufactured by BASF Japan Ltd.), etc. Is mentioned.

イオウを含む化合物の具体例としては、ジラウリルチオプロピオネート(DLTP)、ジステアリルチオプロピオネート(DSTP)などのチオエーテル化合物が挙げられる。
光安定剤の例としては、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系化合物等が挙げられ、具体的には「TINUVIN622LD」、「TINUVIN765」(以上、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製)、「SANOL LS−2626」、「SANOL LS−765」(以上、三共株式会社製)等が使用可能である。
Specific examples of the compound containing sulfur include thioether compounds such as dilauryl thiopropionate (DLTP) and distearyl thiopropionate (DSTP).
Examples of the light stabilizer include benzotriazole-based and benzophenone-based compounds, and specifically, "TINUVIN622LD", "TINUVIN765" (above, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), "SANOL LS-2626". , "SANOL LS-765" (above, Sankyo Co., Ltd. make) etc. can be used.

紫外線吸収剤の例としては、「TINUVIN328」、「TINUVIN234」(以上、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製)等が挙げられる。 Examples of the ultraviolet absorber include "TINUVIN328", "TINUVIN234" (above, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) and the like.

着色剤としては、直接染料、酸性染料、塩基性染料、金属錯塩染料などの染料;カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、マイカなどの無機顔料;及びカップリングアゾ系、縮合アゾ系、アンスラキノン系、チオインジゴ系、ジオキサゾン系、フタロシアニン系等の有機顔料等が挙げられる。 Examples of colorants include direct dyes, acid dyes, basic dyes, metal complex dyes and other dyes; inorganic pigments such as carbon black, titanium oxide, zinc oxide, iron oxide and mica; and coupling azo-based, condensed azo-based dyes. Examples thereof include anthraquinone-based, thioindigo-based, dioxazone-based, phthalocyanine-based organic pigments and the like.

無機フィラーの例としては、ガラス短繊維、カーボンファイバー、アルミナ、タルク、グラファイト、メラミン、白土等が挙げられる。 Examples of inorganic fillers include short glass fibers, carbon fibers, alumina, talc, graphite, melamine, and clay.

難燃剤の例としては、燐及びハロゲン含有有機化合物、臭素あるいは塩素含有有機化合物、ポリ燐酸アンモニウム、水酸化アルミニウム、酸化アンチモン等の添加及び反応型難燃剤が挙げられる。 Examples of flame retardants include phosphorus- and halogen-containing organic compounds, bromine- or chlorine-containing organic compounds, ammonium polyphosphate, aluminum hydroxide, antimony oxide and the like, and reactive flame retardants.

これらの添加剤は、単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で組み合わせて用いてもよい。 These additives may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.

これらの添加剤の添加量は、ポリウレタンエラストマーに対する重量比として、下限が、好ましくは0.01重量%、より好ましくは0.05重量%、さらに好ましくは0.1重量%、上限は、好ましくは10重量%、より好ましくは5重量%、さらに好ましくは1重量%である。添加剤の添加量が少な過ぎるとその添加効果を十分に得ることができず、多過ぎるとポリウレタンエラストマーで析出したり、濁りを発生したりする場合がある。 The amount of these additives added is preferably 0.01% by weight, more preferably 0.05% by weight, still more preferably 0.1% by weight, and the upper limit is preferably 0.01% by weight as a weight ratio to the polyurethane elastomer. It is 10% by weight, more preferably 5% by weight, still more preferably 1% by weight. If the addition amount of the additive is too small, the effect of the addition cannot be sufficiently obtained, and if the addition amount is too large, precipitation or turbidity may occur in the polyurethane elastomer.

<分子量>
本発明のポリウレタンエラストマーの分子量は、その用途に応じて適宜調整され、特に制限はないが、GPCにより測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)として5万〜50万であることが好ましく、10万〜30万であることがより好ましい。Mwが上記下限よりも小さいと十分な強度や硬度が得られない場合があり、上記上限よりも大きいと加工性などハンドリング性を損なう傾向がある。
<Molecular weight>
The molecular weight of the polyurethane elastomer of the present invention is appropriately adjusted according to its application and is not particularly limited, but it is preferably 50,000 to 500,000 as a polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) measured by GPC, It is more preferably 100,000 to 300,000. If Mw is less than the above lower limit, sufficient strength and hardness may not be obtained, and if it is more than the above upper limit, handling properties such as workability tend to be impaired.

<用途>
本発明のポリウレタンエラストマーは、柔軟性、耐久性に優れ、良好な耐熱性、耐摩耗性を有し、加工性にも優れることから、各種用途に使用することができる。
<Use>
INDUSTRIAL APPLICABILITY The polyurethane elastomer of the present invention is excellent in flexibility and durability, has good heat resistance and abrasion resistance, and is excellent in processability, and thus can be used for various applications.

例えば、本発明のポリウレタンエラストマーは、注型ポリウレタンエラストマーに使用できる。その具体的用途として、圧延ロール、製紙ロール、事務機器、プレテンションロール等のロール類、フォークリフト、自動車車両ニュートラム、台車、運搬車等のソリッドタイヤ、キャスター等、工業製品として、コンベアベルトアイドラー、ガイドロール、プーリー、鋼管ライニング、鉱石用ラバースクリーン、ギア類、コネクションリング、ライナー、ポンプのインペラー、サイクロンコーン、サイクロンライナー等がある。また、OA機器のベルト、紙送りロール、複写用クリーニングブレード、スノープラウ、歯付ベルト、サーフローラー等にも使用できる。 For example, the polyurethane elastomer of the present invention can be used as a cast polyurethane elastomer. Specific applications include rolling rolls, papermaking rolls, office equipment, rolls such as pretension rolls, forklifts, automobile vehicle neutrams, solid tires such as trucks and carriers, casters, and industrial products such as conveyor belt idlers and guides. Rolls, pulleys, steel pipe linings, ore rubber screens, gears, connection rings, liners, pump impellers, cyclone cones, cyclone liners, etc. It can also be used for belts of OA equipment, paper feed rolls, cleaning blades for copying, snow plows, toothed belts, surfrollers, and the like.

本発明のポリウレタンエラストマーは、また、熱可塑性エラストマーとしての用途にも適用される。即ち、本発明の熱可塑性ポリウレタンエラストマーを成形することによって伸縮性に優れた成形品を得ることができる。本発明の熱可塑性ポリウレタンエラストマーの成形方法は特に限定されるものではなく、熱可塑性重合体に対して一般に用いられている各種の成形方法を使用することができる。例えば、射出成形、押出成形、プレス成形、ブロー成形、カレンダー成形、流延成形、ロール加工などの任意の成形法を採用することができ、樹脂板、フィルム、シート、チューブ、ホース、ベルト、ロール、合成皮革、靴底、自動車部品、エスカレーターハンドレール、道路標識部材、繊維等の種々の形状の成形品を製造できる。
本発明の熱可塑性ポリウレタンエラストマーの用途としては、より具体的には、例えば、食品、医療分野で用いる空圧機器、塗装装置、分析機器、理化学機器、定量ポンプ、水処理機器、産業用ロボット等におけるチューブやホース類、スパイラルチューブ、消防ホース等に使用できる。また、丸ベルト、Vべルト、平ベルト等のベルトとして、各種伝動機構、紡績機械、荷造り機器、印刷機械等に用いられる。また、履物のヒールトップや靴底、カップリング、パッキング、ポールジョイント、ブッシュ、歯車、ロール等の機器部品、スポーツ用品、レジャー用品、時計のベルト等に使用できる。さらに自動車部品としては、オイルストッパー、ギアボックス、スペーサー、シャーシー部品、内装品、タイヤチェーン代替品等が挙げられる。また、キーボードフィルム、自動車用フィルム等のフィルム、カールコード、ケーブルシース、ベロー、搬送ベルト、フレキシブルコンテナー、バインダー、合成皮革、ディピンイング製品、接着剤等に使用できる。
The polyurethane elastomers of the present invention also find application in applications as thermoplastic elastomers. That is, a molded article having excellent elasticity can be obtained by molding the thermoplastic polyurethane elastomer of the present invention. The molding method of the thermoplastic polyurethane elastomer of the present invention is not particularly limited, and various molding methods generally used for thermoplastic polymers can be used. For example, any molding method such as injection molding, extrusion molding, press molding, blow molding, calendar molding, cast molding, and roll processing can be adopted, and resin plate, film, sheet, tube, hose, belt, roll can be adopted. It is possible to manufacture molded articles of various shapes such as synthetic leather, shoe soles, automobile parts, escalator handrails, road marking members, and fibers.
Specific examples of applications of the thermoplastic polyurethane elastomer of the present invention include food, pneumatic equipment used in the medical field, coating equipment, analytical equipment, physicochemical equipment, metering pumps, water treatment equipment, industrial robots, etc. It can be used for tubes, hoses, spiral tubes, fire hoses, etc. Further, it is used as a belt such as a round belt, a V-belt and a flat belt for various transmission mechanisms, spinning machines, packing machines, printing machines and the like. Further, it can be used for heel tops and soles of footwear, equipment such as couplings, packings, pole joints, bushes, gears, rolls, sports equipment, leisure goods, and belts for watches. Further, examples of automobile parts include oil stoppers, gear boxes, spacers, chassis parts, interior parts, tire chain substitutes and the like. Further, it can be used for films such as keyboard films and automobile films, curl cords, cable sheaths, bellows, conveyor belts, flexible containers, binders, synthetic leather, depinning products and adhesives.

本発明のポリウレタンエラストマーは、更に、発泡ポリウレタンエラストマー、又はポリウレタンフォームとすることができる。ポリウレタンエラストマーを発泡又はフォームとする方法としては、例えば、水などを用いた化学発泡やメカニカルフロスなどの機械発泡のいずれでもよく、その他スプレー発泡やスラブ、注入、モールド成型で得られる硬質フォームや、同じくスラブ、モールド成型で得られる軟質フォーム等が挙げられる。
具体的な発泡ポリウレタンエラストマー又はポリウレタンフォームの用途としては電子機器および建築の断熱材や防振材、自動車シート、自動車の天井クッション、マットレスなどの寝具、インソール、ミッドソールや靴底等が挙げられる。
The polyurethane elastomer of the present invention may further be a foamed polyurethane elastomer or polyurethane foam. As a method of foaming or foaming the polyurethane elastomer, for example, any of chemical foaming using water etc. or mechanical foaming such as mechanical floss may be used, and other spray foaming or slab, injection, hard foam obtained by molding, or the like. Similarly, slabs and flexible foams obtained by molding can be used.
Specific applications of the foamed polyurethane elastomer or polyurethane foam include heat insulating materials and vibration insulating materials for electronic devices and buildings, automobile seats, automobile ceiling cushions, bedding such as mattresses, insoles, midsoles and shoe soles.

以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples as long as the gist thereof is not exceeded.

〔評価方法〕
以下の実施例及び比較例で得られたポリカーボネートジオール及びポリウレタンエラストマーと用いたポリアルキレンエーテルグリコールの評価方法は下記の通りである。
〔Evaluation methods〕
The evaluation method of the polyalkylene ether glycol used with the polycarbonate diol and the polyurethane elastomer obtained in the following Examples and Comparative Examples is as follows.

[ポリカーボネートジオールの評価方法]
<水酸基価・数平均分子量>
JIS K1557−1に準拠して、アセチル化試薬を用いた方法にてポリカーボネートジオールの水酸基価を測定した。
また、水酸基価から、下記式(I)により数平均分子量を求めた。
数平均分子量=2×56.1/(水酸基価×10−3) …(I)
[Method for evaluating polycarbonate diol]
<Hydroxyl value/number average molecular weight>
According to JIS K1557-1, the hydroxyl value of the polycarbonate diol was measured by a method using an acetylating reagent.
Further, the number average molecular weight was calculated from the hydroxyl value by the following formula (I).
Number average molecular weight=2×56.1/(hydroxyl value×10 −3 )... (I)

<繰り返し単位(A)と繰り返し単位(B)とのモル比率>
ポリカーボネートジオールをCDClに溶解し、400MHz H−NMR(日本電子株式会社製AL−400)を測定し、各成分のシグナル位置より、繰り返し単位(A)と繰り返し単位(B)のモル比率(B)/(A)を求めた。
<Molar ratio of repeating unit (A) and repeating unit (B)>
Polycarbonate diol was dissolved in CDCl 3 and 400 MHz 1 H-NMR (AL-400 manufactured by JEOL Ltd.) was measured. From the signal position of each component, the molar ratio of repeating unit (A) and repeating unit (B) ( B)/(A) was calculated.

[ポリウレタンエラストマーの評価方法]
<分子量>
ポリウレタンエラストマーをジメチルアセトアミドに溶解し、濃度が0.14重量%になるようにジメチルアセトアミド溶液とした。GPC装置〔東ソー社製、製品名「HLC−8220」(カラム:TskgelGMH−XL・2本)〕を用いて、該ジメチルアセトアミド溶液を注入し、標準ポリスチレン換算で、ポリウレタンエラストマーの重量平均分子量(Mw)を測定した。
[Evaluation method of polyurethane elastomer]
<Molecular weight>
The polyurethane elastomer was dissolved in dimethylacetamide to obtain a dimethylacetamide solution having a concentration of 0.14% by weight. Using a GPC device [manufactured by Tosoh Corporation, product name "HLC-8220" (column: TskgelGMH-XL, 2 tubes)], the dimethylacetamide solution was injected, and the weight average molecular weight (Mw) of the polyurethane elastomer was calculated in terms of standard polystyrene. ) Was measured.

<柔軟性の評価:ショアA硬度>
JIS K6253(2012)に準じ、実施例及び比較例で得られた4cm×4cm、厚さ2mmのシート状のポリウレタンエラストマーを3枚重ね、厚さ6mmの試験片とした。ゴム硬度計〔テフロック社製、型番「GS−719N (A−TYPE)」〕を用いて、該ゴム硬度計の加圧版を該試験片に接触させ、10秒後の測定値[ショアA硬度]を読み取った。接触点が6mm以上離れた位置で5回測定し、その平均値を算出した。ショアA硬度が0に近いほうが、柔軟性が良好であることを示す。
<Evaluation of flexibility: Shore A hardness>
In accordance with JIS K6253 (2012), three sheet-shaped polyurethane elastomers having a size of 4 cm×4 cm and a thickness of 2 mm obtained in Examples and Comparative Examples were stacked to form a test piece having a thickness of 6 mm. Using a rubber hardness meter [Model number "GS-719N (A-TYPE)" manufactured by Teflock Co., Ltd.], a pressure plate of the rubber hardness meter was brought into contact with the test piece, and a measured value after 10 seconds [Shore A hardness] ] Was read. The measurement was performed 5 times at the position where the contact point was separated by 6 mm or more, and the average value was calculated. The closer the Shore A hardness is to 0, the better the flexibility.

<耐久性の評価:耐オレイン酸性>
実施例及び比較例で得られたシート状のポリウレタンエラストマーから3cm×3cm、厚さ2mmの試験片を切り出し、試験溶剤であるオレイン酸10mlを入れた容量50mlのガラス瓶に投入して、80℃で18時間静置した。静置後、試験片の表裏を紙製ワイパーで軽く拭いた後、重量測定を行い、試験前からの重量増加率(重量%)を下記式(II)により算出した。重量増加率(%)が0%に近いほうが、耐オレイン酸性が良好であることを示す。
重量増加率(重量%)=[(試験後の重量/試験前の重量)−1]×100 …(II)
<Durability evaluation: Oleic acid resistance>
From the sheet-shaped polyurethane elastomers obtained in Examples and Comparative Examples, a test piece having a size of 3 cm×3 cm and a thickness of 2 mm was cut out, placed in a glass bottle having a capacity of 50 ml containing 10 ml of a test solvent, oleic acid, and heated at 80° C. It was left standing for 18 hours. After leaving still, the front and back of the test piece were lightly wiped with a paper wiper, and then the weight was measured, and the weight increase rate (wt%) from before the test was calculated by the following formula (II). The closer the weight increase rate (%) is to 0%, the better the oleic acid resistance.
Weight increase rate (% by weight)=[(weight after test/weight before test)-1]×100 (II)

〔ポリカーボネートジオールの製造と評価〕
[合成例1]
攪拌機、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた5Lガラス製セパラブルフラスコに1,4−ブタンジオール(以下「1,4BD」と称する場合がある):908.20g、ネオペンチルグリコール(以下「NPG」と称する場合がある):565.16g、ジフェニルカーボネート(以下「DPC」と称する場合がある):2726.64g、酢酸マグネシウム4水和物水溶液:7.92mL(濃度:8.4g/L、酢酸マグネシウム4水和物:66.50mg)を入れ、窒素ガス置換した。攪拌下、内温を160℃まで昇温して、内容物を加熱溶解した。その後、2分間かけて圧力を24kPaまで下げた後、フェノールを系外へ除去しながら90分間反応させた。次いで、圧力を9.3kPaまで90分間かけて下げ、さらに0.7kPaまで30分間かけて下げて反応を続けた後に、170℃まで温度を上げてフェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を系外へ除きながら60分間反応させて、ポリカーボネートジオール含有組成物を得た。その後、0.85%リン酸水溶液:2.3mLを加えて酢酸マグネシウムを失活させて、ポリカーボネートジオール含有組成物を得た。
[Production and evaluation of polycarbonate diol]
[Synthesis example 1]
In a 5 L glass separable flask equipped with a stirrer, a distillate trap, and a pressure adjusting device, 1,4-butanediol (hereinafter sometimes referred to as “1,4BD”): 908.20 g, neopentyl glycol (hereinafter "NPG" may be referred to): 565.16 g, diphenyl carbonate (hereinafter sometimes referred to as "DPC"): 2726.64 g, magnesium acetate tetrahydrate aqueous solution: 7.92 mL (concentration: 8.4 g/ L, magnesium acetate tetrahydrate: 66.50 mg) was added, and the atmosphere was replaced with nitrogen gas. While stirring, the internal temperature was raised to 160° C., and the contents were heated and dissolved. Thereafter, the pressure was reduced to 24 kPa over 2 minutes, and then the reaction was performed for 90 minutes while removing phenol out of the system. Then, the pressure was reduced to 9.3 kPa over 90 minutes, further reduced to 0.7 kPa over 30 minutes, and the reaction was continued. Then, the temperature was raised to 170° C. to remove phenol and unreacted dihydroxy compounds from the system. While reacting for 60 minutes, a polycarbonate diol-containing composition was obtained. Then, 0.85% phosphoric acid aqueous solution: 2.3 mL was added to deactivate magnesium acetate to obtain a polycarbonate diol-containing composition.

得られたポリカーボネートジオール含有組成物を約20g/分の流量で薄膜蒸留装置に送液し、薄膜蒸留(温度:170℃、圧力:53〜67Pa)を行った。薄膜蒸留装置としては、直径50mm、高さ200mm、面積0.0314mの内部コンデンサー、ジャケット付きの柴田科学株式会社製、分子蒸留装置MS−300特型を使用した。 The obtained polycarbonate diol-containing composition was sent to a thin film distillation apparatus at a flow rate of about 20 g/min to perform thin film distillation (temperature: 170° C., pressure: 53 to 67 Pa). As the thin film distillation apparatus, an internal condenser with a diameter of 50 mm, a height of 200 mm and an area of 0.0314 m 2 , and a molecular distillation apparatus MS-300 special model manufactured by Shibata Scientific Co., Ltd. were used.

薄膜蒸留で得られたポリカーボネートジオール含有組成物のフェノール類の含有量(後述する方法により測定)は100重量ppm以下であった。また、ポリカーボネートジオール含有組成物のマグネシウムの含有量(後述する方法により測定)は100重量ppm以下であった。
この合成例1で製造されたポリカーボネートジオールを「PCD1」と称する。
このPCD1の性状及び物性の評価結果を表1に示す。
The content of phenols in the polycarbonate diol-containing composition obtained by thin film distillation (measured by the method described below) was 100 ppm by weight or less. The magnesium content of the polycarbonate diol-containing composition (measured by the method described below) was 100 ppm by weight or less.
The polycarbonate diol produced in Synthesis Example 1 is referred to as "PCD1".
Table 1 shows the evaluation results of the properties and physical properties of this PCD1.

(フェノール類の含有量の測定法)
ポリカーボネートジオール含有組成物をCDClに溶解して400MHz H−NMR(BRUKER製AVANCE400)を測定し、各成分のシグナルの積分値より算出した。その際の検出限界は、フェノールの重量として100ppmである。
(Method for measuring the content of phenols)
The polycarbonate diol-containing composition was dissolved in CDCl 3 and 400 MHz 1 H-NMR (manufactured by BRUKER, AVANCE400) was measured and calculated from the integrated value of the signal of each component. The detection limit at that time is 100 ppm as the weight of phenol.

(マグネシウムの含有量の測定法)
ポリカーボネートジオール含有組成物を約0.1g秤り採り、4mLのアセトニトリルに溶解した後、20mLの純水を加えてポリカーボネートジオールを析出させ、析出したポリカーボネートジオールをろ過にて除去した。そしてろ過後の溶液を純水で所定濃度まで希釈し、金属イオン濃度をイオンクロマトグラフィーで分析した。なお、溶媒として使用するアセトニトリルの金属イオン濃度をブランク値として測定し、溶媒分の金属イオン濃度を差し引いた値をポリカーボネートジオール含有組成物の金属イオン濃度とした。測定条件は以下の表1に示す通りである。分析結果と予め作成した検量線を使用してマグネシウムイオン濃度を求めた。
(Measurement method of magnesium content)
About 0.1 g of the polycarbonate diol-containing composition was weighed and dissolved in 4 mL of acetonitrile, 20 mL of pure water was added to precipitate the polycarbonate diol, and the precipitated polycarbonate diol was removed by filtration. Then, the filtered solution was diluted with pure water to a predetermined concentration, and the metal ion concentration was analyzed by ion chromatography. The metal ion concentration of acetonitrile used as a solvent was measured as a blank value, and the value obtained by subtracting the metal ion concentration of the solvent was taken as the metal ion concentration of the polycarbonate diol-containing composition. The measurement conditions are as shown in Table 1 below. The magnesium ion concentration was determined using the analysis results and the calibration curve prepared in advance.

Figure 2020084152
Figure 2020084152

[参考例]
1,6−ヘキサンジオール(1,6HD)を原料として製造されたポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ株式会社製 「デュラノール(登録商標)」 グレード:T−6001)を参考例のポリカーボネートジオールとした。このポリカーボネートジオールを「PCD2」と称する。PCD2の性状及び物性の評価結果を表2に示す。
[Reference example]
Polycarbonate diol (“Duranol (registered trademark)” manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd. grade: T-6001) produced from 1,6-hexanediol (1,6HD) as a raw material was used as the polycarbonate diol of Reference Example. This polycarbonate diol is referred to as "PCD2". Table 2 shows the evaluation results of the properties and physical properties of PCD2.

[ポリアルキレンエーテルグリコール]
ポリアルキレンエーテルグリコールとしては、ポリカーボネートジオールと同様にアセチル化試薬を用いた方法により測定した水酸基価基準の分子量が1000の市販のポリアルキレンエーテルグリコールである三菱ケミカル(株)製ポリテトラメチレンエーテルグリコール「PTMG#1000」を用いた。PTMG#1000について測定した溶解球半径Rは12.9であった。
[Polyalkylene ether glycol]
As the polyalkylene ether glycol, a polytetramethylene ether glycol manufactured by Mitsubishi Chemical Corp., which is a commercially available polyalkylene ether glycol having a hydroxyl value-based molecular weight of 1,000, which is measured by a method using an acetylating reagent like polycarbonate diol, is used. PTMG#1000" was used. The melting sphere radius R measured for PTMG #1000 was 12.9.

Figure 2020084152
Figure 2020084152

〔ポリウレタンエラストマーの製造と評価〕
[実施例1]
<ポリウレタンエラストマーの製造>
予め90℃に加熱した300mLのSUSタイプの攪拌機を具備した反応器に、90℃に加熱したPCD1:52.5g、90℃に加熱したPTMG#1000:17.5gと4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下「MDI」と称する場合がある):36.3gおよび、ウレタン化反応への抑制剤として亜リン酸トリス(2−エチルヘキシル):0.4gを仕込んだ。次いで反応器に蓋をして減圧条件下(10toll以下)、2000rpmで撹拌混合しながら90分程度反応した。反応後、発熱が収まってから反応器へ1,4BD:6.2gを徐々に添加し、2分間撹拌した後に反応器の蓋を外した。ガラス板の上にフッ素樹脂シート(フッ素テープ ニトフロン900、厚さ0.1mm、日東電工株式会社製)を張り付け、さらにその上にシリコン製の型(寸法:10cm×10cm、厚さ2mm)を設置した。反応液をこのシリコン製の型へ注入し、下側にフッ素樹脂シートを張り付けたガラス板によりシリコン製の型上部を覆った。次いで型上部のガラス板の上に4.5kgの重りを載せ、乾燥器内に挿入した。該乾燥器内で窒素雰囲気下、加熱(110℃×1時間)することにより乾燥した。
[Production and evaluation of polyurethane elastomer]
[Example 1]
<Manufacture of polyurethane elastomer>
In a reactor equipped with a 300 mL SUS type stirrer preheated to 90° C., PCD 1: 52.5 g heated to 90° C., PTMG#1000:17.5 g and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate heated to 90° C. (Hereinafter, it may be referred to as "MDI"): 36.3 g and tris(2-ethylhexyl) phosphite: 0.4 g as an inhibitor for the urethanization reaction were charged. Then, the reactor was covered and reacted under reduced pressure (10 toll or less) for about 90 minutes while stirring and mixing at 2000 rpm. After the reaction, when the exotherm subsided, 6.2 g of 1,4BD:6.2 g was gradually added to the reactor, stirred for 2 minutes, and then the lid of the reactor was removed. Fluorine resin sheet (fluorine tape Nitoflon 900, thickness 0.1 mm, Nitto Denko Corporation) is attached on the glass plate, and a silicon mold (dimensions: 10 cm x 10 cm, thickness 2 mm) is further installed on it. did. The reaction liquid was poured into the silicon mold, and the upper part of the silicon mold was covered with a glass plate having a fluororesin sheet attached to the lower side. Then, a 4.5 kg weight was placed on the glass plate on the upper part of the mold and inserted into the dryer. It was dried by heating (110° C.×1 hour) in a nitrogen atmosphere in the dryer.

<溶融成形>
得られたポリウレタンエラストマー(寸法10cm×10cm、厚さ2mm)を一晩放置後にシリコン型から取り外した。
予め180℃に加熱しておいた加熱プレス機(東洋精機製作所製、製品名「ミニテストプレス」)のプレートの上にフッ素樹脂シート、溶融成形用の金型の順に設置した。溶融成形用の金型は前記物性評価等の用途に応じて4cm×4cm×厚さ2mmと10cm×5cm×厚さ1mmの2種類のいずれかを用いた。金型にポリウレタンエラストマーを入れ、さらにその上からフッ素樹脂シートで覆った。加熱プレス機のプレートを用いてポリウレタンラストマーを溶融した(圧力:1MPa×温度:180℃×時間:5分間)。溶融後に加熱プレス機の圧力設定を徐々に上げ、最大で10MPaで5分間加熱し成形した。その後、加熱プレス機の圧力を下げてポリウレタンエラストマー成形品を取り外し、予め冷却水を流して冷やしておいた冷却用プレス機(東洋精機製作所製、製品名「ミニテストプレス」)に設置して急冷(圧力10MPa×時間2分)することでシート状のポリウレタンエラストマー成形品を得た。ポリウレタンエラストマー成形品の物性の評価結果を表3に示す。
<Melting>
The resulting polyurethane elastomer (size 10 cm×10 cm, thickness 2 mm) was left overnight and then removed from the silicone mold.
A fluororesin sheet and a mold for melt molding were placed in this order on a plate of a heating press machine (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, product name "Mini Test Press") which had been heated to 180°C in advance. As the mold for melt molding, one of two types of 4 cm×4 cm×thickness 2 mm and 10 cm×5 cm×thickness 1 mm was used depending on the application such as the evaluation of physical properties. A polyurethane elastomer was placed in the mold and further covered with a fluororesin sheet. The polyurethane elastomer was melted using a plate of a heat press (pressure: 1 MPa x temperature: 180°C x time: 5 minutes). After melting, the pressure setting of the heating press machine was gradually raised, and heating was performed at a maximum of 10 MPa for 5 minutes to mold. After that, lower the pressure of the heating press machine to remove the polyurethane elastomer molded product, install it on a cooling press machine (Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., product name "Mini Test Press") that has been cooled by flowing cooling water in advance and quench it. (Pressure 10 MPa×time 2 minutes) to obtain a sheet-shaped polyurethane elastomer molded article. Table 3 shows the evaluation results of the physical properties of the polyurethane elastomer molded product.

[実施例2、3]
用いる原料を表3に記載の量に変更する以外は実施例1と同様にしてシート状のポリウレタンエラストマー成形品を得、同様に評価を行った。ポリウレタンエラストマー成形品の物性の評価結果を表3に示す。
[Examples 2 and 3]
A sheet-shaped polyurethane elastomer molded article was obtained in the same manner as in Example 1 except that the raw materials used were changed to the amounts shown in Table 3 and evaluated in the same manner. Table 3 shows the evaluation results of the physical properties of the polyurethane elastomer molded product.

[比較例1〜4]
用いる原料を表3に示す通りに変更した以外は実施例1と同様にしてシート状のポリウレタンエラストマー成形品を得、同様に評価を行った。ポリウレタンエラストマー成形品の物性の評価結果を表3に示す。
[Comparative Examples 1 to 4]
A sheet-shaped polyurethane elastomer molded article was obtained in the same manner as in Example 1 except that the raw materials used were changed as shown in Table 3 and evaluated in the same manner. Table 3 shows the evaluation results of the physical properties of the polyurethane elastomer molded product.

Figure 2020084152
Figure 2020084152

表3より次のことが分かる。
ポリオールとして、繰り返し単位(B)のないPCD2のみを用い、ポリアルキレンエーテルグリコールを用いていない比較例1では、「ショアA硬度」の値が大きいことから柔軟性に劣る。
繰り返し単位(A)と繰り返し単位(B)を含むPCD1を用いても、ポリアルキレンエーテルグリコールを用いていない比較例2では、「ショアA硬度」の値が大きいことから柔軟性に劣る。
ポリカーボネートジオールを用いず、ポリアルキレンエーテルグリコールのみを用いた比較例3では、「耐オレイン酸性」の「重量増加率(重量%)」の値が大きいことから耐薬品性に劣る。
ポリカーボネートジオールとポリアルキレンエーテルグリコールを用いても、ポリカーボネートジオールに繰り返し単位(B)のないPCD2を用いた比較例4では、「ショアA硬度」の値が大きいことから柔軟性に劣る。
The following can be seen from Table 3.
In Comparative Example 1 in which only PCD2 having no repeating unit (B) was used as the polyol and no polyalkylene ether glycol was used, the flexibility was poor because the “Shore A hardness” was large.
Even when PCD1 containing the repeating unit (A) and the repeating unit (B) was used, Comparative Example 2 in which the polyalkylene ether glycol was not used was inferior in flexibility because the “Shore A hardness” was large.
In Comparative Example 3 in which only the polyalkylene ether glycol was used without using the polycarbonate diol, the "weight increase rate (% by weight)" of the "oleic acid resistance" was large, and therefore the chemical resistance was poor.
Even if the polycarbonate diol and the polyalkylene ether glycol are used, Comparative Example 4 in which PCD2 having no repeating unit (B) is used in the polycarbonate diol has a large “Shore A hardness” value, and thus is inferior in flexibility.

これに対して、ポリオールとして、繰り返し単位(A)と繰り返し単位(B)を有するPCD1とポリアルキレンエーテルグリコールとを併用した実施例1〜3では、柔軟性が良好であると共に、耐薬品性等の耐久性にも優れる。 On the other hand, in Examples 1 to 3 in which PCD1 having a repeating unit (A) and a repeating unit (B) were used together as a polyol, and a polyalkylene ether glycol, flexibility was good and chemical resistance and the like were good. Also has excellent durability.

Claims (14)

複数のイソシアネート基を有する化合物、ポリオール及びポリアミンからなる群より選ばれた少なくとも1種の鎖延長剤、下記式(A)で表される繰り返し単位と下記式(B)で表される繰り返し単位を有するポリカーボネートジオール、並びにポリアルキレンエーテルグリコールを反応させて得られるポリウレタンエラストマー。
Figure 2020084152
(上記式(A)において、pは2〜20の整数であり、nは3〜50の整数である。上記式(B)において、mは1〜50の整数であり、Rは分岐鎖を含む炭素数3〜20のアルキレン基である。)
A compound having a plurality of isocyanate groups, at least one chain extender selected from the group consisting of polyols and polyamines, a repeating unit represented by the following formula (A) and a repeating unit represented by the following formula (B): A polyurethane elastomer obtained by reacting the polycarbonate diol and a polyalkylene ether glycol.
Figure 2020084152
(In the formula (A), p is an integer of 2 to 20 and n is an integer of 3 to 50. In the formula (B), m is an integer of 1 to 50 and R 1 is a branched chain. Is an alkylene group having 3 to 20 carbon atoms including.
前記ポリカーボネートジオールと前記ポリアルキレンエーテルグリコールの合計に対する前記ポリカーボネートジオールの割合が25〜90重量%である請求項1に記載のポリウレタンエラストマー。 The polyurethane elastomer according to claim 1, wherein the ratio of the polycarbonate diol to the total of the polycarbonate diol and the polyalkylene ether glycol is 25 to 90% by weight. 前記ポリカーボネートジオールに含まれる前記式(A)で表される繰り返し単位に対する前記式(B)で表される繰り返し単位のモル比率が0.03〜10である請求項1又は2に記載のポリウレタンエラストマー。 The polyurethane elastomer according to claim 1 or 2, wherein the molar ratio of the repeating unit represented by the formula (B) to the repeating unit represented by the formula (A) contained in the polycarbonate diol is 0.03 to 10. .. 前記式(A)におけるpが4〜6の整数である請求項1乃至3のいずれか1項に記載のポリウレタンエラストマー。 The polyurethane elastomer according to any one of claims 1 to 3, wherein p in the formula (A) is an integer of 4 to 6. 前記式(B)のRにおける分岐鎖の炭素数の割合がRの全炭素数に対し0.05〜0.5である請求項1乃至4のいずれか1項に記載のポリウレタンエラストマー。 The polyurethane elastomer according to any one of claims 1 to 4, wherein the ratio of the number of carbon atoms of the branched chain in R 1 of the formula (B) is 0.05 to 0.5 with respect to the total number of carbon atoms of R 1 . 前記ポリカーボネートジオールに含まれる前記式(B)で表される繰り返し単位が、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール及び2−メチル−1,4−ブタンジオールよりなる群から選ばれた少なくとも1種に由来するものである請求項1乃至5のいずれか1項に記載のポリウレタンエラストマー。 The repeating unit represented by the formula (B) contained in the polycarbonate diol includes neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-1,3-propanediol and 2-methyl-1. The polyurethane elastomer according to any one of claims 1 to 5, which is derived from at least one selected from the group consisting of 1,4-butanediol. 前記ポリアルキレンエーテルグリコールの分子量が水酸基価基準で200〜5000である請求項1乃至6のいずれか1項に記載のポリウレタンエラストマー。 The polyurethane elastomer according to any one of claims 1 to 6, wherein the molecular weight of the polyalkylene ether glycol is 200 to 5,000 based on the hydroxyl value. 前記ポリアルキレンエーテルグリコールがポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、3−メチルテトラヒドロフランとテトラヒドロフランの共重合ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ネオペンチルグリコールとテトラヒドロフランの共重合ポリエーテルポリオール、エチレンオキサイドとテトラヒドロフランの共重合ポリエーテルポリオール、及びプロピレンオキサイドとテトラヒドロフランの共重合ポリエーテルグリコールよりなる群から選ばれた少なくとも1種である請求項1乃至7のいずれか1項に記載のポリウレタンエラストマー。 The polyalkylene ether glycol is polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, copolymerization polytetramethylene ether glycol of 3-methyltetrahydrofuran and tetrahydrofuran, copolymerization polyether polyol of neopentyl glycol and tetrahydrofuran, ethylene oxide and tetrahydrofuran. 8. The polyurethane elastomer according to claim 1, which is at least one selected from the group consisting of a copolymerized polyether polyol and a copolymerized polyether glycol of propylene oxide and tetrahydrofuran. 前記ポリカーボネートジオールのハンセン溶解度パラメータの水素結合項δHと前記ポリアルキレンエーテルグリコールのハンセン溶解度パラメータの水素結合項δHとの差が3以下で、該ポリカーボネートジオール及び該ポリアルキレンエーテルグリコールの溶解球半径Rがいずれも8以上である請求項1乃至8のいずれか1項に記載のポリウレタンエラストマー。 The difference between the hydrogen bond term δH of the Hansen solubility parameter of the polycarbonate diol and the hydrogen bond term δH of the Hansen solubility parameter of the polyalkylene ether glycol is 3 or less, and the radius R of the melting sphere of the polycarbonate diol and the polyalkylene ether glycol is The polyurethane elastomer according to any one of claims 1 to 8, wherein each is 8 or more. 前記複数のイソシアネート基を有する化合物が芳香族系ジイソシアネート化合物である請求項1乃至9のいずれか1項に記載のポリウレタンエラストマー。 The polyurethane elastomer according to any one of claims 1 to 9, wherein the compound having a plurality of isocyanate groups is an aromatic diisocyanate compound. 前記芳香族系ジイソシアネート化合物が1,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート及びキシリレンジイソシアネートよりなる群から選ばれた少なくとも1種である請求項10に記載のポリウレタンエラストマー。 The polyurethane elastomer according to claim 10, wherein the aromatic diisocyanate compound is at least one selected from the group consisting of 1,4-diphenylmethane diisocyanate, toluene diisocyanate and xylylene diisocyanate. 前記鎖延長剤がエチレングリコール、1,4−ブタンジオール及び1,6−ヘキサンジオールよりなる群から選ばれた少なくとも1種である請求項1乃至11のいずれか1項に記載のポリウレタンエラストマー。 The polyurethane elastomer according to any one of claims 1 to 11, wherein the chain extender is at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol. 前記ポリウレタンエラストマーが熱可塑性エラストマーである請求項1乃至12のいずれか1項に記載のポリウレタンエラストマー。 The polyurethane elastomer according to any one of claims 1 to 12, wherein the polyurethane elastomer is a thermoplastic elastomer. 請求項1乃至13のいずれか1項に記載のポリウレタンエラストマーを製造する方法であって、
前記複数のイソシアネート基を有する化合物、前記鎖延長剤、前記ポリカーボネートジオール及び前記ポリアルキレンエーテルグリコールの反応を無溶剤で実施するポリウレタンエラストマーの製造方法。
A method for producing the polyurethane elastomer according to any one of claims 1 to 13,
A method for producing a polyurethane elastomer, wherein the reaction of the compound having a plurality of isocyanate groups, the chain extender, the polycarbonate diol, and the polyalkylene ether glycol is carried out without a solvent.
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