JP2022535018A - アンヒドロヘキシトールのエーテルジオール由来のポリカーボネートジオール及びその製造方法、並びにそれから製造されたポリウレタン及びそれを含む接着剤 - Google Patents

アンヒドロヘキシトールのエーテルジオール由来のポリカーボネートジオール及びその製造方法、並びにそれから製造されたポリウレタン及びそれを含む接着剤 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明の目的は、従来のポリカーボネートジオールに比べて優れた色の改善効果を示し、ポリウレタンに著しく改善された接着強度(T-剥離強度又は剪断強度)を提供することができるポリカーボネートジオール及びその製造方法、並びにそれから製造されたポリウレタン及びそれを含む接着剤、塗料及びコーティング剤を提供することである。【解決手段】本発明は(1)アンヒドロヘキシトールのエーテルジオールに由来する繰り返し単位及び(2)炭酸ジエステルに由来する繰り返し単位を含むポリカーボネートジオール等に関する。【選択図】なし

Description

本発明は、アンヒドロヘキシトールのエーテルジオール由来のポリカーボネートジオール及びその製造方法、並びにそれから製造されたポリウレタン及びそれを含む接着剤に関し、より詳細には、アンヒドロヘキシトールのエーテルジオール、炭酸ジエステル、及び任意にアンヒドロヘキシトールに由来する繰り返し単位を含み、従来のポリカーボネートジオールに比べ、優れた色改善効果を示し、ポリウレタンに顕著に改善された接着強度(T-剥離強度又は剪断強度)を提供できるポリカーボネートジオール及びその製造方法、並びにそれから製造されたポリウレタン及びそれを含む接着剤、塗料及びコーティング剤に関するものである。
無水糖アルコールは、分子内に2つのヒドロキシ基を有するジオール形態を有し、デンプン由来のヘキシトールを活用して製造することができる(例えば、特許文献1、2)。無水糖アルコールは、再生可能な天然資源に由来した環境に優しい素材であるため、長い間、関心を集めており、その製造に関する研究が続けられている。このような無水糖アルコールの中で、ソルビトールから製造されたイソソルビドは、現在最も広い産業上の利用可能性がある。
無水糖アルコールは、心臓及び血管の疾患の治療、パッチ接着剤、口内清浄剤などの薬剤、化粧品の組成物用溶媒、食品の乳化剤など、様々な分野で使用できる。また、ポリエステル、PET、ポリカーボネート、ポリウレタン、エポキシ樹脂などのポリマー材料のガラス転移温度を上昇させ、それら材料の強度を向上させることができる。また、無水糖アルコールは、天然物由来の環境にやさしい素材であるため、バイオプラスチックなどのプラスチック産業で非常に有用である。無水糖アルコールは、接着剤、環境にやさしい可塑剤、生分解性ポリマー、水溶性ラッカーの環境にやさしい溶媒として使用できることも知られている。このように、無水糖アルコールは、その適用範囲が広く、実用化が進んでおり、ヘキシトールの脱水物であるジアンヒドロヘキシトールが無水糖アルコールとして好ましく使用することができる。
ポリカーボネートジオールは、エステル交換触媒存在下で、ジオール成分と炭酸ジエステル成分を反応させて得られる生成物であり、主にポリウレタンの原料として使用される。従来広く使用されているポリカーボネートジオールは、脂肪族ジオール(主にヘキサンジオール)を用いて製造された製品である。しかし、このようなポリカーボネートジオールから製造されたポリウレタンをコーティング及び接着剤などの用途に利用する場合、脂肪族ジオールによる柔軟性はあるが、硬度や耐スクラッチ性が低く、用途が限定されるという問題があった。
このような問題を解決するために、特許文献3では、硬度又は強度を向上させる目的で、ジオール成分としてバイオベースのイソソルビドと脂肪族ジオールを組み合わせたポリカーボネートジオールの製造が提案されている。このようなポリカーボネートジオールの場合、ジオール成分として脂肪族ジオールのみを用いて製造された従来のポリカーボネートジオールに比べて硬度及び強度などは向上するが、接着剤用途に使用する場合、接着強度(T-剥離強度又は剪断強度)は低下するという問題があった。
韓国登録特許第10-1079518号公報 韓国公開特許第10-2012-0066904号公報 韓国登録特許第10-1840063号公報
本発明の目的は、従来のポリカーボネートジオールに比べて優れた色の改善効果を示し、ポリウレタンに著しく改善された接着強度(T-剥離強度又は剪断強度)を提供することができるポリカーボネートジオール及びその製造方法、並びにそれから製造されたポリウレタン及びそれを含む接着剤、塗料及びコーティング剤を提供することである。
前記目的を達成するために、本発明は、(1)アンヒドロヘキシトールのエーテルジオールに由来する繰り返し単位及び(2)炭酸ジエステルに由来する繰り返し単位を含むポリカーボネートジオールを提供する。
一実施態様において、本発明のポリカーボネートジオールは、(3)アンヒドロヘキシトールに由来する繰り返し単位をさらに含む。
一実施態様において、本発明のポリカーボネートジオールは、下記式(1)の構造を有する繰り返し単位を含む。
Figure 2022535018000001

(式中、R1及びR2は、それぞれ独立して、炭素数2~20の直鎖状又は分枝状アルキレン基であり、R1及びR2は、互いに同じであっても異なっていてもよい。)
一実施態様において、本発明のポリカーボネートジオールは、下記式(2)の構造を有する繰り返し単位をさらに含む。
Figure 2022535018000002
本発明の別の態様において、本発明は、エステル交換触媒存在下で、(i)アンヒドロヘキシトールのエーテルジオール及び(ii)炭酸ジエステルを含む混合物を反応させる工程を含むポリカーボネートジオールの製造方法を提供する。
一実施態様において、前記混合物は、(iii)アンヒドロヘキシトールをさらに含む。
別の態様において、本発明は、ポリカーボネートジオールに由来する繰り返し単位を含むポリウレタンを提供する。
別の態様において、本発明は、ポリオール成分とポリイソシアネート成分を反応させてプレポリマーを製造する工程、及び前記プレポリマーと鎖延長剤を反応させる工程を含み、前記ポリオール成分が本発明のポリカーボネートジオールを含むことを特徴とするポリウレタンの製造方法を提供する。
別の態様において、本発明は、ポリウレタンを含む接着剤を提供する。
別の態様において、本発明は、ポリウレタンを含む塗料を提供する。
別の態様において、本発明は、ポリウレタンを含むコーティング剤を提供する。
本発明によって提供されるポリカーボネートジオールは、従来のポリカーボネートジオールに比べて優れた色改善効果を示し、それから製造されたポリウレタンを利用する場合、従来のポリカーボネートジオールから製造されたポリウレタンを使用した場合に比べて、接着強度(T-剥離強度又は剪断強度)が著しく改善されたポリウレタン接着剤(特に、構造用接着剤、靴用接着剤及びホットメルト接着剤など)、塗料(特に、水性塗料)及びコーティング剤を得ることができる。また、本発明によれば、アンヒドロヘキシトールのみを用いた従来のポリカーボネートジオール製造方法に比べ、反応温度を低くすることができ、反応時間を短縮することができ、最終的に製造されるポリカーボネートジオールの変色を防止することができ、副産物(例えば、フェノールなど)の残留量を最小限に抑えることができる。
以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明のポリカーボネートジオールは、(1)アンヒドロヘキシトールのエーテルジオールに由来する繰り返し単位及び(2)炭酸ジエステルに由来する繰り返し単位を含む。
一実施態様において、本発明のポリカーボネートジオールは、(3)アンヒドロヘキシトールに由来する繰り返し単位をさらに含むことができる。
前記アンヒドロヘキシトールとして、ヘキシトールの脱水産物であるジアンヒドロヘキシトールを好ましく使用することができ、より好ましくは、イソソルビド(1,4:3,6-ジアンヒドロソルビトール)、イソマンニド(1,4:3,6-ジアンヒドロマンニトール)、イソイジド(1,4:3,6-ジアンヒドロイジトール)又はそれらの混合物から選ばれるものを使用することができ、最も好ましくは、イソソルビドを使用することができる。
前記アンヒドロヘキシトールのエーテルジオールは、アンヒドロヘキシトールに由来し、分子内にエーテル結合を有するジオール化合物であり、アンヒドロヘキシトールとアルキレンオキシドを反応させることにより得られるか、アンヒドロヘキシトールとアルキレンカーボネート(特にエチレンカーボネート)を反応させることにより得られる。
具体的には、前記アルキレンオキシドは、炭素数2~20の直鎖状又は分枝状アルキレンオキシド、より具体的には炭素数2~10の直鎖状又は分枝状アルキレンオキシド、さらに具体的には炭素数2~8の直鎖状又は分枝状アルキレンオキシド、さらにより具体的には炭素数2~4の直鎖状又は分枝状アルキレンオキシドであってもよい。一実施態様において、前記アルキレンオキシドは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド又はそれらの組み合わせであってもよい。
一実施態様において、アンヒドロヘキシトールとアルキレンオキシド又はアルキレンカーボネート(特にエチレンカーボネート)とを反応させることによって得られるアンヒドロヘキシトールのエーテルジオールは、下記式(A)で示される化合物であってもよい。
Figure 2022535018000003

(式中、R1及びR2は、それぞれ独立して、炭素数2~20の直鎖状又は分枝状アルキレン基、より具体的には炭素数2~10の直鎖状又は分枝状アルキレン基、さらに具体的には炭素数2~8の直鎖状又は分枝状アルキレン基、さらにより具体的には炭素数2~4の直鎖状又は分枝状アルキレン基であり、
m及びnは、それぞれ独立して、0~15の整数を表し、
m+nは1~30の整数を表す。)
より好ましくは、前記式(A)において、
1及びR2は、それぞれ独立して、エチレン基、プロピレン基又はイソプロピレン基を表し、R1及びR2は、同じでも異なっていてもよく、好ましくは、R1及びR2は互いに同じであり、
m及びnは、それぞれ独立して、1~14の整数を表し、
m+nは、2~15の整数、好ましくは3~15の整数を表す。
一実施態様では、前記アンヒドロヘキシトールのエーテルジオールとして、下記のイソソルビド-プロピレングリコール、イソソルビド-エチレングリコール又はそれらの混合物を使用することができる。
[イソソルビド-プロピレングリコール]
Figure 2022535018000004

(式中、a及びbは、それぞれ独立して、0~15の整数、好ましくは1~14の整数を表し、
a+bは、1~30の整数、好ましくは2~15の整数、より好ましくは3~15の整数である。
[イソソルビド-エチレングリコール]
Figure 2022535018000005

(式中、c及びdは、それぞれ独立して、0~15の整数、好ましくは1~14の整数を表し、
c+dは、1~30の整数、好ましくは2~15の整数、より好ましくは3~15の整数である。)
アンヒドロヘキシトールとアルキレンオキシドの反応は、例えば、酸又はアルカリ触媒の存在下で、100℃~150℃で3時間~8時間、より具体的には100℃~140℃で5時間~6時間行われるが、これに限定されない。
アンヒドロヘキシトールとアルキレンカーボネート(特に、エチレンカーボネート)の反応は、例えば、酸又はアルカリ触媒の存在下で、150℃~200℃で6時間~12時間、より具体的には150℃~180℃で8時間~10時間行われるが、それに限定されない。
本発明の効果が得られる限り、炭酸ジエステルの種類は、限定されず、例えば、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート、アルキレンカーボネート又はそれらの組み合わせを使用することができる。
一実施態様において、前記ジアルキルカーボネートの例は、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、ジシクロヘキシルカーボネート、ジイソブチルカーボネート、エチルn-ブチルカーボネート及びエチルイソブチルカーボネートなどであってもよく、前記ジアリールカーボネートの例は、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート、ビス(クロロフェニル)カーボネート及びジm-クレシルカーボネートなどであってもよく、前記アルキレンカーボネートの例は、エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、テトラメチレンカーボネート、1,2-プロピレンカーボネート、1,2-ブチレンカーボネート、1,3-ブチレンカーボネート、2,3-ブチレンカーボネート、1,2-ペンチレンカーボネート、1,3-ペンチレンカーボネート、1,4-ペンチレンカーボネート、1,5-ペンチレンカーボネート、2,3-ペンチレンカーボネート、2,4-ペンチレンカーボネート及びネオペンチレンカーボネートなどであってもよい。
一実施態様において、前記炭酸ジエステルは、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート又はそれらの組み合わせから選択することができ、より好ましくはジフェニルカーボネートである。
一実施態様において、本発明のポリカーボネートジオールのアンヒドロヘキシトールエーテルジオールに由来する繰り返し単位の量は、ポリカーボネートジオールの繰り返し単位の合計100重量%に対して、15~80重量%、より具体的には20~70重量%、さらに具体的には30~60重量%、さらにより具体的には40~55重量%であってもよい。ポリカーボネートジオールのアンヒドロヘキシトールエーテルジオールに由来する繰り返し単位の量が、前記レベルより少なすぎる場合、本発明のポリカーボネートジオールを使用して製造されたポリウレタンの硬度は向上するが、ポリウレタン製造及び使用温度が高くなりすぎ、ポリウレタンの流動性が低下し、ポリウレタンの使用時に不便が生じる可能性がある。他方で、ポリカーボネートジオールのアンヒドロヘキシトールエーテルジオールに由来する繰り返し単位の量が、前記レベルより多すぎると、本発明のポリカーボネートジオールを使用して製造されたポリウレタンの硬度が低くなり、耐スクラッチ性が低下し、ポリウレタンの粘度も低くなるため、接着強度が不十分になる場合がある。
一実施態様において、本発明のポリカーボネートジオールの炭酸ジエステルに由来する繰り返し単位の量は、ポリカーボネートジオールの繰り返し単位の合計100重量%に対して、10~50重量%、より具体的には10~40重量%、さらに具体的には15~36重量%であってもよい。他の実施態様において、本発明のポリカーボネートジオールの炭酸ジエステルに由来する繰り返し単位の量は、ポリカーボネートジオールの繰り返し単位の合計100重量%に対して、10~30重量%、より具体的には10~20重量%、より具体的には10~15重量%であってもよい。ポリカーボネートジオールの炭酸ジエステルに由来する繰り返し単位の量が、前記レベルより少なすぎる場合、本発明のポリカーボネートジオールの数平均分子量が低くなりすぎ、それを使用して製造したポリウレタンの接着強度が低下する可能性がある。他方、ポリカーボネートジオールの炭酸ジエステルに由来する繰り返し単位の量が、前記レベルより多すぎると、本発明のポリカーボネートジオールの数平均分子量が高くなりすぎ、ポリウレタンの製造に使用する際に不便が生じる可能性がある。
一実施態様において、本発明のポリカーボネートジオールがアンヒドロヘキシトールに由来する繰り返し単位をさらに含む場合、その量は、ポリカーボネートジオールの繰り返し単位の合計100重量%に対して、10~50重量%、より具体的には10~30重量%、より具体的には14~29重量%、さらにより具体的には15~25重量%であってもよい。ポリカーボネートジオールのアンヒドロヘキシトールに由来する繰り返し単位の量が、前記範囲内である場合、本発明のポリカーボネートジオールを使用して製造されたポリウレタンが優れた耐スクラッチ性及び接着強度を示すことができる。
一実施態様では、本発明のポリカーボネートジオールは、脂肪族ジオールに由来する繰り返し単位をさらに含むことができる。
前記脂肪族ジオールは、炭素数2~10の直鎖状又は分枝状脂肪族ジオール、より具体的には炭素数2~8の直鎖状又は分枝状脂肪族ジオール、さらに具体的には炭素数2~6の直鎖状又は分枝状脂肪族ジオールであってもよい。一実施態様において、前記脂肪族ジオールは、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-エチル-1,3-プロパンジオール、2-ブチル-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-エチル-2-ブチル-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、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、3,3-ジメチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,4,4-テトラメチル-1,5-ペンタンジオール、2-エチル-1,6-ヘキサンジオール、1,3-シクロヘキサンジオール、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、ノルボルナン-2,3-ジメタノール又はそれらの組み合わせであってもよい。
一実施態様において、本発明のポリカーボネートジオールにおいて脂肪族ジオールに由来する繰り返し単位が存在する場合、その量は、ポリカーボネートジオールの繰り返し単位の合計100重量%に対して、0.1~35重量%、より具体的には5~30重量%、さらに具体的には15~25重量%であってもよい。他の実施態様では、本発明のポリカーボネートジオールの脂肪族ジオールに由来する繰り返し単位の量は、ポリカーボネートジオールの繰り返し単位の合計100重量%に対して、0.1~30重量%、より具体的には1~25重量%、さらに具体的には5~20重量%、さらにより具体的には5~10重量%であってもよい。
一実施態様において、本発明のポリカーボネートジオールは、下記式(1)の構造を有する繰り返し単位を含むことができる。
Figure 2022535018000006

(式中、R1及びR2は、それぞれ独立して、炭素数2~20(より具体的には炭素数2~10、さらに具体的には炭素数2~8、さらにより具体的には炭素数2~4)の直鎖状又は分枝状アルキレン基であり、R1及びR2は、互いに同じであっても異なっていてもよい。)
一実施態様において、前記一般式(1)の構造を有する繰り返し単位は、アンヒドロヘキシトールのエーテルジオールと炭酸ジエステルとの反応から得ることができる。
一実施態様において、本発明のポリカーボネートジオールは、下記式(2)の構造を有する繰り返し単位をさらに含むことができる。
Figure 2022535018000007
一実施態様において、前記一般式(2)の構造を有する繰り返し単位は、アンヒドロヘキシトールと炭酸ジエステルとの反応から得ることができる。
一実施態様において、本発明のポリカーボネートジオールは、下記式(3)の構造式を有する繰り返し単位をさらに含むことができる。
Figure 2022535018000008

(式中、R3は、炭素数2~10(より具体的には炭素数2~8、さらに具体的には炭素数2~6)の直鎖状又は分枝状アルキレン基である。)
一実施態様において、前記一般式(3)の構造を有する繰り返し単位は、脂肪族ジオールと炭酸ジエステルとの反応から得ることができる。
本発明のポリカーボネートジオールの数平均分子量(Mn)は、使用目的に応じて、調節することができ、例えば、その下限は、250以上、500以上、600以上、700以上、又は1,000以上であり、その上限は、6,000以下、5,500以下、5,000以下、4,000以下又は3,000以下であり、好ましくは600~5,500であってもよいが、これに限定されない。前記ポリカーボネートジオールの数平均分子量が低すぎると、硬度が不十分になり、ポリウレタンの製造時に接着強度が低下する場合があり、ポリカーボネートジオールの数平均分子量が高過ぎると、粘度が高くなりすぎて、ポリウレタンの製造時に取り扱いが困難になる場合があり、それを用いて製造されたポリウレタンの数平均分子量が高くなりすぎて、接着剤としての使用が困難になる可能性がある。
本発明のポリカーボネートジオールの多分散指数(PDI)は、特に限定されないが、その下限は1.0以上、1.1以上又は1.2以上であり、その上限は3.0以下、2.5以下又は2.0以下であってもよい。多分散指数が前記範囲を超える場合、ポリカーボネートジオールを使用して製造されたポリウレタンの物性が悪化し、低温で硬くなり、伸びが悪くなる。他方、多分散指数が前記範囲以下のポリカーボネートジオールを製造するために、オリゴマーなどを除去するための高度の精製工程が必要になる場合がある。前記多分散指数は、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)として得られ、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)の測定によって得ることができる。
本発明のポリカーボネートジオールのガードナー色数は1以下であってもよい。前記ガードナー色数は、ASTM D 1544に基づいて、ガードナー色数を測定できる分光比色計(例えば、コニカミノルタのCM-5)を使用して測定することができ、ガードナー色数が低いほど無色に近いことを意味し、本発明のポリカーボネートジオールを使用して製造されたポリウレタンを塗料(特に、水性塗料)、コーティング剤及び接着剤などに適用した場合、色が無色に近くなるので、外部基材上に適用すると、色の変化による外観の問題を解決することができる。
本発明のポリカーボネートジオールの製造時のジオール成分としてアンヒドロヘキシトールのエーテルジオール、任意にアンヒドロヘキシトール及び任意に脂肪族ジオールを使用することにより、アンヒドロヘキシトールのみを使用してポリカーボネートジオールを製造した従来の方法に比べて、反応温度を下げることができ、液体で製造可能であり、反応を少なくして、最終的に製造されるポリカーボネートジオールの変色を防止することができ、これよりガードナー色数を1以下に維持することができる。
本発明のポリカーボネートジオールに含まれる副産物としてのフェノール化合物の量は、特に限定されないが、できるだけ少なく含むことが好ましく、本発明のポリカーボネートジオールの残留フェノール量は、50ppm以下(検出限界)であってもよい。
一実施態様において、本発明のポリカーボネートジオールの性状(液相又は固相)は、アンヒドロヘキシトールに由来する繰り返し単位の量とアンヒドロヘキシトールエーテルジオールに由来する繰り返し単位の量(脂肪族ジオールに由来する繰り返し単位がさらに含まれる場合には、アンヒドロヘキシトールエーテルジオールに由来する繰り返し単位の量及び脂肪族ジオールに由来する繰り返し単位の量の合計)に応じて変わる。アンヒドロヘキシトールエーテルジオールに由来する繰り返し単位の量(脂肪族ジオールに由来する繰り返し単位がさらに含まれる場合には、アンヒドロヘキシトールエーテルジオールに由来する繰り返し単位の量及び脂肪族ジオールに由来する繰り返し単位の量の合計)と比較して、アンヒドロヘキシトールに由来する繰り返し単位の量が多くなると、固体になりやすく、少なくなると液体になりやすくなる。
本発明のポリカーボネートジオールは、エステル交換触媒の存在下で、アンヒドロヘキシトールのエーテルジオール、炭酸ジエステル、及び任意にアンヒドロヘキシトールを含む混合物を反応させることにより製造することができ、前記混合物は、任意に脂肪族ジオールをさらに含むことができる。
従って、本発明の別の態様には、エステル交換触媒の存在下で、(i)アンヒドロヘキシトールのエーテルジオール及び(ii)炭酸ジエステルを含む混合物を反応させる工程を含む、ポリカーボネートジオールの製造方法が提供される。前記混合物は、任意に脂肪族ジオールをさらに含むことができる。
一実施態様において、前記混合物は、(iii)アンヒドロヘキシトールをさらに含むことができる。
本発明のポリカーボネートジオールの製造方法に有用なアンヒドロヘキシトールのエーテルジオール、炭酸ジエステル、アンヒドロヘキシトール及び脂肪族ジオールは前述したものと同様である。
一実施態様において、前記混合物が(iii)アンヒドロヘキシトールを含まない場合、ポリカーボネートジオール製造時のアンヒドロヘキシトールエーテルジオールの使用量は、反応混合物の合計100重量%に対して、30~95重量%、より具体的には40~90重量%、さらに具体的には50~85重量%、さらにより具体的には55~80重量%であってもよい。アンヒドロヘキシトールエーテルジオールの使用量が前記レベルより少なすぎる場合、ポリカーボネートジオールを使用して製造されたポリウレタンの硬度は向上するものの、ポリウレタンの製造及び使用温度が高くなりすぎ、ポリウレタンの流動性が低下するため、ポリウレタンの製造時の取り扱いが困難にある場合がある。他方、前記レベルより量が多すぎると、ポリカーボネートジオールを使用して製造されたポリウレタンの硬度が低下し、耐スクラッチ性が低下し、ポリウレタンの流動性が高くなりすぎて、ポリウレタン製造時の取り扱いが困難になる可能性があり、ポリウレタンの粘度も低下し、その接着強度が低下する可能性がある。
別の実施態様では、前記混合物が、(iii)アンヒドロヘキシトールをさらに含む場合、ポリカーボネートジオールの製造時のアンヒドロヘキシトールエーテルジオールの使用量は、反応混合物の合計100重量%に対して、5~60重量%、より具体的には10~50重量%、さらに具体的には15~47重量%、さらにより具体的には25~46重量%であってもよい。アンヒドロヘキシトールエーテルジオールの使用量が、前記レベルより少なすぎる場合、ポリカーボネートジオールを使用して製造されたポリウレタンの硬度は向上するものの、ポリウレタンの製造及び使用温度が高くなりすぎ、ポリウレタンの流動性が低下するため、ポリウレタンの製造時の取り扱いが困難になる場合がある。他方、前記レベルより量が多すぎると、ポリカーボネートジオールを使用して製造されたポリウレタンの硬度が低下し、耐スクラッチ性が低下し、ポリウレタンの粘度も低下し、接着強度が低下する場合がある。
一実施態様において、本発明のポリカーボネートジオール製造時の炭酸ジエステルの使用量は、反応混合物の合計100重量%に対して、5~70重量%、より具体的には10~60重量%、さらに具体的には15~50重量%、さらにより具体的には20~45重量%であってもよい。別の実施態様では、炭酸ジエステルの使用量は、反応混合物の合計100重量%に対して、25~60重量%、より具体的には28~55重量%、さらに具体的には30~50重量%であってもよい。炭酸ジエステルの使用量が前記レベルより少なすぎる場合、ポリカーボネートジオールを使用して製造されたポリウレタンの硬度が不十分になり、接着強度が低下する場合がある。他方、前記レベルより量が多すぎると、ポリカーボネートジオールの数平均分子量が高くなりすぎ、粘度が高くなりすぎるため、ポリウレタンを製造する際の取り扱いが困難になる場合があり、ポリウレタンの数平均分子量も高くなりすぎて、接着剤としての使用が困難になる場合がある。
一実施態様において、混合物が、(iii)アンヒドロヘキシトールをさらに含む場合、本発明のポリカーボネートジオール製造時のアンヒドロヘキシトールの使用量は、反応混合物の合計100重量%に対して、10~45重量%、より具体的には10~40重量%、さらに具体的には14~30重量%、さらにより具体的には15~25重量%であってもよい。アンヒドロヘキシトールの使用量が前記レベルより少なすぎる場合、ポリカーボネートジオールを使用して製造されたポリウレタンの硬度が低下し、耐スクラッチ性が低下し、ポリウレタンの粘度も低下し、接着強度が低下する場合がある。他方、前記レベルより量が多すぎると、ポリカーボネートジオールを使用して製造されたポリウレタンの硬度は向上するものの、ポリウレタンの製造及び使用温度が高くなりすぎ、ポリウレタンの流動性が低下するため、ポリウレタンを製造する際の取り扱いが困難になる場合がある。
別の実施態様において、本発明のポリカーボネートジオール製造時の脂肪族ジオールが任意成分として使用される場合、その使用量は、反応混合物の合計100重量%に対して、0.1~30重量%、より具体的には0.5~25重量%、さらに具体的には1~20重量%、さらにより具体的には5~18重量%、さらにより具体的には5~10重量%であってもよい。脂肪族ジオールの使用量が前記レベルを超えると、ポリカーボネートジオールを使用して製造されたポリウレタンの硬度が低下し、耐スクラッチ性が低下し、ポリウレタンの粘度も低下し、接着強度が低下する場合がある。
前記エステル交換触媒として、一般にエステル交換能を有すると考えられる金属又はその化合物(水酸化物又は塩など)を使用することができるが、限定されない。
触媒金属の例には、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムなどの第1族金属;マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどの第2族金属;チタン、ジルコニウムなどの第4族金属;ハフニウムなどの第5族金属;コバルトなどの第9族金属;亜鉛などの第12族金属;アルミニウムなどの第13族金属;ゲルマニウム、スズ、鉛などの第14族金属;アンチモン、ビズマスなどの第15族金属;及びランタン、セリウム、ユーロピウム、イッテルビウムなどランタニド系金属などであってもよい。これらの中で、エステル交換反応速度を上げる観点から、第1族金属又は第2族金属が好ましく、特に第2族金属がより好ましい。
前記触媒金属の塩化合物の例として、塩化物、臭化物、ヨウ化物などのハロゲン化物塩;酢酸塩、ギ酸塩、安息香酸塩などのカルボン酸塩;メタンスルホン酸塩、トルエンスルホン酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩などのスルホン酸塩;リン酸塩、リン酸水素塩、リン酸二水素塩などのリン含有塩;及びアセチルアセトネート塩などが挙げられる。触媒金属として、メトキシド又はエトキシドなどのアルコキシドを使用することができる。
前記触媒金属、触媒金属の水酸化物及び触媒金属の塩化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
一実施態様において、エステル交換触媒として第1族金属を含む化合物を使用する場合、その例には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム;水酸化セシウム;水酸化リチウム;炭酸水素ナトリウム;炭酸ナトリウム;炭酸カリウム;炭酸セシウム;炭酸リチウム;酢酸ナトリウム;酢酸カリウム;酢酸セシウム;酢酸リチウム;ステアリン酸ナトリウム;ステアリン酸カリウム;ステアリン酸セシウム;ステアリン酸リチウム;水素化ホウ素ナトリウム;フェニル化ホウ素ナトリウム;安息香酸ナトリウム;安息香酸カリウム;安息香酸セシウム;安息香酸リチウム;リン酸水素二ナトリウム;リン酸水素二カリウム;リン酸水素二リチウム;フェニルリン酸二ナトリウム;ビスフェノールAの二ナトリウム塩、二カリウム塩、二セシウム塩又は二リチウム塩;フェノールのナトリウム塩、カリウム塩、セシウム塩又はリチウム塩などが挙げられる。
一実施態様において、エステル交換触媒として第2族金属を含む化合物を使用する場合、その例には、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素ストロンチウム、炭酸水素バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸ストロンチウム、酢酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、安息香酸カルシウム又はフェニルリン酸マグネシウムなどが挙げられる。
ポリカーボネートジオールを製造する際のエステル交換触媒の使用量は、原料のジオールの重量に対する金属換算重量比として、0.01~500ppm、より具体的には0.1~100ppm、さらに具体的には1~50ppmであってもよいが、これに限定されない。
本発明のポリカーボネートジオールの製造方法における、アンヒドロヘキシトールのエーテルジオール、炭酸ジエステル、任意にアンヒドロヘキシトール、及び任意に脂肪族ジオールを含む混合物の反応において、反応温度は特に限定されないが、通常70℃以上、100℃以上、又は130℃以上、通常250℃以下、230℃以下、200℃以下、180℃以下、170℃以下、又は165℃以下であってもよい。反応は、大気圧又は減圧条件(例えば、10kPa以下、5kPa以下、又は1kPa以下)で、通常1~50時間、1~20時間、又は1~10時間行うことができるが、これに限定されない。
本発明の別の態様には、本発明のポリカーボネートジオールに由来する繰り返し単位を含むポリウレタン及びその製造方法が提供される。
本発明のポリウレタン製造方法は、ポリオール成分とポリイソシアネート成分を反応させてプレポリマーを製造する工程、及び前記プレポリマーと鎖延長剤を反応させる工程を含み、前記ポリオール成分が本発明のポリカーボネートジオールを含むことを特徴とする。
本発明のポリカーボネートジオールに加えて、必要に応じて、前記ポリオール成分は、他のポリオールをさらに含むことができる。そのような他のポリオールの例は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG)などのポリオキシアルキレングリコール類;ビスフェノールA又はグリセリンのエチレンオキシド付加物又はプロピレンオキシド付加物などのポリアルコールのアルキレンオキシド付加物類;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;及びポリカーボネートポリオール等であってもよい。
ポリエステルポリオールの例には、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸、マレイン酸、コハク酸、フマル酸などの二塩基酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3-プロピレングリコール、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、トリメチロールプロパンなどのグリコール類から得られるものが挙げられ;ポリカーボネートポリオールは、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、シクロヘキサンジメタノール又は2-メチルプロパンジオールから製造されるホモポリカーボネートジオール又は共重合ポリカーボネートジオール等であってもよい。
前記ポリオール成分が、本発明のポリカーボネートジオールに加えて、他のポリオールをさらに含む場合、他のポリオールの量は、ポリオール成分の合計100重量%に対し、50重量%未満(例えば、1~49重量%)、より具体的には30重量%未満(例えば、1~29重量%)であるが、これに限定されない。
前記ポリイソシアネート成分は、一つ以上の脂肪族、脂環式又は芳香族ポリイソシアネート化合物であってもよく、例としては、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、リシンジイソシアネート及び二量体酸のカルボキシル基をイソシアネート基に転化した二量体ジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート;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式ジイソシアネート;キシ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、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレ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-テトラメチルキシレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネートなどが挙げられる。これらは単独で使用することも、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
一実施態様において、前記ポリイソシアネート成分として、4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート又はそれらの組み合わせを使用することができる。
前記鎖延長剤は、イソシアネート基と反応する少なくとも2つの活性水素を有する低分子量の化合物であり、通常のポリオール又はポリアミンを使用でき、その具体例は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3-プロピレングリコール、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、2,4-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,4-ジメチロールヘキサン、1,9-ノナンジオール、1,12-ドデカンジオール及び二量体ジオールなどの直鎖を有するジオール類;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-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-プロパンジオールなどの分枝鎖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及びアンヒドロヘキシトール(例えば、イソソルビド、イソマンニド又はイソイジド)などの環状基を有するジオール類;キシレングリコール、1,4-ジヒドロキシエチルベンゼン及び4,4'-メチレンビス(ヒドロキシエチルベンゼン)など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などのポリオール類;N-メチルエタノールアミン及びN-エチルエタノールアミンなど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、ピペラジン及びN,N'-ジアミノピペラジンなどのポリアミン類;などが挙げられる。これら鎖延長剤は、単独で使用することも、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
一実施態様において、前記鎖延長剤として、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、1,4-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、アンヒドロヘキシトール(例えば、イソソルビド、イソマンニド又はイソイジド)、エチレンジアミン、1,3-ジアミノプロパン又はそれらの組み合わせを使用することができる。
前記ポリオール成分とポリイソシアネート成分との反応において、ポリイソシアネートの使用量は、特に限定されず、ポリオール成分の水酸基1当量に対して、イソシアネート基が1~10当量(より具体的には1~5当量、さらに具体的には1~3当量)に相当する量で使用することができる。
前記プレポリマーと鎖延長剤との反応において、鎖延長剤の使用量は、特に限定されず、プレポリマーに含まれるイソシアネート基1当量に対して、鎖延長剤の水酸基又はアミン基が0.1~5当量(より具体的には0.5~3当量、さらに具体的には0.8~2当量)に相当する量で使用することができる。
前記ポリオール成分とポリイソシアネート成分との反応及び前記プレポリマーと鎖延長剤との反応のための方法及び条件には特別な制限がなく、従来の方法及び反応条件をそのまま、又は適切に変形して使用することができる。
本発明のポリカーボネートジオールは、アンヒドロヘキシトールのエーテルジオールを使用して、又はアンヒドロヘキシトールのエーテルジオールとアンヒドロヘキシトールを併用して製造するため、反応性が向上し、ポリカーボネートジオールの変色を防ぐことができる。また、本発明のポリカーボネートジオールを使用して製造されたポリウレタン接着剤は、T-剥離強度又は剪断強度を改善し、接着強度が改善される。
従って、本発明の別の態様には、本発明のポリウレタンを含む接着剤(特に、構造用接着剤、靴用接着剤及びホットメルト接着剤)が提供される。
本発明のポリウレタン接着剤は、食品包装、革製の靴、靴、磁気テープバインダー、ティッシュペーパー、木材、構造部材などに有用に適用することができる。
本発明のまた別の態様には、本発明のポリウレタンを含む塗料(特に、水性塗料)又はコーティング剤が提供される。
本発明のポリウレタン塗料又はポリウレタンコーティング剤は、ほぼ無色であるため、基材の外部に適用した場合でも、外観上の変色を防止することができる。
本発明を以下の実施例及び比較例を通じてより詳細に説明する。しかし、本発明の範囲は、いかなる方法にも限定されない。
<アンヒドロヘキシトールのエーテルジオールの製造>
製造例1:エチレンオキシドを用いたアンヒドロヘキシトールのエーテルジオールの製造
イソソルビド1,460gと水酸化カリウム3.0gを、加圧及び加熱が可能な反応器に入れ、反応器内を窒素で置換して100℃まで加熱し、減圧下で反応器内の水分を除去した。その後、エチレンオキシド2,200gをゆっくり加えながら100~140℃で5時間~6時間反応させた。そのとき、反応温度は140℃を超えないように調節した。反応終了後、得られた混合物を50℃に冷却し、AMBOSOL MP20 40gを加え、再加熱し、100℃~120℃で1時間~5時間撹拌して、残留金属イオンを除去した(その時点で、窒素を投入するか、真空下で減圧を行った)。金属イオンが検出されなかったことを確認した後、混合物を60℃~90℃に冷却し、残余副産物をフィルターで除去し、下記構造式を有する透明な液体のイソソルビドエーテルジオール(イソソルビドのエチレンオキシド5モル付加物)3,500gを得た。
Figure 2022535018000009

(式中、c及びdは、それぞれ独立して、1~4の整数であり、c+dは5である。)
製造例2:プロピレンオキシドを用いたアンヒドロヘキシトールのエーテルジオールの製造
エチレンオキシドの代わりにプロピレンオキシド2,900gを用いたことを除いて、製造例1と同じ方法で下記構造式を有する透明な液体のイソソルビドエーテルジオール(イソソルビドのプロピレンオキシド5モル付加物)4,200gを得た。
Figure 2022535018000010

(式中、a及びbは、それぞれ独立して、1~4の整数であり、a+bは5である。)
製造例3:エチレンカーボネートを用いたアンヒドロヘキシトールのエーテルジオールの製造
加熱及び還流し、二酸化炭素ガスが排出可能な反応器に、イソソルビド1,460g、エチレンカーボネート2,639g及び触媒として炭酸カリウム166gを加え、混合物を150℃~180℃に加熱しながら、8時間~10時間反応させた。その後、得られた混合物を冷却し、触媒及び副産物をろ過し、真空蒸発によって未反応のエチレンカーボネートを除去して、下記構造式を有するイソソルビドエーテルジオール1,470gを得た。
Figure 2022535018000011

(式中、c及びdは、それぞれ独立して、1~4の整数であり、c+dは5である。)
<アンヒドロヘキシトールのエーテルジオールを使用したポリカーボネートジオールの製造>
実施例1-A1:製造例1のイソソルビドエーテルジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
窒素ガス管及び副産物除去用トラップが設けられた減圧用真空ポンプが連結され、撹拌機、温度計及びヒータ付き5口フラスコに、製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオール500g及びジフェニルカーボネート117.5gを加え、窒素雰囲気下で100℃まで加熱し、反応物の溶融を確認した後、酢酸マグネシウム4水和物5.0mgを加えて撹拌を開始した。反応温度が120℃に達するまで窒素雰囲気を維持し、その後、反応系を閉鎖系として維持しながら155℃まで加熱した(このとき、継続的に窒素雰囲気を維持すると反応物が昇華し、比率が変化し、所望の分子量が得られなくなるため、注意した)。所定温度に達した後、1時間維持しながら反応を行い、副産物であるフェノールが反応器壁を通って還流することを確認した後、真空ポンプを利用して30分以内に圧力を100トール~120トールに減圧し、生成されたフェノールを除去しながら1時間~2時間反応させた。フェノールの生成量が理論生成量の70~80%に達したとき、5トール~10トールに減圧し、反応を1時間~2時間さらに行った。次に、フェノールの約95%が除去されたとき、減圧を維持しながら反応生成物を窒素で1~2時間バブリングして残留フェノールを完全に除去した。これにより、ポリカーボネートジオール約498gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が185.9の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は603.5、測定されたPDIは1.64であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例1-A2:製造例1のイソソルビドエーテルジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
ジフェニルカーボネートの量を117.5gから238gに変更したことを除いて、実施例1-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約625gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が56.2の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は1,997.5、測定されたPDIは1.25であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例1-A3:製造例1のイソソルビドエーテルジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
ジフェニルカーボネートの量を117.5gから271.5gに変更したことを除いて、実施例1-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約630gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が22.6の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は4,956.4、測定されたPDIは1.54であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例1-A4:製造例1のイソソルビドエーテルジオール、脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
ジフェニルカーボネートの量を117.5gから256gに変更し、1,6-ヘキサンジオール162gをさらに用いたことを除いて、実施例1-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約611gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が56.0の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は2,004.5、測定されたPDIは1.35であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例1-A5:製造例1のイソソルビドエーテルジオール、脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
ジフェニルカーボネートの量を117.5gから247gに変更し、1,6-ヘキサンジオール69.5gをさらに用いたことを除いて、実施例1-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約605gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が56.4の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は1,989.9、測定されたPDIは1.49であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例1-A6:製造例2のイソソルビドエーテルジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例2で製造されたイソソルビドエーテルジオール500gを使用し、ジフェニルカーボネートの量を117.5gから70gに変更したことを除いて、実施例1-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約423gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が180.6の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は621.1、測定されたPDIは1.66であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例1-A7:製造例2のイソソルビドエーテルジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例2で製造されたイソソルビドエーテルジオール500gを使用し、ジフェニルカーボネートの量を117.5gで194gに変更したことを除いて、実施例1-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約554gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が56.2の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は1,996.5、測定されたPDIは1.44であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例1-A8:製造例2のイソソルビドエーテルジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例2で製造されたイソソルビドエーテルジオール500gを使用し、ジフェニルカーボネートの量を117.5gから226gに変更したことを除いて、実施例1-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約588gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が22.2の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は5,054.1、測定されたPDIは1.58であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例1-A9:製造例2のイソソルビドエーテルジオール、脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例2で製造されたイソソルビドエーテルジオール500gを使用し、ジフェニルカーボネートの量を117.5gから211gに変更し、1,6-ヘキサンジオール137gをさらに用いたことを除いて、実施例1-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約576gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が184.4の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は608.4、測定されたPDIは1.65であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例1-A10:製造例2のイソソルビドエーテルジオール、脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例2で製造されたイソソルビドエーテルジオール500gを使用し、ジフェニルカーボネートの量を117.5gから204gに変更し、1,6-ヘキサンジオール59gをさらに用いたことを除いて、実施例1-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約580gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が22.3の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は5,023.2、測定されたPDIは1.72であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例1-A11:製造例3のイソソルビドエーテルジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例3で製造されたイソソルビドエーテルジオール500gを用いたことを除いて、実施例1-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約491gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が187.5の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は598.4、測定されたPDIは1.46であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例1-A12:製造例3のイソソルビドエーテルジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例3で製造されたイソソルビドエーテルジオール500gを使用し、ジフェニルカーボネートの量を117.5gから238gに変更したことを除いて、実施例1-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約604gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が55.7の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は2,015.6、測定されたPDIは1.35であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例1-A13:製造例3のイソソルビドエーテルジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例3で製造されたイソソルビドエーテルジオール500gを使用し、ジフェニルカーボネートの量を117.5gから271.5gに変更したことを除いて、実施例1-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約651gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が22.2の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は5,047.6、測定されたPDIは1.25であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例1-A14:製造例3のイソソルビドエーテルジオール、脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例3で製造されたイソソルビドエーテルジオール500gを使用し、ジフェニルカーボネートの量を117.5gから256gに変更し、1,6-ヘキサンジオール162gをさらに用いたことを除いて、実施例1-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約630gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が53.9の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は2,080.6、測定されたPDIは1.84であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例1-A15:製造例3のイソソルビドエーテルジオール、脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例3で製造されたイソソルビドエーテルジオール500gを使用し、ジフェニルカーボネートの量を117.5gから247gに変更し、1,6-ヘキサンジオール69.5gをさらに用いたことを除いて、実施例1-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約627gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が54.8の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は2,047.6、測定されたPDIは1.84であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例2-A1:イソソルビド、製造例1のイソソルビドエーテルジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
窒素ガス管及び副産物除去用トラップが設けられた減圧用真空ポンプが連結され、撹拌機、温度計及びヒータ付き5口フラスコに、イソソルビド150g、製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオール374g及びジフェニルカーボネート347.5gを反応器に加え、窒素気流下で100℃まで加熱し、反応物が溶融したことを確認した後、酢酸マグネシウム4水和物5.0mgを加え、撹拌を開始した。反応温度が120℃に達するまで窒素雰囲気を維持し、その後、反応系を閉鎖系として維持しながら155℃まで加熱した(この時、窒素雰囲気を維持し続けると反応物が昇華し、比率が変わり、所望の分子量が得られなくなるため、注意した)。設定温度に達した後、1時間温度を維持しながら反応を行い、副産物であるフェノールが反応器壁を通って還流したことを確認した後、真空ポンプを利用して30分以内に圧力を100トール~120トールに減圧し、生成されたフェノールを除去しながら1時間~2時間反応させた。フェノールの発生量が理論的発生量の70%~80%に達したとき、圧力を5トール~10トールに減圧し、さらに1時間~2時間反応を行った。次に、約95%のフェノールが除去されたとき、減圧を維持した状態で反応生成物を1時間~2時間窒素でバブリングして残りの残留フェノールを完全に除去し、それにより、ポリカーボネートジオール約550gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が104.0の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は1,079.3、測定されたPDIは1.58であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例2-A2:イソソルビド、製造例1のイソソルビドエーテルジオール及び炭酸ジエステルを用いた固体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの量を374gから161gに変更し、ジフェニルカーボネートの量を347.5gから277gに変更したことを除いて、実施例2-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約338gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数1以下、水酸基価は54.1の透明な固体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は2,073.9、測定されたPDIは1.17であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例2-A3:イソソルビド、製造例1のイソソルビドエーテルジオール、脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの量を374gから249gに変更し、イソソルビドの量を150gから100gに変更し、ジフェニルカーボネートの量を347.5gから322.5gに変更し、1,6-ヘキサンジオール40.5gをさらに用いたことを除いて、実施例2-A1と同じ方法で実施して、ポリカーボネートジオール約410gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が53.2の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は2,109.0、測定されたPDIは1.89であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例2-A4:イソソルビド、製造例1のイソソルビドエーテルジオール、脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた固体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの量を374gから415.5gに変更し、イソソルビドの量を150gから500gに変更し、ジフェニルカーボネートの量を347.5gから855gに変更し、1,6-ヘキサンジオール135gをさらに用いたことを除いて、実施例2-A1と同じ方法で実施してポリカーボネートジオール約1,134gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数1以下、水酸基価は165.5の透明な固体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は677.9、測定されたPDIは1.24であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例2-A5:イソソルビド、製造例1のイソソルビドエーテルジオール、脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの量を374gから356gに変更し、イソソルビドの量を150gから500gに変更し、ジフェニルカーボネートの量を347.5gから933.5gに変更し、1,6-ヘキサンジオール16.5gをさらに用いたことを除いて、実施例2-A1と同じ方法で実施してポリカーボネートジオール約978.2gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が21.9の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は5,123.3、測定されたPDIは1.36であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例2-A6:イソソルビド、製造例2のイソソルビドエーテルジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例2で製造されたイソソルビドエーテルジオール442gを用いたことを除いて、実施例2-A1と同じ方法で実施してポリカーボネートジオール約628.4gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が101.7の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は1,103.3、測定されたPDIは1.94であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例2-A7:イソソルビド、製造例2のイソソルビドエーテルジオール及び炭酸ジエステルを用いた固体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例2で製造されたイソソルビドエーテルジオール190gを用い、ジフェニルカーボネートの量を347.5gから277gに変更したことを除いて、実施例2-A1と同じ方法で実施してポリカーボネートジオール約350.6gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数1以下、水酸基価は56.2の透明な固体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は1,996.5、測定されたPDIは1.85であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例2-A8:イソソルビド、製造例2のイソソルビドエーテルジオール、脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例2で製造されたイソソルビドエーテルジオール295gを用い、イソソルビドの量を150gから100gに変更し、ジフェニルカーボネートの量を347.5gから319gに変更し、1,6-ヘキサンジオール40.5gをさらに用いたことを除いて、実施例2-A1と同じ方法で実施してポリカーボネートジオール約452.6gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が53.8の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は2,085.6、測定されたPDIは1.44であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例2-A9:イソソルビド、製造例2のイソソルビドエーテルジオール、脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた固体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例2で製造されたイソソルビドエーテルジオール491.5gを用い、イソソルビドの量を150gから500gに変更し、ジフェニルカーボネートの量を347.5gから794gに変更し、1,6-ヘキサンジオール135gをさらに用いたことを除いて、実施例2-A1と同じ方法で実施してポリカーボネートジオール約1,205.4gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が184.4の透明な固体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は608.4、測定されたPDIは1.67であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例2-A10:イソソルビド、製造例2のイソソルビドエーテルジオール、脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例2で製造されたイソソルビドエーテルジオール421gを用い、イソソルビドの量を150gから500gに変更し、ジフェニルカーボネートの量を347.5gから923.5gに変更し、1,6-ヘキサンジオール16.5gをさらに用いたことを除いて、実施例2-A1と同じ方法で実施してポリカーボネートジオール約968.3gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が22.3gの透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は5,023.2、測定されたPDIは1.85であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例2-A11:イソソルビド、製造例3のイソソルビドエーテルジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例3で製造されたイソソルビドエーテルジオール374gを用いたことを除いて、実施例2-A1と同じ方法で実施してポリカーボネートジオール約546gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が104.8の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は1,070.2、測定されたPDIは1.64であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例2-A12:イソソルビド、製造例3のイソソルビドエーテルジオール及び炭酸ジエステルを用いた固体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例3で製造されたイソソルビドエーテルジオール161gを用いたことを除いて、実施例2-A1と同じ方法で実施してポリカーボネートジオール約331gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が55.5の透明な固体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は2,020.5、測定されたPDIは1.85であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例2-A13:イソソルビド、製造例3のイソソルビドエーテルジオール、脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例3で製造されたイソソルビドエーテルジオール249gを用い、イソソルビドの量を150gから100gに変更し、ジフェニルカーボネートの量を347.5gから322.5gに変更し、1,6-ヘキサンジオール40.5gをさらに用いたことを除いて、実施例2-A1と同じ方法で実施してポリカーボネートジオール約409.7gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が56.2の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は1,995.8、測定されたPDIは1.62であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例2-A14:イソソルビド、製造例3のイソソルビドエーテルジオール、脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた固体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例3で製造されたイソソルビドエーテルジオール415.5gを用い、イソソルビドの量を150gから500gに変更し、ジフェニルカーボネートの量を347.5gから855gに変更し、1,6-ヘキサンジオール135gをさらに用いたことを除いて、実施例2-A1と同じ方法で実施してポリカーボネートジオール約1,130.5gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が193.3の透明な固体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は580.4、測定されたPDIは1.24であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
実施例2-A15:イソソルビド、製造例3のイソソルビドエーテルジオール、脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに製造例3で製造されたイソソルビドエーテルジオール356gを用い、イソソルビドの量を150gから500gに変更し、ジフェニルカーボネートの量を347.5gで933.5gに変更し、1,6-ヘキサンジオール16.5gをさらに用いたことを除いて、実施例2-A1と同じ方法で実施してポリカーボネートジオール約970.4gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が1以下、水酸基価が22.5の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は4,980.6、測定されたPDIは1.42であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
比較例A1:脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりに1,6-ヘキサンジオール500gを用い、ジフェニルカーボネートの量を117.5gから843gに変更したことを除いて、実施例1-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約716gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が3、水酸基価は55.5の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は2,020.5、測定されたPDIは1.64であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
比較例A2:イソソルビド及び炭酸ジエステルを用いた固体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりにイソソルビド300gを用い、ジフェニルカーボネートの量を117.5gから403gに変更したことを除いて、実施例1-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約332gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が2、水酸基価が51.2の透明な固体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は2,190.1、測定されたPDIは1.65であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
比較例A3:イソソルビド、脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた固体ポリカーボネートジオールの製造
製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールの代わりにイソソルビド250gと1,6-ヘキサンジオール202gを用い、ジフェニルカーボネートの量を117.5gから579gに変更したことを除いて、実施例1-A1と同じ方法を実施してポリカーボネートジオール約509gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が3、水酸基価が53.5の透明な固体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は2,097.2、測定されたPDIは1.45であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
比較例A4:脂肪族ジオール及び炭酸ジエステルを用いた液体ポリカーボネートジオールの製造
イソソルビド及び製造例1で製造されたイソソルビドエーテルジオールを用いず、代わりに1,6-ヘキサンジオール404gを用い、ジフェニルカーボネートの量を347.5gで579gに変更したことを除いて、実施例2-A1と同じ方法で実施してポリカーボネートジオール約470.1gを得た。
得られたポリカーボネートジオールは、ガードナー色数が3以上、水酸基価が52.7の透明な液体であった。前記水酸基価から換算された数平均分子量は2,129.0、測定されたPDIは1.87であり、残留フェノール量は検出限界50ppmを下回った。
<ポリカーボネートジオールの物性測定>
1.水酸基価の測定方法
ASTM D-4274 Dに基づいて実施例1-A1~2-A15及び比較例A1~A4で製造された各ポリカーボネートジオールの水酸基価を測定した。具体的な測定手順は以下の通りである。
1)試薬製造
Figure 2022535018000012
2)試験手順
300mLの三角フラスコで、試料量を測定し、正確に計量した。
採取する試料量(g)=56.1/推定水酸基価
ブランク試験を含む各フラスコに、フタル酸無水物溶液25mLとイミダゾール溶液5mLを加えた後、フラスコを閉じ、100℃で50~60分間加熱して反応させた。反応後、フラスコを室温まで冷却し、そのキャップ及び内壁をピリジン25mLで十分に洗浄した。各フラスコに、0.5N NaOH水溶液50mLを加え、フェノールフタレイン溶液0.5mLを加えた後、50mLビュレットを利用して、淡いピンク色になるまで0.5N NaOHによる滴定を行った。
3)水酸基価の計算
測定されたブランク試験及び試料の滴定値を使用して、下記式に従って水酸基価(OH価)を計算した。
Figure 2022535018000013
2.水酸基価から数平均分子量(Mn)を測定する方法
測定された水酸基価を使用することにより、実施例1-A1~2-A15及び比較例A1~A4で製造された各ポリカーボネートジオールの数平均分子量は、以下の式に従って計算した。
数平均分子量(Mn)=(56100×当量数)/測定された水酸基価
3.多分散指数(PDI)の測定方法
ゲル浸透クロマトグラフィー法を使用してPDI測定を行った。具体的に、Agilent PLgel 3μm Mixed Eカラムを備えたゲル浸透クロマトグラフィーと、移動相としてTHFを0.5mL/minを使用するRI検出器で35分間分析し、測定されたPDI値を確認した。それぞれの製造されたポリカーボネートジオールについて、0.1g~0.2gのポリカーボネートジオールを8g~10gのTHF(移動相)に溶解し、前記溶液中の未溶解成分をシリンジフィルターで濾過し、得られた溶液を分析試料として使用した。
4.残留フェノール量の測定方法
フェノールをガスクロマトグラフィーの外部標準として使用することにより、検量線を作成し、それを介して定量分析を行って測定した。それぞれの製造されたポリカーボネートジオールについて、0.1g~0.2gのポリカーボネートジオールをアセトニトリルに溶解し、前記溶液中の未溶解成分をシリンジフィルターで濾過し、得られた溶液を分析試料として使用した。
同じ方法で、50ppm、500ppm及び1,000ppmのフェノール標準液をそれぞれアセトニトリルに溶解し、DB-1カラムを備えたガスクロマトグラフィーと高純度のArを移動相として分析を行った。標準濃度と測定ピークの積分値を用いて検量線を作成し、分析試料中のフェノール量は、検量線と分析用試料で同時に測定されたピークの積分値から計算し、これにより、得られた試料の量を用いて計算することにより、全固相中のフェノールの残留量を得た。このとき、検出限界を50ppmに設定した。
5.色の測定方法
ガードナー色数は、ASTM D1544に基づいて、ガードナー色数を測定可能なコニカミノルタのCM-5を使用して測定した。それぞれの製造されたポリカーボネートジオールについて、20体積%の濃度のアセトニトリルにポリカーボネートジオールを溶解して製造された溶液を、ガードナー色数を測定するための分析用試料として使用した。
前記製造されたポリカーボネートジオールの物性を下記表1に示す。
Figure 2022535018000014
表1に示されるように、本発明による実施例1-A1~2-A15のポリカーボネートジオールは、目標数平均分子量(例えば、500~6,000の数平均分子量)を有し、ポリカーボネートジオールの残留フェノール量は検出限界50ppmを下回り、ポリカーボネートジオールのガードナー色数は1以下であり、非常に透明で無色の状態であった。また、アンヒドロヘキシトールの量に応じて、固体又は液体のポリカーボネートジオールを製造することができた(特に、ジオール成分中のアンヒドロヘキシトールの量が増加するにつれて、固体を得ることができた)。
しかしながら、アンヒドロヘキシトールのエーテルジオールに由来する繰り返し単位を有さない比較例A1~A4のポリカーボネートジオールは、ガードナー色数2以上を有し、着色を呈し、基材の外部に適用される場合、外観上の変色を引き起こす可能性があり、基材の外部に適用される塗料、コーティング剤及び接着剤などでの使用が困難であった。
<製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造>
実施例1-B1:実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
80℃の温度で24時間十分に真空下乾燥させた実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオール200g及び4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネート165.9gを4口フラスコに入れ、窒素雰囲気下で60℃の温度を維持しながら1時間反応させて、ポリウレタンプレポリマーを製造した。前記ポリウレタンプレポリマーのNCO%を測定し、理論上NCO%に達した時に、鎖延長剤として1,4-ブタンジオール29.9gを投入して混合した。前記混合物をシリコーンコーティングで処理された型に供給し、110℃で16時間硬化させて、鎖延長ポリウレタンを製造した。
2個のステンレス鋼(25mm×305mm)を長さ方向で241mmのマージンを残して、90°の角度で曲げ、「L」字型に製造した(曲げ部分の長さは約76mmであった)。前記2個のL字型のステンレス鋼の長辺に、前記鎖延長ポリウレタンを25mm×241mmのサイズで均一に塗布した後、2個のL字型のステンレス鋼をT字型に接着し、180℃で10分間のホットプレスにより1MPaの圧力を加え、T-剥離接着測定のための試料を製造した。製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、317.90MPaであった。
実施例1-B2:実施例1-A2で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例1-A2で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を165.9gから50.1gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を29.9gから9.0gに変更したことを除いて、実施例1-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例1-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、334.95MPaであった。
実施例1-B3:実施例1-A3で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例1-A3で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を165.9gから20.2gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を29.9gから3.6gに変更したことを除いて、実施例1-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例1-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、336.48MPaであった。
実施例1-B4:実施例1-A4で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例1-A4で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を165.9gから49.9gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を29.9gから9.0gに変更したことを除いて、実施例1-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例1-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、293.04MPaであった。
実施例1-B5:実施例1-A5で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例1-A5で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を165.9gから50.3gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を29.9gから9.1gに変更したことを除いて、実施例1-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例1-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、306.13MPaであった。
実施例1-B6:実施例1-A6で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例1-A6で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を165.9gから161.2gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を29.9gから16.3gに変更したことを除いて、実施例1-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例1-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、354.31MPaであった。
実施例1-B7:実施例1-A7で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例1-A7で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を165.9gから50.1gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を29.9gから9.0gに変更したことを除いて、実施例1-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例1-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、365.55MPaであった。
実施例1-B8:実施例1-A8で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例1-A8で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を165.9gから19.8gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を29.9gから3.6gに変更したことを除いて、実施例1-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例1-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、354.55MPaであった。
実施例1-B9:実施例1-A9で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例1-A9で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を165.9gから164.5gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を29.9gから29.6gに変更したことを除いて、実施例1-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例1-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、353.98MPaであった。
実施例1-B10:実施例1-A10で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例1-A10で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を165.9gから19.9gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を29.9gから3.6gに変更したことを除いて、実施例1-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例1-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、368.12MPaであった。
実施例1-B11:実施例1-A11で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例1-A11で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を165.9gから167.3gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を29.9gから30.1gに変更したことを除いて、実施例1-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例1-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、298.41MPaであった。
実施例1-B12:実施例1-A12で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例1-A12で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を165.9gから49.7gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を29.9gから9.0gに変更したことを除いて、実施例1-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例1-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、312.73MPaであった。
実施例1-B13:実施例1-A13で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例1-A13で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を165.9gから19.8gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を29.9gから3.6gに変更したことを除いて、実施例1-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例1-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、324.06MPaであった。
実施例1-B14:実施例1-A14で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例1-A14で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を165.9gから48.1gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を29.9gから8.7gに変更したことを除いて、実施例1-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例1-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、286.52MPaであった。
実施例1-B15:実施例1-A15で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例1-A15で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を165.9gから48.9gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を29.9gから8.8gに変更したことを除いて、実施例1-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例1-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、271.26MPaであった。
比較例1-B1:比較例A1で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに比較例A1で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を165.9gから49.5gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を29.9gから8.9gに変更したことを除いて、実施例1-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例1-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、197.40MPaであった。
比較例1-B2:比較例A2で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに比較例A2で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を165.9gから45.7gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を29.9gから8.2gに変更したことを除いて、実施例1-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例1-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、180.46MPaであった。
比較例1-B3:比較例A3で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例1-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに比較例A3で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を165.9gから47.7gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を29.9gから8.6gに変更したことを除いて、実施例1-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例1-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料を利用してT-剥離強度を測定した結果、182.91MPaであった。
<T-剥離強度の評価方法>
前記の実施例1-B1~1-B15及び比較例1-B1~1-B3で製造された試料について、非接着部を254mm/minの速度で固定した万能試験機(UTM)を利用してT-剥離強度を測定した。前記製造された試料のT-剥離強度を下記表2に示す。
Figure 2022535018000015
表2に示されるように、本発明による実施例1-B1~1-B15のポリウレタン接着剤はそれぞれ実施例1-A1~1-A15のポリカーボネートジオールを用いて製造されている為、T-剥離強度が270MPa以上と非常に優れていた。しかし、比較例A1~A3のポリカーボネートジオールを用いて製造された比較例1-B1~1-B3のポリウレタン接着剤の場合、T-剥離強度が200MPa以下と劣っていた。
実施例2-B1:実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
80℃の温度で24時間十分に真空乾燥させた実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオール200g及び4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネート92.7gを4口フラスコに入れ、窒素雰囲気下で60℃を維持しながら1時間反応させて、ポリウレタンプレポリマーを製造した。前記ポリウレタンプレポリマーのNCO%を測定し、理論上のNCO%に達した時に、鎖延長剤として1,4-ブタンジオール16.7gを加えて混合した。前記混合物をシリコーンコーティングで処理された型に供給し、110℃で16時間硬化させて、鎖延長ポリウレタンを製造した。
前記鎖延長ポリウレタンを、2個のステンレス鋼(20mm×100mm)に一定のサイズ(20mm×20mm)に均一に塗布した後、2個のステンレス鋼を互いに接着し、ホットプレスを利用して180℃の温度で10分間1MPaの圧力を加えて、接着強度測定のための試料を製造した。製造された試料の接着強度は55.46MPaであった。
実施例2-B2:実施例2-A2で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例2-A2で製造されたポリカーボネートジオール200gを使用して、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を92.7gから48.3gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を16.7gから8.7gに変更したことを除いて、実施例2-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例2-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料の接着強度は48.67MPaであった。
実施例2-B3:実施例2-A3で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例2-A3で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を92.7gから47.5gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を16.7gから8.6gに変更したことを除いて、実施例2-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例2-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料の接着強度は53.24MPaであった。
実施例2-B4:実施例2-A4で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例2-A4で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を92.7gから147.7gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を16.7gから26.6gに変更したことを除いて、実施例2-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例2-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料の接着強度は45.35MPaであった。
実施例2-B5:実施例2-A5で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例2-A5で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を92.7gから19.5gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を16.7gから3.5gに変更したことを除いて、実施例2-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例2-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料の接着強度は40.21MPaであった。
実施例2-B6:実施例2-A6で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例2-A6で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を92.7gから90.7gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を16.7gから16.3gに変更したことを除いて、実施例2-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例2-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料の接着強度は55.31MPaであった。
実施例2-B7:実施例2-A7で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例2-A7で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を92.7gから50.1gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を16.7gから9.0gに変更したことを除いて、実施例2-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例2-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料の接着強度は49.64MPaであった。
実施例2-B8:実施例2-A8で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例2-A8で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を92.7gから48.0gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を16.7gから8.6gに変更したことを除いて、実施例2-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例2-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料の接着強度は50.25MPaであった。
実施例2-B9:実施例2-A9で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例2-A9で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を92.7gから164.5gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を16.7gから29.6gに変更したことを除いて、実施例2-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例2-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料の接着強度は46.14MPaであった。
実施例2-B10:実施例2-A10で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例2-A10で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を92.7gから19.9gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を16.7gから3.6gに変更したことを除いて、実施例2-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例2-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料の接着強度は42.11MPaであった。
実施例2-B11:実施例2-A11で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例2-A11で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を92.7gから93.5gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を16.7gから16.8gに変更したことを除いて、実施例2-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例2-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料の接着強度は53.45MPaであった。
実施例2-B12:実施例2-A12で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例2-A12で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を92.7gから49.5gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を16.7gから8.9gに変更したことを除いて、実施例2-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例2-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料の接着強度は48.99MPaであった。
実施例2-B13:実施例2-A13で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例2-A13で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を92.7gから50.2gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を16.7gから9.0gに変更したことを除いて、実施例2-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例2-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料の接着強度は52.14MPaであった。
実施例2-B14:実施例2-A14で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例2-A14で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を92.7gから172.5gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を16.7gから31.1gに変更したことを除いて、実施例2-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例2-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料の接着強度は45.55MPaであった。
実施例2-B15:実施例2-A15で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに実施例2-A15で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を92.7gから20.1gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を16.7gから3.6gに変更したことを除いて、実施例2-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例2-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料の接着強度は39.64MPaであった。
比較例2-B1:比較例A2で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに比較例A2で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を92.7gから45.7gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を16.7gから8.2gに変更したことを除いて、実施例2-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例2-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料の接着強度は15.64MPaであった。
比較例2-B2:比較例A3で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに比較例A3で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を92.7gから47.7gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を16.7gから8.6gに変更したことを除いて、実施例2-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例2-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料の接着強度は10.98MPaであった。
比較例2-B3:比較例A4で製造されたポリカーボネートジオールを用いたポリウレタンの製造
実施例2-A1で製造されたポリカーボネートジオールの代わりに比較例A4で製造されたポリカーボネートジオール200gを用い、4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネートの量を92.7gから47.0gに変更し、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールの量を16.7gから8.5gに変更したことを除いて、実施例2-B1と同じ方法で鎖延長ポリウレタンを製造し、前記鎖延長ポリウレタンを利用して実施例2-B1と同じ方法で試料を製造した。前記製造された試料の接着強度は10.25MPaであった。
<接着強度評価方法>
実施例2-B1~2-B15及び比較例2-B1~2-B3で製造された試料について、万能試験機(UTM)を利用して1.3mm/minの速度で接着強度(剪断強度)を測定した。作製した試料の接着強度(剪断強度)を下記表3に示す。
Figure 2022535018000016
表3に示されるように、本発明による実施例2-B1~2-B15のポリウレタン接着剤はそれぞれ実施例2-A1~2-A15のポリカーボネートジオールを用いて製造された為、剪断強度が39MPa以上と非常に優れていた。しかしながら、比較例A2~A4のポリカーボネートジオールを用いて製造した比較例2-B1~2-B3のポリウレタン接着剤の場合、剪断強度が16MPa以下と劣っていた。

Claims (18)

  1. (1)アンヒドロヘキシトールのエーテルジオールに由来する繰り返し単位及び
    (2)炭酸ジエステルに由来する繰り返し単位
    を含むポリカーボネートジオール。
  2. (3)アンヒドロヘキシトールに由来する繰り返し単位をさらに含む請求項1に記載のポリカーボネートジオール。
  3. アンヒドロヘキシトールが、イソソルビド(1,4:3,6-ジアンヒドロソルビトール)、イソマンニド(1,4:3,6-ジアンヒドロマンニトール)、イソイジド(1,4:3,6-ジアンヒドロイジトール)又はこれらの混合物から選ばれる請求項1又は2に記載のポリカーボネートジオール。
  4. アンヒドロヘキシトールのエーテルジオールが、アンヒドロヘキシトールとアルキレンオキシドとの反応物である請求項1又は2に記載のポリカーボネートジオール。
  5. アンヒドロヘキシトールのエーテルジオールが、アンヒドロヘキシトールとエチレンカーボネートとの反応物である請求項1又は2に記載のポリカーボネートジオール。
  6. 炭酸ジエステルが、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート、アルキレンカーボネート又はこれらの組み合わせから選ばれる請求項1又は2に記載のポリカーボネートジオール。
  7. 脂肪族ジオールに由来する繰り返し単位をさらに含む請求項1又は2に記載のポリカーボネートジオール。
  8. 下記式(1)の構造を有する繰り返し単位を含む請求項1又は2に記載のポリカーボネートジオール。
    Figure 2022535018000017
    (式中、R1及びR2は、それぞれ独立して、炭素数2~20の直鎖状又は分枝状アルキレン基であり、R1及びR2は、互いに同じであっても異なっていてもよい。)
  9. 下記式(2)の構造を有する繰り返し単位をさらに含む請求項8に記載のポリカーボネートジオール。
    Figure 2022535018000018
  10. 下記式(3)の構造を有する繰り返し単位をさらに含む請求項8又は9に記載のポリカーボネートジオール。
    Figure 2022535018000019

    (式中、R3は、炭素数2~10の直鎖状又は分枝状アルキレン基である。)
  11. エステル交換触媒存在下で、
    (i)アンヒドロヘキシトールのエーテルジオール及び(ii)炭酸ジエステルを含む混合物を反応させる工程を含むポリカーボネートジオールの製造方法。
  12. 前記混合物が、(iii)アンヒドロヘキシトールをさらに含む請求項11に記載のポリカーボネートジオールの製造方法。
  13. 前記混合物が、脂肪族ジオールをさらに含む請求項11又は12に記載のポリカーボネートジオールの製造方法。
  14. 請求項1~10のいずれか1項に記載のポリカーボネートジオールに由来する繰り返し単位を含むポリウレタン。
  15. ポリオール成分とポリイソシアネート成分を反応させて、プレポリマーを製造する工程、及び前記プレポリマーと鎖延長剤を反応させる工程を含み、
    前記ポリオール成分が、請求項1~10のいずれか1項に記載のポリカーボネートジオールを含むことを特徴とするポリウレタンの製造方法。
  16. 請求項14に記載のポリウレタンを含む接着剤。
  17. 請求項14に記載のポリウレタンを含む塗料。
  18. 請求項14に記載のポリウレタンを含むコーティング剤。
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