JP2023014142A - 高い引裂き伝播強度を有する熱可塑性ポリウレタン - Google Patents
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Abstract
Description
少なくとも成分(i)から(iii):
(i) ポリイソシアネート組成物、
(ii) 少なくとも1種の鎖延長剤、及び
(iii) 少なくとも1種のポリオール組成物
を反応させることにより得ることができる又は得られる熱可塑性ポリウレタンであって、
そのポリオール組成物が、1500~2500g/molの範囲の分子量Mwを有し且つ少なくとも1種の芳香族ポリエステルブロック(B1)を有する少なくとも1種のポリオール(P1)を含む、熱可塑性ポリウレタンによって達成される。
Mw=1000mg/g・[(z・56.106g/mol)/(OHN[mg/g])]
ポリオール(P1)の調製において、好ましくはポリブチレンテレフタレート(PBT)又はポリエチレンテレフタレート(PET)などの芳香族ポリエステルが使用される。ポリエチレンテレフタレートは、重縮合によって調製される熱可塑性ポリマーである。PETの品質、及び靭性又は耐久性などのその物理的特性は、鎖長に依存する。以前のPET合成法は、ジメチルテレフタレートのエチレングリコールとのエステル交換をベースとする。今日、PETの合成は、ほぼ専らテレフタル酸のエチレングリコールとの直接エステル化による。同じように、テレフタル酸をブタン‐1,4‐ジオールと反応させて、ポリブチレンテレフタレート(PBT)を得ることもできる。同様にこの熱可塑性ポリマーは、CRASTIN(登録商標)(DuPont社)、POCAN(登録商標)(Lanxess社)、ULTRADUR(登録商標)(BASF社)又はENDURAN(登録商標)及びVESTODUR(登録商標)(SABIC IP社)などの銘柄で入手可能である。その化学的及び物理的/技術的特性は、PETの特性にほぼ対応する。
(a)
(i) 少なくとも1種のポリイソシアネート組成物、
(ii) 少なくとも1種の鎖延長剤、及び
(iii) 少なくとも1種のポリオール組成物
の反応を含み、
そのポリオール組成物が、1500~2500g/molの範囲の分子量Mwを有し且つ少なくとも1種の芳香族ポリエステルブロック(B1)を有する少なくとも1種のポリオール(P1)を含む、熱可塑性ポリウレタンを調製する工程、
(b) その熱可塑性ポリウレタンから成形体(SC)を製造する工程、
を含む、成形体(SC)を製造する方法に関する。
(i) 少なくとも1種のポリイソシアネート組成物、
(ii) 少なくとも1種の鎖延長剤、及び
(iii) 少なくとも1種のポリオール組成物
を反応させることにより得ることができ又は得られ、
前記ポリオール組成物が、1500~2500g/molの範囲の分子量Mwを有し且つ少なくとも1種の芳香族ポリエステルブロック(B1)を有する少なくとも1種のポリオール(P1)を含む、熱可塑性ポリウレタン。
(a)
(i) 少なくとも1種のポリイソシアネート組成物、
(ii) 少なくとも1種の鎖延長剤、及び
(iii) 少なくとも1種のポリオール組成物
の反応を含み、
前記ポリオール組成物が、1500~2500g/molの範囲の分子量Mwを有し且つ少なくとも1種の芳香族ポリエステルブロック(B1)を有する少なくとも1種のポリオール(P1)を含む、熱可塑性ポリウレタンを調製する工程、
(b) 前記熱可塑性ポリウレタンから成形体(SC)を製造する工程、
を含む、成形体(SC)を製造する方法。
(i) 少なくとも1種のポリイソシアネート組成物、
(ii) 少なくとも1種の鎖延長剤、及び
(iii) 少なくとも1種のポリオール組成物
を反応させることにより得ることができ又は得られ、
前記ポリオール組成物が、1500~2500g/molの範囲の分子量Mwを有し且つ少なくとも1種の芳香族ポリエステルブロック(B1)を有する少なくとも1種のポリオール(P1)を含み、
前記ポリオール(P1)が、ポリエステルポリオール(P1)全体に対して、10質量%~50質量%の前記芳香族ポリエステルブロック(B1)を含み、前記芳香族ポリエステルブロック(B1)がポリエチレンテレフタレートブロック又はポリエチレンテレフタレートブロックである、熱可塑性ポリウレタン。
(i) 少なくとも1種のポリイソシアネート組成物、
(ii) 少なくとも1種の鎖延長剤、及び
(iii) 少なくとも1種のポリオール組成物
を反応させることにより得ることができ又は得られ、
前記ポリオール組成物が、1500~2500g/molの範囲の分子量Mwを有し且つ少なくとも1種の芳香族ポリエステルブロック(B1)を有する少なくとも1種のポリオール(P1)を含み、
前記ポリオール(P1)が、ポリエステルポリオール(P1)全体に対して、10質量%~50質量%の前記芳香族ポリエステルブロック(B1)を含み、前記芳香族ポリエステルブロック(B1)がポリエチレンテレフタレートブロックである、熱可塑性ポリウレタン。
(a)
(i) 少なくとも1種のポリイソシアネート組成物、
(ii) 少なくとも1種の鎖延長剤、及び
(iii) 少なくとも1種のポリオール組成物
の反応を含み、
前記ポリオール組成物が、1500~2500g/molの範囲の分子量Mwを有し且つ少なくとも1種の芳香族ポリエステルブロック(B1)を有する少なくとも1種のポリオール(P1)を含む、熱可塑性ポリウレタンを調製する工程、
(b)
前記ポリオール(P1)が、ポリエステルポリオール(P1)全体に対して、10質量%~50質量%の前記芳香族ポリエステルブロック(B1)を含み、前記芳香族ポリエステルブロック(B1)がポリエチレンテレフタレートブロック又はポリエチレンテレフタレートブロックである、前記熱可塑性ポリウレタンから成形体(SC)を製造する工程、
を含む、成形体(SC)を製造する方法。
ポリオール1: アジピン酸、ブタン‐1,4‐ジオール及びヘキサン‐1,6‐ジオールをベースとし、OH価56を有するポリエステルポリオール、官能価:2
ポリオール2: アジピン酸、エチレングリコール及びジエチレングリコールをベースとし、OH価56を有するポリエステルポリオール、官能価:2
ポリオール3: アジピン酸、エチレングリコール及びブタン‐1,4‐ジオールをベースとし、OH価56を有するポリエステルポリオール、官能価:2
ポリオール4: PET、アジピン酸、ブタン‐1,4‐ジオール及びヘキサン‐1,6‐ジオールをベースとし、OH価54.4を有するポリエステルポリオール、官能価:2
ポリオール5: アジピン酸、PET及びジエチレングリコールをベースとし、OH価50を有するポリエステルポリオール、官能価:2
ポリオール6: アジピン酸、PET及びブタン‐1,4‐ジオールをベースとし、OH価49.4を有するポリエステルポリオール、官能価:2
PET 12000g/molの平均分子量Mwを有するフレークの形態のポリエチレンテレフタレート
イソシアネート1 メチレンジフェニル4,4’ ‐ジイソシアネート
イソシアネート2 ヘキサメチレン1,6‐ジイソシアネート
CE1: ブタン‐1,4‐ジオール
CE2: ヘキサン‐1,6‐ジオール
触媒1: ビスマス触媒
安定剤1: ポリカルボジイミドをベースとする加水分解安定剤
安定剤2: 立体障害アミン1
安定剤3: 立体障害フェノール
安定剤4: 立体障害アミン2
添加剤1: カルボン酸エステルをベースとする可塑剤
2.1 ポリオール4の合成
PT100熱電対、窒素導入口、攪拌機、カラム、カラムヘッド、Anschuetz‐Thieleアタッチメント及び加熱マントルを備えた4000mlの丸首フラスコに、まず1111.26gのアジピン酸、406.69gのブタン‐1,4‐ジオール(3%過剰)及び533.32gのヘキサン‐1,6‐ジオール(3%過剰)を入れた。次いで混合物を、均質な混合物が形成されるまで120℃に加熱した。次いで、750gのポリエチレンテレフタレート(PET)をフレークの形態で混合物に添加し、次いで10ppm=2.5gのTTB(テトラ‐n‐ブチルオルトチタネート、トルエン中1%)を添加した。反応混合物をまず180℃に約1.5時間加熱し、次いでさらに240℃に加熱し、得られた反応水を連続的に除去した。全合成にわたって、PETフレークは徐々に分解され、透明な混合物が形成され、これは<1.0mgKOH/gの酸価を有する生成物が得られるまで凝縮された。
ヒドロキシル価:54.4mgKOH/g
酸価:0.48mgKOH/g
75℃における粘度:2024mPas
PT100熱電対、窒素導入口、攪拌機、カラム、カラムヘッド、Anschuetz‐Thieleアタッチメント及び加熱マントルを備えた4000mlの丸首フラスコに、まず1099.59gのアジピン酸及び921.43gのジエチレングリコール(過剰なし)を入れた。次いで混合物を、均質な混合物が形成されるまで120℃に加熱した。次いで、750gのポリエチレンテレフタレート(PET)をフレークの形態で混合物に添加し、次いで10ppm=2.5gのTTB(テトラ‐n‐ブチルオルトチタネート、トルエン中1%)を添加した。反応混合物をまず180℃に約1.5時間加熱し、次いでさらに240℃に加熱し、得られた反応水を連続的に除去した。全合成にわたって、PETフレークは徐々に分解され、透明な混合物が形成され、これは<1.0mgKOH/gの酸価を有する生成物が得られるまで凝縮された。
ヒドロキシル価:50mgKOH/g
酸価:0.38mgKOH/g
75℃における粘度:1936mPas
PT100熱電対、窒素導入口、攪拌機、カラム、カラムヘッド、Anschuetz‐Thieleアタッチメント及び加熱マントルを備えた4000mlの丸首フラスコに、まず1200.99gのアジピン酸、及び870.38gのブタン‐1,4‐ジオール(3%過剰)を入れた。次いで混合物を、均質な混合物が形成されるまで120℃に加熱した。次いで、750gのポリエチレンテレフタレート(PET)をフレークの形態で混合物に添加し、次いで10ppm=2.5gのTTB(テトラ‐n‐ブチルオルトチタネート、トルエン中1%)を添加した。反応混合物をまず180℃に約1.5時間加熱し、次いでさらに240℃に加熱し、得られた反応水を連続的に除去した。全合成にわたって、PETフレークは徐々に分解され、透明な混合物が形成され、これは<1.0mgKOH/gの酸価を有する生成物が得られるまで凝縮された。
ヒドロキシル価:49.4mgKOH/g
酸価:0.6mgKOH/g 75℃における粘度:4423mPas
3.1 粘度の決定:
他に明記しない限り、ポリオールの粘度は、75℃でDIN EN ISO 3219(01.10.1994版)に従い、Rheotec RC20回転粘度計を用いてCC 25 DINスピンドル(スピンドル直径:12.5mm;内径メスシリンダー直径:13.56mm)を使用して、50 1/sの剪断速度で決定した。
ヒドロキシル価は、無水フタル酸法DIN 53240(01.12.1971版)によって決定した。mgKOH/gで報告する。
酸価は、DIN EN 1241(01.05.1998版)によって決定した。mgKOH/gで報告する。
ポリオールをまず60~80℃の容器に入れ、激しく攪拌することによって表1又は2による成分と混合した。反応混合物を100℃を超えて加熱し、次いで加熱したテフロン(登録商標)被覆したテーブルの上に注ぎ出した。得られた鋳造スラブを80℃で15時間熱処理し、次いでペレット化して射出成形により処理した。
以下の表にまとめた測定は、比較例1~4及び実施例1~4の射出成形シートから確立された。
硬度: DIN ISO 7619-1
引張強度及び破断点伸び: DIN 53504
引裂き伝播抵抗: DIN ISO 34-1、B(b)
摩耗測定: DIN ISO 4649
動的機械熱分析: DIN EN ISO 6721
Tg値はDMTA測定をベースとし、G”弾性率(G”mоdulus)から読み取った。
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US4062825
US4202950
EP2687552A1
Kunststoffhandbuch、第7巻、「Polyurethane」、Carl Hanser Verlag、第3版、1993年、第3.1章
Kunststoffhandbuch、第7巻、Carl Hanser Verlag、第1版、1966年、第103~113頁
Claims (14)
- 少なくとも成分(i)から(iii):
(i) 少なくとも1種のポリイソシアネート組成物、
(ii) 少なくとも1種の鎖延長剤、及び
(iii) 少なくとも1種のポリオール組成物
を反応させることにより得ることができる又は得られる熱可塑性ポリウレタンであって、
前記ポリオール組成物が、1500~2500g/molの範囲の分子量Mwを有し且つ少なくとも1種の芳香族ポリエステルブロック(B1)を有するポリオール(P1)を含む、熱可塑性ポリウレタン。 - 前記ポリオール(P1)が、ポリエステルポリオール(P1)全体に対して、10質量%~50質量%の前記芳香族ポリエステルブロック(B1)を含む、請求項1に記載の熱可塑性ポリウレタン。
- 前記芳香族ポリエステルブロック(B1)が、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジオールのポリエステルである、請求項1又は2に記載の熱可塑性ポリウレタン。
- 前記芳香族ポリエステルブロック(B1)が、ポリエチレンテレフタレートブロック又はポリブチレンテレフタレートブロックである、請求項1から3のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
- 前記芳香族ポリエステルブロック(B1)が、ポリエチレンテレフタレートブロックである、請求項1から4のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
- 前記ポリオール(P1)が、1700~2300g/molの範囲の分子量Mwを有する、請求項1から5のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
- (ii)で使用する前記鎖延長剤が、分子量Mw <220g/molを有するジオールである、請求項1から6のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
- (ii)で使用する前記鎖延長剤及び、前記ポリオール組成物中に存在する前記ポリオール(P1)を、40:1~1:10のモル比で使用する、請求項1から7のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
- 前記ポリオール組成物が、ポリエーテルオール、ポリエステルオール、ポリカーボネートアルコール及びハイブリッドポリオールからなる群から選択されるさらなるポリオールを含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
- 前記ポリイソシアネートが脂肪族又は芳香族ジイソシアネートである、請求項1から9のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
- 以下の工程:
(a)
(i) 少なくとも1種のポリイソシアネート組成物、
(ii) 少なくとも1種の鎖延長剤、及び
(iii) 少なくとも1種のポリオール組成物
の反応を含み、
前記ポリオール組成物が、1500~2500g/molの範囲の分子量Mwを有し且つ少なくとも1種の芳香族ポリエステルブロック(B1)を有するポリオール(P1)を含む、熱可塑性ポリウレタンを調製する工程、
(b) 前記熱可塑性ポリウレタンから成形体(SC)を製造する工程、
を含む、成形体(SC)を製造する方法。 - 前記成形体(SC)を工程(b)において押出し法、射出成形法又は焼結法によって、又は溶液から製造する、請求項11に記載の方法。
- 請求項11及び12のいずれか一項に記載の方法により得ることができる又は得られる成形体。
- 前記成形体が箔又は射出成形物である、請求項13に記載の成形体。
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