JP2023070576A - polyurethane elastomer - Google Patents

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裕司 佐藤
Yuji Sato
剛史 小林
Takefumi Kobayashi
敏明 守屋
Toshiaki Moriya
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Abstract

To provide a polyurethane elastomer excellent in bending resistance and compression set.SOLUTION: The polyurethane elastomer contains a reaction product of: a prepolymer component containing an isocyanate group-terminated prepolymer; and a curing agent. The isocyanate group-terminated prepolymer contains a reaction product of a polyisocyanate component and a polyol component containing a polyether polyol. The prepolymer component has an isocyanate group concentration of 6.0 mass% or less. The curing agent contains halogenated diethyltoluenediamine.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ポリウレタンエラストマーに関する。 The present invention relates to polyurethane elastomers.

ポリウレタンエラストマーは、ポリイソシアネートおよび低分子量ポリオールの反応により形成されるハードセグメントと、ポリイソシアネートおよび高分子量ポリオールの反応により形成されるソフトセグメントとを有している。ポリウレタンエラストマーは、ゴム弾性体であり、各種産業分野において広範に使用される。 Polyurethane elastomers have hard segments formed by reaction of polyisocyanate and low-molecular-weight polyol and soft segments formed by reaction of polyisocyanate and high-molecular-weight polyol. Polyurethane elastomers are rubber elastic bodies and are widely used in various industrial fields.

より具体的には、以下の方法で得られるポリウレタンエラストマーが知られている。すなわち、この方法では、まず、トリレンジイソシアネート、ポリオキシテトラメチレングリコールおよびポリカプロラクトンポリオールを反応させて、イソシアネート基末端プレポリマーを得る。次いで、イソシアネート基末端プレポリマーと、3,3’-ジクロロ-4,4-ジアミノジフェニルメタン(MOCA)とを反応させて、ポリウレタンエラストマーを得る(例えば、特許文献1参照。)。 More specifically, polyurethane elastomers obtained by the following methods are known. That is, in this method, first, tolylene diisocyanate, polyoxytetramethylene glycol and polycaprolactone polyol are reacted to obtain an isocyanate group-terminated prepolymer. Next, the isocyanate group-terminated prepolymer is reacted with 3,3'-dichloro-4,4-diaminodiphenylmethane (MOCA) to obtain a polyurethane elastomer (see Patent Document 1, for example).

特開2004-123767号公報JP 2004-123767 A

一方、ポリウレタンエラストマーの用途によっては、耐久性の向上が要求される場合がある。より具体的には、ポリウレタンエラストマーの耐屈曲性および圧縮永久歪の向上が、要求される場合がある。 On the other hand, depending on the application of the polyurethane elastomer, it may be required to improve durability. More specifically, improvements in flex resistance and compression set of polyurethane elastomers may be required.

本発明は、耐屈曲性および圧縮永久歪に優れるポリウレタンエラストマーである。 The present invention is a polyurethane elastomer excellent in flex resistance and compression set.

本発明[1]は、イソシアネート基末端プレポリマーを含むプレポリマー成分と、硬化剤との反応生成物を含むポリウレタンエラストマーであって、前記イソシアネート基末端プレポリマーは、ポリイソシアネート成分と、ポリエーテルポリオールを含むポリオール成分との反応生成物を含み、前記プレポリマー成分のイソシアネート基濃度が6.0質量%以下であり、前記硬化剤が、ハロゲン化ジエチルトルエンジアミンを含む、ポリウレタンエラストマーを、含んでいる。 The present invention [1] is a polyurethane elastomer containing a reaction product of a prepolymer component containing an isocyanate group-terminated prepolymer and a curing agent, wherein the isocyanate group-terminated prepolymer comprises a polyisocyanate component and a polyether polyol. wherein the prepolymer component has an isocyanate group concentration of 6.0% by mass or less, and the curing agent comprises a halogenated diethyltoluenediamine. .

本発明[2]は、前記ポリエーテルポリオールが、ポリテトラメチレンエーテルポリオールを含む、上記[1]に記載のポリウレタンエラストマーを、含んでいる。 The present invention [2] includes the polyurethane elastomer according to [1] above, wherein the polyether polyol includes polytetramethylene ether polyol.

本発明のポリウレタンエラストマーにおいて、プレポリマー成分に含まれるイソシアネート基末端プレポリマーは、ポリイソシアネート成分と、ポリエーテルポリオールを含むポリオール成分との反応生成物を含む。また、プレポリマー成分のイソシアネート基濃度が6.0質量%以下である。そして、硬化剤が、ハロゲン化ジエチルトルエンジアミンを含む。このようなポリウレタンエラストマーは、耐屈曲性および圧縮永久歪に優れる。 In the polyurethane elastomer of the present invention, the isocyanate group-terminated prepolymer contained in the prepolymer component includes a reaction product of a polyisocyanate component and a polyol component including polyether polyol. Also, the isocyanate group concentration of the prepolymer component is 6.0% by mass or less. and the curing agent comprises halogenated diethyltoluenediamine. Such polyurethane elastomers are excellent in flex resistance and compression set.

ポリウレタンエラストマーは、TPU(熱可塑性ポリウレタン樹脂)またはTSU(熱硬化性ポリウレタン樹脂)である。好ましくは、ポリウレタンエラストマーは、TSU(熱硬化性ポリウレタン樹脂)である。ポリウレタンエラストマーは、プレポリマー成分と、硬化剤(後述)との反応生成物を含んでいる。 Polyurethane elastomers are TPU (thermoplastic polyurethane resin) or TSU (thermosetting polyurethane resin). Preferably, the polyurethane elastomer is TSU (thermosetting polyurethane resin). Polyurethane elastomers comprise the reaction product of a prepolymer component and a curing agent (discussed below).

プレポリマー成分は、主成分として、イソシアネート基末端プレポリマーを含んでいる。主成分の割合は、プレポリマー成分の総量に対して、90質量%以上、好ましくは、95質量%以上である。また、主成分の割合は、プレポリマー成分の総量に対して、通常、100質量%以下である。 The prepolymer component contains an isocyanate group-terminated prepolymer as a main component. The proportion of the main component is 90% by mass or more, preferably 95% by mass or more, relative to the total amount of the prepolymer component. Moreover, the ratio of the main component is usually 100% by mass or less with respect to the total amount of the prepolymer components.

イソシアネート基末端プレポリマーは、ポリイソシアネート成分と、ポリオール成分との反応生成物である。 The isocyanate group-terminated prepolymer is a reaction product of a polyisocyanate component and a polyol component.

ポリイソシアネート成分としては、例えば、ポリイソシアネート単量体およびポリイソシアネート誘導体が挙げられる。 Polyisocyanate components include, for example, polyisocyanate monomers and polyisocyanate derivatives.

ポリイソシアネート単量体としては、例えば、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネートおよび芳香脂肪族ポリイソシアネートが挙げられる。芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、トルイジンジイソシアネート(TODI)、パラフェニレンジイソシアネート、および、ナフタレンジイソシアネート(NDI)が挙げられる。脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、鎖状脂肪族ポリイソシアネートおよび脂環族ポリイソシアネートが挙げられる。鎖状脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、エチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート(PDI)およびヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)が挙げられる。脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ノルボルネンジイソシアネート(NBDI)、メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(H12MDI)、および、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(HXDI)が挙げられる。芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、キシリレンジイソシアネート(XDI)、および、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)が挙げられる。ポリイソシアネート単量体は、単独使用または2種類以上併用できる。 Polyisocyanate monomers include, for example, aromatic polyisocyanates, aliphatic polyisocyanates and araliphatic polyisocyanates. Aromatic polyisocyanates include, for example, diphenylmethane diisocyanate (MDI), tolylene diisocyanate (TDI), toluidine diisocyanate (TODI), paraphenylene diisocyanate, and naphthalene diisocyanate (NDI). Aliphatic polyisocyanates include, for example, chain aliphatic polyisocyanates and alicyclic polyisocyanates. Chain aliphatic polyisocyanates include, for example, ethylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate (PDI) and hexamethylene diisocyanate (HDI). Alicyclic polyisocyanates include, for example, isophorone diisocyanate (IPDI), norbornene diisocyanate (NBDI), methylenebis(cyclohexylisocyanate) ( H12MDI ), and bis(isocyanatomethyl)cyclohexane ( H6XDI ). . Aroaliphatic polyisocyanates include, for example, xylylene diisocyanate (XDI) and tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI). Polyisocyanate monomers can be used alone or in combination of two or more.

ポリイソシアネート誘導体としては、ポリイソシアネート単量体を公知の方法で変性した変成体が、挙げられる。変性体としては、例えば、ウレトジオン変性体、イソシアヌレート変成体、アロファネート変性体、ポリオール変性体、ビウレット変性体、ウレア変性体、オキサジアジントリオン変性体およびカルボジイミド変性体が挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。 Examples of polyisocyanate derivatives include modified products obtained by modifying polyisocyanate monomers by known methods. Modifications include, for example, uretdione modifications, isocyanurate modifications, allophanate modifications, polyol modifications, biuret modifications, urea modifications, oxadiazinetrione modifications and carbodiimide modifications. These can be used alone or in combination of two or more.

ポリイソシアネート成分は、単独使用または2種類以上併用できる。ポリイソシアネート成分として、好ましくは、ポリイソシアネート単量体が挙げられ、より好ましくは、ジイソシアネート単量体が挙げられる。また、ポリイソシアネート単量体として、より好ましくは、芳香族ポリイソシアネートが挙げられ、さらに好ましくは、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)およびトリレンジイソシアネート(TDI)が挙げられ、とりわけ好ましくは、トリレンジイソシアネート(TDI)が挙げられる。トリレンジイソシアネート(TDI)が使用される場合において、硬化剤(後述)がハロゲン化ジエチルトルエンジアミンを含んでいれば、とりわけ優れた耐屈曲性および圧縮永久歪が得られる。 Polyisocyanate components can be used alone or in combination of two or more. The polyisocyanate component preferably includes a polyisocyanate monomer, more preferably a diisocyanate monomer. Further, the polyisocyanate monomer more preferably includes an aromatic polyisocyanate, more preferably includes diphenylmethane diisocyanate (MDI) and tolylene diisocyanate (TDI), and particularly preferably tolylene diisocyanate (TDI ). When tolylene diisocyanate (TDI) is used, particularly good flex resistance and compression set are obtained if the curing agent (described below) contains a halogenated diethyltoluenediamine.

トリレンジイソシアネートとしては、例えば、2,4-トリレンジイソシアネートおよび2,6-トリレンジイソシアネートが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。トリレンジイソシアネートとして、好ましくは、2,4-トリレンジイソシアネートと2,6-トリレンジイソシアネートとの併用が挙げられる。また、トリレンジイソシアネートとして、好ましくは、2,4-トリレンジイソシアネートの単独使用も挙げられる。これらが使用される場合、とりわけ優れた機械物性が得られる。 Tolylene diisocyanates include, for example, 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate. These can be used alone or in combination of two or more. Preferable examples of tolylene diisocyanate include combined use of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate. As tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate is also preferably used alone. Particularly good mechanical properties are obtained when these are used.

トリレンジイソシアネートとして、とりわけ好ましくは、2,4-トリレンジイソシアネートと2,6-トリレンジイソシアネートとの併用が挙げられる。2,4-トリレンジイソシアネートと2,6-トリレンジイソシアネートとが併用される場合、それらの総量に対して、2,4-トリレンジイソシアネートの含有割合が、例えば、40質量%以上、好ましくは、60質量%以上である。また、2,4-トリレンジイソシアネートの含有割合が、例えば、90質量%以下である。また、2,6-トリレンジイソシアネートの含有割合が、例えば、10質量%以上である。また、2,6-トリレンジイソシアネートの含有割合が、例えば、60質量%以下、好ましくは、40質量%以下である。 As tolylene diisocyanate, a combination of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate is particularly preferred. When 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate are used in combination, the content of 2,4-tolylene diisocyanate is, for example, 40% by mass or more, preferably , 60% by mass or more. Also, the content of 2,4-tolylene diisocyanate is, for example, 90% by mass or less. Also, the content of 2,6-tolylene diisocyanate is, for example, 10% by mass or more. Also, the content of 2,6-tolylene diisocyanate is, for example, 60% by mass or less, preferably 40% by mass or less.

ポリオール成分は、必須成分として、ポリエーテルポリオールを含有する。ポリエーテルポリオールは、マクロポリオールである。マクロポリオールは、分子中に水酸基を2つ以上有し、比較的高分子量の有機化合物である。マクロポリオールの数平均分子量は、例えば、400以上であり、例えば、20000以下である。なお、数平均分子量は、水酸基当量および平均水酸基数から、公知の方法で算出できる。また、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフにより、ポリスチレン換算分子量として測定できる(以下同様)。 The polyol component contains polyether polyol as an essential component. Polyether polyols are macropolyols. A macropolyol is an organic compound having two or more hydroxyl groups in its molecule and having a relatively high molecular weight. The number average molecular weight of the macropolyol is, for example, 400 or more and 20,000 or less. The number average molecular weight can be calculated by a known method from the hydroxyl equivalent and the average number of hydroxyl groups. Also, the number average molecular weight can be measured as a polystyrene-equivalent molecular weight by gel permeation chromatography (the same applies hereinafter).

ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリオキシアルキレンポリオールが挙げられる。ポリオキシアルキレンポリオールとしては、例えば、ポリオキシアルキレン(C2-3)ポリオール、および、ポリテトラメチレンエーテルポリオールが挙げられる。 Polyether polyols include, for example, polyoxyalkylene polyols. Polyoxyalkylene polyols include, for example, polyoxyalkylene (C2-3) polyols and polytetramethylene ether polyols.

ポリオキシアルキレン(C2-3)ポリオールとしては、例えば、ポリオキシエチレンポリオール、ポリオキシプロピレンポリオール、ポリオキシトリエチレンポリオール、および、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンポリオール(ランダムまたはブロック共重合体)が挙げられる。 Examples of polyoxyalkylene (C2-3) polyols include polyoxyethylene polyols, polyoxypropylene polyols, polyoxytriethylene polyols, and polyoxyethylene/polyoxypropylene polyols (random or block copolymers). be done.

ポリテトラメチレンエーテルポリオールとしては、例えば、テトラヒドロフランのカチオン重合により得られる開環重合物(結晶性ポリテトラメチレンエーテルグリコール)が挙げられる。また、ポリテトラメチレンエーテルポリオールとしては、例えば、非晶性ポリテトラメチレンエーテルグリコールも挙げられる。非晶性ポリテトラメチレンエーテルグリコールでは、テトラヒドロフランと、アルキル置換テトラヒドロフランおよび/または2価アルコールとが共重合される。なお、結晶性とは、25℃において固体である性質を示す。また、非晶性とは、25℃において液体である性質を示す。 Polytetramethylene ether polyols include, for example, ring-opening polymers (crystalline polytetramethylene ether glycol) obtained by cationic polymerization of tetrahydrofuran. Polytetramethylene ether polyols also include, for example, amorphous polytetramethylene ether glycol. In amorphous polytetramethylene ether glycol, tetrahydrofuran is copolymerized with alkyl-substituted tetrahydrofuran and/or dihydric alcohol. In addition, the crystallinity indicates the property of being solid at 25°C. Amorphous indicates the property of being liquid at 25°C.

ポリエーテルポリオールは、単独使用または2種類以上併用できる。ポリエーテルポリオールとして、好ましくは、ポリテトラメチレンエーテルポリオールが挙げられる。 Polyether polyols can be used alone or in combination of two or more. Polyether polyols preferably include polytetramethylene ether polyols.

ポリエーテルポリオールの数平均分子量は、例えば、400以上、好ましくは、500以上、より好ましくは、1000以上である。また、ポリエーテルポリオールの数平均分子量は、例えば、15000以下、好ましくは、13000以下、より好ましくは、12000以下、さらに好ましくは、10000以下、さらに好ましくは、8000以下、とりわけ好ましくは、5000以下である。 The number average molecular weight of the polyether polyol is, for example, 400 or more, preferably 500 or more, more preferably 1000 or more. Further, the number average molecular weight of the polyether polyol is, for example, 15,000 or less, preferably 13,000 or less, more preferably 12,000 or less, still more preferably 10,000 or less, still more preferably 8,000 or less, and particularly preferably 5,000 or less. be.

ポリエーテルポリオールの平均水酸基数は、例えば、2.0以上である。また、ポリエーテルポリオールの平均水酸基数は、例えば、6.0以下、好ましくは、4.0以下、より好ましくは、3.0以下である。 The average number of hydroxyl groups of the polyether polyol is, for example, 2.0 or more. Also, the average number of hydroxyl groups of the polyether polyol is, for example, 6.0 or less, preferably 4.0 or less, more preferably 3.0 or less.

ポリオール成分は、任意成分として、ポリエーテルポリオールを除くポリオール(以下、その他のポリオール)を含有できる。その他のポリオールとしては、その他のマクロポリオールおよび低分子量ポリオールが挙げられる。 The polyol component can optionally contain polyols other than polyether polyols (hereinafter referred to as other polyols). Other polyols include other macropolyols and low molecular weight polyols.

その他のマクロポリオールは、ポリエーテルポリオールを除くマクロポリオールである。その他のマクロポリオールとしては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリウレタンポリオール、エポキシポリオール、植物油ポリオール、ポリオレフィンポリオール、アクリルポリオールおよびビニルモノマー変性ポリオールが挙げられる。その他のマクロポリオールは、単独使用または2種類以上併用できる。 Other macropolyols are macropolyols other than polyether polyols. Other macropolyols include, for example, polyester polyols, polycarbonate polyols, polyurethane polyols, epoxy polyols, vegetable oil polyols, polyolefin polyols, acrylic polyols and vinyl monomer modified polyols. Other macropolyols can be used alone or in combination of two or more.

低分子量ポリオールは、分子中に水酸基を2つ以上有し、比較的低分子量の有機化合物である。低分子量ポリオールの分子量は、例えば、40以上400未満、好ましくは、300以下である。低分子量ポリオールとしては、例えば、2価アルコール、3価アルコール、および、4価以上のアルコールが挙げられる。2価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、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、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールおよびジプロピレングリコールが挙げられる。3価アルコールとしては、例えば、グリセリンおよびトリメチロールプロパンが挙げられる。4価以上のアルコールとしては、例えば、ペンタエリスリトールおよびジグリセリンが挙げられる。また、低分子量ポリオールとしては、数平均分子量が400未満になるように、2~4価アルコールに対してアルキレン(C2~3)オキサイドを付加重合した重合物も挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。 Low-molecular-weight polyols are relatively low-molecular-weight organic compounds having two or more hydroxyl groups in the molecule. The molecular weight of the low-molecular-weight polyol is, for example, 40 or more and less than 400, preferably 300 or less. Low molecular weight polyols include, for example, dihydric alcohols, trihydric alcohols, and tetrahydric or higher alcohols. Examples of dihydric alcohols include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5- Pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and dipropylene glycol are included. Trihydric alcohols include, for example, glycerin and trimethylolpropane. Tetrahydric or higher alcohols include, for example, pentaerythritol and diglycerin. Further, as the low-molecular-weight polyol, a polymer obtained by addition-polymerizing alkylene (C2-3) oxide to a dihydric to tetrahydric alcohol so as to have a number average molecular weight of less than 400 can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.

その他のポリオールは、単独使用または2種類以上併用できる。その他のポリオールの含有割合は、耐屈曲性および圧縮永久歪の観点から、ポリオール成分の総量に対して、例えば、50質量%以下、好ましくは、30質量%以下、より好ましくは、20質量%以下、さらに好ましくは、10質量%以下、とりわけ好ましくは、0質量%である。 Other polyols can be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of flex resistance and compression set, the content of other polyols is, for example, 50% by mass or less, preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, relative to the total amount of polyol components. , more preferably 10% by mass or less, particularly preferably 0% by mass.

すなわち、ポリエーテルポリオールの含有割合が、ポリオール成分の総量に対して、例えば、50質量%以上、好ましくは、70質量%以上、より好ましくは、80質量%以上、さらに好ましくは、90質量%以上、とりわけ好ましくは、100質量%である。換言すれば、ポリオール成分は、好ましくは、ポリエーテルポリオールからなる。 That is, the content of the polyether polyol is, for example, 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and still more preferably 90% by mass or more, relative to the total amount of the polyol component. , particularly preferably 100% by mass. In other words, the polyol component preferably consists of polyether polyols.

イソシアネート基末端プレポリマーは、例えば、ポリイソシアネート成分とポリオール成分とを、所定の割合で反応させることによって得られる(プレポリマー工程)。 An isocyanate group-terminated prepolymer is obtained, for example, by reacting a polyisocyanate component and a polyol component in a predetermined ratio (prepolymer step).

ポリイソシアネート成分とポリオール成分との配合割合は、水酸基に対してイソシアネート基が過剰となるように、調整される。より具体的には、ポリオール成分中の水酸基に対する、ポリイソシアネート成分中のイソシアネート基の当量比(イソシアネート基/水酸基)が、例えば、1.5以上、好ましくは、1.8以上、より好ましくは、2以上、さらに好ましくは、2.5以上である。また、ポリオール成分中の水酸基に対する、ポリイソシアネート成分中のイソシアネート基の当量比(イソシアネート基/水酸基)が、例えば、10以下、好ましくは、7以下、より好ましくは、5以下、さらに好ましくは、4.5以下である。 The blending ratio of the polyisocyanate component and the polyol component is adjusted so that the isocyanate groups are excessive relative to the hydroxyl groups. More specifically, the equivalent ratio of isocyanate groups in the polyisocyanate component to hydroxyl groups in the polyol component (isocyanate groups/hydroxyl groups) is, for example, 1.5 or more, preferably 1.8 or more, more preferably 2 or more, more preferably 2.5 or more. In addition, the equivalent ratio of isocyanate groups in the polyisocyanate component to hydroxyl groups in the polyol component (isocyanate groups/hydroxyl groups) is, for example, 10 or less, preferably 7 or less, more preferably 5 or less, and still more preferably 4. .5 or less.

重合方法としては、例えば、バルク重合および溶液重合が挙げられる。バルク重合では、例えば、ポリイソシアネート成分およびポリオール成分を、窒素気流下で反応させる。反応温度は、例えば、50℃以上である。また、反応温度は、例えば、250℃以下、好ましくは、200℃以下である。また、反応時間が、例えば、0.5時間以上、好ましくは、1時間以上である。また、反応時間が、例えば、15時間以下である。溶液重合では、ポリイソシアネート成分およびポリオール成分を、公知の有機溶剤の存在下で反応させる。反応温度は、例えば、50℃以上である。また、反応温度は、例えば、120℃以下、好ましくは、100℃以下である。また、反応時間が、例えば、0.5時間以上、好ましくは、1時間以上である。また、反応時間が、例えば、15時間以下である。 Polymerization methods include, for example, bulk polymerization and solution polymerization. In bulk polymerization, for example, the polyisocyanate component and the polyol component are reacted under a stream of nitrogen. The reaction temperature is, for example, 50° C. or higher. Also, the reaction temperature is, for example, 250° C. or lower, preferably 200° C. or lower. Also, the reaction time is, for example, 0.5 hours or longer, preferably 1 hour or longer. Also, the reaction time is, for example, 15 hours or less. In solution polymerization, a polyisocyanate component and a polyol component are reacted in the presence of a known organic solvent. The reaction temperature is, for example, 50° C. or higher. Also, the reaction temperature is, for example, 120° C. or lower, preferably 100° C. or lower. Also, the reaction time is, for example, 0.5 hours or longer, preferably 1 hour or longer. Also, the reaction time is, for example, 15 hours or less.

また、必要に応じて、公知のウレタン化触媒を添加することができる。ウレタン化触媒としては、例えば、アミン類および有機金属化合物が挙げられる。ウレタン化触媒の添加割合は、目的および用途に応じて、適宜設定される。 Moreover, a known urethanization catalyst can be added as necessary. Urethane-forming catalysts include, for example, amines and organometallic compounds. The addition ratio of the urethanization catalyst is appropriately set according to the purpose and application.

これによりイソシアネート基末端プレポリマーを含む反応混合物が得られる。また、上記の反応で得られる反応混合物は、イソシアネート基末端プレポリマーの他、未反応のポリイソシアネート(イソシアネートモノマー)を含有できる。未反応のポリイソシアネートは、必要に応じて、公知の除去方法により反応混合物から除去される。除去方法としては、例えば、蒸留法および抽出法が挙げられる。 Thereby, a reaction mixture containing an isocyanate group-terminated prepolymer is obtained. Moreover, the reaction mixture obtained by the above reaction can contain unreacted polyisocyanate (isocyanate monomer) in addition to the isocyanate group-terminated prepolymer. Unreacted polyisocyanate is removed from the reaction mixture by known removal methods, if desired. Removal methods include, for example, distillation and extraction.

プレポリマー成分は、イソシアネート基末端プレポリマーおよび未反応のポリイソシアネートを含む成分であってもよい。また、プレポリマー成分は、イソシアネート基末端プレポリマーを含み、未反応のポリイソシアネートを含まない成分であってもよい。プレポリマー成分は、好ましくは、イソシアネート基末端プレポリマーを含み、未反応のポリイソシアネートを含まない成分である。すなわち、プレポリマー成分は、好ましくは、イソシアネート基末端プレポリマーからなる。 The prepolymer component may be a component containing an isocyanate group-terminated prepolymer and unreacted polyisocyanate. The prepolymer component may also be a component containing an isocyanate group-terminated prepolymer and containing no unreacted polyisocyanate. The prepolymer component is preferably a component containing an isocyanate group-terminated prepolymer and containing no unreacted polyisocyanate. That is, the prepolymer component preferably consists of an isocyanate group-terminated prepolymer.

このようなプレポリマー成分は、例えば、未反応のポリイソシアネートが生じない当量比および反応条件で、ポリイソシアネート成分とポリオール成分とを反応させることにより得られる。また、このようなプレポリマー成分は、上記の反応混合物から未反応のポリイソシアネートを除去することによっても得られる。 Such a prepolymer component can be obtained, for example, by reacting a polyisocyanate component and a polyol component in an equivalent ratio and reaction conditions that do not produce unreacted polyisocyanate. Such a prepolymer component can also be obtained by removing unreacted polyisocyanate from the above reaction mixture.

プレポリマー成分のイソシアネート基濃度は、例えば、1質量%以上、好ましくは、1.5質量%以上、より好ましくは、2.0質量%以上である。また、プレポリマー成分のイソシアネート基濃度は、6.0質量%以下、好ましくは、5.0質量%以下、より好ましくは、4.2質量%以下、さらに好ましくは、4.0質量%以下、とりわけ好ましくは、3.0質量%以下である。なお、イソシアネート基濃度(イソシアネート基含有率)は、ジ-n-ブチルアミンによる滴定法や、FT-IR分析などの公知の方法によって求めることができる。 The isocyanate group concentration of the prepolymer component is, for example, 1% by mass or more, preferably 1.5% by mass or more, and more preferably 2.0% by mass or more. Further, the isocyanate group concentration of the prepolymer component is 6.0% by mass or less, preferably 5.0% by mass or less, more preferably 4.2% by mass or less, further preferably 4.0% by mass or less, Especially preferably, it is 3.0% by mass or less. The isocyanate group concentration (isocyanate group content) can be determined by a known method such as titration with di-n-butylamine or FT-IR analysis.

プレポリマー成分のイソシアネート基濃度が上記上限を下回る場合において、硬化剤(後述)がハロゲン化ジエチルトルエンジアミンを含んでいれば、とりわけ優れた耐屈曲性および圧縮永久歪が得られる。また、プレポリマー成分のイソシアネート基濃度が上記範囲であれば、優れたポットライフが得られる。 When the isocyanate group concentration of the prepolymer component is below the above upper limit, especially excellent flex resistance and compression set can be obtained if the curing agent (described later) contains halogenated diethyltoluenediamine. Moreover, when the isocyanate group concentration of the prepolymer component is within the above range, an excellent pot life can be obtained.

そして、ポリウレタンエラストマーは、上記のプレポリマー成分と硬化剤とを反応させることにより、得られる(鎖伸長工程)。 Then, the polyurethane elastomer is obtained by reacting the prepolymer component and the curing agent (chain elongation step).

硬化剤は、必須成分として、ハロゲン化ジエチルトルエンジアミンを含有する。ハロゲン化ジエチルトルエンジアミンを使用すれば、耐屈曲性および圧縮永久歪に優れるポリウレタンエラストマーが得られる。 The curing agent contains halogenated diethyltoluenediamine as an essential component. The use of halogenated diethyltoluenediamine provides polyurethane elastomers with excellent flex resistance and compression set.

ハロゲン化ジエチルトルエンジアミンは、ジエチルトルエンジアミンのハロゲン化物である。ジエチルトルエンジアミンとしては、2,4-ジエチルトルエンジアミンおよび2,6-ジエチルトルエンジアミンが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。 Halogenated diethyltoluenediamine is a halide of diethyltoluenediamine. Diethyltoluenediamine includes 2,4-diethyltoluenediamine and 2,6-diethyltoluenediamine. These can be used alone or in combination of two or more.

すなわち、ハロゲン化ジエチルトルエンジアミンは、ジエチルトルエンジアミンのベンゼン環に直接結合している水素原子がハロゲン原子に置換された化合物である。ハロゲン化ジエチルトルエンジアミンは、2,4-ジエチルトルエンジアミンの6位の水素がハロゲン原子に置換された化合物を、含む。また、ハロゲン化ジエチルトルエンジアミンは、2,6-ジエチルトルエンジアミンの4位の水素がハロゲン原子に置換された化合物を、含む。 That is, halogenated diethyltoluenediamine is a compound in which a hydrogen atom directly bonded to a benzene ring of diethyltoluenediamine is substituted with a halogen atom. The halogenated diethyltoluenediamine includes a compound in which the 6-position hydrogen of 2,4-diethyltoluenediamine is substituted with a halogen atom. Halogenated diethyltoluenediamine includes a compound in which the 4-position hydrogen of 2,6-diethyltoluenediamine is substituted with a halogen atom.

ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素が挙げられる。ハロゲン原子は、単独使用または2種類以上併用できる。ハロゲン原子として、好ましくは、塩素および臭素が挙げられ、より好ましくは、塩素が挙げられる。 Halogen atoms include, for example, fluorine, chlorine, bromine and iodine. A halogen atom can be used alone or in combination of two or more. Halogen atoms preferably include chlorine and bromine, more preferably chlorine.

ハロゲン化ジエチルトルエンジアミンとしては、例えば、4-クロロ-3,5-ジエチルトルエン-2,6-ジアミン、6-クロロ-3,5-ジエチルトルエン-2,4-ジアミン、4-ブロモ-3,5-ジエチルトルエン-2,6-ジアミン、および、6-ブロモ-3,5-ジエチルトルエン-2,4-ジアミンが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。ハロゲン化ジエチルトルエンジアミンとして、好ましくは、4-クロロ-3,5-ジエチルトルエン-2,6-ジアミン、および、6-クロロ-3,5-ジエチルトルエン-2,4-ジアミンが挙げられ、より好ましくは、4-クロロ-3,5-ジエチルトルエン-2,6-ジアミンと、6-クロロ-3,5-ジエチルトルエン-2,4-ジアミンとの併用が挙げられる。 Halogenated diethyltoluenediamines include, for example, 4-chloro-3,5-diethyltoluene-2,6-diamine, 6-chloro-3,5-diethyltoluene-2,4-diamine, 4-bromo-3, 5-diethyltoluene-2,6-diamine and 6-bromo-3,5-diethyltoluene-2,4-diamine. These can be used alone or in combination of two or more. Preferred halogenated diethyltoluenediamines include 4-chloro-3,5-diethyltoluene-2,6-diamine and 6-chloro-3,5-diethyltoluene-2,4-diamine, and more A combination of 4-chloro-3,5-diethyltoluene-2,6-diamine and 6-chloro-3,5-diethyltoluene-2,4-diamine is preferred.

硬化剤は、任意成分として、その他のポリアミンを含有できる。その他のポリアミンは、ハロゲン化ジエチルトルエンジアミンを除くポリアミン化合物である。 The curing agent can optionally contain other polyamines. Other polyamines are polyamine compounds other than halogenated diethyltoluenediamine.

その他のポリアミンとしては、例えば、芳香族ポリアミン、芳香脂肪族ポリアミン、脂肪族ポリアミンおよび脂環族ポリアミンが挙げられる。 Other polyamines include, for example, aromatic polyamines, araliphatic polyamines, aliphatic polyamines and cycloaliphatic polyamines.

芳香族ポリアミンとしては、例えば、芳香族ジアミンが挙げられる。芳香族ジアミンとしては、例えば、2,4-ジエチルトルエンジアミン、2,6-ジエチルトルエンジアミン、ジメチルチオトルエンジアミン、4,4’-ジフェニルメタンジアミン、3,3’-ジクロロ-4,4’-ジフェニルメタンジアミン(MOCA)、4,4’-メチレンビス(n-sec-ブチルアニリン)、4,4’-メチレンビス(2,6-ジエチルアニリン)、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジエチル-5,5’-ジメチルジフェニルメタン、および、テトラクロロ-4,4’-ジアミノジフェニルメタンが挙げられる。また、芳香族ポリアミンとしては、市販品も挙げられる。市販品としては、例えば、エタキュア100(2,4-ジエチルトルエンジアミンと2,6-ジエチルトルエンジアミンの混合物、アルベマール社製)、エタキュア300(ジメチルチオトルエンジアミン、アルベマール社製)、エタキュア420(4,4’-メチレンビス(n-sec-ブチルアニリン)、アルベマール社製)、ロンザキュアM-DEA(4,4’-メチレンビス(2,6-ジエチルアニリン)、ロンザ社製)、キュアハードMED-J(4,4’-ジアミノ-3,3’-ジエチル-5,5’-ジメチルジフェニルメタン)、および、TCDAM(テトラクロロ-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、イハラケミカル社製)が挙げられる。 Aromatic polyamines include, for example, aromatic diamines. Examples of aromatic diamines include 2,4-diethyltoluenediamine, 2,6-diethyltoluenediamine, dimethylthiotoluenediamine, 4,4'-diphenylmethanediamine, and 3,3'-dichloro-4,4'-diphenylmethane. Diamine (MOCA), 4,4'-methylenebis(n-sec-butylaniline), 4,4'-methylenebis(2,6-diethylaniline), 4,4'-diamino-3,3'-diethyl-5 ,5′-dimethyldiphenylmethane and tetrachloro-4,4′-diaminodiphenylmethane. Moreover, a commercial item is also mentioned as an aromatic polyamine. Commercially available products include, for example, Etacure 100 (mixture of 2,4-diethyltoluenediamine and 2,6-diethyltoluenediamine, manufactured by Albemarle), Etacure 300 (dimethylthiotoluenediamine, manufactured by Albemarle), Etacure 420 (4 , 4′-methylenebis(n-sec-butylaniline), manufactured by Albemarle), Lonza Cure M-DEA (4,4′-methylenebis(2,6-diethylaniline), manufactured by Lonza), Cure Hard MED-J ( 4,4'-diamino-3,3'-diethyl-5,5'-dimethyldiphenylmethane) and TCDAM (tetrachloro-4,4'-diaminodiphenylmethane, manufactured by Ihara Chemical Co., Ltd.).

芳香脂肪族ポリアミンとしては、例えば、芳香脂肪族ジアミンが挙げられる。芳香脂肪族ジアミンとしては、例えば、1,3-キシリレンジアミンおよび1,4-キシリレンジアミンが挙げられる。 Araliphatic polyamines include, for example, araliphatic diamines. Araliphatic diamines include, for example, 1,3-xylylenediamine and 1,4-xylylenediamine.

脂環族ポリアミンとしては、例えば、脂環族ジアミンが挙げられる。脂環族ジアミンとしては、例えば、1-アミノ-3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキサン、ビス-(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ジアミノシクロヘキサン、3,9-ビス(3-アミノプロピル)-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ビス(アミノエチル)シクロヘキサンおよび1,4-ビス(アミノエチル)シクロヘキサンが挙げられる。 Alicyclic polyamines include, for example, alicyclic diamines. Alicyclic diamines include, for example, 1-amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane, bis-(4-aminocyclohexyl)methane, diaminocyclohexane, 3,9-bis(3-aminopropyl )-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecane, 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane, 1,4-bis(aminomethyl)cyclohexane, 1,3-bis(aminoethyl ) cyclohexane and 1,4-bis(aminoethyl)cyclohexane.

脂肪族ポリアミンとしては、例えば、脂肪族ジアミンが挙げられる。脂肪族ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヒドラジン、1,2-ジアミノエタン、1,2-ジアミノプロパンおよび1,3-ジアミノペンタンが挙げられる。 Aliphatic polyamines include, for example, aliphatic diamines. Aliphatic diamines include, for example, ethylenediamine, propylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, hydrazine, 1,2-diaminoethane, 1,2-diaminopropane and 1,3-diaminopentane.

その他のポリアミンは、単独使用または2種類以上併用することができる。その他のポリアミンの含有割合は、本発明の優れた効果を損なわない範囲で、適宜調整される。その他のポリアミンの含有割合は、ポットライフの観点から、硬化剤の総量に対して、例えば、50質量%以下、好ましくは、30質量%以下、より好ましくは、10質量%以下、とりわけ好ましくは、0質量%である。すなわち、硬化剤は、好ましくは、その他のポリアミンを含有しない。 Other polyamines can be used alone or in combination of two or more. The content of other polyamines is appropriately adjusted within a range that does not impair the excellent effects of the present invention. From the viewpoint of pot life, the content of other polyamines is, for example, 50% by mass or less, preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less, relative to the total amount of the curing agent. It is 0% by mass. That is, the curing agent preferably does not contain other polyamines.

硬化剤は、任意成分として、低分子量ポリオールを含有できる。低分子量ポリオールとしては、ポリオール成分として上記した低分子量ポリオールが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。低分子量のポリオールの含有割合は、耐屈曲性および圧縮永久歪の観点から、硬化剤の総量に対して、例えば、50質量%以下、好ましくは、30質量%以下、より好ましくは、20質量%以下、さらに好ましくは、10質量%以下、とりわけ好ましくは、0質量%である。すなわち、硬化剤は、好ましくは、低分子量ポリオールを含有しない。 The curing agent can optionally contain a low molecular weight polyol. Low-molecular-weight polyols include the low-molecular-weight polyols described above as polyol components. These can be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of flex resistance and compression set, the content of the low-molecular-weight polyol is, for example, 50% by mass or less, preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass, relative to the total amount of the curing agent. Below, more preferably 10% by mass or less, particularly preferably 0% by mass. That is, the curing agent preferably does not contain low molecular weight polyols.

すなわち、硬化剤の総量に対して、ハロゲン化ジエチルトルエンジアミンの含有割合が、例えば、50質量%以上、好ましくは、70質量%以上、より好ましくは、80質量%以上、さらに好ましくは、90質量%以上、とりわけ好ましくは、100質量%である。換言すれば、硬化剤は、好ましくは、ハロゲン化ジエチルトルエンジアミンからなる。 That is, the content of the diethyltoluenediamine halide is, for example, 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and still more preferably 90% by mass, relative to the total amount of the curing agent. % or more, particularly preferably 100% by mass. In other words, the curing agent preferably consists of halogenated diethyltoluenediamine.

プレポリマー成分と硬化剤との配合割合は、プレポリマー成分のイソシアネート基に対する硬化剤の活性水素基の当量比として調整される。活性水素基は、水酸基および/またはアミノ基であり、好ましくは、アミノ基である。 The mixing ratio of the prepolymer component and the curing agent is adjusted as the equivalent ratio of the active hydrogen groups of the curing agent to the isocyanate groups of the prepolymer component. The active hydrogen group is a hydroxyl group and/or an amino group, preferably an amino group.

より具体的には、例えば、プレポリマー成分中のイソシアネート基に対する硬化剤の活性水素基(アミノ基)の当量比(活性水素基/イソシアネート基)が、例えば、0.75以上、好ましくは、0.9以上、例えば、1.3以下、好ましくは、1.2以下である。 More specifically, for example, the equivalent ratio (active hydrogen group/isocyanate group) of the active hydrogen group (amino group) of the curing agent to the isocyanate group in the prepolymer component is, for example, 0.75 or more, preferably 0. 0.9 or more, for example, 1.3 or less, preferably 1.2 or less.

また、プレポリマー成分と硬化剤との反応では、例えば、バルク重合および/または溶液重合が、採用される。反応温度は、例えば、室温以上、好ましくは、50℃以上である。また、反応温度は、例えば、200℃以下、好ましくは、150℃以下である。また、反応時間が、例えば、5分以上、好ましくは、1時間以上である。また、反応時間が、例えば、72時間以下、好ましくは、48時間以下である。プレポリマー成分と硬化剤との混合時には、必要に応じて、ウレタン化触媒を、適宜の割合で添加できる。 Also, the reaction between the prepolymer component and the curing agent employs, for example, bulk polymerization and/or solution polymerization. The reaction temperature is, for example, room temperature or higher, preferably 50° C. or higher. Moreover, the reaction temperature is, for example, 200° C. or lower, preferably 150° C. or lower. Also, the reaction time is, for example, 5 minutes or longer, preferably 1 hour or longer. Also, the reaction time is, for example, 72 hours or less, preferably 48 hours or less. When mixing the prepolymer component and the curing agent, if necessary, a urethanization catalyst can be added in an appropriate proportion.

これにより、プレポリマー成分と硬化剤との反応生成物を含むポリウレタンエラストマーが得られる。 This results in a polyurethane elastomer comprising the reaction product of the prepolymer component and the curing agent.

また、好ましくは、プレポリマー成分と硬化剤との混合物は、必要に応じて脱泡され、予備加熱した成形型内で硬化し、脱型される。これにより、所望形状に成形されたポリウレタンエラストマーが得られる。 Also preferably, the mixture of prepolymer component and curing agent is optionally degassed, cured in a preheated mold and demolded. Thereby, a polyurethane elastomer molded into a desired shape is obtained.

また、ポリウレタンエラストマーを、熱処理することができる。熱処理温度は、例えば、50℃以上、好ましくは、80℃以上である。また、熱処理温度は、例えば、200℃以下、好ましくは、150℃以下である。また、熱処理時間が、例えば、30分以上、好ましくは、1時間以上である。また、熱処理時間が、例えば、30時間以下、好ましくは、20時間以下である。 Polyurethane elastomers can also be heat treated. The heat treatment temperature is, for example, 50° C. or higher, preferably 80° C. or higher. Also, the heat treatment temperature is, for example, 200° C. or lower, preferably 150° C. or lower. Also, the heat treatment time is, for example, 30 minutes or longer, preferably 1 hour or longer. Also, the heat treatment time is, for example, 30 hours or less, preferably 20 hours or less.

また、ポリウレタンエラストマーを、養生することができる。養生温度は、例えば、10℃以上、好ましくは、20℃以上である。また、養生温度は、例えば、50℃以下、好ましくは、40℃以下である。また、養生時間が、例えば、1時間以上、好ましくは、10時間以上である。また、養生時間が、例えば、20日間以下、好ましくは、10日間以下である。 Also, the polyurethane elastomer can be cured. The curing temperature is, for example, 10°C or higher, preferably 20°C or higher. Also, the curing temperature is, for example, 50° C. or lower, preferably 40° C. or lower. Also, the curing time is, for example, 1 hour or longer, preferably 10 hours or longer. Also, the curing time is, for example, 20 days or less, preferably 10 days or less.

ポリウレタンエラストマーは、必要に応じて、プレポリマー成分と硬化剤との反応生成物の他、公知の添加剤を含むことができる。すなわち、ポリウレタンエラストマーは、ポリウレタンエラストマー組成物であってもよい。 The polyurethane elastomer may optionally contain known additives in addition to the reaction product of the prepolymer component and the curing agent. That is, the polyurethane elastomer may be a polyurethane elastomer composition.

添加剤としては、例えば、酸化防止剤、耐熱安定剤、紫外線吸収剤、耐光安定剤、ブロッキング防止剤、離型剤、顔料、染料、滑剤、フィラー、加水分解防止剤、防錆剤およびブルーイング剤が挙げられる。添加剤の添加量および添加タイミングは、目的および用途に応じて、適宜設定される。 Additives include, for example, antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, light stabilizers, antiblocking agents, release agents, pigments, dyes, lubricants, fillers, hydrolysis inhibitors, rust inhibitors, and bluing. agents. The amount and timing of addition of the additive are appropriately set according to the purpose and application.

そして、上記のポリウレタンエラストマーにおいて、プレポリマー成分に含まれるイソシアネート基末端プレポリマーは、ポリイソシアネート成分と、ポリエーテルポリオールを含むポリオール成分との反応生成物を含む。また、プレポリマー成分のイソシアネート基濃度が6.0質量%以下である。そして、硬化剤が、ハロゲン化ジエチルトルエンジアミンを含む。このようなポリウレタンエラストマーは、耐屈曲性および圧縮永久歪に優れる。さらに、上記のポリウレタンエラストマーは、機械物性にも優れている。 In the above polyurethane elastomer, the isocyanate group-terminated prepolymer contained in the prepolymer component contains a reaction product of a polyisocyanate component and a polyol component containing polyether polyol. Also, the isocyanate group concentration of the prepolymer component is 6.0% by mass or less. and the curing agent comprises halogenated diethyltoluenediamine. Such polyurethane elastomers are excellent in flex resistance and compression set. Furthermore, the above polyurethane elastomers also have excellent mechanical properties.

そのため、ポリウレタンエラストマーは、任意の形状に成形される。そして、成形品は、各種産業分野において、好適に使用される。ポリウレタンエラストマーの成形方法は、特に制限されない。成形方法としては、例えば、熱圧縮成形、射出成形、押出成形、溶融紡糸成形が挙げられる。また、成形後の形状としては、例えば、ペレット状、板状、繊維状、ストランド状、フィルム状、シート状、パイプ状、ボトル状、中空状、箱状およびボタン状が挙げられる。 Therefore, polyurethane elastomers can be molded into arbitrary shapes. And the molded article is suitably used in various industrial fields. A method for molding the polyurethane elastomer is not particularly limited. Examples of molding methods include heat compression molding, injection molding, extrusion molding, and melt spinning molding. Shapes after molding include, for example, pellets, plates, fibers, strands, films, sheets, pipes, bottles, hollows, boxes, and buttons.

成形品の用途としては、特に制限されないが、例えば、透明性硬質プラスチック、コーティング材料、粘着剤、接着剤、防水材、ポッティング剤、インク、バインダー、フィルム、シート、バンド、ベルト、チューブ、ブレード、スピーカー、センサー、アウトソール、糸、繊維、不織布、化粧品、靴用品、断熱材、シール材、テープ材、封止材、太陽光発電部材、ロボット部材、アンドロイド部材、ウェアラブル部材、衣料用品、衛生用品、化粧用品、家具用品、食品包装部材、スポーツ用品、レジャー用品、医療用品、介護用品、住宅用部材、音響部材、照明部材、防振部材、防音部材、日用品、雑貨、クッション、寝具、応力吸収材、応力緩和材、自動車内装材、自動車外装材、鉄道部材、航空機部材、光学部材、OA機器用部材、雑貨表面保護部材、半導体封止材、自己修復材料、健康器具、メガネレンズ、玩具、パッキン、ケーブルシース、ワイヤーハーネス、電気通信ケーブル、自動車配線、コンピューター配線、工業用品、衝撃吸収材および半導体用品が挙げられる。 Applications of molded articles are not particularly limited, but examples include transparent hard plastics, coating materials, adhesives, adhesives, waterproof materials, potting agents, inks, binders, films, sheets, bands, belts, tubes, blades, Speakers, sensors, outsoles, threads, fibers, non-woven fabrics, cosmetics, shoes, heat insulating materials, sealing materials, tape materials, sealing materials, photovoltaic power generation components, robot components, android components, wearable components, clothing products, sanitary products , cosmetics, furniture, food packaging materials, sporting goods, leisure goods, medical supplies, nursing care products, housing materials, acoustic materials, lighting materials, anti-vibration materials, sound insulation materials, daily necessities, miscellaneous goods, cushions, bedding, stress absorption materials, stress relaxation materials, automotive interior materials, automotive exterior materials, railway materials, aircraft materials, optical materials, OA equipment materials, sundry surface protection materials, semiconductor sealing materials, self-healing materials, health equipment, eyeglass lenses, toys, Packings, cable sheaths, wire harnesses, telecommunication cables, automotive wiring, computer wiring, industrial goods, shock absorbers and semiconductor goods.

次に、本発明を実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、これらによって限定されるものではない。なお、「部」および「%」は、特に言及がない限り、質量基準である。また、以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。 Next, the present invention will be described based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited by these. "Parts" and "%" are based on mass unless otherwise specified. In addition, specific numerical values such as the mixing ratio (content ratio), physical property values, and parameters used in the following description are the corresponding mixing ratios ( content ratio), physical properties, parameters, etc. be able to.

準備例1(プレポリマー1~7の準備)
以下に示すプレポリマー1~7(市販品)を準備した。
プレポリマー1:ハイプレン(登録商標)L-80(TDI/ポリオキシテトラメチレンエーテルグリコール系プレポリマー、NCO=2.9%、三井化学製)
プレポリマー2:ハイプレン(登録商標)L-100(TDI/ポリオキシテトラメチレンエーテルグリコール系プレポリマー、NCO=4.3%、三井化学製)
プレポリマー3:タケネート(登録商標)L-2760(TDI/ポリオキシテトラメチレンエーテルグリコール系プレポリマー、NCO=6.4%、三井化学製)
プレポリマー4:タケネート(登録商標)L-1170(TDI/ポリオキシプロピレングリコール系プレポリマー、NCO=2.5%、三井化学製)
プレポリマー5:ハイプレン(登録商標)U-62(TDI/ポリオキシプロピレングリコール系プレポリマー、NCO=4.5%、三井化学製)
プレポリマー6:サイアナプレン(登録商標)A-8QM(TDI/ポリエステルポリオール系プレポリマー、NCO=3.1%、三井化学製)
プレポリマー7:サイアナプレン(登録商標)D-5QM(TDI/ポリエステルポリオール系プレポリマー、NCO=5.0%、三井化学製)
Preparation Example 1 (Preparation of prepolymers 1 to 7)
Prepolymers 1 to 7 (commercially available) shown below were prepared.
Prepolymer 1: Hyprene (registered trademark) L-80 (TDI/polyoxytetramethylene ether glycol-based prepolymer, NCO = 2.9%, manufactured by Mitsui Chemicals)
Prepolymer 2: Hyprene (registered trademark) L-100 (TDI/polyoxytetramethylene ether glycol-based prepolymer, NCO = 4.3%, manufactured by Mitsui Chemicals)
Prepolymer 3: Takenate (registered trademark) L-2760 (TDI/polyoxytetramethylene ether glycol-based prepolymer, NCO = 6.4%, manufactured by Mitsui Chemicals)
Prepolymer 4: Takenate (registered trademark) L-1170 (TDI/polyoxypropylene glycol-based prepolymer, NCO = 2.5%, manufactured by Mitsui Chemicals)
Prepolymer 5: Hyprene (registered trademark) U-62 (TDI/polyoxypropylene glycol-based prepolymer, NCO = 4.5%, manufactured by Mitsui Chemicals)
Prepolymer 6: Cyanaprene (registered trademark) A-8QM (TDI/polyester polyol-based prepolymer, NCO = 3.1%, manufactured by Mitsui Chemicals)
Prepolymer 7: Cyanaprene (registered trademark) D-5QM (TDI/polyester polyol-based prepolymer, NCO = 5.0%, manufactured by Mitsui Chemicals)

実施例1~4および比較例1~12
表1~表4に記載のプレポリマーを、80℃に加熱した。また、表1~表4に記載の硬化剤を、120℃に加熱した。そして、プレポリマー成分と硬化剤とを、当量比(活性水素基/NCO)が0.95となる割合で混合した。次いで、これらの混合物を、予め110℃に温調した金型に流し込み、110℃のオーブン中で2時間硬化させ、ポリウレタンエラストマーを得た。また、金型からポリウレタンエラストマーを脱型した。その後、ポリウレタンエラストマーを、110℃のオーブン中で16時間、熱処理した。これにより、シート形状のポリウレタンエラストマーを得た。
Examples 1-4 and Comparative Examples 1-12
The prepolymers listed in Tables 1-4 were heated to 80°C. Also, the curing agents listed in Tables 1 to 4 were heated to 120°C. Then, the prepolymer component and the curing agent were mixed at a ratio such that the equivalent ratio (active hydrogen group/NCO) was 0.95. Then, these mixtures were poured into a mold preheated to 110° C. and cured in an oven at 110° C. for 2 hours to obtain a polyurethane elastomer. Also, the polyurethane elastomer was demolded from the mold. The polyurethane elastomer was then heat treated in an oven at 110° C. for 16 hours. Thus, a sheet-shaped polyurethane elastomer was obtained.

なお、金型として、2mm厚みのシート形状の金型と、直径29mm×厚み12mmのボタン形状の金型とを使用した。
<評価>
(1)ポットライフ
プレポリマー成分と硬化剤を混合開始してから流動性を失うまでの時間を測定した。
As molds, a sheet-shaped mold with a thickness of 2 mm and a button-shaped mold with a diameter of 29 mm and a thickness of 12 mm were used.
<Evaluation>
(1) Pot life The time from the start of mixing the prepolymer component and the curing agent to the loss of fluidity was measured.

(2)耐屈曲性
2mm厚みのシート形状のポリウレタンエラストマーを使用した。JIS K 6260(2010)に準拠して、ポリウレタンエラストマーの試験片を作成した。また、試験片に、直径2.5mmの孔を開けた。その後、試験片を、デマチャ屈曲試験機(上島製作所社製、型式:FT-1503)を用いて300回/分の速度で15万回屈曲させた。そして、試験片に亀裂が生じるまでの屈曲回数を測定した。
(2) Flexibility A sheet-shaped polyurethane elastomer having a thickness of 2 mm was used. Polyurethane elastomer test pieces were prepared according to JIS K 6260 (2010). In addition, a hole with a diameter of 2.5 mm was made in the test piece. After that, the test piece was bent 150,000 times at a speed of 300 times/minute using a De Mattia bending tester (manufactured by Ueshima Seisakusho, model: FT-1503). Then, the number of bending times until cracks occurred in the test piece was measured.

(3)硬度
直径29mm×厚み12mmのボタン形状のポリウレタンエラストマーを使用した。ポリウレタンエラストマーのショアA硬度を、JIS K 7312(1996)に準拠して、測定した。
(3) Hardness A button-shaped polyurethane elastomer having a diameter of 29 mm and a thickness of 12 mm was used. Shore A hardness of the polyurethane elastomer was measured according to JIS K 7312 (1996).

(4)反発弾性
直径29mm×厚み12mmのボタン形状のポリウレタンエラストマーを使用した。ポリウレタンエラストマーの反発弾性を、JIS K 7311(1995)に準拠して、測定した。
(4) Impact resilience A button-shaped polyurethane elastomer having a diameter of 29 mm and a thickness of 12 mm was used. The impact resilience of the polyurethane elastomer was measured according to JIS K 7311 (1995).

(5)引張強度
2mm厚みのシート形状のポリウレタンエラストマーを使用した。JIS K 7312(1996)に従い、ポリウレタンエラストマーの引張強さを測定した。なお、3号形ダンベル状試験片を用いた。また、引張速度を500mm/minとした。
(5) Tensile strength A sheet-shaped polyurethane elastomer having a thickness of 2 mm was used. The tensile strength of the polyurethane elastomer was measured according to JIS K 7312 (1996). A No. 3 dumbbell-shaped test piece was used. Moreover, the tensile speed was set to 500 mm/min.

(6)伸び
2mm厚みのシート形状のポリウレタンエラストマーを使用した。JIS K 7312(1996)に従い、ポリウレタンエラストマーの切断時の伸びを測定した。なお、3号形ダンベル状試験片を用いた。また、引張速度を500mm/minとした。
(6) Elongation A sheet-shaped polyurethane elastomer having a thickness of 2 mm was used. The elongation at break of the polyurethane elastomer was measured according to JIS K 7312 (1996). A No. 3 dumbbell-shaped test piece was used. Moreover, the tensile speed was set to 500 mm/min.

(7)引裂強度
2mm厚みのシート形状のポリウレタンエラストマーを使用した。JIS K 7312(1996)に従い、ポリウレタンエラストマーの引裂強度を測定した。なお、アングル形試験片を用いた。また、引裂速度を500mm/minとした。
(7) Tear Strength A sheet-shaped polyurethane elastomer having a thickness of 2 mm was used. The tear strength of the polyurethane elastomer was measured according to JIS K 7312 (1996). An angle-shaped test piece was used. Moreover, the tear speed was set to 500 mm/min.

(8)圧縮永久歪
直径29mm×厚み12mmのボタン形状のポリウレタンエラストマーを使用した。ポリウレタンエラストマーの圧縮永久歪を、JIS K 6262(2013)に準拠して、測定した。なお、測定温度70℃、圧縮率は25%、圧縮時間は24時間であった。
(8) Compression set A button-shaped polyurethane elastomer having a diameter of 29 mm and a thickness of 12 mm was used. The compression set of the polyurethane elastomer was measured according to JIS K 6262 (2013). The measurement temperature was 70° C., the compression ratio was 25%, and the compression time was 24 hours.

Figure 2023070576000001
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Figure 2023070576000002
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Figure 2023070576000003
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Figure 2023070576000004
Figure 2023070576000004

なお、表中の略号の詳細を下記する。
MOCA:3,3’-ジクロロ-4,4’-ジフェニルメタンジアミン
エタキュア100:2,4-ジエチルトルエンジアミンと2,6-ジエチルトルエンジアミンの混合物、アルベマール社製
エタキュア300:3,5-ビス(メチルチオ)-2,6-トルエンジアミンと3,5-ビス(メチルチオ)-2,4-トルエンジアミンとの混合物、アルベマール社製
P-25:ロンザキュアP-25、4-クロロ-3,5-ジエチルトルエン-2,6-ジアミンと、6-クロロ-3,5-ジエチルトルエン-2,4-ジアミンとの混合物、ロンザ社製
プレポリマー:調製例で得られたプレポリマー成分
NCO濃度:プレポリマー成分のイソシアネート基濃度が6.0質量%
PTMEG:ポリテトラメチレンエーテルグリコール
PPG:ポリオキシプロピレングリコール
PES:ポリエステルポリオール
The details of the abbreviations in the table are described below.
MOCA: 3,3′-dichloro-4,4′-diphenylmethanediamine Ethacure 100: A mixture of 2,4-diethyltoluenediamine and 2,6-diethyltoluenediamine, Albemarle Ethacure 300: 3,5-bis( A mixture of methylthio)-2,6-toluenediamine and 3,5-bis(methylthio)-2,4-toluenediamine, Albemarle P-25: Ronzacure P-25, 4-chloro-3,5-diethyl Mixture of toluene-2,6-diamine and 6-chloro-3,5-diethyltoluene-2,4-diamine, prepolymer manufactured by Lonza: prepolymer component obtained in Preparation Example NCO concentration: prepolymer component The isocyanate group concentration of 6.0% by mass
PTMEG: polytetramethylene ether glycol PPG: polyoxypropylene glycol PES: polyester polyol

<考察>
実施例1および比較例10~12において、ポリオール成分はポリエーテルポリオールを含み、プレポリマー成分のイソシアネート基濃度が6.0質量%以下である。このような場合、実施例1(硬化剤P-25)のポリウレタンエラストマーは、比較例10~12(硬化剤MOCA、エタキュア100およびエタキュア300)のポリウレタンエラストマーに比べて、優れた耐屈曲性および圧縮永久歪を有する。
<Discussion>
In Example 1 and Comparative Examples 10 to 12, the polyol component contains polyether polyol, and the isocyanate group concentration of the prepolymer component is 6.0% by mass or less. In such cases, the polyurethane elastomer of Example 1 (curing agent P-25) exhibits superior flex resistance and compression resistance compared to the polyurethane elastomers of Comparative Examples 10-12 (curing agent MOCA, Etacure 100 and Etacure 300). It has permanent set.

また、実施例2および比較例13~15においても、ポリオール成分はポリエーテルポリオールを含み、プレポリマー成分のイソシアネート基濃度が6.0質量%以下である。このような場合、実施例2(硬化剤P-25)のポリウレタンエラストマーは、比較例13~15(硬化剤MOCA、エタキュア100およびエタキュア300)のポリウレタンエラストマーに比べて、優れた耐屈曲性および圧縮永久歪を有する。 Also in Example 2 and Comparative Examples 13 to 15, the polyol component contains polyether polyol, and the isocyanate group concentration of the prepolymer component is 6.0% by mass or less. In such cases, the polyurethane elastomer of Example 2 (curing agent P-25) exhibits superior flex resistance and compression resistance compared to the polyurethane elastomers of Comparative Examples 13-15 (curing agent MOCA, Etacure 100 and Etacure 300). It has permanent set.

すなわち、上記の条件下では、硬化剤がハロゲン化ジエチルトルエンジアミンを含んでいれば、硬化剤がハロゲン化ジエチルトルエンジアミンを含んでいない場合に比べて、優れた耐屈曲性および圧縮永久歪を得られる。 That is, under the above conditions, if the curing agent contains the halogenated diethyltoluenediamine, superior flex resistance and compression set are obtained compared to the case where the curing agent does not contain the halogenated diethyltoluenediamine. be done.

一方、比較例1~4においては、ポリオール成分はポリエーテルポリオールを含んでいない。このような場合、比較例1(硬化剤P-25)のポリウレタンエラストマーの耐屈曲性は、比較例2~4(硬化剤MOCA、エタキュア100およびエタキュア300)のポリウレタンエラストマーの耐屈曲性と、同程度である。 On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, the polyol component did not contain polyether polyol. In such a case, the flex resistance of the polyurethane elastomer of Comparative Example 1 (curing agent P-25) was the same as that of the polyurethane elastomers of Comparative Examples 2 to 4 (curing agent MOCA, Etacure 100 and Etacure 300). degree.

さらに、比較例6~9においては、プレポリマー成分のイソシアネート基濃度が6.0質量%を超過している。このような場合、比較例6(硬化剤P-25)のポリウレタンエラストマーの圧縮永久歪は、比較例7~9(硬化剤MOCA、エタキュア100およびエタキュア300)のポリウレタンエラストマーの圧縮永久歪と、同程度である。

Furthermore, in Comparative Examples 6 to 9, the isocyanate group concentration of the prepolymer component exceeded 6.0% by mass. In such a case, the compression set of the polyurethane elastomer of Comparative Example 6 (curing agent P-25) was the same as that of the polyurethane elastomers of Comparative Examples 7 to 9 (curing agent MOCA, Etacure 100 and Etacure 300). degree.

Claims (2)

イソシアネート基末端プレポリマーを含むプレポリマー成分と、硬化剤との反応生成物を含むポリウレタンエラストマーであって、
前記イソシアネート基末端プレポリマーは、ポリイソシアネート成分と、ポリエーテルポリオールを含むポリオール成分との反応生成物を含み、
前記プレポリマー成分のイソシアネート基濃度が6.0質量%以下であり、
前記硬化剤が、ハロゲン化ジエチルトルエンジアミンを含む、ポリウレタンエラストマー。
A polyurethane elastomer comprising a reaction product of a prepolymer component comprising an isocyanate group-terminated prepolymer and a curing agent,
The isocyanate group-terminated prepolymer contains a reaction product of a polyisocyanate component and a polyol component containing a polyether polyol,
The isocyanate group concentration of the prepolymer component is 6.0% by mass or less,
A polyurethane elastomer, wherein the curing agent comprises a halogenated diethyltoluenediamine.
前記ポリエーテルポリオールが、ポリテトラメチレンエーテルポリオールを含む、請求項1に記載のポリウレタンエラストマー。
2. The polyurethane elastomer of claim 1, wherein said polyether polyol comprises polytetramethylene ether polyol.
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