JP2560012B2 - 液状重合体組成物 - Google Patents

液状重合体組成物

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JP2560012B2 JP61170799A JP17079986A JP2560012B2 JP 2560012 B2 JP2560012 B2 JP 2560012B2 JP 61170799 A JP61170799 A JP 61170799A JP 17079986 A JP17079986 A JP 17079986A JP 2560012 B2 JP2560012 B2 JP 2560012B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規な液状重合体組成物に関するものであ
る。さらに詳しくいえば、本発明は、例えば塗料、接着
剤、防水剤、電気絶縁剤、シーラント、エラストマーな
どに好適な、特に耐熱老化性に優れた弾性硬化体を与え
うる液状重合体組成物に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、弾性硬化体を与える液状重合体組成物として、
例えば分子鎖末端または分子鎖内部に水酸基を有する液
状ポリブタジエンとポリイソシアネート化合物との組成
物が知られており、このものは、例えば塗料、接着剤、
シーリング剤、コーティング材、電気絶縁材料などに用
いられている。しかしながら、この組成物から得られる
弾性硬化体は良好な電気特性などを有するものの、耐熱
老化性や耐候性に劣るという欠点を有している。このよ
うな欠点を改良するために、前記の分子鎖末端または分
子鎖内部に水酸基を有する液状ポリブタジエンの水素化
物を用いた液状重合体組成物も知られている。
しかしながら、この水素化物は、その前駆体である水
酸基含有ポリブタジエンが1,4−付加型骨格を多く有す
る場合には、個体状となり、また、1,2−付加型骨格を
多く有する場合には、耐熱老化性に優れた硬化体を与え
ることができないという欠点を有している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、塗料、接着剤、防水剤、シーリング剤、コ
ーティング材、電気絶縁材料などに好適に用いられる、
特に耐熱老化性に優れた弾性体を与えうる液状重合体組
成物の提供を目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を
重ねた結果、分子鎖の両末端にウレタン結合を介して、
少なくとも1個のイソシアネート基をもつアルキル基、
アリール基またはアラルキル基を有する特定構造の新規
な液状重合体とポリオール化合物やポリアミン化合物を
含有する組成物がその目的に適合しうることを見い出
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、(A)下記の一般式(I)で表
される数平均分子量400〜25000の液状重合体100重量部
と、(B)ポリアミン化合物5〜1000重量部とを含有し
てなる液状重合体組成物を提供するものである。
(式中Rは少なくとも1個のイソシアネート基を有す
る、アルキル基、アリール基またはアラルキル基であ
り、nは2〜500である。) 本発明で用いられる液状重合体はイソプレンを原料と
して容易に製造することができ、この重合体において、
イソプレン単位の繰り返し数nは2〜500、好ましくは1
0〜400の範囲で選ばれる。前記一般式(I)で表される
液状重合体は、分子鎖末端に水酸基を有する液状ポリイ
ソプレンの水素化物にポリイソシアネート化合物を反応
させることにより、容易に製造することができる。
分子鎖末端に水酸基を有する液状ポリイソプレンは、
過酸化水素の存在下にイソプレンを重合することにより
得られる。この反応においては、過酸化水素は、通常イ
ソプレン100重量部あたり0.5〜200重量部、好ましくは
1〜50重量部の範囲で用いられる。また、反応溶媒は必
ずしも必要ではないが、通常溶媒中で反応が行われる。
この溶媒としては、例えばn−ヘキサン、n−ヘプタ
ン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、ベンゼン、トル
エン、キシレン、エチルベンゼンなどの脂肪族、脂環
式、芳香族炭化水素、メチルアルコール、エチルアルコ
ール、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコ
ール、n−ブチルアルコール、iso−ブチルアルコー
ル、sec−ブチルアルコールなどのアルコール類、メチ
ルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキ
サノンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸
ブチル、セロソルブアセテートなどのエステル類、ジイ
ソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン
などのエーテル類などが挙げられる。
反応温度については、特に制限はないが、通常20〜30
0℃、好ましくは30〜200℃の範囲で選ばれる。また、反
応は常圧下で行ってもよいし、あるいは、加圧下で行っ
てもよいが、加圧下で反応を行う場合は、200kg/cm2
G以下、好ましくは50kg/cm2−G以下の圧力が望まし
い。さらに、反応時間は反応温度や反応圧力によって左
右されるが、一般的には0.1〜100時間、好ましくは1〜
50時間の範囲で選ばれる。
このようにして、重合反応を行ったのち、反応終了液
を水洗し、次いで溶媒、モノマー、低沸点分を減圧下で
留去することにより、分子鎖末端に水酸基を有する液状
ポリイソプレンが得られる。このものの数平均分子量
は、300〜25000、好ましくは500〜10000の範囲にあるこ
とが望ましく、また水酸基含有量については、OH価が0.
1〜10meq/g、好ましくは0.3〜7meq/gの範囲にあること
が望ましい。
次に、前記の分子鎖末端に水酸基を有する液状ポリイ
ソプレンの水素化を行う。この水素化反応においては、
溶媒は必ずしも必要ではないが、通常溶媒中で反応が行
われる。溶媒としては、前記の重合反応の際に挙げた溶
媒を用いることができる。水素化触媒としては、通常水
素化反応において慣用されている触媒、例えばニッケル
系、パラジウム系、ルテニウム系、白金系などの触媒が
用いられる。これらの触媒は1種用いてもよいし、2種
以上組み合わせて用いてもよく、また、活性炭などの担
体に担持して用いてもよい。
水素化反応の温度については特に制限はないが、通常
20〜300℃、好ましくは30〜200℃の範囲で選ばれる。ま
た、反応は常圧下で行ってもよいし、あるいは加圧下で
行ってもよいが、加圧下で反応を行う場合には、200kg/
cm2−G以下、好ましくは100kg/cm2−G以下の圧力が望
ましい。反応時間は反応温度、反応圧力、触媒の種類な
どにより左右されるが、一般的には0.1〜100時間、この
ましくは1〜50時間の範囲で選ばれる。
水素化反応終了液は、触媒を分離後、減圧下で溶媒を
留去することにより、分子鎖末端に水酸基を有する液状
ポリイソプレンの水素化物が得られる。このものの数平
均分子量は300〜25000、好ましくは500〜10000の範囲に
あることが望ましく、また水酸基含有量については、OH
価が0.1〜10、好ましくは0.3〜7meq/gの範囲にあること
が望ましい。
このようにして得られた分子鎖末端に水酸基を有する
液状ポリイソプレンの水素化物に、ポリイソシアネート
化合物を反応させることにより、前記一般式(I)で表
される液状重合体が得られる。このポリイソシアネート
化合物とは、1分子中に2個もしくはそれ以上のイソシ
アネート基を有する有機化合物であって、前記水酸基含
有液状ポリイソプレンの水素化物の水酸基に対する反応
性イソシアネート基を有するものである。ポリイソシア
ネート化合物の例としては、通常の芳香族、脂肪族およ
び脂環式のものを挙げることができ、例えばトリレンジ
イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジ
フェニルメタンジイソシアネート(MD1):液状変性ジ
フェニルメタ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、キシリレンジイソシアネート、
シクロヘキシルジイソシアネート、シクロヘキサンフェ
ニレンジイソシアネート、ナフタリン−1,5−ジイソシ
アネート、イソプロピルベンゼン−2,4−ジイソシアネ
ート、ポリプロピレングリコールとトリレンジイソシア
ネート付加反応物などがあり、とりわけMD1、液状変性
ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシ
アネートなどが好ましい。
ポリイソシアネート化合物と該水素化物の使用割合に
ついては特に制限はないが、通常は該水素化物の水酸基
(OH)に対するポリイソシアネート化合物のイソシアネ
ート基(NCO)の割合(NCO/OH)がモル比で1.5〜20、好
ましくは1.8〜15になるような割合で両者を用いること
が望ましい。
この反応は溶媒の不存在下に行ってもよいし、あるい
は溶媒中で行ってもよい。溶媒としては、前記の重合反
応の際に挙げたものを用いることができる。反応温度に
ついては特に制限はないが、通常0〜200℃、好ましく
は15〜150℃の範囲で選ばれる。また反応は常圧下で行
ってもよいし、あるいは加圧下で行ってもよいが、加圧
下で反応を行う場合には、100kg/cm2−G以下、好まし
くは50kg/cm2−G以下の圧力が望ましい。反応時間は反
応温度などによって左右されるが、一般的には、0.1〜1
00時間、好ましくは1〜50時間の範囲で選ばれる。
このようにして反応を行ったのち、反応終了液中の残
存ポリイソシアネート化合物を減圧下で留去することに
より、前記一般式(I)で表される液状重合体が得られ
る。このものの数平均分子量は400〜26000、好ましくは
500〜10000の範囲にあることが望ましく、また、イソシ
アネート基の含有量は0.1〜20重量%、好ましくは0.5〜
15重量%の範囲にあることが望ましい。本発明の組成物
においては、所望ならばこのような残存ポリイソシアネ
ート化合物を留去する操作を行わずに、該残存ポリイソ
シアネートを含有したまま、(A)成分として用いても
よい。
また、イソプレンから得られた液状重合体(I)に
は、その重合体中に、イソプレンの1,2重合、3,4重合に
よる構成単位が少量含まれていてもよい。
本発明のプロピレン相当単位とエチレン相当単位から
なる主鎖を有する液状重合体は、イソプレンから製造さ
れるばかりでなく、例えば、水酸基を含有するアゾ化合
物の存在下、エチレンとプロピレンとを共重合し、得ら
れた共重合体にポリイソシアネート化合物を反応させる
ことによっても得ることができる。
本発明の組成物においては(B)成分としてポリアミ
ン化合物が用いられる。ポリアミン化合物としては、ジ
アミン、トリアミン、テトラミンのいずれを用いてもよ
く、さらに一級ポリアミン、二級ポリアミン、三級ポリ
アミンのいずれを用いることもできる。このポリアミン
化合物の具体例としては、ヘキサメチレンジアミンなど
の脂肪族アミン、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジ
シクロヘキシルメタンなどの脂環式アミン、4,4′−ジ
アミノジフェニル、3,3′−ジクロロ−4,4′−ジアミノ
フェニルメタンなどの芳香族アミン、2,4,6−トリ(ジ
メチルアミノメチル)フェノールなどのトリアミンなど
を挙げることができる。本発明組成物においては、前記
(A)成分の液状重合体100重量部に対し、(B)成分
のポリアミン化合物は5〜1000重量部の割合で配合され
る。この配合割合が前記範囲を逸脱すると、組成物が硬
化しにくくなる。
本発明組成物には、所望により各種の添加剤を配合す
ることができる。所望により配合する添加剤としては、
例えばマイカ、グラファイト、ヒル石、炭酸カルシウ
ム、スレート粉末などの充填剤が挙げられる。
さらに、粘度調整剤としてジオクチルフタレートなど
の可塑剤を添加したり、アロマ系、ナフテン系、パラフ
ィン系オイルなどの伸展油や、粘着力、接着力の調整の
ためにアルキルフェノール樹脂、テルペン樹脂、テルペ
ンフェノール樹脂、キシレンホルムアルデヒド樹脂、ロ
ジン、水添ロジン、クマロン樹脂、脂肪族および芳香族
石油樹脂などの粘着付与樹脂を添加することもできる。
また、ジブチルスズジラウレート、第一スズオクトエー
ト、ポリエチレンジアミンなどの硬化促進剤を添加する
こともできる。さらに、耐候性向上のために老化防止剤
を添加したり、消泡剤としてシリコン化合物などを添加
することができる。
本発明組成物は、(A)成分の液状重合体、(B)成
分のポリアミン化合物および所望により配合される各種
添加剤を混合し、十分にかきまぜることにより調製する
ことができる。
このようにして、調製された本発明の液状重合体組成
物は、硬化処理によって耐熱老化性、耐候性、電気特性
などに優れた弾性硬化体を与える。硬化処理する際の条
件については特に制限はないが、通常0〜120℃、好ま
しくは15〜70℃の温度において、0.5〜75時間、好まし
くは1〜72時間加熱することによって、硬化処理され
る。
本発明の液状重合体組成物は、硬化処理によって、優
れた特性を有する硬化弾性体を与えることから、例えば
塗料、接着剤、シーリング材、コーティング材、あるい
は各種の電気絶縁材料やエラストマーなど、広範な用途
に用いられる。
〔実施例〕
次に、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発
明はこれらの例によってなんら限定されるものではな
い。
製造例1 1のステンレス製耐圧反応容器に、イソプレン200
g、50重量%過酸化水素水溶液16gおよび、n−ブチルア
ルコール100gを入れ、120℃、最大圧力8kg/cm2−Gで2
時間重合反応を行った。
反応終了後、反応液をとり出し、水600gとともに分液
ロート中で振とうしたのち、3時間静置して、油層を分
離した。この油層を2mmHgの減圧下に、100℃で2時間処
理して、溶媒、未反応モノマーおよび低融点成分を留去
し、分子鎖末端に水酸基を有する液状ポリイソプレンを
68重量%の収率で得た。このものの数平均分子量は215
0、OH価は0.96meq/g、粘度は56ポイズ/30℃であった。
次に、このようにして得られた分子鎖末端に水酸基を
有する液状ポリイソプレン100g、シクロヘキサン100gお
よび5重量%Ru−C触媒10gを1のステンレス製耐圧
反応容器に入れ、水素を50kg/cm2−Gの圧を維持するよ
うに導入しながら、140℃で4.5時間水素化反応を行っ
た。
水素化反応終了後、反応液をとり出し、その中の触媒
を0.45μのメンブランフィルターで分離したのち、ろ液
について、真空度2mmHg、温度110℃の条件で2時間処理
を行い、溶媒を留去したところ、分子鎖末端に水酸基を
有する液状ポリイソプレンの水素化物101gが得られた。
このものの数平均分子量は2210、OH価は0.94meq/g、ヨ
ウ素価は1以下、粘度は383ポイズ/30℃であった。
次に、300mlのセパラブルフラスコに前記の水素化物5
0gおよびトリレンジイソシアネート(TDI)15.8gを入
れ、25℃で2時間、70℃で4時間、常圧下で反応を行っ
た。反応液は2mmHgの減圧下、110℃で4時間処理を行い
残存トリレンジイソシアネートを留去し、分子鎖末端に
イソシアネート基を有する液状ポリイソプレンの水素化
物58.2gを得た。このものの数平均分子量は2610、NCO含
有量は3.45重量%(理論値3.39重量%)、粘度は1850ポ
イズ/30℃であった。
製造例2 製造例1において、分子鎖末端に水酸基を有する液状
ポリイソプレンの水素化物とTDIとを反応させたのち、
後処理を行わずに反応生成物をそのまま供した。
反応生成物中のNCO含有量は8.93重量%、粘度は573ポ
イズ/30℃であった。
製造例3 分子鎖末端に水酸基を有する1.4−付加型液状ポリブ
タジエン100g、シクロヘキサン100gおよび5重量%Ru−
C触媒10gを1の耐圧反応容器に入れ、水素を50kg/cm
2−Gの圧を維持するように導入しながら、140℃で4.5
時間水素化反応を行った。
水素化反応終了後、反応液をとり出し、これにトルエ
ン500mlを添加して、0.45μのメンブランフィルターで
触媒を分離したのち、ろ液について、真空度2mmHg、温
度110℃の条件で2時間処理を行い、溶媒を留去したと
ころ、ワックス状固体96gが得られた。このものの数平
均分子量は2920、OH値は0.80meq/gであった。
なお、原料に用いた分子鎖末端に水酸基を有する1,4
−付加型液状ポリブタジエンは、出光アーコ(株)製、
R−45HTで、数平均分子量2800、OH価0.82meq/g、粘度5
0ポイズ/30℃、1,4−含量80モル%、1,2−含量20モル%
である。
製造例4 分子鎖内部(すべてが末端ではない)に水酸基を有す
る1,2−付加型液状ポリブタジエンを、製造例1と同様
にして水素化および後処理を行い、高粘調液体の水素化
物を得た。このものの数平均分子量は2080、OH価は0.84
meq/gであり、また、粘度はB型粘度計では30℃で測定
不可能であった。
なお、原料の分子鎖内部に水酸基を有する1,2−付加
型液状ポリブタジエンは、日本曹達(株)製、NISSO PB
G−2000で、数平均分子量2000、OH価0.85meq/g、粘度
は1930ポイズ/30℃、1,2−含量90モル%、1,4−含量10
モル%である。
製造例5 水酸基を有する液状ポリブタジエンの水素化物として
三菱化成工業(株)製ポリテールHA(数平均分子量:Mn
=1500、OH価=1.23meq/g、粘度:600ポイズ/30℃)を用
い、製造例1と同じ方法でプレポリマーを調製した。得
られた分子鎖末端にイソシアネート基を有する液状ポリ
ブタジエンの水素化物は数平均分子量が1790、NCO含量
は3.2重量%、粘度は1650ポイズ/30℃であった。
実施例1〜2、比較例1〜4 表1及び表2に示す成分を表示量容器に入れ、25℃で
2分間撹拌して組成物を調製したのち、金型に注入し
て、120℃で1時間プレス硬化処理し、ついで70℃で15
時間養生して硬化体を得た。この硬化体の物性を該表に
示す。
〔発明の効果〕 本発明の液状重合体組成物は、分子鎖の両末端にウレ
タン結合を介して少なくとも1個のイソシアネート基を
もつアルキル基、アリール基またはアラルキル基を有す
る特定構造の液状重合体と、ポリオール化合物やポリア
ミン化合物とを含有するものであって、硬化処理によ
り、耐熱老化性、耐候性、電気特性などに優れた弾性硬
化体を与えることができ、例えば塗料、接着剤、防水
剤、シーラント、コーティング材、あるいは各種の電気
絶縁材料やエラストマーなどに好適に用いられる。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)下記の一般式(I)で表される数平
    均分子量400〜25000の液状重合体100重量部と、(B)
    ポリアミン化合物5〜1000重量部とを含有してなる液状
    重合体組成物。 (式中Rは少なくとも1個のイソシアネート基を有す
    る、アルキル基、アリール基またはアラルキル基であ
    り、nは2〜500である。)
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