JP3420628B2 - Microcellular polyurethane elastomer and method for producing the same - Google Patents
Microcellular polyurethane elastomer and method for producing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、微細セルにより構成さ
れた、比較的低発泡のポリウレタンエラストマー及びそ
の製造方法に関する。本発明の微細セル構造ポリウレタ
ンエラストマー(以下、エラストマーということもあ
る。)は、機械的強度が大きく、且つ、大荷重を繰り返
し受けた時の動的特性、特に疲労破壊やヘタリ等におけ
る耐久性に優れるため、自動車などの補助スプリングの
緩衝材等として利用される。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a relatively low-foaming polyurethane elastomer composed of fine cells and a method for producing the same. The fine cell structure polyurethane elastomer of the present invention (hereinafter, also referred to as an elastomer) has high mechanical strength and dynamic characteristics when subjected to a large load repeatedly, particularly durability in fatigue fracture, fatigue, etc. Since it is excellent, it is used as a cushioning material for auxiliary springs of automobiles and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】微細セル構造を有するポリウレタンエラ
ストマーは、従来より防振材、衝撃吸収材等に用いられ
ている。そのようなエラストマーは、従来、例えば、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブ
チレングリコール、グリセリン及びトリメチロールプロ
パン等に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド
及び1,4−ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサ
イドを付加させたもの1種又は2種以上と、マロン酸、
マレイン酸、アジピン酸及びテレフタル酸等の有機酸類
の1種又は2種以上とを縮重合させて得られる、数平均
分子量が1000〜3000のポリエステルポリオール
と、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及びそれらの混合物、ジフェニル
メタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)、ナフ
タレン−1,5−ジイソシアネート(NDI)、3,
3’−ジメチル−4,4’−ビフェニレンジイソシアネ
ートなどのポリイソシアネートとを反応させて得られる
イソシアネート末端プレポリマー(以下、プレポリマー
ということもある。)と、水、触媒及び整泡剤などから
なる発泡成分とを、混合攪拌して反応させることにより
得られている。2. Description of the Related Art Polyurethane elastomers having a fine cell structure have hitherto been used as vibration damping materials, shock absorbing materials and the like. Conventionally, such an elastomer is obtained by adding alkylene oxide such as ethylene oxide, propylene oxide and 1,4-butylene oxide to ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butylene glycol, glycerin, trimethylolpropane and the like. Malonic acid, one or more of
Polyester polyol having a number average molecular weight of 1,000 to 3,000, obtained by polycondensing one or more kinds of organic acids such as maleic acid, adipic acid and terephthalic acid, 2,4-tolylene diisocyanate, 2, 6-tolylene diisocyanate and mixtures thereof, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (MDI), naphthalene-1,5-diisocyanate (NDI), 3,
An isocyanate-terminated prepolymer obtained by reacting with a polyisocyanate such as 3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate (hereinafter also referred to as a prepolymer), water, a catalyst, a foam stabilizer and the like. It is obtained by mixing and stirring the foaming component with stirring.
【0003】上記のようにして得られるエラストマーの
中で、特にポリイソシアネート成分としてNDIを使用
した場合は、機械的強度に優れ、また、高荷重を繰り返
し受けても破壊し難い、ヘタリ量も少ない等耐久性にも
優れるため、自動車の補助スプリング等の緩衝材などと
して有用である。しかし、NDIは高価であり、また、
ポリエステルポリオールとNDIとの反応により得られ
るプレポリマーは、その使用可能時間が短いという問題
がある。一方、汎用のポリイソシアネート成分であるM
DIは安価であり、また、エラストマー製造時の作業性
が良好であり、得られるプレポリマーの使用可能時間も
長いが、機械的強度、耐久性等の点で十分な性能を有す
るエラストマーを得ることができない。Among the elastomers obtained as described above, particularly when NDI is used as a polyisocyanate component, it has excellent mechanical strength, is hard to break even when repeatedly subjected to a high load, and has a small amount of sag. Since it has excellent durability, it is useful as a cushioning material for auxiliary springs of automobiles. However, NDI is expensive and
The prepolymer obtained by the reaction of polyester polyol and NDI has a problem that the usable time thereof is short. On the other hand, M which is a general-purpose polyisocyanate component
DI is inexpensive, has good workability in the production of elastomers, and has a long usable prepolymer time, but to obtain an elastomer having sufficient performance in terms of mechanical strength, durability, etc. I can't.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
微細セル構造ポリウレタンエラストマーの欠点を克服す
るものであり、ポリイソシアネート成分として安価なM
DIを使用し、使用可能時間の長いプレポリマーを得、
且つ、NDIを使用した場合と同等の機械的強度及び耐
久性等を有するエラストマー及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention overcomes the drawbacks of the conventional polyurethane elastomers having a fine cell structure and is inexpensive as a polyisocyanate component.
Using DI, a prepolymer with a long service life is obtained,
Moreover, it is an object of the present invention to provide an elastomer having mechanical strength, durability and the like equivalent to the case of using NDI, and a method for producing the same.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】第1発明の微細セル構造
ポリウレタンエラストマーは、イソシアネート末端プレ
ポリマーと、発泡成分とを混合、攪拌し、発泡硬化させ
て得られる微細セル構造ポリウレタンエラストマーにお
いて、上記プレポリマーは、数平均分子量が1000〜
3000のポリエステルポリオールと、ジフェニルメタ
ン−4,4’−ジイソシアネートとを、1:0.2〜
0.6の重量比で反応させ、その後、上記ポリオールと
上記ジイソシアネートとの反応生成物100重量部に対
して、エチレングリコール、プロピレングリコール、
1,4−ブチレングリコール、1,5−ペンタメチレン
グリコール、1,6−ヘキサメチレングリコール及びト
リメチロールプロパンの群から選ばれる少なくとも1種
(以下、これらをまとめて「低分子量ポリオール」とい
う。)を0.1〜2.0重量部添加し反応させたもので
あり、上記発泡成分は、水を主発泡剤として含むもので
あることを特徴とする。また、第2発明は、得られるエ
ラストマーの耐久性試験における耐久回数が50万回以
上、ヘタリ量が10%以下であり、且つ、上記プレポリ
マーの使用可能時間が4時間以上であることを特徴とす
る。The fine cell structure polyurethane elastomer of the first invention is a fine cell structure polyurethane elastomer obtained by mixing an isocyanate-terminated prepolymer with a foaming component, stirring and foaming and curing the mixture. The polymer has a number average molecular weight of 1,000 to
3000 polyester polyol and diphenylmethane-4,4′-diisocyanate were mixed at 1: 0.2 to
The reaction is carried out at a weight ratio of 0.6, and thereafter, ethylene glycol, propylene glycol, 100 parts by weight of a reaction product of the polyol and the diisocyanate ,
1,4-butylene glycol, 1,5-pentamethylene
Glycol, 1,6-hexamethylene glycol and g
At least one selected from the group of trimethylolpropane
(Hereinafter, these are collectively referred to as "low molecular weight polyol".
U ) And are those obtained by addition reacting 0.1 to 2.0 parts by weight, the foaming component is characterized in that it is intended to include water as a main blowing agent. The second invention is characterized in that the resulting elastomer has a durability test of 500,000 times or more, a sag amount of 10% or less, and a usable time of the prepolymer of 4 hours or more. And
【0006】上記「ポリエステルポリオール」として
は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、1,4−ブチレングリコール、グリ
セリン及びトリメチロールプロパン等に、エチレンオキ
サイド、ジエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド
及び1,4−ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサ
イドを付加させたもの1種又は2種以上と、マロン酸、
マレイン酸、アジピン酸及びテレフタル酸等の有機酸類
の1種又は2種以上とを縮重合させて得られる、数平均
分子量が1000〜3000のものを使用できる。Examples of the above-mentioned "polyester polyol" include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butylene glycol, glycerin and trimethylolpropane, as well as ethylene oxide, diethylene oxide, propylene oxide and 1,4-butylene oxide. 1 type or 2 types or more with addition of alkylene oxide, malonic acid,
It is possible to use those having a number average molecular weight of 1,000 to 3,000, which are obtained by polycondensing one or more kinds of organic acids such as maleic acid, adipic acid and terephthalic acid.
【0007】上記「MDI」は純MDIである。純MD
Iは官能基数が2であり、上記ポリエステルポリオール
との反応で生成するプレポリマーが鎖構造となり、得ら
れるエラストマーが優れた耐久性を持つものとなる。純
MDI以外の、例えば、粗MDI、カルボジイミド変性
MDIは平均官能基数が2〜3であり、プレポリマーに
乱れた網状構造が形成され、得られるエラストマーは伸
びが小さく、特に大荷重が繰り返し加わった時の疲労破
壊等の耐久性に劣ったものとなる。The "MDI" is pure MDI. Pure MD
I has 2 functional groups, the prepolymer produced by the reaction with the polyester polyol has a chain structure, and the resulting elastomer has excellent durability. In addition to pure MDI, for example, crude MDI and carbodiimide-modified MDI have an average number of functional groups of 2 to 3, a disordered network structure is formed in the prepolymer, and the resulting elastomer has a small elongation and is subjected to repeated heavy load. It becomes inferior in durability such as fatigue fracture.
【0008】上記「イソシアネート末端プレポリマー」
は、上記ポリエステルポリオールと上記MDIを1:
0.2〜0.6の重量比で反応させて得られる。MDI
がポリエステルポリオール1に対して0.2未満では、
プレポリマー中のフリーのMDI含有量が少なくなり、
プレポリマー生成時の液の粘度が上昇して作業性が低下
する。また、0.6を越える場合は、プレポリマー中の
フリーのMDIの含有量が多くなり、発泡剤との反応が
速く、セル径及びその形状等が不均一となる。更に、エ
ラストマーの機械的強度及び耐久性等が低下する。The above-mentioned "isocyanate-terminated prepolymer"
Is the polyester polyol and the MDI are 1:
It is obtained by reacting in a weight ratio of 0.2 to 0.6. MDI
Is less than 0.2 relative to polyester polyol 1,
The free MDI content in the prepolymer is reduced,
When the prepolymer is formed, the viscosity of the liquid increases and the workability decreases. On the other hand, when it exceeds 0.6, the content of free MDI in the prepolymer increases, the reaction with the foaming agent is rapid, and the cell diameter and its shape become nonuniform. Furthermore, the mechanical strength and durability of the elastomer are reduced.
【0009】上記「低分子量ポリオール」としては、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブ
チレングリコール、1,5−ペンタメチレングリコー
ル、1,6−ヘキサメチレングリコール及びトリメチロ
ールプロパン等の、末端に2乃至3個の活性水素基を有
する短鎖長の低分子量アルキレンポリオールを使用でき
る。本発明の「水を主発泡剤として含む発泡成分」は、
主発泡剤である水の他に、触媒、整泡剤等を加えたもの
である。発泡成分中の水の量比は特に限定はされない
が、発泡剤であるとともに架橋剤としても作用する水の
量比が、発泡成分の全量1に対して0.5以上であれ
ば、得られるエラストマーは分子配列が整った網状構造
となり、機械的強度及び特に大荷重を繰り返し受けた時
の疲労破壊やヘタリにおける耐久性の優れたものとなり
好ましい。Examples of the above-mentioned "low molecular weight polyol" include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butylene glycol, 1,5-pentamethylene glycol, 1,6-hexamethylene glycol, trimethylolpropane and the like. Short chain low molecular weight alkylene polyols having 3 to 3 active hydrogen groups can be used. The "foaming component containing water as a main foaming agent" of the present invention is
In addition to water which is the main foaming agent, a catalyst, a foam stabilizer and the like are added. The amount ratio of water in the foaming component is not particularly limited, but it can be obtained as long as the amount ratio of water which is a foaming agent and also acts as a cross-linking agent is 0.5 or more with respect to the total amount 1 of the foaming component. Elastomers are preferable because they have a network structure with a well-ordered molecular arrangement and are excellent in mechanical strength and especially in fatigue fracture when repeatedly subjected to a large load and durability against fatigue.
【0010】第3発明の微細セル構造ポリウレタンエラ
ストマーの製造方法は、数平均分子量が1000〜30
00のポリエステルポリオールと、ジフェニルメタン−
4,4’−ジイソシアネートとを、1:0.2〜0.6
の重量比で反応させ、その後、上記ポリオールと上記ジ
イソシアネートとの反応生成物100重量部に対して、
低分子量ポリオール(エチレングリコール、プロピレン
グリコール、1,4−ブチレングリコール、1,5−ペ
ンタメチレングリコール、1,6−ヘキサメチレングリ
コール及びトリメチロールプロパンの群から選ばれる少
なくとも1種)を0.1〜2.0重量部添加し反応させ
て、部分的に架橋されたイソシアネート末端プレポリマ
ーを得、次いで、該プレポリマーと水を主発泡剤として
含む発泡成分とを混合、攪拌し反応させることを特徴と
する。In the method for producing a fine cell structure polyurethane elastomer of the third invention, the number average molecular weight is 1000 to 30.
00 polyester polyol and diphenylmethane-
4,4'-diisocyanate, 1: 0.2-0.6
At a weight ratio of 100 parts by weight of the reaction product of the polyol and the diisocyanate.
Low molecular weight polyol (ethylene glycol, propylene
Glycol, 1,4-butylene glycol, 1,5-pepylene
N-methylene glycol, 1,6-hexamethylene glycol
A few selected from the group of coal and trimethylolpropane
0.1 to 2.0 parts by weight of at least one kind) is added and reacted to obtain a partially cross-linked isocyanate-terminated prepolymer, and then a pre-polymer and a foaming component containing water as a main foaming agent. Are mixed, stirred and reacted.
【0011】上記方法では、ポリエステルポリオールと
MDIとを反応させた後、水を主発泡剤として含む発泡
成分を添加する前に(発泡剤が存在しない状態で)、ポ
リエステルポリオールとMDIとの反応生成物に低分子
量ポリオールを添加し反応させて、その一部が架橋され
たプレポリマーを調製することを特徴とする。このよう
にプレポリマーを一部架橋することにより、ポリイソシ
アネートとしてMDIを使用するにもかかわらず、ND
Iを用いた場合と同等の機械的強度及び耐久性を有する
エラストマーを得ることができる。また、低分子量ポリ
オールの添加量は、ポリエステルポリオールとMDIと
の反応生成物100重量部に対して、0.1〜2.0重
量部と非常に少量であることも特徴であり、この添加量
が上記範囲内であれば、得られるエラストマーは分子配
列の整った網状構造となり、優れた機械的強度及び耐久
性が実現される。In the above method, after the reaction of the polyester polyol and MDI, before the addition of the foaming component containing water as the main foaming agent (in the absence of the foaming agent), the reaction formation of the polyester polyol and MDI is produced. A low molecular weight polyol is added to the product and reacted to prepare a prepolymer partially cross-linked. By partially cross-linking the prepolymer in this way, ND can be used even though MDI is used as the polyisocyanate.
An elastomer having the same mechanical strength and durability as when I is used can be obtained. In addition, the addition amount of the low molecular weight polyol is characterized in that it is a very small amount of 0.1 to 2.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the reaction product of the polyester polyol and MDI. Within the above range, the resulting elastomer has a network structure with a well-ordered molecular arrangement, and excellent mechanical strength and durability are realized.
【0012】本発明では、上記プレポリマーと上記発泡
成分とは、プレポリマーのイソシアネート当量と発泡成
分の水酸基当量とが、0.9〜1.2の範囲となるよう
に混合され、使用される。また、必要に応じてその他の
助剤を使用することもできる。そのような助剤として
は、エラストマー原料の粘度を低下させ、攪拌混合を容
易にするための各種の液状難燃剤、希釈剤或いは酸化防
止剤、紫外線吸収剤、着色剤などのその他の添加剤等が
挙げられる。それらの使用量は得られるエラストマーの
性能を著しく損ねない限り特に限定はされない。In the present invention, the prepolymer and the foaming component are mixed and used so that the isocyanate equivalent of the prepolymer and the hydroxyl equivalent of the foaming component are in the range of 0.9 to 1.2. . Further, other auxiliary agents can be used if necessary. As such auxiliary agents, various additives such as various liquid flame retardants, diluents or antioxidants, ultraviolet absorbers, coloring agents, etc. for decreasing the viscosity of the elastomer raw material and facilitating stirring and mixing, etc. Is mentioned. The amount used is not particularly limited as long as the performance of the obtained elastomer is not significantly impaired.
【0013】[0013]
【作用】本発明では、安価であって、エラストマー製造
時の作業性に優れたMDIを使用しており、これまでの
技術では、得られるエラストマーは耐久性、特に大荷重
を繰り返し受けるような場合の性能が劣ったものである
ことが知られている。しかし、本発明では、ポリエステ
ルポリオールとMDIとの反応生成物に、発泡剤及び架
橋剤として作用する水等と接触させる前に、少量の低分
子量ポリオールを作用させることにより、上記反応生成
物の構成分子の一部が架橋反応により結合され、内部構
造が強化されたプレポリマーになるものと考えられ、M
DIを用いたにもかかわらず、ポリイソシアネートとし
てNDIを使用したプレポリマーの場合と同等の優れた
耐久性等を有するエラストマーを得ることができる。In the present invention, MDI is used, which is inexpensive and has excellent workability during the production of an elastomer. With the conventional technology, the obtained elastomer is durable, especially when it is repeatedly subjected to a large load. Is known to have poor performance. However, in the present invention, the reaction product of the polyester polyol and MDI is allowed to react with a small amount of a low molecular weight polyol before contacting with water or the like which acts as a foaming agent and a cross-linking agent, thereby forming the above reaction product. It is considered that a part of the molecule is bonded by a cross-linking reaction to form a prepolymer having an enhanced internal structure.
Despite the use of DI, it is possible to obtain an elastomer having the same excellent durability and the like as in the case of the prepolymer using NDI as the polyisocyanate.
【0014】[0014]
【実施例】以下、実施例、比較例によって本発明を詳し
く説明する。
(1) 使用原料
(a) ポリイソシアネート
純MDI:日本ポリウレタン社製、商品名「ミリオ
ネートMT」
NDI:三井東圧社製、商品名「コスモネートN
D」
(b) ポリエステルポリオール
ポリエチレンアジペートポリエステルポリオール:
大日本インキ社製、商品名「ODX−102」(数平均
分子量;2000、水酸基価;56)
ポリエチレンアジペートポリエステルポリオール:
大日本インキ社製、商品名「ODX−286」(数平均
分子量;1000、水酸基価;112)
ポリ(エチレン/ブチレン)アジペートポリエステ
ルポリオール:大日本インキ社製、商品名「ODX−1
05」(数平均分子量;2000、水酸基価;56)EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples and comparative examples. (1) Raw materials used (a) Polyisocyanate Pure MDI: Nippon Polyurethane Co., trade name "Millionate MT" NDI: Mitsui Toatsu Co., trade name "Cosmonate N"
D "(b) Polyester polyol Polyethylene adipate polyester polyol:
Product name “ODX-102” manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc. (number average molecular weight: 2000, hydroxyl value: 56) Polyethylene adipate polyester polyol:
Product name "ODX-286" manufactured by Dainippon Ink and Chemicals (number average molecular weight: 1000, hydroxyl value: 112) Poly (ethylene / butylene) adipate polyester polyol: Product name "ODX-1" manufactured by Dainippon Ink and Chemicals
05 "(number average molecular weight; 2000, hydroxyl value; 56)
【0015】(c) 低分子量ポリオール
エチレングリコール:日曹油化工業社製(数平均分
子量;62、水酸基価;1808)
1,4−ブチレングリコール:BASF社製(数平
均分子量;90、水酸基価;1245)
1,6−ヘキサングリコール:BASF社製(数平
均分子量;118、水酸基価;950)
(d) 発泡剤
水を主体とした混合物:住友バイエル社製、商品名「ア
ディティブSM」
(e) 触媒
トリエチレンジアミン(主成分):三共エアプロダクツ
社製、商品名「DABCO 33LV」
(f) 整泡剤
シリコーン系:東レ・ダウコーニング・シリコーン社
製、商品名「SF−2962」(C) Low molecular weight polyol Ethylene glycol: manufactured by Nisso Yuka Kogyo Co., Ltd. (number average molecular weight: 62, hydroxyl value; 1808) 1,4-butylene glycol: manufactured by BASF (number average molecular weight: 90, hydroxyl value) 1245) 1,6-hexane glycol: manufactured by BASF (number average molecular weight: 118, hydroxyl value: 950) (d) Mixture mainly composed of foaming agent water: manufactured by Sumitomo Bayer, trade name "Additive SM" (e ) Catalyst triethylenediamine (main component): Sankyo Air Products, trade name "DABCO 33LV" (f) Foam stabilizer silicone type: Toray Dow Corning Silicone, trade name "SF-2962"
【0016】(3) 各物性の測定方法
実施例及び比較例で得られた微細セル構造ポリウレタン
エラストマーについて以下の方法により性能試験を行っ
た。
(a) 比重:試片(寸法;120×100×3mm)の重
量を、その体積で除する。
(b) 引張強度、破断時伸び:JIS K 6301に準
拠、3号ダンベルを使用
(c) 引裂強度:JIS K 6301に準拠、B型ダン
ベルを使用、引張速度;500mm/分
(d) 耐久性:試片に4.75KNの付加を2Hzの周期
で繰り返し加え、破壊に至までの回数を記録する。50
万回負荷を加えても破壊しないことを目標とする。
(e) ヘタリ:上記耐久性試験前の試片の高さから試験後
の試片の高さを減じた値を、試験前の試片の高さで除し
て100倍して表す。
(f) プレポリマー使用可能時間:プレポリマー調製後、
そのプレポリマーを使用したエラストマーの脱型時に割
れ、膨れ等を生じず、良品が得られる限界までの時間で
表す。(3) Method of Measuring Physical Properties The performance test was performed on the fine cell structure polyurethane elastomers obtained in Examples and Comparative Examples by the following methods. (a) Specific gravity: The weight of a test piece (dimensions: 120 × 100 × 3 mm) is divided by its volume. (b) Tensile strength, elongation at break: conforming to JIS K 6301, using No. 3 dumbbell (c) Tear strength: conforming to JIS K 6301, using B-type dumbbell, tensile speed; 500 mm / min (d) Durability : Add 4.75 KN to the test piece repeatedly at a frequency of 2 Hz, and record the number of times until destruction. Fifty
The goal is not to be destroyed even if the load is applied 10,000 times. (e) Settling: The value obtained by subtracting the height of the test piece after the test from the height of the test piece before the durability test is divided by the height of the test piece before the test and multiplied by 100 to express the value. (f) Prepolymer usable time: After preparation of the prepolymer,
Elastomer using the prepolymer does not cause cracking or swelling during demolding, and is expressed as the time required to obtain a good product.
【0017】(3) 実施例、比較例のエラストマー原料の
組成
実施例1〜4及び比較例1〜2のエラストマー原料の組
成をそれぞれ表1に示す。表1中の各成分の割合は全て
ポリエステルポリオールを100重量部とした場合の重
量部で表されている。(3) Composition of Elastomer Raw Materials of Examples and Comparative Examples Table 1 shows the compositions of the elastomer raw materials of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, respectively. The proportions of the respective components in Table 1 are all expressed in parts by weight when the polyester polyol is 100 parts by weight.
【0018】[0018]
【表1】 [Table 1]
【0019】実施例1〜4及び比較例1〜2
表1のプレポリマーの項に示すポリエステルポリオール
とポリイソシアネートとを反応器中へ投入して、反応さ
せ、その後、得られた反応生成物に低分子量ポリオール
を添加し、攪拌、混合して反応させイソシアネート末端
のプレポリマーを得る。一方、表1の発泡成分の項に示
す発泡剤、触媒及び整泡剤を混合し、均一に攪拌する。
上記プレポリマーと発泡成分とをそれぞれ所定の温度に
調整し、所定比率で混合、攪拌した後、金型中へ注型
し、比較的低発泡のポリウレタンエラストマーを得た。
得られたエラストマーの物性を上記方法に従って測定し
た。その結果を表2に示す。Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 Polyester polyols and polyisocyanates shown in the section of prepolymer in Table 1 were put into a reactor and reacted, and then the obtained reaction products were added. A low molecular weight polyol is added, stirred, mixed and reacted to obtain an isocyanate-terminated prepolymer. On the other hand, the foaming agent, the catalyst and the foam stabilizer shown in the item of foaming component in Table 1 are mixed and stirred uniformly.
The prepolymer and the foaming component were each adjusted to a predetermined temperature, mixed and stirred at a predetermined ratio, and then cast into a mold to obtain a polyurethane elastomer having a relatively low foaming ratio.
The physical properties of the obtained elastomer were measured according to the methods described above. The results are shown in Table 2.
【0020】[0020]
【表2】 [Table 2]
【0021】表2の結果によれば、ポリエステルポリオ
ールとポリイソシアネートとの反応生成物に、発泡成分
を添加する前に、低分子量ポリオールを添加し、反応さ
せて得られるプレポリマーを使用した実施例1〜4で
は、得られたエラストマーは、使用したポリエステルポ
リオール及び低分子量ポリオールの種類にかかわりな
く、優れた引張強度、引裂強度等を有し、且つ、耐久性
試験の結果ではいずれも50万回の繰り返し荷重の負荷
の後も疲労破壊を生ずることがなく、ヘタリ量も5〜6
%程度で非常に優れた耐久性を有することが分かる。ま
た、プレポリマーの使用可能時間もいずれも6時間と長
い。According to the results shown in Table 2, an example using a prepolymer obtained by adding a low molecular weight polyol to a reaction product of a polyester polyol and a polyisocyanate and adding it to the reaction product before adding a foaming component to the reaction product In Nos. 1 to 4, the obtained elastomer had excellent tensile strength, tear strength, etc., regardless of the type of polyester polyol and low molecular weight polyol used, and the durability test results were 500,000 times. Fatigue fracture does not occur even after the repeated load of 5 and the amount of fatigue is 5 to 6
It can be seen that it has very excellent durability at about%. Further, the usable time of the prepolymer is as long as 6 hours.
【0022】一方、ポリエステルポリオールとポリイソ
シアネートとの反応生成物に、直接発泡剤、触媒及び整
泡剤からなる発泡成分を添加した比較例1では、引張強
度、引裂強度及びプレポリマーの使用可能時間では、各
実施例と殆ど同等の性能を示しているが、耐久性試験で
は10万回の繰り返し負荷で試片が疲労破壊し、従って
ヘタリ量の測定はできなかった。また、ポリイソシアネ
ートとしてNDIを使用した比較例2では、機械的強度
及び耐久性は各実施例と同等であり優れているが、プレ
ポリマーの使用可能時間は各実施例の半分の3時間とな
っており、この点において非常に劣っていることが分か
る。On the other hand, in Comparative Example 1 in which a foaming component composed of a direct foaming agent, a catalyst and a foam stabilizer was added to the reaction product of polyester polyol and polyisocyanate, the tensile strength, tear strength and usable time of the prepolymer were determined. Shows almost the same performance as that of each example, but in the durability test, the test piece fatigue-fractured under a repeated load of 100,000 times, and therefore the amount of sag could not be measured. Further, in Comparative Example 2 in which NDI was used as the polyisocyanate, the mechanical strength and durability were comparable to and excellent in each Example, but the usable time of the prepolymer was 3 hours, which is half of each Example. It can be seen that this point is very inferior.
【0023】尚、本発明においては、前記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。例え
ば、ポリエステルポリオールとポリイソシアネートとの
反応生成物に対して、実施例1〜2では0.1〜1.0
重量部の範囲のエチレングリコールを、実施例3では
0.1〜1.5重量部の1,4−ブチレングリコール
を、実施例4では0.2〜2.0重量部の1,6−ヘキ
サメチレングリコールを添加し、反応させることによ
り、各実施例と同様使用可能時間の長いプレポリマーと
することができ、また、優れた機械的強度及び耐久性を
有するエラストマーを得ることができる。The present invention is not limited to the specific examples described above, and various modifications may be made within the scope of the present invention depending on the purpose and application. For example, with respect to the reaction product of polyester polyol and polyisocyanate, in Examples 1-2, 0.1-1.0
Parts by weight of ethylene glycol, in Example 3 0.1-1.5 parts by weight of 1,4-butylene glycol and in Example 4 0.2-2.0 parts by weight of 1,6-hexahexaene. By adding methylene glycol and reacting it, a prepolymer having a long usable time can be obtained as in each example, and an elastomer having excellent mechanical strength and durability can be obtained.
【0024】[0024]
【発明の効果】第1発明の微細セル構造ポリウレタンエ
ラストマーは、プレポリマーを構成するポリイソシアネ
ートとしてMDIを使用した場合の、プレポリマーの使
用可能時間が長いという長所を維持しつつ、且つ、従来
その欠点とされていた大荷重を繰り返し受けた場合の疲
労破壊或いはヘタリを改良し、その耐久性がポリイソシ
アネートとしてNDIを使用した場合と同等のエラスト
マーを得ることができる。また、第2発明では、エラス
トマーの耐久性試験における耐久回数が50万回以上、
ヘタリ量が10%以下であり、且つ、上記プレポリマー
の使用可能時間が4時間以上である微細セル構造ポリウ
レタンエラストマーを得ることができる。更に、第3発
明では、低分子量ポリオールによって一部架橋された特
定のプレポリマーに、発泡成分を作用させることによ
り、上記第1〜2発明の優れたエラストマーを得ること
ができる。The fine cell structure polyurethane elastomer of the first invention maintains the advantage that the prepolymer can be used for a long time when MDI is used as the polyisocyanate constituting the prepolymer, and It is possible to improve the fatigue fracture or settling when repeatedly receiving a large load, which has been a drawback, and to obtain an elastomer whose durability is equivalent to that when NDI is used as polyisocyanate. Further, in the second invention, the durability of the elastomer in the durability test is 500,000 times or more,
It is possible to obtain a polyurethane elastomer having a fine cell structure in which the amount of sag is 10% or less and the usable time of the prepolymer is 4 hours or more. Furthermore, in the third invention, the foaming component is caused to act on the specific prepolymer partially cross-linked by the low molecular weight polyol, whereby the excellent elastomer of the first and second inventions can be obtained.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08L 75:04 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 18/08 - 18/12 C08G 18/65 - 18/66 C08G 18/40 - 18/42 C08J 9/00 - 9/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI C08L 75:04 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C08G 18/08-18/12 C08G 18/65 -18/66 C08G 18/40-18/42 C08J 9/00-9/02
Claims (3)
泡成分とを混合、攪拌し、発泡硬化させて得られる微細
セル構造ポリウレタンエラストマーにおいて、 上記プレポリマーは、数平均分子量が1000〜300
0のポリエステルポリオールと、ジフェニルメタン−
4,4’−ジイソシアネートとを、1:0.2〜0.6
の重量比で反応させ、その後、上記ポリオールと上記ジ
イソシアネートとの反応生成物100重量部に対して、
エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−
ブチレングリコール、1,5−ペンタメチレングリコー
ル、1,6−ヘキサメチレングリコール及びトリメチロ
ールプロパンの群から選ばれる少なくとも1種を0.1
〜2.0重量部添加し反応させたものであり、上記発泡
成分は、水を主発泡剤として含むものであることを特徴
とする微細セル構造ポリウレタンエラストマー。1. A fine cell structure polyurethane elastomer obtained by mixing an isocyanate-terminated prepolymer and a foaming component, stirring and foaming and curing the mixture, wherein the prepolymer has a number average molecular weight of 1,000 to 300.
0 polyester polyol and diphenylmethane-
4,4'-diisocyanate, 1: 0.2-0.6
At a weight ratio of 100 parts by weight of the reaction product of the polyol and the diisocyanate.
Ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-
Butylene glycol, 1,5-pentamethylene glycol
1,6-hexamethylene glycol and trimethylo
At least one selected from the group of propane
˜2.0 parts by weight was added and reacted, and the foaming component contains water as a main foaming agent.
耐久回数が50万回以上、ヘタリ量が10%以下であ
り、且つ、上記プレポリマーの使用可能時間が4時間以
上である請求項1記載の微細セル構造ポリウレタンエラ
ストマー。2. The fine particles according to claim 1, wherein the elastomer has a durability test of 500,000 times or more, a set amount is 10% or less, and a usable time of the prepolymer is 4 hours or more. Cell structure polyurethane elastomer.
リエステルポリオールと、ジフェニルメタン−4,4’
−ジイソシアネートとを、1:0.2〜0.6の重量比
で反応させ、その後、上記ポリオールと上記ジイソシア
ネートとの反応生成物100重量部に対して、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、1,4−ブチレン
グリコール、1,5−ペンタメチレングリコール、1,
6−ヘキサメチレングリコール及びトリメチロールプロ
パンの群から選ばれる少なくとも1種を0.1〜2.0
重量部添加し反応させて、部分的に架橋されたイソシア
ネート末端プレポリマーを得、次いで、該プレポリマー
と水を主発泡剤として含む発泡成分とを混合、攪拌し反
応させることを特徴とする微細セル構造ポリウレタンエ
ラストマーの製造方法。3. A polyester polyol having a number average molecular weight of 1000 to 3000 and diphenylmethane-4,4 '.
Diisocyanate is reacted in a weight ratio of 1: 0.2 to 0.6, and then ethylene is added to 100 parts by weight of a reaction product of the polyol and the diisocyanate.
Glycol, propylene glycol, 1,4-butylene
Glycol, 1,5-pentamethylene glycol, 1,
6-hexamethylene glycol and trimethylol pro
0.1-2.0 at least one selected from the group of bread
Partially crosslinked isocyanate-terminated prepolymer is obtained by adding parts by weight, and then the prepolymer and a foaming component containing water as a main foaming agent are mixed, stirred and reacted. Method for producing cell structure polyurethane elastomer.
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- 1994-02-24 JP JP05289594A patent/JP3420628B2/en not_active Expired - Lifetime
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