JP3466369B2 - Method for producing polyurethane - Google Patents

Method for producing polyurethane

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JP3466369B2
JP3466369B2 JP04552796A JP4552796A JP3466369B2 JP 3466369 B2 JP3466369 B2 JP 3466369B2 JP 04552796 A JP04552796 A JP 04552796A JP 4552796 A JP4552796 A JP 4552796A JP 3466369 B2 JP3466369 B2 JP 3466369B2
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polyurethane
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vibration damping
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秀和 齋藤
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、常温付近の広い温
度範囲において優れた制振特性を示すポリウレタンの製
造方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、自動車工業や電気産業などの発展
に伴って、振動や騒音に対する環境改善の要求が高まっ
ており、そのなかでも振動吸収対策や騒音低減対策など
が重視されてきている。この様な振動吸収対策や騒音低
減対策の一環として、各種の制振性能(振動吸収性能、
騒音防止性能など)を有するゴムやエラストマーなどの
材料が開発されている。一般にゴムやエラストマーなど
の材料の制振性能の評価は、材料の粘弾性率を測定する
ことによって得られる損失係数(tanδ)の値を用い
て広く行われており、常温付近において損失係数の値が
大きく、しかも広い温度範囲にわたって損失係数の値が
大きい材料は、広範囲の使用環境において優れた制振性
能を発揮し得ることから、適応範囲の広い制振材料とし
て期待される。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ポリウレタンエラスト
マーを用いた、制振性能に優れた材料として、1,4−
シクロヘキサンジメタノールを鎖伸長剤成分として用い
たポリウレタン(特開平7−292061号公報参照)
からなる制振材が知られている。これらの従来のポリウ
レタンエラストマーのいくつかは、常温において大きな
損失係数の値を示すものである。 【0004】本発明は広範囲の使用環境において優れた
制振性能を発揮し得る材料を提供することを目的として
なされたものであって、常温付近において損失係数の値
が大きく、しかも広い温度範囲にわたって大きな損失係
数の値を保持する、制振性能に優れたポリウレタンを新
たに提供することを課題とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決することを目的として鋭意検討した結果、本発明
を完成させるに至った。すなわち、本発明は、高分子ポ
リオール成分、ポリイソシアネート成分および鎖伸長剤
成分を反応させてポリウレタンを製造するに際し、鎖伸
長剤成分としてシクロオクタンジメタノールを使用する
ことを特徴とするポリウレタンの製造方法である。 【0006】本発明によれば、常温付近において損失係
数の値が大きく、かつ広い温度範囲にわたって大きな損
失係数の値を保持する、制振性能に優れたポリウレタン
を製造することができる。本発明によって得られるポリ
ウレタンは、各種の広範囲な用途において極めて有用で
ある。 【0007】本発明では鎖伸長剤成分としてシクロオク
タンジメタノールが使用されるが、得られるポリウレタ
ンの制振性能の観点からは、鎖伸長剤成分のうち20モ
ル%以上がシクロオクタンジメタノールであることが好
ましい。鎖伸長剤成分におけるシクロオクタンジメタノ
ールの含有量が多くなるに伴い、得られるポリウレタン
の制振性能が向上する傾向にある。 【0008】鎖伸長剤成分中のシクロオクタンジメタノ
ールの含有量は30モル%以上であることがより好まし
く、50モル%以上であることがさらに好ましく、なか
でもシクロオクタンジメタノールの含有量が100モル
%、すなわち鎖伸長剤の全量がシクロオクタンジメタノ
ールである場合には、得られたポリウレタンの制振性能
が最も優れたものとなる。 【0009】シクロオクタンジメタノールとしては、例
えば、1,3−シクロオクタンジメタノール、1,4−
シクロオクタンジメタノール、1,5−シクロオクタン
ジメタノールなどの異性体が存在するが、本発明では、
シクロオクタンジメタノールとしてこれらの異性体のい
ずれもが使用できる。また、本発明では、シクロオクタ
ンジメタノールとして単独の異性体を使用してもよい
し、2種以上の異性体の混合物を使用してもよい。 【0010】シクロオクタンジメタノールは、例えば、
大量生産され安価に入手できる1,5−シクロオクタジ
エンをヒドロホルミル化して、シクロオクタンジカルボ
アルデヒドに誘導し、得られたシクロオクタンジカルボ
アルデヒドを水素添加などの公知の方法によって還元す
ることにより工業的に製造することができる。 【0011】本発明において用いられる鎖伸長剤成分
は、シクロオクタンジメタノールのほかに活性水素原子
を2個以上有する化合物を含有することができる。かか
る活性水素原子を2個以上有する化合物としては、ポリ
ウレタンの製造において従来から鎖伸長剤成分として用
いられている公知の低分子化合物であって、イソシアネ
ートと反応する活性水素原子を2個以上有する低分子化
合物が好適に用いられ、例えば、エチレングリコール、
1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、
2−メチル−1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグ
リコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、
2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−ブ
チル−2−エチル−1,3−プロパンジオール等の脂肪
族ジオール類;シクロヘキサンジメタノール、トリシク
ロデカンジメタノール等の脂環ジオール類;1,4−
ビス(β−ヒドロキシエチル)ベンゼン等の芳香環含有
ジオール類などを挙げることができる。これらの中で
も、2−メチル−1,4−ブタンジオール、ネオペンチ
ルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオー
ル、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2
−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールなど
の分岐を有する脂肪族ジオール;1,4−シクロヘキサ
ンジメタノール、3(または4),8(または9)−ジ
ヒドロキシメチルトリシクロ5,2,1,02,6
デカンなどの脂環ジオールは、得られるポリウレタン
の制振性能を低下させないので、特に好ましい。これら
の低分子化合物は単独で使用してもよいし、2種類以上
を混合して使用してもよい。 【0012】本発明で使用される高分子ポリオール成分
としては、特に制限はなく、例えば、ポリエステルポリ
オール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポ
リオール、ポリエステルポリカーボネートポリオール、
ポリエステルポリエーテルポリオール、ブタジエン系お
よび/またはイソプレン系両末端ジオールまたはその水
添物など、ポリウレタンの製造に際して従来より一般的
に使用されている高分子ポリオールのいずれもが使用で
きる。 【0013】上記の高分子ポリオール成分は、数平均分
子量が500〜10000の範囲内にあることが好まし
く、1500〜6000の範囲内にあることがより好ま
しい。高分子ポリオール成分は単独で使用してもよい
し、2種類以上を混合して使用してもよい。 【0014】また、制振性能を低下させない範囲内であ
れば、3官能以上のポリオール成分を少量併用しても差
支えない。 【0015】本発明で使用されるポリイソシアネート成
分としては特に制限はなく、ポリウレタンの製造に従来
から使用されているポリイソシアネート成分のいずれを
使用してもよく、例えば、4,4′−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、フェニ
レンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシア
ネート、3,3′−ジクロロ−4,4′−ジフェニルメ
タンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、
トルイレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネー
ト、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイ
ソシアネート、4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイ
ソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート等の
脂肪族または脂環式ジイソシアネートなどを挙げること
ができる。これらのポリイソシアネート成分は単独で使
用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、制
振性能を低下させない範囲内であれば、3官能性以上の
ポリイソシアネートを使用することもできる。 【0016】高分子ポリオール成分、ポリイソシアネー
ト成分および鎖伸長剤成分を反応させてポリウレタンを
製造するに当り、各成分の混合比率は、目的とするポリ
ウレタンに付与すべき硬度などを考慮して、適宜決定さ
れるが、高分子ポリオール成分および鎖伸長剤成分が有
している活性水素原子の全量を基準として、該活性水素
原子1モル当りのイソシアネート基が0.9〜1.3モ
ルとなるような割合でポリイソシアネート成分を使用す
ることが好ましく、該活性水素原子1モル当りのイソシ
アネート基が0.95〜1.1モルとなるような割合で
ポリイソシアネート成分を使用することがより好まし
い。 【0017】本発明により得られるポリウレタンは、ポ
リウレタン濃度が0.5g/dlのN,N−ジメチルホ
ルムアミド(以下、これをDMFと略称する)溶液とし
て、30℃で測定した時の対数粘度が、0.4〜2dl
/gの範囲内にあることが望ましい。 【0018】また、本発明では、ポリウレタンの製造に
おいて、通常使用されている触媒、反応促進剤、発泡
剤、内部離型剤、充填剤、補強剤、染料・顔料、着色
剤、難燃剤、紫外線吸収材、酸化防止剤、耐加水分解性
向上剤、防カビ剤、安定剤などの各種添加剤、ガラス繊
維、ポリエステル繊維など各種繊維、タルク、シリカな
どの無機物、各種カップリング剤などの任意の成分を必
要に応じて使用することができる。 【0019】本発明において高分子ポリオール成分、ポ
リイソシアネート成分および鎖伸長剤成分を反応させて
ポリウレタンを製造する方法としては、溶融重合や溶液
重合などの公知のウレタン化反応技術のいずれもが使用
でき、プレポリマー法およびワンショット法のいずれで
あってもよい。 【0020】本発明のポリウレタンの製造法の具体例を
示すと、高分子ポリオール成分と鎖伸長剤成分とを混
合して40〜100℃に加熱し、得られた混合物に、該
混合物における活性水素原子とイソシアネート基のモル
比が1:1〜1:1.5となる量のポリイソシアネート
成分を添加して短時間攪拌した後に、例えば50〜16
0℃に加熱してポリウレタンを製造する方法、高分子
ポリオール成分、鎖伸長剤成分とポリイソシアネート成
分の混合物を例えば180〜260℃の高温で混練して
ポリウレタンを製造する方法、多軸スクリュー型押出
機等の押出機に高分子ポリオール成分、鎖伸長剤成分お
よびポリイソシアネート成分等を連続的に供給し、例え
ば180〜260℃の高温で連続溶融重合してポリウレ
タンを製造する方法、高分子ポリオール成分、鎖伸長
剤成分とポリイソシアネート成分によるポリウレタン形
成反応を有機溶媒中で行う方法などである。 【0021】これらのなかでも上記の方法によりポリ
ウレタンの製造を行う際に、高分子ポリオール成分、鎖
伸長剤成分およびポリイソシアネート成分の濃度を制御
すると、高分子量のポリウレタンを容易に製造すること
ができる。この際、高分子ポリオール成分、鎖伸長剤成
分およびポリイソシアネート成分の濃度は、10〜40
重量%の範囲とすることが好ましい。有機溶媒としては
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチ
ルスルホキシド、テトラヒドロフラン、トルエン、メチ
ルエチルケトン、酢酸エチル、エチルセルソルブ等を使
用することができる。これらの溶剤は単独で使用しても
よいし、2種類以上を併用してもよい。 【0022】本発明により得られるポリウレタンは、常
温付近の広い温度範囲において優れた制振性能を発揮す
るので、制振性能を必要とする機械部品、自動車部品、
住宅関連部品、電気機器材料、包装材料、シート、フィ
ルム、ロール、ソリッドタイヤ、ベルト、チューブ、パ
ッキング材、靴底、スポーツ靴、スポーツ用品、弾性繊
維、人工皮革、繊維処理剤、接着剤、コーティング剤、
各種バインダー、塗料など広範囲な各種の用途に使用す
ることができる。 【0023】 【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
い。なお、以下の実施例および比較例において、ポリウ
レタンの対数粘度および制振性能の評価は下記の方法に
より行った。 【0024】◎ポリウレタンの対数粘度の測定 濃度が0.5g/dlであるポリウレタンのDMF溶液
を調製し、30℃において溶液粘度を測定し、この溶液
粘度に基づいて対数粘度を求めた。 【0025】◎ポリウレタンの制振性能の評価 厚さ1mmのポリウレタンフィルムより作成した試験片
について、動的粘弾性測定装置(RHEOVIBRO
N;(株)オリエンテック製)を用い、周波数11H
z、昇温速度3℃/分で、貯蔵弾性率(E´)および損
失弾性率(E”)を測定し、損失係数(tanδ=E”
/E´)を算出して、温度に対する損失係数の値の変化
を示すグラフを作成した。 【0026】損失係数の最大値(tanδのピーク値)
および損失係数が最大値となる温度(tanδのピーク
温度)、並びに損失係数の値が0.5以上となる温度を
求めた。損失係数は振動減衰性の尺度として用いられ、
この値が大きいほど制振性能(振動吸収能、騒音防止性
能など)が優れている。また、損失係数のピーク温度が
常温近傍にあるポリウレタンは、常温付近の温度におい
て優れた制振性能を示す。さらに、損失係数が0.5以
上となる温度の範囲が広いポリウレタンほど、広い温度
範囲にわたって優れた制振性能を発揮することができ
る。 【0027】なお、実施例および比較例において使用し
た化合物はそれぞれ次の略号により表記する。 CODM :シクロオクタンジメタノール CHDM :1,4−シクロヘキサンジメタノール(シ
ス、トランス混合物、シス/トランス=30/70) BD :1,4−ブタンジオール MDI :4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート PMPA :3−メチル−1,5−ペンタンジオールと
アジピン酸から得られた数平均分子量2000のポリエ
ステルポリオール(商品名:クラポールP−2010、
(株)クラレ製) PNOA :2−メチル−1,8−オクタンジオール
(35%)と1,9−ノナンジオール(65%)の混合
物とアジピン酸から得られた数平均分子量2000のポ
リエステルポリオール(商品名:PNOA−2010、
(株)クラレ製) PBA :1,4−ブタンジオールとアジピン酸から
得られた数平均分子量2000のポリエステルポリオー
ル(商品名:クラポールA−2010、(株)クラレ
製) PCL :ポリ−ε−カプロラクトン(数平均分子量
2000)(商品名:PLACCEL220、ダイセル
化学工業(株)製) PHC :ポリ(ヘキサメチレンカーボネート)(数
平均分子量2000)(商品名:ニッポラン980N、
日本ポリウレタン工業(株)製) PTMG :ポリテトラメチレングリコール(数平均分
子量2000)(商品名:PTG−2000、保土谷化
学工業(株)製) 【0028】参考例(CODMの合成) 温度計、電磁攪拌装置およびガス吹き込み口を備えた内
容量500mlのステンレス製オートクレーブに、ロジ
ウムジカルボニルアセチルアセトナート0.028gお
よびトリフェニルホスフィン1.13gをトルエン10
0mlに溶解して得られた触媒液と1,5−シクロオク
タジエン100mlとを水素/一酸化炭素混合ガス(モ
ル比=1/1)雰囲気下に仕込んだ。次いで、水素/一
酸化炭素混合ガス(モル比=1/1)をオートクレーブ
に導入し、内圧を90絶対気圧に調節し、攪拌下に内温
を60℃まで昇温した。 【0029】内圧が90絶対気圧に維持されるように水
素/一酸化炭素混合ガス(モル比=1/1)を連続的に
供給し、内温を60〜70℃に維持して3時間反応を行
い、次いで内温を90℃に昇温してさらに3時間攪拌し
て反応を完結させた。得られた反応混合物をガスクロマ
トグラフィーで分析したところ、未反応の原料0.5
%、モノアルデヒド体1.7%、ジアルデヒド体97.
3%であった。ワイパー式薄膜蒸留器を用いて反応混合
物から触媒とトルエンを除去し、ヒドロホルミル化反応
液を得た。 【0030】温度計、電磁攪拌装置およびガス吹き込み
口を備えた内容量300mlのステンレス製オートクレ
ーブに、上記で得られたヒドロホルミル化反応液80m
l、イソプロピルアルコール80mlおよびラネーニッ
ケル1.6gを仕込んだ。次いで、水素ガスをオートク
レーブに導入し、内圧が10絶対気圧に維持されるよう
に水素ガスを連続的に供給しながら攪拌下に内温を10
0℃に昇温した。内温を100℃に維持しながら5時間
攪拌して反応を完結させた。得られた反応混合物をガス
クロマトグラフィーで分析したところ、未反応のアルデ
ヒドは検出されなかった。この反応混合物を濾過してラ
ネーニッケルを除去し、得られた濾液からワイパー式薄
膜蒸留器を用いてイソプロピルアルコールと高沸物を除
去して無色透明の粘性のある液体を得た。この無色透明
の粘性のある液体を、内温約200℃、減圧度1〜5t
orrの条件下に蒸留し、146〜160℃の留分を取
得し、無色透明の液体70gを得た。 【0031】1 H−NMR分析および質量分析により、
この液体がシクロオクタンジメタノールであることを確
認した。かくして得られたシクロオクタンジメタノール
(CODM)を以下の実施例および比較例において使用
した。 【0032】実施例1 反応容器に、PMPA(数平均分子量2000)0.0
5モル(100g)、MDI0.2モル(50g)、C
ODM0.15モル(25.8g)およびDMF530
gを仕込み、80℃で6時間反応させ、ポリウレタンの
DMF溶液(不揮発分25%)を得た。ポリウレタンの
対数粘度を表1に示す。 【0033】上記で得られたポリウレタンのDMF溶液
をガラス板上に流延し、60〜70℃で乾燥してポリウ
レタンの乾式フィルムを得た。そのポリウレタンの乾式
フィルムを細かく裁断した後に、80℃にて24時間除
湿乾燥し、次いで220℃で熱プレスにより、厚さ1m
mのフィルムを作成し、前記の方法に従って制振性能の
評価を行った。その結果を表1に示す。 【0034】実施例2〜8および比較例1〜3 表1に示す高分子ポリオール成分、ポリイソシアネート
成分および鎖伸長剤成分を用いたこと以外は実施例1と
同様の操作により、それぞれポリウレタンの乾式フィル
ムを得た。得られたポリウレタンの乾式フィルムから実
施例1と同様にして厚さ1mmのフィルムを作成し、制
振性能の評価を行った。ポリウレタンの対数粘度および
制振性能の評価結果を表1に併せて示す。 【0035】 【表1】 【0036】表1から、本発明のポリウレタンは、損失
係数の最大値が大きく、制振性能が優れており、そして
損失係数が最大値となる温度が常温近傍にあることか
ら、常温付近において使用する場合に優れた制振性能を
示すことが分かる。しかも損失係数が0.5以上となる
温度の範囲が広く、広い温度範囲にわたって優れた制振
性能を発揮し得る。 【0037】一方、鎖伸長剤成分がシクロオクタンジメ
タノールを含有しないポリウレタンでは、損失係数が最
大値となる温度が低い上に、損失係数の最大値も小さ
く、損失係数が0.5以上となる温度の範囲も狭いこと
から、常温付近の広い温度範囲にわたって優れた制振性
能を発揮することはできない。 【0038】 【発明の効果】本発明によれば、常温付近において損失
係数の値が大きく、かつ広い温度範囲にわたって大きい
損失係数の値を保持する、制振性能に優れたポリウレタ
ンを製造することができる。本発明によって得られるポ
リウレタンは、各種の広範囲な用途において極めて有用
である。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a polyurethane exhibiting excellent vibration damping characteristics in a wide temperature range around normal temperature. 2. Description of the Related Art In recent years, with the development of the automobile industry and the electric industry, there has been an increasing demand for environmental improvement with respect to vibration and noise. Above all, importance has been placed on measures to absorb vibration and reduce noise. ing. As a part of such vibration absorption measures and noise reduction measures, various types of vibration suppression performance (vibration absorption performance,
Materials such as rubbers and elastomers having noise prevention performance have been developed. Generally, the evaluation of the vibration damping performance of a material such as rubber or elastomer is widely performed using a value of a loss coefficient (tan δ) obtained by measuring a viscoelastic modulus of the material. Since a material having a large loss coefficient and a large loss coefficient over a wide temperature range can exhibit excellent vibration damping performance in a wide range of use environments, it is expected as a vibration damping material having a wide applicable range. [0003] As a material having excellent vibration damping performance using a polyurethane elastomer, 1,4-
Polyurethane using cyclohexane dimethanol as a chain extender component (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-292061)
A vibration damping material consisting of Some of these conventional polyurethane elastomers exhibit large loss factor values at room temperature. An object of the present invention is to provide a material capable of exhibiting excellent vibration damping performance in a wide range of use environments, and has a large loss coefficient near room temperature and a wide temperature range. An object of the present invention is to newly provide a polyurethane having a large loss coefficient and excellent vibration damping performance. The present inventors have conducted intensive studies with the aim of solving the above-mentioned problems, and as a result, have completed the present invention. That is, the present invention provides a method for producing a polyurethane, which comprises using cyclooctane dimethanol as a chain extender component when producing a polyurethane by reacting a polymer polyol component, a polyisocyanate component and a chain extender component. It is. According to the present invention, it is possible to produce a polyurethane excellent in vibration damping performance, which has a large value of the loss coefficient near normal temperature and maintains a large value of the loss coefficient over a wide temperature range. The polyurethanes obtained according to the invention are very useful in a wide variety of applications. In the present invention, cyclooctane dimethanol is used as the chain extender component. From the viewpoint of the vibration damping performance of the obtained polyurethane, at least 20 mol% of the chain extender component is cyclooctane dimethanol. Is preferred. As the content of cyclooctanedimethanol in the chain extender component increases, the obtained polyurethane tends to have improved vibration damping performance. [0008] The content of cyclooctane dimethanol in the chain extender component is more preferably at least 30 mol%, even more preferably at least 50 mol%. When the mol%, that is, the total amount of the chain extender is cyclooctane dimethanol, the obtained polyurethane has the best vibration damping performance. Examples of cyclooctane dimethanol include 1,3-cyclooctane dimethanol and 1,4-cyclooctane dimethanol.
Although isomers such as cyclooctane dimethanol and 1,5-cyclooctane dimethanol exist, in the present invention,
Any of these isomers can be used as cyclooctane dimethanol. In the present invention, a single isomer may be used as cyclooctane dimethanol, or a mixture of two or more isomers may be used. Cyclooctane dimethanol is, for example,
Industrial production is achieved by hydroformylating 1,5-cyclooctadiene, which is mass-produced and available at low cost, to produce cyclooctanedicarbaldehyde, and reducing the resulting cyclooctanedicarbaldehyde by a known method such as hydrogenation. It can be manufactured in a special way. The chain extender component used in the present invention may contain a compound having two or more active hydrogen atoms in addition to cyclooctanedimethanol. The compound having two or more active hydrogen atoms is a known low-molecular compound conventionally used as a chain extender component in the production of polyurethane, and is a low-molecular compound having two or more active hydrogen atoms that react with isocyanate. Molecular compounds are preferably used, for example, ethylene glycol,
1,2-propanediol, 1,4-butanediol,
2-methyl-1,4-butanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol,
2,2-diethyl-1,3-propanediol, aliphatic diols such as 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol; cyclohexanedimethanol, alicyclic diols such as tricyclodecane dimethanol 1,4-
Examples thereof include aromatic ring-containing diols such as bis (β- hydroxyethyl ) benzene. Among them, 2-methyl-1,4-butanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol,
Aliphatic diols having a branch such as -butyl-2-ethyl-1,3-propanediol; 1,4-cyclohexanedimethanol, 3 (or 4), 8 (or 9) -dihydroxymethyltricyclo [ 5, 2 , 1,0 2,6 ]
Since alicyclic diols such as decane, it does not lower the damping performance of the resulting polyurethane are particularly preferred. These low molecular compounds may be used alone or in combination of two or more. [0012] The polymer polyol component used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include polyester polyol, polyether polyol, polycarbonate polyol, polyester polycarbonate polyol,
Any of high molecular polyols conventionally used in the production of polyurethane, such as polyester polyether polyol, butadiene-based and / or isoprene-based both-end diol or hydrogenated product thereof, can be used. The above-mentioned high molecular polyol component preferably has a number average molecular weight in the range of 500 to 10,000, more preferably in the range of 1500 to 6000. The polymer polyol component may be used alone or as a mixture of two or more. In addition, as long as the vibration damping performance is not reduced, a small amount of a trifunctional or higher functional polyol component may be used in combination. The polyisocyanate component used in the present invention is not particularly limited, and any of the polyisocyanate components conventionally used in the production of polyurethane may be used. For example, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate , Tolylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, 3,3'-dichloro-4,4'-diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate,
Examples thereof include aromatic or alicyclic diisocyanates such as aromatic diisocyanates such as toluylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, and hydrogenated xylylene diisocyanate. These polyisocyanate components may be used alone or in combination of two or more. Further, a polyisocyanate having three or more functionalities can be used as long as the vibration damping performance is not reduced. In producing the polyurethane by reacting the high molecular polyol component, the polyisocyanate component and the chain extender component, the mixing ratio of each component is appropriately determined in consideration of the hardness to be imparted to the target polyurethane. It is determined that the isocyanate groups per mole of the active hydrogen atoms is 0.9 to 1.3 moles based on the total amount of the active hydrogen atoms of the polymer polyol component and the chain extender component. It is preferable to use the polyisocyanate component in an appropriate ratio, and it is more preferable to use the polyisocyanate component in such a ratio that the isocyanate group per mole of the active hydrogen atom is 0.95 to 1.1 mole. The polyurethane obtained according to the present invention has a logarithmic viscosity when measured at 30 ° C. as an N, N-dimethylformamide (hereinafter abbreviated as DMF) solution having a polyurethane concentration of 0.5 g / dl. 0.4-2dl
/ G is desirable. In the present invention, a catalyst, a reaction accelerator, a foaming agent, an internal mold release agent, a filler, a reinforcing agent, a dye / pigment , a colorant, a flame retardant, an ultraviolet ray, which are usually used in the production of polyurethane. Various additives such as absorbents, antioxidants, hydrolysis resistance improvers, fungicides, stabilizers, etc., various fibers such as glass fibers and polyester fibers, inorganic substances such as talc and silica, and various coupling agents etc. The components can be used as needed. In the present invention, as a method for producing a polyurethane by reacting a high molecular polyol component, a polyisocyanate component and a chain extender component, any known urethanization reaction techniques such as melt polymerization and solution polymerization can be used. , Prepolymer method and one-shot method. A specific example of the method for producing the polyurethane of the present invention is as follows. A high molecular polyol component and a chain extender component are mixed and heated to 40 to 100 ° C., and the resulting mixture is mixed with active hydrogen in the mixture. After adding a polyisocyanate component in an amount such that the molar ratio of atoms to isocyanate groups is 1: 1 to 1: 1.5 and stirring for a short time, for example, 50 to 16
A method of producing polyurethane by heating to 0 ° C, a method of producing a polyurethane by kneading a mixture of a polymer polyol component, a chain extender component and a polyisocyanate component at a high temperature of, for example, 180 to 260 ° C, and multi-screw extrusion. A method of continuously supplying a polymer polyol component, a chain extender component, a polyisocyanate component, and the like to an extruder such as an extruder and continuously melt-polymerizing at a high temperature of, for example, 180 to 260 ° C. to produce a polyurethane; And a method in which a polyurethane forming reaction between a chain extender component and a polyisocyanate component is performed in an organic solvent. Among these, when producing polyurethane by the above-mentioned method, by controlling the concentrations of the high molecular weight polyol component, the chain extender component and the polyisocyanate component, a high molecular weight polyurethane can be easily produced. . At this time, the concentrations of the polymer polyol component, the chain extender component and the polyisocyanate component are 10 to 40.
It is preferably in the range of% by weight. The organic solvent can be used dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran, toluene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, ethyl cellosolve. These solvents may be used alone or in combination of two or more. The polyurethane obtained according to the present invention exhibits excellent vibration damping performance in a wide temperature range around room temperature, and is therefore required for mechanical parts, automobile parts,
Housing-related parts, electrical equipment materials, packaging materials, sheets, films, rolls, solid tires, belts, tubes, packing materials, shoe soles, sports shoes, sports equipment, elastic fibers, artificial leather, fiber treatment agents, adhesives, coatings Agent,
It can be used for a wide variety of applications such as various binders and paints. The present invention will be described below in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following examples and comparative examples, the evaluation of the logarithmic viscosity and the vibration damping performance of the polyurethane was performed by the following methods. A measurement of the logarithmic viscosity of the polyurethane A DMF solution of the polyurethane having a concentration of 0.5 g / dl was prepared, the solution viscosity was measured at 30 ° C., and the logarithmic viscosity was determined based on the solution viscosity. Evaluation of Vibration Suppression Performance of Polyurethane A test piece prepared from a polyurethane film having a thickness of 1 mm was subjected to a dynamic viscoelasticity measurement apparatus (RHEOVIBRO).
N; manufactured by Orientec Co., Ltd.), frequency 11H
z, the storage elastic modulus (E ′) and the loss elastic modulus (E ″) were measured at a heating rate of 3 ° C./min, and the loss coefficient (tan δ = E ″) was measured.
/ E '), and a graph showing the change in the value of the loss coefficient with respect to the temperature was created. Maximum value of loss coefficient (peak value of tan δ)
And the temperature at which the loss coefficient has the maximum value (peak temperature of tan δ), and the temperature at which the value of the loss coefficient is 0.5 or more. Loss factor is used as a measure of vibration damping,
The larger this value is, the better the vibration suppression performance (vibration absorption performance, noise prevention performance, etc.) is. Polyurethane having a loss coefficient peak temperature near normal temperature exhibits excellent vibration damping performance at temperatures near normal temperature. Furthermore, polyurethane having a wider temperature range in which the loss coefficient is 0.5 or more can exhibit excellent vibration damping performance over a wider temperature range. The compounds used in Examples and Comparative Examples are represented by the following abbreviations. CODM: cyclooctane dimethanol CHDM: 1,4-cyclohexane dimethanol (cis, trans mixture, cis / trans = 30/70) BD: 1,4-butanediol MDI: 4,4′-diphenylmethane diisocyanate PMPA: 3- Polyester polyol having a number average molecular weight of 2,000 obtained from methyl-1,5-pentanediol and adipic acid (trade name: Clapol P-2010,
PNOA: Polyester polyol having a number average molecular weight of 2,000 obtained from a mixture of 2-methyl-1,8-octanediol (35%) and 1,9-nonanediol (65%) and adipic acid ( Product name: PNOA-2010,
PBA: Polyester polyol having a number average molecular weight of 2,000 obtained from 1,4-butanediol and adipic acid (trade name: Klapol A-2010, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) PCL: Poly-ε-caprolactone (Number average molecular weight 2000) (trade name: PLACCEL220, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) PHC: poly (hexamethylene carbonate) (number average molecular weight 2000) (trade name: Nipporan 980N,
PTMG: polytetramethylene glycol (number average molecular weight 2000) (trade name: PTG-2000, manufactured by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.) Reference Example (Synthesis of CODM) Thermometer In a stainless steel autoclave having a content of 500 ml and equipped with an electromagnetic stirrer and a gas inlet, 0.028 g of rhodium dicarbonylacetylacetonate and 1.13 g of triphenylphosphine were dissolved in toluene 10
A catalyst solution obtained by dissolving in 0 ml and 100 ml of 1,5-cyclooctadiene were charged in a hydrogen / carbon monoxide mixed gas (molar ratio = 1/1) atmosphere. Next, a hydrogen / carbon monoxide mixed gas (molar ratio = 1/1) was introduced into the autoclave, the internal pressure was adjusted to 90 absolute pressure, and the internal temperature was raised to 60 ° C. with stirring. A hydrogen / carbon monoxide mixed gas (molar ratio = 1/1) was continuously supplied so that the internal pressure was maintained at 90 absolute pressure, and the internal temperature was maintained at 60 to 70 ° C. for 3 hours. Then, the internal temperature was raised to 90 ° C., and the mixture was further stirred for 3 hours to complete the reaction. When the obtained reaction mixture was analyzed by gas chromatography, unreacted raw materials 0.5
%, Monoaldehyde compound 1.7%, dialdehyde compound
3%. The catalyst and toluene were removed from the reaction mixture using a wiper thin film still to obtain a hydroformylation reaction solution. In a 300 ml stainless steel autoclave equipped with a thermometer, an electromagnetic stirrer, and a gas inlet, 80 m of the hydroformylation reaction solution obtained above was placed.
1, 80 ml of isopropyl alcohol and 1.6 g of Raney nickel were charged. Next, hydrogen gas was introduced into the autoclave, and while the hydrogen gas was continuously supplied so that the internal pressure was maintained at 10 absolute pressure, the internal temperature was reduced to 10 while stirring.
The temperature was raised to 0 ° C. The reaction was completed by stirring for 5 hours while maintaining the internal temperature at 100 ° C. When the obtained reaction mixture was analyzed by gas chromatography, no unreacted aldehyde was detected. The reaction mixture was filtered to remove Raney nickel, and isopropyl alcohol and high-boiling substances were removed from the obtained filtrate using a wiper-type thin-film evaporator to obtain a colorless transparent viscous liquid. This colorless, transparent and viscous liquid is subjected to an internal temperature of about 200 ° C. and a reduced pressure of 1 to 5 t.
Distillation was performed under orr conditions to obtain a fraction at 146 to 160 ° C. to obtain 70 g of a colorless and transparent liquid. According to 1 H-NMR analysis and mass spectrometry,
This liquid was confirmed to be cyclooctane dimethanol. The cyclooctane dimethanol (CODM) thus obtained was used in the following Examples and Comparative Examples. Example 1 In a reaction vessel, PMPA (number average molecular weight 2000) 0.0
5 mol (100 g), MDI 0.2 mol (50 g), C
0.15 mol (25.8 g) ODM and DMF530
g, and reacted at 80 ° C. for 6 hours to obtain a DMF solution of polyurethane (nonvolatile content: 25%). The logarithmic viscosity of the polyurethane is shown in Table 1. The DMF solution of polyurethane obtained above was cast on a glass plate and dried at 60 to 70 ° C. to obtain a dry polyurethane film. After the polyurethane dry film was finely cut, it was dehumidified and dried at 80 ° C. for 24 hours, and then hot pressed at 220 ° C. to a thickness of 1 m.
m was prepared, and the damping performance was evaluated according to the method described above. Table 1 shows the results. Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 The procedure of Example 1 was repeated except that the polymer polyol component, polyisocyanate component and chain extender component shown in Table 1 were used. A film was obtained. From the obtained polyurethane dry film, a film having a thickness of 1 mm was prepared in the same manner as in Example 1, and the damping performance was evaluated. Table 1 also shows the evaluation results of the logarithmic viscosity and the vibration damping performance of the polyurethane. [Table 1] From Table 1, it can be seen that the polyurethane of the present invention has a large maximum loss coefficient, is excellent in vibration damping performance, and has a maximum loss coefficient near normal temperature. It can be seen that excellent vibration damping performance is exhibited when performing the above. Moreover, the temperature range where the loss coefficient is 0.5 or more is wide, and excellent vibration damping performance can be exhibited over a wide temperature range. On the other hand, in a polyurethane in which the chain extender component does not contain cyclooctane dimethanol, the temperature at which the loss coefficient has the maximum value is low, and the maximum value of the loss coefficient is small, and the loss coefficient is 0.5 or more. Since the temperature range is also narrow, excellent vibration damping performance cannot be exhibited over a wide temperature range around room temperature. According to the present invention, it is possible to produce a polyurethane excellent in vibration damping performance, which has a large loss coefficient near room temperature and maintains a large loss coefficient over a wide temperature range. it can. The polyurethanes obtained according to the invention are very useful in a wide variety of applications.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 高分子ポリオール成分、ポリイソシアネ
ート成分および鎖伸長剤成分を反応させてポリウレタン
を製造するに際し、鎖伸長剤成分としてシクロオクタン
ジメタノールを使用することを特徴とするポリウレタン
の製造方法。
(57) [Claim 1] When producing a polyurethane by reacting a polymer polyol component, a polyisocyanate component and a chain extender component, cyclooctane dimethanol is used as a chain extender component. A method for producing a polyurethane, comprising:
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