JP5168721B2 - Urethane elastomer forming composition and method for producing thermosetting urethane elastomer - Google Patents

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Description

本発明は、産業機器部品に用いられる、硬度クリープの小さい速脱型可能な熱硬化ポリウレタンエラストマーの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a thermosetting polyurethane elastomer having a small hardness creep and capable of being quickly removed, which is used for industrial equipment parts.

高物性が要求される産業機器の部品として、注型可能な熱硬化ポリウレタンエラストマーの成型物が好適に使用される。   A castable thermoset polyurethane elastomer molded article is suitably used as a part for industrial equipment that requires high physical properties.

熱硬化ポリウレタンエラストマーを成型するための形成組成物をなす成分として、ジフェニルメタンジイソシアネートと水酸基含有ポリオールとを反応させて得られるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーが好適に用いられ、水酸基含有硬化剤成分としては、1,4−ブタンジオールとトリメチロールプロパンとの混合物が好適に用いられる。   As a component forming a composition for molding a thermosetting polyurethane elastomer, an isocyanate group-containing urethane prepolymer obtained by reacting diphenylmethane diisocyanate and a hydroxyl group-containing polyol is preferably used. As the hydroxyl group-containing curing agent component, A mixture of 1,4-butanediol and trimethylolpropane is preferably used.

一般に、産業機器の部品の成型としては、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーと水酸基含有硬化剤とを、注型機のミキシングヘッドで均一混合することにより、形成性組成物(混合液)を成型する直前に得た後、該組成物を予め加熱した型内に直ちに注入し、この型内で該組成物を加熱硬化(ウレタン化)させることにより製造することができる。   In general, when molding parts for industrial equipment, an isocyanate group-containing urethane prepolymer and a hydroxyl group-containing curing agent are uniformly mixed with a mixing head of a casting machine, immediately before molding a forming composition (mixed liquid). Then, the composition can be immediately poured into a preheated mold, and the composition can be produced by heat curing (urethanization) in the mold.

しかし、所望される諸性能を具備した熱硬化ポリウレタンエラストマー成型物を効率的に製造するには、型内での該組成物の加熱硬化(ウレタン化)を瞬時に行わなければならないこのため、一般に、水酸基含有硬化剤側に予め触媒の添加を行い、加熱硬化(ウレタン化)を促進させ、型の占有時間を短くすることで、効率よく製造することができる(速脱型性)。   However, in order to efficiently produce a thermosetting polyurethane elastomer molded product having desired performances, the composition must be instantaneously heat-cured (urethane) in a mold. By adding a catalyst in advance to the hydroxyl group-containing curing agent side to promote heat curing (urethanization) and shortening the occupation time of the mold, it can be efficiently produced (rapid demolding property).

一般に、触媒としてトリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン等のアミン系触媒又はジブチルチンジラウレート、ジオクチルチンジラウレート等の金属系触媒が用いられる事が多い。しかし、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーと水酸基含有硬化剤の混合開始と同時にウレタン化反応が促進され粘度の上昇が見られるため、特に細かな部品に使用される産業機器の型内に当該混合液(ウレタン樹脂)が十分に流れない場合がある。   In general, amine catalysts such as triethylenediamine and dimethylethanolamine or metal catalysts such as dibutyltin dilaurate and dioctyltin dilaurate are often used as the catalyst. However, since the urethanization reaction is promoted simultaneously with the start of mixing of the isocyanate group-containing urethane prepolymer and the hydroxyl group-containing curing agent, and an increase in viscosity is observed, the liquid mixture (in particular, in the mold of industrial equipment used for fine parts) (Urethane resin) may not flow sufficiently.

この様な一連の問題を解決する手段として、酢酸金属系トリマー化触媒を主触媒とする成型方法が提案されている。   As a means for solving such a series of problems, a molding method using a metal acetate-based trimerization catalyst as a main catalyst has been proposed.

この場合、これらの導入により、混合初期粘度の低減や型の占有時間(以後、脱型可能時間と呼ぶ)の短縮は行えるものの、トリマー化触媒効果により、該組成物中に占めるイソシアヌレート結合が占める割合が大きくなり、成型物に硬度クリープ現象が見られ、所望する形状維持及び回復、引張強度、伸長率等の諸性能を具備できなくなる。このため、イソシアヌレート結合とウレタン結合をバランス良く生成させる必要があり、平行してウレタン化反応も速める必要がある。   In this case, the introduction of these can reduce the initial mixing viscosity and shorten the mold occupation time (hereinafter referred to as demoldable time), but the isocyanurate bond occupying in the composition is caused by the trimerization catalytic effect. The proportion occupied becomes large, and a hardness creep phenomenon is observed in the molded product, and it becomes impossible to have various performances such as desired shape maintenance and recovery, tensile strength, elongation rate and the like. For this reason, it is necessary to generate isocyanurate bonds and urethane bonds in a well-balanced manner, and it is necessary to accelerate the urethanization reaction in parallel.

一般に、ウレタン化の促進触媒として使用されているトリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン等のアミン系触媒では、ウレタン化反応の活性が低いため添加部数を増やす必要があるが、産業機器の部品として機器に組み込まれた後、触媒のブルームによる汚染が発生するため、当該触媒を増加する方法は好ましくない。また、ウレタン化反応の活性が高いジブチルチンジラウレート、ジオクチルチンジラウレート等のスズ系触媒では、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーと水酸基含有硬化剤の混合初期粘度が非常に高くなるため好ましくない。   In general, amine-based catalysts such as triethylenediamine and dimethylethanolamine, which are used as catalysts for urethanization, have a low urethanation activity, so it is necessary to increase the number of parts added, but they are incorporated into equipment as industrial equipment parts. After that, the catalyst is contaminated with bloom, so that the method of increasing the catalyst is not preferable. In addition, tin-based catalysts such as dibutyltin dilaurate and dioctyltin dilaurate having high urethanization activity are not preferable because the initial mixed viscosity of the isocyanate group-containing urethane prepolymer and the hydroxyl group-containing curing agent becomes very high.

特開2004−64603JP2004-64603 特開平2008−8957JP 2008-8957

本発明は以上のような事情に基づいてなされたものである。
本発明の第1の目的は、従来公知の熱硬化ポリウレタンエラストマーの所望される引張強度や伸び等の諸性能を具備し、更に硬度クリープを小さくした熱硬化性ポリウレタンエラストマー形成性組成物を提供することにある。
The present invention has been made based on the above situation.
The first object of the present invention is to provide a thermosetting polyurethane elastomer-forming composition having various properties such as desired tensile strength and elongation of a conventionally known thermosetting polyurethane elastomer and further having reduced hardness creep. There is.

本発明の第2の目的は、従来公知の熱硬化ポリウレタンエラストマーの所望される引張強度や伸び等の諸性能を具備し、脱型可能時間の短縮可能な熱硬化ポリウレタンエラストマー形成性組成物を提供することにある。   A second object of the present invention is to provide a thermosetting polyurethane elastomer-forming composition that has various properties such as desired tensile strength and elongation of a conventionally known thermosetting polyurethane elastomer and that can shorten the demoldable time. There is to do.

本発明の第3の目的は、従来公知の熱硬化ポリウレタンエラストマーの所望される引張強度や伸び等の諸性能を具備し、触媒のブルームによる汚染が小さい熱硬化ポリウレタンエラストマー形成性組成物を提供することにある。   The third object of the present invention is to provide a thermosetting polyurethane elastomer-forming composition that has various properties such as desired tensile strength and elongation of a conventionally known thermosetting polyurethane elastomer and is less contaminated by catalyst bloom. There is.

本発明の第4の目的は、従来公知の熱硬化ポリウレタンエラストマーの所望される引張強度や伸び等の諸性能を具備し、脱型後の養生時間が短く硬度発現性の高い熱硬化ポリウレタンエラストマー形成性組成物を提供することにある。   The fourth object of the present invention is to form a thermosetting polyurethane elastomer having various properties such as desired tensile strength and elongation of a conventionally known thermosetting polyurethane elastomer and having a short curing time after demolding and high hardness development. It is to provide a sex composition.

本発明の第5の目的は、前記第1から第4の目的を解決するに至った熱硬化ポリウレタンエラストマー形成性組成物を用いた、産業機器の部品としての性能を備えた生産性に優れた熱硬化ポリウレタンエラストマーの製造方法を提供することにある。   The fifth object of the present invention is excellent in productivity with performance as a part of industrial equipment, using the thermosetting polyurethane elastomer-forming composition that has solved the first to fourth objects. It is providing the manufacturing method of a thermosetting polyurethane elastomer.

本発明者らは、これらの目的を到達すべく鋭意研究を重ねた結果、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーとが水酸基含有硬化剤とを混合反応させる際に、一般式(1)で表される触媒(C1)と酢酸金属塩系触媒(C2)とアミノアルコール系触媒(C3)の3種類の触媒を用いることにより、前述の一連の課題を解決できることを見い出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve these objects, the inventors of the present invention have a catalyst represented by the general formula (1) when an isocyanate group-containing urethane prepolymer is mixed with a hydroxyl group-containing curing agent. By using three types of catalysts (C1), an acetic acid metal salt catalyst (C2) and an amino alcohol catalyst (C3), it was found that the above-mentioned series of problems could be solved, and the present invention was completed.

すなわち、本発明は以下の(1)〜(7)に示されるものである。
(1)イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー(A)と水酸基含有硬化剤(B)の混合比α(水酸基(mol)/NCO基(mol))が0.5〜0.8の混合比率からなり、触媒(C)が少なくとも、トリアルコールアミンとチタンテトラアルコキシドを反応させて得られるチタントリアルコールアミネート触媒(C1)と、酢酸金属塩系触媒(C2)と、アミノアルコール系触媒(C3)の3種類の触媒を用い、各触媒の形成性組成物全体に対する含有量が、(C1):50〜500ppm、(C2):20〜100ppm、(C3):50〜600ppmであること、を特徴とする速脱型注型ウレタンエラストマー形成性組成物。
That is, this invention is shown by the following (1)-(7).
(1) The mixing ratio α (hydroxyl group (mol) / NCO group (mol)) of the isocyanate group-containing urethane prepolymer (A) and the hydroxyl group-containing curing agent (B) has a mixing ratio of 0.5 to 0.8, The catalyst (C) is a titanium trialcohol aminate catalyst (C1) obtained by reacting at least a trialcoholamine and titanium tetraalkoxide, an acetic acid metal salt catalyst (C2), and an amino alcohol catalyst (C3). Using different types of catalysts, the content of each catalyst with respect to the entire forming composition is (C1): 50 to 500 ppm, (C2): 20 to 100 ppm, and (C3): 50 to 600 ppm. , A quick-release cast urethane elastomer-forming composition.

(2)前記(1)に記載の触媒(C1)が一般式(1)で表されることを特徴とする速脱型注型ウレタンエラストマー形成性組成物。

Figure 0005168721
Figure 0005168721
[一般式(1)中のR1〜R4のうち少なくとも1つが一般式(2)で示される官能基であり、残りが炭素数1〜8のアルキル基であり、一般式(2)中のR5が炭素数1〜4のアルキレン基である。]
(2) A rapid demolding cast urethane elastomer-forming composition , characterized in that the catalyst (C1) according to (1) is represented by the general formula (1).
Figure 0005168721
Figure 0005168721
[At least one of R1 to R4 in the general formula (1) is a functional group represented by the general formula (2), the rest is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R5 in the general formula (2) Is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. ]

(3)前記(1)又は(2)に記載の触媒(C1)が、下記一般式(3)で表されることを特徴とする速脱型注型ウレタンエラストマー形成性組成物。

Ti(OC3H7)2(C6H14O3N)2 (3)
(3) (1) or (2) the catalyst (C1) according to, characterized by being represented by the following general formula (3), fast demold casting urethane elastomer forming compositions.

Ti (OC3H7) 2 (C6H14O3N) 2 (3)

(4)イソシアネート基含有プレポリマー(A)が、少なくともジフェニルメタンジイソシアネート(A1)と、数平均分子量500〜3,000の2官能ポリオール(A2)との反応により得られるものであること、を特徴とする請求項1から3に記載の速脱型注型ウレタンエラストマー形成性組成物。
(4) The isocyanate group-containing prepolymer (A) is obtained by reaction of at least diphenylmethane diisocyanate (A1) and a bifunctional polyol (A2) having a number average molecular weight of 500 to 3,000. according to claims 1 to 3, fast demolded casting urethane elastomer forming compositions.

(5)水酸基含有硬化剤(B)が、少なくとも数平均分子量300以下の短鎖ジオール(B1)、数平均分子量500以下の短鎖トリオール(B2)の2種類の水酸基含有化合物を用いたものであること、を特徴とする請求項1から4項のいずれか1項に記載の速脱型注型ウレタンエラストマー形成性組成物。
(5) The hydroxyl group-containing curing agent (B) uses two types of hydroxyl group-containing compounds: a short chain diol (B1) having a number average molecular weight of 300 or less and a short chain triol (B2) having a number average molecular weight of 500 or less. lying, according to any one of claims 1 to 4, wherein, wherein, fast demolded casting urethane elastomer forming compositions.

(6)水酸基含有硬化剤(B)が、少なくとも数平均分子量300以下の短鎖ジオール(B1)、数平均分子量500以下の短鎖トリオール(B2)、数平均分子量500〜3,000の2官能ポリオール(B3)の3種類の水酸基含有化合物を用いたものであること、を特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の速脱型注型ウレタンエラストマー形成性組成物。
(6) The bifunctional of the hydroxyl group-containing curing agent (B) is a short chain diol (B1) having a number average molecular weight of 300 or less, a short chain triol (B2) having a number average molecular weight of 500 or less, and a number average molecular weight of 500 to 3,000. three things are those with hydroxyl group-containing compound, according to any one of claims 1 5, characterized in, quick demoulding casting urethane elastomer forming composition of the polyol (B3).

(7)前記(1)から(6)のいずれか1項に記載の硬度クリープの小さい速脱型注型ウレタンエラストマー形成性組成物、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー(A)と、水酸基含有硬化剤(B)と、触媒(C)とを混合した液状物を型内に注入して加熱硬化させ、その後、硬化物を脱型して得られる熱硬化ウレタンエラストマーの製造方法。 (7) The quick-release cast urethane elastomer-forming composition with small hardness creep according to any one of (1) to (6), an isocyanate group-containing urethane prepolymer (A), and a hydroxyl group-containing curing agent A method for producing a thermosetting urethane elastomer , which is obtained by injecting a liquid material in which (B) and the catalyst (C) are mixed into a mold and heat-curing, and then demolding the cured product.

本発明の速脱型注型ウレタンエラストマー形成性組成物から得られる成型物は、従来公知の熱硬化ポリウレタンエラストマーよりも、更なる成型サイクルの短縮・養生時間の短縮が行えた上、従来公知の産業機器の部品として所望される諸性能を具備しながら、従来公知の熱硬化ポリウレタンエラストマー成型物よりも硬度クリープが格段に改善されている。
本発明に係る成型物は、従来公知の熱硬化ポリウレタンエラストマーよりも、更なる成型サイクルの短縮・養生時間の短縮が行えた上、従来公知の産業機器の部品として所望される諸性能を具備しながら、ブルーム等による汚染性が改善されている。
The molded product obtained from the quick-release cast urethane elastomer-forming composition of the present invention can further shorten the molding cycle and shorten the curing time as compared with the conventionally known thermosetting polyurethane elastomer, While having various performances desired as parts for industrial equipment, hardness creep is remarkably improved as compared with conventionally known thermosetting polyurethane elastomer moldings.
The molded product according to the present invention can further shorten the molding cycle and shorten the curing time as compared with conventionally known thermosetting polyurethane elastomers, and also has various performances desired as parts of conventionally known industrial equipment. However, the contamination due to blooms has been improved.

本発明の熱硬化ポリウレタンエラストマー形成性組成物は、イソシアネート基含有(以下「NCO基」と略記。)ウレタンプレポリマー(A)と、水酸基含有硬化剤(B)と、触媒(C)とを混合した液状物を型内に注入して加熱硬化させ、その後硬化物を脱型するエラストマーの製造方法において、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(A)と水酸基末端硬化剤(B)の混合比(官能基比)、水酸基(mol)/NCO基(mol)=0.5〜0.8の混合比率から成り、少なくとも触媒(C)がチタントリエタノールアミネート(C1)と酢酸金属塩系触媒(C2)とアミノアルコール系触媒(C3)の3種類の触媒を用いることを特徴とする。   The thermosetting polyurethane elastomer-forming composition of the present invention comprises an isocyanate group-containing (hereinafter abbreviated as “NCO group”) urethane prepolymer (A), a hydroxyl group-containing curing agent (B), and a catalyst (C). In the elastomer production method in which the liquid material is poured into a mold and cured by heating, and then the cured product is demolded, the mixing ratio (functional group) of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (A) and the hydroxyl group-terminated curing agent (B) Ratio), hydroxyl group (mol) / NCO group (mol) = 0.5 to 0.8, and at least the catalyst (C) is titanium triethanolamate (C1) and metal acetate catalyst (C2). And an amino alcohol catalyst (C3).

本発明に使用されるNCO基含有ウレタンプレポリマー(A)は、少なくとも芳香族ジイソシアネート(A1)とポリオール(A2)及び必要に応じて鎖延長剤とを、反応温度:50〜100℃、反応時間:1〜5時間という反応条件による製造方法によって得られる。NCO基含有ウレタンプレポリマー(A)のNCO含量は、5.0〜25.0質量%が好ましい。NCO含量が5.0%より低い場合には、主にプレポリマーの粘度が高くなり、注型時にウレタン樹脂の流れ性が著しく悪くなる。25.0%より高い場合は、保存時及び使用時の性状安定性が著しく悪くなり、安定した産業機器部品が得にく、成型不良につながるなどの問題が起こるため、産業機器部品用の注型用ウレタンプレポリマーとして適さないものとなってしまう。   The NCO group-containing urethane prepolymer (A) used in the present invention comprises at least an aromatic diisocyanate (A1), a polyol (A2) and, if necessary, a chain extender, a reaction temperature: 50 to 100 ° C., a reaction time. : Obtained by a production method under reaction conditions of 1 to 5 hours. The NCO content of the NCO group-containing urethane prepolymer (A) is preferably 5.0 to 25.0 mass%. When the NCO content is lower than 5.0%, the viscosity of the prepolymer is mainly increased, and the flowability of the urethane resin is remarkably deteriorated during casting. If it is higher than 25.0%, the stability of properties during storage and use will be significantly deteriorated, resulting in problems such as difficulty in obtaining stable industrial equipment parts and molding defects. This is not suitable as a urethane prepolymer for molds.

芳香族ジイソシアネート(A1)としては、トリレンジイソシアネート(TDI)、フェニレンジイソシアネート(MDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、キシレンイジソシアネート(XDI)等が上げられ、各種異性体、カルボジイミド化、ウレトンイミン化されたMDI等も使用できる。この中で、TDIが好ましく、MDIが特に好ましい。   Examples of the aromatic diisocyanate (A1) include tolylene diisocyanate (TDI), phenylene diisocyanate (MDI), tolidine diisocyanate (TODI), naphthalene diisocyanate (NDI), xylene isocyanate (XDI), various isomers, Carbodiimidized, uretoniminated MDI and the like can also be used. Among these, TDI is preferable and MDI is particularly preferable.

ポリオール(A2)としては、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリール等が挙げられる。このポリオール(A2)の数平均分子量としては、500〜3,000が好ましく、特に750〜2,000は特に好ましい。官能基数としては、2〜4が好ましく、特に2〜2.5が好ましい。   Examples of the polyol (A2) include polyether-based polyols, polyester-based polyols, and polycarbonate-based polyols. The number average molecular weight of the polyol (A2) is preferably 500 to 3,000, particularly preferably 750 to 2,000. The number of functional groups is preferably 2 to 4, and particularly preferably 2 to 2.5.

ポリエーテル系ポリオールとしては、ポリ(エチレンエーテル)グリコール、ポリ(プロピレンエーテル)グリコール及びポリ(テトラメチレンエーテル)グリコール(以下、PTMGと略す)、及び、エチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−BD、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール等の短鎖ジオール、又は、グリセリン、トリメチロールプロパン等の探鎖トリオールを開始剤として、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、トリメチレンオキシド及びテトラヒドロフラン等の環式エーテルを開環重合して製造されるポリエーテルである。また、上記したポリエーテルの混合物も使用できる。   Polyether-based polyols include poly (ethylene ether) glycol, poly (propylene ether) glycol and poly (tetramethylene ether) glycol (hereinafter abbreviated as PTMG), ethylene glycol, 1,3-butanediol, 1, 4-BD, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,2-propylene glycol, short-chain diols such as 1,3-propylene glycol, etc., or chain-triols such as glycerin and trimethylolpropane as initiators, ethylene oxide, propylene oxide , Polyether produced by ring-opening polymerization of cyclic ethers such as trimethylene oxide and tetrahydrofuran. A mixture of the above-mentioned polyethers can also be used.

ポリエステルポリオールとしては、特に制限されるものではないが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ジエチレングリコール等の短鎖ジオールとアジピン酸を重縮合させることによって製造されるアジペート系ポリエステルポリール、例えば、ポリエチレンアジペート、ポリプロピレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリペンタンアジペート、ポリヘキサメチレンアジペート、ジエチレンアジペート等が挙げられる。必要に応じて、グリセン、トリメエチロールプロパン等のトリオールも導入し、多官能化した物も使用出来る。この他、2種類以上の探鎖ジオールとアジピン酸を重縮合させる事によって製造されるコポリエステルポリオール、例えばポリエチレンブチレンアジペート、ポリエチレンヘキサレンアジペート、ポリジエチレンブチレンアジペート、ポリジエチレンキサレンアジペート、ポリンブチレンヘキサレンアジペート、ポリエチレンブチレンヘキサレンアジペート等を挙げるが、短鎖ジオールの組み合わせを制限されるものではない。その他のポリエステルポリオールの例としては、カプロラクトン及び/又はジカルボン酸、例えば中でもコハク酸、マロン酸、ピメリン酸、セバシン酸及びスベリン酸と、上記、短鎖グリコール、短鎖トリオール等との重縮合によって製造されるものも含む。また、上記ポリエステルの混合物も使用できる。   Although it does not restrict | limit especially as a polyester polyol, The adipate type polyester manufactured by polycondensing short-chain diols, such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, hexanediol, diethylene glycol, and adipic acid Examples of the polyol include polyethylene adipate, polypropylene adipate, polybutylene adipate, polypentane adipate, polyhexamethylene adipate, and diethylene adipate. If necessary, a polyfunctional product obtained by introducing a triol such as glycene or trimethylolpropane can also be used. In addition, copolyester polyols produced by polycondensation of two or more kinds of probe diols and adipic acid, such as polyethylene butylene adipate, polyethylene hexalene adipate, polydiethylene butylene adipate, polydiethylene xalene adipate, and polybutylene hexa Examples include len adipate and polyethylene butylene hexane adipate, but the combination of short chain diols is not limited. Examples of other polyester polyols are produced by polycondensation of caprolactone and / or dicarboxylic acid, such as succinic acid, malonic acid, pimelic acid, sebacic acid and suberic acid, with the above-mentioned short chain glycol, short chain triol, etc. Including those that are made. A mixture of the above polyesters can also be used.

ポリカーボネート系ポリオールとしては、上述した短鎖ジオールと、ジフェニルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート等の低分子カーボネートからの縮重合によって得られるものが挙げられる。また、上記ポリカーボネートの混合物も使用できる。   Examples of the polycarbonate polyol include those obtained by polycondensation from the short chain diol described above and a low molecular carbonate such as diphenyl carbonate, diethyl carbonate, or ethylene carbonate. A mixture of the above polycarbonates can also be used.

なお、必要に応じて、短鎖ジオールをそのまま鎖延長剤として用いることもできる。   If necessary, a short chain diol can be used as it is as a chain extender.

本発明に用いる水酸基含有硬化剤としては、少なくとも数平均分子量300以下のジオール(B1)と数平均分子量500以下のトリオール(B2)を用いたものが好ましい。また、更に数平均分子量500〜3、000の2官能ポリオール(B3)を追加したしたものも好ましい。   The hydroxyl group-containing curing agent used in the present invention is preferably a diol (B1) having a number average molecular weight of 300 or less and a triol (B2) having a number average molecular weight of 500 or less. Moreover, what added the bifunctional polyol (B3) of number average molecular weight 500-3,000 is also preferable.

数平均分子量300以下の短鎖ジオール(B1)として、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−BD、1,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。本発明では、1,4−BDが特に好ましい。   As the short-chain diol (B1) having a number average molecular weight of 300 or less, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-BD, 1,3-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, hydrogenated bisphenol A Etc. In the present invention, 1,4-BD is particularly preferable.

数平均分子量500以下の短鎖トリオール(B2)として、グリセリン、TMP、ヘキサントリオール等が挙げられる。本発明では、TMPが特に好ましい。   Examples of the short chain triol (B2) having a number average molecular weight of 500 or less include glycerin, TMP, and hexanetriol. In the present invention, TMP is particularly preferred.

数平均分子量500〜3、000の2官能ポリオール(B3)としては、前述の(A2)に挙げたものが使用できる。   As the bifunctional polyol (B3) having a number average molecular weight of 500 to 3,000, those mentioned in the above (A2) can be used.

本発明で好ましい短鎖ジオールと短鎖トリオールとの質量比率は、50/50〜90/10の範囲のものである。短鎖ジオールの比率が50未満だと極端に引張強度や伸長率が低下するといった問題があり、90を超えると圧縮永久歪や引張永久歪が悪化するといった問題が発生する。
また、短鎖ポリオール(短鎖ジオールと短鎖トリオールの総量)と2官能ポリオールの質量比率は、100/0〜5/95の範囲のものである。
The mass ratio of the short chain diol and the short chain triol preferred in the present invention is in the range of 50/50 to 90/10. When the ratio of the short-chain diol is less than 50, there is a problem that the tensile strength and the elongation rate are extremely lowered, and when it exceeds 90, a problem occurs that the compression set and the tensile set are deteriorated.
The mass ratio of the short-chain polyol (total amount of short-chain diol and short-chain triol) and the bifunctional polyol is in the range of 100/0 to 5/95.

本発明に使用される触媒(C)は少なくとも、トリアルコールアミンとチタンテトラアルコキシドを反応させて得られるチタントリアルコールアミネート触媒(C1)と、酢酸金属塩系触媒(C2)と、アミノアルコール系触媒(C3)の3種類の触媒を用いる。   The catalyst (C) used in the present invention includes at least a titanium trialcoholaminate catalyst (C1) obtained by reacting a trialcoholamine and titanium tetraalkoxide, an acetic acid metal salt catalyst (C2), and an amino alcohol system. Three types of catalysts (C3) are used.

(C1)としては、炭素数1から4のアルコールを用いたトリアルコールアミンと、炭素数1から8のアルコキシ基を有するチタンテトラアルコキシドを反応させて得られるチタントリアルコールアミネート触媒が好ましい。また、下記一般式(1)で表されるものがさらに好ましく、下記一般式(3)で表されるものが最も好ましい。当該触媒の例として、市販されているチタントリエタノールアミネート/2−プロパノール溶液、商品名オルガチックス TC−400(マツモトファインケミカル製)等が挙げられる。

Figure 0005168721

Figure 0005168721


[一般式(1)中のR1〜R4のうち少なくとも1つが一般式(2)で示される官能基であり、残りが炭素数1〜8のアルキル基であり、一般式(2)中のR5が炭素数1〜4のアルキレン基である。]

Ti(OC3H7)2(C6H14O3N)2 (3)
(C1) is preferably a titanium trialcohol aminate catalyst obtained by reacting a trialcoholamine using an alcohol having 1 to 4 carbon atoms with a titanium tetraalkoxide having an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms. Moreover, what is represented by the following general formula (1) is more preferable, and what is represented by the following general formula (3) is most preferable. Examples of the catalyst include a commercially available titanium triethanolamate / 2-propanol solution, trade name ORGATICS TC-400 (manufactured by Matsumoto Fine Chemical), and the like.

Figure 0005168721

Figure 0005168721


[At least one of R1 to R4 in the general formula (1) is a functional group represented by the general formula (2), the rest is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R5 in the general formula (2) Is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. ]

Ti (OC3H7) 2 (C6H14O3N) 2 (3)

酢酸金属塩系触媒(C2)としては、試薬として市販されている酢酸カリウムや酢酸ナトリウム等や、触媒として酢酸カリウム/エチレングリコール溶液、商品名DABCO P−15(三共エアプロダクツ製)等が挙げられる。   Examples of the metal acetate salt catalyst (C2) include potassium acetate and sodium acetate commercially available as reagents, potassium acetate / ethylene glycol solution as a catalyst, trade name DABCO P-15 (manufactured by Sankyo Air Products), and the like. .

アミノアルコール系触媒(C3)としては、市販されているN,N,N’−トリメチル−2−ヒドロキシルプロピレンジアミン、N,N−ジメチルアミノエトキシエトキシエタノール、N,N−ジメチルアミノヘキサノール、N,N−ジメチルアミノエトキシエタノール、N−メチル−N’−ヒドロキシルピペラジン、N,N,N’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン等が挙げられる。   As the amino alcohol catalyst (C3), commercially available N, N, N′-trimethyl-2-hydroxylpropylenediamine, N, N-dimethylaminoethoxyethoxyethanol, N, N-dimethylaminohexanol, N, N -Dimethylaminoethoxyethanol, N-methyl-N'-hydroxylpiperazine, N, N, N'-trimethylaminoethylethanolamine and the like.

本発明において、触媒成分(C1)〜(C3)の使用量は、形成性組成物全体に対して、(C1);50〜500ppm、(C2);20〜100ppm、(C3);50〜600ppm、が好ましく、特に(C1);60〜400ppm、(C2);30〜80ppm、(C3);60〜500ppm、が好ましい。(C1)と(C2)と(C3)の添加割合は、1:1:5〜3:1:10が好ましい。   In this invention, the usage-amount of catalyst component (C1)-(C3) is (C1); 50-500 ppm, (C2); 20-100 ppm, (C3); 50-600 ppm with respect to the whole forming composition. In particular, (C1); 60 to 400 ppm, (C2); 30 to 80 ppm, (C3); 60 to 500 ppm are preferable. The addition ratio of (C1), (C2), and (C3) is preferably 1: 1: 5 to 3: 1: 10.

(C1)の添加量が下限未満の場合は、(C2)の触媒効果により形成されるイソシアヌレート化(NCO基の三量化)反応が優先され、イソシアヌレート/ウレタン結合生成比のバラスが崩れ、イソシアヌレート結合生成比が増える事により、硬度クリープが大きくなるため、産業機器部品用の熱硬化ポリウレタンエラストマーとして適さないものとなってしまう。逆に上限を超える場合は、硬化反応が過大と成り、急激な粘度増加が見られ成形型への流れ性が悪くなり成型不良が生じ易くなる。   When the addition amount of (C1) is less than the lower limit, the isocyanurate-forming (NCO group trimerization) reaction formed by the catalytic effect of (C2) is prioritized, and the isocyanurate / urethane bond formation ratio is lost. Increasing the isocyanurate bond generation ratio increases the hardness creep, making it unsuitable as a thermosetting polyurethane elastomer for industrial equipment parts. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the curing reaction becomes excessive, an abrupt increase in viscosity is observed, the flowability to the mold becomes poor, and molding defects tend to occur.

(C2)の添加量が下限未満の場合は、イソシアヌレート化反応の進行が不十分になり、脱型時間が長くなり生産効率の低下に繋がるばかりではなく、所望される諸物性、特に高初期モジュラスを得る事が出来なくなる。逆に上限を越える場合は、イソシアヌレート/ウレタン結合生成比のバランスが崩れ、イソシアヌレート結合生成比が増える事により、硬度クリープが大きくなるため、産業機器部品用の熱硬化ポリウレタンエラストマーとして適さないものとなってしまう。また、硬化反応が過大と成り、急激な粘度増加が見られ成形型への流れ性が悪くなり成型不良が生じ易くなる。   When the amount of addition of (C2) is less than the lower limit, the progress of the isocyanurate reaction becomes insufficient, and the demolding time becomes longer, leading to a decrease in production efficiency, as well as desired physical properties, particularly high initial The modulus cannot be obtained. Conversely, when the upper limit is exceeded, the balance of isocyanurate / urethane bond formation ratio is lost and the isocyanurate bond formation ratio increases, so that the hardness creep increases, so it is not suitable as a thermosetting polyurethane elastomer for industrial equipment parts. End up. In addition, the curing reaction becomes excessive, a sudden increase in viscosity is observed, the flowability to the mold becomes poor, and molding defects tend to occur.

(C3)の添加量が下限未満の場合は、脱型後からの硬度上昇速度が遅くなり、反応が完結させるに至るまでの養生時間が長く成ってしまう。逆に上限を越える場合は、成型物からの触媒(C3)がブルームし産業機器への汚染が発生しやすくなる。   When the amount of (C3) added is less than the lower limit, the rate of hardness increase after demolding becomes slow, and the curing time until the reaction is completed becomes long. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the catalyst (C3) from the molded product blooms and contamination of industrial equipment is likely to occur.

本発明において、NCO基含有ウレタンプレポリマー(A)と水酸基含有硬化剤(B)の混合比α(水酸基(mol)/NCO基(mol))は0.5〜0.8が好ましく、特に0.55〜0.75が好ましい。
水酸基(mol)/NCO基(mol)が下限未満の場合は、イソシアヌレート結合生成量が過大となり、物性低下、特に引裂強度の低下が見られ産業機器部品用の熱硬化ポリウレタンエラストマーとして適さないものとなってしまう。逆に上限を越える場合は、十分な機械強度、特に初期モジュラスの低下に繋がり産業機器部品用の熱硬化ポリウレタンエラストマーとして適さないものとなってしまう。
In the present invention, the mixing ratio α (hydroxyl group (mol) / NCO group (mol)) of the NCO group-containing urethane prepolymer (A) and the hydroxyl group-containing curing agent (B) is preferably 0.5 to 0.8, particularly 0. .55 to 0.75 is preferred.
When the hydroxyl group (mol) / NCO group (mol) is less than the lower limit, the amount of isocyanurate bonds formed is excessive, resulting in a decrease in physical properties, particularly a decrease in tear strength, and is not suitable as a thermosetting polyurethane elastomer for industrial equipment parts. End up. On the other hand, when the upper limit is exceeded, sufficient mechanical strength, in particular, the initial modulus is lowered, and it becomes unsuitable as a thermosetting polyurethane elastomer for industrial equipment parts.

なお、本発明の熱硬化ポリウレタンエラストマー形成性組成物は、必要に応じて、添加剤として、酸化防止剤、脱泡剤、紫外線吸収剤、反応調節剤等を併せて用いることができる。   In addition, the thermosetting polyurethane elastomer forming composition of this invention can use antioxidant, a defoaming agent, a ultraviolet absorber, a reaction regulator etc. as an additive collectively as needed.

次に、本発明の熱硬化ポリウレタンエラストマー成型物の製造方法について述べる。   Next, the manufacturing method of the thermosetting polyurethane elastomer molding of this invention is described.

本発明により得ることのできる熱硬化ポリウレタンエラストマー形成物は、注型機等による機械成型やハンド撹拌による成型等により製造される。例えば、以下の第一工程〜第4工程のようにして製造される。
第一工程:
2成分ウレタン注型機のA系タンクにNCO基含有プレポリマー(A)を投入し20〜90℃で保温を行う。2成分ウレタン注型機のB系タンクに水酸基含有硬化剤(B)と触媒(C)と所定比率で投入しを均一に混合し20〜90℃で保温を行う。その後、内容液の真空脱泡を行いA系、B系の吐出量の調製し注型の準備を行う。
第二工程;
注型機から所定比率で混合吐出される混合液を60〜150℃に温調した成形型に注入する。
第三工程;
注入物が、脱型するに至るグリーン強度が得られたら硬化物を成形型から取り出す。なお、本発明では、注入から脱型に至るまでの時間を0.5〜5分程度にすることが可能である。
第四工程;
脱型した成型物は、室温下で養生を約一週間程度行い、産業機器部品として更に加工され、産業機器に部品として組み込まれる。本発明では、約一日程度の養生で次の工程に移る事ができる。
The thermosetting polyurethane elastomer formed product obtainable by the present invention is produced by mechanical molding using a casting machine or the like, molding by hand stirring, or the like. For example, it manufactures like the following 1st processes-4th processes.
First step:
The NCO group-containing prepolymer (A) is charged into the A-series tank of a two-component urethane casting machine, and the temperature is kept at 20 to 90 ° C. A hydroxyl group-containing curing agent (B) and a catalyst (C) are charged into a B-series tank of a two-component urethane casting machine at a predetermined ratio and mixed uniformly to keep the temperature at 20 to 90 ° C. Thereafter, the content liquid is vacuum degassed to prepare the discharge amounts of the A and B systems and prepare for casting.
Second step;
The liquid mixture that is mixed and discharged from the casting machine at a predetermined ratio is poured into a mold that is temperature-controlled at 60 to 150 ° C.
Third step;
When the green strength has been obtained so that the injected product can be removed from the mold, the cured product is removed from the mold. In the present invention, the time from injection to demolding can be about 0.5 to 5 minutes.
The fourth step;
The demolded molding is cured for about a week at room temperature, further processed as industrial equipment parts, and incorporated into industrial equipment as parts. In the present invention, it is possible to move to the next step after curing for about one day.

次いで、下記表1に示す処方(配合比)に従って、主剤(A)、及び硬化剤(B)と触媒の混合物を2液混合ウレタン注型機により混合することにより、本発明のポリウレタンエラストマー形成性組成物を調整し、この組成物を、130℃に予熱されている2mm厚の平板シート形成用の金型に注入し、130℃で0.5〜5分間にわたり加熱硬化させることにより、本発明のポリウレタンエラストマー成型物を製造し、この成型物を金型から取り出した。   Subsequently, according to the prescription (blending ratio) shown in Table 1 below, the mixture of the main agent (A), the curing agent (B) and the catalyst is mixed with a two-component mixed urethane casting machine, thereby forming the polyurethane elastomer of the present invention. The present invention is prepared by preparing a composition, pouring the composition into a mold for forming a 2 mm thick flat sheet preheated to 130 ° C., and heat-curing at 130 ° C. for 0.5 to 5 minutes. A polyurethane elastomer molded product was produced, and the molded product was taken out of the mold.

本発明について、実施例及び比較例により、更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。実施例及び比較例において、「部」は全て「質量部」を意味し、「%」は全て「質量%」を意味する。   The present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited thereto. In Examples and Comparative Examples, “part” means “part by mass”, and “%” means “% by mass”.

(実施例1〜4)
表1に示す配合比で、MDIと各種ポリオールを混合し、75℃で3時間反応させて、各種のNCO基含有ウレタンプレポリマー(A)を得た。結果を表1に示す。
(Examples 1-4)
MDI and various polyols were mixed at the blending ratio shown in Table 1, and reacted at 75 ° C. for 3 hours to obtain various NCO group-containing urethane prepolymers (A). The results are shown in Table 1.

表1に示す配合比で、1.4−BD、TMP、各種ポリオールを75℃で1時間混合し水酸基含有硬化剤(B)を調製した。この後、表1に示すシステム中含有量になるように、各種触媒(C)の添加を行い75℃で1時間混合し、触媒添加した触媒入り水酸基含有硬化剤((B)+(C))を得た。   With the blending ratio shown in Table 1, 1.4-BD, TMP, and various polyols were mixed at 75 ° C. for 1 hour to prepare a hydroxyl group-containing curing agent (B). Thereafter, various catalysts (C) were added so that the contents in the system shown in Table 1 were added, mixed at 75 ° C. for 1 hour, and a catalyst-containing hydroxyl group-containing curing agent ((B) + (C) added with the catalyst. )

次いで、下記表1に示す処方(配合比)に従って、NCO基含有ウレタンプレポリマー(A)と、触媒入り水酸基含有硬化剤((B)+(C))とを2液混合ウレタン注型機により混合することにより、本発明のポリウレタンエラストマー形成性組成物を調整し、この組成物を、130℃に予熱されている2mm厚の平板シート形成用の金型に注入し、所定の脱型時間の間、金型内で加熱硬化させ、速やかに、この成型物を金型から取り出す(脱型)ことにより、シート状のポリウレタンエラストマー成型物を得た。   Then, according to the prescription (blending ratio) shown in Table 1 below, the NCO group-containing urethane prepolymer (A) and the catalyst-containing hydroxyl group-containing curing agent ((B) + (C)) are mixed with a two-component mixed urethane casting machine. By mixing, the polyurethane elastomer-forming composition of the present invention is prepared, and this composition is poured into a mold for forming a flat sheet having a thickness of 2 mm preheated to 130 ° C., and a predetermined demolding time is obtained. In the meantime, it was cured by heating in a mold, and this molded product was quickly taken out from the mold (demolded) to obtain a sheet-like polyurethane elastomer molded product.

(比較例1)
表1に示す配合比にて実施例と同様に、各種のNCO基含有ウレタンプレポリマー(A)と触媒入り水酸基含有硬化剤((B)+(C))を得た。次いで、実施例と同様にポリウレタンエラストマー成型を試みたが、触媒(C2)の添加量が下限を下回った場合の例であり、130℃×20分でも脱型に至るまでの硬化反応が得られなく、物性測定可能なシートを得る事が出来なかった。
(Comparative Example 1)
Various NCO group-containing urethane prepolymers (A) and catalyst-containing hydroxyl group-containing curing agents ((B) + (C)) were obtained in the same mixing ratio as shown in Table 1. Next, polyurethane elastomer molding was attempted in the same manner as in the examples, but in this example, the amount of catalyst (C2) added was below the lower limit, and a curing reaction until demolding was obtained even at 130 ° C. for 20 minutes. In addition, a sheet capable of measuring physical properties could not be obtained.

比較例2
表1に示す配合比にて実施例と同様に、各種のNCO基含有ウレタンプレポリマー(A)と触媒入り水酸基含有硬化剤((B)+(C))を得た。次いで、実施例と同様にポリウレタンエラストマー成型を試みたが、触媒(C2)の添加量が上限を上回った場合の例であり、金型全域に混合液が流れず、金型上部にウレタン樹脂が留まっており、引張物性測定物性測定可能なシートを得る事が出来なかった。
Comparative Example 2
Various NCO group-containing urethane prepolymers (A) and catalyst-containing hydroxyl group-containing curing agents ((B) + (C)) were obtained in the same mixing ratio as shown in Table 1. Next, polyurethane elastomer molding was attempted in the same manner as in the example, but this was an example in which the amount of the catalyst (C2) added exceeded the upper limit. The mixed liquid did not flow over the entire mold, and the urethane resin was present on the upper part of the mold. As a result, it was impossible to obtain a sheet capable of measuring physical properties of tensile properties.

比較例3
表1に示す配合比にて実施例と同様に、各種のNCO基含有ウレタンプレポリマー(A)と触媒入り水酸基含有硬化剤((B)+(C))を得た。次いで、実施例と同様にポリウレタンエラストマー成型を試みたが、触媒(C1)の添加量が下限を下回った場合の例であり、イソシアヌレート生成量が増えて硬度クリープが見られる。
Comparative Example 3
Various NCO group-containing urethane prepolymers (A) and catalyst-containing hydroxyl group-containing curing agents ((B) + (C)) were obtained in the same mixing ratio as shown in Table 1. Next, polyurethane elastomer molding was attempted in the same manner as in the examples, but in this example, the amount of catalyst (C1) added was below the lower limit, and the amount of isocyanurate produced increased and hardness creep was observed.

比較例4
表1に示す配合比にて実施例と同様に、各種のNCO基含有ウレタンプレポリマー(A)と触媒入り水酸基含有硬化剤((B)+(C))を得た。次いで、実施例と同様にポリウレタンエラストマー成型を試みたが、触媒(C1)の添加量が上限を上回った場合の例であり、金型全域に混合液が流れず、金型中腹部にウレタン樹脂が留まっており、流れ性がやや劣る結果と成った。
Comparative Example 4
Various NCO group-containing urethane prepolymers (A) and catalyst-containing hydroxyl group-containing curing agents ((B) + (C)) were obtained in the same mixing ratio as shown in Table 1. Next, polyurethane elastomer molding was attempted in the same manner as in the examples, but this was an example in which the amount of catalyst (C1) added exceeded the upper limit, and the mixed liquid did not flow throughout the mold, and the urethane resin was placed in the middle of the mold. As a result, the flowability was slightly inferior.

比較例5
表1に示す配合比にて実施例と同様に、各種のNCO基含有ウレタンプレポリマー(A)と触媒入り水酸基含有硬化剤((B)+(C))を得た。次いで、実施例と同様にポリウレタンエラストマー成型を試みたが、触媒(C3)の添加量が下限を下回った場合の例であり、脱型後の硬度発現性が遅い結果と成った。
Comparative Example 5
Various NCO group-containing urethane prepolymers (A) and catalyst-containing hydroxyl group-containing curing agents ((B) + (C)) were obtained in the same mixing ratio as shown in Table 1. Next, polyurethane elastomer molding was attempted in the same manner as in the examples, but this was an example in which the amount of catalyst (C3) added was below the lower limit, resulting in a slow hardness development after demolding.

比較例6
表1に示す配合比にて実施例と同様に、各種のNCO基含有ウレタンプレポリマー(A)と触媒入り水酸基含有硬化剤((B)+(C))を得た。次いで、実施例と同様にポリウレタンエラストマー成型を試みたが、触媒(C3)の添加量が上限を上回った場合の例であり、汚染性がやや悪い結果と成った。
Comparative Example 6
Various NCO group-containing urethane prepolymers (A) and catalyst-containing hydroxyl group-containing curing agents ((B) + (C)) were obtained in the same mixing ratio as shown in Table 1. Next, polyurethane elastomer molding was attempted in the same manner as in the example, but this was an example where the amount of the catalyst (C3) added exceeded the upper limit, and the contamination was somewhat poor.

比較例7
表1に示す配合比にて実施例と同様に、各種のNCO基含有ウレタンプレポリマー(A)と触媒入り水酸基含有硬化剤((B)+(C))を得た。次いで、実施例と同様にポリウレタンエラストマー成型を試みたが、触媒(C3)を用いずにTEDAを用いた場合の例であり、汚染性が劣る結果と成った。
Comparative Example 7
Various NCO group-containing urethane prepolymers (A) and catalyst-containing hydroxyl group-containing curing agents ((B) + (C)) were obtained in the same mixing ratio as shown in Table 1. Next, polyurethane elastomer molding was attempted in the same manner as in the example, but this was an example in which TEDA was used without using the catalyst (C3), resulting in poor contamination.

比較例8
表1に示す配合比にて実施例と同様に、各種のNCO基含有ウレタンプレポリマー(A)と触媒入り水酸基含有硬化剤((B)+(C))を得た。次いで、実施例と同様にポリウレタンエラストマー成型を試みたが、触媒(C1)と(C3)を用いずにDOTDLを用いた場合の例であり、流れ性が劣る結果と成った。金型上部にウレタン樹脂が留まっており、引張物性測定物性測定可能なシートを得る事が出来なかった
Comparative Example 8
Various NCO group-containing urethane prepolymers (A) and catalyst-containing hydroxyl group-containing curing agents ((B) + (C)) were obtained in the same mixing ratio as shown in Table 1. Next, polyurethane elastomer molding was attempted in the same manner as in the example, but this was an example in which DOTDL was used without using the catalysts (C1) and (C3), resulting in poor flowability. Urethane resin remains on the upper part of the mold, and it was not possible to obtain a sheet capable of measuring physical properties of tensile properties.

比較例9
表1に示す配合比にて実施例と同様に、各種のNCO基含有ウレタンプレポリマー(A)と触媒入り水酸基含有硬化剤((B)+(C))を得た。次いで、実施例と同様にポリウレタンエラストマー成型を試みたが、配合比〔水酸基(mol)/NCO基(mol)〕が下限を下回った場合の例であり、イソシアヌレート生成量が増えており、引張強度、伸張率、硬度クリープが劣る結果と成った。
Comparative Example 9
Various NCO group-containing urethane prepolymers (A) and catalyst-containing hydroxyl group-containing curing agents ((B) + (C)) were obtained in the same mixing ratio as shown in Table 1. Next, polyurethane elastomer molding was attempted in the same manner as in the examples, but this was an example in which the blending ratio [hydroxyl group (mol) / NCO group (mol)] was below the lower limit, and the amount of isocyanurate produced increased, The results were poor in strength, elongation and hardness creep.

比較例10
表1に示す配合比にて実施例と同様に、各種のNCO基含有ウレタンプレポリマー(A)と触媒入り水酸基含有硬化剤((B)+(C))を得た。次いで、実施例と同様にポリウレタンエラストマー成型を試みたが、配合比〔水酸基(mol)/NCO基(mol)〕が上限を上回った場合の例であり、イソシアヌレート生成量が少なく成り、初期モジュラスが劣る結果と成った。
Comparative Example 10
Various NCO group-containing urethane prepolymers (A) and catalyst-containing hydroxyl group-containing curing agents ((B) + (C)) were obtained in the same mixing ratio as shown in Table 1. Next, polyurethane elastomer molding was attempted in the same manner as in the examples, but this was an example in which the blending ratio [hydroxyl group (mol) / NCO group (mol)] exceeded the upper limit, and the amount of isocyanurate produced was reduced, and the initial modulus was reduced. Was inferior.

表1に示す配合・成型して得られた実施例1〜4、および比較例1〜10より得られたポリウレタンエラストマー成型物(2mm厚シート)を用いて、各種測定を以下の要領で実施した結果を表1に示す。   Various measurements were carried out in the following manner using the polyurethane elastomer moldings (2 mm thick sheets) obtained from Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 10 obtained by blending and molding shown in Table 1. The results are shown in Table 1.

Figure 0005168721
Figure 0005168721

〔注型性〕
2液混合ウレタン注型機により混合吐出されてたポリウレタンエラストマー形成性組成物を130℃に予熱されている2mm厚の平板シート形成用の金型に注入した際に、金型内に十分に流れ込んだかを得られた成型物の形状から以下の基準により判断を行った。評価の基準は、金型形状通り全域に流れ込んている;○、半分以上流れ込んでいない部分がある;△、半分も流れ込んでいない;×
[Castability]
When the polyurethane elastomer-forming composition mixed and discharged by the two-component mixed urethane casting machine is poured into a mold for forming a 2 mm thick flat sheet preheated to 130 ° C., it sufficiently flows into the mold. Judgment was made according to the following criteria from the shape of the molded product obtained. The standard of evaluation is that it flows into the whole area according to the shape of the mold; ○, there is a part that does not flow more than half; △, half does not flow; ×

〔脱型時間〕
2液混合ウレタン注型機により混合吐出されてたポリウレタンエラストマー形成性組成物を130℃に予熱されている2mm厚の平板シート形成用の金型に注入した後、1.0、2.0、3.0、5.0、10、20分間隔で脱型を試み、成型物が変形することなく、脱型できる時間を示す。この際に得られたポリウレタンエラストマー成型物に付いて以下の項目の試験を実施した。
[Demolding time]
After injecting the polyurethane elastomer-forming composition mixed and discharged by a two-component mixed urethane casting machine into a mold for forming a 2 mm thick flat sheet preheated to 130 ° C., 1.0, 2.0, Demolding is attempted at intervals of 3.0, 5.0, 10, and 20 minutes, and the time during which demolding can be performed without deformation of the molded product is shown. The following items were tested on the polyurethane elastomer moldings obtained at this time.

〔脱型時硬度〕
所定時間に加熱硬化させたポリウレタンエラストマー成型物を脱型した後、得られた成型物を速やかに(約3分程度)23度、湿度60%の恒温高湿下の部屋に移し、IRHD硬度計(MICRO HARDNESS TESTER;Wallace社製)にて脱型硬度の測定を行った。
[Hardness during mold removal]
After demolding the polyurethane elastomer molded product that has been heat-cured for a specified time, the molded product is quickly transferred (about 3 minutes) to a room at 23 ° C, 60% humidity and constant temperature and humidity. (MICRO HARDNESS TESTER; manufactured by Wallace) was used to measure the demolding hardness.

〔経時硬度(翌日・二日後・三日後・七日後(最終硬度))〕
引き続き、得られた成型物を室温23度、湿度60%の恒温高湿下の部屋にて養生を行ったシートにて、所定の時間毎に、Wallace社製IRHD硬度に付いて測定を行った。硬度上昇が速い物が最終反応までの速度が速く量産性に優れており指標に用いた。
[Time hardness (next day, two days later, three days later, seven days later (final hardness))]
Subsequently, the obtained molded product was measured for IRHD hardness manufactured by Wallace at a predetermined time with a sheet cured in a room at a constant temperature and high humidity of room temperature 23 degrees and humidity 60%. . A material with a rapid increase in hardness has a high speed to the final reaction and is excellent in mass productivity, and was used as an index.

〔初期モジュラス、引張強度、伸張率〕
室温23度、湿度60%の恒温高湿下の部屋にて7日間養生を行ったシートにて、各々について、初期モジュラス、引張強度、伸張率、についてJISK7312に準じ測定を実施した。
[Initial modulus, tensile strength, elongation ratio]
Using a sheet that had been cured for 7 days in a room at a constant temperature and high humidity of 23 ° C. and 60% humidity, the initial modulus, tensile strength, and elongation rate were measured according to JIS K7312.

〔硬度クリープ〕
室温23度、湿度60%の恒温高湿下の部屋にて7日間養生を行ったシートにて、硬度クリープについて、測定を実施した。測定にはIRHD硬度計(デジテスト;ドイツH.バーレイス社製)を用い、硬度初期値と99秒後の硬度変化率に付いて次式より求めた。
硬度クリープ(%)=(初期値硬度−99秒値硬度)/初期硬度×100
[Hardness creep]
Hardness creep was measured on a sheet that had been cured for 7 days in a room at a constant temperature and high humidity of room temperature 23 degrees and humidity 60%. For the measurement, an IRHD hardness tester (Digitest; manufactured by H. Burreis, Germany) was used, and the initial hardness value and the rate of change in hardness after 99 seconds were obtained from the following equation.
Hardness creep (%) = (initial value hardness−99 second value hardness) / initial hardness × 100

〔汚染性〕
室温23度、湿度60%の恒温高湿下の部屋にて7日間養生を行ったシートにて、汚染性の試験を実施した。試験は、成型シートを50×50×2mmの正方形に切り出し、綺麗なガラス板2枚に挟み、0.1kg/cm2の加重に成るように重りで調製し、温度60℃、湿度80%の条件下で1週間放置し、その後、成型シートを剥がし、ガラスの汚れに付いて目視で以下の基準により判断を行った。評価の基準は以汚れ無し;○、やや汚れ有り;△、汚れ有り;×
[Contamination]
A contamination test was conducted on a sheet that had been cured for 7 days in a room at a constant temperature and high humidity of room temperature 23 degrees and humidity 60%. In the test, a molded sheet was cut into a square of 50 × 50 × 2 mm, sandwiched between two clean glass plates, prepared with a weight so as to be a load of 0.1 kg / cm 2, under conditions of a temperature of 60 ° C. and a humidity of 80%. The molded sheet was peeled off for 1 week and then peeled off. The glass was soiled and visually judged according to the following criteria. Evaluation criteria are as follows: No dirt; ○, Slightly dirty; △, Dirt; ×

〔イソシアヌレート結合/ウレタン結合IR吸光度比〕
室温23度、湿度60%の恒温高湿下の部屋にて7日間養生を行ったシートにて、イソシアヌレート結合/ウレタン結合IR吸光度比について試験を行った。試験は、FT−IR(AVATAR360;Nicolet製)のATR法によりシート断面部の測定を行い、イソシアヌレート結合1415cm−1/ウレタン結合1530cm−1の吸光度比により、イソシアヌレート結合の生成比について比較を行った。この値が、大きいものは、硬度クープも大きく成る傾向に有る。
[Isocyanurate bond / urethane bond IR absorbance ratio]
Tests were conducted for the isocyanurate-bonded / urethane-bonded IR absorbance ratio on a sheet that had been cured for 7 days in a room at a constant temperature and humidity of 23 ° C. and 60% humidity. Tests, FT-IR; was measured in the sheet cross section by ATR method (Avatar 360 manufactured by Nicolet), the absorbance ratio of isocyanurate linkages 1415cm -1 / urethane bond 1530 cm -1, a comparison of generation ratio of isocyanurate bond went. When this value is large, the hardness coup tends to be large.

表1において
MDI;4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート
TDI;2,4−トルエンジイソシアネート
PBA−750;1,4−ブタンジオールとアジピン酸から得られるポリエステルジオール、数平均分子量=750
PEA−2000;エチレングリコールとアジピン酸から得られるポリエステルジオール、数平均分子量=2,000
PBA−2500 ;1,4−ブタンジオールとアジピン酸から得られるポリエステルジオール、数平均分子量=2,500
PTMG−1000;ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、数平均分子量=1,000
オルガチックスTC−400;チタントリエタノールアミネートの2−プロパノール溶液(固形分:約80%)(マツモトファインケミカル製)
DABCO P−15;酢酸カリウムのエチレングリコール希釈液(固形分:約38.4%)(三共エアプロダックツ製)
POLYCAT 17;N,N,N’−トリメチル−2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン(エアープロダクツジャパン製)
TEDA;トリエチレンジアミン(東ソー製)
DOTDL;ヂオクチルチンジラウレート(共同薬品製)
In Table 1, MDI; 4,4′-diphenylmethane diisocyanate TDI; 2,4-toluene diisocyanate PBA-750; polyester diol obtained from 1,4-butanediol and adipic acid, number average molecular weight = 750
PEA-2000; polyester diol obtained from ethylene glycol and adipic acid, number average molecular weight = 2,000
PBA-2500; polyester diol obtained from 1,4-butanediol and adipic acid, number average molecular weight = 2,500
PTMG-1000; poly (oxytetramethylene) glycol, number average molecular weight = 1,000
ORGATICS TC-400; 2-propanol solution of titanium triethanolamate (solid content: about 80%) (Matsumoto Fine Chemical)
DABCO P-15; Ethylene glycol diluted solution of potassium acetate (solid content: about 38.4%) (manufactured by Sankyo Air Products)
POLYCAT 17; N, N, N′-trimethyl-2-hydroxyethylpropylenediamine (manufactured by Air Products Japan)
TEDA: Triethylenediamine (Tosoh)
DOTDL: Dioctyltin dilaurate (manufactured by Kyodo Yakuhin)

本発明の触媒組成物によれば、NCO基含有プレポリマーと、水酸基含有硬化剤との混合・反応により、上記の機械特性を有する成型物を構成する熱硬化ポリウレタンエラストマーを確実に成型する事ができる。






According to the catalyst composition of the present invention, the thermosetting polyurethane elastomer constituting the molded product having the above-mentioned mechanical properties can be reliably molded by mixing and reaction of the NCO group-containing prepolymer and the hydroxyl group-containing curing agent. it can.






Claims (7)

イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー(A)と水酸基含有硬化剤(B)の混合比α(水酸基(mol)/NCO基(mol))が0.5〜0.8の混合比率からなり、触媒(C)が少なくとも、トリアルコールアミンとチタンテトラアルコキシドを反応させて得られるチタントリアルコールアミネート触媒(C1)と、酢酸金属塩系触媒(C2)と、アミノアルコール系触媒(C3)の3種類の触媒を用い、各触媒の形成性組成物全体に対する含有量が、(C1):50〜500ppm、(C2):20〜100ppm、(C3):50〜600ppmであること、を特徴とする速脱型注型ウレタンエラストマー形成性組成物。 The mixing ratio α (hydroxyl group (mol) / NCO group (mol)) of the isocyanate group-containing urethane prepolymer (A) and the hydroxyl group-containing curing agent (B) has a mixing ratio of 0.5 to 0.8. ) At least three types of catalysts: a titanium trialcohol aminate catalyst (C1) obtained by reacting a trialcoholamine and titanium tetraalkoxide, a metal acetate catalyst (C2), and an amino alcohol catalyst (C3). is the content for the reference, the entire forming composition of each catalyst (C1): 50~500ppm, (C2 ): 20~100ppm, (C3): and it is 50~600Ppm, wherein, Hayada' Mold cast urethane elastomer forming composition. 請求項1に記載の触媒(C1)が一般式(1)で表されることを特徴とする速脱型注型ウレタンエラストマー形成性組成物。
Figure 0005168721
Figure 0005168721

[一般式(1)中のR1〜R4のうち少なくとも1つが一般式(2)で示される官能基であり、残りが炭素数1〜8のアルキル基であり、一般式(2)中のR5が炭素数1〜4のアルキレン基である。]
The catalyst (C1) of Claim 1 is represented by General formula (1) , The quick demolding cast urethane elastomer formation composition characterized by the above -mentioned.
Figure 0005168721
Figure 0005168721

[At least one of R1 to R4 in the general formula (1) is a functional group represented by the general formula (2), the rest is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R5 in the general formula (2) Is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. ]
請求項1又は2に記載の触媒(C1)が、下記一般式(3)で表されることを特徴とする速脱型注型ウレタンエラストマー形成性組成物。

Ti(OC3H7)2(C6H14O3N)2 (3)
The catalyst (C1) according to claim 1 or 2 is represented by the following general formula (3), a rapid demolding cast urethane elastomer-forming composition.

Ti (OC3H7) 2 (C6H14O3N) 2 (3)
イソシアネート基含有プレポリマー(A)が、少なくともジフェニルメタンジイソシアネート(A1)と、数平均分子量500〜3,000の2官能ポリオール(A2)との反応により得られるものであること、を特徴とする請求項1から3に記載の速脱型注型ウレタンエラストマー形成性組成物。 The isocyanate group-containing prepolymer (A) is obtained by a reaction of at least diphenylmethane diisocyanate (A1) and a bifunctional polyol (A2) having a number average molecular weight of 500 to 3,000. according to 1 to 3, fast demold casting urethane elastomer forming compositions. 水酸基含有硬化剤(B)が、少なくとも数平均分子量300以下の短鎖ジオール(B1)、数平均分子量500以下の短鎖トリオール(B2)の2種類の水酸基含有化合物を用いたものであること、を特徴とする請求項1から4項のいずれか1項に記載の速脱型注型ウレタンエラストマー形成性組成物。 The hydroxyl group-containing curing agent (B) is one using at least two types of hydroxyl group-containing compounds: a short chain diol (B1) having a number average molecular weight of 300 or less and a short chain triol (B2) having a number average molecular weight of 500 or less, according to any one of claims 1 to 4, wherein, wherein, fast demolded casting urethane elastomer forming compositions. 水酸基含有硬化剤(B)が、少なくとも数平均分子量300以下の短鎖ジオール(B1)、数平均分子量500以下の短鎖トリオール(B2)、数平均分子量500〜3,000の2官能ポリオール(B3)の3種類の水酸基含有化合物を用いたものであること、を特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の速脱型注型ウレタンエラストマー形成性組成物。 The hydroxyl group-containing curing agent (B) is at least a short chain diol (B1) having a number average molecular weight of 300 or less, a short chain triol (B2) having a number average molecular weight of 500 or less, a bifunctional polyol (B3) having a number average molecular weight of 500 to 3,000. 6) The three-hydroxyl group-containing compound is used , and the rapidly demolding cast urethane elastomer-forming composition according to any one of claims 1 to 5. 請求項1から6項のいずれか1項に記載の硬度クリープの小さい速脱型注型ウレタンエラストマー形成性組成物、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー(A)と、水酸基含有硬化剤(B)と、触媒(C)とを混合した液状物を型内に注入して加熱硬化させ、その後、硬化物を脱型して得られる熱硬化ウレタンエラストマーの製造方法。 A quick-release cast urethane elastomer-forming composition with small hardness creep according to any one of claims 1 to 6, an isocyanate group-containing urethane prepolymer (A), a hydroxyl group-containing curing agent (B), catalyst (C) and the combined liquid was cured by heating is injected into the mold, after which the resulting cured product was demolded, method for producing a thermoset urethane elastomer.
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