JP5289767B2 - ウレトジオン基を含有する高反応性ポリウレタン組成物 - Google Patents
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Description
I.以下
A)少なくとも2個のNCO基を有するポリイソシアネート及び
B)ウレトジオン基を含有するポリイソシアネートと、
C)オリゴマー又はポリマーポリオール
D)場合により少なくとも1個のOH基を有する低分子物質
E)場合によりブロック剤
との反応生成物と、
II.以下
a)以下の式
1.[XR1R2R3R4]+[R5COO]-[式中、XはN又はPの何れかであってよく、かつR1〜R4は同時に又は互いに無関係に、1〜18個の炭素原子を有する、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基、アルコキシアルキル基を表し、前記基はそれぞれ直鎖状又は分枝鎖状であり、架橋されていないか、又は別の基R1〜R4と架橋して単環、二環又は三環を形成し、かつこの架橋原子は炭素の他にヘテロ原子であってもよく、かつ、それぞれの基R1〜R4は、付加的に更に1個以上のアルコール基、アミノ基、エステル基、ケト基、チオ基、ウレタン基、尿素基、アロファネート基、二重結合、三重結合又はハロゲン原子を有してよく、かつR5は、1〜18個の炭素原子を有する直鎖状又は分枝鎖状の、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基、アルコキシアルキル基であり、かつ付加的に更に1個以上のアルコール基、アミノ基、エステル基、ケト基、チオ基、酸基、ウレタン基、尿素基、アロファネート基、二重結合、三重結合又はハロゲン原子を有してよい]、
2.[XR1R2R3R4]+[R5]-[式中、XはN又はPの何れかであってよく、かつR1〜R4は同時に又は互いに無関係に、1〜18個の炭素原子を有する、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基、アルコキシアルキル基を表し、前記基はそれぞれ直鎖状又は分枝鎖状であり、架橋されていないか、又は別の基R1〜R4と架橋して単環、二環又は三環を形成し、かつこの架橋原子は炭素の他にヘテロ原子であってもよく、かつ、それぞれの基R1〜R4は、付加的に更に1個以上のアルコール基、アミノ基、エステル基、ケト基、チオ基、酸基、ウレタン基、尿素基、アロファネート基、二重結合、三重結合又はハロゲン原子を有してよく、かつR5は、OH又はFの何れかを表す]、
3.M(OR1)n(OR2)m(OR3)o(OR4)p(OR5)q(OR6)r[式中、Mは任意の正の酸化数の金属であり、合計n+m+o+p+q+rと同一であり、m、o、p、q、rは0〜6の整数であり、かつ合計n+m+o+p+q+r=1〜6であり、基R1〜R6は同時に又は互いに無関係に水素又は1〜8個の炭素原子を有するアルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基、アルコキシアルキル基を意味し、前記基はそれぞれ直鎖状又は分枝鎖状であり、架橋されていないか、又は別の基と架橋して単環、二環又は三環を形成し、かつこの架橋原子は炭素の他にヘテロ原子であってもよく、かつ付加的に更に1個以上のアルコール基、アミノ基、エステル基、ケト基、チオ基、酸基、ウレタン基、尿素基、アロファネート基、二重結合、三重結合又はハロゲン原子を有してよい]
の少なくとも1種の触媒、
その際、群1〜3からの前記触媒の割合は、単独又は混合物で、全配合物に対して0.001〜3質量%であり、かつ更にこの触媒は不活性シェルで包囲されていてもよく、それを用いてカプセル化されていてもよい;及び
b)場合により、全配合物に対して0.1〜10%の質量割合を有する、酸基に対して反応性を示す少なくとも1種の化合物;
c)場合により、全配合物に対して0.1〜10%の質量割合の、モノマー又はポリマーの形の少なくとも1種の酸;
d)場合により助剤及び添加剤
の成分
との混合物を主として含有する高反応性ポリウレタン組成物である。
1.式[XR1R2R3R4]+[R5COO]-[式中、XはN又はPの何れかであってよく、かつR1〜R4は同時に又は互いに無関係に、1〜18個の炭素原子を有する、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基、アルコキシアルキル基を表し、前記基はそれぞれ直鎖状又は分枝鎖状であり、架橋されていないか、又は別の基R1〜R4と架橋して単環、二環又は三環を形成し、かつこの架橋原子は炭素の他にヘテロ原子であってもよく、かつ、それぞれの基R1〜R4は、付加的に更に1個以上のアルコール基、アミノ基、エステル基、ケト基、チオ基、ウレタン基、尿素基、アロファネート基、二重結合、三重結合又はハロゲン原子を有してよく、かつR5は、1〜18個の炭素原子を有する直鎖状又は分枝鎖状の、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基、アルコキシアルキル基であり、かつ付加的に更に1個以上のアルコール基、アミノ基、エステル基、ケト基、チオ基、酸基、ウレタン基、尿素基、アロファネート基、二重結合、三重結合又はハロゲン原子を有してよい]、又は、
2.式[XR1R2R3R4]+[R5]-[式中、XはN又はPの何れかであってよく、かつR1〜R4は同時に又は互いに無関係に、1〜18個の炭素原子を有する、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基、アルコキシアルキル基を表し、前記基はそれぞれ直鎖状又は分枝鎖状であり、架橋されていないか、又は別の基R1〜R4と架橋して単環、二環又は三環を形成し、かつこの架橋原子は炭素の他にヘテロ原子であってもよく、かつ、それぞれの基R1〜R4は、付加的に更に1個以上のアルコール基、アミノ基、エステル基、ケト基、チオ基、酸基、ウレタン基、尿素基、アロファネート基、二重結合、三重結合又はハロゲン原子を有してよく、かつR5は、OH又はFの何れかを表す]、又は、
3.式M(OR1)n(OR2)m(OR3)o(OR4)p(OR5)q(OR6)r[式中、Mは任意の正の酸化数の金属であり、合計n+m+o+p+q+rと同一であり、m、o、p、q、rは0〜6の整数であり、かつ合計n+m+o+p+q+r=1〜6であり、基R1〜R6は同時に又は互いに無関係に水素又は1〜8個の炭素原子を有するアルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基、アルコキシアルキル基を意味し、前記基はそれぞれ直鎖状又は分枝鎖状であり、架橋されていないか、又は別の基と架橋して単環、二環又は三環を形成し、かつこの架橋原子は炭素の他にヘテロ原子であってもよく、かつ付加的に更に1個以上のアルコール基、アミノ基、エステル基、ケト基、チオ基、酸基、ウレタン基、尿素基、アロファネート基、二重結合、三重結合又はハロゲン原子を有してよい]を満たす。
I.以下
A)少なくとも2個のNCO基を有するポリイソシアネート及び
B)ウレトジオン基を含有するポリイソシアネートと、
C)オリゴマー又はポリマーポリオール
D)場合により少なくとも1個のOH基を有する低分子物質
E)場合によりブロック剤
との反応生成物と、
II.以下
a)以下の式
1.[XR1R2R3R4]+[R5COO]-[式中、XはN又はPの何れかであってよく、かつR1〜R4は同時に又は互いに無関係に、1〜18個の炭素原子を有する、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基、アルコキシアルキル基を表し、前記基はそれぞれ直鎖状又は分枝鎖状であり、架橋されていないか、又は別の基R1〜R4と架橋して単環、二環又は三環を形成し、かつこの架橋原子は炭素の他にヘテロ原子であってもよく、かつ、それぞれの基R1〜R4は、付加的に更に1個以上のアルコール基、アミノ基、エステル基、ケト基、チオ基、ウレタン基、尿素基、アロファネート基、二重結合、三重結合又はハロゲン原子を有してよく、かつR5は、1〜18個の炭素原子を有する直鎖状又は分枝鎖状の、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基、アルコキシアルキル基であり、かつ付加的に更に1個以上のアルコール基、アミノ基、エステル基、ケト基、チオ基、酸基、ウレタン基、尿素基、アロファネート基、二重結合、三重結合又はハロゲン原子を有してよい]、
2.[XR1R2R3R4]+[R5]-[式中、XはN又はPの何れかであってよく、かつR1〜R4は同時に又は互いに無関係に、1〜18個の炭素原子を有する、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基、アルコキシアルキル基を表し、前記基はそれぞれ直鎖状又は分枝鎖状であり、架橋されていないか、又は別の基R1〜R4と架橋して単環、二環又は三環を形成し、かつこの架橋原子は炭素の他にヘテロ原子であってもよく、かつ、それぞれの基R1〜R4は、付加的に更に1個以上のアルコール基、アミノ基、エステル基、ケト基、チオ基、酸基、ウレタン基、尿素基、アロファネート基、二重結合、三重結合又はハロゲン原子を有してよく、かつR5は、OH又はFの何れかを表す]、
3.M(OR1)n(OR2)m(OR3)o(OR4)p(OR5)q(OR6)r[式中、Mは任意の正の酸化数の金属であり、合計n+m+o+p+q+rと同一であり、m、o、p、q、rは0〜6の整数であり、かつ合計n+m+o+p+q+r=1〜6であり、基R1〜R6は同時に又は互いに無関係に水素又は1〜8個の炭素原子を有するアルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基、アルコキシアルキル基を意味し、前記基はそれぞれ直鎖状又は分枝鎖状であり、架橋されていないか、又は別の基と架橋して単環、二環又は三環を形成し、かつこの架橋原子は炭素の他にヘテロ原子であってもよく、かつ付加的に更に1個以上のアルコール基、アミノ基、エステル基、ケト基、チオ基、酸基、ウレタン基、尿素基、アロファネート基、二重結合、三重結合又はハロゲン原子を有してよい]
の少なくとも1種の触媒、
その際、群1〜3からの前記触媒の割合は、単独又は混合物で、全配合物に対して0.001〜3質量%であり、かつ更にこの触媒は不活性シェルで包囲されていてもよく、それを用いてカプセル化されていてもよい;及び
b)場合により、全配合物に対して0.1〜10%の質量割合を有する、酸基に対して反応性を示す少なくとも1種の化合物;
c)場合により、全配合物に対して0.1〜10%の質量割合の、モノマー又はポリマーの形の少なくとも1種の酸;
d)場合により助剤及び添加剤
の成分
との混合物を主として含有するポリウレタン組成物を含有することを特徴とする熱可塑性ポリウレタン成形材料である。
a)実施例1(本発明による)
224gのDynacoll7380、18.5gのIPDI−ウレトジオン及び2.9gのIPDIを互いに1.5lの塩化メチレン中に溶解させ、そしてそれを0.2gのDBTLと混合した。次いで、8時間にわたって還流下で沸騰させることで遊離のNCO含有率を0.1%未満に低下させた。次いで、室温まで冷却し、0.37gのTBAB及び1.86gのPolypox R16を添加した。この溶剤を最初に回転蒸発器上で除去し、そして最終的に真空乾燥棚中で20〜30℃で完全に除去した。この生成物の特性決定を、以下の試験方法により実施した。
試験1を繰り返したが、但しTBABは添加しなかった。この生成物の特性決定を、以下の試験方法により実施した。
Claims (21)
- ポリウレタン組成物であって、
I.以下
A)少なくとも2個のNCO基を有するポリイソシアネート及び
B)ウレトジオン基を含有するポリイソシアネートと、
C)オリゴマー又はポリマーポリオール
D)場合により、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、s−ブタノール、異性体のペンタノール、ヘキサノール、オクタノール及びノナノール、n−デカノール、n−ドデカノール、n−テトラデカノール、n−ヘキサデカノール、n−オクタデカノール、シクロヘキサノール、異性体のメチルシクロヘキサノール及びヒドロキシメチルシクロヘキサンからなる群から選択されるモノアルコール、
エチレングリコール、トリエチレングリコール、ブタンジオール−1,4、ペンタンジオール−1,5、ヘキサンジオール−1,6、3−メチルペンタンジオール−1,5、ネオペンチルグリコール、2,2,4(2,4,4)−トリメチルヘキサンジオール及びヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルからなる群から選択されるジオール、ならびに/あるいは
トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ヘキサントリオール−1,2,6、ブタントリオール−1,2,4、トリス(β−ヒドロキシエチル)−イソシアヌレート、ペンタエリトリトール、マンニトール及びソルビトールからなる群から選択されるトリオール
から選択される少なくとも1個のOH基を有する低分子物質
E)場合によりブロック剤
との反応生成物と、
II.以下
a)以下の式
1.[XR1R2R3R4]+[R5COO]-[式中、XはN又はPの何れかであってよく、かつR1〜R4は同時に又は互いに無関係に、1〜18個の炭素原子を有する、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基、アルコキシアルキル基を表し、前記基はそれぞれ直鎖状又は分枝鎖状であり、架橋されていないか、又は別の基R1〜R4と架橋して単環、二環又は三環を形成し、かつこの架橋原子は炭素の他にヘテロ原子であってもよく、かつ、それぞれの基R1〜R4は、付加的に更に1個以上のアルコール基、アミノ基、エステル基、ケト基、チオ基、ウレタン基、尿素基、アロファネート基、二重結合、三重結合又はハロゲン原子を有してよく、かつR5は、1〜18個の炭素原子を有する直鎖状又は分枝鎖状の、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基、アルコキシアルキル基であり、かつ付加的に更に1個以上のアルコール基、アミノ基、エステル基、ケト基、チオ基、酸基、ウレタン基、尿素基、アロファネート基、二重結合、三重結合又はハロゲン原子を有してよい]の触媒、
その際、群1の前記触媒の割合は、単独又は混合物で、全配合物に対して0.001〜3質量%であり、かつ更にこの触媒は不活性シェルで包囲されていてもよく、それを用いてカプセル化されていてもよい;及び
b)場合により、全配合物に対して0.1〜10%の質量割合を有する、酸基に対して反応性を示す少なくとも1種の化合物;
c)場合により、全配合物に対して0.1〜10%の質量割合の、モノマー又はポリマーの形の少なくとも1種の酸;
d)場合により助剤及び添加剤
の成分
との混合物を主として含有するポリウレタン組成物。 - 更なる助剤及び添加剤が含まれることを特徴とする、請求項1に記載のポリウレタン組成物。
- 成分A)として、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン(H12MDI)、2−メチルペンタンジイソシアネート(MPDI)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート/2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)、メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)及び/又はテトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)から選択されたポリイソシアネートが使用されることを特徴とする、請求項1又は2に記載のポリウレタン組成物。
- IPDI、HDI及び/又はH12MDIが使用されることを特徴とする、請求項3に記載のポリウレタン組成物。
- 成分B)として、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン(H12MDI)、2−メチルペンタンジイソシアネート(MPDI)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート/2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)、メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)及び/又はテトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)を基礎とするポリイソシアネートが使用されることを特徴とする、請求項1から4までの何れか1項に記載のポリウレタン組成物。
- IPDI、HDI及びH12MDIが使用されることを特徴とする、請求項5に記載のポリウレタン組成物。
- 成分C)として、20〜500(mgKOH/グラム)のOH価を有するポリエステル、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリエーテル及び/又はポリカーボネートが使用されることを特徴とする、請求項1から6までの何れか1項に記載のポリウレタン組成物。
- 成分C)として、20〜150mgKOH/グラムのOH価及び500〜6000g/モルの平均分子量を有するヒドロキシル基含有ポリエステルが使用されることを特徴とする、請求項1から7までの何れか1項に記載のポリウレタン組成物。
- 成分E)として、アセト酢酸エチルエステル、ジイソプロピルアミン、メチルエチルケトキシム、マロン酸ジエチルエステル、ε−カプロラクタム、1,2,4−トリアゾール又は3,5−ジメチルピラゾールが使用されることを特徴とする、請求項1から8までの何れか1項に記載のポリウレタン組成物。
- 触媒1として、テトラメチルアンモニウムホルメート、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウムプロピオネート、テトラメチルアンモニウムブチレート、テトラメチルアンモニウムベンゾエート、テトラエチルアンモニウムホルメート、テトラエチルアンモニウムアセテート、テトラエチルアンモニウムプロピオネート、テトラエチルアンモニウムブチレート、テトラエチルアンモニウムベンゾエート、テトラプロピルアンモニウムホルメート、テトラプロピルアンモニウムアセテート、テトラプロピルアンモニウムプロピオネート、テトラプロピルアンモニウムブチレート、テトラプロピルアンモニウムベンゾエート、テトラブチルアンモニウムホルメート、テトラブチルアンモニウムアセテート、テトラブチルアンモニウムプロピオネート、テトラブチルアンモニウムブチレート、テトラブチルアンモニウムベンゾエート、テトラブチルホスホニウムアセテート、テトラブチルホスホニウムホルメート、エチルトリフェニルホスホニウムアセテート、テトラブチルホスホニウムベンゾトリアゾレート、テトラフェニルホスホニウムフェノレート及びトリヘキシルテトラデシルホスホニウムデカノエートからなる群から選択された化合物が使用されることを特徴とする、請求項1から9までの何れか1項に記載のポリウレタン組成物。
- 化合物IIb)として、エポキシ化合物、カルボジイミド、ヒドロキシアルキルアミド又は2−オキサゾリン、又は無機塩が使用されることを特徴とする、請求項1から10までの何れか1項に記載のポリウレタン組成物。
- 無機塩として、水酸化物、炭酸水素塩若しくは炭酸塩が使用されることを特徴とする、請求項11記載のポリウレタン組成物。
- 酸IIc)として、硫酸、酢酸、安息香酸、マロン酸、テレフタル酸、又は少なくとも20の酸価を有するコポリエステル若しくはコポリアミドが使用されることを特徴とする、請求項1から12までの何れか1項に記載のポリウレタン組成物。
- 成分IId)として、流展性調節剤、光保護剤、充填剤又は顔料が使用されることを特徴とする、請求項1から13までの何れか1項に記載のポリウレタン組成物。
- 金属有機触媒又は第3級アミンから選択された付加的な触媒が使用されることを特徴とする、請求項1から14までの何れか1項に記載のポリウレタン組成物。
- 請求項1から15までの何れか1項に記載のヒドロキシ末端のウレトジオン基含有ポリウレタン化合物の製造方法において、反応生成物Iと成分IIとを40〜220℃で反応させることにより、溶解状又は塊状のポリウレタン組成物の製造を実施する方法。
- 反応生成物Iと成分IIとを40〜120℃で反応させることにより、溶解状又は塊状のポリウレタン組成物の製造を実施する、請求項16記載の製造方法。
- 請求項1から15までの何れか1項に記載のポリウレタン組成物を純粋な形で又は他のポリマーと一緒に熱可塑性ポリウレタン(TPU)及び成形材料の製造に用いる使用。
- 熱可塑性ポリウレタン成形材料であって、該成形材料が
I.以下
A)少なくとも2個のNCO基を有するポリイソシアネート及び
B)ウレトジオン基を含有するポリイソシアネートと、
C)オリゴマー又はポリマーポリオール
D)場合により、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、s−ブタノール、異性体のペンタノール、ヘキサノール、オクタノール及びノナノール、n−デカノール、n−ドデカノール、n−テトラデカノール、n−ヘキサデカノール、n−オクタデカノール、シクロヘキサノール、異性体のメチルシクロヘキサノール及びヒドロキシメチルシクロヘキサンからなる群から選択されるモノアルコール、
エチレングリコール、トリエチレングリコール、ブタンジオール−1,4、ペンタンジオール−1,5、ヘキサンジオール−1,6、3−メチルペンタンジオール−1,5、ネオペンチルグリコール、2,2,4(2,4,4)−トリメチルヘキサンジオール及びヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルからなる群から選択されるジオール、ならびに/あるいは
トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ヘキサントリオール−1,2,6、ブタントリオール−1,2,4、トリス(β−ヒドロキシエチル)−イソシアヌレート、ペンタエリトリトール、マンニトール及びソルビトールからなる群から選択されるトリオール
から選択される少なくとも1個のOH基を有する低分子物質
E)場合によりブロック剤
との反応生成物と、
II.以下
a)以下の式
1.[XR1R2R3R4]+[R5COO]-[式中、XはN又はPの何れかであってよく、かつR1〜R4は同時に又は互いに無関係に、1〜18個の炭素原子を有する、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基、アルコキシアルキル基を表し、前記基はそれぞれ直鎖状又は分枝鎖状であり、架橋されていないか、又は別の基R1〜R4と架橋して単環、二環又は三環を形成し、かつこの架橋原子は炭素の他にヘテロ原子であってもよく、かつ、それぞれの基R1〜R4は、付加的に更に1個以上のアルコール基、アミノ基、エステル基、ケト基、チオ基、ウレタン基、尿素基、アロファネート基、二重結合、三重結合又はハロゲン原子を有してよく、かつR5は、1〜18個の炭素原子を有する直鎖状又は分枝鎖状の、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基、アルコキシアルキル基であり、かつ付加的に更に1個以上のアルコール基、アミノ基、エステル基、ケト基、チオ基、酸基、ウレタン基、尿素基、アロファネート基、二重結合、三重結合又はハロゲン原子を有してよい]の触媒、
その際、群1の前記触媒の割合は、単独又は混合物で、全配合物に対して0.001〜3質量%であり、かつ更にこの触媒は不活性シェルで包囲されていてもよく、それを用いてカプセル化されていてもよい;及び
b)場合により、全配合物に対して0.1〜10%の質量割合を有する、酸基に対して反応性を示す少なくとも1種の化合物;
c)場合により、全配合物に対して0.1〜10%の質量割合の、モノマー又はポリマーの形の少なくとも1種の酸;
d)場合により助剤及び添加剤
の成分
との混合物を主として含有するポリウレタン組成物を含有することを特徴とする熱可塑性ポリウレタン成形材料。 - 更なる助剤及び添加剤を含有することを特徴とする、請求項19に記載の熱可塑性ポリウレタン成形材料。
- ポリカーボネート、アクリロニトリル−コポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン−ポリマー、アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム−成形材料、エチレン及び/又はプロピレン並びにアクリル酸若しくはメタクリル酸又はそのナトリウム塩又はZn塩からのコポリマー、並びにエチレン及び/又はプロピレン並びにアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルからのコポリマーからなる群から選択された更なるポリマーが含まれることを特徴とする、請求項19又は20に記載の熱可塑性ポリウレタン成形材料。
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