JP5982733B2 - Thermoplastic polyurethane resin composition - Google Patents
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Description
本発明は、熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物に関するものであり、特に強度、透明性等に優れた熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物に関するものである。 The present invention relates to a thermoplastic polyurethane resin composition, and particularly to a thermoplastic polyurethane resin composition excellent in strength, transparency and the like.
熱可塑性ポリウレタン樹脂は、引張強度、圧縮永久歪みなどの力学物性、耐摩耗性に優れ、幅広い温度範囲でゴム弾性を示すことから、工業部品、日用品、車両内装材、スポーツ用品等として幅広く利用されている。一般的に熱可塑性ポリウレタン樹脂は、ポリオール、ジイソシアネートおよび低分子量ジオールなどの鎖延長剤を反応することにより得られ、ジイソシアネートと鎖延長剤からなるハードセグメント、およびポリオールを主成分とするソフトセグメントにより構成される。 Thermoplastic polyurethane resin has excellent mechanical properties such as tensile strength and compression set, and wear resistance, and exhibits rubber elasticity in a wide temperature range. Therefore, it is widely used as industrial parts, daily necessities, vehicle interior materials, sports equipment, etc. ing. Generally, thermoplastic polyurethane resins are obtained by reacting chain extenders such as polyols, diisocyanates and low molecular weight diols, and consist of hard segments composed of diisocyanates and chain extenders, and soft segments based on polyols. Is done.
そして、熱可塑性ポリウレタン樹脂の力学物性や耐熱性、ガスバリア性等を向上させるため、熱可塑性ポリウレタン樹脂に層状粘土鉱物を分散させる試みがなされている。しかしながら、層状粘土鉱物は親水性が高く、単に熱可塑性ポリウレタン樹脂と混合する方法では、ポリウレタン樹脂中で層状粘土鉱物が凝集してしまい、層状粘土鉱物の添加効果が十分に得られない、という課題があった。 In order to improve the mechanical properties, heat resistance, gas barrier properties, and the like of the thermoplastic polyurethane resin, attempts have been made to disperse the layered clay mineral in the thermoplastic polyurethane resin. However, the layered clay mineral has high hydrophilicity, and the method of simply mixing with the thermoplastic polyurethane resin causes the layered clay mineral to aggregate in the polyurethane resin, and the effect of adding the layered clay mineral cannot be sufficiently obtained. was there.
そこで、層状粘土鉱物を熱可塑性ポリウレタン樹脂中に均一に分散する方法として、様々な方法が提案されており、例えば、陽イオン交換容量が30ミリ当量/100g以上の層状珪酸塩を、灰分量として0.01ないし10重量%含むことを特徴とする熱可塑性ポリウレタン組成物とすること(例えば特許文献1参照。)、有機変性層状粘土鉱物を層間分離させて熱可塑性ウレタンエラストマー中に微分散させた熱可塑性ウレタンエラストマー複合材料(例えば特許文献2参照。)、等が提案されている。 Therefore, various methods have been proposed as a method for uniformly dispersing a layered clay mineral in a thermoplastic polyurethane resin. For example, a layered silicate having a cation exchange capacity of 30 meq / 100 g or more is used as an ash content. A thermoplastic polyurethane composition characterized by containing 0.01 to 10% by weight (see, for example, Patent Document 1), an organically modified layered clay mineral was separated into layers and finely dispersed in a thermoplastic urethane elastomer. Thermoplastic urethane elastomer composite materials (see, for example, Patent Document 2) have been proposed.
しかし、特許文献1における層状珪酸塩の均一な分散性とは、分散粒子の平均粒径が5000オングストローム以下である状態を指し、該平均粒径は、例えば透過型電子顕微鏡観察による画像により求められる量であることが記載されている。また、特許文献2では、層状粘土鉱物の微分散とは熱可塑性ウレタンエラストマー中に有機変性層状粘土鉱物を分散した際、有機変性層状粘土鉱物の層間距離が1.3ナノメートル以上広がっている状態のことをいう、と記載されており、これら分散性は、層状粘土鉱物の配合効果を十分に発揮させるうえで依然課題を有するものあり、更なる分散性の向上が望まれていた。 However, the uniform dispersibility of the layered silicate in Patent Document 1 refers to a state in which the average particle diameter of the dispersed particles is 5000 angstroms or less, and the average particle diameter is obtained from an image obtained by observation with a transmission electron microscope, for example. The amount is described. In Patent Document 2, the fine dispersion of the layered clay mineral is a state in which when the organically modified layered clay mineral is dispersed in the thermoplastic urethane elastomer, the interlayer distance of the organically modified layered clay mineral is spread by 1.3 nanometers or more. These dispersibility still have problems in fully exhibiting the blending effect of the layered clay mineral, and further improvement in dispersibility has been desired.
さらに、特許文献1の熱可塑性ポリウレタン組成物は層間化合物0.01〜40重量部と、熱可塑性ポリウレタン100重量部とを機械的剪断下溶融混合して得られるものであり、また、特許文献2の熱可塑性ウレタンエラストマーは層間に有機物を挿入した層状粘土鉱物と数平均分子量が5000〜40000である熱可塑性ウレタンエラストマーとを溶融混錬することで得られるものである。これら溶融混錬により製造された熱可塑性エラストマーについては、熱劣化や黄変が懸念され、また、溶融混錬によるコストを伴うものとなる、等の課題を有するものであった。 Furthermore, the thermoplastic polyurethane composition of Patent Document 1 is obtained by melting and mixing 0.01 to 40 parts by weight of an intercalation compound and 100 parts by weight of thermoplastic polyurethane under mechanical shearing. The thermoplastic urethane elastomer is obtained by melt-kneading a lamellar clay mineral having an organic substance inserted between layers and a thermoplastic urethane elastomer having a number average molecular weight of 5,000 to 40,000. These thermoplastic elastomers produced by melt-kneading have problems such as fear of thermal deterioration and yellowing, and costs associated with melt-kneading.
そこで、本発明は、層状粘土鉱物の分散性を高め、強度、透明性等に優れる熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物を提供することを目的とするものである。 Then, this invention aims at providing the thermoplastic polyurethane resin composition which improves the dispersibility of a layered clay mineral and is excellent in intensity | strength, transparency, etc.
本発明者らは、上記課題に関し鋭意検討した結果、特定の有機化剤で処理された層状粘土鉱物との組み合わせからなり、かつ特定の方法で製造された熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物が、優れた強度、透明性等を発現することを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have found that a thermoplastic polyurethane resin composition comprising a combination with a layered clay mineral treated with a specific organic agent and manufactured by a specific method is excellent. The inventors have found that strength, transparency, and the like are expressed, and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、ポリオールとジイソシアネートとを反応し末端基としてイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー及びジオールの混合物の合計量100重量部に対して、デイビス法によるHLB値が−5〜1の範囲内にある4級アンモニウムイオンにて処理された層状粘土鉱物0.1〜10重量部を混合し、該ウレタンプレポリマーを鎖延長反応して得られ、該ウレタンプレポリマーと該ジオールの配合割合が下記(ア)を満足する、ことを特徴とする熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物に関するものである。
(ア)該ウレタンプレポリマーを構成するポリオールの水酸基モル数を(M OH1 )、ジイソシアネートのイソシアネート基モル数を(M NCO )、該ジオールの水酸基モル数を(M OH2 )とした際に(M NCO −M OH1 )/(M OH2 )=0.9〜1.2である。
That is, in the present invention, the HLB value according to the Davis method is within the range of -5 to 1 with respect to 100 parts by weight of the total amount of the urethane prepolymer having a isocyanate group as a terminal group and a diol by reacting polyol and diisocyanate . It is obtained by mixing 0.1 to 10 parts by weight of a layered clay mineral treated with a quaternary ammonium ion and chain-extending the urethane prepolymer, and the blending ratio of the urethane prepolymer and the diol is as follows: The present invention relates to a thermoplastic polyurethane resin composition characterized by satisfying (a) .
(A) When the hydroxyl group mole number of the polyol constituting the urethane prepolymer is (M OH1 ), the isocyanate group mole number of the diisocyanate is (M NCO ), and the hydroxyl group mole number of the diol is (M OH2 ) (M NCO -M OH1) / (M OH2 ) a = 0.9 to 1.2.
本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物は、HLB値が−5〜1の範囲内にある4級アンモニウムイオンにて処理された層状粘土鉱物の存在下で、ウレタンプレポリマーを鎖延長剤であるジオールにより鎖延長し熱可塑性ポリウレタンとすることにより調製される樹脂組成物である。 The thermoplastic polyurethane resin composition of the present invention is a diol which is a urethane prepolymer as a chain extender in the presence of a layered clay mineral treated with a quaternary ammonium ion having an HLB value in the range of -5 to 1. It is a resin composition prepared by extending the chain by a thermoplastic polyurethane.
そして、該ウレタンプレポリマーは、ポリオールと該ポリオールに対して過剰量のジイソシアネートとを反応させることにより得られ、末端基としてイソシアネート基を有するものである。 The urethane prepolymer is obtained by reacting a polyol with an excessive amount of diisocyanate with respect to the polyol, and has an isocyanate group as a terminal group.
該ジイソシアネートとしては、例えば4,4’−又は2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDIと記すこともある。)、トルエンジイソシアネート、1,5−フタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリ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、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添MDI等の脂肪族ジイソシアネートが挙げられ、なかでも、特に優れた強度を有する熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物となることから、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートであることが好ましい。 Examples of the diisocyanate include 4,4′- or 2,4′-diphenylmethane diisocyanate (also referred to as MDI), toluene diisocyanate, 1,5-phthalene diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethyl xylylene diisocyanate, and the like. Aromatic diisocyanates; aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, norbornene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated MDI, etc., among others, a thermoplastic polyurethane resin composition having particularly excellent strength Therefore, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate is preferable.
また、該ポリオールとしては、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール等のポリアルキレングリコール;アジピン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、マレイン酸、フマル酸等の2塩基酸とエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコ−ル,ネオペンチルグリコール、2−メチルプロパンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール等の低分子量ジオール成分との重縮合により得られるポリエステルポリオール;ε−カプロラクトンやメチルバレロラクトン等の環状エステルの開環重合によって得られるラクトン系ポリエステルポリオール;1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール等の低分子量ジオール成分に炭酸ジフェニルあるいはホスゲンを作用させて縮合させたポリカーボネートジオール;ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、およびこれらの水添物等のポリオレフィンポリオール;ヒマシ油変性ポリオール、ダイマー酸変性ポリオール、大豆油変性ポリオール等の植物油系ポリオールなどが挙げられ、なかでも、特に優れた強度の熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物となることから、ポリエステルポリオールであることが好ましい。 Examples of the polyol include polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, polyhexamethylene glycol; adipic acid, sebacic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic anhydride, maleic acid, fumaric acid Dibasic acids such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, neopentyl glycol, 2-methylpropanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol Polyester polyols obtained by polycondensation with low molecular weight diol components such as lactones; lactone-based polyester polyols obtained by ring-opening polymerization of cyclic esters such as ε-caprolactone and methylvalerolactone; -Diphenyl carbonate or phosgene is allowed to act on low molecular weight diol components such as butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, and 1,8-octanediol. Condensed polycarbonate diols; Polyolefin polyols such as polybutadiene polyols, polyisoprene polyols, and hydrogenated products thereof; and vegetable oil-based polyols such as castor oil-modified polyol, dimer acid-modified polyol, soybean oil-modified polyol, etc., among others Since it becomes a thermoplastic polyurethane resin composition having particularly excellent strength, a polyester polyol is preferable.
該ポリオールの分子量としては、目的とする熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物に応じて選択すればよく、特に強度に優れた熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物となることから、500〜3000のものが好ましい。該ポリオールは1種類または2種以上が組み合わされたものであってもよく、また、その比率は特に制限はなく、用途に応じて任意に設定できる。 The molecular weight of the polyol may be selected according to the intended thermoplastic polyurethane resin composition, and is particularly preferably 500 to 3,000 because a thermoplastic polyurethane resin composition excellent in strength is obtained. The polyol may be one kind or a combination of two or more kinds, and the ratio is not particularly limited and can be arbitrarily set according to the use.
そして、該ウレタンプレポリマーは、該ジイソシアネートおよび該ポリオールを混合し、ウレタン化反応の際には、必要に応じ、アミン化合物や有機金属化合物などの触媒を添加することができる。アミン触媒としては、例えば、トリエチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルヘキシレンジアミン、ジメチルアミノエチルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ジブチルアミノエチルアミン、ジメチルアミノオクチルアミン、ジプロピルアミノプロピルアミン、トリエチルアミン、ジエチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン等が挙げられる。また、有機金属化合物としては、例えば、酢酸錫、オクチル酸錫、オレイン酸錫、ラウリル酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジメチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウリレート、ジブチル錫ジクロリドなどの錫系触媒などが挙げられる。触媒は、単独使用または2種類以上併用することができる。 And this urethane prepolymer can mix this diisocyanate and this polyol, and can add catalysts, such as an amine compound and an organometallic compound, as needed in the case of a urethanation reaction. Examples of the amine catalyst include triethylenediamine, tetramethylethylenediamine, tetramethylhexylenediamine, dimethylaminoethylamine, dimethylaminopropylamine, diethylaminopropylamine, dibutylaminoethylamine, dimethylaminooctylamine, dipropylaminopropylamine, triethylamine, Examples include diethylethanolamine and dimethylethanolamine. Examples of the organometallic compound include tin catalysts such as tin acetate, tin octylate, tin oleate, tin laurate, dibutyltin diacetate, dimethyltin dilaurate, dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, and dibutyltin dichloride. Etc. The catalysts can be used alone or in combination of two or more.
なお、該ウレタンプレポリマーとする際の該ジイソシアネートと該ポリオールとの割合はウレタンプレポリマーが得られる限りにおいて任意であり、その中でも、柔軟性と強度のバランスに優れた熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物となることから、ポリオールの水酸基モル数を(MOH1)、ジイソシアネートのイソシアネート基モル数を(MNCO)とした場合の(MNCO)/(MOH1)の値が、1.5〜8の範囲のウレタンプレポリマーであることが好ましい。 The ratio of the diisocyanate and the polyol in the urethane prepolymer is arbitrary as long as the urethane prepolymer is obtained, and among them, the thermoplastic polyurethane resin composition having an excellent balance between flexibility and strength, Therefore, the value of (M NCO ) / (M OH1 ) when the number of moles of hydroxyl group of the polyol is (M OH1 ) and the number of moles of isocyanate group of the diisocyanate is (M NCO ) is in the range of 1.5 to 8. It is preferable that it is a urethane prepolymer.
本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物を構成する熱可塑性ポリウレタン樹脂は、該プレポリマーを鎖延長剤であるジオールにより鎖延長することにより得られるものである。そして、該ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール,ジエチレングリコ−ル,2−メチル−1,3−プロパンジオール,3−メチル−1,5−ペンタンジオール,シクロヘキサンジオール,シクロヘキサンジメタノールなどが挙げられ、このなかでも、特に優れた強度の熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物が得られることから、1,4−ブタンジオールであることが好ましい。 The thermoplastic polyurethane resin constituting the thermoplastic polyurethane resin composition of the present invention is obtained by chain-extending the prepolymer with a diol which is a chain extender. Examples of the diol include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, 2-methyl-1,3-propanediol. , 3-methyl-1,5-pentanediol, cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol and the like, and among them, a thermoplastic polyurethane resin composition having particularly excellent strength can be obtained. It is preferable that
本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物を構成する層状粘土鉱物としては、HLB値が−5〜1の範囲内にある4級アンモニウムイオンにて処理された層状粘土鉱物であれば如何なるものを用いることも可能であり、該層状粘土鉱物は、層状粘土鉱物をHLB値が−5〜1の範囲内にある4級アンモニウムイオンで処理し、層間に存在するナトリウムやカルシウムなどの交換性陽イオンをアンモニウムイオンによりイオン交換する方法、層状粘土鉱物の表面に存在する水酸基を利用し、化学結合あるいは水素結合により変性する方法、等の方法により得ることができる。ここで、未処理の層状粘土鉱物又はHLB値が−5〜1の範囲外である4級アンモニウムイオンで処理した層状粘土鉱物である場合、熱可塑性ポリウレタン樹脂への分散性が乏しくなり、目的の熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物を得ることはできない。ここで、HLB値とは親水性と疎水性の程度を表す値であり、HLB値が高い程、親水性が高いことを示す。また、本発明におけるHLB値とは、例えばデイビス法により求めることが可能であり、デイビス法によれば、官能基に固有の基数を定め、「HLB値=7+親水基の基数の総和+親油基の基数の総和」と定義される。
As the layered clay mineral constituting the thermoplastic polyurethane resin composition of the present invention, any layered clay mineral treated with a quaternary ammonium ion having an HLB value in the range of -5 to 1 should be used. The layered clay mineral is obtained by treating the layered clay mineral with a quaternary ammonium ion having an HLB value in the range of -5 to 1, and exchanging exchangeable cations such as sodium and calcium existing between the layers with ammonium. It can be obtained by methods such as a method of ion exchange with ions, a method of modifying by chemical bonds or hydrogen bonds using hydroxyl groups present on the surface of the layered clay mineral. Here, in the case of an untreated layered clay mineral or a layered clay mineral treated with a quaternary ammonium ion whose HLB value is outside the range of -5 to 1, the dispersibility in the thermoplastic polyurethane resin becomes poor, and A thermoplastic polyurethane resin composition cannot be obtained. Here, the HLB value is a value representing the degree of hydrophilicity and hydrophobicity, and the higher the HLB value, the higher the hydrophilicity. In addition, the HLB value in the present invention can be determined by, for example, the Davis method. According to the Davis method, a unique number of functional groups is determined, and “HLB value = 7 + total number of hydrophilic group number + lipophilic oil”. It is defined as the “total number of bases”.
そして、層状粘土鉱物としては、例えばモンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、スチブンサイトなどのスメクタイト系粘土鉱物;バーミキュライト、ハロイサイト、膨潤性マイカ等が挙げられ、これら層状粘土鉱物は天然物であっても、合成物であってもよく、更に、1種類又は2種以上が組み合わされたものでもよく、その比率は特に制限されるものではない。 Examples of layered clay minerals include smectite clay minerals such as montmorillonite, beidellite, nontronite, saponite, hectorite, stevensite; vermiculite, halloysite, swellable mica, etc., and these layered clay minerals are natural products. Or may be a composite, and may be one or a combination of two or more, and the ratio is not particularly limited.
また、HLB値が−5〜1の範囲内の4級アンモニウムイオンとしては、該HLB値の範囲内であるものであれば特に制限はなく、例えば炭素数1〜20のアルキル基、該アルキル基の混合物である牛脂、該牛脂を水素化した水素化牛脂、を有する4級アンモニウムイオンが挙げられる。該アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、あるいはテトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基を挙げることができる。そして、該4級アンモニウムイオンの具体的例示としては、ジメチルジオクタデシル4級アンモニウムイオン(HLB値;−1.7)、ジメチルジ牛脂4級アンモニウムイオン(HLB値;−0.9)、ジメチルジ水添牛脂4級アンモニウムイオン(HLB値;−0.9)、などが挙げられる。 The quaternary ammonium ion having an HLB value in the range of -5 to 1 is not particularly limited as long as it is within the range of the HLB value. For example, the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, the alkyl group And quaternary ammonium ions having beef tallow, which is a mixture of Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, an octyl group, a decyl group, a dodecyl group, an octadecyl group, a tetradecyl group, a hexadecyl group, and an octadecyl group. Specific examples of the quaternary ammonium ion include dimethyldioctadecyl quaternary ammonium ion (HLB value: -1.7), dimethyldi-tallow quaternary ammonium ion (HLB value; -0.9), dimethyldihydrogenated Beef tallow quaternary ammonium ion (HLB value: -0.9), and the like.
そして、該HLB値が−5〜1の範囲内にある4級アンモニウムイオンにて処理された層状粘土鉱物は、市販品であってもよく、例えばジメチルジ水添牛脂4級アンモニウムイオンで有機化処理されたモンモリロナイト(Southern Clay Products社製、(商品名)Cloisite20A)、ジメチルジオクタデシル4級アンモニウムイオンで有機化処理されたモンモリロナイト(株式会社ホージュン製、(商品名)エスベンNX)、ジメチルジ牛脂4級アンモニウムイオンで有機化処理された膨潤性マイカ(コープケミカル株式会社製、(商品名)ソマシフMAE)などが市販品として入手が可能である。 The layered clay mineral treated with a quaternary ammonium ion having an HLB value in the range of -5 to 1 may be a commercial product, for example, an organic treatment with dimethyldihydrogenated tallow quaternary ammonium ions. Montmorillonite (manufactured by Southern Clay Products, (trade name) Cloisite 20A), montmorillonite organically treated with dimethyldioctadecyl quaternary ammonium ion (manufactured by Hojun Co., Ltd., (trade name) Sven NX), dimethyldi tallow quaternary ammonium Swellable mica that has been organically treated with ions (manufactured by Coop Chemical Co., Ltd., (trade name) Somasif MAE) and the like are available as commercial products.
該4級アンモニウムイオンにて処理された層状粘土鉱物に含まれる4級アンモニウムイオン量に特に制限なく、その中でも特に透明性と強度に優れる熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物となることから、10〜70重量%であることが好ましい。 The amount of quaternary ammonium ions contained in the layered clay mineral treated with the quaternary ammonium ions is not particularly limited, and among them, a thermoplastic polyurethane resin composition having particularly excellent transparency and strength is obtained. % Is preferred.
また、該4級アンモニウムイオンにて処理された層状粘土鉱物は、特に透明性に優れる熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物となることから、0.5μm〜10μmの平均一次粒子径を有するものであることが好ましい。 In addition, the layered clay mineral treated with the quaternary ammonium ion is a thermoplastic polyurethane resin composition that is particularly excellent in transparency, and therefore has an average primary particle size of 0.5 μm to 10 μm. preferable.
本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物は、該ウレタンプレポリマー及び該ジオールの合計量100重量部に対して、HLB値が−5〜1の範囲内にある4級アンモニウムイオンにて処理された層状粘土鉱物0.1〜10重量部を混合し、該ウレタンプレポリマーを鎖延長反応させてなるものであり、特に強度、透明性に優れた熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物となることから1〜10重量部を配合してなるものであることが好ましい。ここで、該層状粘土鉱物が0.1重量部未満である場合、得られるポリウレタン樹脂組成物は機械強度に乏しいものとなる。一方、該層状粘土鉱物が10重量部を超える場合、熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物中で層状粘土鉱物が凝集し、分散性が乏しくなる結果、強度、透明性が劣る熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物となる。 The thermoplastic polyurethane resin composition of the present invention is a layered material treated with quaternary ammonium ions having an HLB value in the range of -5 to 1 with respect to 100 parts by weight of the total amount of the urethane prepolymer and the diol. 0.1 to 10 parts by weight of a clay mineral is mixed and the urethane prepolymer is subjected to a chain extension reaction. Especially, the thermoplastic polyurethane resin composition having excellent strength and transparency is 1 to 10 weights. It is preferable that the part is blended. Here, when the amount of the layered clay mineral is less than 0.1 parts by weight, the obtained polyurethane resin composition has poor mechanical strength. On the other hand, when the layered clay mineral exceeds 10 parts by weight, the layered clay mineral aggregates in the thermoplastic polyurethane resin composition, resulting in poor dispersibility, resulting in a thermoplastic polyurethane resin composition having poor strength and transparency. .
本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物は、ウレタンプレポリマー及びジオールからなる混合物とHLB値が−5〜1の範囲内にある4級アンモニウムイオンにて処理した層状粘土鉱物を混合した後、該ウレタンプレポリマーを鎖延長反応により高分子量化し、熱可塑性ポリウレタン樹脂とするものであり、これにより、熱可塑性ポリウレタン樹脂中に層状粘土鉱物が良好に分散し、その結果、強度、透明性に優れた熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物となるものである。ここで、熱可塑性ポリウレタン樹脂に直接層状粘土鉱物を混合、分散させて得られた熱可塑性ポリウレタン樹脂の場合、層状粘土鉱物の分散性が劣るものとなり、強度、透明性に劣るものとなる。この理由については、低分子量のポリマーは高分子量のポリマーに対して、微細な粒子をポリマー中により良好に分散させる性質を有することから、予め、ウレタンプレポリマー中に層状粘土鉱物を分散させておき、その後に、鎖延長反応させることで、熱可塑性ポリウレタン樹脂中でも良好な分散性が維持されるものと考えられる。また、層状粘土鉱物表面のHLB値が−5〜1の範囲内にある4級アンモニウムイオンはウレタンプレポリマーとの親和性が高く、その結果、層状粘土鉱物の表面と熱可塑性ポリウレタン樹脂との界面の接着性が高まるため、熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物の強度が特に優れたものとなる。 The thermoplastic polyurethane resin composition of the present invention comprises a mixture of a urethane prepolymer and a diol mixed with a layered clay mineral treated with a quaternary ammonium ion having an HLB value in the range of -5 to 1, and then the urethane. The prepolymer is made to have a high molecular weight by a chain extension reaction to form a thermoplastic polyurethane resin. This makes it possible to disperse the layered clay mineral well in the thermoplastic polyurethane resin, and as a result, heat having excellent strength and transparency. It becomes a plastic polyurethane resin composition. Here, in the case of a thermoplastic polyurethane resin obtained by directly mixing and dispersing a layered clay mineral in a thermoplastic polyurethane resin, the dispersibility of the layered clay mineral is inferior, and the strength and transparency are inferior. For this reason, a low molecular weight polymer has a property of dispersing fine particles in a polymer better than a high molecular weight polymer. Therefore, a layered clay mineral is previously dispersed in a urethane prepolymer. Then, it is considered that good dispersibility is maintained even in the thermoplastic polyurethane resin by performing a chain extension reaction. Further, the quaternary ammonium ion having an HLB value in the range of -5 to 1 on the surface of the layered clay mineral has a high affinity with the urethane prepolymer, and as a result, the interface between the surface of the layered clay mineral and the thermoplastic polyurethane resin. Therefore, the strength of the thermoplastic polyurethane resin composition is particularly excellent.
本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物は、該層状粘土鉱物の分散性に優れ、透明性、強度に優れた熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物となることから、JIS K 7136(2000年版)に準拠し、試験片の厚み0.5mmの条件で測定した熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物のヘイズ値より同様にして測定した熱可塑性ポリウレタン樹脂のヘイズ値を差し引いた値、すなわちデルタヘイズが0〜10%の範囲内を有するものであることが好ましい。 The thermoplastic polyurethane resin composition of the present invention is a thermoplastic polyurethane resin composition that is excellent in dispersibility of the layered clay mineral and is excellent in transparency and strength. Therefore, in accordance with JIS K 7136 (2000 version), The value obtained by subtracting the haze value of the thermoplastic polyurethane resin measured in the same manner from the haze value of the thermoplastic polyurethane resin composition measured under the condition that the thickness of the test piece is 0.5 mm, that is, the delta haze is within the range of 0 to 10%. It is preferable to have it.
そして、従来、層状粘土鉱物の分散性を評価する方法として、透過型電子顕微鏡(TEMと称することもある。)による分散状態の直接観察、X線回折法による層状粘土鉱物の層間距離の測定が利用されている。しかし、TEMによる直接観察は試料の極めて限られた部分の分散状態を観察する場合に適した評価方法であり、TEM観察の結果が必ずしも試料全体の平均的な分散性を示すものとは言えない。また、層状粘土鉱物の層間距離については、該評価方法により必ずしも層状粘土鉱物の凝集の有無を判断できるものではない。一方、デルタへイズの増加は、ヘイズを指標とした熱可塑性ポリウレタン樹脂の透明性が層状粘土鉱物を配合することで悪化することであり、これは層状粘土鉱物の凝集物がポリウレタン樹脂内に生成し、分布していることを示す。そして、このような凝集物の生成により、層状粘土鉱物の配合効果が乏しくなるばかりか、熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物の透明性、強度は著しく低下するのである。従い、該デルタヘイズによる評価は本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物における層状粘土鉱物の分散性評価に適したものであり、透明性、強度等の指標ともなるものである。 Conventionally, as a method for evaluating the dispersibility of the layered clay mineral, direct observation of the dispersion state using a transmission electron microscope (sometimes referred to as TEM) and measurement of the interlayer distance of the layered clay mineral by the X-ray diffraction method are used. It's being used. However, direct observation by TEM is an evaluation method suitable for observing the dispersion state of a very limited portion of the sample, and it cannot be said that the result of TEM observation necessarily shows the average dispersibility of the entire sample. . Moreover, about the interlayer distance of a layered clay mineral, the presence or absence of aggregation of a layered clay mineral cannot necessarily be judged by this evaluation method. On the other hand, the increase in delta haze is that the transparency of thermoplastic polyurethane resin with haze as an indicator deteriorates when blended with lamellar clay minerals. This is because aggregates of lamellar clay minerals are generated in the polyurethane resin. And show that it is distributed. The formation of such agglomerates not only reduces the blending effect of the layered clay mineral, but also significantly decreases the transparency and strength of the thermoplastic polyurethane resin composition. Therefore, the evaluation based on the delta haze is suitable for evaluating the dispersibility of the layered clay mineral in the thermoplastic polyurethane resin composition of the present invention, and serves as an index of transparency, strength, and the like.
本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物を構成するHLB値が−5〜1の範囲内にある4級アンモニウムイオンにて処理した層状粘土鉱物を熱可塑性ポリウレタン樹脂中に均一に分散させた場合の強度に対する効果としては、例えば引張強さの向上などが挙げられる。 Strength when layered clay mineral treated with quaternary ammonium ions having an HLB value in the range of -5 to 1 constituting the thermoplastic polyurethane resin composition of the present invention is uniformly dispersed in the thermoplastic polyurethane resin. Examples of the effect on the surface include improvement in tensile strength.
本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法としては、例えば、該ウレタンプレポリマーおよびジオールからなる混合物とHLB値が−5〜1の範囲内にある4級アンモニウムイオンにて処理した層状粘土鉱物とを一般的な方法により混合した後、該ウレタンプレポリマー混合物を溶融混錬装置に供給し、ウレタンプレポリマーをジオールにより鎖延長反応させる方法、あるいは該ウレタンプレポリマー混合物を金型に充填し、該金型内で鎖延長反応させる方法などにより製造することができる。また、鎖延長反応は溶媒中に該ウレタンプレポリマー混合物を溶解あるいは分散させて行うこともできる。このように、本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物は、熱可塑性ポリウレタン樹脂を製造する工程において層状粘土鉱物を混合、分散することにより得られるものであることから、熱可塑性ポリウレタン樹脂と層状粘土鉱物を溶融混錬するなどして得られる熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物と比較して、製造コストを低く抑えたものとなるのである。 Examples of the method for producing the thermoplastic polyurethane resin composition of the present invention include a layered clay mineral treated with a mixture of the urethane prepolymer and diol and a quaternary ammonium ion having an HLB value in the range of -5 to 1. Are mixed by a general method, and then the urethane prepolymer mixture is supplied to a melt kneader and the urethane prepolymer is subjected to chain extension reaction with a diol, or the urethane prepolymer mixture is filled in a mold, It can be produced by a method of chain extension reaction in the mold. The chain extension reaction can also be carried out by dissolving or dispersing the urethane prepolymer mixture in a solvent. As described above, the thermoplastic polyurethane resin composition of the present invention is obtained by mixing and dispersing the layered clay mineral in the process of producing the thermoplastic polyurethane resin, so that the thermoplastic polyurethane resin and the layered clay mineral are obtained. Compared with a thermoplastic polyurethane resin composition obtained by, for example, melt kneading, the production cost is kept low.
また、該ウレタンプレポリマーを鎖延長させる反応においては、必要に応じ、アミン化合物や有機金属化合物などの触媒を添加することができる。アミン触媒としては、例えば、トリエチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルヘキシレンジアミン、ジメチルアミノエチルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ジブチルアミノエチルアミン、ジメチルアミノオクチルアミン、ジプロピルアミノプロピルアミン、トリエチルアミン、ジエチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン等が挙げられる。また、有機金属化合物としては、例えば、酢酸錫、オクチル酸錫、オレイン酸錫、ラウリル酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジメチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウリレート、ジブチル錫ジクロリドなどの錫系触媒などが挙げられる。触媒は、単独使用または2種類以上併用することができる。 In the reaction for extending the urethane prepolymer, a catalyst such as an amine compound or an organometallic compound can be added as necessary. Examples of the amine catalyst include triethylenediamine, tetramethylethylenediamine, tetramethylhexylenediamine, dimethylaminoethylamine, dimethylaminopropylamine, diethylaminopropylamine, dibutylaminoethylamine, dimethylaminooctylamine, dipropylaminopropylamine, triethylamine, Examples include diethylethanolamine and dimethylethanolamine. Examples of the organometallic compound include tin catalysts such as tin acetate, tin octylate, tin oleate, tin laurate, dibutyltin diacetate, dimethyltin dilaurate, dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, and dibutyltin dichloride. Etc. The catalysts can be used alone or in combination of two or more.
なお、熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物とする際の該ウレタンプレポリマーと該ジオールとの割合は熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物が得られる限りにおいて任意であり、その中でも、特に強度や成形性に優れた熱可塑性ポリウレタン樹脂となることから、ポリオールの水酸基モル数を(MOH1)、該ジオールの水酸基モル数を(MOH2)、ジイソシアネートのイソシアネート基モル数を(MNCO)とした場合の(MNCO−MOH1)/(MOH2)の値が0.9〜1.2の範囲であることが好ましい。 The ratio of the urethane prepolymer and the diol in the thermoplastic polyurethane resin composition is arbitrary as long as the thermoplastic polyurethane resin composition can be obtained, and among them, the heat having particularly excellent strength and moldability. since the thermoplastic polyurethane resin, a hydroxyl number of moles (M OH1) polyols, hydroxyl number of moles (M OH2) of the diol, in the case of an isocyanate group number of moles of diisocyanate (M NCO) (M NCO - The value of M OH1 ) / (M OH2 ) is preferably in the range of 0.9 to 1.2.
このようにして得られた熱可塑性ポリウレタン樹脂の重量平均分子量は、特に強度と成形性のバランスに優れた熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物となることから、50000〜1000000の範囲であることが好ましい。 The weight average molecular weight of the thermoplastic polyurethane resin thus obtained is preferably in the range of 50,000 to 1,000,000 because it becomes a thermoplastic polyurethane resin composition having an excellent balance between strength and moldability.
本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物は、従来公知の成形方法により成形体とすることができ、例えば射出成形、射出圧縮成形、ガスアシスト法射出成形、溶融押出成形、多層押出成形、溶液キャスティング(溶液流延)、カレンダー成形、回転成形、熱プレス成形、ブロー成形、インフレーション成形、発泡成形などの方法により、射出成形体、フィルム、チューブ、シート、パイプ、ボトルなどに成形することができる。 The thermoplastic polyurethane resin composition of the present invention can be formed into a molded body by a conventionally known molding method. For example, injection molding, injection compression molding, gas assist method injection molding, melt extrusion molding, multilayer extrusion molding, solution casting ( Solution casting), calender molding, rotational molding, hot press molding, blow molding, inflation molding, foam molding, and the like can be molded into injection molded articles, films, tubes, sheets, pipes, bottles and the like.
また、本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物は優れた強度、透明性等を有することから、例えば下記の用途に使用することができる。 Moreover, since the thermoplastic polyurethane resin composition of this invention has the outstanding intensity | strength, transparency, etc., it can be used for the following uses, for example.
自動車部品;タイヤ用インナーライナー、ボールジョイント、ダストカバー、ペダルストッパー、ドアーロックストライカー、ブッシュ、スプリングカバー、軸受け、防振部品、内外装部品、タイヤチェーン、サイドモールド、タイミングベルト、ヘッドレスト、座席シート。 Automotive parts: inner liners for tires, ball joints, dust covers, pedal stoppers, door lock strikers, bushes, spring covers, bearings, anti-vibration parts, interior and exterior parts, tire chains, side molds, timing belts, headrests, seats.
機械、工業部品;各種ギアー、シール材、ローラー、パッキン、防振部品、ピッカー、ブッシュ、軸受け、キャップ、コネクター、ラバースクリーン、印字ドラム、Oリング、キャスター。 Machinery, industrial parts; various gears, sealing materials, rollers, packing, vibration-proof parts, pickers, bushes, bearings, caps, connectors, rubber screens, printing drums, O-rings, casters.
靴;野球、ゴルフ、サッカーシューズ等のソールおよびポイント、エアークッション、婦人靴トップリフト、スキー靴、安全靴。 Shoes: Bases, golf, soles and points of soccer shoes, air cushions, women's shoes top lifts, ski shoes, safety shoes.
ホース、チューブ;高圧ホース、医療用チューブ、油・空圧チューブ、エアチューブ、燃料チューブ、塗装用ホース、消防用ホース。 Hose, tube; high pressure hose, medical tube, oil / pneumatic tube, air tube, fuel tube, painting hose, fire hose.
電線、ケーブル;電力・通信ケーブル、コンピュータ・自動車配線、各種カールコード
その他;コンベアーベルト、エアーマット、ダイアフラム、キーボードシート、防水シート、合成皮革、ライフジャケット、ウェットスーツ、ローラー、グリップ、時計バンド、ゴルフボール、イヤータッグ、各種ロープ、丸ベルト、Vベルト、スリップ止め、視線誘導標、フレキシブルコンテナー、バインダー、ホットメルト、接着剤、合成皮革、ロープ・ワイヤ・手袋等のコーティング、食品・医療用包装材料、人工臓器、人工皮膚、紙おむつ、傷バンド、壁紙。
Electric wire, cable; power / communication cable, computer / car wiring, various curl cords, etc .; conveyor belt, air mat, diaphragm, keyboard sheet, waterproof sheet, synthetic leather, life jacket, wet suit, roller, grip, watch band, golf Balls, ear tags, various ropes, round belts, V belts, anti-slip, line-of-sight markers, flexible containers, binders, hot melts, adhesives, synthetic leather, ropes, wires, gloves, coatings, food and medical packaging materials , Artificial organs, artificial skin, paper diapers, wound bands, wallpaper.
本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物は、層状粘土鉱物が均一に分散され、強度や透明性等に優れるものであることから、様々な用途において使用することができる。 The thermoplastic polyurethane resin composition of the present invention can be used in various applications because the layered clay mineral is uniformly dispersed and has excellent strength and transparency.
以下に、本発明を実施例にて具体的に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
以下に、各物性値の測定方法を示す。 Below, the measuring method of each physical-property value is shown.
〜引張強さ、伸び〜
JIS K 7311(1995年)に準拠し、引張速度:300mm/分の条件で測定した。試験片の厚みは0.5mmとした。
~ Tensile strength, elongation ~
Based on JIS K 7311 (1995), the tensile speed was measured under the condition of 300 mm / min. The thickness of the test piece was 0.5 mm.
〜デルタヘイズの測定〜
JIS K 7136(2000年)に準拠して測定した熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物のヘイズ値より熱可塑性ポリウレタン樹脂のヘイズ値を差し引いた値をデルタヘイズとして求めた。試験片の厚みは0.5mmとした。
~ Measurement of delta haze ~
A value obtained by subtracting the haze value of the thermoplastic polyurethane resin from the haze value of the thermoplastic polyurethane resin composition measured according to JIS K 7136 (2000) was determined as delta haze. The thickness of the test piece was 0.5 mm.
〜YIの測定〜
JIS K 7373(2006年)に準拠し測定した。試験片の厚みは0.5mmとした。
~ Measurement of YI ~
Measured according to JIS K 7373 (2006). The thickness of the test piece was 0.5 mm.
〜ポリオール〜
ポリオールA;日本ポリウレタン工業(株)製ポリエステルポリオール、(商品名)ニッポラン152、分子量:2000、水酸基価:56mgKOH/g。
~ Polyol ~
Polyol A: Polyester polyol manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. (trade name) Nipponporan 152, molecular weight: 2000, hydroxyl value: 56 mgKOH / g.
ポリオールB;日本ポリウレタン工業(株)製ポリエステルポリオール、(商品名)ニッポラン141、分子量:1000、水酸基価:105mgKOH/g。 Polyol B: Polyester polyol manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. (trade name) NIPPOLAN 141, molecular weight: 1000, hydroxyl value: 105 mgKOH / g.
〜ジイソシアネート〜
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、MDIと記す。);日本ポリウレタン工業(株)製(商品名)ミリオネートMT。
~ Diisocyanate ~
4,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as MDI); Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. (trade name) Millionate MT.
〜層状粘土鉱物〜
層状粘土鉱物A;株式会社ホージュン製、(商品名)エスベンNX(ジメチルジオクタデシル4級アンモニウムイオン(HLB値;−1.7)で有機化処理されたモンモリロナイト、平均一次粒子径=1.6μm、有機物量=42重量%)。
~ Layered clay mineral ~
Layered clay mineral A; manufactured by Hojun Co., Ltd., (trade name) S-ben NX (dimethyldioctadecyl quaternary ammonium ion (HLB value; -1.7), montmorillonite, average primary particle size = 1.6 μm, Organic matter amount = 42 wt%).
層状粘土鉱物B;株式会社ホージュン製、(商品名)エスベンNX80(ジメチルジオクタデシル4級アンモニウムイオン(HLB値;−1.7)で有機化処理されたモンモリロナイト、平均一次粒子径=1.6μm、有機物量=50重量%)。 Layered clay mineral B; manufactured by Hojun Co., Ltd. (trade name) S-ben NX80 (montmorillonite treated with dimethyldioctadecyl quaternary ammonium ion (HLB value: -1.7), average primary particle size = 1.6 μm, Organic matter amount = 50 wt%).
層状粘土鉱物C;Southern Clay Products社製、(商品名)Cloisite20A(ジメチルジ水添牛脂4級アンモニウムイオン(HLB値;−0.9)で有機化処理されたモンモリロナイト、平均一次粒子径=1.7μm、有機物量=38重量%)。 Layered clay mineral C; manufactured by Southern Clay Products, (trade name) Cloisite 20A (montmorillonite treated with dimethyldihydrogenated tallow quaternary ammonium ion (HLB value: -0.9), average primary particle size = 1.7 μm , Organic matter amount = 38 wt%).
層状粘土鉱物D;コープケミカル株式会社製、(商品名)ソマシフMAE(ジメチルジ牛脂4級アンモニウムイオン(HLB値;−0.9)で有機化処理された膨潤性マイカ、平均一次粒子径=7μm、有機物量=39重量%)。 Layered clay mineral D: manufactured by Co-op Chemical Co., Ltd. (trade name) Somasifu MAE (swelling mica treated with dimethyl ditallow quaternary ammonium ions (HLB value: −0.9), average primary particle size = 7 μm, Organic content = 39% by weight).
層状粘土鉱物E;株式会社ホージュン製、(商品名)エスベンNz(ジメチルオクタデシルベンジル4級アンモニウムイオン(HLB値;3.6)で有機化処理されたモンモリロナイト、平均一次粒子径=1.6μm、有機物量=38重量%)。 Layered clay mineral E; manufactured by Hojun Co., Ltd., (trade name) Esbene Nz (montmorillonite treated with dimethyloctadecylbenzyl quaternary ammonium ion (HLB value: 3.6), average primary particle size = 1.6 μm, organic matter Amount = 38% by weight).
層状粘土鉱物F;株式会社ホージュン製、(商品名)エスベンNz70(ジメチルオクタデシルベンジル4級アンモニウムイオン(HLB値;3.6)で有機化処理されたモンモリロナイト、平均一次粒子径=1.6μm、有機物量=51重量%)。 Layered clay mineral F; manufactured by Hojun Co., Ltd., (trade name) Esbene Nz70 (dimethyloctadecylbenzyl quaternary ammonium ion (HLB value: 3.6), montmorillonite, average primary particle size = 1.6 μm, organic matter Amount = 51% by weight).
層状粘土鉱物G;株式会社ホージュン製、(商品名)エスベンE(トリメチルオクタデシル4級アンモニウムイオン(HLB値;6.4)で有機化処理されたモンモリロナイト、平均一次粒子径=1.6μm、有機物量=26重量%)。 Layered clay mineral G: manufactured by Hojun Co., Ltd., (trade name) Esben E (montmorillonite treated with trimethyloctadecyl quaternary ammonium ion (HLB value: 6.4), average primary particle size = 1.6 μm, amount of organic matter = 26% by weight).
想像粘土鉱物H;Southern Clay Products社製、(商品名)CloisiteNa+(有機化処理されていないモンモリロナイト、平均一次粒子径=1.7μm)
合成例1
窒素パージした1リットルセパラブルフラスコにMDI142g(MNCO:1.13mol)、ポリオールA420g(MOH1:0.42mol)を仕込み、80℃で1時間20分反応を行い、ウレタンプレポリマーAを得た。
Imaginary clay mineral H; manufactured by Southern Clay Products, (trade name) CloisiteNa + (unmodified organic montmorillonite, average primary particle size = 1.7 μm)
Synthesis example 1
MDI142g nitrogen purged 1 liter separable flask (M NCO: 1.13mol), polyol A420g (M OH1: 0.42mol) were charged, for 1 hour 20 minutes of reaction at 80 ° C., to obtain a urethane prepolymer A .
合成例2
窒素パージした1リットルセパラブルフラスコにMDI165g(MNCO:1.32mol)、ポリオールA330g(MOH1:0.33mol)を仕込み、80℃で1時間20分反応を行い、ウレタンプレポリマーBを得た。
Synthesis example 2
A 1-liter separable flask purged with nitrogen was charged with 165 g of MDI (M NCO : 1.32 mol) and 330 g of polyol A (M OH 1 : 0.33 mol), and reacted at 80 ° C. for 1 hour and 20 minutes to obtain urethane prepolymer B. .
合成例3
窒素パージした1リットルセパラブルフラスコにMDI215g(MNCO:1.72mol)、ポリオールB340g(MOH1:0.64mol)を仕込み、80℃で1時間20分反応を行い、ウレタンプレポリマーCを得た。
Synthesis example 3
MDI215g nitrogen purged 1 liter separable flask (M NCO: 1.72mol), polyol B340g (M OH1: 0.64mol) were charged, for 1 hour 20 minutes of reaction at 80 ° C., to obtain a urethane prepolymer C .
参考例1
300mlのポリプロピレン製ビーカーに合成例1で得られたウレタンプレポリマーA105gを供し、これに1,4−ブタンジオール6.6g(MOH2:0.15mol)を添加した後、分散機(プライミクス(株)製、(商品名)T.K.ロボミックス)を用い、該ウレタンプレポリマー混合物を1400回転の条件で2分間攪拌した。次いで、得られたウレタンプレポリマー混合物を内容量100mlのバッチ式溶融混錬ミキサーに充填し、190℃の条件で11分間溶融混錬を行うことにより鎖延長反応させ、熱可塑性ポリウレタン樹脂Aを得た。
Reference example 1
In a 300 ml polypropylene beaker, 105 g of the urethane prepolymer A obtained in Synthesis Example 1 was provided, and 6.6 g of 1,4-butanediol (M OH2 : 0.15 mol) was added thereto, and then a disperser (Primix Co., Ltd.) was added. The urethane prepolymer mixture was stirred for 2 minutes under the condition of 1400 revolutions, using (trade name) TK Robotics). Next, the obtained urethane prepolymer mixture was charged into a batch-type melt kneader mixer having an internal volume of 100 ml, and subjected to chain extension reaction by performing melt kneading at 190 ° C. for 11 minutes to obtain a thermoplastic polyurethane resin A. It was.
次いで、得られた熱可塑性ポリウレタン樹脂を用い、190℃の条件で熱プレス成形を行い、厚み:0.5mmの試験片を得た。なお、得られた試験片は105℃、16時間の条件で熱処理を行った後、23℃、湿度:50%の雰囲気下に24時間以上静置した後、物性測定を行った。その結果を表3に示す。 Subsequently, using the obtained thermoplastic polyurethane resin, hot press molding was performed at 190 ° C. to obtain a test piece having a thickness of 0.5 mm. The obtained test piece was heat-treated at 105 ° C. for 16 hours and then allowed to stand for 24 hours or more in an atmosphere of 23 ° C. and humidity: 50%, and then the physical properties were measured. The results are shown in Table 3.
参考例2〜3
ウレタンプレポリマーB〜C、1,4−ブタンジオールの配合割合を表3に示すように変更した以外は、参考例1と同様の方法により、熱可塑性ポリウレタン樹脂B〜Cおよび試験片を得た。本試験片を用いて物性測定を行った結果を表3に示す。
Reference Examples 2-3
Thermoplastic polyurethane resins B to C and test pieces were obtained in the same manner as in Reference Example 1 except that the blending ratio of urethane prepolymers B to C and 1,4-butanediol was changed as shown in Table 3. . Table 3 shows the results of measuring physical properties using this test piece.
実施例1
300mlのポリプロピレン製ビーカーに合成例1で得られたウレタンプレポリマーA105gを供し、これに1,4−ブタンジオール6.6g(MOH2:0.15mol)および層状粘土鉱物A3.0gを添加した後、分散機(プライミクス(株)製、(商品名)T.K.ロボミックス)を用い、該ウレタンプレポリマー混合物を1400回転の条件で2分間攪拌した。次いで、得られたウレタンプレポリマー混合物を内容量100mlのバッチ式溶融混錬ミキサーに充填し、190℃の条件で11分間溶融混錬を行うことにより鎖延長反応させ、熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物を得た。
Example 1
After adding 105 g of urethane prepolymer A obtained in Synthesis Example 1 to a 300 ml polypropylene beaker, 6.6 g of 1,4-butanediol (M OH2 : 0.15 mol) and 3.0 g of layered clay mineral A were added thereto. The urethane prepolymer mixture was stirred for 2 minutes under the condition of 1400 rotations using a disperser (manufactured by PRIMIX Corporation, (trade name) TK Robotics). Next, the obtained urethane prepolymer mixture was charged into a batch-type melt kneader mixer having an internal volume of 100 ml, and subjected to chain extension reaction by performing melt kneading for 11 minutes at 190 ° C., thereby producing a thermoplastic polyurethane resin composition. Obtained.
次いで、得られた熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物を用い、190℃の条件で熱プレス成形を行い、厚み:0.5mmの試験片を得た。なお、得られた試験片は105℃、16時間の条件で熱処理を行った後、23℃、湿度:50%の雰囲気下に24時間以上静置した後、物性測定を行った。その結果を表2に示す。 Subsequently, using the obtained thermoplastic polyurethane resin composition, hot press molding was performed at 190 ° C. to obtain a test piece having a thickness of 0.5 mm. The obtained test piece was heat-treated at 105 ° C. for 16 hours and then allowed to stand for 24 hours or more in an atmosphere of 23 ° C. and humidity: 50%, and then the physical properties were measured. The results are shown in Table 2.
実施例2〜7
ウレタンプレポリマーA〜C、1,4−ブタンジオール、層状粘土鉱物A〜Dの配合割合を表4に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法により、熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物および試験片を得た。本試験片を用いて物性測定を行った結果を表4に示す。
Examples 2-7
A thermoplastic polyurethane resin composition was produced in the same manner as in Example 1 except that the blending ratios of urethane prepolymers A to C, 1,4-butanediol, and layered clay minerals A to D were changed as shown in Table 4. And a specimen was obtained. Table 4 shows the results of physical property measurement using this test piece.
比較例1
参考例1の方法により得られた熱可塑性ポリウレタン樹脂A111gと層状粘土鉱物A3.0gを内容量100mlのバッチ式溶融混錬ミキサーに充填し、190℃の条件で11分間溶融混錬を行うことにより熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物を得た。次いで、実施例1と同様の方法により、試験片を得た。本試験片を用いて物性測定を行った結果を表5に示す。
Comparative Example 1
By filling the thermoplastic polyurethane resin A111g and the layered clay mineral A3.0g obtained by the method of Reference Example 1 into a batch type melt kneader mixer having an internal volume of 100 ml, and performing melt kneading for 11 minutes at 190 ° C. A thermoplastic polyurethane resin composition was obtained. Next, a test piece was obtained by the same method as in Example 1. Table 5 shows the results of measuring physical properties using this test piece.
比較例2
参考例2の方法により得られた熱可塑性ポリウレタン樹脂Bを用い、比較例1と同様の方法により熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物および試験片を得た。本試験片を用いて物性測定を行った結果を表5に示す。
Comparative Example 2
Using the thermoplastic polyurethane resin B obtained by the method of Reference Example 2, a thermoplastic polyurethane resin composition and a test piece were obtained by the same method as in Comparative Example 1. Table 5 shows the results of measuring physical properties using this test piece.
比較例3
参考例3の方法により得られた熱可塑性ポリウレタン樹脂Cを用い、比較例1と同様の方法により熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物および試験片を得た。本試験片を用いて物性測定を行った結果を表5に示す。
Comparative Example 3
Using the thermoplastic polyurethane resin C obtained by the method of Reference Example 3, a thermoplastic polyurethane resin composition and a test piece were obtained by the same method as in Comparative Example 1. Table 5 shows the results of measuring physical properties using this test piece.
比較例4〜8
ウレタンプレポリマーA、1,4−ブタンジオール、層状粘土鉱物A、E、F、G、Hの配合割合を表5に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法により、熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物および試験片を得た。本試験片を用いて物性測定を行った結果を表5に示す。
Comparative Examples 4-8
Except for changing the blending ratio of urethane prepolymer A, 1,4-butanediol, lamellar clay minerals A, E, F, G, and H as shown in Table 5, thermoplasticity was obtained in the same manner as in Example 1. A polyurethane resin composition and a test piece were obtained. Table 5 shows the results of measuring physical properties using this test piece.
本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物は、強度や透明性等に優れるものであることから、産業上の様々な用途の原材料として利用可能なものである。 Since the thermoplastic polyurethane resin composition of the present invention is excellent in strength, transparency, etc., it can be used as a raw material for various industrial applications.
Claims (6)
(ア)該ウレタンプレポリマーを構成するポリオールの水酸基モル数を(MOH1)、ジイソシアネートのイソシアネート基モル数を(MNCO)、該ジオールの水酸基モル数を(MOH2)とした際に(MNCO−MOH1)/(MOH2)=0.9〜1.2である。 A quaternary ammonium ion having an HLB value by the Davis method in the range of -5 to 1 with respect to 100 parts by weight of the total amount of urethane prepolymer having an isocyanate group as an end group and a diol, which is a reaction product of a polyol and a diisocyanate. The urethane prepolymer is chain-extended with the diol in the presence of 0.1 to 10 parts by weight of the layered clay mineral treated with the following, and the blending ratio of the urethane prepolymer and the diol is as follows: A thermoplastic polyurethane resin composition characterized by satisfying (a).
(A) When the hydroxyl group mole number of the polyol constituting the urethane prepolymer is (M OH1 ), the isocyanate group mole number of the diisocyanate is (M NCO ), and the hydroxyl group mole number of the diol is (M OH2 ) (M NCO -M OH1) / (M OH2 ) a = 0.9 to 1.2.
デルタヘイズ(%)=(a−b) (1)
(ここで、aは熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物のヘイズ値、bは、aを測定した熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物に対応するウレタンプレポリマー及びジオールからなり、層状粘土鉱物を含有しない熱可塑性ポリウレタン樹脂のヘイズ値を示す。) According to JIS K 7136 (2000 version), the delta haze value calculated by the following formula (1) is within the range of 0 to 10% from the haze value measured under the condition that the thickness of the test piece is 0.5 mm. The thermoplastic polyurethane resin composition according to any one of claims 1 to 4.
Delta haze (%) = (ab) (1)
(Where a is the haze value of the thermoplastic polyurethane resin composition, b is a thermoplastic polyurethane resin comprising a urethane prepolymer and diol corresponding to the thermoplastic polyurethane resin composition from which a is measured, and containing no layered clay mineral. The haze value is shown.)
(ア)該ウレタンプレポリマーを構成するポリオールの水酸基モル数を(MOH1)、ジイソシアネートのイソシアネート基モル数を(MNCO)、該ジオールの水酸基モル数を(MOH2)とした際に(MNCO−MOH1)/(MOH2)=0.9〜1.2である。 A quaternary ammonium ion having an HLB value in the range of -5 to 1 with respect to a total amount of 100 parts by weight of a mixture of a urethane prepolymer having an isocyanate group as a terminal group by reacting a polyol and a diisocyanate and a diol. 0.1 to 10 parts by weight of the layered clay mineral treated in step 1 is mixed, and the urethane prepolymer is subjected to chain extension reaction, and the blending ratio of the urethane prepolymer and the diol satisfies the following (a): A process for producing a thermoplastic polyurethane resin composition.
(A) When the hydroxyl group mole number of the polyol constituting the urethane prepolymer is (M OH1 ), the isocyanate group mole number of the diisocyanate is (M NCO ), and the hydroxyl group mole number of the diol is (M OH2 ) (M NCO -M OH1) / (M OH2 ) a = 0.9 to 1.2.
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Cited By (1)
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KR20200070557A (en) * | 2018-12-10 | 2020-06-18 | 변수형 | Method for prepararing eco-friendly packing paper for food and eco-friendly packing paper for food prepared thereby |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3158169B2 (en) * | 1992-10-12 | 2001-04-23 | 東レコーテックス株式会社 | Highly water resistant and highly moisture permeable waterproof sheet and method of manufacturing the same |
JPH09255747A (en) * | 1996-03-25 | 1997-09-30 | Kao Corp | Isocyanurate-forming catalyst, polyisocyanurate-layered silicate composite composition, and production of polyisocyanulate-layered silicate composite composition |
JPH10168305A (en) * | 1996-12-12 | 1998-06-23 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Polyurethane composite material and its production |
JP2001129075A (en) * | 1999-11-09 | 2001-05-15 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Medical catheter containing inorganic crystal |
JP4355519B2 (en) * | 2003-05-19 | 2009-11-04 | 旭ファイバーグラス株式会社 | Method for producing urethane resin foam |
DE102004009939A1 (en) * | 2004-02-26 | 2005-09-15 | Basf Ag | Swelling resistant polyurethane integral foams |
US20070072991A1 (en) * | 2004-06-28 | 2007-03-29 | University Of Akron | Synthesis of thermoplastic polyurethane composites |
JP5145998B2 (en) * | 2008-02-14 | 2013-02-20 | 東ソー株式会社 | Polyol composition for polyurethane foam and method for producing polyurethane foam |
WO2009127000A1 (en) * | 2008-04-15 | 2009-10-22 | The University Of Queensland | Polymer composites having particles with mixed organic modifications |
US8318838B2 (en) * | 2010-09-09 | 2012-11-27 | Baker Hughes Incorporated | Method of forming polymer nanocomposite |
-
2011
- 2011-01-28 JP JP2011016616A patent/JP5982733B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200070557A (en) * | 2018-12-10 | 2020-06-18 | 변수형 | Method for prepararing eco-friendly packing paper for food and eco-friendly packing paper for food prepared thereby |
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