JP6568844B2 - 耐久性に優れたポリエステルポリオール - Google Patents
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Description
しかして、本発明の目的は、新規なポリエステルポリオール、及び該ポリエステルポリオールを用いた、耐酸性及び耐アルカリ性に優れたポリウレタンを提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、下記<1>〜<4>を提供する。
<1>
側鎖に脂環骨格を有する1,3−プロパンジオールと、3−メチル−1,5−ペンタンジオールと、二塩基酸成分とを構成成分として含むポリエステルポリオールであって、
前記側鎖に脂環骨格を有する1,3−プロパンジオールと、前記3−メチル−1,5−ペンタンジオールの使用量比がモル比として、25/75〜75/25の範囲であり、
前記側鎖に脂環骨格を有する1,3−プロパンジオールが、シクロプロパン−1,1−ジメタノール、シクロブタン−1,1−ジメタノール、シクロペンタン−1,1−ジメタノール、シクロヘキサン−1,1−ジメタノール、2−メチルシクロヘキサン−1,1−ジメタノール、1−シクロヘキセン−4,4−ジメタノール、シクロヘプタン−1,1−ジメタノール、シクロオクタン−1,1−ジメタノール、及びジメチルシクロオクタン−1,1−ジメタノールから選ばれる少なくとも一種である、ポリエステルポリオール。
<2>
前記側鎖に脂環骨格を有する1,3−プロパンジオールが、シクロヘキサン−1,1−ジメタノールである、<1>に記載のポリエステルポリオール。
<3>
<1>又は<2>に記載のポリエステルポリオールと、ポリイソシアネートとを反応させるポリウレタンの製造方法。
<4>
<3>に記載の製造方法で得られるポリウレタン。
なお、本発明は上記<1>〜<4>に係る発明であるが、以下、参考のためそれ以外の事項(例えば、下記〔1〕〜〔5〕)についても記載している。
〔1〕 側鎖に脂環骨格を有する1,3−プロパンジオールと、3−メチル−1,5−ペンタンジオールと、二塩基酸成分とを構成成分として含むポリエステルポリオール。
〔2〕 前記側鎖に脂環骨格を有する1,3−プロパンジオールと、前記3−メチル−1,5−ペンタンジオールの使用量比がモル比として1/99〜99/1の範囲である、〔1〕に記載のポリエステルポリオール。
〔3〕 前記側鎖に脂環骨格を有する1,3−プロパンジオールが、シクロヘキサン−1,1−ジメタノールである、〔1〕又は〔2〕に記載のポリエステルポリオール。
〔4〕 〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載のポリエステルポリオールと、ポリイソシアネートとを反応させるポリウレタンの製造方法。
〔5〕 〔4〕に記載の製造方法で得られるポリウレタン。
本発明のポリエステルポリオールを構成する二塩基酸成分としては、一般的なポリエステルポリオールにおいて使用される二塩基酸成分を特に制限なく用いることができ、例えばコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、ダイマー酸などの脂肪族二塩基酸;1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族二塩基酸などが挙げられる。中でも、入手性などを加味すると、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸を用いるのが好ましい。これらの二塩基酸は一種を単独で使用しても、二種以上を併用してもよい。
側鎖に脂環骨格を有する1,3−プロパンジオールと、前記3−メチル−1,5−ペンタンジオールの使用割合に特に制限はないが、使用量比がモル比として1/99〜99/1の範囲であることが好ましく、耐酸性及び耐アルカリ性の観点から5/95〜95/5の範囲であることがより好ましく、15/85〜85/15の範囲であることが更に好ましい。
3−メチル−1,5−ペンタンジオールは、市販のものを使用できる。
本発明におけるポリウレタンの製造方法は、ポリエステルポリオールと、ポリイソシアネートとを反応させる工程を含む。本発明のポリウレタンは、該製造方法により得られる。
本発明のポリエステルポリオールを用いてポリウレタンを製造する場合、一般的なポリエステルポリオールのウレタン化反応として用いられている方法を適用できる。イソシアネートとしては、例えばジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(以下、MDIと略称する。)、トリレンジイソシアネート、1,5−ナ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、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、水添MDIなどの慣用のイソシアネートを使用できる。また、必要に応じて低分子ポリオールやポリアミン等の鎖伸長剤等を共に使用できる。鎖伸長剤としては特に限定されないが、炭素数2〜20の脂肪族ジオールを主体とする活性水素原子を少なくとも2個有する低分子化合物(以下、単に「活性水素原子を有する低分子化合物」ということがある)を用いることが好ましい。活性水素原子を有する低分子化合物の具体例としては、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、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、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、キシリレングリコール、ビスヒドロキシベンゼン、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、3,3−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、イソホロンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。
得られたポリエステルポリオールの水酸基価および酸価をJIS K1557に準じて測定し、得られた値に基づいて計算により求めた。
試験管にポリエステルポリオール0.5gと水10mlを取り、封管した。100℃で14日間加熱した後、内液を取り出し、加水分解により生成するカルボキシル基由来の酸量を中和滴定により分析した。
厚さ100μmのポリウレタンフィルムから、JIS4号ダンベル形状の試験片を作製し、万能試験機(インストロン社製、型番:3345)を用いて、気温25℃、湿度50%の条件下で、引張り速度50cm/分で引張り試験を実施し、切断時引張り強さおよび切断時伸びを測定した。
厚さ100μmのポリウレタンフィルムと、該ポリウレタンフィルム全体が浸漬する量の5質量%硫酸水溶液を容器に入れ、密封した後、60℃で24日間加熱した。加熱後のポリウレタンフィルムについて、上記した引張り試験を実施し、加熱前後の切断時引張り強さの比を強度保持率とした。
厚さ100μmのポリウレタンフィルムと、該ポリウレタンフィルム全体が浸漬する量の5質量%水酸化ナトリウム水溶液を容器に入れ、密封した後、60℃で14日間加熱した。加熱後のポリウレタンフィルムについて、上記した引張り試験を実施し、加熱前後の切断時引張り強さの比を強度保持率とした。
アジピン酸142.4g、シクロヘキサン−1,1−ジメタノール85.6g、3−メチル−1,5−ペンタンジオール71.4gを反応器に仕込み、窒素雰囲気下、常圧で200℃に加熱し、生成する水を系外に留去しながらエステル化反応を行なった。生成する水の留出が少なくなった段階で、チタンテトライソプロポキシド5mgを添加し、減圧しながら反応を続け、3−メチルペンタンジオールを留去した。次に、冷却し、減圧を解除した後、水5g(理論収量に対して2質量%相当)を添加し、100℃で2時間攪拌した。減圧下で水を留去して数平均分子量2125のポリエステルポリオールを得た。得られたポリエステルポリオールについて、上記した耐加水分解性試験を実施した。得られた結果を表1に示す。
表1に示すジオール成分と二塩基酸成分を表1に示すモル比で用いた以外は、実施例1と同様に縮合反応を行なって実施例2〜3、及び比較例1のポリエステルポリオールを得た。数平均分子量と耐加水分解性試験結果を表1に示す。
実施例1で得られたポリエステルポリオール40.0g(18.8mmol;数平均分子量より算出)、1,4−ブタンジオール3.9g(37.7mmol)を反応器に仕込み、80℃で攪拌した。ここに、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート15.5g(62.1mmol)を加え、1.5分攪拌した。反応液をテフロンシート上に取り出し、90℃の熱風乾燥機で20時間加熱した。得られたポリウレタンを不揮発分濃度が25質量%となるようにN、N’−ジメチルホルムアミド(DMFと略す)に溶解し、ポリウレタンのDMF溶液を調製した。得られたポリウレタンのDMF溶液をガラス板上に流延し、乾燥させて厚さ100μmのポリウレタンフィルムを得た。このフィルムを用いて、上記した耐酸性試験および耐アルカリ性試験を実施した。結果を表2に示す。
実施例2で得られたポリエステルポリオールを用いた以外は、実施例4と同様にしてポリウレタンフィルムを作製し、上記した耐酸性試験および耐アルカリ性試験を実施した。結果を表2に示す。
実施例3で得られたポリエステルポリオールを用いた以外は、実施例4と同様にしてポリウレタンフィルムを作製し、上記した耐酸性試験および耐アルカリ性試験を実施した。結果を表2に示す。
比較例1で得られたポリエステルポリオールを用いた以外は、実施例4と同様にしてポリウレタンフィルムを作製し、上記した耐酸性試験および耐アルカリ性試験を実施した。結果を表2に示す。
本出願は、2014年3月31日出願の日本特許出願(特願2014−72677)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
Claims (4)
- 側鎖に脂環骨格を有する1,3−プロパンジオールと、3−メチル−1,5−ペンタンジオールと、二塩基酸成分とを構成成分として含むポリエステルポリオールであって、
前記側鎖に脂環骨格を有する1,3−プロパンジオールと、前記3−メチル−1,5−ペンタンジオールの使用量比がモル比として、25/75〜75/25の範囲であり、
前記側鎖に脂環骨格を有する1,3−プロパンジオールが、シクロプロパン−1,1−ジメタノール、シクロブタン−1,1−ジメタノール、シクロペンタン−1,1−ジメタノール、シクロヘキサン−1,1−ジメタノール、2−メチルシクロヘキサン−1,1−ジメタノール、1−シクロヘキセン−4,4−ジメタノール、シクロヘプタン−1,1−ジメタノール、シクロオクタン−1,1−ジメタノール、及びジメチルシクロオクタン−1,1−ジメタノールから選ばれる少なくとも一種である、ポリエステルポリオール。 - 前記側鎖に脂環骨格を有する1,3−プロパンジオールが、シクロヘキサン−1,1−ジメタノールである、請求項1に記載のポリエステルポリオール。
- 請求項1又は2に記載のポリエステルポリオールと、ポリイソシアネートとを反応させるポリウレタンの製造方法。
- 請求項3に記載の製造方法で得られるポリウレタン。
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