JP6902918B2 - ポリウレタン樹脂用ポリオール組成物、ポリウレタン樹脂形成性組成物、複合材料 - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態のポリウレタン樹脂用ポリオール組成物は、ポリエステルポリオール(A)を含む。ポリエステルポリオール(A)は、構成成分としてトリオール(a1)とジカルボン酸(a2)とを含む。以下、それぞれについて説明する。
ポリエステルポリオール(A)は、構成成分としてトリオール(a1)と、ジカルボン酸(a2)とを含む。
トリオール(a1)は特に限定されない。一例を挙げると、トリオール(a1)は、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン等である。トリオール(a1)は、併用されてもよい。これらのうち、トリオール(a1)は、ポリウレタン樹脂のガラス転移温度がより高くなる点から、グリセリン、トリメチロールプロパンであることが好ましく、トリメチロールプロパンであることがより好ましい。
ジカルボン酸(a2)は特に限定されない。一例を挙げると、ジカルボン酸(a2)は、脂肪族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸である。ジカルボン酸(a2)は、併用されてもよい。
ポリエステルポリオール(A)は、構成成分として、さらにジオール(a3)を含んでもよい。ジオール(a3)は特に限定されない。一例を挙げると、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、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオールおよび1,6−ヘキサンジオールおよびこれらのアルキレンオキサイド付加物である。これらのうち、ポリウレタン樹脂のガラス転移温度がより高くなる点から、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、3−メチル−1,5−ペンタンジオールおよび1,6−ヘキサンジオールが好ましく、3−メチル−1,5−ペンタンジオールおよび1,6−ヘキサンジオールがより好ましい。
ポリウレタン樹脂用ポリオール組成物全体の説明に戻り、本実施形態のポリウレタン樹脂用ポリオール組成物は、さらに分子量1000以下のポリオール(B)を含むことが好ましい。
本実施形態のポリウレタン樹脂用ポリオール組成物は、上記したポリエステルポリオール(A)、分子量1000以下のポリオール(B)以外の他のポリオールを含んでもよい。このような他のポリオールは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ひまし油系ポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリイソプレンポリオール、ポリブタジエンポリオールの水素化物およびポリイソプレンポリオールの水素化物等が例示される。これらの他のポリオールが含まれる場合、他のポリオールの含有量は特に限定されない。一例を挙げると、他のポリオールの含有量は、ポリウレタン樹脂のガラス転移温度が高い点から、ポリウレタン樹脂用ポリオール組成物中、1〜30質量%である。
本発明の一実施形態のポリウレタン樹脂形成性組成物は、上記したポリウレタン樹脂用ポリオール組成物と、イソシアネート基含有化合物(C)とを含む。
イソシアネート基含有化合物(C)は、分子中にイソシアネート基を有する化合物であれば特に限定されない。一例を挙げると、イソシアネート基含有化合物(C)は、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環族ポリイソシアネート化合物、芳香族ポリイソシアネート化合物および芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物である。イソシアネート基含有化合物(C)は、併用されてもよい。
本発明の一実施形態の複合材料は、上記したポリウレタン樹脂形成性組成物の硬化物と、強化繊維とを含む。
強化繊維は特に限定されない。一例を挙げると、強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維、金属繊維、天然繊維、鉱物繊維等である。強化繊維は、併用されてもよい。これらの中でも、強化繊維は、強度、剛性が高く、軽量である点から、PAN系、ピッチ系、レーヨン系等の炭素繊維が好ましい。また、強化繊維は、経済性を高める点から、ガラス繊維であることが好ましく、炭素繊維とガラス繊維とを含むことがより好ましい。さらに、強化繊維は、得られる成形品の衝撃吸収性等を高める点から、アラミド繊維を含むことが好ましく、炭素繊維とアラミド繊維とを含むことがより好ましい。また、強化繊維は、得られる成形品の導電性を高める点から、ニッケル等の金属を被覆した強化繊維であってもよい。
温度計、還流管および攪拌機を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン1340g、アジピン酸730g、テトラブチルチタネート0.5gを仕込み、塔頂温度が100℃になるように反応温度160℃に設定し、副生する水を反応系外に除去しながら、酸価が0.5mgKOH/g以下になるまで反応を行った。続いて、100℃で1時間減圧脱水することにより、表1に記載のエステル化物A−1を得た。
表1に記載の原料を用いた以外は、製造例1と同様の操作を行い、表1に記載のエステル化物A−2〜A−9を得た。
B−1:トリメチロールプロパン
B−2:グリセリン
B−3:ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物(アデカポリエーテルBPX−11、平均水酸基価:310mgKOH/g)
B−4:3−メチル−1,5−ペンタンジオール
C−1:ポリメリックMDI(フォームライト500B、BASF INOAC ポリウレタン社製)
C−2:HDIのイソシアヌレート変性体(タケネートD−170HN、三井化学(株)製)
D−1:ヒマシ油
表2に示される原料および配合割合にしたがい、イソシアネート基含有化合物(C)以外の成分を混合し、ポリウレタン樹脂用ポリオール組成物を得た。得られたポリウレタン樹脂用ポリオール組成物を25℃に調整し、25℃に調整したイソシアネート基含有化合物(C)を表2の割合で1分間混合した。
(1)混合粘度(mPa・s)
それぞれの上記混合物を25℃環境下に静置し、混合開始から1分後の粘度を測定した。なお、粘度は、JIS K−7117−1に準じ、BM型粘度計(東機産業(株)製)を用いて測定した。
それぞれの上記混合物を、膜厚1mmとなるように塗布した。これを、80℃で1時間、150℃で16時間処理することにより、ポリウレタン樹脂のシートを得た。得られたシートから5mm×2cmの試験片を切り出し、JIS K−7244−4に準じ、ユービーエム社製のRheogelE−4000にてガラス転移温度を測定した。
ガラス転移温度と同様の方法により、膜厚1mmのポリウレタン樹脂のシートを得た。得られたシートから、5mm×4cmの試験片を切り出し、JIS A6021−2011に準じ、インストロンジャパン社製のデジタル万能試験機(Instron5581)にて引張強さ(MPa)および破断時の伸び率(%)を測定した。
それぞれの上記混合物を25℃環境下に静置し、混合開始2分後から、1分毎に混合物表面を指で軽く触り、指に付かなくなった最初の時間を硬化時間とした。
Claims (4)
- ポリウレタン樹脂用ポリオール組成物と、イソシアネート基含有化合物(C)とを含むポリウレタン樹脂形成性組成物であって、
前記ポリウレタン樹脂用ポリオール組成物は、
ポリエステルポリオール(A)および分子量1000以下のポリオール(B)を含み、
前記ポリエステルポリオール(A)が、構成成分としてトリオール(a1)とジカルボン酸(a2)とを含み、
前記イソシアネート基含有化合物(C)は、芳香族ポリイソシアネート化合物である、ポリウレタン樹脂形成性組成物。 - 前記ジカルボン酸(a2)が、脂肪族ジカルボン酸(a2−1)および脂環族ジカルボン酸(a2−2)から選択される少なくとも1種である、請求項1記載のポリウレタン樹脂形成性組成物。
- 前記ポリエステルポリオール(A)が、平均水酸基価が200〜1500mgKOH/gである、請求項1または2記載のポリウレタン樹脂形成性組成物。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂形成性組成物の硬化物と、強化繊維とを含む、複合材料。
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