JP7081730B1 - ポリカーボネートポリオール及びその製造方法、組成物及びその製造方法、ウレタン樹脂、並びに、水性ウレタン樹脂分散体 - Google Patents
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Abstract
Description
120℃≦T1≦155℃ ・・・(α)
140℃≦T2≦155℃ ・・・(β)
一実施形態のポリカーボネートポリオールは、下記式(A-1)で表される化合物(以下、「化合物(A-1)」ともいう。)である。
第1実施形態では、化合物(A-1)が、R2として直鎖状アルカンジイル基のみを含む。すなわち、R2の全てが、直鎖状アルカンジイル基である。化合物(A-1)は、R2として直鎖状アルカンジイル基のみを含むことから、25℃で固体となりやすい。
第2実施形態では、化合物(A-1)が、R2として2種以上のアルカンジイル基を含む。化合物(A-1)は、R2として2種以上のアルカンジイル基を含むことから、25℃で液体となりやすい。
第3実施形態では、化合物(A-1)が、R2として分岐状アルカンジイル基を含む。第3実施形態の化合物(A-1)は、R2として分岐状アルカンジイル基を含むことから、25℃で液体となりやすい。
一実施形態の組成物は、上記実施形態のポリカーボネートポリオール(化合物(A-1))と、多価アルコール(B)と、を含有する。
なお、上記式(a-1)で表される基と同じ構造を有する場合であっても、*がカーボネート基以外の基(例えばヒドロキシ基(-OH)等)に結合している場合には、式(a-1)で表される基には含まれないものとする。
第1実施形態の組成物は、化合物(A-1)として上記第1実施形態の化合物(A-1)を含む。第1実施形態では、モル比(CA1/CB)が、例えば、0.2~150である。このような特徴を有する第1実施形態の組成物は25℃で固体となりやすい。
第2実施形態の組成物は、化合物(A-1)として上記第2実施形態の化合物(A-1)を含む。第2実施形態では、モル比(CA1/CB)が、例えば、0.1~150である。このような特徴を有する第2実施形態の組成物は25℃で液体となりやすい。
第3実施形態の組成物は、化合物(A-1)として上記第3実施形態の化合物(A-1)を含む。第3実施形態では、モル比(CA1/CB)が、例えば、0.1~150である。このような特徴を有する第3実施形態の組成物は25℃で液体となりやすい。
上記実施形態の化合物(A-1)の製造方法では、多価アルコール(B)と、ジオール(D)と、炭酸エステルと、エステル交換触媒と、を含有する混合液を加熱して、炭酸エステル由来のアルコールを反応系から除去しつつ還流反応(エステル交換反応)を行い、化合物(A-1)を得る。
120℃≦T1≦155℃ ・・・(α)
140℃≦T2≦155℃ ・・・(β)
T1<T2 ・・・(γ)
T1m<T2m ・・・(δ)
ウレタン樹脂は、ポリオール成分とポリイソシアネート成分との重縮合物又はその架橋体である。ここで、架橋体とは、鎖延長剤等により重縮合物同士が架橋したものを意味する。
ポリオール成分は、上記化合物(A-1)を含む。ポリオール成分は、化合物(A-1)以外のポリオール(末端水酸基を2個以上有する化合物)を含んでいてもよい。ポリオール成分は、例えば、上記組成物に含まれ得るポリオール(化合物(A-2)、化合物(A-3)、多価アルコール(B)、ジオール(D)、ポリカーボネートジオール等)を更に含んでいてもよい。これらのポリオールの含有比率は、上記組成物におけるポリオールの含有比率(例えば、モル比(CA1/CB)、モル比(CA1/CT)及びモル比(CB/CT))と同じであってよい。換言すれば、ポリオール成分は、上記組成物からポリオール以外の化合物を除いたポリオール混合物を含んでいてよい。
ポリイソシアネートとしては、例えば、芳香族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート及び脂環族ポリイソシアネートを挙げることができる。また、これらの変性体である変性ポリイソシアネートを用いることもできる。変性ポリイソシアネートとしては、例えば、イソシアヌレート変性ポリイソシアネート(イソシアネートの三量体)、アロファネート変性ポリイソシアネート、ウレトジオン変性ポリイソシアネート、ウレタン変性ポリイソシアネート、ビウレット変性ポリイソシアネート、ウレトンイミン変性ポリイソシアネート、アシルウレア変性ポリイソシアネート等が挙げられる。これらは単独で使用することができ、2種以上を併用することもできる。
ポリオール成分とポリイソシアネート成分との配合比は、ポリオール成分中の活性水素とポリイソシアネート成分中のイソシアネート基とのモル比が、9:1~1:9であることが好ましく、6:4~4:6であることが更に好ましい。配合比がこの範囲内であると、ウレタン樹脂がより優れた性能を有する傾向がある。
鎖延長剤は、目的、用途等に応じて適宜選択することができる。鎖延長剤としては、例えば、水;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、ネオペンチルグリコール、1,10-デカンジオール、1,1-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、キシリレングリコール、ビス(p-ヒドロキシ)ジフェニル、ビス(p-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパン、ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]スルホン、1,1-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]シクロヘキサン等の低分子ポリオ-ル;ポリエステルポリオ-ル、ポリエステルアミドポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール等の高分子ポリオール;エチレンジアミン、イソホロンジアミン、2-メチル-1,5-ペンタンジアミン、アミノエチルエタノールアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミンなどを使用することができる。鎖延長剤の配合量(ウレタン樹脂に含まれる鎖延長剤由来の構造の割合)は、ポリオール成分及びポリイソシアネート成分の合計量100質量部に対して、0.1~50質量部であってよい。なお、鎖延長剤がポリオールである場合、該ポリオールは、鎖延長剤及びポリオール成分の両方に包含されるものとして含有量を算出する。
水性ウレタン樹脂分散体は、水系媒体と、該水系媒体中に分散したウレタン樹脂又はその中和物と、を含有する。ウレタン樹脂は、上述したウレタン樹脂のうち、酸性基を有するもの(ポリオール成分が酸性基を有するポリオールを含むもの)である。
上記ウレタン樹脂を形成するためのポリオール成分及びポリイソシアネート成分は、2液組成物セットとして、別々の容器中で保管、運搬等されてよい。2液組成物セットは、少なくとも上記ポリオール成分を含有する第1液と、少なくとも上記ポリイソシアネート成分を含有する第2液と、を含む。鎖延長剤、触媒、溶媒等を用いる場合、これらは、第1液及び/又は第2液に含有させてよく、第1液及び第2液とは別に配合してもよい。上記2液組成物セットは、例えば、コーティング材として好適に使用することができ、人工皮革、合成皮革等の製造においても好適に使用することができる。上記2液組成物セットをコーティング材として使用する場合、例えば、第1液と第2液とを混合した後、得られた混合液を基材上に塗布し、場合により加熱することにより、塗膜(例えばウレタン樹脂を含む硬化膜)を形成することができる。
(実施例1A)
攪拌機、温度計、加熱装置及び冷却器を組んだ1L二口ガラス製反応器に、トリメチロールプロパン35.2g、1,4-ブタンジオール354.2g、炭酸ジエチル510.7g、及びリチウムアセチルアセトナート0.045gを混合した。得られた混合液を、常圧下で、130~150℃(初期130℃、終盤150℃)で加熱し、低沸点成分(炭酸エステル由来のアルコール等)を除去しながら8時間反応させた。留出液温度は77℃以上79℃未満とした。さらに、反応温度150℃でフラスコ内の圧力を1kPaまで減圧し、さらに8時間反応を行うことで、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-1A)を得た。
トリメチロールプロパン31.3g、1,6-ヘキサンジオール413.8g、炭酸ジエチル454.9g、及びリチウムアセチルアセトナート0.045gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Aと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-2A)を得た。
トリメチロールプロパン83.0g、1,4-ブタンジオール334.6g、炭酸ジエチル482.4g、及びリチウムアセチルアセトナート0.045gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Aと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-3A)を得た。
攪拌機、温度計、加熱装置及び冷却器を組んだ1L二口ガラス製反応器に、トリメチロールプロパン74.4g、1,6-ヘキサンジオール393.2g、炭酸ジエチル432.4g、及びリチウムアセチルアセトナート0.045gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Aと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-4A)を得た。
実施例2Aで得られた組成物(PCP-2A)を900gと、トリメチロールプロパンを100gと、を80℃で混合し、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-5A)を得た。
攪拌機、温度計、加熱装置及び冷却器を組んだ1L二口ガラス製反応器に、トリメチロールエタン33.6g、1,6-ヘキサンジオール198.3g、炭酸ジエチル218.1g、及びリチウムアセチルアセトナート0.025gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Aと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-6A)を得た。
攪拌機、温度計、加熱装置及び冷却器を組んだ1L二口ガラス製反応器に、ペンタエリスリトール37.7g、1,6-ヘキサンジオール196.4g、炭酸ジエチル215.9g、及びリチウムアセチルアセトナート0.025gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Aと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-7A)を得た。
留出液温度を80℃以上83℃未満としたこと以外は、実施例4Aと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-8A)を得た。
リチウムアセチルアセトナートの配合量を0.135gに変更したこと、及び、留出液温度を84℃以上108℃未満としたこと以外は、実施例4Aと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-9A)を得た。
実施例2Aで得られた組成物(PCP-2A)を800gと、トリメチロールプロパンを200gと、を80℃で混合し、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-10A)を得た。
実施例4Aと同様にして得られた混合液を、常圧下で、150℃(初期150℃、終盤150℃)で加熱し、低沸点成分(炭酸エステル由来のアルコール等)を除去しながら8時間反応させた。留出液温度は120℃超とした。さらに、反応温度150℃でフラスコ内の圧力を1kPaまで減圧し、さらに8時間反応を行うことで、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-11A)を得た。
反応温度150℃でフラスコ内の圧力を1kPaまで急激に減圧したこと以外は、参考例2Aと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-12A)を得た。
常圧下での加熱温度を140~150℃(初期140℃、終盤150℃)としたこと以外は、参考例2Aと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-13A)を得た。
ニッポラン980Rを450gと、トリメチロールプロパンを450gとを80℃で混合し、ポリカーボネートジオールを含む組成物(PCD-1A)を得た。
トリメチロールプロパン74.4g、1,6-ヘキサンジオール393.2g、炭酸ジエチル432.4g、及びテトラブチルチタネート0.09gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Aと同様にして、ポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-14A)を得た。
[数平均分子量の測定]
以下の条件で、上記で得られた組成物のGPC分析を行い、組成物の数平均分子量を測定した。結果を表2及び表3に示す。
-条件-
(1)測定器:HLC-8420(東ソー社製)
(2)カラム:TSKgel(東ソー社製)
・G3000H-XL
・G3000H-XL
・G2000H-XL
・G2000H-XL
(3)移動相:THF(テトラヒドロフラン)
(4)検出器:RI(屈折率)検出器(HLC-8420付属品)
(5)温度:40℃
(6)流速:1.000ml/min
(7)検量線:以下の商品(いずれも三洋化成工業社製の2官能のポリオキシプロピレンポリオール)を用いて、検量線を得た。
・「サンニックスPP-200」(数平均分子量=200、平均官能基数:2)
・「サンニックスPP-400」(数平均分子量=400、平均官能基数:2)
・「サンニックスPP-1000」(数平均分子量=1000、平均官能基数:2)
・「サンニックスPP-2000」(数平均分子量=2000、平均官能基数:2)
・「サンニックスPP-3000」(数平均分子量=3200、平均官能基数:2)
・「サンニックスPP-4000」(数平均分子量=4160、平均官能基数:2)
(8)検量線の近似式:3次式
(9)サンプル溶液濃度:0.5質量%THF溶液
JIS K1557-1に準拠し、アセチル化試薬を用いた方法にて上記で得られた組成物の水酸基価を測定した。結果を表2及び表3に示す。
上記で得られた組成物をサンプルとし、該サンプルを80℃で1時間加熱した後、5℃及び25℃で3日間放置した。放置後のサンプルの状態を目視により確認し、上記温度で僅かでも流動性があれば液状とし、流動性がない場合には固体とした。結果を表2及び表3に示す。
以下の手順で組成物の組成分析を行った。
-条件-
・共鳴周波数:400MHz
・パルス幅:45degree
・待ち時間:5秒
・積算回数:64
・サンプル溶液濃度(TMS含有重クロロホルム):3質量vol%
以下の条件で、上記で得られた組成物のLC-MS測定を行い、式(E)中のqが3であるポリカーボネートジオールに対応するピークの最大強度P3と、式(E)中のqが4であるポリカーボネートジオールに対応するピークの最大強度P4と、式(E)中のqが5であるポリカーボネートジオールに対応するピークの最大強度P5と、を求め、P3、P4及びP5の総和に対するP3の比(P3/[P3+P4+P5])、並びに、P3、P4及びP5の総和に対するP5の比(P5/[P3+P4+P5])を求めた。結果を表2及び表3に示す。
-条件-
(1)測定器:Agilent 1290 Infinity II シリーズ (Agilemt Technologies 社製)
(2)カラム:TSKgel(東ソー社製)
TSKgel ODS-100V (4.6mmID×15cm)
(3)移動相:
A液:水/メタノール=5/5(vol/vol%)
B液:テトラヒドロフラン(THF)
水:精製水
THF:富士フイルム和光純薬社製 HPLC用
メタノール:富士フイルム和光純薬社製 HPLC用
(4)前処理
試料(組成物)を秤量し、所定の移動相(B液)を加えて室温で一晩静置し溶解させた。得られた試料溶液を、緩やかに振り混ぜ、0.45μmのPTFEカートリッジフィルターでろ過した。
(5)グラジエント条件
(7)温度:40℃
(8)流速:0.40ml/min
(9)注入量:15μL
(10)サンプル溶液濃度(THF):1.0mg/L
なお、各ピークの分子構造は各ピークの単独でのMS測定(装置:ブルカー・ダルトニクス microTOF、イオン源:APCI、測定モード:ポジティブモード)を行い同定した。
以下の方法でウレタン硬化膜被膜(フィルム)を作製し、得られたフィルムをサンプルとして、物性(引張特性、耐湿熱特性、風合い特性)の評価を行った。
まず、上記で得られた組成物と、ポリイソシアネート成分(C-2612)と、ウレタン化触媒と、リン化合物(JP508)と、希釈溶剤とを、表4及び表5に記載の配合(単位:g)で、200mLのガラス瓶で混合した。混合直後に、混合液を離型紙上に流し、バーコーターにて厚さ200μmのフィルムになるようにキャストした。次いで、キャストされた膜を25℃で30分、50℃で30分、80℃で30分、120℃で1時間、及び、50℃で18時間の条件で加熱することにより硬化させ、ウレタン硬化被膜(フィルム)を得た。
得られたフィルムの引張特性及び風合い特性をJIS K6251に準拠して、以下の条件で測定した。結果を表4及び表5に示す。
-条件-
・試験装置:テンシロンUTA-500(エー・アンド・デー社製)
・測定条件:25℃×50%RH
・ヘッドスピード:200mm/分
・ダンベル4号
引張強度が10MPa以上、且つ破断時伸びが200%以上であれば引張特性が良好であると判断し、100%モジュラスが5MPa以下であれば風合い特性が良好であると判断した。なお、引張強度が3MPa以上であれば実用上問題はない。
得られたフィルムを80℃×95%RHの湿熱乾燥器に28日間放置し、試験体とした。その後、各試験体について前記引張特性と同様の方法で引張強度を測定した。下記式(1)で引張強度保持率を求め、ウレタン樹脂の耐湿熱特性の指標とした。試験装置としては、ESPEC CORP(エスペック社製)を用いた。結果を表4及び表5に示す。
引張強度保持率(%)=C/D×100 (1)
C:耐湿熱試験後の引張強度(MPa)
D:耐湿熱試験前の引張強度(MPa)
引張強度保持率が80%以上であれば耐湿熱特性が良好であると判断した。
・1,4-ブタンジオール:富士フイルム和光純薬社製
・1,6-ヘキサンジオール:BASF-JAPAN社製
・トリメチロールプロパン:Sigma-Aldrich社製
・トリメチロールエタン:富士フイルム和光純薬社製
・ペンタエリスリトール:富士フイルム和光純薬社製
・炭酸ジエチル:Sigma-Aldrich社製
・炭酸ジメチル:富士フイルム和光純薬社製
・リチウムアセチルアセトナート:Sigma-Aldrich社製
・水酸化リチウム:東京化成工業社製
・テトラブチルチタネート:東京化成工業社製
・ニッポラン980R:商品名、1,6-ヘキサンジオール系ポリカーボネートジオール、水酸基価=56KOHmg/g、f=2、東ソー社製
・JP-508:商品名、2-エチルヘキシルアシッドホスフェート、城北化学工業社製
・C-2612:コロネート2612(商品名)、ヘキサメチレンジイソシアネートアダクト変性ポリイソシアネート、イソシアネート含量=17.2%、東ソー社製
・DOTDL:ジオクチルスズジラウレート、キシダ化学工業社製
・メチルエチルケトン:丸善石油化学社製
・トルエン:富士フイルム和光純薬社製
(実施例1B)
攪拌機、温度計、加熱装置及び冷却器を組んだ1L二口ガラス製反応器に、トリメチロールプロパン35.2g、1,6-ヘキサンジオール298.5g、1,4-ブタンジオール97.5g、炭酸ジエチル468.8g、及びリチウムアセチルアセトナート0.045gを混合した。得られた混合液を、常圧下で、130~150℃(初期130℃、終盤150℃)で加熱し、低沸点成分(炭酸エステル由来のアルコール等)を除去しながら8時間反応させた。留出液温度は77℃以上79℃未満とした。さらに、反応温度150℃でフラスコ内の圧力を1kPaまで減圧し、さらに8時間反応を行うことで、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-1B)を得た。
トリメチロールプロパン34.6g、1,6-ヘキサンジオール218.4g、1,4-ブタンジオール166.6g、炭酸ジエチル480.4g、及びリチウムアセチルアセトナート0.045gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Bと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-2B)を得た。
トリメチロールプロパン75.6g、1,6-ヘキサンジオール358.2g、1,4-ブタンジオール30.4g、炭酸ジエチル426.1g、及びリチウムアセチルアセトナート0.045gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Bと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-3B)を得た。
トリメチロールプロパン37.3g、1,6-ヘキサンジオール273.7g、1,9-ノナンジオール159.1g、炭酸ジエチル432.8g、及びリチウムアセチルアセトナート0.045gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Bと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-4B)を得た。
実施例1Bで得られた組成物(PCP-1B)を900gとトリメチロールプロパン100gとを80℃で混合し、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-5B)を得た。
得た。
トリメチロールエタン31.4g、1,6-ヘキサンジオール299.8g、1,4-ブタンジオール98.0g、炭酸ジエチル470.8g、及びリチウムアセチルアセトナート0.045gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Bと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-6B)を得た。
ペンタエリスリトール35.8g、1,6-ヘキサンジオール298.3g、1,4-ブタンジオール97.5g、炭酸ジエチル468.5g、及びリチウムアセチルアセトナート0.045gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Bと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-7B)を得た。
トリメチロールプロパン35.8g、1,6-ヘキサンジオール374.7g、1,4-ブタンジオール31.7g、炭酸ジエチル453.0g、及びリチウムアセチルアセトナート0.045gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Bと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-8B)を得た。
実施例1Bで得られた組成物(PCP-1B)を800gと、トリメチロールプロパンを200gと、を80℃で混合し、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-9B)を得た。
1,6-ヘキサンジオール196g、1,5-ペンタンジオール172.8g、炭酸ジエチル431.2g、及びリチウムアセチルアセトナート0.045gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Bと同様にして、ポリカーボネートジオールを含む組成物(PCD-1B)を得た。
比較例1Bで得られた組成物(PCD-1B)を450gとトリメチロールプロパン450gとを80℃で混合し、ポリカーボネートジオールを含む組成物(PCD-2B)を得た。
第1実施例と同様にして、上記で得られた組成物の数平均分子量及び水酸基価を測定し、性状評価及び組成分析(1)を行った。組成分析(1)では、3.430ppm以上3.530ppm以下のシグナルをシグナル(S1)とし、3.720ppm以上3.800ppm以下のシグナルをシグナル(S2)とし、0.700ppm以上1.130ppm以下のシグナルを、式(I)で表される基のR1がメチル基である場合(多価アルコール(B)がトリメチロールエタンである場合)のシグナル(S3)とし、0.700ppm以上1.000ppm以下のシグナルを、式(I)で表される基のR1がエチル基である場合(多価アルコール(B)がトリメチロールプロパンである場合)のシグナル(S3)とした。結果を表6及び表7に示す。また、参考までに、実施例1Bで得られた組成物の1H-NMRスペクトルを図4~図6に示す。なお、組成分析(1)の結果、PCP-1B~9Bでは、シグナル(S1)の存在より、化合物(A-1)の存在が示唆された。一方、PCD-1B~2Bでは、シグナル(S1)が確認されなかった。また、PCP-1B~9Bでは、3.550ppm以上3.620ppm以下のシグナル(S4)の存在により化合物(A-2)の存在が示唆された。また、PCP-1B~6B及びPCP-8B~9Bでは、上記シグナル(S1)~(S4)の積分値より、CTからCA1、CA2及びCBを減じた値が正となることが確認されたことから、化合物(A-3)の存在が示唆された。
上記で得られた組成物と、ポリイソシアネート成分(C-2612)と、ウレタン化触媒と、リン酸エステル(JP508)と、希釈溶剤とを、表8及び表9に記載の配合(単位:g)で混合した以外は、第1実施例と同様にして、ウレタン硬化被膜(フィルム)を得た。次いで、得られたフィルムをサンプルとして、第1実施例と同様にして、物性(引張特性、耐湿熱特性、風合い特性)の評価を行った。結果を表8及び表9に示す。なお、比較例1Bの物性評価は実施しなかった。
・1,4-ブタンジオール:富士フイルム和光純薬社製
・1,5-ペンタンジオール:富士フイルム和光純薬社製
・1,6-ヘキサンジオール:BASF-JAPAN社製
・1,9-ノナンジオール:クラレ社製
・トリメチロールプロパン:Sigma-Aldrich社製
・トリメチロールエタン:富士フイルム和光純薬社製
・ペンタエリスリトール:富士フイルム和光純薬社製
・水酸化リチウム:東京化成工業社製
・テトラブチルチタネート:東京化成工業社製
・炭酸ジエチル:Sigma-Aldrich社製
・炭酸ジメチル:富士フイルム和光純薬社製
・リチウムアセチルアセトナート:Sigma-Aldrich社製
・JP-508:商品名、2-エチルヘキシルアシッドホスフェート、城北化学工業社製
・C-2612:コロネート2612(商品名)、ヘキサメチレンジイソシアネートアダクト変性ポリイソシアネート、イソシアネート含量=17.2%、東ソー社製
・DOTDL:ジオクチルスズジラウレート、キシダ化学工業社製
・メチルエチルケトン:丸善石油化学社製
・トルエン:富士フイルム和光純薬社製
(実施例1C)
攪拌機、温度計、加熱装置及び冷却器を組んだ1L二口ガラス製反応器に、トリメチロールプロパンを36.1g、1,6-ヘキサンジオールを288g、3-メチル-1,5-ペンタンジオールを123.4g、炭酸ジエチルを452.4g、及びリチウムアセチルアセトナートを0.045g仕込んで混合した。得られた混合液を、常圧下で、130~150℃(初期130℃、終盤150℃)で加熱し、低沸点成分(炭酸エステル由来のアルコール等)を除去しながら8時間反応させた。留出液温度は77℃以上79℃未満とした。さらに、反応温度150℃でフラスコ内の圧力を1kPaまで減圧し、さらに8時間反応を行うことで、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-1C)を得た。
トリメチロールプロパンを36.2g、1,6-ヘキサンジオールを205.7g、3-メチル-1,5-ペンタンジオールを205.7g、炭酸ジエチルを452.3g、及びリチウムアセチルアセトナートを0.045g仕込んで混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Cと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-2C)を得た。
トリメチロールプロパンを36.2g、3-メチル-1,5-ペンタンジオールを411.5g、炭酸ジエチルを452.3g、及びリチウムアセチルアセトナートを0.045g仕込んで混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Cと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-3C)を得た。
トリメチロールプロパンを74.3g、1,6-ヘキサンジオールを353.9g、3-メチル-1,5-ペンタンジオールを39.3g、炭酸ジエチルを432.4g、及びリチウムアセチルアセトナートを0.045g仕込んで混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Cと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-4C)を得た。
トリメチロールプロパンを60.4g、ND-15を865.4g、炭酸ジエチルを701.7g、及びリチウムアセチルアセトナートを0.06g仕込んで混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Cと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-5C)を得た。
実施例1Cで得られた組成物(PCP-1C)を900gと、トリメチロールプロパンを100gと、を80℃で混合し、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-6C)を得た。
トリメチロールエタンを32.2g、1,6-ヘキサンジオールを289.3g、3-メチル-1,5-ペンタンジオールを124.0g、炭酸ジエチルを454.5g、及びリチウムアセチルアセトナートを0.045g仕込んで混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Cと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-7C)を得た。
ペンタエリスリトールを36.6g、1,6-ヘキサンジオールを287.8g、3-メチル-1,5-ペンタンジオールを123.4g、炭酸ジエチルを452.1g、及びリチウムアセチルアセトナートを0.045g仕込んで混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Cと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-8C)を得た。
トリメチロールプロパンを36.1g、1,6-ヘキサンジオールを370.3g、3-メチル-1,5-ペンタンジオールを41.1g、炭酸ジエチルを452.4g、及びリチウムアセチルアセトナートを0.045g仕込んで混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1Cと同様にして、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-9C)を得た。
実施例1Cで得られた組成物(PCP-1C)を800gと、トリメチロールプロパンを200gと、を80℃で混合し、上記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを含む組成物(PCP-10C)を得た。
第1実施例と同様にして、上記で得られた組成物の数平均分子量及び水酸基価を測定し、性状評価及び組成分析(1)を行った。組成分析(1)では、3.450ppm以上3.530ppm以下のシグナルをシグナル(S1)とし、3.720ppm以上3.800ppm以下のシグナルをシグナル(S2)とした。結果を表10に示す。また、参考までに、実施例1Cで得られた組成物の1H-NMRスペクトルを図7~図9に示す。組成分析(1)の結果、PCP-1C~10Cでは、シグナル(S1)の存在より、化合物(A-1)の存在が示唆され、3.550ppm以上3.620ppm以下のシグナル(S4)の存在により化合物(A-2)の存在が示唆された。
上記で得られた組成物と、ポリイソシアネート成分(C-2612)と、ウレタン化触媒と、リン酸エステル(JP508)と、希釈溶剤とを、表11に記載の配合(単位:g)で混合した以外は、第1実施例と同様にして、ウレタン硬化被膜(フィルム)を得た。次いで、得られたフィルムをサンプルとして、第1実施例と同様にして、物性(引張特性、耐湿熱特性、風合い特性)の評価を行った。結果を表11に示す。
・3-メチル-1,5-ペンタンジオール:クラレ社製
・1,5-ペンタンジオール:富士フイルム和光純薬社製
・1,6-ヘキサンジオール:BASF-JAPAN社製
・ND-15:1,9-ノナンジオール/2-メチル-1,8-オクタンジオール混合物、クラレ社製、商品名
・トリメチロールプロパン:Sigma-Aldrich社製
・トリメチロールエタン:富士フイルム和光純薬社製
・ペンタエリスリトール:富士フイルム和光純薬社製
・水酸化リチウム:東京化成工業社製
・テトラブチルチタネート:東京化成工業社製
・炭酸ジエチル:Sigma-Aldrich社製
・炭酸ジメチル:富士フイルム和光純薬社製
・リチウムアセチルアセトナート:Sigma-Aldrich社製
・JP-508:2-エチルヘキシルアシッドホスフェート、城北化学工業社製、商品名
・C-2612:コロネート2612(商品名)、ヘキサメチレンジイソシアネートアダクト変性ポリイソシアネート、イソシアネート含量=17.2%、東ソー社製
・DOTDL:ジオクチルスズジラウレート、キシダ化学工業社製
・メチルエチルケトン:丸善石油化学社製
・トルエン:富士フイルム和光純薬社製
Claims (35)
- R2の全てが、直鎖状アルカンジイル基である、請求項1に記載のポリカーボネートポリオール。
- R2のうち少なくとも一つが、分岐状アルカンジイル基である、請求項1に記載のポリカーボネートポリオール。
- R 2 の全てが、直鎖状アルカンジイル基である、請求項5に記載の組成物。
- R 2 のうち少なくとも一つが、分岐状アルカンジイル基である、請求項5に記載の組成物。
- 前記ポリカーボネートポリオールが、R 2 として2種以上のアルカンジイル基を含む、請求項5~7のいずれか一項に記載の組成物。
- 下記式(B)で表される多価アルコールと、下記式(D)で表されるジオールと、炭酸エステルと、エステル交換触媒と、を含有する混合液を加熱して、前記炭酸エステル由来のアルコールを反応系から除去しつつ還流反応を行い、下記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールを得る、ポリカーボネートポリオールの製造方法。
[式(A-1)中、R 1 は水素原子、アルキル基又はヒドロキシアルキル基を示し、R 2 はアルカンジイル基を示し、n及びmはそれぞれ1以上の整数を示す。複数存在するR 2 は互いに同一でも異なっていてもよい。]
[式(B)中、R1は前記と同義である。]
[式(D)中、R2は前記と同義である。] - 下記式(B)で表される多価アルコールと、下記式(D)で表されるジオールと、炭酸エステルと、エステル交換触媒と、を含有する混合液を加熱して、前記炭酸エステル由来のアルコールを反応系から除去しつつ還流反応を行い、下記式(A-1)で表されるポリカーボネートポリオールと、下記式(B)で表される多価アルコールと、を含有する組成物を得る、組成物の製造方法。
[式(A-1)中、R 1 は水素原子、アルキル基又はヒドロキシアルキル基を示し、R 2 はアルカンジイル基を示し、n及びmはそれぞれ1以上の整数を示す。複数存在するR 2 は互いに同一でも異なっていてもよい。]
[式(B)中、R1は前記と同義である。]
[式(D)中、R2は前記と同義である。] - R 2 の全てが、直鎖状アルカンジイル基である、請求項13~18のいずれか一項に記載の製造方法。
- R 2 のうち少なくとも一つが、分岐状アルカンジイル基である、請求項13~18のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記式(D)で表されるジオールとして、R 2 の種類が互いに異なる2種以上のジオールを用いる、請求項13~20のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記混合液の加熱が、
101.325kPa±20.000kPaの圧力下、温度T1で加熱することと、
ついで、10.000kPa以下の減圧下、温度T2で加熱することと、を含み、
前記温度T1及びT2が、下記式(α)及び(β)の関係を満たし、
前記還流反応では、前記炭酸エステル由来のアルコールを120℃以下で留出させて反応系から除去する、請求項13~21のいずれか一項に記載の製造方法。
120℃≦T1≦155℃ ・・・(α)
140℃≦T2≦155℃ ・・・(β) - 前記混合液中の前記エステル交換触媒の含有量が、前記混合液中の前記多価アルコールと前記ジオールと前記炭酸エステルとの総量100質量部に対して、0.001~0.050質量部である、請求項13~22のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記エステル交換触媒が、リチウムアセチルアセトナートを含む、請求項13~23のいずれか一項に記載の製造方法。
- ポリオール成分とポリイソシアネート成分との重縮合物又はその架橋体であり、
前記ポリオール成分が、請求項1~3のいずれか一項に記載のポリカーボネートポリオールを含む、ウレタン樹脂。 - R 2 の全てが、直鎖状アルカンジイル基である、請求項26に記載のウレタン樹脂。
- R 2 のうち少なくとも一つが、分岐状アルカンジイル基である、請求項26に記載のウレタン樹脂。
- 前記ポリカーボネートポリオールが、R 2 として2種以上のアルカンジイル基を含む、請求項26~28のいずれか一項に記載のウレタン樹脂。
- 前記ポリオール成分が、酸性基を有するポリオールを含み、
水系媒体と、前記水系媒体中に分散した請求項25~34のいずれか一項に記載のウレタン樹脂又はその中和物と、を含有する、水性ウレタン樹脂分散体。
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