JPH0267311A - ポリウレア弾性エラストマー成形物の製造方法 - Google Patents

ポリウレア弾性エラストマー成形物の製造方法

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JPH0267311A
JPH0267311A JP63216216A JP21621688A JPH0267311A JP H0267311 A JPH0267311 A JP H0267311A JP 63216216 A JP63216216 A JP 63216216A JP 21621688 A JP21621688 A JP 21621688A JP H0267311 A JPH0267311 A JP H0267311A
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diaminotoluene
polyamine
diisocyanatodiphenylmethane
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JP63216216A
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Hiroshi Yamamura
山村 泰士
Takayoshi Masuda
増田 隆良
Yuji Uchida
雄二 内田
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、反応射出成形法により、比較的高密度のポリ
ウレア弾性エラストマー成形物の製造方法に関する。
反応射出成形法により製造される、比較的高密度のポリ
ウレア弾性エラストマー成形物は、優れた物性、成形性
、外観を有し有力な高分子材料として期待できる。
具体的な用途例として、自動車用板材、スポーツ・レジ
ャー用品、事務機器のハウジング、家具、農業用機器等
多岐にわたる、これらのうちで、自動車のバンパー、フ
ェーシア、フェンダ−、ドアー、サイドモールは最も有
望視されている。
〔従来の技術〕
イソシアネートと活性水素含有化合物との重付加により
、非泡状成形物、繊維強化エラストマーあるいはマイク
ロセルラーエラストマーを、反応射出成形法で成形する
ことは公知である。
これらのポリウレタンもしくはポリウレア系成形物の原
料は、ポリイソシアネート、高分子量のポリエーテルポ
リオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリ
アミン、低分子量のアルカンジオール、芳香族ポリアミ
ン等、および必要に応じて触媒、発泡剤、添加剤、繊維
状無機化合物である。
反応射出成形法(Reaction Injectio
n Moldtng。
以下111Mと略す)とは、イソシアネートと活性水素
含有化合物を、反応射出成形機によって加圧下(しばし
ば高圧下)で衝突混合し、この混合物を成形型内に充填
して硬化した後、成形品を取り出す方法である0反応射
出成形法の詳細な記述については1例えば次の文献中に
記載がある;Reaction Injection 
Molding  in the  Auto−*ot
ive InduStry + Journa3 of
 Ce11. Plastics+Vo1.2,197
5; ”Plastics  for Auto−mobil
e 5afety Bu+wpersJournal 
 of Ce11.Plastics、Vol  2+
  1973゜〔発明の解決しようとする課題〕 高分子量のポリエーテルポリオールあるいはポリエステ
ルポリオールは、ポリウレタン成形物製造の原料として
従来より非常によ(使用されてきたが、しかし、種々の
欠点を有することも知られている。具体的には、 (1)触媒の安定性がしばしば問題となる。
(2)成形物中の触媒残渣により耐熱性の低下が起こる
(3)成形物中の触媒残渣により塗膜が変色する。
(4)反応が遅いため金型との界面で粘着が生じて離型
性が良くない。
などが挙げられる。
この様な欠点を解消するため、これらに代わる活性水素
含有化合物として、ポリエーテルポリアミンが提案され
た。
ポリエーテルポリアミンの合成方法についてはかなり以
前より公知であり、例えば、米国特許3654370号
明細、特公昭49−14158、あるいは特公昭49−
14159には、ポリエーテルポリオールを、金属触媒
の存在下でアンモニアと接触し、ヒドロキシル基をアミ
ノ化して1級アミンポリエーテルを合成する方法が記載
されている。
米国特許4396729号明細には、芳香族イソシアネ
ートと芳香族ジアミン鎖延長剤、およσ上記の1級アミ
ンポリエーテルを使用したRIMについて記載されてい
る。
また、米国特許4433067号明細には、上記米国特
許4396729号明細と同様の原料を使用し、内添型
の離型剤を添加して離型性を向上し、金型に塗布する外
部離型剤が必要ないことが記述されている。しかしなが
ら、この方法は、本発明者等が、実際に成形試験した結
果によれば、1級アミンポリエーテルの、反応性が高す
ぎて、混合不良、および液流れ不良を引き起し、通常の
RIM成形機では成形できないため、短時間に注入が可
能なかなり、大型のRIM成形機が必要となる。
特開昭56−109216には、反応の遅いポリエーテ
ルポリオールと、1級アミンポリエーテルを併用する方
法が記載されている。この方法は、ポリエーテルポリオ
ールの反応促進のために触媒を使用しなければならず、
成形物の耐熱性が損なわれる。また、触媒の安定性等が
問題となる。
米国特許4513133号明細には、低分子量のカルボ
ン酸を添加して、反応性を低下する方法が記載されてい
る。本発明者らによれば、カルボン酸を多量添加しても
、ポリエーテルポリアミンの反応性低下の効果は非常に
弱く、また、低分子量のカルボン酸が成形物中に残存し
、物性上の悪影響あるいは臭気が問題となる。
米国特許4499254号明細には、ポリエーテルポリ
アミンとポリエーテルポリオールの混合系で、炭素数1
0以上のカルボン酸を添加する方法が記載されている。
この方法は、ポリエーテルポリアミンの反応性低下の効
果は非常に弱く、また、カルボン酸の存在のために、ポ
リエーテルポリオールの反応促進触媒を失活させる。
西独国特許2948419号明細、西独国特許3131
252号明細、および米国特許3112118号明細に
は、芳香族イソシアネートとポリエーテルポリオールを
反応させてプレポリマーを合成し、さらに加水分解して
芳香族アミン末端ポリエーテルを合成する方法が記載さ
れている。
また、西独間特許3223397号明細には、上記と同
様の合成方法において溶媒を使用している。このような
方法で得られるポリエーテルポリアミンは、いずれも非
常に高い粘度を有する。従って、実際に成形物を製造す
るためには、液温を常に高温に保たなければならず、ま
た、ドラムで出荷することが困難である。
特開昭58−103521には、1級アミンポリエーテ
ルと、アミノ基のオルソ位にアルキル基が置換された芳
香族1級ジアミン(主として3゜5−ジエチル−2,4
−ジアミノトルエンおよび3.5−ジエチル−2,6−
ジアミノトルエンの80 : 20重量%の混合物、以
下、DETDAと略す)を使用してRIM成形を行う方
法が記載されている。この方法は、高モジュラスの成形
品を得るためには、DETDAの使用量を多くしなけれ
ばならず、そのために脱型時に晩弱となり成形が困難と
なる。
本発明者等は、以上の状況を考え、 ■触媒を使用せずに成形可能な原料系 ■適度の反応性を有する原料系 ■高モジュラス成形で脱型時脆弱でない原料系を見出す
べく検討を重ねた。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者等は、各種の高分子量の活性水素含有化合物に
ついて鋭意検討した結果、意外にも、アミノ基がアラル
キル基によって2級化された高分子量のポリアミンを使
用することによって、上記の課題が解決されることを見
出した。
即ち、本発明は、 1)ポリイソシアネート、活性水素含有化合物、その他
助剤を用い、反応射出成形法により型内においてポリウ
レア系弾性エラストマーを成形する方法において、該活
性水素含有化合物が、a)芳香族ポリアミンおよび、 b)アミノ基が炭素数7〜20のアラルキル基によって
2級化された分子量が800〜12000の高分子量ポ
リアミン、 の液状混合物であることを特徴とするポリウレア系弾性
エラストマー成形物の製造方法。
2)アラルキル基がベンジル基である請求項1記載のポ
リウレア系弾性エラストマー成形物の製造方法。
3)ポリイソシアネートが、4,4°−ジイソシアナー
トジフェニルメタンと2.4°−ジイソシアナートジフ
ェニルメタンの混合物であって、2,4°−ジイソシア
ナートジフェニルメタンが、全混合量に対して、50重
量%以下の混合物である請求項1記載のポリウレア系弾
性エラストマー成形物の製造方法に関する。
本発明で使用するアミノ基が、アラルキル基によって2
級化された高分子量ポリアミンとしては、例えば、ポリ
エーテルポリオールまたはポリエステルポリオールと下
記のアラルキル基を持つアミン(アラルキルアミン)を
、ラネーニッケル等の触媒の存在下で反応して得られる
、分子量が800〜12000の2級化された高分子量
ポリアミンなどがある。
上記のポリエーテルポリオールとしては、例えば、グリ
セリン、トリメチロールプロパン、ジプロピレンエーテ
ルグリコール、ペンタエリスリトール、トリエタノール
アミン、ジェタノールアミン、エチレンジアミン、メチ
レン−ビス−アニリン、2.4−ジアミノトルエンなど
の反応性化合物(開始剤)に、プロピレンオキサイド、
エチレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のアルキレ
ンオキサイド、あるいはテトラヒドロフランなどの環状
エーテル化合物を、触媒の存在下で付加重合して得られ
るポリエーテルポリオールがある。
また、別のポリエーテルポリオールとしては、例えば、
カプロラクタムを触媒の存在下で開環重合して得られる
ポリエステルポリオールに、触媒の存在下で、前記のア
ルキレンオキサイドを付加重合して得られるポリエーテ
ルポリオールであっても良い。
また、別のポリエーテルポリオールとしては、例えば、
上記のポリオールにスチレン、アクリロニトリル、メチ
ルメタアクリレートの如きエチレン性不飽和化合物をグ
ラフト反応させたポリマーポリオール、及び1.2−も
しくは1.4−ポリブタジェンポリオールまたはこれら
の水素添加物であっても良い。
また、前記のポリエステルポリオールとしては、例えば
、カプロラクタムを、触媒の存在下で開環重合して得ら
れるポリエステルポリオールなどがある。
さらに、本発明で使用するアミノ基が、アラルキル基に
よって2級化された、分子量が800〜12000の高
分子量ポリアミンとしては、例えば、高分子量の1級ポ
リアミンと下記アラルキル基を持つハロゲン化物(アラ
ルキルハライド)を、高温で反応させてアミン塩酸塩と
し、その後アルカリ中和して得られる高分子量ポリアミ
ンであっても良い。
本発明の上記アラルキル基としては、炭素数7〜20の
アラルキル基である。またアラルキルのベンゼン環は他
の置換基、例えば、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ
基等で置換されても良い。
このようなアラルキル基としては、例えば、ベンジル基
、パラ−メチルベンジル基、メタ−メチルベンジル基、
オルソ−メチルベンジル基、パラ−エチルベンジル基、
パラ−イソプロピルベンジル基、パラ−オクチルベンジ
ル基、パラ−ノニルヘンシル基、パラ−クロルベンジル
基、パライソプロポキシベンジル基、パラ−メトキシベ
ンジル基、1−フェニルエチル基、1−フェニルエチル
基、パラ−メチル−1−フェニルエチル基、パラ−エチ
ル−1−フェニルエチル基、パラ−イソプロピル−1−
フェニルエチル基、クミル基、パラ−メチル−クミル基
、パラ−エチル−クミル基、メタ−イソプロピル−クミ
ル基、フェネチル基、パラ−メチル−1−フェネチル基
、パラ−エチル−1−フェネチル基、パラ−イソプロピ
ル−1−フェネチル基等が挙げられる。
本発明で使用する芳香族ジアミン系の鎖延長剤としては
、例えば、次のようなものがある。
2.4−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン
、 パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、 3.5−ジエチル−2,4−ジアミノトルエン、3.5
−ジエチル−2,6−ジアミノトルエン、3−イソプロ
ピル−2,6−ジアミノトルエン、5−イソプロピル−
2,4−ジアミノトルエン、5−ターシャリ−ブチル−
2,4−ジアミノトルエン、3−ターシャリ−ブチル−
2,6−ジアミノトルエン、 2.4−ジアミノアニソール、 4.4゛−メチレン−ビス−(2,6−ジニチルアニリ
ン)、 4.4”−メチレン−ビス−(2,6−ジイツプaピル
アニリン)、 4.4゛−メチレン−ビス−(2−エチルアニリン) 4.4゛−メチレン−ビス−(2−ターシャリ−ブチル
アニリン)、 3.4°−ジアミノジフェニル−1,l゛−エタン、 5.7−ジアミツー1.1−ジメチルインダン、4.6
−ジアミツー1.1−ジメチルインダン、4.7−ジア
ミツー1.1−ジメチルインダン、5.7−ジアミツー
1.1.4.6−チトラメチルインダン、 また、1級芳香族ジアミンのアミノ基の1つを、アルキ
ル基またはアラルキル基で2級化した芳香族ジアミンも
、鎖延長剤として使用できる0例えば、N°〜エチル−
2,4−ジアミノトルエン、N−エチル−2,4−ジア
ミノトルエン、No−イソプロピル−2,4−ジアミノ
トルエン、N−イソプロピル−2,4−ジアミノトルエ
ン、No−ターシャリ−ブチル−2,4−ジアミノトル
エンメタ N−ターシャリ−ブチル−2,4−ジアミノトルエン、 No−ベンジル−2,4−ジアミノトルエン、N−ベン
ジル−2,4−ジアミノトルエン、N−イソプロピル−
パラフェニレンジアミン、N−ターシャリ−ブチル−パ
ラフェニレンジアミン、 N−ベンジル−パラフェニレンジアミン、N−イソプロ
ピル−メタフェニレンジアミン、N−ターシャリ−ブチ
ル−メタフェニレンジアミン、 N−ベンジル−メタフェニレンジアミン、No−エチル
−5−ターシャリ−ブチル−2,4−ジアミノトルエン
、 N−エチル−5−ターシャリ−ブチル−2,4−ジアミ
ノトルエン、 N”−イソプロピル−5−ターシャリ−ブチル−2,4
−ジアミノトルエン、 N−イソプロピル−5−ターシャリ−ブチル−2,4−
ジアミノトルエン、 No−イソプロピル−3−ターラヤリーブチル2.6−
ジアミノトルエン、 N−イソプロピル−3−ターシャリ−ブチル−2゜6−
ジアミノトルエン、 などがある。
本発明で使用するポリイソシアネートとしては、例えば
、 4.4°−ジフェニルメタンジイソシアネート、2.4
°−ジフェニルメタンジイソシアネート、2.4−)リ
レンジイソシアネート、 2.6−トリレンジイソシアネート、 ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、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、 他の脂肪族系のポリイソシアネート、 上記のイソシアネートの2量体、3量体、上記のイソシ
アネートのカルボジイミド変性体、上記のイソシアネー
トのアロファーネート変性体、上記のインシアネートの
ビューレット変性体、以上のイソシアネートのプレポリ
マー 等およびその混合物である。
特に好ましいイソシアネート化合物としては、常温で液
状である4、4°−ジフェニルメタンジイソシアネート
および/または2,4゛−ジフェニルメタンジイソシア
ネートの変性体である。
この化合物の具体例としては、4.4゛−ジフェニルメ
タンジイソシアネートおよび/または2.4°−ジフェ
ニルメタンジイソシアネートおよび/またはそのカルボ
ジイミド変性体および/またはそのウレトンイミン化化
合物と、ジオールまたはトリオールとを反応させて得ら
れる液状のポリイソシアネートである。
本発明を実施するに際し、ポリイソシアネート中に含ま
れるNGO基と活性水素含有化合物の当量比が、0.8
〜1.3となるように原料の使用量を調節する。
また、上記の原料以外に助剤として、発泡剤、内部離型
剤、充填剤、顔料、酸化防止剤、耐候安定剤等がある。
発泡剤としては、例えばトリクロルフルオルメタン、C
C1tF−CCt Fx 1.Jチレンクoライド、水
、チッソガス、炭酸ガス等がある。
内部離型剤としては、高分子量シリコン系等が使用され
る。
充填剤としてはガラス繊維、フレークガラス、マイカ、
タルク、無機化合物のウィスカー等が使用できる。
〔作用〕
本発明において、前記の高分子量ポリアミンと芳香族ジ
アミンの混合物を触媒の存在なしで、ポリイソシアネー
トと反応することにより、速すぎない適度の反応性でR
IM成形することが可能となり、また、芳香族ジアミン
系の鎖延長剤を多量に使用しなくても、高モジェラスの
成形物が得られ、脱型時脆弱でな(なる。
(実施例〕 以下、本発明を、更に具体的に説明するため、実施例及
び比較例をあげて説明するが、本発明はこれらの実施例
に限定されるものではない。
また、実施例及び比較例は、下記の原料を使用して高分
子量のポリアミンを合成した。
’r−sooo:グリセリンにプロピレンオキサイドを
付加重合して得られる分子量が約5000、ヒドロキシ
ル価が34mg−KOH/gのポリプロピレンエーテル
トリオールをアンモニアおよヒ触媒の存在下、高温でア
ミノ化して得られるポリエーテルトリアミン、テキサコ
ケミカル社の「ジエファーミンT−5000J。
旦ニュJJ」−ジプロピレングリコールにプロピレンオ
キサイドを付加重合して得られる分子量が約2000、
ヒドロキシル価が56mg−KOH/gのポリプロピレ
ンエーテルトリオールを、アンモニアおよび触媒の存在
下で、高温、高圧でアミノ化して得られるポリエーテル
ジアミン、テキサコケミカル社の「ジェファーミンD−
2000J。
MN−5000:グリセリンにプロピレンオキサイドを
付加重合して得られる分子量的5000、ヒドロキシル
価が34−トKOH/gのポリプロピレンエーテルトリ
オールで、三井東圧化学株式会社のrMN−5000J
m二」=(ポリエーテルアミンAの合成)50KgのT
−5000,3,8Kgの塩化ベンジル、2.IKgの
炭酸カリウム、30Kgの水を、100リツターのグラ
スライニング反応槽中で撹拌しながら昇温し、100°
Cで6時間反応させた。静置分液により水層を分離し、
さらに大量の水で洗浄を繰り返した。減圧脱水、濾過し
てポリオキシプロピレントリアミンを得た。
アゾメチン法による分析の結果、全アミン価、2級アミ
ン価は各々26.5.17.0mg−KOH/gであっ
た。
実1に」工(ポリエーテルアミンBの合成)50Kgの
D−2000,7,6Kgの塩化ベンジル、4.2Kg
の炭酸カリウム、30Kgの水を、100リツターのグ
ラスライニング反応槽中で撹拌しながら昇温し、100
°Cで6時間反応させた。静置分液により水層を分離し
、さらに大量の水で洗浄を繰り返した。減圧脱水、濾過
してポリオキシプロピレントリアミンを得た。
アゾメチン法による分析の結果、全アミン価、2級アミ
ン価は各々40.0.25.0mg−KOH/gであっ
た。
裏隻斑二主(ポリエーテルアミンBの合成)20リツタ
ーの高圧オートクレーブ中に9.0KgのMN−500
0,3,7Kgのベンジルアミン、ラネーニッケルN−
103を5重量%、および水素を投入し、反応温度22
0℃、圧力95Kg7cm”で8時間反応した。アゾメ
チン法による分析の結果、2級アミン価、全アミン価は
各々231mg−KOH/g、25.8mg−KOH/
gであった。
(成形試験) 上記の方法により合成された高分子量のポリアミンと、
下記の原料を使用して混合液を作り、ポリウレタン用の
射出成形機を用いて、金型中にてRIM成形を行った。
土ヱ之ヱ主二上へ:4.4’ −ジフェニルメタンジイ
ソシアネートとトリプロピレンエーテルグリコールを反
応させて得た、NCO基含基量有量22%のインシアネ
ートプレポリマー 工1之ヱ主二上旦:4,4’ −ジフェニルメタンジイ
ソシアネートと24゛−ジフェニルメタンジイソシアネ
ートの重量比が69:31の混合物62.9部に、三井
東圧化学株式会社製の分子量が約1000のポリプロピ
レンエーテルジオールであるDial−1000を37
.1部反応させて得た、NCO基含基量有量17%、粘
度780センチポアズ(25℃)のイソシアネートプレ
ポリマー DETDA ;エチルコーポレーション社のrDETD
AJで、3.5−ジエチル−2,4−ジアミノトルエン
と3.5−ジエチル−2,6−ジアミノトルエンの重量
比が約80 : 20の混合物。
LBTDA:エアープロダクツ社のr t BTDA」
で、5−ターシャリ−ブチル−2,4−ジアミノトルエ
ンと3−ターシャリ−ブチル−2,6−ジアミノトルエ
ンの重量比が約80=20の混合物。
B−712:中東油脂■製のウレタンRIM用ワツク大
系外部離型剤。
実施例4〜8および比較例1(成形試験)第1表に記載
されたとおりの原料配合で成形を行った。
反応射出成形機は東邦機械■社製NR−230を使用し
た。アミン混合物の液温は20°Cとし、チッソガスを
15体積%となるようにガス混合装置(ニアローディン
グ装置)で混合分散した。イソシアネートの液温は40
℃に調節し、配合比が上記の量になるように調整し、射
出速度370g/secで金型に注入した。金型は50
0mmX400 m m X 3 m mのシート型を
使用し、75℃に加熱した後、外部離型剤を塗布し乾燥
した布でよく拭いた。
注入後30秒で脱型し、離型性、キュア性の良否を比較
した。キュア性は、脱型後直ちにシート成形物を水平台
上に乗せ、1分後にシートの先端から20cmを突出し
て水平面からの垂れの高さを測定し、その大小でキュア
性の良否を決めた。
同時に、成形直後の脆さを見るため、シートを折り曲げ
てひび割れするかどうかを調べた。成形品の表面状態も
調べた。さらに、シート型の先端部までの充填距離(c
m)を調べ液流れ性を比較した。
物性は、成形品より試験片を切り取り、120℃のオー
ブンで1時間加熱した後、引張強さ、伸び、曲げモジュ
ラス、及び耐熱性を測定した。耐熱試験は、2cmX1
5cmの短ざく状試験片を片方の端から5cmの位置に
おいて水平に固定し、120°Cの恒温槽中に1時間放
置した後、他端が垂れ下がった垂直高さを測定し、耐熱
性の比較を行った(熱垂れ)。
結果を第1表に示す、ベンジル基により2級化された高
分子量ポリアミンの使用により、液流れ性が改良され、
また、高分子量ポリアミン自身がモジュラス発現が高い
ため、芳香族ジアミン系鎖延長剤の使用量をあまり多く
する必要がなく、従って、脱型時に脆弱とならないこと
が判った。
〔発明の効果〕
実施例4〜8より明らかなごとく、本発明の方法により
、ポリウレア系の射出成形時において、従来技術より優
れた成形性能(液流れ性、脱型時脆弱なし)であること
が明らかである。
特許出願人  三井東圧化学株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ポリイソシアネート、活性水素含有化合物、その他
    助剤を用い、反応射出成形法により型内においてポリウ
    レア系弾性エラストマーを成形する方法において、該活
    性水素含有化合物が、a)芳香族ポリアミンおよび、 b)アミノ基が炭素数7〜20のアラルキル基によって
    2級化された分子量が800〜12000の高分子量ポ
    リアミン、 の液状混合物であることを特徴とするポリウレア系弾性
    エラストマー成形物の製造方法。 2、アラルキル基がベンジル基である請求項1記載のポ
    リウレア系弾性エラストマー成形物の製造方法。 3、ポリイソシアネートが、4,4’−ジイソシアナー
    トジフェニルメタンと2,4’−ジイソシアナートジフ
    ェニルメタンの混合物であって、2,4’−ジイソシア
    ナートジフェニルメタンが、全混合量に対して、50重
    量%以下の混合物である請求項1記載のポリウレア系弾
    性エラストマー成形物の製造方法。
JP63216216A 1988-09-01 1988-09-01 ポリウレア弾性エラストマー成形物の製造方法 Pending JPH0267311A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110527066A (zh) * 2019-08-30 2019-12-03 李泽阳 一种环保型高脲键快速固化单组分聚脲材料及其制备方法

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CN110527066A (zh) * 2019-08-30 2019-12-03 李泽阳 一种环保型高脲键快速固化单组分聚脲材料及其制备方法
CN110527066B (zh) * 2019-08-30 2021-07-09 李泽阳 一种环保型高脲键快速固化单组分聚脲材料及其制备方法

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