JPH0529648B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、耐加水分解性、耐光性、耐酸化劣化
性、耐熱性、柔軟性に優れた新規な脂肪族コポリ
カーボネートジオールに関するものである。
〔従来の技術〕
従来、例えば、ポリウレタンや、ウレタン系、
エステル系、アミド系等の熱可塑性エラストマー
に用いられるソフトセグメントには、ポリマー末
端がヒドロキシル基であるポリエステルポリオー
ルやポリエーテルポリオールが使用されている。
(米国特許第4362825号、第4374535号、第4129715
号明細書等)。このうちアジペートに代表される
ポリエステルポリオールは耐加水分解性に劣るた
め、例えば、これを用いたポリウレタンは比較的
短期間に表面に亀裂等を生じたり、表面に黴が生
えるなどするため使用上かなり制限を受ける。他
方、ポリエーテルポリオールを用いたポリウレタ
ンは、耐加水分解性は良好であるが、耐光性、耐
酸化劣化性が悪い欠点を有している。これらの欠
点は夫々ポリマー鎖中のエステル基、エーテル基
の存在に起因するものである。ポリエステル系や
ポリアミド系の熱可塑性エラストマーについて
も、近年、耐熱性、耐光性、耐加水分解性、耐黴
性、耐油性等の要求が高度化してきており、ポリ
ウレタンに対するものと同様の問題点を有してい
た。
一方、耐加水分解、耐光性、耐酸化劣化性、耐
熱性等に優れたソフトセグメントとして、1,6
−ヘキサンジオールのポリカーボネートポリオー
ルが市販されているが、これはポリマー鎖中のカ
ーボネート結合が化学的に極めて安定であるた
め、上述のような特長を示すものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、1,6−ヘキサンジオールのポ
リカーボネートポリオールは、結晶性であるため
常温で固体であり取扱が困難である上に、これを
用いたポリウレタンは柔軟性、弾性回復性が著し
く乏しいと言う欠点を有しており、更には、ポリ
ウレタン繊維を作る場合には、曳糸性に欠けてお
り紡糸が困難である。
このような問題点を少しでも改善するために
種々の方法が提案されている。例えば、バイエル
社は米国特許第3639354号明細書やヨーロツパ特
許第135848号で1,6−ヘキサンジオールとエー
テル基を含有したジオールとを共重合させる方法
を開示し、ポリマーの軟化点を若干低下させる等
の工夫を行つているが、エーテル基の導入はポリ
ウレタンに用いた場合柔軟性は改善されるもの
の、耐光性、耐塩素性、耐酸化劣化性を逆に悪化
させることになる。PPGインダストリーズは米
国特許第4.103070号や第4.101529号明細書で、
1,6−ヘキサンジオールと1,4−シクロヘキ
サンジメタノールとを共重合させたポリカーボネ
ートジオールを提案し、それを用いたウレタンの
結晶性を押えることができるとしている。しか
し、シクロ環を含有しているため、結晶性は若干
崩れるにしても、シクロ環骨格に起因する硬さが
付与され、柔軟性の改善は余りなされない。クラ
レは特開昭60−195117号公報で、3−メチル−
1,5−ペンタンジオールと1,6−ヘキサンジ
オール又は1,9−ノナンジオールとの共重合に
より柔軟性を付与する提案をしている。しかし、
側鎖を有するために結晶性を崩す効果は大きいも
のの、側鎖アルキルに起因する耐光性、耐酸化劣
化性の弱さが出てくる。該公報中にも耐熱性、耐
光性、耐酸化劣化性等を向上させ度い場合には、
3−メチル−1,5−ペンタジオールを50重量%
以下の量で使用することが明記されている。
又、米国特許第4013702号や米国特許第4105641
号明細書には、1,6−ヘキサンジオールと1,
4−ブタンジオールの共重合コポリカーボネート
合成の記載がある。これらは、何れもコポリカー
ボネートの製造方法を開示するものであり、その
特性については記載していないが、後で比較参考
例10でも示すように、弾性回復性が充分ではな
く、ポリウレタン繊維を作る場合に曳糸性に欠け
ており、紡糸が困難であつた。更には、後の比較
参考例7にも示す通り、1,6−ヘキサンジオー
ルと1,9−ノナンジオールとの共重合コポリカ
ーボネートについても弾性回復性が今一つ充分で
ない。
かくて、本発明の目的は、上記問題点を解決で
きる脂肪族コポリカーボネートを提供することに
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意
研究を重ねた結果、下記A、Bの繰り返し単位か
らなり、末端基が水酸基である、AとBの割合が
9:1〜1:9で、平均分子量が300〜50000のコ
ポリカーボネートジオールが、非晶性であり、
これをポリウレタンや他の熱可塑性エラストマ
ーに応用した場合、従来の1,6−ヘキサンジオ
ールベースのポリカーボネートポリオールを用い
たものに比べて柔軟性、弾性回復性が著しく優れ
ており、更にポリウレタン繊維の製造に際しても
容易に紡糸できることを見出し、本発明をなすに
至つた。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の脂肪族コポリカーボネートは、シネエ
ル(Schnell)著、ポリマー・レビユーズ
(Polymer Reviews)第9巻、第9〜20頁
(1964)に記載された種々の方法により、1,6
−ヘキサンジオール及び1,5−ペンタンジオー
ルを主成分とし、場合によつては、少量の脂肪族
ポリオールを含有する脂肪族ジオールから合成さ
れる。
本発明に用いられる脂肪族コポリカーボネート
ポリオールにおいて、1,6−ヘキサンジオール
と1,5−ペンタンジオールの他、1分子内に2
以上のヒドロキシル基を持つ化合物の少量を、本
発明の効果を損なわない範囲内で、コポリマー成
分として使用してもかまわない。場合によつて違
つてくるが、例えば、1,6−ヘキサンジオール
と1,5−ペンタジオールを等モルで重合する場
合には、第3成分として、1,6−ヘキサンジオ
ールと1,5−ペンタンジオールの合計モル数に
対して20%以下、好ましくは15%以下の1,4−
ブタンジオールを用いることができる。
又、本発明には、1,6−ヘキサンジオールと
1,5−ペンタジオールの他1分子に3以上のヒ
ドロキシル基を持つ化合物、例えば、トリメチロ
ールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキサン
トリオール、ペンタエリスリトール等の少量を用
いることにより、多官能化したポリカーボネート
も含まれる。
この1分子中に3以上のヒドロキシル基を持つ
化合物を余り多く用いると架橋してゲル化が起こ
つてくるので、ジオールの合計モル数に対して10
%以下にしておけば良い。
本発明のコポリカーボネートの繰返し単位
の割合について考え方は以下の通りである。
コポリカーボネートは、常温で粘稠な液体であ
り、かつ、DSC測定で融点を有しない非晶領域
のものが、例えば、ポリウレタン等に用いた場
合、弾性回復性、柔軟性、曳糸性の点でより好ま
しい性質を示す。コポリカーボネートがA、Bの
みの構成単位の場合には、A、Bの割合が7.5:
2.5〜1.5:8.5の範囲で非晶性を示すため、この範
囲の組成が好ましい領域である。A、Bの構成単
位に第3成分が効果を損なわない範囲でコポリマ
ー成分として含まれてくると、A、Bの割合が
9:1〜1:9の範囲にまで非晶領域が広がつて
くる。
本発明のコポリカーボネートの平均分子量の範
囲は、用途により異なるが、通常数平均分子量で
300〜50000であり、好ましくは600〜20000であ
る。
本発明のコポリカーボネートの末端基は、用途
により種々の基にすることが可能である。例えば
ポリウレタンの用途に用いる場合には、コポリカ
ーボネート末端は、実質的にすべてヒドロキシル
基であることが必要である。ポリエステル系エラ
ストマーやカーボネート系エラストマーや高分子
可塑剤用途に用いる場合には、コポリカーボネー
ト末端を、ヒドロキシル基、アルキルカーボネー
ト基、又はアリールカーボネート基、カルボキシ
ル基、又はエステル基に交換すれば良い。ポリア
ミド系エラストマー用途に用いる場合も、コポリ
カーボネート末端を、実質的にすべてカルボキシ
ル基に交換して使用することができる。又、感光
性樹脂又はコーテイング剤、光学材料用途には、
コポリカーボネート末端を実質的にすべてがアリ
ル基又は(メタ)アクリロイル基に変換して用
い、又シーリング剤用途には、室温で反応性を有
するハロゲン、アルコキシ、アシロキシ等の置換
基を有するシラン基がコポリカーボネート末端の
少なくとも一つに存在させて使用することができ
る。その他、アミノ基、アミノアルキル基、グリ
シジルエーテル基、シアノエチル基、イソシアナ
ート基等種々の官能基を持たせることが可能であ
る。
本発明の末端ヒドロキシル基を有するコポリカ
ーボネートは新規な重合体であり、代表例として
一般式(1)で表すると以下の通りである。
R1は炭素数5、6を主成分とする脂肪族グリ
コール残基、nは2〜200の範囲の整数、好まし
くは4〜100の範囲の整数である。
一般的には、先に述べたPolymer Reviews第
9巻、第9〜20頁に記載れている通り、ジアルキ
ルカーボネートと脂肪族ヒドロキシ化合物のエス
テル交換を一般的なエステル交換触媒を用いて行
うことができる。
しかしながら、例えば、脂肪族ポリカーボネー
トジオールを熱可塑性エラストマー、例えば、ポ
リエステルポリカーボネートエラストマーに用い
る場合には、ハードセグメントのポリエステルと
ソフトセグメントのポリカーボネートが、残存触
媒によりエステル交換を起こり易くなり、物性の
低下をもたらす。これを防ぐためにポリカーボネ
ートジオールの精製が必要になるが、精製には、
溶解、抽出、乾燥等多くの操作と労力が伴う。こ
れを避けるために、無触媒でのポリカーボネート
ジオールの製造が好ましい。
無触媒で合成する方法として、五員環の歪エネ
ルギーを持つエチレンカーボネートを使用する方
法、フエノキシ基として解離が容易なジフエニル
カーボネートを使用する方法が従来から知られて
おり、これらの方法を用いることにより可能であ
る。更に本発明者らが見い出したジメチルカーボ
ネートを用いる方法も可能である。これらの方法
のうち、ジフエニルカーボネートを脂肪族ジ及
び/又はポイヒドロキシル化合物と反応させる方
法を本発明者らが行つたところ、反応系内の微量
の酸素その他の不純物とフエノールより着色物質
が生成し、無色のポリカーボネートジオールを得
ることはできなかつた。更にフエノールによる
SUS反応器の腐食作用も見られた。
従つて、無触媒でジメチルカーボネート又はエ
チレンカーボネートを使用する方法が好ましい。
ジメチルカーボネートを用いる方法の詳細例に
ついて次に述べる。
即ち、この方法は、ジメチルカーボネートと脂
肪ジ族及び/又はポリヒドロキシ化合物を、触媒
を用いずに、温度120〜280℃、常圧又は加圧下で
メタノールを溜去させながら反応させ、更に温度
120〜280℃、減圧下でメタノールを溜去させなが
ら反応させることを特徴とするものである。
反応温度は120〜280℃であることが必要であ
る。反応温度が120℃未満では、重合速度が非常
に遅く、又、280℃を超えると、ポリマーの分解
が激しくなる。より好ましくは150℃〜250℃であ
る。
ジメチルカーボネートは沸点が90℃であるか
ら、反応系を120〜280℃に保つには、ジメチルカ
ーボネートを反応初期に少量仕込み後は連続添加
するか、反応の最初から連続添加するのが良い。
又、加圧可能な反応器を用いればジメチルカーボ
ネートの存在量に拘わりなく反応温度を自由に設
定することができる。又、本発明の反応では生成
するメタノールを連続的に抜き出し反応を進行さ
せることが必要である。
未反応のジメチルカーボネートと生成したメタ
ノールを効率よく分溜するために、分溜塔を備え
た反応器を使用することが好ましい。反応の前期
では温度120〜280℃、好ましくは150〜250℃、
又、常圧の条件下ではメタノールを溜出させ、反
応の後期ではメタノールの溜出を促進するために
温度120〜280℃、好ましくは150〜250℃、圧力
700〜0.05mmHgの条件下でメタノールを溜出させ
ながら反応を行うことが好ましい。反応後期にお
いて、反応液を薄膜化して効率良くメタノールを
除去することにより反応時間を短縮することも可
能である。
本発明の方法によれば、ジオールとカーボネー
トの仕込比により二量体及び三量体以上のポリカ
ーボネートポリオールを自由に得ることが可能で
ある。
エチレンカーボネートを用いる方法の詳細例に
ついて以下に述べる。
ポリカーボネートの製法は2段階に分けて実施
する。即ち、脂肪族ジ又はポリオールとエチレン
カーボネートを20:1ないし1:10のモル比で混
和し、常圧又は減圧下に100〜300℃の温度で反応
させ、副生するエチレングリコール及び未反応の
エチレンカーボネートを溜出して2〜10単位の低
分子量ポリカーボネートを得、次いで減圧下に温
度100〜300℃で未反応ヒドロキシ化合物とエチレ
ンカーボネートを溜去するとともに、低分子量ポ
リカーボネートを自己縮合させる。その間生成す
る原料ヒドロキシ化合物は溜去し続け、所望の分
子量のポリカーボネートを得る。なお、コポリカ
ーボネート中の組成比のコントロールは、溜出す
る原料ヒドロキシ化合物の組成をチエツクし、反
応中に原料を追加投入する等の操作により行う。
又、もう一つの合成法として、例えば、特開昭
56−133246号公報(米国特許第4508656号明細書)
には、エステル交換触媒の存在下で多価アルコー
ルと炭酸ジアリルを反応させて、重合度が1ない
し10の末端アリルカーボネートを得る方法が開示
されている。更に重合度を上げ度い場合には、減
圧下で炭酸ジアリルを系外に抜きながら縮合を進
めることも可能である。勿論、触媒を用いずに先
に末端ヒドロキシル基を有するコポリカーボネー
トの合成で述べたように、炭酸ジアリルをジメチ
ルカーボネートやエチレンカーボネートの代りに
用いて行うことが可能である。
エステル交換触媒を用いる方法について詳細に
述べる。
エステル交換反応触媒の中では、安価であるこ
と及び例えば二酸化炭素との反応又は単なる洗浄
により反応生成物から容易に除去されることか
ら、アルカリ金属アルコラート、特にナトリウム
メチラートが好ましい。別法によれば、これらの
触媒は有機酸又は無機酸による処理によつて、又
はスルホン化酸性樹脂内を流動させることによつ
ても除去される。若干能率は低下するが、他の触
媒として、有機酸又は無機酸、例えば、Ti
(OR)4及びMgTi(OR)6(ここでRは有機基であ
る)の如き遷移金属アルコラート(複塩の形でも
良い)、又はCaO、ZnO、SnO(OR)2などの如き
金属酸化物又はこれらの組合せが使用できる。と
にかくアルカリ金属アルコラートに比べて、これ
らのエステル交換反応触媒は高価であり、しかも
反応生成物からの除去も困難が伴う。コポリカー
ボネートジオールビスアリルカーボネートの生成
に有効な触媒の量は反応塊状物の0.001ないし0.5
重量%であり、好適には0.01重量%である。
第1工程では、炭酸ジアリルはコポリカーボネ
ートジオールビスアリルカーボネートの生成に必
要な化学量論理に比べて過剰量で使用され、炭酸
ジアリル:多価アルコールの好適なモル比は5:
1ないし10:1である。
第1工程の反応温度は一般に100ないし150℃で
あり、好ましくは120℃付近である。反応が行わ
れる圧力は、反応溶媒中に存在する未反応の炭酸
ジアリルを除去することなく、又は実質的に除去
することなく、副生するアリルアルコールを生成
と同時に、蒸発により除去できる圧力である。上
記反応温度に応じて操作を有効に実施できる圧力
は約300ないし約50トルである。
上記反応条件下では、炭酸ジアリルによる多価
アルコールの官能化を完全に又は実質的に完全に
実施でき、反応時間は一般に0.5ないし3時間で
ある。
実際には、この第1反応工程は、反応副生物で
あるアリルアルコールの発生が終了するため、完
了されたものと考えられる。この段階で、反応器
内の圧力を約1トル以下とし、かつ、70℃ないし
200℃の温度に加熱することにより、第2反応工
程を開始する。第2反応工程の間に、前記第1反
応工程で使用された触媒は、前記と同じ濃度範囲
で活性を発揮する。
これらの条件下では、まず、前記第1反応工程
からの未反応炭酸ジアリルの蒸発除去が行われ、
その後、前記第1反応工程で生成した多価アルコ
ールの重合度1〜10の末端アリルカーボネートの
連鎖延長反応が起こり、更に炭酸ジアリルの除去
が起こる。
この第2反応工程に好適な温度は90ないし150
℃である。第2公定における反応は、最終生成物
が所望の分子量(粘度測定により容易にチエツク
される)をもつに至つたところで停止される。
本発明の実質的に末端がすべてヒドロキシル基
を有するコポリカーボネートを用いたポリウレタ
ンは、コポリカーボネートポリオールとポリイソ
シアナート及び必要によりポリイソシアナートと
反応し得る活性水素原子を少なくとも2個有する
鎖延長剤とから合成される。
ポリウレタンに用いられるコポリカーボネート
ポリオールの平均分子量の範囲は、用途により異
なるが、通常数平均分子量で500〜30000であり、
好ましくは600〜20000、更に好ましくは700〜
6000のものが使用される。
更に具体的用途について述べれば、本発明を用
いるポリウレタンは、耐摩耗性、耐衝撃性、耐加
水分解、耐酸化劣化性、耐光性、低温柔軟性、可
撓性に優れるのみならず、弾性回復性に著しく優
れたポリウレタンであり、従来のポリウレタンが
用いられていた広範囲の用途をすべてカバーする
ことができる。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらの例によつてなんら限定さ
れるものではない。
ヒドロキシル基末端を有するコポリカーボネート
実施例中の水酸基価はアセチル化法により測定
した。又、ポリマーのガラス転移温度は、DSC
(昇温速度10℃/分、測定範囲−150℃〜+60℃)
より測定した。又、実施例、比較例中のポリマー
の末端は13C−NMR(270MHz)の測定により、
実質的にすべてがヒドロキシル基であつた。更に
ポリマー中の酸価をKOHによる滴定により測定
したが、実施例、比較例のポリマーすべてが0.01
以下であつた。従つて、得られたポリマーの数平
均分子量は次式により求められる。
数平均分子量=2/(OH価×10-3/56.11)
実施例1〜6、比較例1〜3
撹拌機、温度計、及び分溜管を備えた反応器に
第1表に示す通りの多価アルコールを加え、70〜
80℃で金属ナトリウムを撹拌下に添加した。ナト
リウムが完全に反応した後、第1表に示す量のジ
エチルカーボネートを導入した。常圧で反応温度
を95〜100℃に上昇させるとエタノールが溜出し
始めた。徐々に温度を上昇させ第1表に示す時間
で160℃とした。この間約10%のジエチルカーボ
ネートを含むエタノールが溜出した。その後更に
反応器の圧力を100mmHg以下とし、エタノールを
抜き出しながら強撹拌下200℃にて第1表に示す
時間反応させた。生成したポリマーは冷却後ジク
ロメチンに溶解させ、希酸で中和した後、水洗を
数回繰り返し、無水硫酸ナトリウムで脱水してか
ら、溶媒を蒸溜除去し、更に2〜3mmHg、140℃
で数時間乾燥させた。得られたコポリカーボネー
トジオールの性状は第1表に示した。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a novel aliphatic copolycarbonate diol having excellent hydrolysis resistance, light resistance, oxidative deterioration resistance, heat resistance, and flexibility. [Conventional technology] Conventionally, for example, polyurethane, urethane-based
Polyester polyols and polyether polyols having hydroxyl groups at the polymer terminals are used as soft segments for thermoplastic elastomers such as ester and amide elastomers.
(U.S. Patent No. 4362825, No. 4374535, No. 4129715
number specification etc.). Among these, polyester polyols such as adipate have poor hydrolysis resistance. For example, polyurethane made using this can cause cracks on the surface or mold growth on the surface in a relatively short period of time, making it difficult to use. subject to restrictions. On the other hand, polyurethane using polyether polyol has good hydrolysis resistance, but has the disadvantage of poor light resistance and oxidative deterioration resistance. These drawbacks are due to the presence of ester groups and ether groups in the polymer chain, respectively. In recent years, requirements for heat resistance, light resistance, hydrolysis resistance, mold resistance, oil resistance, etc., have become more sophisticated for polyester-based and polyamide-based thermoplastic elastomers, and they are facing the same problems as polyurethane. had. On the other hand, 1,6
Polycarbonate polyols of -hexanediol are commercially available, which exhibit the above-mentioned characteristics because the carbonate bonds in the polymer chains are chemically extremely stable. [Problems to be Solved by the Invention] However, since the polycarbonate polyol of 1,6-hexanediol is crystalline, it is solid at room temperature and difficult to handle. It has the disadvantage of extremely poor elastic recovery, and furthermore, when making polyurethane fibers, it lacks spinnability and is difficult to spin. Various methods have been proposed to alleviate these problems. For example, Bayer AG discloses in U.S. Patent No. 3,639,354 and European Patent No. 135,848 a method of copolymerizing 1,6-hexanediol and a diol containing an ether group, which slightly lowers the softening point of the polymer. However, although the introduction of ether groups improves flexibility when used in polyurethane, it actually worsens light resistance, chlorine resistance, and oxidation resistance. PPG Industries, in U.S. Patent Nos. 4.103070 and 4.101529,
They proposed a polycarbonate diol made by copolymerizing 1,6-hexanediol and 1,4-cyclohexanedimethanol, and claim that it is possible to suppress the crystallinity of urethane using it. However, since it contains a cyclo ring, even though the crystallinity is slightly degraded, hardness due to the cyclo ring skeleton is imparted, and the flexibility is not significantly improved. Kuraray discloses 3-methyl-
It is proposed that flexibility be imparted by copolymerization of 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol or 1,9-nonanediol. but,
Although having a side chain has a great effect on disrupting crystallinity, the light resistance and oxidative deterioration resistance are weak due to the side chain alkyl. The publication also states that if heat resistance, light resistance, oxidative deterioration resistance, etc. are to be improved,
50% by weight of 3-methyl-1,5-pentadiol
It is specified that it should be used in the following amounts. Also, US Patent No. 4013702 and US Patent No. 4105641
In the specification, 1,6-hexanediol and 1,
There is a description of the synthesis of copolycarbonate copolymerized with 4-butanediol. All of these disclose methods for producing copolycarbonate, but do not describe its properties, but as will be shown later in Comparative Reference Example 10, the elastic recovery properties are not sufficient and it is difficult to make polyurethane fibers. In some cases, the yarn lacked spinnability and was difficult to spin. Furthermore, as shown in Comparative Reference Example 7 below, the elastic recovery properties of the copolycarbonate of 1,6-hexanediol and 1,9-nonanediol are also not sufficient. Therefore, an object of the present invention is to provide an aliphatic copolycarbonate that can solve the above problems. [Means for Solving the Problems] As a result of intensive research to achieve the above object, the present inventors have found that A and B are composed of the following repeating units A and B, and the terminal group is a hydroxyl group. The copolycarbonate diol having a ratio of 9:1 to 1:9 and an average molecular weight of 300 to 50,000 is amorphous, When applied to polyurethane and other thermoplastic elastomers, the flexibility and elastic recovery properties are significantly superior to those using conventional 1,6-hexanediol-based polycarbonate polyols, and furthermore, polyurethane fibers can be manufactured. The present inventors have discovered that spinning can be easily carried out even in the case of spinnerification, leading to the present invention. The present invention will be explained in detail below. The aliphatic copolycarbonates of the present invention can be prepared by various methods described in Schnell, Polymer Reviews, Vol. 9, pp. 9-20 (1964).
- Synthesized from aliphatic diols containing hexanediol and 1,5-pentanediol as main components, and optionally containing a small amount of aliphatic polyol. In the aliphatic copolycarbonate polyol used in the present invention, in addition to 1,6-hexanediol and 1,5-pentanediol, 2
A small amount of the above hydroxyl group-containing compound may be used as a copolymer component within a range that does not impair the effects of the present invention. Although it depends on the case, for example, when polymerizing equimolar amounts of 1,6-hexanediol and 1,5-pentadiol, 1,6-hexanediol and 1,5-pentadiol are used as the third component. 1,4- 20% or less, preferably 15% or less based on the total number of moles of pentanediol
Butanediol can be used. In addition to 1,6-hexanediol and 1,5-pentadiol, the present invention also includes compounds having three or more hydroxyl groups in one molecule, such as trimethylolethane, trimethylolpropane, hexanetriol, pentaerythritol, etc. Multifunctionalized polycarbonates are also included by using small amounts of polycarbonates. If too many compounds with 3 or more hydroxyl groups are used in one molecule, crosslinking will occur and gelation will occur.
It is best to keep it below %. Repeating unit of the copolycarbonate of the invention The idea behind the ratio is as follows. Copolycarbonate is a viscous liquid at room temperature and has no melting point in DSC measurements, so when used in polyurethane, for example, it has poor elastic recovery, flexibility, and stringiness. shows more favorable properties. If the copolycarbonate has only A and B as constituent units, the ratio of A and B is 7.5:
Since the composition exhibits amorphous property in the range of 2.5 to 1.5:8.5, a composition within this range is preferable. When a third component is included in the constituent units of A and B as a copolymer component within a range that does not impair the effect, the amorphous region expands to a range where the ratio of A and B is 9:1 to 1:9. come. The average molecular weight range of the copolycarbonate of the present invention varies depending on the use, but it is usually a number average molecular weight.
It is 300 to 50,000, preferably 600 to 20,000. The terminal groups of the copolycarbonate of the present invention can be made into various groups depending on the use. For example, when used in polyurethane applications, the copolycarbonate ends must be substantially all hydroxyl groups. When used as a polyester elastomer, carbonate elastomer, or polymer plasticizer, the copolycarbonate terminal may be replaced with a hydroxyl group, an alkyl carbonate group, an aryl carbonate group, a carboxyl group, or an ester group. When used in polyamide-based elastomer applications, substantially all of the copolycarbonate terminals can be replaced with carboxyl groups. In addition, for photosensitive resins, coating agents, and optical materials,
Substantially all of the terminal ends of the copolycarbonate are converted to allyl groups or (meth)acryloyl groups, and for sealant applications, silane groups having substituents such as halogen, alkoxy, and acyloxy that are reactive at room temperature are used. It can be used in the presence of at least one end of the copolycarbonate. In addition, it is possible to provide various functional groups such as an amino group, an aminoalkyl group, a glycidyl ether group, a cyanoethyl group, and an isocyanate group. The copolycarbonate having terminal hydroxyl groups of the present invention is a novel polymer, and a representative example thereof is represented by the general formula (1) as follows. R 1 is an aliphatic glycol residue mainly having 5 or 6 carbon atoms, and n is an integer in the range of 2 to 200, preferably in the range of 4 to 100. In general, as described in Polymer Reviews Volume 9, pages 9-20 mentioned above, transesterification of dialkyl carbonates and aliphatic hydroxy compounds can be carried out using general transesterification catalysts. can. However, when an aliphatic polycarbonate diol is used in a thermoplastic elastomer, such as a polyester polycarbonate elastomer, for example, the hard segment polyester and the soft segment polycarbonate tend to undergo transesterification due to residual catalyst, resulting in a decrease in physical properties. . To prevent this, it is necessary to purify polycarbonate diol, but for purification,
It involves many operations and labor such as dissolution, extraction, and drying. In order to avoid this, it is preferable to produce polycarbonate diol without a catalyst. Conventionally known methods for synthesizing without a catalyst include using ethylene carbonate, which has five-membered ring strain energy, and using diphenyl carbonate, which is easily dissociated as a phenoxy group. This is possible. Furthermore, a method using dimethyl carbonate discovered by the present inventors is also possible. Among these methods, when the present inventors conducted a method in which diphenyl carbonate was reacted with an aliphatic di- and/or polyhydroxyl compound, a colored substance was produced from trace amounts of oxygen and other impurities and phenol in the reaction system. However, it was not possible to obtain colorless polycarbonate diol. Furthermore, due to phenol
Corrosion effects on the SUS reactor were also observed. Therefore, a method using dimethyl carbonate or ethylene carbonate without a catalyst is preferred. A detailed example of the method using dimethyl carbonate will be described next. That is, in this method, dimethyl carbonate and an aliphatic diphasic and/or polyhydroxy compound are reacted without using a catalyst at a temperature of 120 to 280°C under normal pressure or increased pressure while distilling off methanol, and then the temperature is further increased.
It is characterized by carrying out the reaction at 120 to 280°C under reduced pressure while distilling off methanol. The reaction temperature needs to be 120-280°C. When the reaction temperature is less than 120°C, the polymerization rate is very slow, and when it exceeds 280°C, the polymer decomposes violently. More preferably it is 150°C to 250°C. Dimethyl carbonate has a boiling point of 90°C, so in order to maintain the reaction system at 120 to 280°C, it is best to add dimethyl carbonate continuously after a small amount is added at the beginning of the reaction, or continuously from the beginning of the reaction.
Furthermore, if a pressurizable reactor is used, the reaction temperature can be freely set regardless of the amount of dimethyl carbonate present. Furthermore, in the reaction of the present invention, it is necessary to continuously extract the methanol produced to allow the reaction to proceed. In order to efficiently fractionate unreacted dimethyl carbonate and produced methanol, it is preferable to use a reactor equipped with a fractionation column. In the first stage of the reaction, the temperature is 120-280℃, preferably 150-250℃,
In addition, methanol is distilled out under normal pressure conditions, and in the latter stage of the reaction, the temperature is 120 to 280°C, preferably 150 to 250°C, and the pressure is
It is preferable to carry out the reaction while distilling methanol under conditions of 700 to 0.05 mmHg. In the latter stage of the reaction, it is also possible to shorten the reaction time by forming the reaction solution into a thin film to efficiently remove methanol. According to the method of the present invention, it is possible to freely obtain dimer, trimer or higher polycarbonate polyols by adjusting the charging ratio of diol and carbonate. A detailed example of the method using ethylene carbonate will be described below. The polycarbonate manufacturing method is carried out in two stages. That is, aliphatic di-or polyol and ethylene carbonate are mixed in a molar ratio of 20:1 to 1:10, and reacted at a temperature of 100 to 300°C under normal pressure or reduced pressure to remove by-produced ethylene glycol and unreacted Ethylene carbonate is distilled off to obtain a low molecular weight polycarbonate having 2 to 10 units, and then unreacted hydroxy compound and ethylene carbonate are distilled off under reduced pressure at a temperature of 100 to 300°C, and the low molecular weight polycarbonate is self-condensed. The raw material hydroxy compound produced during this period continues to be distilled off to obtain polycarbonate of the desired molecular weight. The composition ratio in the copolycarbonate is controlled by checking the composition of the raw material hydroxy compound to be distilled and by adding additional raw materials during the reaction. In addition, as another synthesis method, for example,
Publication No. 56-133246 (U.S. Patent No. 4508656)
discloses a method for obtaining a terminal allyl carbonate having a degree of polymerization of 1 to 10 by reacting a polyhydric alcohol with diallyl carbonate in the presence of a transesterification catalyst. If the degree of polymerization is to be further increased, it is also possible to proceed with the condensation while removing diallyl carbonate from the system under reduced pressure. Of course, it is also possible to use diallyl carbonate instead of dimethyl carbonate or ethylene carbonate, as described above for the synthesis of copolycarbonates having terminal hydroxyl groups, without using a catalyst. A method using a transesterification catalyst will be described in detail. Among the transesterification catalysts, alkali metal alcoholates, especially sodium methylate, are preferred because they are cheap and easily removed from the reaction product, for example by reaction with carbon dioxide or by simple washing. Alternatively, these catalysts are removed by treatment with organic or inorganic acids or even by flowing through a sulfonated acidic resin. Other catalysts, although somewhat less efficient, include organic or inorganic acids, such as Ti
(OR) 4 and MgTi(OR) 6 (where R is an organic group), transition metal alcoholates (also in the form of double salts), or metal oxides such as CaO, ZnO, SnO(OR) 2 , etc. Or a combination of these can be used. In any case, these transesterification reaction catalysts are more expensive than alkali metal alcoholates, and moreover, they are difficult to remove from the reaction product. The amount of catalyst effective to form the copolycarbonate diol bisallyl carbonate is between 0.001 and 0.5 of the reaction mass.
% by weight, preferably 0.01% by weight. In the first step, diallyl carbonate is used in excess compared to the stoichiometry required to form the copolycarbonate diol bisallyl carbonate, with a preferred molar ratio of diallyl carbonate:polyhydric alcohol being 5:
The ratio is 1 to 10:1. The reaction temperature in the first step is generally 100 to 150°C, preferably around 120°C. The pressure at which the reaction is carried out is such that the by-product allyl alcohol can be produced and simultaneously removed by evaporation without removing or substantially removing unreacted diallyl carbonate present in the reaction solvent. . Depending on the reaction temperature, the pressure at which the operation can be effectively carried out is from about 300 to about 50 torr. Under the above reaction conditions, complete or substantially complete functionalization of the polyhydric alcohol with diallyl carbonate can be carried out, and the reaction time is generally from 0.5 to 3 hours. In fact, this first reaction step is considered to have been completed because the generation of allyl alcohol, a reaction by-product, has ended. At this stage, the pressure inside the reactor should be reduced to about 1 torr or less, and the temperature should be between 70°C and 70°C.
The second reaction step is started by heating to a temperature of 200°C. During the second reaction step, the catalyst used in the first reaction step becomes active in the same concentration range as above. Under these conditions, first, unreacted diallyl carbonate from the first reaction step is removed by evaporation,
Thereafter, a chain extension reaction of the terminal allyl carbonate having a degree of polymerization of 1 to 10 of the polyhydric alcohol produced in the first reaction step occurs, and diallyl carbonate is further removed. The preferred temperature for this second reaction step is between 90 and 150 °C.
It is ℃. The reaction in the second formulation is stopped when the final product has the desired molecular weight (easily checked by viscosity measurements). The polyurethane of the present invention using a copolycarbonate having substantially all terminals with hydroxyl groups is prepared by combining a copolycarbonate polyol, a polyisocyanate, and optionally a chain extender having at least two active hydrogen atoms capable of reacting with the polyisocyanate. synthesized from The average molecular weight range of copolycarbonate polyols used for polyurethane varies depending on the application, but the number average molecular weight is usually 500 to 30,000.
Preferably 600 to 20,000, more preferably 700 to
6000 are used. More specifically, the polyurethane used in the present invention not only has excellent abrasion resistance, impact resistance, hydrolysis resistance, oxidative deterioration resistance, light resistance, low temperature flexibility, and flexibility, but also has excellent elastic recovery. It is a polyurethane with outstanding properties and can cover a wide range of applications for which conventional polyurethanes have been used. [Examples] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way. Copolycarbonate having hydroxyl group terminals The hydroxyl value in the examples was measured by an acetylation method. In addition, the glass transition temperature of the polymer can be determined by DSC
(Temperature increase rate 10℃/min, measurement range -150℃ to +60℃)
It was measured from In addition, the ends of the polymers in Examples and Comparative Examples were determined by 13 C-NMR (270MHz) measurement.
Substantially all were hydroxyl groups. Furthermore, the acid value in the polymer was measured by titration with KOH, and all polymers in Examples and Comparative Examples were 0.01.
It was below. Therefore, the number average molecular weight of the obtained polymer is determined by the following formula. Number average molecular weight = 2/(OH value x 10 -3 /56.11) Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 3 A reactor equipped with a stirrer, a thermometer, and a fractionating tube was charged with the following materials as shown in Table 1. Add polyhydric alcohol, 70~
At 80°C sodium metal was added under stirring. After the sodium had completely reacted, diethyl carbonate was introduced in the amount shown in Table 1. When the reaction temperature was raised to 95-100°C under normal pressure, ethanol began to distill out. The temperature was gradually increased to 160°C for the time shown in Table 1. During this time, ethanol containing about 10% diethyl carbonate was distilled out. Thereafter, the pressure in the reactor was further reduced to 100 mmHg or less, and the reaction was carried out at 200° C. for the time shown in Table 1 with strong stirring while extracting ethanol. After cooling, the generated polymer was dissolved in dichloromethine, neutralized with dilute acid, washed with water several times, dehydrated with anhydrous sodium sulfate, the solvent was removed by distillation, and further heated at 2 to 3 mmHg at 140°C.
Let it dry for several hours. The properties of the obtained copolycarbonate diol are shown in Table 1.
【表】【table】
【表】
実施例 7
ウイツトマー分溜管、還流ヘツド及び塔頂部に
凝縮器を備えた1容のセパラブルフラスコに、
1,6−ヘキサンジオール236g(2モル)、1,
5−ペンタンジオール208g(2モル)を仕込み、
温度150〜190℃で撹拌下ジメチルカーボネートを
6.5時間かけて滴下した。この時塔頂部より0〜
30%のジメチルカーボネートを含むメタノールが
溜出した。ジメチルカーボネートの反応量を、添
加量から溜出量を引いた値に等しいと仮定して、
ジメチルカーボネートの反応量が仕込ジオールの
モル数に対して、r=0.913になるようにジメチ
ルカーボネートの添加量を調整した。なお、溜出
後の組成はガスクロマトグラフイーで分析した。
ジメチルカーボネートの滴下終了後、180〜250℃
で徐々に系内を真空ポンプで700mmHgより10mm
Hg程度にまで減圧して、3.5時間反応させた。そ
の後、10mmHgより0.05mmHgまで減圧にして15分
間反応させた。この時冷却トラツプに少量の溜出
物を得た。反応終了後、反応器内に殆ど無色の透
明の粘稠な液体約500gを得た。この生成物は13C
−NMRによりペンタメチレン基とヘキサメチレ
ン基よりなるポリカーボネートジオールであるこ
とが確認された。ポリマー末端はすべてヒドロキ
シル基であつた。又、その分子量をGPCにより
求めたところ約1300であつた。
実施例 8
実施例7と同じ原料と同様な方法で反応させ
た。但し、反応温度をジメチルカーボネート滴下
時は170℃〜185℃に調整し、減圧時は180℃〜200
℃に調整した。又、r=0.947になるようにジメ
チルカーボネートの添加量を調整した。反応終了
後、反応器内に殆ど無色で透明の粘稠な液体約
500gを得た。この生成物は13C−NMRによりペ
ンタメチレン基とヘキサメチレン基よりなるポリ
カーボネートジオールであつた。ポリマー末端は
すべてヒドロキシル基であつた。又、その分子量
を、GPCにより求めたところ約2200であつた。
比較例 4
1,6−ヘキサンジオール236g(2.0モル)、
1,9−ノナンジオール320g(2.0モル)を用い
る以外は、実施例5と同様な方法でコポリカーボ
ネートを得た。このコポリカーボーネートは常温
で白色固体であり、DSCによると28℃に融点ピ
ークを示し、結晶性のポリマーであつた。13C−
NMR分析によりポリマー末端はすべてヒドロキ
シル基であることを確認した。OH価は46.8であ
つた。このポリカーボネートは参考例でポリウレ
タンとして評価した。
実施例 9
撹拌機、温度計、充填蒸溜カラム及び供給ロー
トを備えた2容の四つ口丸底フラスコに、1,
6−ヘキサンジオール500部と1,5−ペンタン
ジオール450部とエチレンカーボネート400部を入
れた。約120mmHgの減圧下で混合物を加熱し、蒸
溜した。溜出物は約145〜150℃で捕集した。追加
の700部のエチレンカーボネートを供給ロートか
ら反応混合物に徐々に添加し、反応温度を約200
〜205℃に保持するようにした。約570部の溜出物
が得られた。その後、圧力を約25mmHgに下げ、
約200〜250℃の外部温度で未反応物質を溜去させ
た。約250部の溜出物が回収された。その後、外
部温度を220℃に高めて3mmHgで最終蒸溜を行つ
た。約103部の溜出物が更に回収された。残留物
とOH価が66.0であり、実質的に融点を有しない
ものであつた。
実施例 10
撹拌機、温度計及び分溜管を備えた反応器に、
1,6−ヘキサンジオール47.2g(0.4モル)、
1,5−ペンタンジオール20.8g(0.2モル)、
1,4−ブタンジオール18g(0.2モル)、トリメ
チロールプロパン11g(0.08モル)、炭酸ジアリ
ル100g(0.7モル)及びナトリウムメトキシドの
30%メタノール溶液20mlを入れた。反応温度を
120℃に上げ、真空度を150mmHgにして激しく撹
拌した。アリルアルコールを溜去しつつ5時間反
応を継続した。次に炭酸ジアリル500g(3.5モ
ル)を追加して反応器に入れ、同様の条件下に更
に2時間反応を続けた。
次に減圧度を2mmHgにして反応中副生する炭
酸ジアリルを溜去しつつビスアリルカーボネート
の連鎖延長反応を行つた。反応は粘度及び分子量
をチエツクしつつ25時間行つた。生成したポリマ
ーは冷却後ジクロロメタンに溶解させ中和後水
洗、乾燥し、溶媒を減圧下に溜去して液体状のビ
スアリルコポリカーボネートを得た。分子量は
GPCで5500であつた。
ヒドロキシル基末端を有するコポリカーボネート
を用いたポリウレタン
実施例、比較例中のポリウレタンの固有粘度
〔η〕は0.8〜1.2の範囲内であた。
なお、実施例中ポリウレタンの耐加水分解性は
100μの厚みのポリウレタンフイルムを100℃の熱
水中で12時間処理し、そのフイルムをGPCによ
り測定した平均分子量の保持率により評価した。
耐光性については、同上のフイルムをフエード
メーターにより380nmのカーボンアーク紫外線
を25時間照射して後の引張破断強度保持率により
評価した。
耐酸化劣化性については、TGA(空気中、10
℃/分昇温)による熱分解開始温度により評価し
た。
弾性回復性については、常温で100μのポリウ
レタンフイルムを約90秒で300%伸張させた後、
約90秒保持し、急に収縮させた後に、長さを測定
し、その永久伸び率により評価した。
耐塩素性については、同上のフイルムを次亜塩
素酸ナトリウム1773ppmを含んだPH=7の水溶液
中で70℃で16時間処理し、そのフイルムの引張破
断強度保持率により評価した。
固有粘度については、ポリウレタンをジメチル
アセトアミド溶液100mlに0.02g、0.05g、0.1g
溶解したポリウレタン溶液を調製して30℃で還元
粘度を測定し、ポリウレタン濃度をゼロに外挿し
て求めた。
実施例11〜13 比較例5〜8
ジオールとして1,6−ヘキサンジオール及び
1,5−ペンタンジオールを第2表に示した量を
用いる以外は、実施例1と同様な方法で脂肪族コ
ポリカーボネートジオールA〜G(PC−A〜PC
−Gと略す)を得た。各々のOH価は第2表に示
した通りであつた。[Table] Example 7 In a 1-volume separable flask equipped with a Wittmer fractionation tube, a reflux head, and a condenser at the top of the column,
1,6-hexanediol 236g (2 mol), 1,
Prepare 208 g (2 moles) of 5-pentanediol,
dimethyl carbonate under stirring at a temperature of 150-190℃.
It was added dropwise over 6.5 hours. At this time, from the top of the tower, 0~
Methanol containing 30% dimethyl carbonate was distilled out. Assuming that the reaction amount of dimethyl carbonate is equal to the added amount minus the distilled amount,
The amount of dimethyl carbonate added was adjusted so that the reaction amount of dimethyl carbonate was r=0.913 with respect to the number of moles of diol charged. The composition after distillation was analyzed by gas chromatography.
After finishing dimethyl carbonate dropping, 180-250℃
gradually increase the internal pressure of the system by 10mm from 700mmHg with a vacuum pump.
The pressure was reduced to about Hg and the reaction was allowed to proceed for 3.5 hours. Thereafter, the pressure was reduced from 10 mmHg to 0.05 mmHg and the reaction was carried out for 15 minutes. At this time, a small amount of distillate was obtained in the cooling trap. After the reaction was completed, about 500 g of an almost colorless transparent viscous liquid was obtained in the reactor. This product is 13C
-NMR confirmed that it was a polycarbonate diol consisting of pentamethylene groups and hexamethylene groups. All polymer terminals were hydroxyl groups. Furthermore, its molecular weight was determined by GPC and was approximately 1300. Example 8 The same raw materials and the same method as in Example 7 were used. However, the reaction temperature should be adjusted to 170°C to 185°C when adding dimethyl carbonate, and 180°C to 200°C when reducing pressure.
The temperature was adjusted to ℃. Further, the amount of dimethyl carbonate added was adjusted so that r=0.947. After the reaction is complete, an almost colorless and transparent viscous liquid will be left in the reactor.
Got 500g. This product was determined by 13 C-NMR to be a polycarbonate diol consisting of pentamethylene and hexamethylene groups. All polymer terminals were hydroxyl groups. Further, its molecular weight was determined to be approximately 2200 by GPC. Comparative example 4 1,6-hexanediol 236 g (2.0 mol),
A copolycarbonate was obtained in the same manner as in Example 5, except that 320 g (2.0 mol) of 1,9-nonanediol was used. This copolycarbonate was a white solid at room temperature, showed a melting point peak at 28°C according to DSC, and was a crystalline polymer. 13 C−
NMR analysis confirmed that all polymer terminals were hydroxyl groups. The OH value was 46.8. This polycarbonate was evaluated as a polyurethane in a reference example. Example 9 In a 2 volume four neck round bottom flask equipped with a stirrer, thermometer, packed distillation column and feed funnel, 1.
500 parts of 6-hexanediol, 450 parts of 1,5-pentanediol, and 400 parts of ethylene carbonate were added. The mixture was heated and distilled under reduced pressure of approximately 120 mmHg. The distillate was collected at approximately 145-150°C. An additional 700 parts of ethylene carbonate was slowly added to the reaction mixture through the feed funnel, bringing the reaction temperature to about 200
The temperature was maintained at ~205°C. Approximately 570 parts of distillate were obtained. Then reduce the pressure to about 25mmHg,
Unreacted material was distilled off at an external temperature of about 200-250°C. Approximately 250 parts of distillate were recovered. Thereafter, the external temperature was raised to 220°C and a final distillation was carried out at 3 mmHg. Approximately 103 parts additional distillate was recovered. The residue had an OH value of 66.0 and had virtually no melting point. Example 10 A reactor equipped with a stirrer, a thermometer and a fractionating tube was
1,6-hexanediol 47.2g (0.4mol),
1,5-pentanediol 20.8g (0.2mol),
of 1,4-butanediol 18 g (0.2 mol), trimethylolpropane 11 g (0.08 mol), diallyl carbonate 100 g (0.7 mol) and sodium methoxide.
20 ml of 30% methanol solution was added. reaction temperature
The temperature was raised to 120°C, the degree of vacuum was set to 150 mmHg, and the mixture was stirred vigorously. The reaction was continued for 5 hours while allyl alcohol was distilled off. Next, 500 g (3.5 moles) of diallyl carbonate was added to the reactor, and the reaction was continued for another 2 hours under the same conditions. Next, the degree of vacuum was set to 2 mmHg, and a chain extension reaction of bisallyl carbonate was carried out while distilling off diallyl carbonate produced as a by-product during the reaction. The reaction was carried out for 25 hours while checking the viscosity and molecular weight. After cooling, the produced polymer was dissolved in dichloromethane, neutralized, washed with water, dried, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a liquid bisallyl copolycarbonate. The molecular weight is
It was 5500 on GPC. Polyurethane using copolycarbonate having hydroxyl group terminals The intrinsic viscosity [η] of the polyurethane in Examples and Comparative Examples was within the range of 0.8 to 1.2. In addition, the hydrolysis resistance of polyurethane in the examples is
A polyurethane film with a thickness of 100μ was treated in hot water at 100°C for 12 hours, and the film was evaluated based on the average molecular weight retention rate measured by GPC. Regarding light resistance, the same film was irradiated with 380 nm carbon arc ultraviolet rays for 25 hours using a fade meter, and the tensile strength retention rate after that was evaluated. Regarding oxidative deterioration resistance, TGA (in air, 10
Evaluation was made based on the thermal decomposition initiation temperature (temperature increase per minute). Regarding elastic recovery, after stretching a 100μ polyurethane film by 300% in about 90 seconds at room temperature,
After being held for about 90 seconds and suddenly contracted, the length was measured and evaluated based on its permanent elongation rate. Regarding chlorine resistance, the above film was treated in an aqueous solution of pH=7 containing 1773 ppm of sodium hypochlorite at 70° C. for 16 hours, and evaluated by the tensile strength retention rate of the film. For intrinsic viscosity, add 0.02g, 0.05g, 0.1g of polyurethane to 100ml of dimethylacetamide solution.
A dissolved polyurethane solution was prepared, the reduced viscosity was measured at 30°C, and the polyurethane concentration was extrapolated to zero. Examples 11 to 13 Comparative Examples 5 to 8 Aliphatic copolycarbonate was prepared in the same manner as in Example 1, except that 1,6-hexanediol and 1,5-pentanediol were used in the amounts shown in Table 2 as diols. Diol A~G (PC-A~PC
-G) was obtained. The OH values of each were as shown in Table 2.
【表】
実施例 14
440部のジエチルカーボネートを使用した以外
は実施例1と同様な方法で脂肪族ポリカーボネー
トジオール−H(PC−Hと略す)を得た。OH価
は75.0であつた。
実施例 15
490部のジエチルカーボネートを使用した以外
は実施例1と同様な方法で脂肪族ポリカーボネー
トジオール−I(PC−Iと略)を得た。OH価は
38.0であつた。
実施例 16
実施例5と同様にして1,6−ヘキサンジオー
ル496部(4.2モル)、1,5−ペンタンジオール
437部(4.2モル)、1,4−ブタンジオール144部
(1.6モル)を用いてコポリカーボネートジオール
−J(PC−Jと略す)を得た。OH価は53.3であ
つた。
比較例 9
比較例4と同様にして1,6−ヘキサンジオー
ル236部(2.0モル)、1,9−ノナンジオール320
部(2.0モル)を用いてコポリカーボネートジオ
ール−K(PC−Kと略す)を得た。OH価は46.8
であつた。
比較例 10
比較例3と同様にして1,6−ヘキサンジオー
ル472部(4.0モル)、1,4−ブタンジオール360
部(4.0モル)を用いてコポリカーボネートジオ
ール−L(PC−Lと略す)を得た。OH価は58.1
であつた。
参考例1〜7 比較参考例 1〜8
実施例で示したPC−A〜PC−G及び旭化成工
業(株)で合成したポリテトラメチレングリコール
(OH価59.6、PTMGと略す)、ポリテトラメチレ
ンアジペート(Dic社製、OH価58.3、PTAと略
す)の中の何れか一種のポリオール(減圧加熱下
に脱水処理したもの)をポリオールの重量の4倍
量のトルエン/MIBK(1/1wt/wt)に溶解さ
せて100℃に加熱した(仕込み重量は第3表に示
した)。
次に、所定量のヘキサメチレンジイソシアネー
ト(HDIと略す)、4,4′−メチレンビス(シク
ロヘキシル)ジイソシアネート(H−MDIと略
す)、ジフエニルメタン−4,4′−ジイソシアネ
ート(MDIと略す)の何れか一種のジイソシア
ネートをジイソシアネートの重量と同量のトルエ
ン/MIBK(1/1wt/wt)に溶解させて上記ポ
リオール溶液中に加えて混合した(仕込量は第3
表に示した)。
次に、ジブチル錫ラウレートの10重量%トルエ
ン/MIBK(1/1wt/wt)溶液を溶液中の固形
物に対して100ppmになるように加えて100℃で1
時間撹拌してプレポリマーを得た。
次に所定量の1,4−ブタンジオール、エチレ
ングリコールの何れか1種の鎖延長剤をトルエ
ン/MIBK(1/1wt/wt)(溶媒の量は溶液中の
固形物が25重量%になるように調整)に溶解させ
て加えて100℃で1時間強撹拌し(仕込み量は第
3表に示した)、25重量%のポリウレタン溶液を
得た。
次に、このポリマー溶液から減圧下に溶媒を除
去してポリウレタンを得た。これらのポリウレタ
ンの各種性能の評価結果を第3表に示す。[Table] Example 14 Aliphatic polycarbonate diol-H (abbreviated as PC-H) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 440 parts of diethyl carbonate was used. The OH value was 75.0. Example 15 Aliphatic polycarbonate diol-I (abbreviated as PC-I) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 490 parts of diethyl carbonate was used. The OH value is
It was 38.0. Example 16 496 parts (4.2 mol) of 1,6-hexanediol and 1,5-pentanediol were prepared in the same manner as in Example 5.
Copolycarbonate diol-J (abbreviated as PC-J) was obtained using 437 parts (4.2 mol) and 144 parts (1.6 mol) of 1,4-butanediol. The OH value was 53.3. Comparative Example 9 236 parts (2.0 mol) of 1,6-hexanediol and 320 parts of 1,9-nonanediol were prepared in the same manner as in Comparative Example 4.
(2.0 mol) was used to obtain copolycarbonate diol-K (abbreviated as PC-K). OH value is 46.8
It was hot. Comparative Example 10 Same as Comparative Example 3, 472 parts (4.0 mol) of 1,6-hexanediol, 360 parts of 1,4-butanediol
(4.0 mol) was used to obtain copolycarbonate diol-L (abbreviated as PC-L). OH value is 58.1
It was hot. Reference Examples 1 to 7 Comparative Reference Examples 1 to 8 PC-A to PC-G shown in Examples, polytetramethylene glycol (OH value 59.6, abbreviated as PTMG) synthesized by Asahi Kasei Corporation, polytetramethylene adipate (manufactured by Dic, OH value 58.3, abbreviated as PTA) (dehydrated under reduced pressure heating), mixed with toluene/MIBK (1/1wt/wt) in an amount four times the weight of the polyol. The mixture was dissolved in water and heated to 100°C (the weight of the preparation is shown in Table 3). Next, a predetermined amount of hexamethylene diisocyanate (abbreviated as HDI), 4,4'-methylenebis(cyclohexyl) diisocyanate (abbreviated as H-MDI), or diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (abbreviated as MDI) is added. diisocyanate was dissolved in the same amount of toluene/MIBK (1/1wt/wt) as the weight of the diisocyanate, and added to the above polyol solution and mixed (the amount charged was
(shown in the table). Next, a 10% by weight toluene/MIBK (1/1wt/wt) solution of dibutyltin laurate was added to give a concentration of 100ppm based on the solids in the solution, and the solution was heated to 100°C.
A prepolymer was obtained by stirring for hours. Next, add a predetermined amount of a chain extender, either 1,4-butanediol or ethylene glycol, toluene/MIBK (1/1wt/wt) (the amount of solvent is such that the solid content in the solution is 25% by weight). The polyurethane solution was dissolved in a polyurethane solution (prepared as follows) and stirred vigorously at 100° C. for 1 hour (the amounts charged are shown in Table 3) to obtain a 25% by weight polyurethane solution. Next, the solvent was removed from this polymer solution under reduced pressure to obtain polyurethane. Table 3 shows the evaluation results of various performances of these polyurethanes.
【表】
参考例8〜9 比較参考例9〜12
PC−A、PC−J、PC−D、PC−L、
PTMG、ポリヘキサメチレンネオペンチレンア
ジペート(ハイエル社製、OH価56.0、PHNAと
略す)をそれぞれ2モルとジフエニルメタン−
4,4′−ジイソシアネート4モルを窒素気流下に
80℃で無溶媒で4時間撹拌下に反応させてイソシ
アネート末端プレポリマーを作り、次いで室温ま
で冷却し、充分に脱水したジメチルアセトアミド
を加えて溶解した。この溶液にエチレンジアミン
2モルを溶解したジメチルアセトアミド溶液を一
挙に加えて室温下に30分撹拌して30重量%のポリ
ウレタン溶液を4種類得た。ポリウレタン溶液の
一部はキヤストして100μのフイルムを得、耐加
水分解性、耐光性、耐酸化劣化性、弾性回復性、
耐塩素性のデータに加えて、室温に引張伸度と引
張強度のデータを得た。結果は第4表および第1
図に示した。
更にポリウレタン溶液の大部分は小型の紡糸装
置により紡糸してポリウレタン繊維を得ることを
試みた。結果は第4表に示した。[Table] Reference Examples 8 to 9 Comparative Reference Examples 9 to 12 PC-A, PC-J, PC-D, PC-L,
PTMG, 2 mol each of polyhexamethylene neopentylene adipate (manufactured by Hyel, OH value 56.0, abbreviated as PHNA) and diphenylmethane.
4 moles of 4,4'-diisocyanate under nitrogen stream
An isocyanate-terminated prepolymer was produced by reacting at 80° C. without solvent for 4 hours with stirring, and then cooled to room temperature, and sufficiently dehydrated dimethylacetamide was added thereto to dissolve it. A dimethylacetamide solution in which 2 moles of ethylenediamine had been dissolved was added all at once to this solution, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes to obtain four types of 30% by weight polyurethane solutions. A part of the polyurethane solution is cast to obtain a 100μ film, which has hydrolysis resistance, light resistance, oxidation resistance, elastic recovery,
In addition to chlorine resistance data, room temperature tensile elongation and tensile strength data were obtained. The results are in Table 4 and 1.
Shown in the figure. Furthermore, an attempt was made to spin most of the polyurethane solution using a small spinning device to obtain polyurethane fibers. The results are shown in Table 4.
【表】【table】
本発明のコポリカーボネートジオールは、常温
で液状であり、作業性に優れ、更には、本発明の
コポリカーボネートジオールを原料として耐加水
分解性、耐光性、耐酸化劣化性、弾性回復性等の
バランスのとれたポリウレタン樹脂が得られる。
The copolycarbonate diol of the present invention is liquid at room temperature, has excellent workability, and has a good balance of hydrolysis resistance, light resistance, oxidative deterioration resistance, elastic recovery, etc. using the copolycarbonate diol of the present invention as a raw material. A smooth polyurethane resin is obtained.
第1図は、本発明のポリスチレン(PC−A、
PC−J)と、比較例(PC−D、PC−L、
PTMG、PHNA)の引張強度と引張伸度を表し
たものである。
Figure 1 shows the polystyrene of the present invention (PC-A,
PC-J) and comparative examples (PC-D, PC-L,
This shows the tensile strength and tensile elongation of PTMG, PHNA).
Claims (1)
が水酸基である、AとBの割合が9:1〜1:9
で、平均分子量が300〜50000の脂肪族コポリカー
ボネートジオール。 2 コポリカーボネートジオールのA/Bが、
75/25〜15/85である請求項1の脂肪族コポリカ
ーボネートジオール。[Scope of Claims] 1 Consisting of the following repeating units A and B, the terminal group is a hydroxyl group, the ratio of A and B is 9:1 to 1:9
and an aliphatic copolycarbonate diol with an average molecular weight of 300 to 50,000. 2 A/B of copolycarbonate diol is
The aliphatic copolycarbonate diol of claim 1, which has a ratio of 75/25 to 15/85.
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