JPH0532754A - ポリウレタン樹脂 - Google Patents

ポリウレタン樹脂

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JPH0532754A
JPH0532754A JP3192020A JP19202091A JPH0532754A JP H0532754 A JPH0532754 A JP H0532754A JP 3192020 A JP3192020 A JP 3192020A JP 19202091 A JP19202091 A JP 19202091A JP H0532754 A JPH0532754 A JP H0532754A
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JP
Japan
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aliphatic
diisocyanate
polyurethane
resistance
polyol
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Withdrawn
Application number
JP3192020A
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English (en)
Inventor
Tomoya Watanabe
智也 渡辺
Masaoki Koyama
正興 小山
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 1,4−ブタンジオールと1,5−ペンタン
ジオールとから合成される非晶性脂肪族ポリカーボネー
トポリオール、ジイソシアネート及び鎖延長剤を反応さ
せることにより、耐寒性、柔軟性の改良されたポリウレ
タン樹脂を得る。 【効果】 柔軟性、耐油性、耐寒性、耐熱性に優れたポ
リウレタン樹脂の提供が可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は耐油性、耐熱性、柔軟
性、耐寒性に優れたポリウレタン樹脂に関する。近年、
熱可塑性ポリウレタンは、その強靭性、耐油性、耐摩耗
性に優れたエラストマーを与える樹脂として、成形材料
としての需要が高まっている。
【0002】
【従来の技術】現在市販されているポリウレタン成形材
料の特性は、一般的にはソフトセグメントを形成する高
分子量ポリオールに依存性があり、例えば、岩田敬治監
修“最新ポリウレタン応用技術”CMC(1985)な
どの総説によると、アジペートに代表されるポリエステ
ルポリオールを用いたウレタンは、耐加水分解性に劣る
が、耐熱性及び機械的強度が比較的良好であるとされて
いる。一方ポリエーテルポリオールを用いたウレタン
は、耐水性は向上するが耐光性、耐熱性が劣り、ポリ−
ε−カプロラクトンポリオールは機械的特性、耐熱性、
耐寒性に優れるが、耐加水分解性に劣るという問題があ
った。
【0003】これらを改良する目的で開発されたもの
に、脂肪族ポリカーボネートジオールがある。これは
1,6−ヘキサンジオールをモノマーとして用いること
及びそのカーボネート結合の特性から、前記の耐加水分
解性、耐熱性、耐光性を改良したものであった。しかし
ながら、結晶性であることから耐寒性と柔軟性に問題が
あり、また工業的に考えても高価な1,6−ヘキサンジ
オールを用いるためにコストが高く、さらなる改良が望
まれていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐候
性、耐熱性、柔軟性、耐水性、耐寒性に優れたポリウレ
タン樹脂を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記記載のことから脂肪
族ポリカーボネートジオールの特性を保ったまま、耐寒
性と柔軟性を与えることができれば、諸物性のバランス
のとれたウレタン樹脂となることが期待できる。本発明
者らは、鋭意研究を重ねた結果脂肪族コポリカーボネー
トポリオールとして繰り返し単位が下記化2に示される
(A)及び(B)からなり、AとBとの割合が9:1〜
1:9である脂肪族コポリカーボネートポリオール、イ
ソシアネート化合物及び鎖延長剤からなるポリウレタン
樹脂が、従来の脂肪族ポリカーボネートポリオールを用
いたポリウレタン樹脂に比べて、耐寒性、柔軟性が著し
く改善される一方で、その他の物性においては従来品の
優れた特性が保持されるだけでなく、安価であることか
ら現在市場で要望されている理想的なポリウレタン樹脂
が得られることを見出し、本発明をなすに至った。
【0006】
【化2】
【0007】すなわち、本発明は芳香族、脂肪族及び脂
環族ジイソシアネートの中から選ばれた1種又は2種以
上のジイソシアネート、脂肪族コポリカーボネートポリ
オール及びイソシアネートと反応しうる活性水素を2個
有する鎖延長剤からなるポリウレタンにおいて、脂肪族
コポリカーボネートポリオールが、上記化2に示される
繰り返し単位(A)及び(B)からなり、(A)と
(B)との割合が9:1〜1:9であるポリウレタン樹
脂である。
【0008】以下本発明を詳細に説明する。本発明に用
いる脂肪族コポリカーボネートポリオールは、Schn
ell著“Polymer Reviews”Vol.
9(1964)P.9−20に記載された方法により、
1,4−ブタンジオールと1,5−ペンタンジオールと
から合成される。
【0009】該脂肪族コポリカーボネートポリオールの
数平均分子量は300〜20000であることが好まし
く、更に好ましくは500〜10000である。該ポリ
マーは繰り返し単位(A)及び(B)からなり、(A)
と(B)との割合は9:1〜1:9であることが必要で
あって、好ましくは8:2〜2:8である。(A)と
(B)の割合がこの範囲を超えた場合、脂肪族コポリカ
ーボネートポリオールは結晶性となり、耐寒性、柔軟性
が改良されない。
【0010】本発明に用いられる芳香族、脂肪族及び脂
環族ジイソシアネートは炭素数が3〜20のジイソシア
ネートであり、例えば、トリレンジイソシアネート、ジ
フェニルメタンジイソシアネート、ジアニシジンジイソ
シアネート、トリデンジイソシアネート、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート、メタキシ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、トランスビニレ
ンジイソシアネート、2,6−ジイソシアネートメルカ
プロエート、イソホロンジイソシアネート、キシリレン
ジイソシアネート、ヘキサヒドロキシリレンジイソシア
ネート、ジメリールジイソシアネート、トリメチルヘキ
サンジイソシアネート、メチルシクロヘキサン−2,4
(又は2,6)−ジイソシアネート、4,4′−メチレ
ンビス(シクロヘキシルイソシアネート)などの中から
1種又は2種以上を選ぶことができる。
【0011】本発明に用いられる鎖延長剤とは、イソシ
アネート化合物と反応しうる活性水素を2個有する化合
物であり、例えば、岩田敬治監修“最新ポリウレタン応
用技術”CMC(1985年)P.25−27に記載の
水、低分子量ジオール、低分子量ジアミン、ヒドラジン
などが含まれる。更に詳しくは、エチレングリコール、
1,2−プロパンジオール、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、シクロヘキサンジオール、キシリレ
ングリコール、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキ
シ)ベンゼン、ネオペンチルグリコール、3,3′−ジ
クロロ−4,4′−ジアミノジフェニルメタン、エチレ
ンジアミン、ヒドラジンなどであり、この中から2種以
上を混合して用いても良い。
【0012】本発明においては、用いる脂肪族コポリカ
ーボネートポリオールと共に、本発明の効果を損なわな
い範囲で、ポリウレタンの用途に応じて公知の高分子量
ポリオールを併用しても良い。公知の高分子量ポリオー
ルとしては、今井嘉男著“ポリウレタンフォーム”高分
子刊行会(1987年)P.12−23に記載の公知の
ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポ
リカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオ
ール等が挙げられる。
【0013】ポリウレタンを製造する方法としては、ポ
リウレタン業界で公知のウレタン化反応の技術が用いら
れる。例えば、高分子量ポリオールと有機ジイソシアネ
ートを常温〜200℃で反応させることにより、NCO
末端のウレタンプレポリマーを合成し、これに鎖延長剤
を加え、さらに常温〜250℃で高分子量化して目的と
する熱可塑性ポリウレタンを得るプレポリマー法。ある
いは該高分子量ポリオールと有機ジイソシアネート、鎖
延長剤を一括して添加し、常温〜250℃で反応させる
ことにより、目的とする熱可塑性ポリウレタンを得るワ
ンショット法、更には前記の末端NCOウレタンプレポ
リマーと鎖延長剤を常温〜150℃で反応させ生成した
ポリマーを粉砕後常温〜150℃で重合する固相重合法
などがある。
【0014】本発明の成形材料に用いるウレタンもこれ
らの方法で製造することができる。これらの反応におい
ては、当然のことながら必要に応じて適当量の3級アミ
ンや錫、チタン、鉛等の化合物で代表されるウレタン化
反応において公知の重合触媒を用いることも可能であ
る。例えば、岩田敬治著“ポリウレタン技術”日刊工業
新聞社P.23−32に記載の各種重合触媒が挙げられ
る。また、これらの反応は溶媒を使って行なっても良
く、好ましい溶媒としては、ジメチルホルムアミド、ジ
エチルホルムアミド、ジメチルスルフォキシド、ジメチ
ルアセトアミド、テトラヒドロフラン、メチルイソブチ
ルケトン、メチルエチルケトン、ジオキサンシクロヘキ
サノン、ベンゼン、トルエン等の一種又は2種以上を用
いることができる。
【0015】また、該ポリウレタンの耐熱性、耐候性、
離型性、耐加水分解性等を改良する目的で、各種添加剤
を使用することができる。例えば、阿部嘉長、須藤真編
集“新版プラスチック配合剤”大成社P.151−15
8に記載のフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止
剤、硫黄系酸化防止剤、リン酸系酸化防止剤、あるいは
該“プラスチック配合剤”P.178−182に記載の
ベンゾフェノン系、サルチレート系、ベンゾトリアゾー
ル系、金属錯塩系、ヒンダードアミン系の紫外線吸収
剤、さらには強化繊維、充填剤、着色剤、離型材、難燃
剤などがある。また得られたポリウレタンの成形法とし
ては一般に行なわれている射出成形、ブロー成形、押出
し成形、カレンダー加工、溶液加工といった各種方法が
あげられる。
【0016】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳しく説明
するが、本発明は実施例に何ら限定されるものではな
い。実施例中のポリウレタン成形材料の物性は以下の方
法で測定した。 ・モジュラス、破断強度、破断伸度 JIS−K−7311に準じる。 ・耐油性 JIS−K−6301に準じる。
【0017】試料(幅20mm、長さ50mm、厚み2
mm)をJIS No3号油に70℃で8時間浸漬後、
次式により膨潤度を求めた。 ΔW={(W2 −W1 )×100}/W1 1 ;浸漬前の空気中の質量(g) W2 ;浸漬後の空気中の質量(g) ・耐寒性 JIS−K−6301に準じる。
【0018】試料(幅3mm、長さ38mm、厚み2m
m)を用いてゲーマンねじり試験機にて、低温のモジュ
ラスを測定し、23±3℃で測定したねじりモジュラス
との比を次式にて求める。 RM={(180−θ1 )/θ1 }/{(180−θ0 )/θ0 } RM;比モジュラス θ0 ;23±3℃の試験片のねじれ角度 θ1 ;低温における試験片のねじれ角度 RMが2、5、10となる温度をT2 、T5 、T10とし
て表わす。 ・耐熱性 空気中、100℃のオーブン中で60日放置し、その分
子量保持率で熱安定性とする。 ・耐光性 試料(縦40mm、横40mm、厚み2mm)をQUV
試験機にて400時間照射した後の黄色度を測色色差計
にて測定し、次式で黄変度を求める。
【0019】ΔYI=YI−YI0 ΔYI:黄変度 YI:暴露後の黄色度 YI0 :試験用試料又は試験片の初期の黄色度 ・タック性 60mm×60mmのガラス板に200μの厚さのフイ
ルム2枚をはさみ、300gの荷重をかけ、40℃にし
て24時間保つ、その後荷重をとり、2枚のフイルムを
はがす。評価は、下記に示す基準で行った。
【0020】○:抵抗なくはがれる。 △:フイルム面は荒れるがはがれる。 ×:はがれない。 脂肪族コポリカーボネートポリオールの合成方法を下記
に参考例として示す。
【0021】
【参考例1】ディクソンパッキン3φを充填した直径1
0mm、長さ300mmの蒸留塔、温度計及び攪拌機付
の3lフラスコにエチレンカーボネート(EC)970
g(11モル)、1,5−ペンタンジオール(HDL)
312g(3モル)、1,4−ブタンジオール(BD
L)720g(8モル)を加え、20Torrの減圧下
に加熱攪拌し、内温が150℃になるようにコントロー
ルした。蒸留塔の塔頂より共沸組成のECとエチレング
リコール(以下EGと略す。)を留出させながら20時
間反応を行なった。次に蒸留塔を取りはずし、減圧度を
7Torrにして末反応のECとジオールを回収した。
未反応物の留出の終了後内温を190℃にし、この温度
を保ったままジオールを留出させることにより、自己縮
合反応を行ない分子量を上昇させた。4時間後GPC分
析により分子量2000のポリマーを得た。収量は73
0gであり、水酸基価は56mgKoH/gであった。
【0022】このポリマーをpc−aと略す。
【0023】
【参考例2〜5】ジオールとして1,5−ペンタンジオ
ール、1,4−ブタンジオールを表1に示した量を用い
る以外は、参考例1と同様な方法で脂肪族コポリカーボ
ネートジオール(pc−b〜pc−e)を得た。各々の
分子量を表1に示す。
【0024】
【表1】
【0025】
【実施例1】参考例1で得たpc−a200g、ヘキサ
メチレンジイソシアネート67.2gを攪拌装置、温度
計及び冷却管のついた反応器に仕込み、100℃で4時
間反応し、末端NCOのプレポリマーを得た。該プレポ
リマーに鎖延長剤の1,4−ブタンジオール283.2
g、触媒としてジブチル錫ジラウリレート0.006g
を加えて、ニーダー内蔵のラボ用万能押出機((株)笠
松化工研究所製、LABO用万能押出機KR−35型)
を用いて、140℃で60分反応後、180〜200℃
のシリンダー温度で押出して重合を完結させ、ペレタイ
ザーによりウレタンペレットとした。得られたウレタン
ペレットの分子量は60000(ポリスチレン換算)で
あった。該ポリウレタンペレットを射出成形し、縦11
0mm、横110mm、厚さ2mmのシートを得た。
(射出温度及びシリンダー温度、190〜210℃)該
シートより作製した物性評価用試料を用いて耐油性、耐
熱性、機械特性、耐寒性、耐光性、タック性を測定し
た。その結果を表2に示す。
【0026】
【実施例2〜3】参考例2、3で得たpc−b、pc−
cを用いて、実施例1と同様にしてポリウレタンを得、
実施例1と同様に物性評価用試料を作成して物性を測定
した。その結果を表2に示す。
【0027】
【比較例1〜2】参考例4〜5で得たpc−d〜pc−
eを用いて、実施例1と同様にしてポリウレタンを得、
同様の操作で諸物性を測定した。その結果を表2に示
す。
【0028】
【比較例3】実施例1で用いた脂肪族コポリカーボネー
トポリオールをポリカプロラクトンポリオール〔ダイセ
ル化学工業(株)製、プラクセル220、分子量200
0〕に変えた以外は同様の方法でポリウレタンを合成
し、ストランド作製後ペレット化し、縦110mm、横
110mm、厚さ2mmの射出成形シートを作成した。
該シートを用いて物性評価用試料を作成して諸物性を測
定した。その結果を表2に示す。
【0029】
【実施例4】pc−a200g、ジフェニルメタンジイ
ソシアネート(MDI)100gを実施例1と同様の装
置を用い、80℃で2時間反応させ末端NCOのプレポ
リマーを得た。該プレポリマーと1,4−ブタンジオー
ル283.2gを瞬間混合装置(櫻製作所(株)製、S
−1ミキサー)で瞬間混合し、実施例1と同様の押出機
を用いて反応押出を200℃で行ないウレタンペレット
を得た。これを射出成形(射出温度及びシリンダー温
度、190℃〜210℃)し、縦110mm、横110
mm、厚さ2mmのシートを得、これより物性評価用試
料を作製して諸物性を測定した。その結果を表2に示
す。
【0030】
【実施例5】ヘキサメチレンジイソシアネートの代りに
イソホロンジイソシアネート(IPDI)88.8gを
用いること以外は実施例1と同様にしてポリウレタンペ
レットを得、それを射出成形して物性評価用試料を作成
した。これを用いて諸物性を測定した結果を表2に示
す。
【0031】
【比較例4】pc−d200gを使用すること以外は、
実施例4と全く同様の方法でポリウレタンペレットを
得、これを射出成形して、同様の物性評価用試料を作製
し、これを用いて諸物性を測定した。この結果を表2に
示す。
【0032】
【表2】
【0033】
【発明の効果】う特徴を有している。したがって本発明
のポリウレタン樹脂は広く各種用途に適用されうるので
非常にその有用性がある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 芳香族、脂肪族及び脂環族ジイソシアネ
    ートの中から選ばれた1種又は2種以上のジイソシアネ
    ート、脂肪族コポリカーボネートポリオール及びイソシ
    アネートと反応しうる活性水素を2個有する鎖延長剤か
    らなるポリウレタンにおいて、脂肪族コポリカーボネー
    トポリオールが、下記化1に示される繰り返し単位
    (A)及び(B)からなり、(A)と(B)との割合が
    9:1〜1:9であるポリウレタン樹脂。 【化1】
JP3192020A 1991-07-31 1991-07-31 ポリウレタン樹脂 Withdrawn JPH0532754A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1288241A4 (en) * 2000-05-24 2003-06-04 Asahi Chemical Ind POLYCARBONATE DIOL WITH ITS PART IN PRIMARY TERMINAL OH
WO2018159228A1 (ja) 2017-02-28 2018-09-07 東レ株式会社 シート状物
WO2018159359A1 (ja) 2017-02-28 2018-09-07 三洋化成工業株式会社 合成皮革用ポリウレタン樹脂

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