JPH06166736A - Production of composite material of vinyl polymer and polyurethane - Google Patents

Production of composite material of vinyl polymer and polyurethane

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JPH06166736A
JPH06166736A JP4323031A JP32303192A JPH06166736A JP H06166736 A JPH06166736 A JP H06166736A JP 4323031 A JP4323031 A JP 4323031A JP 32303192 A JP32303192 A JP 32303192A JP H06166736 A JPH06166736 A JP H06166736A
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JP
Japan
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vinyl
polyurethane
polyol
polymer
compound
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Application number
JP4323031A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahisa Okawa
正久 大川
Hiroaki Hata
博昭 秦
Motonori Tanaka
元宣 田中
Katsujiro Ito
勝治郎 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the subject composite material having small compression set and tension set and excellent thermal stability, productivity and processability and useful for molded article, etc., by carrying out a urethanization reaction and the radical polymerization of a vinyl monomer in an aqueous medium having a pH not higher than a specific level in the presence of an epoxy compound. CONSTITUTION:The objective composite material is produced by carrying out the urethanization reaction of an isocyanate compound (e.g. tolylene diisocyanate) with a polyol (e.g. hexanediol) and the radical polymerization reaction of a vinyl monomer such as vinyl chloride in the presence of an epoxy compound (e.g. epoxidized soybean oil) in an aqueous medium of pH 4 or below.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、ビニル系重合体とポリ
ウレタンとの複合体の製造方法に関する。 【0002】 【従来の技術】近年、2種以上の重合体を複合化させ、
各々の重合体が有している長所を生かした重合体組成物
として、使用することは、多く実用化されていることで
ある。 【0003】ビニル系重合体は、汎用樹脂として、あら
ゆる分野で多く使用されており、一方ポリウレタンは、
耐摩耗性、低温持性、耐油性の優れた樹脂として汎用な
ものであり、他の樹脂との複合化にも用いられている
が、両者の軟化温度が相違することから単に混合するの
では複合化しにくく、このため複合化の技術には種々の
提案がある。 【0004】ビニル重合体が、塩化ビニル系重合体の例
では、塩化ビニル単量体中でジイソシアネート化合物と
ポリオキシテトラメチレングリコールを反応させて、ポ
リウレタンを生成させ、これを重合させてグラフト重合
体とする方法が特公昭53-21038号公報に示されている。 【0005】熱可塑性ポリウレタンを塩化ビニル単量体
に溶解させ、これを重合させて複合化する方法が特開昭
58-37019号公報、特開昭58-40312号公報、特開昭58-426
11号公報に示されている。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】従来の技術の多くは、
いずれもイソシアネート化合物が水と接触することによ
る分解変質を懸念して、あらかじめポリウレタンを別途
生成させたものを用いるか、又は塩化ビニル単量体中で
ポリウレタンを生成し、いずれにしても塩化ビニル単量
体にポリウレタンを溶解させ、それを水媒体中で重合さ
せ複合体を得ている。しかし、塩化ビニル単量体にポリ
ウレタンを多く溶解させると粘度が高くなり、水媒体中
で、懸濁や乳化が均質に行えず、歪な形状や巨大な粒子
となることや、又、重合器壁の重合体の付着が多く生産
性が低下することなどからポリウレタンの含量に制限が
ある。その上、ポリウレタンが架橋構造体を含んでいて
塩化ビニル単量体に不溶なものだと複合体にできない。
そこで、ビニル系重合体と種々のポリウレタンとを任意
の比率で均質に複合させることができ、しかも生産性が
良く生成する複合体の形状も均一でさらに該複合体の熱
安定性の良好なものを得られる方法を提供する。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明は、PH4以下の
水性媒体中、エポキシ化合物の存在下、イソシアネート
化合物とポリオールとのウレタン化反応及びビニル単量
体のラジカル重合反応させるビニル系重合体−ポリウレ
タン複合体の製造方法である。 【0008】本発明のビニル系重合体類を構成するビニ
ル系単量体としては、不飽和二重結合を有する化合物
で、例えば塩化ビニル;塩化ビニリデン;スチレン、α
−メチルスチレンに代表される芳香族ビニル;(メタ)
アクリロニトリル;(メタ)アクリル酸エステル類;な
どである。これら単独又は、共重合可能な二種以上を用
いてもよい。 【0009】さらには、1分子中に不飽和二重結合が2
つ以上有する周知の多官能化合物、例えば、ジビニルベ
ンゼン;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、
ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートのごと
き多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル;アリ
ル(メタ)アクリレート、ジアリルフタレート、ジアリ
ルマレエート、トリアリルシアヌレートなどのアリル化
合物;ジオールジビニルエーテル類;ブタジエン、イソ
プレン等のジエン類など及びこれらのオリゴマー類を、
少量上記ビニル系単量体に混在させてもよい。 【0010】本発明のビニル系重合体類の一例として
は、塩化ビニル単独、又は塩化ビニル及び塩化ビニルと
共重合可能な不飽和二重結合を有する化合物の混合物を
重合したものがある。 【0011】本発明においてポリウレタンを構成する一
方の成分のイソシアネート化合物としては、周知の種々
のものを用いることが出来る。 例えば、トリレンジイ
ソシアネート、フェニレンジイソシアネート、クロロフ
ェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネー
ト、トリジンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネ
ート類;ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイ
ソシアネート、メチレンビス(シクロヘキシルイソシア
ネート)、イソホロンジイソシアネート、トリメチルヘ
キサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシア
ネート等の脂肪族・脂環族ジイソシアネート類;ウンデ
カントリイソシアネート、リジンエステルトリイソシア
ネート、イソシアネートメチルオクタメチルジイソシア
ネート等のトリイソシアネート類;もしくはポリフェニ
ルメタンポリイソシアネート等の多官能イソシアネート
類およびこれらのイソシアネート化合物の二量体類もし
くは三量体類および前記の種類、長鎖のポリオール類又
は水およびアミノ化合物等の活性水素化合物と前記のイ
ソシアネート化合物との反応によって得られる末端イソ
シアネート基を有するイソシアネート化合物等がある。
なかでも脂肪族・脂環族ジおよびトリイソシアネート類
が好ましい。 【0012】また、イソシアネート化合物として、活性
メチレン化合物.オキシム類、ラクタム類、フェノール
類、アルキルフェノール類、塩基性窒素含有化合物等の
ブロッキング剤によって上記イソシアネート化合物をブ
ロック安定化し、加熱によりイソシアネート基を再生す
るブロック化イソシアネート化合物も含まれる。さら
に、イソシアネート化合物として上記イソシアネート化
合物を何種類かの混合体として使用することも可能であ
る。 【0013】これらのイソシアネート化合物の内、一分
子中にイソシアネート基が3個以上の多官能イソシアネ
ート類を用いると生成するポリウレタンが架橋構造を含
むのとなる。従って該多官能イソシアネート類の使用量
は、複合体に要求の加工性、機械的物性、表面状態など
に応じて選択すればよい。 【0014】ポリウレタンを構成するもう一方の成分の
ポリオールとしては、周知の種々のものを用いることが
出来る。 比較的低分子量のポリオールとして、脂肪
族,脂環族,芳香族,及び複素環式のジヒドロキシ化合
物、トリヒドロキシ化合物、テトラヒドロキシ化合物等
で、例えばヘキサンジオール、デカメチレンジオール,
2,5-ジメチル-2,5- ヘキサンジオール、ネオペンチルグ
リコール、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジメ
タノール、ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、
p−キシレンジオール、ジヒドロキシエチルテトラハイ
ドロフタレート、トリメチロールプロパン、グリセリ
ン、2-メチルプロパン-1,2,3- トリオール、1,2,6-ヘキ
サントリオール、ペンタエリスリトールおよびアミノポ
リアルコール類等から選ばれる。 【0015】比較的高分子量のポリオールとしてはポリ
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、ビニル系ポリオール、ジエン系
ポリオール、ひまし油系ポリオール、シリコーンポリオ
ール、ポリオレフィン系ポリオール及びこれらの共重合
体等が使用される。 【0016】ポリエステルポリオールとしては、例えば
コハク酸、グルタール酸、アジピン酸、アゼライン酸、
セバシン酸、ドデカン酸、無水フタル酸、イソフタル
酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタ
ル酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等から選
ばれるジカルボン酸と低分子量のポリオールとを反応さ
せて得られたものがある。 別の方法として、β−プ
ロピオクラトン、ピバロラクトン、δ−バレロラクト
ン、メチル−δ−バレロラクトン、ε−カプロラクト
ン、メチル−ε−カプロラクトン、ジメチル−ε−カプ
ロラクトン、トリメチル−ε−カプロラクトン等のラク
トン化合物を、低分子量のポリオールと反応せしめたも
のもある。 【0017】ポリエーテルポリオールとしては、ポリテ
トラメチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポ
リプロピレングリコール、ポリオキシプロピレングリコ
ール等がある。 【0018】ポリカーボネートポリオールとしては、低
分子量のポリオール類とジアリルカーボネート、ジアル
キルカーボネート又はエチレンカーボネートからエステ
ル交換法によって得られたもの、例えばポリ−1,6−
ヘキサメチレンカーボネート、ポリ−2,2’−ビス
(4−ヒドロキシヘキシル)プロパンカーボネート等が
がある。 この他、いわゆるホスゲン法または溶剤法
によるものもある。 【0019】その他、β−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、β−ヒドロキシルエチルメタアクリレート等のヒド
ロキシル基を持つアクリル単量体とアクリル酸エステル
との共重合によって得られるアクリルポリオール等のビ
ニル系ポリオール、ポリ(1,4−ブタジエン)、ポリ
(1,2−ブタジエン)等のポリブタジエンポリオー
ル、ポリプロピレングライコールリシノレート等のひま
し油系ポリオールもしくはシリコーンポリオール、ポリ
オレフィン系ポリオール等が使用される。また上記のポ
リオールの何種類かを併用して使用することもできる。 【0020】ポリオールのなかでも、分子量が、300
〜10,000のものが好ましいが、より好ましくは5
00〜5,000のものである。ポリオールの種類とし
ては、ポリエステルポリオールやポリカーボネートポリ
オールが適している。 【0021】一分子中のOH基が3個以上のポリオール
を用いると、生成するポリウレタンが架橋構造体を含む
ものとなる。従って一分子中のOH基が3個以上のポリ
オールの使用量は、複合体に要求の加工性、機械的物
性、表面状態などに応じて選択すればよい。 【0022】本発明に使用されるイソシアネート化合物
およびポリオール量比は求められる複合体の物性により
変える。本発明において使用されるイソシアネート化合
物とポリオールとの量比は、NCO基/OH基比0.5
〜20、好ましくは1〜5である。NCO基/OH基比
があまり小さいと、ポリウレタン成分の分子量が低くな
り、複合体の物性が充分でない。 またNCO/OH比
があまり大きいと、複合体の加工性が悪くなるので好ま
しくない。 【0023】本発明には、ウレタン化触媒は、必ずしも
必要としない。しかし、反応を速くするには、ウレタン
化触媒を用いればよい。該ウレタン化触媒としては、ジ
ブチル錫ラウレート,ジブチル錫マレエートなどの有機
錫化合物に代表される有機金属、アミン類、アセチルア
セトン等の周知のものを用いることができる。その量
は、イソシアネート化合物とポリオールの合計量100
重量部に対し、2重量部以下である。 【0024】ビニル系重合体とポリウレタンの比率は、
複合体の使途で要望される物性に応じて任意の値を取り
得る。 そこでその使途に合わせて該ビニル系単量体と
ポリウレタン構成成分の量比を設定する。なお、ポリウ
レタンの比率が大きくなると、柔軟性,伸びが大きくな
る。 【0025】本発明のPH4以下の水性媒体とは、いわ
ゆるビニル系単量体を重合する方法で周知の懸濁重合、
微細懸濁重合、乳化重合で用いられる水性媒体に酸性物
質を添加して酸性にしたものであり、初期のPH値が4
以下であればよい。該酸性物質は、塩酸,硫酸,燐酸な
どの鉱酸、アルキルスルホン酸、芳香族スルホン酸のよ
うな有機酸である。PHの下限は、重合器の材質による
が余り低くてもその割に効果がない。なお、ここで用い
る懸濁剤、乳化剤の種類や濃度などの条件は、用いるビ
ニル系単量体に適した周知の条件でよい。 【0026】本発明において用いられるエポキシ化合物
は、分子中にエポキシ基を1つ以上有する有機化合物で
あり、熱安定性の向上に効果がある。エポキシ化合物と
しては、周知の種々のものを用いることができるが、塩
化ビニル系重合体の可塑剤或いは熱安定化助剤として用
いられている、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマン油
などのエポキシ化動植物油、エポキシステアリン酸エス
テルなどのエポキシ化脂肪酸エステル、エポキシヘキサ
ヒドロフタル酸ジオクチルなどのエポキシ化脂肪酸エス
テル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、オルソ
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ヘキサヒドロフ
タル酸ジグリシジルエステルなどのエポキシ樹脂プレポ
リマー、エポキシ化ポリブタジエンなどの各種エポキシ
化オリゴマーなどが好ましい化合物例である。 【0027】エポキシ化合物の使用量は、イソシアネー
ト化合物とポリオールの合計量100重量部に対し、
0.1〜5重量部である。0.1重量部より少ないと効
果が小さく、5重量部より多い場合には、効果よりも機
械的物性等への悪影響が出る。 【0028】なお、ビニル系単量体をラジカル重合させ
るには、ビニル系単量体を重合するのに用いられる周知
のラジカル重合触媒を用いればよい。つまり懸濁重合、
微細懸濁重合の場合には、ビニル系単量体に可溶な有機
過酸化物、例えばジアシルパーオキサイド類,ジアルキ
ルパーオキサイド類,ハイドロパーオキサイド類,パー
オキシジカーボネート類,ケトンパーオキサイド類,パ
ーオキシエステル類など及びアゾビスイソブチロニトリ
ルのごとき有機アゾ化合物であり、乳化重合の場合は、
過酸化水素,過硫酸カリ,過硫酸アンモニウムのごとき
水溶性の過酸化物が用いられる。 【0029】本発明の方法は、通常水性媒体中でビニル
系単量体の重合を行う攪拌機付き重合器を用いればよ
い。該重合器を用い、懸濁剤又は乳化剤を溶解しPHを
4以下に調整した水性媒体中に、エポキシ化合物、イソ
シアネート化合物、ポリオール、および必要に応じウレ
タン化触媒、さらにビニル系単量体及びラジカル重合開
始剤を仕込み、使用するビニル系単量体及びラジカル重
合開始剤に適合した条件によって、重合反応をおこなえ
ば合せウレタン化反応も進行し、ビニル系重合体−ポリ
ウレタン複合体となる。 【0030】あるいは、該重合器を用い、懸濁剤又は乳
化剤を溶解しPHを4以下に調整した水性媒体中に、エ
ポキシ化合物、イソシアネート化合物、ポリオール、お
よび必要に応じウレタン化触媒を加え、常温〜90℃程
度でウレタン化反応を行わしめる。 ただ該ウレタン化
反応は、完結させる必要はない。続いて、ビニル系単量
体及びラジカル重合開始剤及び必要に応じて、水性媒体
を追加して仕込み、使用するビニル系単量体及びラジカ
ル重合開始剤に適合した条件によって、重合反応をおこ
なえばビニル系重合体−ポリウレタン複合体となる。 【0031】この際の反応条件として、ビニル単量体と
ポリウレタンの原料との合計/水の比は、大概0.1〜
1.5であり、その他の条件は使用するビニル単量体及
びラジカル重合開始剤に適合した周知の条件でよい。 【0032】なお、ビニル系単量体の重合の際、あらか
じめ、重合を阻害しない範囲でビニル系重合体に混入可
能な、充填剤、顔料、各種安定剤、可塑剤などを添加し
ておくことも可能である。 【0033】 【発明の効果】本発明により、ビニル系重合体とポリウ
レタンとが非常に均密な複合体が得られる。しかも、該
ポリウレタン部分を種々の構造例えば、NCO基/OH
基比が高いものや、特に三官能以上の官能数のポリイソ
シアネート化合物やポリオールを用いて架橋構造のもの
とし、圧縮永久歪や永久伸びが小さい複合体とする等、
これまでのビニル系重合体とポリウレタン製法では得ら
れない特異な性質の複合体を得ることができる。 しか
も熱安定性に優れ、成形加工による着色がない。又、水
性媒体中でビニル系単量体を重合する方法、装置がその
まま使用可能で、複合化のために、余分な操作を要せ
ず、生産性が高い。その上、ポリウレタン成分の比率が
高くても、均一な粒径で、歪んだ異常粒子が少い複合体
を得ることができる。 【0034】 【実施例】本発明を実施例にて示す。実施例での評価項
目の測定方法は以下の通り。 ・粒径分布:JISZ8801のJIS標準ふるいを用いふるい
分けを行いRosin-Rammler の式によって中位径(Dme)
及び均等数nを算出した。この算出には、粉体工学便覧
「日刊工業新聞社、昭和61年 2月28日発行」の第7頁
〔2.3 Rosin-Rammler 分布〕の項によった。尚ここで均
等数nの値が大きい程粒度分布が狭いことを示す。 ・重合体の物性評価試料の作成:重合体100重量部に
たいして、エポキシ化大豆油3部、ステアリン酸カルシ
ウム1.3部、ステアリン酸亜鉛1.3部を混合し、1
60℃でロール混練、180℃でプレス成形しシートと
した。 ・永久伸び:JIS K6301 に従って測定した。(%) ・圧縮永久歪:JIS K6301 に従って70℃で22時間で
測定した。(%) ・熱安定性:上記シートを、190℃のギャーオーブン
中にいれ、シートが黒化し始めるまでの時間で表した。 【0035】実施例1 攪拌機付ステンレス製オートクレーブに、ヒドロキシプ
ロピルメチルセルローズ(信越化学(株)製メトローズ
65SH50)の0.25重量%水溶液4000gに希硫酸を
加えてPH2.1とし、これにビスフェノールAジグリ
シジルエーテル12g、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト160g、ポリメチルペンチルグリコールアジペート
(クラポールP-2010クラレ(株):分子量2000、OH価
57)を1000g、ジブチル錫ラウレート0.4g、
アゾビスイソブチロニトリル2gを添加、減圧脱気後塩
化ビニル単量体1600gを仕込んだ。60℃に昇温し
て重合を行わせオートクレーブ内の圧力が3kg/cm2
で降下したところで重合を止め内容物を取り出した。
取出した重合体量は、2380gであった。この重合
体の平均粒径、粒度分布を測定した。 結果を〔表
2〕に示す。この重合体の物性の評価をした。 結果
を〔表2〕に示す。 【0036】実施例2,3、比較例1、2 〔表1〕に示すヘキサメチレンジイソシアネート、ポリ
オール、エポキシ化合物、塩化ビニル単量体の各量とP
Hとした以外は実施例1と同様に実施した。結果を〔表
2〕に示す。 【0037】比較例3 実施例3におけるエポキシ化合物を、加えずに行って重
合体とし、該重合体に物性評価試料の作成時に同一量と
なるよう添加して評価した。結果を〔表2〕に示す。 【0038】実施例4 実施例1と同じオートクレーブを用い、ヒドロキシプロ
ピルメチルセルローズの0.25重量%水溶液4000
gに希硫酸を加えてPH2.0とし、これにビスフェノ
ールAジグリシジルエーテル12g、ヘキサメチレンジ
イソシアネート160g、ポリメチルペンチルグリコー
ルアジペートを1000g、ジブチル錫ラウレート0.
4gを添加後60℃に昇温し、1時間反応させ、続いて
塩化ビニル単量体1600g、アゾビスイソブチロニト
リル2gを添加し60℃にて重合を行わせオートクレー
ブ内の圧力が3kg/cm2 まで降下したところで重合を止
め内容物を取り出した。 取出した重合体量は、23
00gであった。この重合体の平均粒径、粒度分布を測
定した。 結果を〔表2〕に示す。この重合体の物性
の評価をした。 結果を〔表2〕に示す。 【0039】実施例5,6、比較例4、5 〔表1〕に示すヘキサメチレンジイソシアネート、ポリ
オール、エポキシ化合物、塩化ビニル単量体の各量とP
Hとした以外は実施例1と同様に実施した。結果を〔表
2〕に示す。 【0040】比較例6 実施例6におけるエポキシ化合物を、加えずに行って重
合体とし、該重合体に物性評価試料の作成時に同一量と
なるよう添加して評価した。結果を〔表2〕に示す。 【0041】 【表1】PMPA:ホ゜リメチルヘ゜ンチルク゛リコールアシ゛ヘ゜ート PEBA:ホ゜リ-エチレンフ゛チレンク゛リコールアシ゛ヘ゜ート (分子量200 水酸
基56)サンエスター 24620 三洋化成(株)製 PBA :ホ゜リ-フ゛チレンク゛リコールアシ゛ヘ゜ート (分子量200 水酸基価5
6)アテ゛カニューエース F9-30 旭電化(株)製 BG:ヒ゛スフェノール A シ゛ク゛リシシ゛ルエーテル(スミエホ゜キシELA-128 住
友化学(株)製) ESCN :オルソクレソ゛ールノホ゛ラックホ゜リク゛リシシ゛ルエーテル(スミエホ゜キシESCN-1
95XL) ESBO :エホ゜キシ化大豆油(O-130P旭電化(株)製) 【0042】 【表2】
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a composite of a vinyl polymer and polyurethane. In recent years, two or more kinds of polymers have been compounded,
It has been practically used in many cases as a polymer composition utilizing the advantages of each polymer. Vinyl polymers are widely used in all fields as general-purpose resins, while polyurethane is
It is a general-purpose resin with excellent wear resistance, low-temperature durability, and oil resistance, and it is also used for compounding with other resins. It is difficult to form a composite, and therefore there are various proposals for the composite technology. When the vinyl polymer is a vinyl chloride polymer, a diisocyanate compound and polyoxytetramethylene glycol are reacted in a vinyl chloride monomer to produce polyurethane, which is polymerized to graft polymer. This method is disclosed in JP-B-53-21038. A method of dissolving thermoplastic polyurethane in a vinyl chloride monomer and polymerizing it to form a composite is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
58-37019, JP-A-58-40312, JP-A-58-426
No. 11 publication. [0006] Most of the conventional techniques are
In any case, there is concern about decomposition and deterioration due to contact of the isocyanate compound with water, either polyurethane that has been separately generated in advance is used, or polyurethane is generated in a vinyl chloride monomer, and in any case vinyl chloride Polyurethane is dissolved in the polymer and polymerized in an aqueous medium to obtain a composite. However, when a large amount of polyurethane is dissolved in the vinyl chloride monomer, the viscosity becomes high, and suspension or emulsification cannot be performed homogeneously in an aqueous medium, resulting in a distorted shape or huge particles. The content of the polymer on the wall is large and the productivity is reduced, so that the content of polyurethane is limited. Moreover, if the polyurethane contains a crosslinked structure and is insoluble in the vinyl chloride monomer, it cannot be formed into a composite.
Therefore, a vinyl polymer and various polyurethanes can be homogeneously compounded in an arbitrary ratio, and the productivity is good, and the shape of the resulting composite is uniform and the thermal stability of the composite is good. Provide a way to get. The present invention relates to a vinyl system which is subjected to a urethanization reaction between an isocyanate compound and a polyol and a radical polymerization reaction of a vinyl monomer in the presence of an epoxy compound in an aqueous medium having a pH of 4 or less. It is a method for producing a polymer-polyurethane composite. The vinyl-based monomer constituting the vinyl-based polymers of the present invention is a compound having an unsaturated double bond, such as vinyl chloride; vinylidene chloride; styrene, α.
-Aromatic vinyl represented by methylstyrene; (meth)
Acrylonitrile; (meth) acrylic acid esters; and the like. You may use these individually or 2 or more types which can be copolymerized. Furthermore, two unsaturated double bonds are contained in one molecule.
Well-known polyfunctional compounds having three or more, for example, divinylbenzene; ethylene glycol di (meth) acrylate,
(Meth) acrylic acid esters of polyhydric alcohols such as polyethylene glycol di (meth) acrylate; allyl compounds such as allyl (meth) acrylate, diallyl phthalate, diallyl maleate, triallyl cyanurate; diol divinyl ethers; butadiene, isoprene Such as dienes and their oligomers,
A small amount may be mixed with the vinyl-based monomer. As an example of the vinyl polymer of the present invention, there is polymerized vinyl chloride alone or a mixture of vinyl chloride and a compound having an unsaturated double bond copolymerizable with vinyl chloride. In the present invention, various well-known compounds can be used as the isocyanate compound as one of the components constituting the polyurethane. For example, aromatic diisocyanates such as tolylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, chlorophenylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, tolidine diisocyanate; hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, methylene bis (cyclohexyl isocyanate), isophorone diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, etc. Of aliphatic and alicyclic diisocyanates; triisocyanates such as undecane triisocyanate, lysine ester triisocyanate and isocyanate methyl octamethyl diisocyanate; or polyfunctional isocyanates such as polyphenylmethane polyisocyanate and dimer of these isocyanate compounds Body Properly the trimeric acids and of the kind, there is an isocyanate compound having a terminal isocyanate group obtained by the reaction of active hydrogen compounds such as polyols or water and amino compounds of long-chain and the isocyanate compound.
Of these, aliphatic / alicyclic di- and triisocyanates are preferable. As the isocyanate compound, an active methylene compound. Also included are blocked isocyanate compounds that block-stabilize the above isocyanate compounds with a blocking agent such as oximes, lactams, phenols, alkylphenols, and basic nitrogen-containing compounds, and regenerate the isocyanate groups by heating. Further, as the isocyanate compound, it is possible to use the above-mentioned isocyanate compound as a mixture of several kinds. Among these isocyanate compounds, when a polyfunctional isocyanate having three or more isocyanate groups in one molecule is used, the resulting polyurethane has a crosslinked structure. Therefore, the amount of the polyfunctional isocyanate used may be selected according to the processability, mechanical properties, surface condition, etc. required for the composite. As the polyol which is the other component of the polyurethane, various known ones can be used. As relatively low molecular weight polyols, aliphatic, alicyclic, aromatic, and heterocyclic dihydroxy compounds, trihydroxy compounds, tetrahydroxy compounds, etc., such as hexanediol, decamethylenediol,
2,5-dimethyl-2,5-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, cyclohexanedimethanol, bis (β-hydroxyethoxy) benzene,
p-xylene diol, dihydroxyethyl tetrahydrophthalate, trimethylolpropane, glycerin, 2-methylpropane-1,2,3-triol, 1,2,6-hexanetriol, pentaerythritol and aminopolyalcohols . As the polyol having a relatively high molecular weight, polyester polyol, polyether polyol, polycarbonate polyol, vinyl type polyol, diene type polyol, castor oil type polyol, silicone polyol, polyolefin type polyol and copolymers thereof are used. . Examples of polyester polyols include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, azelaic acid,
Obtained by reacting a dicarboxylic acid selected from sebacic acid, dodecanoic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, etc. with a low molecular weight polyol. There is something. As another method, lactone compounds such as β-propiocratone, pivalolactone, δ-valerolactone, methyl-δ-valerolactone, ε-caprolactone, methyl-ε-caprolactone, dimethyl-ε-caprolactone and trimethyl-ε-caprolactone. There is also one obtained by reacting with a low molecular weight polyol. Examples of the polyether polyol include polytetramethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyoxypropylene glycol and the like. As the polycarbonate polyol, those obtained by the transesterification method from low molecular weight polyols and diallyl carbonate, dialkyl carbonate or ethylene carbonate, for example, poly-1,6-
Hexamethylene carbonate, poly-2,2'-bis (4-hydroxyhexyl) propane carbonate and the like are available. In addition to this, there is a so-called phosgene method or solvent method. In addition, vinyl-based polyols such as acrylic polyol obtained by copolymerization of acrylic acid ester with an acrylic monomer having a hydroxyl group such as β-hydroxyethyl acrylate and β-hydroxyl ethyl methacrylate, poly (1, 4-butadiene), poly (1,2-butadiene) and other polybutadiene polyols, polypropylene glycol ricinoleate and other castor oil-based polyols or silicone polyols, polyolefin-based polyols and the like are used. It is also possible to use some of the above polyols in combination. Among the polyols, the molecular weight is 300
It is preferably up to 10,000, more preferably 5
It is from 00 to 5,000. Polyester polyols and polycarbonate polyols are suitable as the type of polyol. When a polyol having 3 or more OH groups in one molecule is used, the resulting polyurethane contains a crosslinked structure. Therefore, the amount of the polyol having 3 or more OH groups in one molecule may be selected according to the processability, mechanical properties, surface condition, etc. required for the composite. The amount ratio of the isocyanate compound and the polyol used in the present invention varies depending on the desired physical properties of the composite. The amount ratio of the isocyanate compound and the polyol used in the present invention is NCO group / OH group ratio of 0.5.
-20, preferably 1-5. If the NCO group / OH group ratio is too small, the molecular weight of the polyurethane component will be low, and the physical properties of the composite will not be sufficient. Further, if the NCO / OH ratio is too large, the processability of the composite is deteriorated, which is not preferable. The present invention does not necessarily require a urethanization catalyst. However, to accelerate the reaction, a urethanization catalyst may be used. As the urethanization catalyst, known ones such as organic metals represented by organotin compounds such as dibutyltin laurate and dibutyltin maleate, amines, acetylacetone and the like can be used. The amount is 100 total amount of isocyanate compound and polyol.
It is 2 parts by weight or less with respect to parts by weight. The ratio of vinyl polymer to polyurethane is
It can take any value depending on the physical properties desired for the purpose of use of the composite. Therefore, the amount ratio of the vinyl-based monomer and the polyurethane constituent is set according to the purpose of use. It should be noted that the greater the proportion of polyurethane, the greater the flexibility and elongation. The aqueous medium having a pH of 4 or less according to the present invention is a suspension polymerization known by a method of polymerizing a so-called vinyl monomer,
An acidic substance is added to the aqueous medium used in fine suspension polymerization and emulsion polymerization to make it acidic, and the initial PH value is 4
The following is acceptable. The acidic substance is a mineral acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid or phosphoric acid, or an organic acid such as an alkyl sulfonic acid or an aromatic sulfonic acid. The lower limit of PH depends on the material of the polymerization vessel, but if it is too low, it is not effective. The conditions such as the type and concentration of the suspending agent and the emulsifier used here may be known conditions suitable for the vinyl monomer used. The epoxy compound used in the present invention is an organic compound having one or more epoxy groups in the molecule and is effective in improving the thermal stability. As the epoxy compound, various known compounds can be used, but epoxidized soybean oil, epoxidized Amman oil, etc., which are used as plasticizers or heat stabilization aids for vinyl chloride polymers Animal and vegetable oils, epoxidized fatty acid esters such as epoxy stearic acid esters, epoxidized fatty acid esters such as dioctyl epoxy hexahydrophthalate, bisphenol A diglycidyl ether, orthocresol novolac type epoxy resins, epoxies such as hexahydrophthalic acid diglycidyl ester Examples of preferable compounds include resin prepolymers and various epoxidized oligomers such as epoxidized polybutadiene. The amount of the epoxy compound used is 100 parts by weight of the total amount of the isocyanate compound and the polyol.
It is 0.1 to 5 parts by weight. If the amount is less than 0.1 parts by weight, the effect is small, and if the amount is more than 5 parts by weight, the mechanical properties and the like are more adversely affected than the effects. To radically polymerize the vinyl-based monomer, a known radical polymerization catalyst used for polymerizing the vinyl-based monomer may be used. That is, suspension polymerization,
In the case of fine suspension polymerization, organic peroxides soluble in vinyl monomers such as diacyl peroxides, dialkyl peroxides, hydroperoxides, peroxydicarbonates, ketone peroxides, Organic azo compounds such as peroxyesters and azobisisobutyronitrile. In the case of emulsion polymerization,
Water-soluble peroxides such as hydrogen peroxide, potassium persulfate, and ammonium persulfate are used. In the method of the present invention, a polymerization vessel equipped with a stirrer for polymerizing vinyl monomers in an aqueous medium may be used. Using the polymerization vessel, an epoxy compound, an isocyanate compound, a polyol, and, if necessary, a urethane-forming catalyst, a vinyl-based monomer and a radical are dissolved in an aqueous medium in which a suspending agent or an emulsifier is dissolved to adjust the pH to 4 or less. When a polymerization initiator is charged and the polymerization reaction is carried out according to the conditions suitable for the vinyl-based monomer and the radical polymerization initiator to be used, the combined urethanization reaction also proceeds to give a vinyl-based polymer-polyurethane composite. Alternatively, using the polymerization vessel, an epoxy compound, an isocyanate compound, a polyol and, if necessary, a urethanization catalyst are added to an aqueous medium in which a suspending agent or an emulsifying agent is dissolved and a pH is adjusted to 4 or less, and the temperature is kept at room temperature. The urethanization reaction is carried out at about 90 ° C. However, it is not necessary to complete the urethanization reaction. Subsequently, a vinyl-based monomer and a radical polymerization initiator and, if necessary, an aqueous medium is additionally charged, and the polymerization reaction is performed according to conditions compatible with the vinyl-based monomer and the radical polymerization initiator to be used. It becomes a vinyl polymer-polyurethane composite. As a reaction condition in this case, the ratio of the total amount of the vinyl monomer and the raw material of polyurethane / water is about 0.1.
1.5, and other conditions may be known conditions compatible with the vinyl monomer and radical polymerization initiator used. When the vinyl monomer is polymerized, fillers, pigments, various stabilizers, plasticizers, etc., which can be mixed with the vinyl polymer within a range that does not inhibit the polymerization, must be added in advance. Is also possible. According to the present invention, a very dense composite of a vinyl polymer and polyurethane can be obtained. In addition, the polyurethane part can be made into various structures such as NCO group / OH.
Those having a high group ratio, particularly those having a crosslinked structure using a polyisocyanate compound or a polyol having a trifunctional or higher functional number, a compression set or a permanent set having a small composite,
It is possible to obtain a composite having a unique property which cannot be obtained by the conventional vinyl polymer and polyurethane production methods. Moreover, it has excellent thermal stability and is free from coloration due to molding. In addition, the method and apparatus for polymerizing a vinyl-based monomer in an aqueous medium can be used as they are, no extra operation is required for compounding, and productivity is high. Moreover, even if the proportion of the polyurethane component is high, it is possible to obtain a composite having a uniform particle size and few distorted abnormal particles. EXAMPLES The present invention will be illustrated by examples. The measuring methods of the evaluation items in the examples are as follows. -Particle size distribution: JIS Z8801 JIS standard sieve is used for sieving, and the median diameter (Dme) is determined by the Rosin-Rammler equation.
And the equivalent number n was calculated. For this calculation, refer to the item on page 7 [2.3 Rosin-Rammler distribution] of the handbook of powder engineering "Nikkan Kogyo Shimbun, published February 28, 1986". Here, the larger the value of the uniform number n, the narrower the particle size distribution. Preparation of polymer physical property evaluation sample: To 100 parts by weight of the polymer, 3 parts of epoxidized soybean oil, 1.3 parts of calcium stearate, 1.3 parts of zinc stearate were mixed, and 1
Roll kneading was performed at 60 ° C, and press molding was performed at 180 ° C to obtain a sheet. -Permanent elongation: Measured according to JIS K6301. (%) ・ Compression set: Measured at 70 ° C. for 22 hours according to JIS K6301. (%)-Thermal stability: The sheet was put in a Gar oven at 190 ° C. and expressed as the time until the sheet began to turn black. EXAMPLE 1 Hydroxypropylmethyl cellulose (Metronose manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was placed in a stainless steel autoclave equipped with a stirrer.
Dilute sulfuric acid was added to 4000 g of a 0.25 wt% aqueous solution of 65SH50) to make pH 2.1, to which bisphenol A diglycidyl ether 12 g, hexamethylene diisocyanate 160 g, polymethylpentyl glycol adipate (Kurapol P-2010 Kuraray Co., Ltd.): Molecular weight 2000, OH number 57) 1000 g, dibutyltin laurate 0.4 g,
After adding 2 g of azobisisobutyronitrile and degassing under reduced pressure, 1600 g of vinyl chloride monomer was charged. Polymerization was carried out by raising the temperature to 60 ° C. When the pressure in the autoclave dropped to 3 kg / cm 2 , the polymerization was stopped and the contents were taken out.
The amount of polymer taken out was 2380 g. The average particle size and particle size distribution of this polymer were measured. The results are shown in [Table 2]. The physical properties of this polymer were evaluated. The results are shown in [Table 2]. Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2 Each amount of hexamethylene diisocyanate, polyol, epoxy compound and vinyl chloride monomer shown in Table 1 and P.
It carried out like Example 1 except having set it as H. The results are shown in [Table 2]. Comparative Example 3 Evaluation was carried out without adding the epoxy compound in Example 3 to obtain a polymer, and the same amount was added to the polymer at the time of preparation of a physical property evaluation sample for evaluation. The results are shown in [Table 2]. Example 4 Using the same autoclave as in Example 1, a 0.25% by weight aqueous solution of hydroxypropylmethylcellulose 4000 was prepared.
Dilute sulfuric acid was added to pH 2.0 to pH 2.0, and 12 g of bisphenol A diglycidyl ether, 160 g of hexamethylene diisocyanate, 1000 g of polymethylpentyl glycol adipate, and 1000 g of dibutyltin laurate were added.
After adding 4 g, the temperature was raised to 60 ° C. and reacted for 1 hour, subsequently 1600 g of vinyl chloride monomer and 2 g of azobisisobutyronitrile were added and polymerization was carried out at 60 ° C. and the pressure in the autoclave was 3 kg / Polymerization was stopped when the content fell to cm 2 , and the contents were taken out. The amount of polymer taken out was 23.
It was 00 g. The average particle size and particle size distribution of this polymer were measured. The results are shown in [Table 2]. The physical properties of this polymer were evaluated. The results are shown in [Table 2]. Examples 5 and 6 and Comparative Examples 4 and 5 The amounts of hexamethylene diisocyanate, polyol, epoxy compound and vinyl chloride monomer shown in Table 1 and P.
It carried out like Example 1 except having set it as H. The results are shown in [Table 2]. Comparative Example 6 The epoxy compound in Example 6 was used as a polymer without addition, and the polymer was evaluated by adding the same amount to the polymer at the time of preparation of a sample for evaluating physical properties. The results are shown in [Table 2]. [Table 1] PMPA: Polymethylpentylglycol Acetate PEBA: Poly-ethylenebutyleneglycol aceticate (Molecular weight 200, hydroxyl group 56) Sanester 24620 Sanyo Chemical Co., Ltd. PBA: Poly-ethylenediglycol acetate (Molecular weight 200, Hydroxyl number 5)
6) ADEKA NEW ACE F9-30 Asahi Denka Co., Ltd. BG: Bisphenol A benzyl ether (Sumiepoxy ELA-128 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) ESCN: Orthocresol Novolak Polyether (Smieffoxy ESCN-1)
95XL) ESBO: Epoxy soybean oil (O-130P manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.) [0042] [Table 2]

フロントページの続き (72)発明者 伊藤 勝治郎 愛媛県新居浜市惣開町5番1号 住友化学 工業株式会社内Continued front page    (72) Inventor Katsujiro Ito             Sumitomo Chemical 5-1, Soukai-cho, Niihama-shi, Ehime             Industry Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 PH4以下の水性媒体中、エポキシ化合
物の存在下、イソシアネート化合物とポリオールとのウ
レタン化反応及びビニル単量体のラジカル重合反応させ
るビニル系重合体−ポリウレタン複合体の製造方法。 【請求項2】 ビニル系単量体類が、塩化ビニル又は塩
化ビニル及び塩化ビニルと共重合可能な不飽和二重結合
を有する化合物との混合物であることを特徴とする〔請
求項1〕に記載のビニル系重合体−ポリウレタン複合体
の製造方法。 【請求項3】 イソシアネート化合物とポリオールとの
ウレタン化反応をあらかじめ行い、続いて該ポリウレタ
ンの存在下で、ビニル単量体のラジカル重合反応を行う
ことを特徴とする〔請求項1〕に記載のビニル系重合体
−ポリウレタン複合体の製造方法。 【請求項4】 イソシアネート化合物とポリオールとの
ウレタン化反応と、ビニル単量体のラジカル重合反応を
同時に行うことを特徴とする〔請求項1〕に記載のビニ
ル系重合体−ポリウレタン複合体の製造方法。
Claims: 1. A vinyl polymer-polyurethane composite which is subjected to a urethane reaction of an isocyanate compound and a polyol and a radical polymerization reaction of a vinyl monomer in the presence of an epoxy compound in an aqueous medium having a pH of 4 or less. Body manufacturing method. 2. The vinyl monomer is vinyl chloride or a mixture of vinyl chloride and a compound having an unsaturated double bond copolymerizable with vinyl chloride [claim 1]. A method for producing the vinyl polymer-polyurethane composite described. 3. A urethanization reaction between an isocyanate compound and a polyol is carried out in advance, and subsequently a radical polymerization reaction of a vinyl monomer is carried out in the presence of the polyurethane. Method for producing vinyl polymer-polyurethane composite. 4. A method for producing a vinyl polymer-polyurethane composite according to claim 1, wherein the urethanization reaction of the isocyanate compound and the polyol and the radical polymerization reaction of the vinyl monomer are carried out at the same time. Method.
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