JPH07126355A - ポリエステルポリオール樹脂 - Google Patents

ポリエステルポリオール樹脂

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JPH07126355A
JPH07126355A JP27382793A JP27382793A JPH07126355A JP H07126355 A JPH07126355 A JP H07126355A JP 27382793 A JP27382793 A JP 27382793A JP 27382793 A JP27382793 A JP 27382793A JP H07126355 A JPH07126355 A JP H07126355A
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polyester polyol
acid
resin
caprolactone
polyol resin
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Hideki Matsui
秀樹 松井
Kisaku Otani
喜作 大谷
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温特性に優れたポリエステル樹脂を開発す
ること。 【構成】 ポリエステルポリオールとラクトン化合物の
共重合体において、ポリエステルポリオールのカルボン
酸成分としてグルタル酸をカルボン酸成分の100〜3
0重量%含有し、ラクトン類の含有量が20〜80重量
%である、25℃以下の融点を有するポリエステルポリ
オール樹脂。 【効果】 低温特性に優れたポリエステル樹脂を開発す
ることができた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は常温で液体、あるいは容
易に溶解することのできる低融点のポリエステルポリオ
ール樹脂に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ポリウレタン樹脂はエラストマ
ー、塗料、フォーム接着剤等の分野で広く用いられてい
る。この、ポリウレタン樹脂の製造には様々な種類のポ
リオールが使用されている。このうち、ポリプロピレン
グリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチ
レングリコールといったポリエーテル系のポリオール類
は、ポリウレタン製造に使用する分子量範囲では、液状
の場合が多く、価格も安く、かつ耐寒性、耐水性に優れ
ているという利点を有するが、機械的強度、耐油性、耐
熱性、耐候性に劣るという欠点がある。
【0003】一方、ポリ(エチレングリコールアジペー
ト)、あるいはポリ(ブチレングリコールアジペー
ト)、ポリカプロラクトンといったポリエステル系のポ
リオールにおいてはポリエーテル系ポリオールの欠点で
あった機械的強度、耐油性、耐熱性、に優れる反面、結
晶性であるため耐寒性に劣り、かつ使用する際に溶融す
る必要があり、作業性の面でも問題があった。
【0004】このうち、ポリカプロラクトンポリオール
においては、特公平3−57133号公報に記載されて
いるように、側鎖を有する多価アルコールと多塩基酸よ
りなるポリエステルとラクトン類を共重合することによ
り、その結晶性を低下させ、耐寒性、使用時の作業性を
向上させることが開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリオ
ール、ひいてはそれから合成されるポリウレタン樹脂の
耐候性を向上させるためシクロヘキサンジメタノールの
ような側鎖を持たない脂環式の高融点のジオール成分を
使用する場合、あるいはポリウレタン樹脂の物理的特性
の点から側鎖を有する多価アルコールを使用できない場
合には、結晶性の高いポリカプロラクトンポリオールを
使用せざるを得ない状態であった。
【0006】本発明者らは、求められる性能を満足する
ポリオールを使用し、かつ非結晶性で低粘度のラクトン
類含有ポリオールの製造について鋭意検討した結果、本
発明に至った。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち、ポリエステル
ポリオールとラクトン化合物の共重合体において、ポリ
エステルポリオールのカルボン酸成分としてグルタル酸
をカルボン酸成分の100〜30重量%含有させ、ラク
トン類の含有量が20〜80重量%とすることにより、
側鎖を有しない多価アルコールを使用した場合でも、2
5℃以下の融点を有するポリエステルポリオール樹脂を
製造する事ができる事を見いだした。
【0008】本発明においては多価アルコールとして、
脂肪族の分岐、直鎖構造、あるいは脂環式、芳香族の各
種アルコールを用いる事が出来、たとえば、エチレング
リコール、ジエチレングリコール、1,2−プロピレン
グリコール、1,3−プロピレングリコール、1,3−
ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、ネ
オペンチルグリコール、3−メチルペンタンジオール、
1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、トリメチロールプロパン、シクロヘキサンジメタノ
ール、1,4−ジベンジルアルコールなどを用いること
ができる。
【0009】また、グルタル酸以外の多塩基酸あるいは
その無水物としては、マレイン酸、コハク酸、フマル
酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン
2酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘキサ
ヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、テトラ
ヒドロフタル酸、トリメリット酸、メチルテトラヒドロ
フタル酸あるいはその無水物、その酸のメチルエーテル
などの低分子アルコールとのエステルを原料として用い
ることができる。
【0010】第三成分であるラクトン類としては、ε−
カプロラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ
−バレロラクトン、β−プロピオラクトン、γ−ブチロ
ラクトン等各種ラクトン類を単独であるいは混合して使
用する事ができるが、シクロヘキサノンの過酸によるバ
イヤービリガー反応により工業的に製造されているε−
カプロラクトンを使用することが好ましい。
【0011】本発明においては、ラクトン類を樹脂中に
20〜80%含むようにすることが必須である。ラクト
ン類の含有量が20%より少ないと本ポリエステルポリ
オールより合成したウレタン樹脂の耐水性や低温特性が
悪くなる。また、80%より多い場合にはラクトン類の
結晶性のためポリエステルポリオールの融点が25度以
上になってしまうため好ましくない。
【0012】本発明のポリエステルポリオール樹脂の水
酸基価は、10〜1000KOHmg/g、好ましくは
20〜600KOHmg/gである。この範囲の水酸基
価を有することがポリウレタンエラストマー等の用途に
応用するのに都合がよい。
【0013】次にこのポリエステルポリオール樹脂を合
成する方法について述べる。
【0014】最も基本的は合成法では、まず第一に多価
アルコールとグルタル酸、あるいはグルタル無水物、あ
るいはグルタル酸の低分子アルコールとのエステル(た
とえばグルタル酸ジメチル)その他のカルボン酸(無水
物、低分子アルコールとのエステル)原料とするポリエ
ステルを脱水あるいは脱アルコール反応により合成す
る。ついでラクトン類を仕込み開環重合、エステル交換
反応を経て、多価アルコール/グルタル酸+多塩基酸/
ラクトン類のランダムな共重合体を合成する。
【0015】この際、カルボン酸成分としてグルタル酸
をカルボン酸成分の100〜30重量%含有することが
必須である。
【0016】グルタル酸の含有量が30重量%未満の場
合、本ポリエステルポリオール樹脂より合成したウレタ
ン樹脂の耐水性や低温特性が悪くなる。
【0017】本発明のポリエステルポリオール樹脂の合
成においては、ラクトン類を当初から仕込み、一段で反
応させることも可能であるが、2段階で合成する場合よ
り反応時間が長くなる傾向がある。いずれの処方を用い
る場合も、多価アルコール/グルタル酸+多塩基酸から
なるポリエステルとラクトン類を十分にエステル交換す
ることにより目的とする低融点のポリエステルポリオー
ル樹脂を得ることが出来る。反応温度は、130℃〜2
40℃、好ましくは140℃〜230℃である。 ま
た、反応中は、窒素ガス等の不活性ガス気流下で行うこ
とにより反応過程のポリエステルの酸化劣化を抑えるこ
とができ、さらに樹脂の色相の劣化を抑えることが出来
る。
【0018】また、ポリエステルポリオール樹脂の合成
には、エステル化触媒を用いることが出来る。エステル
化触媒としてはオクチル酸スズ、ジブチルスズオキシ
ド、ジブチルスズラウレート、モノブチルスズヒドロキ
シブチルオキシド等の有機スズ化合物、酸化第一スズ、
塩化第一スズ等のスズ化合物、テトラブチルチタネー
ト、テトラエチルチタネート、テトラプロピルチタネー
ト等が使用できる。
【0019】特にチタン系触媒は、十分なエステル交換
能を有するため、ランダム共重合体の合成に適してい
る。触媒の使用量は0.1PPM〜1000PPM、好
ましくは1PPM〜100PPMである。触媒量が10
00PPM以上となると、樹脂の着色が激しくなり、製
品の安定性に悪影響を与える。
【0020】逆に、触媒の使用量が1PPM以下になる
とラクトン類のの開環重合速度がきわめて遅くなるので
好ましくない。
【0021】本発明の低融点を有するポリエステルポリ
オール樹脂は、ポリイソシアネートと反応後、さらに多
価アルコール、多価アミンと反応させることにより各種
ポリウレタンの原料として、あるいは水酸基を有する
(メタ)アクリル酸エステルなどと反応させることによ
り、液状の光硬化性ウレタン(メタ)アクリレートの原
料として用いることが出来る。また、塗料の軟化剤成分
として、あるいは塗料樹脂原料ポリエステルポリオール
として使用することも可能である。
【0022】
【発明の効果】以下に本発明のポリエステルポリオール
樹脂を実施例によって説明するが、これらによって本発
明は限定されるものではない。なお、例中部はいずれも
重量部を示す。
【0023】実施例 1 コンデンサー、窒素導入管、かくはん機、温度計を備え
た2L反応機にシクロヘキサンジメタノール456g、
Dupont DBE(グルタル酸メチル/アジピン酸
メチル/コハク酸メチル=66/17/17の混合物)
344g、ε−カプロラクトン200g、TBTの1%
ヘプタン溶液0.5gを仕込み、窒素気流下、170度
で5時間脱メタノール縮合後、205度に昇温し残存メ
チルエステルが7%以下になるまで反応させた。得られ
たカプロラクトン含有ポリエステルポリオールは室温で
液体であり、OH価が123.6KOHmg/gであっ
た。
【0024】実施例 2 コンデンサー、窒素導入管、かくはん機、温度計を備え
た2L反応機にシクロヘキサンジメタノール239g、
Dupont DBE(グルタル酸メチル/アジピン酸
メチル/コハク酸メチル=66/17/17の混合物)
361g、ε−カプロラクトン400g、TBTの1%
ヘプタン溶液0.5gを仕込み、窒素気流下、170度
で5時間脱メタノール縮合後、205度に昇温し残存メ
チルエステルが7%以下になるまで反応させた。得られ
たカプロラクトン含有ポリエステルポリオール樹脂は室
温で液体であり、OH価が118.0KOHmg/gで
あった。
【0025】実施例 3 コンデンサー、窒素導入管、かくはん機、温度計を備え
た2L反応機にシクロヘキサンジメタノール510g、
Dupont DBE(グルタル酸メチル/アジピン酸
メチル/コハク酸メチル=66/17/17の混合物)
484g、ε−カプロラクトン200g、TBTの1%
ヘプタン溶液0.5gを仕込み、窒素気流下、170度
で5時間脱メタノール縮合後、205度に昇温し残存メ
チルエステルが7%以下になるまで反応させた。得られ
たカプロラクトン含有ポリエステルポリオール樹脂は室
温で液体であり、OH価が59.2KOHmg/gであ
った。
【0026】実施例 4 コンデンサー、窒素導入管、かくはん機、温度計を備え
た2L反応機にシクロヘキサンジメタノール390g、
Dupont DBE(グルタル酸メチル/アジピン酸
メチル/コハク酸メチル=66/17/17の混合物)
351g、ε−カプロラクトン400g、TBTの1%
ヘプタン溶液0.5gを仕込み、窒素気流下、170度
で5時間脱メタノール縮合後、205度に昇温し残存メ
チルエステルが7%以下になるまで反応させた。得られ
たカプロラクトン含有ポリエステルポリオール樹脂は室
温で液体であり、OH価が54.3KOHmg/gであ
った。
【0027】実施例 5 コンデンサー、窒素導入管、かくはん機、温度計を備え
た2L反応機にシクロヘキサンジメタノール418g、
Dupont DBE(グルタル酸メチル/アジピン酸
メチル/コハク酸メチル=66/17/17の混合物)
302g、ε−カプロラクトン1280g、TBTの1
%ヘプタン溶液1gを仕込み、窒素気流下、170度で
5時間脱メタノール縮合後、205度に昇温し残存メチ
ルエステルが7%以下になるまで反応させた。得られた
カプロラクトン含有ポリエステルポリオール樹脂は室温
で液体であり、OH価が55.2KOHmg/gであっ
た。
【0028】比較例 1 コンデンサー、窒素導入管、かくはん機、温度計を備え
た2L反応機にシクロヘキサンジメタノール969g、
アジピン酸837g、ε−カプロラクトン400g、T
BTの1%ヘプタン溶液1gを仕込み、窒素気流下、1
70度で5時間脱水縮合後、205度に昇温し酸価が1
以下になるまで反応させた。得られたカプロラクトン含
有ポリエステルポリオール樹脂は、OH価が53.4K
OHmg/g、酸価0.60KOHmg/gであり、融
点80度の固体状であった。
【0029】比較例 2 コンデンサー、窒素導入管、かくはん機、温度計を備え
た2L反応機にシクロヘキサンジメタノール743g、
アジピン酸607g、ε−カプロラクトン800g、T
BTの1%ヘプタン溶液1gを仕込み、窒素気流下、1
70度で5時間脱水縮合後、205度に昇温し酸価が1
以下になるまで反応させた。得られたカプロラクトン含
有ポリエステルポリオール樹脂は、OH価が57.2K
OHmg/g、酸価0.72KOHmg/gであり、融
点58度の固体状であった。
【0030】比較例 3 コンデンサー、窒素導入管、かくはん機、温度計を備え
た2L反応機にシクロヘキサンジメタノール516g、
アジピン酸377g、ε−カプロラクトン400g、T
BTの1%ヘプタン溶液1gを仕込み、窒素気流下、1
70度で5時間脱水縮合後、205度に昇温し酸価が1
以下になるまで反応させた。得られたカプロラクトン含
有ポリエステルポリオール樹脂は、OH価が110.2
KOHmg/g、酸価0.24KOHmg/gであり、
融点50度の固体状であった。
【0031】各実施例および比較例における成分比率と
得られた樹脂の性状を合わせて表1に示した。
【0032】 表1 試料名 分子量 ラクトン含有量 主成分の 外観 色相 OH価 酸価 カルボン酸成分 (%) (ポリマー中含有量%) (APHA) 実施例1 1000 20 グルタル酸(22.7) 液状 110 123.6 0.09 実施例2 1000 40 グルタル酸(23.8) 液状 120 118.0 0.13 実施例3 2000 20 グルタル酸(31.9) 液状 120 59.2 0.12 実施例4 2000 40 グルタル酸(23.7) 液状 110 54.3 0.03 実施例5 2000 70 グルタル酸(19.9) 液状 110 55.2 0.01 比較例1 2000 20 アジピン酸(41.9) 固形 120 53.4 0.60 比較例2 2000 40 アジピン酸(30.4) 固形 140 57.2 0.72 比較例3 1000 20 アジピン酸(18.9) 固形 45 110.2 0.24 上記表1に示されているようにグルタル酸を含有するカ
プロラクトン含有ポリエステル樹脂は、常温で液状であ
るのに対して、アジピン酸より合成された同様の組成の
ポリエステル樹脂は、室温で固体状であった。(以下余
白)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリエステルポリオールとラクトン化合物
    の共重合体において、ポリエステルポリオールのカルボ
    ン酸成分としてグルタル酸をカルボン酸成分の100〜
    30重量%含有し、ラクトン類の含有量が20〜80重
    量%である、25℃以下の融点を有するポリエステルポ
    リオール樹脂。
  2. 【請求項2】ラクトン化合物がε−カプロラクトンであ
    る請求項1記載のポリエステルポリオール樹脂。
JP27382793A 1993-11-01 1993-11-01 ポリエステルポリオール樹脂 Expired - Fee Related JP3235921B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013502487A (ja) * 2009-08-21 2013-01-24 ケムチュア コーポレイション コポリエステルポリオール、プレポリマー、及びそれらから生成されるポリウレタンエラストマー、並びにその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013502487A (ja) * 2009-08-21 2013-01-24 ケムチュア コーポレイション コポリエステルポリオール、プレポリマー、及びそれらから生成されるポリウレタンエラストマー、並びにその製造方法

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