JPH07252340A - Microcellular polyurethane elastomer - Google Patents

Microcellular polyurethane elastomer

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JPH07252340A
JPH07252340A JP6074446A JP7444694A JPH07252340A JP H07252340 A JPH07252340 A JP H07252340A JP 6074446 A JP6074446 A JP 6074446A JP 7444694 A JP7444694 A JP 7444694A JP H07252340 A JPH07252340 A JP H07252340A
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terminated prepolymer
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elastomer
polyisocyanate
polyurethane elastomer
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徹 長嶋
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Abstract

PURPOSE:To produce the subject elastomer improved in durability to fatigue failure, flatting, etc., and mechanical strengths by mixing a specified isocyanate- terminated prepolymer with a specified hydroxyl-terminated prepolymer and a blowing component, and foaming and curing the mixture. CONSTITUTION:A polyesterpolyol of a number-average molecular weight of 1000-3000 is reacted with diphenylmethane-4,4'-diiso-cyanate in a weight ratio of 1:(0.2-0.6) to obtain an isocyanateterminated prepolymer (A). 1mol of a polyesterpolyol of a number-average molecular weight of 1000-3000 is reacted with 0.050.5 mol of a polyisocyanate to obtain a hydroxyl-terminated prepolymer (B). Component A, component B and a blowing component (C) are mixed together in amounts to give a total of hydroxyl equivalents of 0.9-1.2, and the resultant mixture is foamed and cured by agitation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、微細セルにより構成さ
れた、比較的低発泡のポリウレタンエラストマーに関す
る。本発明の微細セル構造ポリウレタンエラストマー
(以下、エラストマーということもある。)は、機械的
強度が大きく、且つ、大荷重を繰り返し受けた時の動的
特性、特に疲労破壊やヘタリ等における耐久性に優れる
ため、自動車などの補助スプリングの緩衝材等として利
用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a relatively low-foaming polyurethane elastomer composed of fine cells. The fine cell structure polyurethane elastomer of the present invention (hereinafter, also referred to as an elastomer) has high mechanical strength and dynamic characteristics when subjected to a large load repeatedly, particularly durability in fatigue fracture, fatigue, etc. Since it is excellent, it is used as a cushioning material for auxiliary springs of automobiles and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】微細セル構造を有するポリウレタンエラ
ストマーは、従来より防振材、衝撃吸収材等に用いられ
ている。そのようなエラストマーは、従来、例えば、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブ
チレングリコール、グリセリン及びトリメチロールプロ
パン等に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド
及び1,4−ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサ
イドを付加させたもの1種又は2種以上と、マロン酸、
マレイン酸、アジピン酸及びテレフタル酸等の有機酸類
の1種又は2種以上とを縮重合させて得られる、数平均
分子量が1000〜3000のポリエステルポリオール
(以下、ポリオールということもある。)と、2,4−
トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシ
アネート及びそれらの混合物、ジフェニルメタン−4,
4’−ジイソシアネート(MDI)、ナフタレン−1,
5−ジイソシアネート(NDI)、3,3’−ジメチル
−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート(TOD
I)などのポリイソシアネートとを反応させて得られる
イソシアネート末端プレポリマー(以下、NCO末端プ
レポリマーという。)と、水、触媒及び整泡剤などから
なる発泡成分とを、混合攪拌して反応させることにより
得られている。
2. Description of the Related Art Polyurethane elastomers having a fine cell structure have hitherto been used as vibration damping materials, shock absorbing materials and the like. Conventionally, such an elastomer is obtained by adding alkylene oxide such as ethylene oxide, propylene oxide and 1,4-butylene oxide to ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butylene glycol, glycerin, trimethylolpropane and the like. Malonic acid, one or more of
A polyester polyol having a number average molecular weight of 1,000 to 3,000 (hereinafter sometimes referred to as a polyol) obtained by polycondensing one or more organic acids such as maleic acid, adipic acid and terephthalic acid. 2,4-
Tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate and mixtures thereof, diphenylmethane-4,
4'-diisocyanate (MDI), naphthalene-1,
5-diisocyanate (NDI), 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate (TOD
An isocyanate-terminated prepolymer obtained by reacting with a polyisocyanate such as I) (hereinafter referred to as NCO-terminated prepolymer) and a foaming component composed of water, a catalyst, a foam stabilizer, etc. are mixed and stirred to react. Has been obtained.

【0003】上記のようにして得られるエラストマーの
中で、特にポリイソシアネート成分としてNDIを使用
した場合は、機械的強度に優れ、また、高荷重を繰り返
し受けても破壊し難い、ヘタリ量も少ない等耐久性にも
優れるため、自動車の補助スプリング等の緩衝材などと
して有用である。しかし、NDIは医薬品、染料などを
合成するための中間原料であって、生産量が少なく、市
場も狭いため高価であり、また、ポリオールとNDIと
の反応により得られるNCO末端プレポリマーは、その
粘度が高く、発泡成分と混合、攪拌して発泡硬化させる
際の作業性に劣るという問題がある。一方、汎用のポリ
イソシアネート成分であるMDIは安価であり、また、
得られるNCO末端プレポリマーの粘度が低く、エラス
トマー製造時の作業性も良好であるが、機械的強度、耐
久性等の点で十分な性能を有するエラストマーを得るこ
とができない。
Among the elastomers obtained as described above, particularly when NDI is used as a polyisocyanate component, it has excellent mechanical strength, is hard to break even when repeatedly subjected to a high load, and has a small amount of sag. Since it has excellent durability, it is useful as a cushioning material for auxiliary springs of automobiles. However, NDI is an intermediate raw material for synthesizing pharmaceuticals, dyes, etc., and it is expensive because of its small production volume and narrow market, and the NCO-terminated prepolymer obtained by the reaction of polyol and NDI is There is a problem that the workability is high when the viscosity is high and the mixture is mixed with the foaming component and stirred to foam and cure. On the other hand, MDI, which is a general-purpose polyisocyanate component, is inexpensive and
Although the viscosity of the obtained NCO-terminated prepolymer is low and the workability at the time of producing an elastomer is good, an elastomer having sufficient performance in terms of mechanical strength, durability and the like cannot be obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の微
細セル構造ポリウレタンエラストマーの欠点を克服する
ものであり、ポリイソシアネート成分として安価なMD
Iを使用し、粘度の低いNCO末端プレポリマーを得、
且つ、NDIを使用した場合と同等の機械的強度、耐久
性等を有するエラストマーを提供することを目的とす
る。
The present invention overcomes the drawbacks of the above-mentioned conventional polyurethane elastomers having a fine cell structure, and it is an inexpensive MD as a polyisocyanate component.
I to obtain a low viscosity NCO-terminated prepolymer,
Moreover, it is an object of the present invention to provide an elastomer having mechanical strength, durability and the like equivalent to the case of using NDI.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】第1発明の微細セル構造
ポリウレタンエラストマーは、イソシアネート末端プレ
ポリマー、水酸基末端プレポリマー及び発泡成分を混
合、攪拌し、発泡硬化させて得られる微細セル構造ポリ
ウレタンエラストマーにおいて、上記イソシアネート末
端プレポリマーは、数平均分子量が1000〜3000
のポリエステルポリオールと、ジフェニルメタン−4,
4’−ジイソシアネートとを、1:0.2〜0.6の重
量比で反応させて得られ、上記水酸基末端プレポリマー
は、上記ポリエステルポリオール1モルに対して、ポリ
イソシアネートを0.05〜0.5モル反応させたもの
であり、また、上記発泡成分は主たる発泡剤として水を
含むものであることを特徴とする。また、第2発明は、
上記ポリイソシアネートが、TODIであることを特徴
とし、第3発明は、上記NCO末端プレポリマーの粘度
が2500センチポイズ以下であり、上記エラストマー
の耐久性試験における耐久回数が50万回以上、ヘタリ
量が10%以下であることを特徴とする。
The fine cell structure polyurethane elastomer of the first invention is a fine cell structure polyurethane elastomer obtained by mixing an isocyanate-terminated prepolymer, a hydroxyl group-terminated prepolymer and a foaming component, stirring and foam-curing the mixture. The above isocyanate-terminated prepolymer has a number average molecular weight of 1,000 to 3,000.
Polyester polyol, diphenylmethane-4,
It is obtained by reacting 4'-diisocyanate in a weight ratio of 1: 0.2 to 0.6, and the hydroxyl group-terminated prepolymer contains 0.05 to 0 of polyisocyanate based on 1 mol of the polyester polyol. It is characterized by reacting 0.5 mol, and the foaming component contains water as a main foaming agent. The second invention is
A third invention is characterized in that the polyisocyanate is TODI, the viscosity of the NCO-terminated prepolymer is 2500 centipoise or less, and the number of durability tests in the durability test of the elastomer is 500,000 or more, and the amount of sag is It is characterized by being 10% or less.

【0006】上記「ポリエステルポリオール」として
は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、1,4−ブチレングリコール、グリ
セリン及びトリメチロールプロパン等に、エチレンオキ
サイド、ジエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド
及び1,4−ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサ
イドを付加させたもの1種又は2種以上と、マロン酸、
マレイン酸、アジピン酸及びテレフタル酸等の有機酸類
の1種又は2種以上とを縮重合させて得られる、数平均
分子量が1000〜3000のものを使用できる。
Examples of the above-mentioned "polyester polyol" include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butylene glycol, glycerin and trimethylolpropane, as well as ethylene oxide, diethylene oxide, propylene oxide and 1,4-butylene oxide. 1 type or 2 types or more with addition of alkylene oxide, malonic acid,
It is possible to use those having a number average molecular weight of 1,000 to 3,000, which are obtained by polycondensing one or more kinds of organic acids such as maleic acid, adipic acid and terephthalic acid.

【0007】上記「MDI」は純MDIである。純MD
Iは官能基数が2であり、上記ポリオールとの反応で生
成するNCO末端プレポリマーが鎖構造となり、得られ
るエラストマーが優れた耐久性を持つものとなる。純M
DI以外の、例えば、粗MDI、カルボジイミド変性M
DIは平均官能基数が2〜3であり、NCO末端プレポ
リマーが網状構造となって得られるエラストマーは伸び
が小さく、特に大荷重が繰り返し加わった時の疲労破壊
等の耐久性に劣ったものとなる。
The "MDI" is pure MDI. Pure MD
I has 2 functional groups, the NCO-terminated prepolymer produced by the reaction with the above-mentioned polyol has a chain structure, and the obtained elastomer has excellent durability. Pure M
Other than DI, for example, crude MDI, carbodiimide-modified M
DI has an average number of functional groups of 2 to 3, and the elastomer obtained by the NCO-terminated prepolymer having a network structure has a small elongation and is inferior in durability such as fatigue fracture when a large load is repeatedly applied. Become.

【0008】上記「NCO末端プレポリマー」は、上記
ポリエステルポリオールと上記MDIを1:0.2〜
0.6の重量比で反応させて得られる。MDIがポリオ
ール1に対して0.2未満では、NCO末端プレポリマ
ー中のフリーのMDI含有量が少なくなり、NCO末端
プレポリマー生成時の液の粘度が上昇して作業性が低下
する。また、0.6を越える場合は、NCO末端プレポ
リマー中のフリーのMDIの含有量が多くなり、発泡剤
との反応が速く、セル径及びその形状等が不均一とな
る。更に、エラストマーの機械的強度及び耐久性等が低
下する。
The "NCO-terminated prepolymer" is the polyester polyol and the MDI in the range of 1: 0.2 to.
Obtained by reacting at a weight ratio of 0.6. When the MDI is less than 0.2 with respect to the polyol 1, the free MDI content in the NCO-terminated prepolymer becomes small, the viscosity of the liquid at the time of producing the NCO-terminated prepolymer increases, and the workability decreases. On the other hand, if it exceeds 0.6, the content of free MDI in the NCO-terminated prepolymer increases, the reaction with the foaming agent is rapid, and the cell diameter and its shape become nonuniform. Furthermore, the mechanical strength and durability of the elastomer are reduced.

【0009】水酸基末端プレポリマー(以下、OH末端
プレポリマーという。)を形成するための上記「ポリイ
ソシアネート」としては、前記の2,4−トリレンジイ
ソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート及び
それらの混合物、MDI、NDI等を特に制限されるこ
となく使用できる。ポリイソシアネートとしては、TO
DIが特に好ましく、より優れた耐久性を有するエラス
トマーを得ることができる。また、ポリエステルポリオ
ールはNCO末端プレポリマーを形成する場合と同一の
ものであってもよいし、数平均分子量が1000〜30
00の他のポリエステルポリオールを使用してもよい。
Examples of the above-mentioned "polyisocyanate" for forming a hydroxyl group-terminated prepolymer (hereinafter referred to as OH-terminated prepolymer) include the above-mentioned 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate and their compounds. Mixtures, MDI, NDI, etc. can be used without particular limitation. As polyisocyanate, TO
DI is particularly preferable, and an elastomer having more excellent durability can be obtained. The polyester polyol may be the same as that used for forming the NCO-terminated prepolymer, and may have a number average molecular weight of 1000 to 30.
Other polyester polyols of No. 00 may be used.

【0010】OH末端プレポリマーは、ポリオール1モ
ルに対してポリイソシアネートを0.05〜0.5モル
混合攪拌し、反応させて得られる。ポリイソシアネート
が0.05モル未満では、エラストマーの耐熱性が低下
し、耐久性が劣るものとなり、0.5モルを越える場合
は、等量に近づくにつれOH末端プレポリマーの粘度が
上昇し、水との親和性が悪くなって層分離し易くなる。
また、NCO末端プレポリマーとの反応が不均一とな
り、得られるエラストマーの耐熱性が低下する。OH末
端プレポリマーは、NCO末端プレポリマー生成のため
に使用されるポリエステルポリオールを100重量部と
した場合に0.1〜1.0重量部使用される。この使用
量が0.1重量部未満では、全体に占めるTODI等の
ポリイソシアネートの含有率が小さいため、得られるエ
ラストマーの耐熱性が低下し、耐久性の劣ったものとな
る。また、1.0重量部を越える場合は、OH末端プレ
ポリマーが水に十分均一に混ざらなくなる。その結果、
NCO末端プレポリマーとの反応が不均一となり、生成
するエラストマーの耐久性が低下する。それとともにT
ODI等の含有率の上昇に伴いエラストマーが硬くなり
好ましくない。
The OH-terminated prepolymer is obtained by mixing and stirring 0.05 to 0.5 mol of polyisocyanate with 1 mol of polyol and reacting them. If the amount of polyisocyanate is less than 0.05 mol, the heat resistance of the elastomer will be reduced and the durability will be poor. If it exceeds 0.5 mol, the viscosity of the OH-terminated prepolymer will increase as it approaches the equivalent amount, and The affinity with and becomes poor, and the layers are easily separated.
Further, the reaction with the NCO-terminated prepolymer becomes non-uniform, and the heat resistance of the obtained elastomer decreases. The OH-terminated prepolymer is used in an amount of 0.1 to 1.0 part by weight based on 100 parts by weight of the polyester polyol used for producing the NCO-terminated prepolymer. When the amount used is less than 0.1 parts by weight, the content of polyisocyanate such as TODI in the whole is small, so that the heat resistance of the obtained elastomer decreases and the durability becomes poor. On the other hand, if it exceeds 1.0 part by weight, the OH-terminated prepolymer is not sufficiently uniformly mixed with water. as a result,
The reaction with the NCO-terminated prepolymer becomes non-uniform, and the durability of the resulting elastomer decreases. With that, T
As the content of ODI or the like increases, the elastomer becomes hard, which is not preferable.

【0011】上記「発泡成分」は、水を主発泡剤として
含むものであり、その他に触媒、整泡剤等を加えたもの
である。発泡成分中の水の量比は特に限定はされない
が、発泡剤であるとともに架橋剤としても作用する水の
量比が、発泡成分の全量1に対して0.5以上であれ
ば、得られるエラストマーが、機械的強度及び特に大荷
重を繰り返し受けた時の疲労破壊やヘタリにおける耐久
性に優れたものとなり好ましい。
The above-mentioned "foaming component" contains water as a main foaming agent, and additionally contains a catalyst, a foam stabilizer and the like. The amount ratio of water in the foaming component is not particularly limited, but it can be obtained as long as the amount ratio of water which is a foaming agent and also acts as a cross-linking agent is 0.5 or more with respect to the total amount 1 of the foaming component. Elastomers are preferable because they are excellent in mechanical strength and especially in fatigue fracture when repeatedly subjected to a large load and durability against fatigue.

【0012】本発明では、NCO末端プレポリマー、O
H末端プレポリマー及び発泡成分は、NCO末端プレポ
リマーのイソシアネート当量と、OH末端プレポリマー
及び発泡成分の合計水酸基当量とが、0.9〜1.2の
範囲となるように混合され、使用される。また、必要に
応じてその他の助剤を使用することもできる。そのよう
な助剤としては、エラストマー原料の粘度を低下させ、
攪拌混合を容易にするための各種の液状難燃剤、希釈剤
或いは酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤などのその他
の添加剤等が挙げられる。それらの使用量は得られるエ
ラストマーの性能を著しく損ねない限り特に限定はされ
ない。
In the present invention, the NCO-terminated prepolymer, O
The H-terminated prepolymer and the foaming component are used by mixing so that the isocyanate equivalent of the NCO-terminated prepolymer and the total hydroxyl equivalent of the OH-terminated prepolymer and the foaming component are in the range of 0.9 to 1.2. It Further, other auxiliary agents can be used if necessary. As such an auxiliary agent, the viscosity of the elastomer raw material is lowered,
Various additives such as various liquid flame retardants, diluents or antioxidants, ultraviolet absorbers, colorants, etc. for facilitating stirring and mixing are included. The amount used is not particularly limited as long as the performance of the obtained elastomer is not significantly impaired.

【0013】[0013]

【作用】本発明では、安価であって、エラストマー製造
時の作業性に優れたMDIを使用しており、これまでの
技術では、得られるエラストマーは耐久性、特に大荷重
を繰り返し受けるような場合の性能が劣ったものである
ことが知られている。しかし、本発明では、NCO末端
プレポリマーにOH末端プレポリマー及び主たる発泡剤
として水を含む発泡成分を組み合わせることにより、耐
熱性がやや低いMDIの欠点を補うものであり、特に耐
熱性の高いTODI等のポリイソシアネートをOH末端
プレポリマーの成分として使用することにより、発熱を
伴う耐久性試験において、MDIを用いたにもかかわら
ず、ポリイソシアネートとしてNDIを使用したNCO
末端プレポリマーの場合と同等の優れた性能を有するエ
ラストマーを得ることができる。
In the present invention, MDI is used, which is inexpensive and has excellent workability during the production of an elastomer. With the conventional technology, the obtained elastomer is durable, especially when it is repeatedly subjected to a large load. Is known to have poor performance. However, in the present invention, by combining the NCO-terminated prepolymer with the OH-terminated prepolymer and a foaming component containing water as a main blowing agent, the defect of MDI having a slightly low heat resistance is compensated, and especially TODI having a high heat resistance is used. NCO using NDI as polyisocyanate in the endurance test accompanied by heat generation by using polyisocyanate as the component of the OH-terminated prepolymer, even though MDI was used.
An elastomer having excellent performance equivalent to that of the terminal prepolymer can be obtained.

【0014】[0014]

【実施例】以下、実施例、比較例によって本発明を詳し
く説明する。 (1) 使用原料 (a) ポリイソシアネート 純MDI:日本ポリウレタン社製、商品名「ミリオ
ネートMT」 NDI:三井東圧社製、商品名「コスモネートN
D」 (b) ポリオール ポリエチレンアジペートポリエステルポリオール:
大日本インキ社製、商品名「ODX−102」(数平均
分子量;2000、水酸基価;56) ポリ(エチレン/ブチレン)アジペートポリエステ
ルポリオール:大日本インキ社製、商品名「ODX−1
05」(数平均分子量;2000、水酸基価;56) ポリエチレンアジペートポリエステルポリオール:
大日本インキ社製、商品名「ODX−286」(数平均
分子量;1000、水酸基価;112)
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples and comparative examples. (1) Raw materials used (a) Polyisocyanate Pure MDI: Nippon Polyurethane Co., trade name "Millionate MT" NDI: Mitsui Toatsu Co., trade name "Cosmonate N"
D "(b) Polyol Polyethylene adipate polyester polyol:
Product name "ODX-102" manufactured by Dainippon Ink and Chemicals (number average molecular weight: 2000, hydroxyl value: 56) Poly (ethylene / butylene) adipate polyester polyol: Product name "ODX-1" manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.
05 "(number average molecular weight: 2000, hydroxyl value: 56) Polyethylene adipate polyester polyol:
Product name “ODX-286” manufactured by Dainippon Ink and Chemicals (number average molecular weight: 1,000, hydroxyl value: 112)

【0015】(c) OH末端プレポリマー 上記ポリオール1モルに対してTODIを0.3
モル反応させて得られたプレポリマー 上記ポリオール1モルに対してTODIを0.3
モル反応させて得られたプレポリマー 上記ポリオール1モルに対してTODIを0.4
モル反応させて得られたプレポリマー 上記ポリオール1モルに対してTODIを0.4
モル反応させて得られたプレポリマー 尚、TODIはいずれも日本曹達社製、商品名「TOD
I」
(C) OH-terminated prepolymer TODI is 0.3 with respect to 1 mol of the above polyol.
Prepolymer obtained by carrying out molar reaction TODI is 0.3 with respect to 1 mol of the above-mentioned polyol.
Prepolymer obtained by carrying out molar reaction TODI is 0.4 with respect to 1 mol of the above-mentioned polyol.
Prepolymer obtained by carrying out molar reaction TODI is 0.4 with respect to 1 mol of the above-mentioned polyol.
Prepolymer obtained by carrying out molar reaction TODI is manufactured by Nippon Soda Co., Ltd. under the trade name "TOD".
I "

【0016】(d) 発泡剤 水を主体とした混合物:住友バイエル社製、商品名「ア
ディティブSM」 (e) 触媒 トリエチレンジアミン(主成分):三共エアプロダクツ
社製、商品名「DABCO 33LV」 (f) 整泡剤 シリコーン系:東レ・ダウコーニング・シリコーン社
製、商品名「SF−2962」
(D) Foaming agent Water-based mixture: Sumitomo Bayer, trade name "Additive SM" (e) Catalyst triethylenediamine (main component): Sankyo Air Products, trade name "DABCO 33LV" ( f) Foam stabilizer Silicone type: manufactured by Toray Dow Corning Silicone, trade name "SF-2962"

【0017】(3) 各物性の測定方法 実施例及び比較例で得られた微細セル構造ポリウレタン
エラストマーについて以下の方法により性能試験を行っ
た。 (a) 密度:試片(寸法;120×100×3mm)の重
量を、その体積で除する。 (b) 引張強度及び破断時伸び:JIS K 6301に
準拠、3号試験片を使用 (c) 引裂強度:JIS K 6301に準拠、B型試験
片を使用、引張速度;500mm/分 (d) イソシアネート末端プレポリマーの粘度:粘度計;
B型(トキメック社製)、ローター回転数;30rp
m、ローターNo;No.3、測定温度;80℃ (e) 耐久性(耐久回数):試片に4.75kNの負荷を
2Hzの周期で繰り返し加え、破壊に至るまでの回数を
記録する。50万回負荷を加えても破壊しないことを目
標とする。 (f) ヘタリ量:上記耐久回数測定前の試片の高さから測
定後の試片の高さを減じた値を、測定前の試片の高さで
除して100倍(%)して表す。
(3) Methods for Measuring Physical Properties The performance tests of the fine cell structure polyurethane elastomers obtained in Examples and Comparative Examples were conducted by the following methods. (a) Density: The weight of a test piece (dimensions: 120 × 100 × 3 mm) is divided by its volume. (b) Tensile strength and elongation at break: According to JIS K 6301, No. 3 test piece is used (c) Tear strength: According to JIS K 6301, B type test piece is used, tensile speed: 500 mm / min (d) Isocyanate-terminated prepolymer viscosity: viscometer;
B type (manufactured by Tokimec), rotor speed: 30 rp
m, rotor No; No. 3. Measurement temperature; 80 ° C. (e) Durability (endurance number): A load of 4.75 kN is repeatedly applied to the test piece at a cycle of 2 Hz, and the number of times until destruction is recorded. The goal is not to destroy even if a load is applied 500,000 times. (f) Settlement amount: The value obtained by subtracting the height of the test piece after measurement from the height of the test piece before measurement of the number of times of durability is divided by the height of the test piece before measurement and multiplied by 100 (%). Represents.

【0018】(3) 実施例、比較例のエラストマー原料の
組成 実施例1〜4及び比較例1〜2のエラストマー原料の組
成をそれぞれ表1に示す。表1中の各成分の割合は全て
ポリオールを100重量部とした場合の重量部で表され
ている。
(3) Composition of Elastomer Raw Materials of Examples and Comparative Examples Table 1 shows the compositions of the elastomer raw materials of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, respectively. The proportions of the respective components in Table 1 are all expressed in parts by weight when the polyol is 100 parts by weight.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】実施例1〜4及び比較例1〜2 表1のプレポリマーの項に示すポリオールとポリイソシ
アネートとを反応器中へ投入して、反応させNCO末端
のプレポリマーを得る。一方、前記(1) 使用原料、(c)
OH末端プレポリマーの項に記載のポリオールとポリイ
ソシアネートとを使用し、上記と同様にして製造したO
H末端プレポリマー、発泡剤、触媒及び整泡剤を混合
し、均一に攪拌する。上記NCO末端プレポリマーと発
泡成分とをそれぞれ所定の温度に調整し、NCO末端プ
レポリマーのイソシアネート当量と、OH末端プレポリ
マー及び発泡成分の合計水酸基当量の比が1.1になる
割合で混合、攪拌した後、金型中へ注型し、比較的低発
泡のポリウレタンエラストマーを得た。得られたエラス
トマーの物性を上記方法に従って測定した。その結果を
表2に示す。
Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 The polyols and polyisocyanates shown in the section of prepolymer in Table 1 are put into a reactor and reacted to obtain NCO-terminated prepolymers. On the other hand, the raw material used in (1) above, (c)
O produced by using the polyol and polyisocyanate described in the section of OH-terminated prepolymer in the same manner as described above.
The H-terminated prepolymer, the foaming agent, the catalyst and the foam stabilizer are mixed and stirred uniformly. The NCO-terminated prepolymer and the foaming component are each adjusted to a predetermined temperature, and mixed at a ratio such that the isocyanate equivalent of the NCO-terminated prepolymer and the total hydroxyl equivalent of the OH-terminated prepolymer and the foaming component are 1.1. After stirring, the mixture was cast into a mold to obtain a polyurethane elastomer having a relatively low foaming. The physical properties of the obtained elastomer were measured according to the methods described above. The results are shown in Table 2.

【0021】[0021]

【表2】 [Table 2]

【0022】表2の結果によれば、OH末端プレポリマ
ーと、主たる発泡剤として水を含む発泡成分を使用した
実施例1〜4では、得られたエラストマーは、OH末端
プレポリマーの製造に使用したポリエステルポリオール
の種類にかかわりなく、優れた引張強度、引裂強度等を
有し、且つ、耐久性試験の結果ではいずれも50万回の
繰り返し荷重の負荷の後も疲労破壊を生ずることがな
く、またヘタリ量も5〜6%程度で非常に優れた耐久性
を有することが分かる。更に、NCO末端プレポリマー
の粘度も1800〜2400センチポイズと取り扱い易
い範囲となっている。
According to the results in Table 2, in Examples 1 to 4 in which an OH-terminated prepolymer and a foaming component containing water as a main blowing agent were used, the obtained elastomers were used in the production of the OH-terminated prepolymer. Irrespective of the type of the polyester polyol, which has excellent tensile strength, tear strength, etc., and in the results of the durability test, no fatigue fracture occurs even after the repeated load of 500,000 times, Further, it can be seen that the amount of sagging is about 5 to 6%, and the durability is extremely excellent. Further, the viscosity of the NCO-terminated prepolymer is in the range of 1800 to 2400 centipoise, which is easy to handle.

【0023】一方、OH末端プレポリマーを使用しなか
った以外は、実施例1と同様にしてエラストマーを得た
比較例1では、引張強度、引裂強度及びNCO末端プレ
ポリマーの粘度では、各実施例と殆ど同等の性能を示し
ているが、耐久性試験では10万回の繰り返し負荷で試
片が疲労破壊し、従ってヘタリ量の測定はできなかっ
た。また、NCO末端プレポリマーを形成するためのポ
リイソシアネートとしてNDIを使用した比較例2で
は、機械的強度及び耐久性は各実施例と同等であり優れ
ているが、NCO末端プレポリマーの粘度が各実施例の
倍程度になっており、この点において非常に劣っている
ことが分かる。尚、本発明においては、前記具体的実施
例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の
範囲内で種々変更した実施例とすることができる。
On the other hand, in Comparative Example 1 in which an elastomer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the OH-terminated prepolymer was not used, the tensile strength, the tear strength and the viscosity of the NCO-terminated prepolymer were different from each other. However, in the durability test, the fatigue fracture of the test piece was caused by the repeated load of 100,000 times, and therefore the amount of sag could not be measured. Further, in Comparative Example 2 in which NDI was used as the polyisocyanate for forming the NCO-terminated prepolymer, the mechanical strength and durability were the same as those in each Example and were excellent, but the viscosity of the NCO-terminated prepolymer was excellent. It is about twice as large as that of the example, and it can be seen that this point is very inferior. The present invention is not limited to the specific examples described above, and various modifications may be made within the scope of the present invention depending on the purpose and application.

【0024】[0024]

【発明の効果】第1発明の微細セル構造ポリウレタンエ
ラストマーは、ポリイソシアネートとしてMDIを使用
した場合の、NCO末端プレポリマーの粘度が低く取り
扱い易いという長所を維持しつつ、且つ、従来その欠点
とされていた大荷重を繰り返し受けた場合の疲労破壊或
いはヘタリが改良され、その耐久性がポリイソシアネー
トとしてNDIを使用した場合と同等のエラストマーで
ある。また、OH末端プレポリマーを形成するためのポ
リイソシアネートとして、TODIを使用した第2発明
では、特に優れた耐久性を有するエラストマーが得られ
る。更に、第3発明では、上記NCO末端プレポリマー
の粘度が2500センチポイズ以下であって、エラスト
マー製造時の作業性に優れ、且つ、エラストマーの耐久
性試験における耐久回数が50万回以上、ヘタリ量が1
0%以下である微細セル構造ポリウレタンエラストマー
を得ることができる。
EFFECT OF THE INVENTION The fine cell structure polyurethane elastomer according to the first aspect of the present invention has been considered to be a drawback thereof while maintaining the advantage that the NCO-terminated prepolymer has a low viscosity and is easy to handle when MDI is used as the polyisocyanate. It is an elastomer whose fatigue fracture or settling upon repeated heavy load is improved and whose durability is equivalent to that when NDI is used as polyisocyanate. Further, in the second invention using TODI as the polyisocyanate for forming the OH-terminated prepolymer, an elastomer having particularly excellent durability can be obtained. Furthermore, in the third invention, the NCO-terminated prepolymer has a viscosity of 2500 centipoise or less, is excellent in workability during elastomer production, and has a durability test of 500,000 times or more in a durability test of the elastomer, and has a sag amount. 1
A polyurethane elastomer having a fine cell structure of 0% or less can be obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08G 101:00) C08L 75:04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display area C08G 101: 00) C08L 75:04

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イソシアネート末端プレポリマー、水酸
基末端プレポリマー及び発泡成分を混合、攪拌し、発泡
硬化させて得られる微細セル構造ポリウレタンエラスト
マーにおいて、 上記イソシアネート末端プレポリマーは、数平均分子量
が1000〜3000のポリエステルポリオールと、ジ
フェニルメタン−4,4’−ジイソシアネートとを、
1:0.2〜0.6の重量比で反応させて得られ、上記
水酸基末端プレポリマーは、上記ポリエステルポリオー
ル1モルに対して、ポリイソシアネートを0.05〜
0.5モル反応させたものであり、また、上記発泡成分
は主たる発泡剤として水を含むものであることを特徴と
する微細セル構造ポリウレタンエラストマー。
1. A fine cell structure polyurethane elastomer obtained by mixing an isocyanate-terminated prepolymer, a hydroxyl group-terminated prepolymer and a foaming component, stirring and foam-curing, wherein the isocyanate-terminated prepolymer has a number average molecular weight of 1,000 to 3,000. Of polyester polyol and diphenylmethane-4,4′-diisocyanate,
The hydroxyl group-terminated prepolymer is obtained by reacting at a weight ratio of 1: 0.2 to 0.6, and the polyisocyanate is added in an amount of 0.05 to 0.05 to 1 mol of the polyester polyol.
A fine cell structure polyurethane elastomer characterized in that it is reacted with 0.5 mol and the foaming component contains water as a main foaming agent.
【請求項2】 上記ポリイソシアネートが、3,3’−
ジメチル−4,4’−ビフェニレンジイソシアネートで
ある請求項1記載の微細セル構造ポリウレタンエラスト
マー。
2. The polyisocyanate is 3,3′-
The microcellular polyurethane elastomer according to claim 1, which is dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate.
【請求項3】 下記の測定方法による上記イソシアネー
ト末端プレポリマーの粘度が2500センチポイズ以下
であり、また、上記エラストマーの耐久性試験における
耐久回数が50万回以上、ヘタリ量が10%以下である
請求項1又は2記載の微細セル構造ポリウレタンエラス
トマー。 粘度:B型粘度計、ローター回転数;30rpm、ロー
ターNo;3、測定温度;80℃ 耐久回数:試片に4.75kNの負荷を2Hzの周期で
繰り返し加えた場合の破壊に至るまでの回数 ヘタリ量:上記耐久回数測定前の試片の高さから測定後
の試片の高さを減じた値を、測定前の試片の高さで除し
て100倍した値
3. The isocyanate-terminated prepolymer according to the following measurement method has a viscosity of 2500 centipoise or less, and the elastomer has a durability test of 500,000 or more and a sag amount of 10% or less in a durability test. Item 1. A polyurethane elastomer having a fine cell structure according to item 1 or 2. Viscosity: B-type viscometer, rotor rotation speed: 30 rpm, rotor No. 3, measurement temperature: 80 ° C. Durability: Number of times to break when a load of 4.75 kN is repeatedly applied to the test piece at a cycle of 2 Hz. Set amount: The value obtained by subtracting the height of the test piece after measurement from the height of the test piece before measurement of the above-mentioned durability count, divided by the height of the test piece before measurement, and multiplied by 100.
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