JPH0733978A - 樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリウレタン用の高濃度充填剤含有ペースト
の低粘度化。 【構成】 ポリオール化合物にイソシアネート化合物
を、好ましくはポリオールの水酸基の１当量に対し他の
一方の成分をそのイソシアネート基が０．０１〜０．２
当量の比率で反応させたイソシアネート変性ポリオール
に、カーボンブラック及び／又は無機質充填剤を、好ま
しくは変性ポリオール１００重量部に対して２０〜５０
重量部分散含有させたペースト状の樹脂組成物。 【効果】 流動性、取扱い作業性、長時間貯蔵性に優
れ、充填剤等を添加すべきポリウレタンのウレタン反応
性、強度物性、成形品表面密着性の低下がなく、また、
ポリウレタンへの添加量が少なく済むため、混合均一
性、経済性にも優れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリウレタンにカーボ
ンブラック及び／又は無機充填剤を分散含有させるため
のもので、高濃度の分散成分を含有し得ると共に、低粘
度で流動性が高く、取扱い作業性に優れ、且つ優れた分
散安定性を与える樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリウレタンは、耐衝撃性、耐薬品性等
に優れているため、従来より発泡、非発泡の形態を問わ
ず成形品として広範囲の用途に利用されている。加えて
黒色に着色する目的で、あるいは強度物性、難燃性を向
上させるためにカーボンブラックあるいは無機充填剤を
添加して使用される場合が多い。

【０００３】その中で、カーボンブラック及び無機充填
剤は、予めポリオール化合物に分散させたペーストタイ
プのものを使用する場合が多い。その際、有彩色顔料を
用いて色彩を賦与する場合には、顔料濃度が比較的低い
のでさしたる問題は少ないのに対し、カーボンブラック
や無機充填剤の場合は、コスト面から、高濃度品のニー
ズが高く、その様な高濃度分散ペーストは、高粘度液体
で流動性が乏しいため取扱い難く、成形加工時の混合均
一性が劣るという欠点を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような欠点を改良
するため、粘度を下げ流動性を高める方法として、界面
活性剤等の分散剤を添加する方法が知られているが、大
幅な粘度低下は難しく、種類によっては、充填剤等を添
加すべきポリウレタンの生成の際のウレタン反応の阻
害、強度物性の低下、成形物表面に塗装した場合、分散
剤のブリードにより塗膜とウレタン成形品との密着性が
低下するといった問題がある。

【０００５】かかる状況から、ウレタン反応性、強度物
性、密着性の低下がなく、取扱い作業性に優れる高濃度
化、低粘度化、流動性付与の方法が強く望まれている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、このような
状況に鑑み、鋭意研究した結果、カーボンブラック及び
無機充填剤分散用樹脂として、ポリオール化合物（Ａ）
にイソシアネート化合物（Ｂ）を反応させて得られるイ
ソシアネート変性ポリオール（以下単に変性ポリオール
と記載する場合がある）を使用することにより、ウレタ
ン反応性の問題がなく、強度物性の低下がなく、取扱い
作業性に優れる低粘度、流動性の高いカーボンブラック
及び無機充填剤分散ペーストが得られることを見出し、
本発明を完成させるに至った。

【０００７】すなわち本発明は、顔料及び／又は無機充
填剤分散用樹脂として、ポリオール化合物（Ａ）にイソ
シアネート化合物（Ｂ）を反応させて得られるイソシア
ネート変性ポリオールを用いたことを特徴とするもの
で、ポリオール化合物（Ａ）にイソシアネート化合物
（Ｂ）を反応させて得られるイソシアネート変性ポリオ
ールを主成分とし、分散成分としてカーボンブラック及
び／又は無機充填剤を含有することを特徴とする樹脂組
成物を第１の発明とする。

【０００８】（Ａ）、（Ｂ）両成分を反応させる際の配
合割合を、（Ａ）成分中に含有する水酸基の１当量に対
し、（Ｂ）成分中に含有するイソシアネート基が０．０
１〜０．２当量の範囲にすることによって、ポリウレタ
ン用として、特に低粘度で流動性の高い、取扱い作業性
に優れた、カーボンブラック及び無機充填剤分散ペース
トを提供することができる。

【０００９】尚、この分散ペーストには必要に応じて、
界面活性剤等の分散剤、紫外線吸収剤等の公知の添加
剤、着色用の染、顔料その他所望に応じて種々の物質
を、本発明の目的を妨げない範囲で添加することもでき
る。

【００１０】本発明で用いるポリオール化合物（Ａ）と
しては、ポリウレタン用として使用可能なポリエステル
ポリオール、ポリエーテルポリオールが使用できる。ポ
リエステルポリオールの具体例としては、多価アルコー
ル例えば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、トリメチロールプロパン、グリ
セリン等と、多塩基酸例えばシュウ酸、アジピン酸、セ
バシン酸、マレイン酸、フマル酸、イソフタル酸、テレ
フタル酸との縮合反応により得られる、主として末端に
水酸基を有するものが挙げられる。

【００１１】また、ポリエーテルポリオールの具体例と
しては、多価アルコール例えばグリセリン、トリメチロ
ールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等
とアルキレンオキサイド例えば、エチレンオキサイド、
プロピレンオキサイド等との付加反応により得られるポ
リヒドロキシ化合物が挙げられる。以上の他、ウレタン
用に用いられるポリエステルポリオール類、ポリエーテ
ルポリオール類が、本発明においても好適に使用でき
る。

【００１２】これらポリオール化合物（Ａ）は、１種を
単独で使用しても良く、２種以上を混合して使用しても
良い。なかでも好ましいものは、ジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、グリセリン等とアジピン
酸、マレイン酸との縮合反応により得られるポリエステ
ルポリオール、グリセリン、トリメチロールプロパンと
プロピレンオキサイドとの付加反応により得られるポリ
エーテルポリオールであり、特に好ましいものは、グリ
セリンとアジピン酸、マレイン酸との縮合反応により得
られるポリエステルポリオール、グリセリン、プロピレ
ンオキサイドとの付加反応により得られるポリエーテル
ポリオールである。

【００１３】イソシアネート化合物（Ｂ）の具体例とし
ては、１、４−テトラメチレンジシソシアネート、１、
６ーヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイ
ソシアネート、シクロヘキサンー１、３ー（または１、
４ー）ジイソシアネート、ジシクロヘキシルー４、４′
ージイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンー４、
４′ージイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、
トルイレンー２、４ー（またはー２、５ー、ー２、６
ー）ジイソシアネート、ジフェニルー３、３′ー（また
はー４、４′ー）ジイソシアネート、ジフェニルメタン
ー４、４′ージイソシアネート、テトラリンー１、５ー
ジイソシアネート、３、３′ージメチルジフェニルメタ
ンー４、４′ージイソシアネート、ナフチレンー１、５
ー（またはー２、６ー）ジイソシアネート、１、３ージ
イソプロピルベンゾールー２、４ージイソシアネート、
３、３′、５、５′ーテトラエチルジフェニルメタンー
４、４′ージイソシアネート等の芳香族ジイソシアネー
ト、これら脂肪族、芳香族ジイソシアネートの多量体等
が挙げられる。

【００１４】これらイソシアネート化合物（Ｂ）は、１
種を単独で使用しても良く、２種以上を混合して使用し
ても良い。なかでも好ましいものは、１、６ーヘキサメ
チレンジイソシアネート、トルイレンー２、４′ー（ま
たはー２、５ー、ー２、６ー）ジイソシアネート、ジフ
ェニルメタンー４、４′ージイソシアネートであり、特
に好ましいものは、反応性の面からトルイレンー２、
４′ー（またはー２、５ーー２、６ー）ジイソシアネー
ト、ジフェニルメタンー４、４′ージイソシアネートで
ある。

【００１５】かかるポリオール化合物（Ａ）とイソシア
ネート化合物（Ｂ）の反応割合としては、（Ａ）／
（Ｂ）が（Ａ）成分中に含有する水酸基の１当量に対
し、（Ｂ）成分中に含有するイソシアネート基が０．０
１〜０．２当量の範囲である。中でも０．０５〜０．１
当量の範囲が特に好ましい。

【００１６】尚、（Ｂ）の使用割合が０．０１当量未満
では、十分な反応性が得られず、カーボンブラック或い
は無機充填剤を分散した時、十分に粘度を下げることが
できない。０．２当量を越えると、反応性が高すぎて、
逆に粘度が高くなり好ましくない。

【００１７】（Ａ）と（Ｂ）とを反応させる際の温度
は、４０〜８０℃の範囲である。中でも６０〜７０℃の
範囲が特に好ましい。尚、反応温度が４０℃未満では十
分な反応性が得られず、８０℃を越えるとゲル化が起こ
り好ましくない。

【００１８】本発明に分散成分として使用されるカーボ
ンブラックの具体例としては、ファーネス法、チャンネ
ル法カーボンブラック及びアセチレンブラック等の顔料
グレードとして市販されているものが挙げられる。

【００１９】また、他の分散成分たる無機充填剤の具体
例としては、補強剤として多く用いられるガラス繊維チ
タン酸カリウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、グラファイ
ト等のウィスカー、難燃剤として用いられる水酸化アル
ミナ、水酸化マグネシウム等の金属水和物、三酸化アン
チモン等、その他の充填剤としてカッ石、マグネシウム
の含水ケイ酸塩鉱物等から得られるタルク等が挙げられ
る。

【００２０】これらの分散成分は、勿論２種以上を組み
合わせて使用することもできる。

【００２１】分散ペーストにおけるカーボンブラック及
び無機充填剤の配合割合としては、ポリオール化合物
（Ａ）とイソシアネート化合物（Ｂ）よりなる本発明変
性ポリオール１００重量部に対して２０〜５０重量部の
範囲である。中でも流動性の面から３０〜４０重量部が
好ましい。

【００２２】尚、カーボンブラック及び無機充填剤の配
合割合が５０重量部を越えると、流動性がそこなわれ取
扱いにくく、成形加工時の混合均一性が劣り、また、２
０重量部未満では本発明の変性ポリオールを使用しなく
ても十分流動性が得られるので、本発明の効果が格別の
意義を生じない。しかし２０％未満でも実施は可能であ
る。

【００２３】カーボンブラック及び／又は無機充填剤
を、ポリオール化合物（Ａ）とイソシアネート化合物
（Ｂ）を反応させて得られる変性ポリオール樹脂に分散
させるに当たっては、三本ロールミル、ボールミル、ホ
モミキサー、サンドミル、アトライター等一般に分散装
置として使用されるものが利用できる。

【００２４】以上の如くして得られた本発明の分散ペー
ストは、発泡、非発泡の形態を問わず、成形品用途に使
用されるポリウレタンに対して必要に応じて利用でき
る。

【００２５】

【実施例】以下に本発明を製造例、実施例、比較例によ
り、更に具体的に説明する。これらの例は単に例示のた
めに記すものであり、本発明はこれらの例によって制限
されるものではない。尚、例中の部数は全て重量部であ
る。

【００２６】製造例１ ポリオール化合物（Ａ）として、ポリエーテルポリオー
ル［三洋化成工業製；サンニックスＦＡ−７０３］（半
硬質ウレタンフォーム用）１００部、トルイレンー２、
４’ー（またはー２、５ー、２、６ー）ージイソシアネ
ート１部を攪拌機、温度計を装備した反応容器中で６３
〜６７℃で４時間反応させ、本発明で分散用樹脂として
用いる変性ポリオール（Ｃ−１）を得た。

【００２７】得られた変性ポリオール（Ｃ−１）は、淡
黄色透明で、粘度２４ポイズ（２５℃）であった。

【００２８】製造例２ ポリオール化合物（Ａ）として、ポリエーテルポリオー
ル［三洋化成工業製；サンニックスＦＡー７０２］（軟
質ウレタンフォーム用）１００部、イソシアネート化合
物（Ｂ）としてジフェニルメタンー４、４’ージイソシ
アネート０．８部を用い、反応温度を６０〜６３℃で行
った以外は製造例１と同様にして変性ポリオール（Ｃ−
２）を得た。

【００２９】得られた変性ポリオール（Ｃ−２）は淡黄
色透明で、粘度２０ポイズ（２５℃）であった。

【００３０】製造例３ ポリオール化合物（Ａ）として、ポリエステルポリオー
ル［大日本インキ化学工業製；ポリライトＯＤ−Ｘ−１
０５］（ウレタンエラストマー用）１００部、イソシア
ネート化合物（Ｂ）として、１、６ーヘキサメチレンジ
イソシアネート１．５部を用いた以外は製造例１と同様
にして変性ポリオール（Ｃ−３）を得た。

【００３１】得られた変性ポリオール（Ｃ−３）は、淡
黄色透明で粘度１８ポイズ（２５℃）であった。

【００３２】実施例１ カーボンブラック［デグサ製；スペシャルブラックＳー
１７０］２００部、変性ポリオール（Ｃ−１）８００部
を容器中に秤量、ミキサーにて均一になるまで混合し、
三本ロールミルで分散させ、分散ペーストを得た。

【００３３】実施例２ 無機充填剤として、チタン酸カリウムウィスカー［大塚
化学製；ティスモＤ］２５０部、分散用樹脂として変性
ポリオール（Ｃ−２）７５０部を用い、分散機としてホ
モミキサーを使用した以外は、実施例１と同様にして分
散ペーストを得た。

【００３４】実施例３ 無機充填剤として三酸化アンチモン［第一工業製薬製；
ピロガードＮー９２０］３００部、分散用樹脂として変
性ポリオール（Ｃ−３）７００部を用いた以外は、実施
例１と同様にして分散ペーストを得た。

【００３５】実施例４ 無機充填剤としてガラス繊維［旭ファィバー製；ガラス
パウダー］４００部、分散用樹脂として変性ポリオール
（Ｃ−１）６００部を用いた以外は実施例１と同様にし
て分散ペーストを得た。

【００３６】比較例１ カーボンブラック［デグサ製；スペシャルブラックＳ−
１７０］１５０部、分散用樹脂としてポリエーテルポリ
オール［三洋化成工業製；サンニックスＦＡ−７０３］
８５０部を用いた以外は実施例１と同様にして分散ペー
ストを得た。

【００３７】比較例２ 無機充填剤としてチタン酸カリウムウィスカー［大塚化
学製；ティスモＤ］２５０部、分散用樹脂としてポリエ
ステルポリオール［大日本インキ化学工業製；ポリライ
トＯＤーＸ−１０５］７５０部を用いた以外は、実施例
１と同様にして分散ペーストを得た。

【００３８】比較例３ 無機充填剤として三酸化アンチモン［第一工業製薬製；
ピロガードＮー９２０］３００部、分散用樹脂としてポ
リエーテルポリオール［三洋化成工業製；サンニックス
ＦＡ−７０２］７００部を使用した以外は、実施例１と
同様にして分散ペーストを得た。

【００３９】比較例４ 無機充填剤としてガラス繊維［旭ファィバー製；ガラス
パウダー］４００部、分散用樹脂としてポリエーテルポ
リオール［三洋化成工業製；サンニックスＦＡ−７０
３］６００部を使用し、分散機としてホモミキサーを使
用した以外は、実施例１と同様にして分散ペーストを得
た。

【００４０】以上の実施例１〜４及び比較例１〜３の各
例で得られた分散ペーストを下記の試験により性能を評
価した。結果を表ー１及び表ー２に示す。 （１）粘度；分散ペーストを恒温水槽（ＥＹＥＬＡ製）
の中で２５℃に調整しＢ８型回転粘度計（東京計器）で
粘度を測定した。 （２）流動性；２５℃の雰囲気中で、直径２．５ｃｍ、
高さ５ｃｍの試験管に分散ペーストを満たした後、水平
に倒して３秒間放置、流れ具合を下記の３段階で評価し
た。

【００４１】○ ： 容易に流れ出る。 △ ： 若干ではあるが流れ出る。 × ： 全く流れ出ない。 （３）４０℃に設定した恒温水槽（ＥＹＥＬＡ製）の中
に１ケ月放置後、分散ペーストを目視で観察、下記の３
段階で評価した。

【００４２】◎ ： 殆ど沈降、凝集が認められない。 ○ ： 若干凝集、沈降が認められる。 △ ： 凝集、沈降が認められる。

【００４３】× ： 凝集、沈降が激しい。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】

【００４６】

【発明の効果】かくして得られる本発明の分散ペースト
は、極めて優れた流動性を示し、取扱い作業性に優れ、
長時間貯蔵してもカーボンブラック及び無機充填剤粒子
が凝集したり、沈降することが少い。

【００４７】また分散ペースト中におけるカーボンブラ
ック及び無機充填剤の含有率を高くできる為、成形時で
の添加量が少なくて済み、混合均一性、経済性にも優れ
るという利点がある。

───────────────────────────────────────────────────── 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 // Ｃ０８Ｊ 3/20 ＣＦＦ 9268−4Ｆ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオール化合物（Ａ）にイソシアネー
   ト化合物（Ｂ）を反応させて得られるイソシアネート変
   性ポリオールを主成分とし、分散成分としてカーボンブ
   ラック及び／又は無機充填剤を含有することを特徴とす
   る樹脂組成物。
2. 【請求項２】 イソシアネート変性ポリオールが、ポリ
   オール化合物（Ａ）とイソシアネート化合物（Ｂ）を、
   （Ａ）成分中に含有される水酸基の１当量に対し、
   （Ｂ）成分中に含有されるイソシアネート基が０．０１
   〜０．２当量の範囲の配合割合で反応させて得られるも
   のであることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
3. 【請求項３】 ポリオール化合物（Ａ）とイソシアネー
   ト化合物（Ｂ）との反応温度が４０〜８０℃の範囲であ
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の組成物。
4. 【請求項４】 無機充填剤が難燃剤及び／又は強化剤で
   あることを特徴とする請求項１、２または３に記載の組
   成物。
5. 【請求項５】 難燃剤が水和アルミナ、水酸化マグネシ
   ウム等の金属水和物または三酸化アンチモンであること
   を特徴とする請求項４に記載の組成物。
6. 【請求項６】 強化剤がチタン酸カリウムウィスカーま
   たはガラス繊維であることを特徴とする請求項４に記載
   の組成物。
7. 【請求項７】 カーボンブラック及び無機充填剤の配合
   割合が、イソシアネート変性ポリオール１００重量部に
   対して２０〜５０重量部であることを特徴とする請求項
   １〜６のいずれか１に記載の組成物。