JPH0737507B2 - ポリウレタン樹脂の製造法 - Google Patents

ポリウレタン樹脂の製造法

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JPH0737507B2
JPH0737507B2 JP3145466A JP14546691A JPH0737507B2 JP H0737507 B2 JPH0737507 B2 JP H0737507B2 JP 3145466 A JP3145466 A JP 3145466A JP 14546691 A JP14546691 A JP 14546691A JP H0737507 B2 JPH0737507 B2 JP H0737507B2
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polyester polyol
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弘毅 谷
信一 川村
秀康 鳥居
和行 花田
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Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
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Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、ポリウレタン樹脂および該樹脂
用ポリエステルポリオ−ルに関する。更に詳しくは、ポ
リオ−ル成分として新規な2−n−ブチル−2−エチル
−1,3−プロパンジオ−ルをポリカルボン酸と重縮合
せしめてなる該ポリエステルポリオ−ルとこのものをポ
リイソシアネ−トと反応せしめてなるポリウレタン樹脂
に関する。
【0002】
【従来の技術とその問題点】ポリウレタン樹脂は、特定
の高分子ポリオ−ルとポリイソシアネ−トとを重縮合せ
しめて得られる所謂重縮合型プラスチックスの一つであ
って、実用上比較的良好な耐熱性,耐加水分解性および
耐油性その他の物性を有する。しかしながら、これらの
諸物性値は、さらに向上の余地があり、物性値が向上す
れば、ポリウレタン樹脂の実用性はさらに大きくなり得
る。
【0003】従来、ポリウレタン原料のポリエステルポ
リオ−ルとしては、フタル酸,アジピン酸,二量化リノ
レイン酸若しくはマレイン酸のようなポリカルボン酸型
の有機酸に対して、エチレングリコ−ル,プロピレング
リコ−ル,ブチレングリコ−ル若しくはジエチレングリ
コ−ル,ネオペンチルグリコ−ルなどのグリコ−ル類,
または、トリメチロ−ルプロパン,ヘキサントリオ−
ル,グリセリン,トリメチロ−ルエタン若しくはペンタ
エリスリト−ルなどのポリオ−ル類を脱水重縮合して得
られたものが用いられていた。上述のように製造された
ポリエステルポリオ−ルをポリイソシアネ−ト類と縮合
反応させて得られるポリウレタン樹脂は、塗料,接着
剤,繊維原料,ウレタンフォ−ム若しくはウレタンエラ
ストマ−などの用途に使用されている。しかし、該樹脂
の実用的物性である耐熱性,耐加水分解性若しくは耐油
性その他の物性については前述のように改善の余地があ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする技術課題】 本発明者らは、
上述の技術問題すなわち、従来公知のポリウレタン樹脂
よりも実用的物性の優れたポリウレタン樹脂ならびに該
樹脂の製造を可能にする新規なポリウレタン樹脂用ポリ
エステルポリオールを見出すべく鋭意研究を行った。そ
の結果、該ポリエステルポリオールの構成成分の一つで
あるポリオールとして2−n−ブチル−2−エチル−
1,3−プロパンジオール(下式)を使用すると最終的
に、前述の実用的物性のすぐれたポリウレタン樹脂を製
造することが可能となることを見出して、本発明に到達
した。
【化1】 以上の記述から明らかなように本発明の目的は、実用的
物性のすぐれたポリウレタン樹脂の製造の可能なポリエ
ステルポリオールならびに該ポリエステルポリオールを
ポリイソシアネートと反応させて得られる前述のポリウ
レタン樹脂の製造法を提供するにある。他の目的は、ポ
リウレタン樹脂の用途的性能を従来より向上させるにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】 本発明は、下記(1)
の主要構成と(2)および(3)の実施態様的構成を有
する。 (1)2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパン
ジオールをポリカルボン酸と重縮合せしめて得られたポ
リエステルポリオールをポリイソシアネートと反応せし
ることを特徴とするポリウレタン樹脂の製造法。 (2)ポリカルボン酸としてフタル酸,アジピン酸,二
量化リノレイン酸若しくはマレイン酸を用い前記第
(1)頂に記載のポリレタン樹脂の製造法。 (3)ポリイソシアネートとして、メチレンビスフェニ
ルイソシアネート,トリ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,トリフェニルメタント
リイソシアネート,トリジンジイソシアネート,キシレ
ンジイソシアネート,ヘキサメチレンジイソシアネー
ト,ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート若しくは
イソホロンジイソシアネートを使用る前記第(1)項
に記載のポリウレタン樹脂の製造法
【0006】本発明の構成と効果につき以下に詳述す
る。本発明のポリウレタン樹脂用ポリエステルポリオ−
ル(以下単にポリエステルポリオ−ルという)製造用原
料として必須の2−n−ブチル−2−エチル−1,3−
プロパンジオ−ル(以下n−ブチル−エチル−1,3P
Gと略す)は、n−ブチルアルデヒド等を原料として公
知方法で合成される。n−ブチル−エチル−1,3PG
として必要な純度は、ポリエステルポリオ−ル用として
用いられる公知のポリオ−ル類と同程度である。
【0007】本発明に係るポリエステルポリオ−ルの製
造に使用するポリカルボン酸は、ポリウレタン樹脂用と
して従来公知のもの例えば、フタル酸(無水物を含
む),アジピン酸,二量化リノレイン酸,若しくはマレ
イン酸(無水物を含む)等を単独で若しくは二種以上混
合して使用できる。本発明に係るポリエステルポリオ−
ルは、前述のn−ブチル−エチル−1,3PGを前述の
ポリカルボン酸と公知方法と同様の反応条件で重縮合反
応せしめることにより製造できる。この際使用するn−
ブチル−エチル−1,3PGの50モル%未満を他の公
知のポリオ−ルと置換することもできる。しかしながら
該置換割合は好ましくは30モル%以下とする。このよ
うなポリオ−ル類の具体的例としてはエチレングリコ−
ル,プロピレングリコ−ル,ブチレングリコ−ル,ジエ
チレングリコ−ル若しくはネオペンチルグリコ−ルのよ
うなグリコ−ル類または、1分子中に3ケ以上の水酸基
を有するものとしてトリメチロ−ルプロパン,ヘキサン
トリオ−ル,グリセリン,トリメチロ−ルエタン若しく
はペンタエリスリト−ルなどが用いられる。
【0008】本発明に係るポリエステルポリオ−ルの実
用的物性値例えば、色数(APHA)、水酸基価(mgKOH/g
)、水分(重量%)、平均分子量などは、色数を除き
公知のポリエステルポリオ−ルと大差のないものを公知
方法で製造できる。前述の色数値に関しては、他の物性
値が同程度となる重縮合ならびに精製条件で製造した際
にかなり高い色数値が得られる。しかし、この事実は、
後述の本発明のポリウレタン樹脂を製造するためのポリ
エステルポリオ−ルとポリイソシアネ−トとの反応条件
が、公知の反応条件と異る特異な反応条件を要求するこ
とを意味するものではない。目的とするポリエステルポ
リオ−ルの分子量は、公知のポリウレタン樹脂製造用の
場合と同じく最終用途によって異るが、前述のような一
般的用途すなわち、塗料、接着剤、繊維、ウレタンフォ
−ム若しくはウレタンエラストマ−製造用としては、
1,000〜3,000好ましくは1,500〜2,5
00程度のものが利用され易い。従って、ポリオ−ルと
ポリカルボン酸の重縮合条件(温度,時間)は、目的と
する分子量によって異り得る。
【0009】 かくして得られた本発明に係るポリエス
テルポリオールは、次で前述のポリイソシアネートと反
応させてポリウレタン樹脂とする。反応条件(原料比
率,温度時間等)は公知の場合と同様であり、用途目的
に合わせて決定される。ポリウレタン樹脂構造のための
反応の円滑化と得られる樹脂の処理を容易にするために
公知方法と同様に反応溶剤(例えば、N,N−ジメチル
ホルムアミド)を使用することができる。その他の肋剤
例えば鎖伸長剤も公知方法の場合と同様に使用できる、
かくして得られた本発明のポリウレタン樹脂は、用途目
的に応じて二次加工処理されるが、特に熱可塑性樹脂成
型品とした場合に、各種強度の耐熱安定性、耐候性、耐
油性が公知品より著しく優れているという効果を保有す
る。この理由は、不明ではあるが、本発明のポリエステ
ルポリオール原料として使用するn−ブチル−エチル−
1,3PGの化学構造に起因すると考えられる。
【0010】以下実施例によって本発明を説明する。 実施例1、比較例1,2 (ポリエステルポリオールの合成)本発明に用いる2−
n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオ−ル
(実施例1)と、比較例としてネオペンチルグリコール
(比較例1)1,4−ブタンジオール(比較例2)とを
それぞれアジピン酸と脱水重縮合させてポリエステルポ
リオールを得た。それぞれのポリエステルポリオールの
物性を表1に示す。
【表1】 試験方法 色数(APHA) JIS-K-6901 4.2.1.に準ずる。 水酸基価 JIS-K-0070 2.5.に準ずる。 酸価 JIS-K-0070 2.1.に準ずる。 水分 JIS-K-0068 2.1.に準ずる。
【0011】実施例2、比較例3,4 (ポリウレタンフィルムの作成)N,N−ジメチルホル
ムアミドの中に前述の実施例1、比較例1若しくは比較
例2で得られた各ポリエステルポリオール、鎖伸長剤を
溶解し、メチレンビスフェニルイソシアネートを添加し
溶剤の粘度(30℃)が600±200ポイズに達した
時を反応終点とする(使用したポリエステルポリオール
の順に実施例2、比較例3若しくは比較例4とする)。
得られたポリウレタンを離型紙上に塗布し乾燥器に入
れ、120℃で5分間溶剤を揮発させ、一昼夜室温に放
置してフィルムを作成した。これらのフィルムの常温特
性を表2に示す。
【表2】 測定条件 オートグラフ IS-500(島津製作所製) 引張り速度 200mm/min フィルム厚 100 〜200 μ 形状 引張り…JIS K-6301 3号型試験片 引張り…JIS K-6301 B型試験片 測定温度 25℃ これらのフィルムの100%モジュラスの温度変化を図
1、200%のモジュラスの温度変化を図2に示す。図
中の記号1は本発明の2−n−ブチル−2−エチル−
1,3−プロパンジオールから製造したポリウレタン、
2は比較品のネオペンチルグリコール、3は1.4ブタ
ンジオールから製造したポリウレタンを示す(以下の各
図も同様)。図1、2の場合の測定条件は、下記のとお
りである。 オートグラフ IS-500(島津製作所製) 引張り速度 200mm/min フィルム厚 100 〜200 μ 形状 JIS K-6301 3号型試験片 測定温度 -20 〜25℃
【0012】実施例3、比較例5,6 (耐熱性の測定)実施例2、比較例3若しくは比較例4
で作成したポリウレタンフィルムのそれぞれの上端を固
定し、下端に10Kg/cm2の荷重をかけギヤオープン中で1
℃/minの割合で昇温加熱し、伸びが急激に増加した温度
を軟化点とした。その結果、表3に示すごとく本発明の
2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオー
ルを用いたポリウレタンフィルムは比較例の該フィルム
に対して良好な耐熱性を示した。
【表3】
【0013】実施例4、比較例7,8 (耐加水分解性)実施例2、比較例3若しくは比較例4
で作成したポリウレタンフィルムを温度70℃、湿度9
5%以上の雰囲気に7日、14日、21日、28日保持
した後室温で風乾後所定の形状のダンベルで打ち抜き試
験片を作成した。測定条件は実施例2のフィルムの場合
と同一である。表4,5はポリウレタンフィルムの耐加
水分解性試験。図3は同フィルムの破断強度変化、図4
は破断強度保持率変化であり、本発明の2−n−ブチル
−2−エチル−1,3プロパンジオールを用いて製造し
たポリウレタンフィルムが比較各例のフィルムに対して
すぐれた耐加水分解性を示している。
【表4】 註.*1:100%モジュラス(kg/cm2) *2:破断強度(kg/cm2) *3:破断伸度(%)
【0014】実施例5、比較例9,10 (耐候(光)性)実施例2、比較例3若しくは比較例4
で作成したポリウレタンフィルムをパネル温度63℃で
サンシャインカーボンを使用して20時間区切りで10
0時間耐候(光)変色試験を行った。その結果比較例1
0の1,4ブタンジオールから製造したポリウレタンフ
ィルムは濃く変色したが本発明の2−n−ブチル−2−
エチル−1,3−プロパンジオール及び比較例9のネオ
ペンチルグリコールから製造したポリウレタンフィルム
の変色は僅かでその差は認められなかった。
【0015】実施例6,比較例11,12(耐油性) 実施例2,比較例3若しくは比較例4で作成したポリウ
レタンフィルムをJISK6301.12 に準じてASTM NO.1 油と
ASTM NO.3 油を使用して70±1℃に72時間浸漬後1
00%モジュラス,200%モジュラス,破断強度及び
破断伸度を測定した。測定条件は実施例2のフィルムと
同一である。ASTM NO.1 油による耐油試験を表5,図5
に、ASTM NO.3 油による耐油試験を表6,図6に示す。
図5,図6中(1)は100%モジュラス変化,(2)
は100%モジュラス変化保持率,(3)は破断強度変
化,(4)は破断強度変化保持率である。表6,図5,
表7,図6で明らかなように本発明の2−n−ブチル−
2−エチル−1,3−プロパンジオールから製造したポ
リウレタンは比較各例のポリウレタンと比較して良好な
耐油性を示している。
【表5】
【表6】
【図面の簡単な説明】
図1〜6は、本発明に係るポリウレタン樹脂フィルムの
物性値と処理条件(温度,時間数若しくは日数)との関
係を示す。各図において記号○を含む実線は、実施例を
示す曲線。記号△を含む実線は、比較例としてポリウレ
タン樹脂原料のポリエステルポリオールのポリオール成
分としてネオペンチルグリコールを使用した場合の曲
線。記号×を含む実線は、比較例として同じくネオペン
チルグリコールに代えて1,4−ブタンジオールを使用
した場合の曲線を示す。測定されている物性値項目は 図1,2・・・100%若しくは200%モジュラス 図3,4・・・破断強度若しくは破断強度保持率 図5(1),(2) ・・・100%モジュラス若しくは100
%モジュラス変化保持率 図5(3),(4) ・・・破断強度若しくは破断強度保持率 図6(1),(2) ・・・100%モジュラス若しくは100
%モジュラス変化保持率。 図6(3),(4) ・・・破断強度若しくは破断強度保持率

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2−n−ブチル−2−エチル−1,3−
    プロパンジオ−ルをポリカルボン酸と重縮合せしめて得
    られたポリエステルポリオールをポリイソシアネートと
    反応せしめることを特徴とするポリウレタン樹脂の製造
  2. 【請求項2】 ポリカルボン酸としてフタル酸,アジピ
    ン酸,二量化リノレイン酸若しくはマレイン酸を用い
    請求項第(1)項に記載のポリレタン樹脂の製造法
  3. 【請求項3】 ポリイソシアネートとして、メチレンビ
    スフェニルイソシアネート,トリ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,トリフェニ
    ルメタントリイソシアネート,トリジンジイソシアネー
    ト,キシレンジイソシアネート,ヘキサメチレンジイソ
    シアネート,ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
    若しくはイソホロンジイソシアネートを使用る請求項
    第(1)項に記載のポリウレタン樹脂の製造法
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