JPH08269158A - 耐水性ポリウレタンの製造方法 - Google Patents

耐水性ポリウレタンの製造方法

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JPH08269158A
JPH08269158A JP7094279A JP9427995A JPH08269158A JP H08269158 A JPH08269158 A JP H08269158A JP 7094279 A JP7094279 A JP 7094279A JP 9427995 A JP9427995 A JP 9427995A JP H08269158 A JPH08269158 A JP H08269158A
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diol
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weight
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Katsunobu Mochizuki
克信 望月
Shiro Kojima
史郎 児島
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Toagosei Co Ltd
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Toagosei Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6633Compounds of group C08G18/42
    • C08G18/6637Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐水性、透明性および機械的強度に優れるポ
リウレタンの製造方法の提供。 【構成】 数平均分子量800〜4,000のポリオー
ル、炭素数2〜6のアルキレン基を有する脂肪族ジオー
ルおよびダイマージオールからなるポリオール混合物と
ポリイソシアネートを反応させることを特徴とする耐水
性ポリウレタンの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、透明性、機械的強度お
よび耐水性に優れるポリウレタンの製造方法に関するも
のであり、本発明の方法によって得られる耐水性ポリウ
レタンは、例えばポリウレタンフィルム、ポリウレタン
フォーム、皮革およびラバー等に好適に使用できる。
【0002】
【従来の技術】従来のポリエステルポリオール系ポリウ
レタンは、エステル結合やウレタン結合が加水分解を起
こし易く、耐水性に劣るという問題があった。その点を
解決するために、最近のポリエステルポリオール系ポリ
ウレタンでは、ポリエステルポリオールとして疎水性の
ものが使用されている。例えば、特開平6−32975
1号公報では、ダイマー酸単位を有するポリエステルポ
リオールを主成分とするポリウレタンが提案されてお
り、他方特開平6−212123号公報においては、ダ
イマージオール単位を有するポリエステルポリオールを
主成分とするポリウレタンが提案されている。しかしな
がら、上記特許公報に開示のポリウレタンは、透明性お
よび引張強度に劣るという問題を有していた。
【0003】また、特開平6−211959号公報に開
示されているような、炭素数2〜6のアルキレン基を有
する脂肪族ジオールの如き短鎖ジオールを一切含まない
ポリウレタンでは、耐水性および透明性に優れるもの
の、機械的な強度に劣るという問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明は、数平均分子量800〜
4,000のポリオール、炭素数2〜6のアルキレン基を
有する脂肪族ジオールおよびダイマージオールからなる
ポリオール混合物とポリイソシアネートを反応させるこ
とを特徴とする耐水性ポリウレタンの製造方法であり、
さらには、上記ポリオール混合物における各成分の割合
が、数平均分子量800〜4,000のポリオール10〜
95重量%で、炭素数2〜6のアルキレン基を有する脂
肪族ジオール1〜40重量%で、かつダイマージオール
1〜80重量%であるポリオール混合物とポリイソシア
ネートを反応させることを特徴とする耐水性ポリウレタ
ンの製造方法である。なお、本発明における数平均分子
量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる
ポリスチレン換算の値である。
【0005】以下、本発明についてさらに詳しく説明す
る。本発明において使用する数平均分子量800〜4,0
00のポリオール(以下重合体ポリオールという)の具
体例としては、ポリブタジエンジオール、ポリイソプレ
ンジオール、ダイマー酸単位を有するポリエステルポリ
オール、ダイマージオール単位を有するポリエステルポ
リオール等が挙げられる。上記ダイマー酸単位を有する
ポリエステルポリオールを構成するダイマー酸以外のジ
カルボン酸としては、アジピン酸、セバシン酸、テレフ
タル酸、イソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸ま
たはドデカン二酸等が挙げられ、かかるジカルボン酸と
併用されるジオールとしては、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペ
ンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオールまたはダ
イマージオール等が挙げられる。ダイマージオール単位
を有するポリエステルポリオールも、上記ジカルポン酸
およびジオール等から合成されるものである。
【0006】好ましい重合体ポリオールは、ポリウレタ
ンが透明性に優れる点で、ダイマー酸単位またはダイマ
ージオール単位を有するポリエステルポリオールであっ
て、元素分析による炭素原子の含有量が70重量%以上
の重合体ポリオールである。重合体ポリオールの数平均
分子量が、800未満であると得られるポリウレタンの
耐水性が劣り、一方4000を越えるとポリウレタン化
の反応が遅く、得られるポリウレタンの透明性が劣る。
さらに好ましい重合体ポリオールは、数平均分子量が1
000〜2000のものである。
【0007】つぎに、本発明における炭素数2〜6のジ
オール(以下これらを短鎖ジオールと総称する)の具体
例としては、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、1,4−
ブタンジオール、ネオペンチルグリコールおよび1,6
−ヘキサンジオール等が挙げられ、これらは単独でまた
は2種以上併用して使用できる。
【0008】ダイマージオールは、ダイマー酸を還元し
て得られる炭素数36個の脂肪族ジオールであり、分岐
構造やシクロヘキサン環を有する種々の幾何異性体の混
合物として得られる。上記ダイマー酸は、オレイン酸ま
たはリノール酸等の炭素数18個の不飽和脂肪族カルボ
ン酸を2量化させて得られる。また、市販のダイマージ
オールとしては、ユニケマ・インターナショナル社製の
商品名PRIPOL−2033等がある。
【0009】本発明においては、上記重合体ポリオー
ル、短鎖ジオールおよびダイマージオールの3成分を後
記するポリイソシアネートと反応させる。重合体ポリオ
ール、短鎖ジオールおよびダイマージオールの好ましい
使用割合は、そられの合計量を基準にして、重合体ポリ
オール10〜95重量%、短鎖ジオール1〜40重量%
およびダイマージオール1〜80重量%である。重合体
ポリオール、短鎖ジオールおよびダイマージオールのさ
らに好ましい割合は、そられの合計量を基準にして、重
合体ポリオール60〜90重量%、短鎖ジオール3〜2
0重量%およびダイマージオール10〜40重量%であ
る。
【0010】重合体ポリオールの割合が、10重量%未
満であると得られるポリウレタンの耐水性が劣り、一方
95重量%を越えるとポリウレタンの引張強度が劣る。
短鎖ジオールの割合が、1重量%未満であると得られる
ポリウレタンの引張強度が劣り、一方40重量%を越え
るとポリウレタンの透明性が劣る。ダイマージオールの
割合が、1重量%未満であると得られるポリウレタンの
透明性が劣り、一方80重量%を越えるとポリウレタン
の耐水性が劣る。
【0011】上記ポリオール混合物と反応させるポリイ
ソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネ
ート、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、フェニ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およびキシリ
レンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;な
らびにヘキサメチレンジイソイアネート、イソホロンジ
イソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジ
イソシアネート、水添化キシリレンジイソシアネートお
よびテトラメチルキシレンジイソシアネート等の脂肪族
または脂環族ジイソシアネートが挙げられる。好ましい
ポリイソシアネートは、得られるポリウレタンの機械的
強度に優れる点でジフェニルメタンジイソシアネート、
またポリウレタンの耐候性に優れる点でヘキサメチレン
ジイソイアネートである。
【0012】本発明においては、前記のとおり、上記ポ
リオール混合物とポリイソシアネートを反応させる。反
応におけるポリオール混合物とポリイソシアネートの使
用割合は、ポリレタンの製造で一般的に採用されている
割合で良く、具体的には、分子中の活性水素とイソシア
ネート基との当量比に基づいて1:0.5〜1:2、好
ましくは1:0.8〜1:1.2である。
【0013】反応方法に関しては、ポリオール混合物お
よびポリイソシアネートの全量を一度に反応させる方法
(一般的にワンショット法と称される)、またはプレポ
リマー法のいずれも採用できる。プレポリマー法による
場合、重合体ポリオールとポリイシソアネートとからプ
レポリマーを合成しておき、それに短鎖ジオールおよび
ダイマージオールを加えて反応させる方法、または重合
体ポリオールおよびダイマージオールとポリイシソアネ
ートからなるプレポリマープレポリマーに、短鎖ジオー
ルを加えてさらに反応させる方法のいずれも使用でき
る。本発明においては、ポリウレタンの透明性の点で、
ワンショット法による反応が好ましい。
【0014】ポリウレタン化反応は、無溶媒で行うこと
もできるが、有機溶剤を使用しても良い。好ましい有機
溶剤としては、ジメチルホルムアミド等のアミド系溶
剤、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤、ジ
オキサン等のエーテル系溶剤、メチルエチルケトン等の
ケトン系溶剤、酢酸エチル等のエステル系溶剤、トルエ
ン等の芳香族炭化水素系溶剤およびこれらの2種以上の
混合物が挙げられる。ポリウレタン化の好ましい反応温
度は、有機溶剤を使用する場合は20〜100℃であ
り、溶剤を使用しない場合は通常20〜220℃、さら
に好ましくは80〜150℃である。
【0015】ポリウレタン化の反応を促進させるため、
トリエチルアミン、N−エチルモルホリン、トリエチレ
ンジアミン等のアミン系触媒、またはトリメチルスズラ
ウレート、ジブチルスズジラウレート等のスズ系触媒を
使用してもよい。また、必要により、着色防止剤または
耐候性、耐熱性向上のための安定剤等を添加しても良
い。得られるポリウレタンは、機械的強度、透明性およ
び耐水性に優れており、人工皮革、合成皮革、繊維、フ
ォーム、ラバー、フィルムおよび各種成形材料等に好適
である。
【0016】以下、実施例、比較例を挙げて、本発明を
更に具体的に説明する。
【参考例1】 (ポリエステルポリオールの製造)反応器に、ダイマー
酸(ユニケマ・インターナショナル社製、PRIPOL
−1009)2.46kg、1,6−ヘキサンジオール
1.05kgを仕込み、窒素雰囲気下で室温から240
℃に1時間かけて昇温した後、6時間反応させ、生成す
る水を留出させた。さらに10mmHgに減圧し、24
0℃で5時間、過剰のジオールを留出させ、水酸基価が
0.99meq/gで、数平均分子量2020のポリエ
ステルポリオールを得た。
【0017】
【参考例2】 (ポリエステルポリオールの製造)反応器に、上記PR
IPOL−1009(ダイマー酸)2.50kgおよび
PRIPOL−2033(ダイマージオール)0.58
kgを仕込み、窒素雰囲気下で室温から240℃に1時
間かけて昇温した後、1時間反応させた。次いで、1,
6−ヘキサンジオール1.41kgを添加し、さらに5
時間反応させて生成する水を留出させた。さらに10m
mHgに減圧し、240℃で5時間、過剰の1,6−ヘ
キサンジオールを留出させ、水酸基価が0.95meq
/gで、数平均分子量2100のポリエステルポリオー
ルを得た。
【0018】
【実施例1〜3、比較例1〜3】上記参考例で得られた
ポリエステルポリオールまたは市販の重合体ポリオー
ル、ダイマージオール、ブタンジオールおよびジフェニ
ルメタンジイソシアネート(以下MDIという)を下記
表1に記載の割合で使用し、さらにいずれの例において
も、触媒としてジブチルスズジラウレートを0.1重量
部(以下単に「部」という)用いて、ワンショット法に
よりポリウレタンを製造した。得られた樹脂を射出成形
により厚さ2mmのシートにして、JIS K6301
に従い物性試験を行い、その結果を表1に記載とした。
耐水性は、80℃の温水に2週間浸漬した後の引張強度
の保持率である。透明性は、得られたシートについて目
視で評価した。◎は完全に透明であり、〇は僅かに曇り
があり、×は完全に曇っている、という評価結果であ
る。表1中、実施例3および比較例3で使用されたPBジ
オールは、ポリブタンジオールであり、いずれの場合も
出光石油化学(株)製の商品名エポール(水酸基価;
0.89meq/g,数平均分子量;2250)を使用
した。
【0019】
【表1】
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、従来の耐水性ポリウレ
タンとほぼ同等の耐水性を有し、しかも透明性および機
械的強度が極めて優れたポリウレタンが得られ、該ポリ
ウレタンは、フィルム、フォーム、皮革およびラバー等
の基材として有用である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 数平均分子量800〜4,000のポリオ
    ール、炭素数2〜6のアルキレン基を有する脂肪族ジオ
    ールおよびダイマージオールからなるポリオール混合物
    とポリイソシアネートを反応させることを特徴とする耐
    水性ポリウレタンの製造方法。
  2. 【請求項2】 ポリオール混合物がその構成ポリオール
    の合計量を基準にして、数平均分子量800〜4,000
    のポリオール10〜95重量%で、炭素数2〜6のアル
    キレン基を有する脂肪族ジオール1〜40重量%で、か
    つダイマージオール1〜80重量%である請求項1記載
    の耐水性ポリウレタンの製造方法。
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Cited By (3)

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