JPH0848742A - 熱安定性、高反発弾性、高耐摩耗性ポリウレタン/ポリエステル3ブロック重付加物、その製法およびその使用方法 - Google Patents

熱安定性、高反発弾性、高耐摩耗性ポリウレタン/ポリエステル3ブロック重付加物、その製法およびその使用方法

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JPH0848742A
JPH0848742A JP6296769A JP29676994A JPH0848742A JP H0848742 A JPH0848742 A JP H0848742A JP 6296769 A JP6296769 A JP 6296769A JP 29676994 A JP29676994 A JP 29676994A JP H0848742 A JPH0848742 A JP H0848742A
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polyurethane
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thermoplastic
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フランク、プリゾク
Friedhelm Lehrich
フリートヘルム、レーリッヒ
Gerhard Dr Bittner
ゲールハルト、ビトナー
Frank Dr Braun
フランク、ブラウン
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    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04Polyurethanes

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極めて良好な熱安定性、高反発弾性および良
好な耐摩耗性を示す材料を工業的に容易に処理し得る方
法で製造すること。 【構成】 (A) 少なくとも1種類の熱可塑性ポリエ
ステルと、(B)(Ba)有機ジイソシアネートを、
(Bb)比較的高分子量のポリヒドロキシ化合物および
(Bc)低分子量の連鎖延長剤と、115より大きい、
ことに116から135のNCOインデックスの使用下
に反応させて得られる少なくとも1種類の熱可塑性ポリ
ウレタンエラストマーとを反応させることにより得られ
る、ポリウレタン/ポリエステルの3ブロック重付加
物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、熱可塑性ポリエステル(以下P
ESと略称する)と、熱可塑性ポリウレタンエラストマ
ー(以下TPUと略称する)との反応により得られる。
新規の熱安定性、高反発弾性、高耐摩耗性ポリウレタン
/ポリエステル3ブロック重付加物、その製造方法およ
び成形体製造のためのその使用に関するものである。
【0002】
【従来技術】少なくとも1種類のPES、例えば芳香族
ポリカーボネートもしくはポリアルキレンテレフタレー
トと1種類のTPUとから成る熱可塑性重合体混合物は
公知である。このような少なくとも2種類の完全に反応
せしめられた熱可塑性樹脂、例えば(共)重合体、重縮
合物あるいは重付加物を含有し、一般的に乾燥顆粒とし
室温で混合され、次いで例えば180から250℃に加
熱して、混練もしくは押出しにより得られる重合体混合
物は、ポリマーブレンドあるいは単にブレンドとも称さ
れる。このブレンドにおいて、使用された各熱可塑性樹
脂は、全く化学結合の存在しない別個の相として存在す
る。個々の熱可塑性合成樹脂相の間の極性に充分に大き
な差異が存在する場合、適当な溶媒を使用して一方がブ
レンドから溶出され得る。
【0003】これに対してブロック共重合体、TPUの
ような重付加物、ポリエーテルアミドのような重縮合物
は、化学結合により接合された相互に異なる区分ないし
相から成る。TPUは例えば比較的高分子量のポリヒド
ロキシ化合物、例えばポリエステルもしくはポリエーテ
ル区分を有する柔軟相と、低分子量連鎖延長剤とポリイ
ソシアネートから形成されるウレタン基を有する剛直相
ないし硬質相とから構成される。同様にして、ポリエー
テルアミドは、ポリエーテル柔軟相と、ポリアミド剛直
相とから構成される。
【0004】各種TPUは、一般的に、比較的高分子量
の、実質的に線形のポリヒドロキシ化合物と、有機ジイ
ソシアネートおよび低分子量連鎖延長剤とを、適当な装
置において、ワンショット法ないしプレポリマー法によ
り製造される。使用された出発材料の化学的構造と反応
性、これに対応する反応温度および反応速度に応じて、
製造されるTPUは、柔軟部分と剛直部分との、多かれ
少なかれ顕著なブロック型結合を示す。TPUの場合、
良好に形成されたブロック構造は、ことに高い反発弾性
をもたらす。例えば過度に高い反応温度、もしくは過度
に長い反応時間により、ブロック構造に対して悪い影響
がもたらされると、これは得られたTPUの機械特性に
劇的な劣化を招来する。
【0005】上述したようにPES/TPUブレンドは
公知である。西独特願公開2646947号公報(英国
特願公開1513197号公報)には、50から25重
量部のポリブチレンテレフタレートと、58から75重
量部のTPUを充分に混練することにより、秀れた低温
可撓性および高い衝撃強さを有するポリマーブレンドを
もたらし得ることが記載されている。TPUの硬度ある
いはポリブチレンテレフタレートの型成形性を改善する
ために、カナダ特許1111984号明細書において、
全量に対して5から95重量%のポリブチレンテレフタ
レートと95から5重量%のTPUを含有するPES/
TPUブレンドが開示されている。ヨーロッパ特願公開
334186号公報においては、ジイソシアネート(B
a),ヒドロキシル基もしくはアミノ基含有化合物(B
b)短鎖連鎖延長剤(Bc)から、(Bb)量を(B
a)から(Bc)までの全量に対し5から20重量%使
用し、(Ba)のNCO基の(Bb)および(Bc)の
ツェレビチノフ活性基に対する割合が0.9から1.1
5となるようにして製造されるTPUを70から90重
量%、さらに他の少なくとも1種類の熱可塑性樹脂混合
されるべき熱可塑性テレフタレートを30から5重量部
含有する、高弾性率、高ショアD硬度、高破断時伸びお
よび秀れた低温衝撃強さを示す熱可塑性ポリマーブレン
ドが記載されている。またヨーロッパ特願公開4200
16号公報(カナダ特許2024715号明細書)に
は、TPU30から90重量部、PES5から65重量
部および5から30重量部の、ポリブタジエンもしくは
ポリアクリレートを基礎とする少なくとも1種類のグラ
フトゴムを、合計で100重量部となるように含有す
る、ポリウレタン/ポリエステル型成形材料が記載され
ている。しかしながら、これら型成形用材料は、低温可
撓性が著しく改善されるが、同時に熱安定性が著しく低
減される欠点がある。上述PES/TPUブレンドは、
さらに、通常90から110のインデックスを有するT
PUを使用するために、PESとTPUの間に全く化学
結合が生起しない欠点を有する。
【0006】また、西独特願公開4128274号公報
によれば、99.5から60重量%のTPUと、0.0
5から5重量%の、180から250℃で有機ポリイソ
シアネートの付加により形成される0.5から40重量
%のPESとから成る、高強度、高弾性率および改善さ
れた熱変形耐性を有する熱可塑性材料が得られる。しか
しながら、この製造方法の欠点は、ポリマーブレンドの
形成に際して、しばしば気体状のジもしくはトリイソシ
アネート単量体が大きな量割合でもたらされることであ
る。このジもしくはトリイソシアネート単量体は、例え
ば反応押出機における滞留の間の不完全な反応をもたら
し、押出機のヘッドにおいて蒸気の形態で散逸する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この技術分野
における課題ないし本発明の目的は、極めて良好な熱安
定性、高反発弾性および良好な耐摩耗性を示す材料を工
業的に容易に処理し得る方法で製造することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】しかるにこの課題ないし
目的は、(A) 少なくとも1種類の熱可塑性ポリエス
テルと、(B)(Ba)有機ジイソシアネートを、(B
b)比較的高分子量のポリヒドロキシ化合物および(B
c)低分子量の連鎖延長剤と、115より大きいことに
116から135のNCOインデックスの使用下に反応
させて得られる少なくとも1種類の熱可塑性ポリウレタ
ンエラストマーとを反応させることにより得られる、ポ
リウレタン/ポリエステルの3ブロック重付加物により
解決され、達成されることが本発明者らにより見出され
た。
【0009】このような本発明において使用されるTP
U(B)は、その全重量に対して、0.5から4重量%
の遊離NCO基含有分、0.75から5重量%の全NC
O基含有分を含有する。
【0010】本発明の対象は、また上述した本発明によ
るTPU/PESの3ブロック重付加物を、PES(熱
可塑性ポリエステル)(A)と、本発明において使用さ
れる特定のTPU(熱可塑性ポリウレタンエラストマ
ー)(B)とを、180から300℃の温度で反応させ
ることにより製造する方法およびこのTPU/PESの
3ブロック重付加物を、押出成形体ないし型成形体の製
造のために使用する方法である。
【0011】本発明によるTPU/PESの3ブロック
重付加物は、ことにポリブチレンテレフタレート(PB
T)もしくはポリエチレンテレフタレート(PET)あ
るいはこれらPBTとPETの混合物から成る2ブロッ
ク硬質相ないし剛直相と、有機ジイソシアネートおよび
低分子量連鎖延長剤、ことにアルカンジオールおよび/
あるいはジアルキレングリコールの反応により得られる
オリゴマーないしポリマー反応生成物あるいはウレタン
硬質部分あるいは高分子ポリヒドロキシル化合物、こと
に高分子ポリエステルジオールおよび/あるいはポリエ
ーテルジオール(ウレタン結合および/あるいはアミド
結合により相互にブロック状に化学的結合されている)
から成るウレタン軟質部分とから構成される。このウレ
タン結合ないしアミド結合は、一方においてPESのヒ
ドロキシもしくはカルボキシル末端基により、他方にお
いてTPUのイソシアネート末端基により形成される。
本発明によるTPU/PESの3ブロック重付加物は、
ほとんど理想的に近い機械特性、すなわち高熱耐性、弾
性および耐摩耗性を示し、秀れた長期耐高熱性は、こと
に高貯蔵温度、例えば150℃から170℃において発
揮される。
【0012】以下に両構成分(A)および(B)につき
さらに詳述する。
【0013】(A) このような目的のPES(A)
は、文献公知であって、少なくとも1個の芳香族環を含
有する。これは重縮合物主鎖に結合されており、芳香族
ジカルボン酸から誘導される。この芳香族環は、例えば
塩素、臭素のようなハロゲンおよび/または炭素原子数
1から4、ことに1もしくは2の直鎖もしくは分岐アル
キル、例えばメチル、エチル、イソプロピル、n−プロ
ピルおよび/またはn−ブチル、イソブチルまたはt−
ブチルで置換されていてもよい。
【0014】このPES(A)は、芳香族ジカルボン
酸、あるいは芳香族および脂肪族および/または脂環式
ジカルボン酸混合物と、対応エステル形成誘導体、例え
ばジカルボン酸無水物と、好ましくは炭素数が4を越え
ないアルコール部分を有する、脂肪族ジヒドロキシ化合
物との、エステル化触媒の存在もしくは不存在下に、1
60℃から260℃の温度で得られるモノエステルおよ
び/またはジエステルとの重縮合により得られる。
【0015】使用される芳香族ジカルボン酸としては、
例えばナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸、ことに
テレフタル酸あるいはこれらジカルボン酸混合物が好ま
しい。芳香族および脂環式もしくは脂肪族ジカルボン酸
混合物を使用する場合、芳香族ジカルボン酸の10モル
%までは、脂肪族および/または脂環式ジカルボン酸で
あって、好ましくは炭素原子数4から14のもの、例え
ばこはく酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸、
ドデカンジ酸および/またはシクロヘキサンジカルボン
酸で代替され得る。
【0016】好ましい脂肪族ジヒドロキシ化合物として
は、炭素原子数2から6のアルカンジオール、炭素原子
数5から7のシクロアルカンジオールが挙げられる。こ
とに好ましいのは、例えば1,2−エタンジオール、
1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、
ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジオ
ール、あるいは上述ジオール2種以上の混合物である。
【0017】中でも炭素原子数2から6の、アルカンジ
オールのポリアルキレンテレフタレートが、PES
(A)として好ましいことが実証されており、従ってP
ET、ことにPBTあるいはPETとPBTの混合を使
用するのが有利である。
【0018】このPES(A)の相対的粘度は、フェノ
ール/1,2−ジクロロベンゼン混合溶媒(重量割合
1:1)における0.5重量%濃度溶液で、25℃にお
いて測定して、0.8から1.8、好ましくは1.0か
ら1.8、ことに1.2から1.6を示すのが有利であ
る。
【0019】(B)本発明によるTPU/PESの3ブ
ロック重付加物を製造するために使用される、TPU
(B)は、例えば(Ba) 有機の、好ましくは芳香族
ジイソシアネート、ことにジフェニルメタン−4,4′
−ジイソシアネートと、(Bb) 少なくとも1種類の
高分子量ポリヒドロキシ化合物、ことに分子量500か
ら8000の本質的に2官能性のポリヒドロキシ化合
物、中でも炭素原子数が2から6、分子量が500から
6000のポリアルキレングリコールポリアジペートま
たは分子量が500から3200のポリオキシテトラメ
チレングリコールおよび(Bc) 少なくとも1種類の
400より低い、ことに60から300の低分子量連鎖
延長剤、ことに1,4−ブタンジオールとを、(Bd)
触媒、さらに必要に応じて(Be) 添加剤の不存在
下、好ましくは存在下に、高温で反応させることにより
得られる。
【0020】TPU構成分(Ba)から(Bc)および
必要に応じて使用される(Bd)および/または(B
e)は具体的には以下のものである。
【0021】(Ba) 適当な有機ジイソシアネート
(Ba)は、脂肪族、脂環式、ことに芳香族のジイソシ
アネートであって、具体的にはヘキサメチレン−1,5
−ジイソシアネート、2−メチルペンタメチレン−1,
5−ジイソシアネート、2−エチル−2−ブチルペンタ
メチレン−1,5−ジイソシアネート、2−エチルブチ
レン−1,4−ジイソシアネートのような脂肪族ジイソ
シアネート、またはこれら脂肪族ジイソシアネートの2
種類以上の混合物、イソホロンジイソシアネート、シク
ロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、1−メチルシ
クロヘキサン−2,4−もしくは−2,6−ジイソシア
ネート、またはこれら異性体の混合物、ジシクロヘキシ
ルメタン−4,4′−、−2,4′−もしくは−2,
2′−ジイソシアネートまたはこれら異性体の混合物の
ような脂環式ジイソシアネート、ことに好ましいのは、
トルイレン−2,4−ジイソシアネート、トルイレン−
2,4−および−2,6−ジイソシアネートの混合物、
ジフェニルメタン−4,4′−、−2,4′−または
2,2′−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−2,
4′−および−4,4′−ジイソシアネートの混合物、
ウレタン変性液状ジフェニルメタン−4,4′−および
/または−2,4′−ジイソシアネート、4,4′−ジ
イソシアネート−1,2−ジフェニルエタン、4,4′
−、2,4′−および/または2,2′−ジイソシアネ
ート−1,2−ジフェニルエタンの混合物、そのうちで
も特に4,4′−ジイソシアネート−1,2−ジフェニ
ルエタン分が少なくとも95重量%の混合物のような芳
香族ジイソシアネートである。ジフェニルメタン−4,
4′−ジイソシアネート分が96重量%以上のジフェニ
ルメタンジイソシアネート異性体混合物、ことに純粋な
ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネートを使用
するのが特に有利である。
【0022】これらの有機ジイソシアネートは、全有機
ジイソシアネートに対して微量の、好ましくは3モル
%、ことに1モル%までの、官能性またはそれ以上のポ
リイソシアネートで代替し得る。ただし、その量は、熱
塑性法により処理され得るポリウレタンが得られる程度
に限定されねばならない。官能性が2より大きいこのよ
うなイソシアネートの量は、官能性が2以下で、反応性
水素原子を有する化合物の存在により、ポリウレタンの
過剰な架橋が回避されるように代償可能である。このよ
うな官能性2以上のイソシアネートの例としては、ジフ
ェニルメタンジイソシアネートとポリフェニルポリメチ
レンポリイソシアネート、すなわち粗MDIと、イソシ
アネレート、ウレア、ビウレット、アロファネート、ウ
レタンおよび/またはカルボジイミドの各基で変性され
た液状ジフェニルメタン−4,4′−および/または−
2,4′−ジイソシアネートとの混合物である。
【0023】反応性水素原子を持っているが、分子量制
御剤としても使用し得る単官能性化合物の例としては、
ブチルアミン、ジブチルアミン、オクチルアミン、ステ
アリルアミン、N−メチルステアリルアミン、ピロリド
ン、ピペリジンおよびシクロヘキシルアミンのようなモ
ノアミン、例えばブタノール、アシルアルコール、1−
エチルヘキサノール、オクタノール、ドデカノール、シ
クロヘキサノールおよびエチレングリコールモノエチル
エーテルのようなモノアルコールである。
【0024】(Bb)分子量500から8000の比較
的高分子量を有するポリヒドロキシ化合物(Bb)とし
ては、ポリエーテルオール、ことにポリエステルオール
が適当であるが、エーテルもしくはエステル基をブリッ
ジ員として有する、他のヒドロキシル基含有ポリマー、
例えばポリアセタール、すなわちポリオキシメチレン、
ことにポリブタンジオールホルマール、ポリヘキサンジ
オールホルマールのような水不溶性ホルマール、および
ポリカルボネート、ことにジフェニルカルボネートと、
1,6−ヘキサンジオールからエステル交換により得ら
れるようなポリカルボネートも使用可能である。ポリヒ
ドロキシ化合物は、少なくとも準直鎖性でなければなら
ず、イソシアネート反応のために二官能性でなければな
らない。上述した各ポリヒドロキシ化合物は個別的にあ
るいは混合物として使用され得る。
【0025】適当なポリエーテルオールは、既知の方
法、例えばナトリウム、カリウムのようなアルカリ金属
の水酸化物、ナトリウムメチレート、ナトリウムエチレ
ート、カリウムエチレート、カリウムイソプロピレート
のようなアルカリ金属アルコレートを触媒として使用
し、好ましくは2個の結合反応性水素原子を含有する少
なくとも1個の開始分子を添加して陰イオン重合によ
り、あるいはアンチモンペンタクロライド、弗化硼素エ
ーテレートのようなルイス酸または漂白土を触媒として
使用し、アルキレン基が炭素原子2から4個を有する1
種類もしくは複数種類のアルキレンオキサイドから出発
する陽イオン重合により製造され得る。
【0026】アルキレンオキサイドとしては、例えば
1,3−プロピレンオキサイド、1,2−および2,3
−ブチレンオキサイド、ことにテトラヒドロフラン、エ
チレンオキサイドおよび1,2−プロピレンオキサイド
が好ましい。アルキレンオキサイドは個別的に、あるい
は異種類のものをつぎつぎに、もしくは混合物として使
用され得る。適当な重合開始分子は、水、こはく酸、ア
ジピン酸および/またはグルタル酸のような有機ジカル
ボン酸、N−メチル−および−N−エチル−ジエタノー
ルアミンのようなN−アルキルジアルカノールアミンで
あり、ことに好ましいのは結合エーテルブリッジを有す
る二価アルコール、例えばエタンジオール、1,2−お
よび1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオー
ル、ジエチレングリコール、1,5−ペンタンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール、ジプロピレングリコー
ル、2−メチル−1,5−ペンタンジオールおよび2−
エチル−1,4−ブタンジオールである。開始分子は単
独で、あるいは混合物として使用される。
【0027】1,2−プロピレンオキサイドおよびエチ
レンオキサイドから得られ、かつOH基の50%以上、
ことに60から80%が第一水酸基であり、エチレンオ
キサイドの少なくとも一部が末端ブロックとして配置さ
れているポリエーテルオールを使用するのがことに有利
である。このようなポリエーテルオールは、例えばまず
1,2−プロピレンオキサイドを、次いでエチレンオキ
サイドを開始分子と重合させるか、あるいはまず1,2
−プロピレンオキサイドの全量を、エチレンオキサイド
の若干量と共重合させ、次いでエチレンオキサイドの残
量に重合させ、あるいはエチレンオキサイドの若干量を
徐々に重合させ、次いでエチレンオキサイドの残量を開
始分子と重合させることにより得られる。
【0028】ことにテトラヒドロフランのヒドロキシル
基含有ポリマー、ポリオキシテトラメチレングリコール
が適当である。
【0029】本質的に直鎖性のポリエーテルオールは、
500から8000、好ましくは600から6000、
ことに800から3500の分子量を、ポリオキシテト
ラメチレングリコールは、500から3200、ことに
600から2200の分子量を有するのが好ましい。ポ
リエーテルオールは個別的に、または混合物として使用
され得る。
【0030】適当なポリエステルオールは、例えば炭素
原子数2から12、ことに4から6のジカルボン酸と、
多価アルコールから製造され得る。このジカルボン酸と
して適当であるのは、こはく酸、グルタル酸、アジピン
酸、ウベリン酸、アゼライン酸およびセバチン酸のよう
な脂肪族ジカルボン酸、例えばフタル酸、イソフタル酸
およびテレフタル酸のような芳香族ジカルボン酸であ
る。これらのジカルボン酸は個々的に、または混合物と
して、例えばこはく酸、グルタル酸およびアジピン酸の
混合物として使用され得る。ポリエステルオールを製造
するには、対応ジカルボン酸誘導体、例えば炭素数1か
ら4のアルコール基を有するジカルボン酸のモノもしく
はジエステル、ジカルボン酸無水物あるいはジカルボン
酸の代わりにジカルボニルジクロライドを使用するのが
好ましい場合がある。多価アルコールの例としては、炭
素原子数2から10、ことに2から6のアルカンジオー
ル、例えばエタンジオール、1,3−プロパンジオー
ル、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール、1,10−デカンジオ
ール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、
1,2−プロパンジオール、およびジアルキレングリコ
ール、例えばジエチレングリコール、ジプロピレングリ
コールが挙げられる。所望の特性に対応して、これら多
価アルコールのいずれかを選定して個別的に使用し、あ
るいは複数種類の混合物として使用することができる。
【0031】カルボン酸と、上述した多価アルコール、
ことに炭素原子数4から6のアルカンジオール、例えば
1,4−ブタンジオールおよび/あるいは1,6−ヘキ
サンジオールのポリエステル、ω−ヒドロキシカルボン
酸、例えばω−ヒドロキシカプロン酸と、ことにラクト
ン、例えば非置換もしくは置換ω−カプロラクトンのポ
リマーの縮合物も使用可能である。
【0032】好ましいポリエステルオールは、アルキレ
ン基が2から6個の炭素原子を有するポリアルキレング
リコールポリアジペート、例えばエタンジオールポリア
ジペート、1,4−ブタンジオールポリアジペート、エ
タンジオール−1,4−ブタンジオールポリアジペー
ト、1,6−ヘキサンジオールネオペンチルグリコール
ポリアジペート、1,6−ヘキサンジオール−1,4−
ブタンジオールポリアジペートおよびポリカプロラクト
ンである。
【0033】これらポリエステルオールは、500から
6000、ことに800から3500の分子量を有する
のが好ましい。
【0034】(Bc)分子量400まで、ことに60か
ら300の連鎖延長剤(Bc)は、炭素原子数2から1
2の、ことに2、4または6のアルカンジオールおよび
/またはアルキレングリコール、例えばエタンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、ことに1,4−ブタンジ
オールであるが、テレフタル酸と炭素原子数2から4の
グリコールとのジエステル、例えばビスエチレングリコ
ールまたはビス−1,4−ブタンジオールテレフタレー
ト、ヒドロキノンのヒドロキシアルキレンエーテル、例
えば1,4−ジ−(b−ヒドロキシエチル)−ヒドロキ
ノンおよび分子量162から378のポリテトラメチレ
ングリコールも適当である。
【0035】好ましい硬度とメルトフローインデックス
をもたらすために、組成分量は比較的広いモル割合範囲
で変えることができ、硬度および溶融粘度は、連鎖延長
剤(Bc)分の量割合が増大するに従って、増大する
が、メルトフローインデックスはこれに従って逆に減少
する。
【0036】比較的可撓性の大きいTPU(B)をもた
らすためには、例えばショア硬さAが95以下、ことに
95から75のTPU(B)をもたらすためには、ほぼ
二官能性のポリヒドロキシ化合物(Bb)とアルカンジ
オール(Bc)は1:1から1:5、ことに1:1.5
から1:4.5のモル割合で使用し、この(Bb)と
(Bc)の混合物が200以上の、ことに230から4
50のヒドロキシル当量を示すようにするが、さらに高
い剛性のTPU(B)、例えばショア硬さAが98以上
の、ことにショア硬さDが55から75のTPU(B)
をもたらすためには、モル割合、(Bb):(Bc)は
1:5.5から1:15、ことに1:6から1:12と
し、(Bb)と(Bc)の混合物が110から200、
ことに120から180のヒドロキシ当量を示すように
する。
【0037】(Bd)TPUは触媒(Bd)を使用しな
いでも製造され得るが、触媒(Bd)を使用するのが好
ましい。ジイソシアネート(Ba)のNCO基と(B
b)および(Bc)のヒドロキシル基との間の反応を特
に加速するに適当な触媒は、従来から公知慣用の3級ア
ミン、例えばトリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシ
ルアミン、N−メチルモルホリン、N,N′−ジメチル
ピペラジン、ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンな
ど、ことにチタネート、鉄化合物、錫化合物、例えば錫
ジアセテート、錫ジオクテート、錫ジラウレート、ある
いは脂肪族カルボン酸のジアルキル錫塩、例えばジブチ
ル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレートのような有
機金属化合物である。触媒(Bd)は、一般的にポリヒ
ドロキシ化合物(Bb)と連鎖延長剤(Bc)の混合物
100重量部に対して、0.001から0.1重量部の
量割合で使用される。
【0038】触媒(Bd)のほかに、さらに添加剤(B
e)も添加され得る。添加剤としては、例えば滑剤、禁
止剤、対加水分解安定剤、光安定剤、熱安定剤、染料、
顔料、無機、有機の充填剤が使用される。
【0039】これら添加剤は、TPU(B)を製造する
ための重合構成分ないし反応混合物中に添加されるが、
これらはPES(A)およびTPU(B)と混合し、次
いで溶融され、あるいはPES(A)およびTPU
(B)の溶融体中に直接添加されることもできる。この
最後の添加法は、ことに繊維および/あるいは微粒子充
填剤の添加のために使用される。
【0040】使用されるべき添加剤に関して以下に特に
説明がない場合、本発明実施のために必要な技術的情報
は、例えば1962年および1964年、インターサイ
エンス、パブリッシャーズ刊、「ハイポリマーズ」XV
I巻、「ポリウレタン」1部、2部におけるJ.H.ソ
ーンダーズおよびK.C.フリッシュの論稿、1966
年および1983年、カルル、ハンゼル、フェルラーク
刊、「クンスト、シュトフ、ハントブーフ」第1および
第2版、7巻「ポリウレタン」、あるいは西独特願公開
2901774号公報を参照され度い。
【0041】TPU(B)を製造するため、好ましくは
触媒(Bd)および必要に応じて添加剤(Be)の存在
下に、反応構成分(Ba)、(Bb)および(Bc)
を、ジイソシアネートのNCO基の(Bb)、(Bc)
のヒドロキシル基に対する当量数割合が1.15:1以
上、好ましくは1.16:1から1.35:1、ことに
1.20:1から1.35:1となるように反応させ
る。
【0042】本発明に使用され得るTPU(B)は、そ
の全量に対して、それぞれ遊離NCO基を0.5から4
重量%、ことに1.0から2.5重量%、全NCO基を
0.75から5重量%、ことに1.25から3.0重量
%含有していることが好ましい。全NCO基含有分は、
遊離NCO基に、アロファネート、ビウレットおよびウ
レトジオン基中に結合されているNCO基を加えたもの
の分量である。TPU(B)は、例えば押出機により、
あるいはことにベルト法により、バッチ式もしくは連続
的に重合構成分(Ba)から(Bc)までを、必要に応
じさらに(Bd)および/あるいは(Be)を混合し、
60から250℃、ことに70から150℃において、
押出機中であるいは支承ベルト上で反応混合物の反応を
完結させ、次いでTPU(B)を顆粒化して有利に得ら
れる。生成TPU(B)は、新規TPU/PES3ブロ
ック重付加物にするための処理前に、80から120
℃、ことに100から110℃の温度で、1から24時
間にわたり加熱するのが好ましい。
【0043】TPU(B)は、上述したようにベルト法
により製造するのが好ましく、このため重合体構成分
(Ba)、(Bb)および(Bc)は、必要に応じさら
に(Bd)および/あるいは(Be)と共に、ミキシン
グヘッドにより、(Ba)から(Bc)の融点以上の温
度で連続的に混合される。反応混合物は、例えば金属製
コンベアベルト上に積載され、1から20m、ことに3
から10mの長さを有する加熱圏中を、1から20m/
分、ことに4から10m/分の速度で走過せしめられ
る。反応混合物中のジイソシアネート含有分に応じて、
ジイソシアネート中のイソシアネート基の少なくとも7
0、ことに80%以上が転化され、反応混合物が選択さ
れた反応温度において固化するように、冷却もしくは加
熱することにより、反応を制御する。固化した反応生成
物中における遊離イソシアネート基により、極めて低い
溶融粘度もしくは高いメルトフローインデックスを有す
るTPU(B)が得られる。
【0044】本発明による新規のTPU/PES3ブロ
ック重付加物を製造するため、反応構成分PES(A)
およびTPU(B)の量割合は、広い範囲、例えば9
5:5から5:95のPES/TPU重量割合範囲の間
で変化せしめられ得る。好ましい実施態様において、T
PU/PES3ブロック重付加物は、全重量に対して (A)70から5重量%、ことに50から10重量%
の、少なくとも1種類のPES(A)および (B)30から95重量%、ことに50から90重量%
の、少なくとも1種類の、TPU(B)を含有するこ
と、ことにこのように構成されていることが好ましい。
【0045】この新規のTPU/PES重付加物は、T
PU(B)の遊離NCO基が、PES(A)のヒドロキ
シル基および/またはカルボキシル基と反応する反応条
件下において、任意の種々の方法で製造され得る。例え
ば良好な貯蔵安定性を有するPES(A)およびTPU
(B)は150℃までの温度、ことに0から50℃の温
度で混合され、次いで溶融せしめられるか、あるいはP
ES(A)およびTPU(B)が直接的に溶融状態で混
合される。
【0046】新規のTPU/PES3ブロック重付加物
は、180℃から300℃、好ましくは190から26
0℃、ことに220℃から245℃の温度、1から30
分、好ましくは2から10分の滞留時間で、自由流動性
の、軟化状態、ことに溶融状態のPES(A)およびT
PU(B)を使用し、例えばロールミル中で攪拌、処理
し、ことに慣用の塑性化装置、例えばブラベンダーミル
ないしバンベリーミルで、あるいは混練押出装置、こと
に1軸ないし2軸押出機ないし転送モールディング/混
合押出機で押出しで形成するのが好ましい。
【0047】最も好ましく、従って有利に使用される方
法において、PES(A)およびTPU(B)は、22
0から245℃で、好ましくは押出機中で一緒に溶融せ
しめられ、添加剤(Be)は必要に応じてこの溶融体中
に合併され、次いでこの溶融体を冷却し、得られたTP
U/PES3ブロック重付加物は細断される。
【0048】TPUおよびTPU含有ブレンドと異な
り、新規のTPU/PES3ブロック重付加物は、ポリ
ウレタンに慣用されている溶媒、例えばジメチルホルム
アミドもしくはジメチルホルムアミド/アミン混合溶媒
には本質的に不溶性である。TPU含有ポリマーブレン
ドと異なり、TPUは上述溶媒ではこのTPU/PES
3ブロック重付加物から溶出することはない。TPU/
PES3ブロック重付加物のTPU用に適する溶媒への
本質的不溶性と離れても、最終生成物中における遊離N
CO基の含有分減少が、PES(A)とTPU(B)間
の反応を実証している。
【0049】上述したように新規のTPU/PES3ブ
ロック重付加物は、高度の熱安定性、ことに長時間熱安
定性、高度の耐摩耗性を有し、しかも成形処理が容易で
あって、構成分PES、TPUへの分離は溶融時にも成
形時にも生じることがない。
【0050】実施例 本発明により新規のTPU/PES3ブロック重付加物
と対照生成物としてのTPU/PESブレンドを製造す
るために以下の構成分を使用した。
【0051】(A)熱可塑性PES (A1)末端ヒドロキシル基を有し、25℃においてフ
ェノール/1,2−ジクロロベンゼンの1:1(w/
w)混合溶媒中0.5%濃度溶液で測定して130の相
対粘度を示すポリブチレンテレフタレート(分子量約3
5000)、(A2)末端ヒドロキシル基を有し、(A
1)におけると同様に測定して140の相対粘度を示す
ポリブチレンテレフタレート、(A3)末端ヒドロキシ
ル基を有し、(A1)におけると同様に測定して90の
相対粘度を示すポリエチレンテレフタレート。
【0052】(B)熱可塑性ポリウレタンエラストマー (対照生成物) (BI)平均分子量2000(測定ヒドロキシル数から
算出)を有するポリカプロラクトンジオール1000重
量部、1,4−ブタンジオール133重量部および2,
2′,6,6′−テトライソプロピルジフェニルカルボ
ジイミド10重量部から成る混合物と、ジフェニルメタ
ン−4,4′−ジイソシアネート(MDI)520重量
部とをベルト法により80から170℃において反応さ
せることにより得られるTPU(NCOインデックス1
05に対応して、NCO対OH基割合1.05:1) (BII)平均分子量1000(測定ヒドロキシル数か
ら算出)を有するポリオキシテトラメチレングリコール
1000重量部および1,4−ブタンジオール126重
量部から成る混合物と、4,4′−MDI600重量部
とを(BI)におけると同様にして反応させることによ
り得られるTPU(NCOインデックス100.1に対
応して、NCO対OH基割合1.1:1) (BIII)平均分子量2000(測定ヒドロキシル数
から算出)を有するポリ−(エタンジオール−1,4−
ブタンジオールアジペート)1000重量部1,4−ブ
タンジオール112重量部および2,2′,6,6′−
テトライソプロピルジフェニルカルボジイミド10重量
部とから成る混合物と、4,4′−MDIとを(BI)
におけると同様にして反応させることにより得られるT
PU(NCOインデックス100.8に対応して、NC
O対OH基割合1.008:1)。
【0053】(本発明において使用され得る熱可塑性ポ
リウレタン) (B1)上記(BI)におけると同様にして、ただし
1,4−ブタンジオール111重量部を使用して得られ
たTPU(NCOインデックスに対応して、NCO対O
H基割合1.2:1、分析により遊離NCO基含有分
2.0重量%、全NCO基含有分2.1重量%)、(B
2)上記(BII)におけると同様にして、ただし1,
4−ブタンジオール90重量部を使用して得られたTP
U(NCOインデックス120に対応して、NCO対O
H基割合1.2:1、分析による遊離NCO基含有分
1.7重量%、全NCO基含有分1.9重量%)、(B
3)上記(BIII)におけると同様にして、ただし
1,4−ブタンジオール87重量部を使用して得られた
TPU(NCOインデックス120に対応して、NCO
対OH基割合1.2:1、分析による遊離NCO基含有
分2.4重量%、全NCO基含有分2.5重量%)、
(B4)平均分子量2500(測定ヒドロキシル数から
算出)を有するポリ−(1,4−ブタンジオールアジペ
ート)1000重量部、1,4−ブタンジオール60重
量部および2,2′,6,6′−テトライソプロピルジ
フェニルカルボジイミド10重量部から成る混合物と、
4,4′−MDI360重量部とを(BI)におけると
同様にして反応させることにより得られるTPU(NC
Oインデックス125に対応して、NCO対OH基割合
1.25:1)、(B5)上記(BI)におけると同様
にして、ただし1,4−ブタンジオール105重量部を
使用して得られるTPU(NCOインデックス125に
対応してNCO対OH基割合1.25:1)、(B6)
上記(BII)におけると同様にして、ただし1,4−
ブタンジオール94重量部を使用して得られるTPU
(NCOインデックス135に対応して、NCO対OH
基割合1.35:1)、(B7)上記(BIII)にお
けると同様にして、ただし1,4−ブタンジオール96
重量部を使用して得られるTPU(NCOインデックス
116に対応して、NCO対OH基割合1.16:
1)。
【0054】対比例IからIIIおよび実施例1から9 (処理例1)本発明によるTPU/PES3ブロック重
付加物、対照生成物としてのTPU/PESブレンドを
製造するため、PESおよびTPUの顆粒を23℃にお
いて充分に混合し、この混合物を2軸押出機に導入し、
220℃から240℃において溶融させ、滞留時間2か
ら8分で反応させ、次いで水浴中に押出した。
【0055】顆粒化し、乾燥した後、TPU/PES3
ブロック重付加物、TPU/PESブレンドを、射出成
形装置により、硬度に応じて210から235℃の温度
で成形し、得られたテスト試料を後処理することなく、
DIN53479による密度、DIN53504による
引張り強さ、DIN53504による破断時伸び、DI
N53515による引裂伝播強さおよびDIN5351
6による摩耗度の測定に付した。
【0056】引張り強さおよび破断時伸びについては、
130℃、150℃、170℃における循環走過炉中5
00時間高温貯蔵後における測定も行った。
【0057】(処理例2)本例処理は、上記処理例1に
おけると同様にして、ただし2軸押出機の代わりに1軸
押出機を使用して行った。
【0058】(処理例3)本例においてTPUはPES
の存在下に反応押出機において製造された。すなわち構
成分(Ba)、(Bb)および(Bc)は、2軸押出機
中において、NCO基のOH基に対する高い当量数割合
に対応する量で充分に混合され、反応せしめられた。高
いNCOインデックスを示す生成TPUは、2軸押出機
中の追加反応工程において、添加されたポリブチレンテ
レフタレートと反応せしめられ、3ブロック重付加物と
した。
【0059】使用されたPES(A)およびTPU
(B)の種類および量ならびにテスト試料につき測定さ
れた機械特性を以下の表IおよびIIに要約掲記する。
【0060】
【表1】
【0061】
【表2】
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年2月3日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項3
【補正方法】変更
【補正内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フリートヘルム、レーリッヒ ドイツ、49448、レムフエルデ、シュテル ティングシュトラーセ、10 (72)発明者 ゲールハルト、ビトナー ドイツ、49356、ディープホルツ、ローノ イファー、36 (72)発明者 フランク、ブラウン ドイツ、67063、ルートヴィヒスハーフェ ン、リートザウムシュトラーセ、53

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A) 少なくとも1種類の熱可塑性ポ
    リエステルと、(B)(Ba)有機ジイソシアネート
    を、(Bb)比較的高分子量のポリヒドロキシ化合物お
    よび(Bc)低分子量の連鎖延長剤と、115より大き
    いNCOインデックスの使用下に反応させて得られる少
    なくとも1種類の熱可塑性ポリウレタンエラストマーと
    を反応させることにより得られる、ポリウレタン/ポリ
    エステルの3ブロック重付加物。
  2. 【請求項2】 熱可塑性ポリウレタンエラストマー
    (B)が、熱可塑性ポリウレタン全重量に対して、0.
    5から4重量%の遊離NCO基含有分、0.75から5
    重量%の全NCO基含有分を含有する、請求項(1)に
    記載されたポリウレタン/ポリエステルの3ブロック重
    付加物。
  3. 【請求項3】 (A) 少なくとも1種類の熱可塑性ポ
    リエステルと、(B)(Ba)少なくとも1種類の有機
    ジイソシアネートを、(Bb)少なくとも1種類の比較
    的高分子量のポリヒドロキシ化合物および(Bc)少な
    くとも1種類の、400より小さい分子量を有する連鎖
    延長剤と、(Ba)のNCO基の(Bb)および(B
    c)のヒドロキシル基に対する割合を1.15:1.0
    より大きくなるようにして反応させることにより得られ
    る、ポリウレタン/ポリエステルの3ブロック重付加
    物。
  4. 【請求項4】 熱可塑性ポリウレタンエラストマー
    (B)が、熱可塑性ポリウレタン全重量に対して、0.
    5から4重量%の遊離NCO基含有分、0.75から5
    重量%の全NCO基含有分を含有する、請求項(3)に
    記載されたポリウレタン/ポリエステルの3ブロック重
    付加物。
  5. 【請求項5】 熱可塑性ポリウレタンエラストマー
    (B)が、(Ba)少なくとも1種類の芳香族ジイソシ
    アネートを、(Bb)少なくとも1種類の、500から
    8000の分子量を有する、実質的に2官能性ポリヒド
    ロキシ化合物および(Bc)少なくとも1種類の、60
    から300の分子量を有するジオールと、芳香族ジイソ
    シアネート(Ba)のNCO基の、化合物(Bb)およ
    び(Bc)における全ヒドロキシ基に対する当量数割合
    が1.16:1.0から1.35:1.0となるように
    して反応させることにより得られる、請求項(3)に記
    載されたポリウレタン/ポリエステルの3ブロック重付
    加物。
  6. 【請求項6】 熱可塑性ポリウレタンエラストマー
    (B)が、(Ba)ジフェニルメタン−4,4′−ジイ
    ソシアネートを、(Bb)アルキレン基が2から6個の
    炭素原子を有する、分子量500から6000のポリア
    ルキレングリコールポリアジペートあるいは分子量50
    0から3200のポリオキシテトラメチレングリコール
    および(Bc)1,4−ブタンジオールと、NCO基の
    OH基に対する当量数割合が1.15:1より大きくな
    るような量において反応させることにより得られる、請
    求項(3)に記載されたポリウレタン/ポリエステルの
    3ブロック重付加物。
  7. 【請求項7】 熱可塑性ポリエステル(A)が、25℃
    において、フェノール/1,2−ジクロロベンゼンの
    1:1(w/w)混合溶媒中、0.5重量%溶液で測定
    して0.8から1.8の相対粘度を有し、かつ芳香族ジ
    カルボン酸もしくはジカルボン酸誘導体と、アルキレン
    基が2から6個の炭素原子を有するアルカンジオールと
    の重縮合反応により得られる、請求項(1)あるいは
    (3)に記載されたポリウレタン/ポリエステルの3ブ
    ロック重付加物。
  8. 【請求項8】 熱可塑性ポリエステル(A)が、ポリエ
    チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートあ
    るいはこれらの混合物から成る、請求項(1)あるいは
    (3)に記載されたポリウレタン/ポリエステルの3ブ
    ロック重付加物。
  9. 【請求項9】 (A)少なくとも1種類の熱可塑性ポリ
    エステルと、 (B)(Ba)少なくとも1種類の有機ジイソシアネー
    トを、(Bb)少なくとも1種類の比較的高分子量のポ
    リヒドロキシ化合物および(Bc)少なくとも1種類の
    低分子量連鎖延長剤と、(Ba)のNCO基の(Bb)
    および(Bc)の全ヒドロキシ基に対する量割合が、
    1.15:1より多くなるように反応させて得られ、か
    つその総重量に対して、0.5から4重量%の遊離NC
    O基分および0.75から5重量%の全NCO基分を含
    有する、少なくとも1種類の熱可塑性ポリウレタンエラ
    ストマーとを、180から300℃の温度で反応させる
    ことにより、ポリウレタン/ポリエステルの3ブロック
    重付加物を製造する方法。
  10. 【請求項10】 請求項(1)から(8)のいずれかに
    記載されたポリウレタン/ポリエステルの3ブロック重
    付加物を押出成形体製造のために使用する方法。
  11. 【請求項11】 請求項(1)から(8)のいずれか
    に記載されたポリウレタン/ポリエステルの3ブロック
    重付加物を、型成形体製造のために使用する方法。
JP6296769A 1993-12-02 1994-11-30 熱安定性、高反発弾性、高耐摩耗性ポリウレタン/ポリエステル3ブロック重付加物、その製法およびその使用方法 Pending JPH0848742A (ja)

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Cited By (1)

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