JPH085944B2 - アゾ基含有ポリオレフィン系ポリウレタンの製造法 - Google Patents

アゾ基含有ポリオレフィン系ポリウレタンの製造法

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JPH085944B2
JPH085944B2 JP62296450A JP29645087A JPH085944B2 JP H085944 B2 JPH085944 B2 JP H085944B2 JP 62296450 A JP62296450 A JP 62296450A JP 29645087 A JP29645087 A JP 29645087A JP H085944 B2 JPH085944 B2 JP H085944B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高分子重合体主鎖中にアゾ基を含有するポリ
オレフィン系のポリウレタンの製造法に関する。
〔従来の技術〕
一般にアゾ化合物は熱により分解しラジカルを発生す
るので重合開始剤となる。易分解性のアゾ基を有するポ
リウレタンの合成法としてアゾ基を有するグリコール及
びポリオキシアルキレングリコールとジイソシアナート
化合物との反応により主鎖にアゾ基を含むポリウレタン
の製造法はAngew Makromol.Chem 1 92(1967)に記載さ
れている。
しかし上記文献においてはポリオレフィン系のポリウ
レタンに関する記載はない。
本発明者らは水酸基を有する炭化水素系重合体を用い
て高分子重合体主鎖中にアゾ基を含有するポリオレフィ
ン系のポリウレタンの製造について鋭意研究した結果本
発明に到達した。
〔発明の目的〕 即ち本発明の要旨は、分子主鎖中に1個のアゾ基を有
するアゾビスアルコール(A)、数平均分子量が500〜2
0,000で末端に少くとも1個の水酸基を有する主鎖の飽
和した又は部分的に飽和した炭化水素系重合体(B)、
ジイソシアナート化合物(C)とを有機溶媒中で付加重
合して得られるアゾ基含有ポリオレフィン系ポリウレタ
ンの製造法である。
〔発明の構成〕
本発明に用いる分子主鎖中に1個のアゾ基を有するア
ゾビスアルコール(A)としては 一般式 (ここでR1、R2は水素、低級アルキル基、ニトリル基、
または芳香族基を示し、xは0〜15の整数を示す) で表わされるものである。
例えば などである。
また一般式 (ここでR1、R2、及びxは前記と同義) 例えば など また一般式 (ここでR1、R2は前記と同義、Aは低級アルキレン基を
表わす。) 例えば などが挙げられる。
本発明で使用される水酸基含有飽和炭化水素系重合体
(B)は末端に少くとも1個の水酸基を有するものであ
る。1分子当りの水酸基数は、好ましくは1〜2.5のも
ので数平均分子量が500〜20,000であり、常温で液状も
しくはワックス状のものが使用される。
このような水酸基含有飽和炭化水素系重合体としては
種々のものがあげられるが、例えばヒドロキシジエン系
共重合体を公知の方法で水添したもの、イソブチレン−
ジエン系モノマー共重合体の酸化分解還元生成物、α−
オレフィン(たとえばエチレン、プロピレンなど)−非
共役ジェン(又は共役ジェン)共重合体の酸化分解還元
生成物などが挙げられる。
このうち、特に、ヒドロキシジエン系重合体の水素添
加物が好ましい。
しかして、ヒドロキシジエン系重合体は、共役ジエン
または共役ジエンとビニルモノマーを原料として周知の
方法、例えばラジカル重合法、アニオン重合法などによ
って製造される。ラジカル重合による場合、過酸化水素
を重合開始剤として重合すれば直接末端に水酸基を有す
る共役ジエン系ポリマーまたはコポリマーが得られる
が、アニオン重合による場合、まずアニオン重合触媒を
用いて末端にアルカリ金属が結合した構造のリビングポ
リマーを製造し、次いでモノエポキシ化合物、ホルムア
ルデヒド等を反応させる。原料共役ジエンとしては、イ
ソブチレン、クロロプレン等も使用しうるが、1,3−ブ
タジエンが好ましい。共重合成分としては、スチレン、
アクリロニトリル、メチル(メタ)アクリレート、酢酸
ビニル等のビニルモノマーが挙げられる。共重合成分の
使用量は総モノマー量の30重量%以下が好ましい。
また、ポリヒドロキシジエン系重合体の水素添加物を
製造する際の水素添加は、ニッケル、コバルト、白金、
パラジウム、ルテニウム、ロジウム等の触媒を単独であ
るいは担体に担持して用いて、常法により、水素下にお
いて実施すればよい。
水酸基を有する炭化水素系ポリマーのその他の製法と
しては、α−オレフィンと他のモノマーとの共重合を酸
化分解処理し、次いで還元する方法が挙げられる。例え
ばイソブチレンとブタジエンまたは1,3−ペンタジエン
をカチオン重合させて得られるブチルゴム系の重合体を
オゾン分解処理し、次いでリチウムアルミニウムハイド
ライドで還元すればヒドロキシポリイソブチレンがえら
れる。
なお、本発明に於てヒドロキシ飽和炭化水素系重合体
の一部を他のポリオールで置き替えることもできる。他
のポリオールの例としては、ポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコ
ール、等のポリアルキレングリコール、ポリカプロラク
トングリコール、ヒマシ油系ポリオール等のポリエステ
ルポリオール、エチレングリコール、2エチル−1,3−
ヘキサンジオール等の低級ポリオール、ポリヒドロキシ
ブタジエンポリオール等が挙げられる。置換し得る量は
ヒドロキシ炭化水素系重合体の0〜50重量%である。こ
の範囲を越えるとヒドロキシ飽和炭化水素系重合体の特
徴であるところの耐加水分解性、耐候性、耐熱性及び電
気特性等が劣るため好ましくない。
次に、本発明において使用されるジイソシアナート化
合物(C)としては、ヘキサメチレンジイソシアナー
ト、トリレンジイソシアナート、ジフエニルメタンジイ
ソシアナート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアナー
ト、イソホロンジイソシアナート等が挙げられる。
また本発明で使用される有機溶媒は、その溶解度係数
8(〔J/m31/2・10-3)が17〜25の範囲のものが好適
に使用される。
このような溶媒としては、トルエン、キシレン、テト
ラハイドロフラン、クロロホルム、シクロヘキサノン、
1,4−ジオキサン、ニトロベンゼン、エチレングリコー
ルジアセテート、アセトフエノンなどがあげられる。
(なお溶解度係数(〔J/m31/2・10-3)の詳細につ
いては「ポリマーハンドブック」Second Edition,John
Wiley&Sons Inc.1975年刊、337〜359頁に記載されてい
る)。この範囲外の有機溶媒を用いると、使用する化合
物によっては反応がうまく進まないことがある。これら
の溶媒は単独および混合溶媒で使用することもできる。
また、溶解性を損なわない程度に前記範囲外の溶媒を併
用することも出来る。
本発明で付加重合はアゾビスアルコールのアゾ基が実
質的に分解しない程度の温度である。勿論一部分のアゾ
基が分解しても本発明の障害にならない。一般に0℃〜
60℃で好適に実施される。又必要に応じジブチル錫ジラ
ウレート、ジブチル錫ジ(2−エチルヘキソエート)、
トリエチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミ
ン、N−メチルモルホリンなどのウレタン化触媒を用い
ることもできる。
本発明ではアゾビスアルコール(A)、ヒドロキシ炭
化水素系重合体(B)、及びジイソシアナート(C)を
同時に仕込んで有機溶媒中に重合することもできるが、
一般にはアゾビスアルコール(A)又はヒドロキシ炭化
水素系重合体(B)とジイソシアナート(C)とを予め
反応させイソシアナートプレポリマーとした後ヒドロキ
シ炭化水素系重合体(B)又はアゾビスアルコールと反
応させるのが好ましい。
本発明のアゾ基含有ポリオレフィン系ポリウレタンの
数平均分子量は2,000〜100万のものである。
本発明のアゾ基含有ポリオレフィン系ポリウレタン重
合体は種々のブロック共重合体を製造するための高分子
重合開始剤として有用である。
〔実施例〕
以下実施例により具体的に説明する。
実施例1 300ml四ツ口フラスコにポリエーテル HA(三菱化成
工業社製ポリオレフィン系ポリオール:数平均分子量2,
000、水酸基当量0.904meq/g)100g、シクロヘキサノン
(δ20.3)76gを入れ室温で攪拌下に溶解し、均一溶液
とした。この溶液に、ジフエニルメタンジイソシアナー
ト(MDI)13.56gを加え、攪拌混合した後、ジブチル錫
ジラウレート(DBTL)0.042gを加え、室温で4時間反応
した。500ml四ツ口フラスコを用いこの反応液189.27g
に、2,2′−アゾビズ(2−シアノプロパノール)1.774
gをシクロヘキサノン220gに溶解した溶液とDBTL0.0178g
を加え室温で23時間反応した。
この反応液の一部をメタノール中に投入して析出、洗
浄し、室温で24時間真空乾燥して、ゴム状の重合体を得
た。
固形分から求めた重合率は100%であった。このゴム
状ポリマーのIRスペクトルでは1650cm-1にウレタン結
合、2900cm-1にメチレン結合に基ずく吸収が認められ
た。又その元素分析値は C H N 分析値(%)82.51 12.91 1.51 計算値(%)82.03 13.11 1.52 であった。
又、GPC(島津製作所製LC6A、カラム;HSG−15H、20
H、40H、溶媒テトラハイドロフラン)より求めた数平均
分子量(ポリスチレン換算)は約50万であった。
また、クロロホルム溶液(5重量%)で測定したUV吸
収スペクトルでは350nmに、アゾ基に基ずく吸収(16.1
9)があり、アゾ基の濃度は1.85mmol/lであった。
反応時の仕込み値からのアゾ基濃度の計算値は1.76mm
ol/lであった。
また、100℃で3.5時間、更に140℃で2.5時間熱処理し
アゾ基を分解した後も元素分析値は C H N 分析値(%)82.99 13.53 1.29 計算値(%)82.87 12.98 1.32 であり、GPCより求めた数平均分子量は約半分になっ
た。
また熱処理前のポリマーの示差熱分析(DSC)では120
〜140℃にブロードな発熱ピークが認められたが上記熱
処理したものにはなかった。原料の2,2′−アゾビス
(2−シアノプロパノール)のDSCでは125℃に発熱ピー
クが認められた。
実施例2 300ml四ツ口フラスコにポリエーテル HA30g、シクロ
ヘイサノン60gを入れ、均一溶液とした後、トルエンジ
イソシアナート(TDI)2.832gとDBTL0.02gを加え、室温
で24時間反応した。次いで2,2′−アゾビス〔2−メチ
ル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド〕
0.7612gとDBTL0.02gをシクロヘキサノン100gに溶解した
溶液を加え30℃で24時間反応した。
この反応液の一部をメタノール中に投入して析出、洗
浄し室温で24時間真空乾燥してゴム状の重合体を得た。
固形分から求めた重合率はほぼ100%であった。この
ポリマーのIRスペクトルでは1650cm-1にウレタン結合、
2900cm-1にメチレン結合に基ずく吸収が認められた。
元素分析値は C H N 分析値(%)82.01 12.98 1.77 計算値(%)81.81 13.22 1.81 であった。また、このもののDSCでは130〜170℃のブロ
ードな発熱ピークが認められた。出発原料の2,2′−ア
ゾビス〔2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プ
ロピオンアミド〕のDSCは140℃で急激に分解することを
示した。
実施例3 500ml四ツ口フラスコにポリテール HA100g、テトラ
ハイドロフラン(THF,δ18.6)80g及びMDI16.95gを加え
室温で24時間反応した。この反応液に2,2′−アゾビス
(2−シアノペンタノール)4.44gをTHF200gに溶解した
溶液を加えた後DBTL0.05gを加えて室温で24時間反応し
た。
この反応部の一部をメタノールで析出、洗浄して得た
乾燥ポリマーはゴム状の重合体であり、重合率はほぼ10
0%であった。IRスペクトルでは1650cm-1にウレタン結
合、2900cm-1にメチレン結合に基ずく吸収が認められ
た。又元素分析値は C H N 分析値(%)81.95 12.52 2.33 計算値(%)81.76 12.61 2.38 であった。
又、数平均分子量(GPC)は約44万であった。DSCでは
120〜140℃にブロードな発熱ピークが認められた。出発
原料の2,2′−アゾビス(2−シアノペンタノール)のD
SCは125℃に発熱ピークがあった。
実施例4 300ml四ツ口フラスコにポリテール HA20g、アセトフ
ェノン(δ21.7)20g及びMDI3.5gを加え80℃で2時間反
応したのち、2,2′−アゾビス(2−シアノペンタノー
ル)0.8gを含むTHF溶液50gを加え更にDBTL0.01gを加え
て室温で8時間反応したところで大量のメタノール中に
投入してポリマーを析出し洗浄、乾燥した。重合率はほ
ぼ100%であった。
IRよりウレタン結合及びメチレン結合の存在を確認し
た。数平均分子量は約1.5万であった。
DSCでは120〜140℃にブロードな発熱ピークが認めら
れた。
実施例5 実施例3において溶媒としてTHFの代りにトルエン
(δ18.2)を用いた以外は実施例3と全く同様にして重
合し重合率ほぼ100%でゴム状の重合体を得た。IRスペ
クトルでウレタン結合及びメチレン結合を確認した。GP
Cによる数平均分子量は70万であった。DSCで120〜140℃
に発熱ピークが認められた。
実施例6 実施例1において溶媒としてシクロヘキサノンの代り
にN−メチル−2−ピロリドン(δ23.1)とトルエン
(50/50重量比)混合溶媒を用いた以外は実施例1と全
く同様にして重合し重合率100%でゴム状の重合体を得
た。IRスペクトルでウレタン結合及びメチレン結合を確
認した。数平均分子量は約12万であった。DSCで120〜14
0℃に発熱吸収があった。
参考例1 300ml四ツ口フラスコに、実施例1で得た重合溶液27.
9gとスチレン42gを仕込み75℃で5時間、130℃で1時間
重合した。重合液を大量のメタノール中に投入しポリマ
ーを析出し、洗浄、乾燥して、26.8gのポリマーを得
た。スチレンの重合率は65%であった。
〔発明の効果〕
以上のように本発明方法により得られたアゾ基含有ポ
リオレフィン系ポリウレタンはブロック共重合体を製造
するための開始剤として好適に用いられ、ブロック共重
合体は導入されるモノマーによって種々のポリオレフィ
ン改質剤となり得る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】分子主鎖中に1個のアゾ基を有するアゾビ
    スアルコール(A)、数平均分子量が500〜20,000で末
    端に少くとも1個の水酸基を有する主鎖の飽和した又は
    部分的に飽和した炭化水素系重合体(B)及びジイソシ
    アナート化合物(C)を有機溶媒中で付加重合すること
    を特徴とするアゾ基含有ポリオレフィン系ポリウレタン
    の製造法。
  2. 【請求項2】有機溶媒の溶解度係数が17〜25(〔J/m3
    1/2・10-3)の範囲である特許請求の範囲第1項記載の
    製造法
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