JPH10259223A - 機械的強度の優れた熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法 - Google Patents

機械的強度の優れた熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法

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JPH10259223A
JPH10259223A JP9103781A JP10378197A JPH10259223A JP H10259223 A JPH10259223 A JP H10259223A JP 9103781 A JP9103781 A JP 9103781A JP 10378197 A JP10378197 A JP 10378197A JP H10259223 A JPH10259223 A JP H10259223A
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JP
Japan
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tpu
aminophenol
thermoplastic polyurethane
mechanical strength
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JP9103781A
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Inventor
Tatsuya Hayashi
林  達也
Akio Kikuchi
章夫 菊池
Koji Kanetani
紘二 金谷
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NIPPON MIRACTRAN KK
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NIPPON MIRACTRAN KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的強度の優れた熱可塑性ポリウレタン樹
脂の製造方法を提供する。 【解決手段】 ポリオール、鎖延長剤及びポリイソシア
ネートからなる熱可塑性ポリウレタン樹脂において、鎖
延長剤の一部に、アミノフェノールを鎖延長剤に対して
0.5〜30モル%加え、反応させることを特徴とす
る、機械的強度の優れた熱可塑性ポリウレタン樹脂の製
造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械的強度の優れ
た熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、熱可塑性ポリウレタン樹脂(以
下、TPUと略)の機械的強度を改善する最も一般的な
方法としては、TPUの製造時、ポリイソシアネートを
過剰に配合する方法が知られていた。これは、ポリウレ
タン鎖に少量のイソシアネート(NCO)基を含有さ
せ、加熱によりアロファネート結合などの架橋反応を起
こさせたり、あるいは空気中の水分と反応させてウレア
結合あるいはビュウレット結合を起こさせたりすること
により機械的強度を改善してきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
NCOを過剰に配合する方法には、機械的強度にばらつ
きが見られたり、TPUの溶融粘度にばらつきが生じた
りするなど安定な商品が生産できないという問題点があ
った。これは、NCO基と空気中などの水分との反応が
いろいろな条件により大きく影響を受け、その結果生じ
る化学結合あるいは生成物が多岐に渡るためであると推
察される。本発明は、ばらつきの多い従来のTPU製造
方法を改良し、安定した優れた機械的強度を有するTP
Uの製造方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な従来の問題点を解決するため鋭意検討した結果、TP
Uを製造する際、アミノフェノールを加えて反応させる
ことによって、優れた機械的強度を有する成形物を得る
ことができることを見いだし本発明を完成するに至っ
た。すなわち本発明により、ポリオール、鎖延長剤及び
ポリイソシアネートからなる熱可塑性ポリウレタン樹脂
において、鎖延長剤の一部に、アミノフェノールを鎖延
長剤に対して0.5〜30モル%加え、反応させること
を特徴とする、機械的強度の優れた熱可塑性ポリウレタ
ン樹脂の製造方法が提供される。
【0005】本発明に用いられるポリオールとしては、
通常ポリイソシアネートの反応相手に用いられる末端に
水酸基を有する分子量400〜10000のポリエーテ
ル類、ポリエステル類、ポリエステルアミド類、ポリエ
ーテルエステル類、ポリカーボネート類などを挙げるこ
とができる。ポリエーテル類としては、例えばテトラヒ
ドロフラン、プロピレンオキシド及びエチレンオキシド
の重合生成物、あるいはこれらの共重合生成物、または
ポリエーテルのビニル単量体によるグラフト重合体など
を挙げることができる。ポリエステル類及びポリエステ
ルアミド類としては、多価アルコール類と多価カルボン
酸とから、場合によりジアミンまたはアミノアルコール
類を併用して、縮合反応により得られるものが挙げられ
る。多価アルコール類としては、例えば、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、ブチレングリコール、
ヘキサメチレングリコール、2−メチルプロパンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、3−メチルペンタンジオ
ール、2−メチルオクタンジオール、1,9ノナンジオ
ール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、トリ
メチロールプロパンなどがある。多価カルボン酸類とし
ては、例えば、琥珀酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイ
マー酸、水添ダイマー酸、フタル酸、フタル酸アルキル
エステル類、トリメット酸、マレイン酸、フマール酸、
イタコン酸などがある。また、ブチロラクトン、バレロ
ラクトン、カプロラクトンなどの環状エステル類の開環
重合によって得られるものも挙げられる。ポリエーテル
エステル類は、上記ポリエステル類を得る際の縮合反応
時使用する多価アルコール類の一部あるいは全部にポリ
エーテル類を用いるほかはポリエステル類と同じように
して得られるものが挙げられる。ポリカーボネート類と
しては、1,6ヘキサンジオール、1,4シクロヘキサ
ンジメタノールなどのジオール類と、ジアルキルカーボ
ネート、ジアリールカーボネートあるいはエチレンカー
ボネートのような環状カーボネートとのエステル交換反
応によって得られるものが挙げられる。
【0006】本発明に用いられる鎖延長剤としては、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、1,4ブタンジオール、1,6ヘキサンジ
オール、1,9ノナンジオール、ビス−βヒドロキシエ
トキシベンゼン、3−メチル−1,5ペンタンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、N−フェニルジイソプロ
パノールアミン、モノエタノールアミンなどが挙げられ
る。
【0007】本発明に用いられるポリイソシアネートと
しては、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソ
シアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチ
ルキシリレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシア
ネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど及びこ
れらの異性体からなる芳香族ジイソシアネート、1,6
−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,12−ドデカ
ンジイソシアネート、トリメチル−ヘキサメチレンジイ
ソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート、シクロヘ
キサ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、イソホロンジイソシアネート、水添キシ
リレンジイソシアネート、ノルボルナンージイソシアネ
ートメチルなどの脂環式ジイソシアネートなどを挙げる
ことができる。また、これらの化合物と活性水素基含有
化合物との反応によるイソシアネート基末端化合物、あ
るいは、これらの化合物の反応、例えばカルボジイミド
化反応などによるポリイソシアネート変成体なども挙げ
ることができる。また、メタノール、n−ブタノール、
ベンジルアルコール、アセト酢酸エチル、ε−カプロラ
クタム、メチルエチルケトンオキシム、フェノール、ク
レゾールなどの活性水素を分子内に1個有するブロック
剤で1部を安定化したポリイソシアネートも挙げること
ができる。
【0008】本発明に用いられるアミノフェノールに
は、o−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p
−アミノフェノールの異性体が含まれる。これらは単独
あるいは2種以上の混合物として用いることができる。
本発明ではアミノフェノール1分子中の活性水素モル数
を4〜5とした。
【0009】アミノフェノールの添加量は、鎖延長剤に
対し0.5〜30モル%が良い。特に1〜15モル%が
好ましい。0.5モル%未満の場合、機械的強度の著し
い改善が見られず、また30モル%を超える場合、溶融
粘度が上昇し成形性が低下するので好ましくない。
【0010】本発明のTPUは、ポリイソシアネート、
ポリオール、鎖延長剤及びアミノフェノールを、全活性
水素基モル数に対するポリイソシアネートのイソシアネ
ート基モル数の比(R値)を0.7〜1.3、好ましく
は0.9〜1.05になるように配合して製造される。
イソシアネート基過剰配合の場合は、TPU製造後に加
熱処理などによりイソシアネート基を残存させないよう
にする。鎖延長剤、アミノフェノールとポリオールは、
鎖延長剤とアミノフェノールの合計した活性水素基モル
数とポリオールの活性水素基モル数の比(R’値)が
0.1〜15になるように配合する。R’が0.1未満
の場合TPUに粘着性がでて取扱いにくくなるので好ま
しくない。15を超える場合、TPUが脆くなるので好
ましくない。
【0011】本発明のTPUの製造方法は、公知のTP
Uの製造方法例えば、ワンショット法、プレポリマー
法、バッチ反応法、連続反応法、ニーダーによる方法、
押出し機による方法などの方法が採用できる。例えば、
ニーダーによる方法では、ニーダーにポリオール、鎖延
長剤、アミノフェノールを仕込み、80℃に加温後、ポ
リイソシアネートを投入し、10〜60分反応させ、冷
却することにより粉末状またはブロック状のTPUを製
造することができる。これらの粉末状またはブロック状
の樹脂は、必要に応じ押出し機などによりペレット状に
する。製造に用いる装置は、多成分計量混合機などを連
結したニーダー、一軸あるいは多軸押出し機などが使用
できる。
【0012】本発明のTPUを製造する際、必要に応じ
触媒を添加することができる。使用できる触媒は、例え
ば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、Nメチ
ルイミダゾール、N−エチルモルホリン、1,8−ジア
ザビシクロ,5,4,0ウンデセン−7(DBU)など
のアミン類、酢酸カリ、スタナスオクトエート、ジブチ
ルチンジラウレートなどの有機金属類、トリブチルフォ
スフィン、ホスフォレン、ホスフォレンオキサイドなど
のリン系化合物である。
【0013】本発明によって得られるTPUは、必要に
応じ他の樹脂を添加することができる。使用できる樹脂
は、例えば、ABS樹脂、SAN樹脂、塩化ビニル樹
脂、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアセタール、
ポリアミド、ポリエステル、ポリエステルエーテル、ポ
リカーボネート、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、フェノー
ル樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂などである。これら
の樹脂は本発明のTPU100重量部に対し1〜50重
量部添加することができる。
【0014】本発明によって得られるTPUは、必要に
応じ他の物質を添加することができる。添加できる物質
は、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐熱向上剤、
可塑剤、滑剤、帯電防止剤、導電付与剤、着色剤、無機
及び有機充填剤、繊維系補強材、艶消し剤、加水分解防
止剤、反応遅延剤などである。
【0015】本発明のTPUは、一般に用いられている
熱可塑性ポリウレタン樹脂の成形方法および成形条件が
全て適用される。例えば、押出し成形、射出成形、吹込
成形、カレンダー加工、ロール加工、プレス加工、遠心
成形、回転成形などの成形方法によって成形される。
【0016】
【実施例】本発明について、実施例及び比較例によりさ
らに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定
されるものではない。実施例及び比較例において、
「部」は全て「重量部」を意味する。
【0017】実施例1 撹拌機のついた反応容器に、ポリオールとしてエーテル
系ポリオール(保土ケ谷化学製PTG1000、水酸価
112mgKOH/g)100部、鎖延長剤として1,
4ブタンジオール(1.4BG)8.8部及びP−アミ
ノフェノール(分子量109)0.11部(1,4Bに
対して1モル%になるように)加え均一に混合し、10
0℃に調整後4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート(MDI)50部(R値1.00)加えウレタン化
反応を行った。反応物が90℃になったところでバット
に流し込みバット上で固化させた。得られた固化物を8
0℃の電気炉で24時間熟成させ、固化物の残存イソシ
アネート(残NCO)が消費されたことを確認したのち
固化物を粉砕し、本発明のTPU159部を得た。得ら
れたTPUを熱プレスを用い成形温度210〜230
℃、成形圧力100kgf/cmの条件で0.4〜
0.5mm厚のシートを成形する。このシートを室温で
16時間放置後、引張試験を行った。その結果を表1に
示す。 〔引張試験方法〕JIS−K7311に準拠し、JIS
3号ダンベル、引張り速度500mm/min.で行
う。 〔残NCOの測定方法〕FI−IR(フーリエ変換赤外
分光光度計)の吸光度スペクトルから、NCO基吸収波
数2270cm−1の吸光度とフェニル基吸収波数16
00cm−1の吸光度の吸光度比から求める。
【0018】実施例2 実施例1において、P−アミノフェノールが1,4Bに
対して5モル%になるように配合して実施した。具体的
な配合量としては、PTG1000を100部、1,4
BG8.2部及びP−アミノフェノール0.52部、M
DI50部(R値1.00)である。このようにして本
発明のTPUを159部得た。得られたTPUを実施例
1と同じ方法で処理し試験を行った。その結果を表1に
示す。
【0019】実施例3 実施例1において、P−アミノフェノールが1.4Bに
対して10モル%になるように配合して実施した。具体
的な配合量としては、PTG1000を100部、1,
4BG7.5部及びP−アミノフェノール0.91部、
MDI50部(R値1.00)である。このようにして
本発明のTPUを158部得た。得られたTPUを実施
例1と同じ方法で処理し試験を行った。その結果を表1
に示す。
【0020】実施例4 実施例1において、P−アミノフェノールが1,4Bに
対して20モル%になるように配合して実施した。具体
的な配合量としては、PTG1000を100部、1,
4BG6.4部及びP−アミノフェノール1.6部、M
DI50部(R値1.00)である。このようにして本
発明のTPUを158部得た。得られたTPUを実施例
1と同じ方法で処理し試験を行った。その結果を表1に
示す。
【0021】比較例1 実施例1において、PTG1000、BG、MDIだけ
で、R値が1.07、R’が1.00になるように調整
して実施した。固化物の熱処理条件が実施例1と同じ条
件では残NCOが消費しきれず、完全に消費されるまで
さらに室温で約10日間放置した。このようにして得ら
れたTPUを実施例1と同じ方法で処理し試験を行っ
た。その結果を表1に示す。
【0022】実施例5 実施例1において、ポリオールにカプロラクトン系ポリ
オール(ダイセル化学製PL220(水酸価56mgK
OH/g)用い、P−アミノフェノールが1,4Bに対
して10モル%になるように配合して実施した。この時
のR値は1.00、R’値は3.0である。具体的な配
合量としては、PL220を100部、1,4BG1
1.3部、P−アミノフェノール1.4部、MDIは5
0部である。このようにして本発明のTPUを163部
得た。得られたTPUを実施例1と同じ方法で処理し試
験を行った。その結果を表2に示す。
【0023】実施例6 実施例5において、P−アミノフェノールのかわりにこ
の異性体であるm−アミノフェノールを用いて実施し
た。得られたTPUを実施例1と同じ方法で処理し試験
を行った。その結果を表2に示す。
【0024】実施例7 実施例5において、R値が0.95になるように調整し
て実施した。具体的な配合量としては、PL220を1
00部、1,4BG11.3部、P−アミノフェノール
1.4部、MDIは47.5部である。このようにして
本発明のTPUを160部得た。得られたTPUを実施
例1と同じ方法で処理し試験を行った。その結果を表2
に示す。
【0025】比較例2 実施例5と同じ方法で、PL220、BG、MDIだけ
で、R値が1.07、R’が3.0になるように配合し
て実施した。固化物の熱処理条件が実施例1と同じ条件
では残NC0が消費しきれず、完全に消費されるまでさ
らに室温で約10日間放置した。このようにして得られ
たTPUを実施例1と同じ方法で処理し試験を行った。
その結果を表2に示す。
【0026】
【発明の効果】本発明の方法によって得られたTPU
は、優れた機械的強度がある。さらに圧縮永久歪み、永
久伸び、耐熱性、耐熱水性、耐薬品性、耐油性、耐摩耗
性などの諸特性も改良される。
【0027】本発明のTPUは、例えば高圧ホース、医
療用チューブ、油・空圧チューブ、燃料チューブ、塗装
用ホース、消防用ホースなどの各種ホース・チューブ
類、コンベアベルト、エアーマット、ダイヤフラム、キ
ーボードシート、合成皮革、ライフジャケット、ウエッ
トスーツ、ホットメルトフィルムなど各種フィルム類、
電力・通信ケーブル、コンピュータ配線、自動車配線、
カールコードなどの各種電線・ケーブル類、各種ロープ
類、各種駆動ベルト類、スリップ止めなど各種異型押出
成形品、また射出成形関係では、ボールジョイント、ダ
ストカバー、ペダルストッパー、ドアロックストライカ
ー、ブッシュ、スプリングカバー、軸受け、防振部品、
などの自動車部品、各種ギヤ、シール・パッキン、コネ
クター、ラバースクリーン、印字ドラムなどの機械部
品、スポーツシューズのソール及びポイント、婦人靴ト
ップリフトなどの靴関連部品、ローラー、キャスター、
グリップ、スノーチェーンなど、さらに、溶剤に溶解し
て接着剤、塗料などにも有効に使用することができる。
【表1】
【表2】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリオール、鎖延長剤及びポリイソシア
    ネートからなる熱可塑性ポリウレタン樹脂において、鎖
    延長剤の一部に、アミノフェノールを鎖延長剤に対して
    0.5〜30モル%加え、反応させることを特徴とす
    る、機械的特性の優れた熱可塑性ポリウレタン樹脂の製
    造方法。
JP9103781A 1997-03-18 1997-03-18 機械的強度の優れた熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法 Pending JPH10259223A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110734534A (zh) * 2019-10-31 2020-01-31 广州同欣康体设备有限公司 透明运动面层及其制备方法、运动铺材

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