JPH10273514A - 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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JPH10273514A
JPH10273514A JP9079760A JP7976097A JPH10273514A JP H10273514 A JPH10273514 A JP H10273514A JP 9079760 A JP9079760 A JP 9079760A JP 7976097 A JP7976097 A JP 7976097A JP H10273514 A JPH10273514 A JP H10273514A
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diol
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polycarbonate diol
reaction
polyurethane resin
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Application number
JP9079760A
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English (en)
Inventor
Hidemasa Okamoto
秀正 岡本
Masaru Kunimura
勝 国村
Tsutomu Funakoshi
勉 船越
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、機械的強度、耐熱性、耐加水分解
性、耐寒性、耐候性などの物性バランスに優れ、フィル
ム、ホース、チューブ、接着剤および機械部品、自動車
部品などの各種成形品に好適なポリウレタン樹脂を効率
よく製造する方法を提供するものである。 【解決手段】 本発明は、脂肪族ポリカーボネートジオ
ールと炭素数36のダイマージオールとのエステル交換
反応によって得られる、主鎖の両末端に水酸基を有する
とともに長鎖アルキル側鎖を有するダイマージオール変
性ポリカーボネートジオール、有機ジイソシアネート
(硬化剤)およびイソシアネート基と反応する水素原子
を少なくとも2個有する低分子量化合物(鎖伸長剤)を
特定の割合で配合してなるポリウレタン樹脂を、イソシ
ナネート基に対して不活性な有機溶剤の存在下または非
存在下に、ポリウレタン化反応させることを特徴とする
ポリウレタン樹脂の製造法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特定のポリカーボ
ネートジオールを用いたポリウレタン樹脂の製造法に関
する。さらに詳しくは、脂肪族ポリカーボネートジオー
ルと炭素数36のダイマージオールとのエステル交換反
応により製造される特定のポリカーボネートジオール
と、有機ジイソシアネートと鎖伸長剤とからなるポリウ
レタン樹脂組成物をポリウレタン化することからなる、
機械的強度、耐加水分解性、耐寒性、耐候性などの物性
バランスに優れたポリウレタン樹脂の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】高分子量の線状ジヒドロキシ化合物、有
機ジイソシアネートおよび必要に応じ鎖伸長剤、すなわ
ち、イソシアネート基と反応する水素原子を少なくとも
2個有する低分子量化合物からなるポリウレタン樹脂組
成物は、よく知られている。この場合、高分子量の線状
ジヒドロキシ化合物としては、主としてヒドロキシル基
を有するジカルボン酸ポリエステル、一般にアジピン酸
ポリエステルが使用されている。アジピン酸ポリエステ
ルから得られるポリウレタン樹脂(特開平2−1608
20号公報および特公平5−88757号公報など参
照)は、一般に優れた機械的性質を有するが、アジピン
酸ポリエステル中に存在するグリコール成分によって多
少の差はあるものの耐加水分解性に劣る欠点を有する。
アジピン酸ポリエステルに代えてカプロラクトンの開環
重合体が使用されたポリウレタン樹脂も提供されている
(特開昭60−219215号公報、特開昭61−47
17号公報および特公平5−51008号公報など参
照)が、耐加水分解性に若干の改善が見られるものの十
分満足し得るものではない。
【0003】また、ポリウレタン樹脂の耐加水分解性を
改善するためにヒドロキシル基を有するポリエーテル、
一般にテトラヒドロフランを開環重合したポリテトラメ
チレンエ−テルジオールが高分子量の線状ジヒドロキシ
化合物として使用されている(特開平5−214063
号公報、特開平6−128525号公報および特公平5
−24934号公報など参照)。しかしながら、このポ
リテトラメチレンエーテルジオール型ポリウレタン樹脂
は、機械的強度、耐熱性、耐磨耗性に劣る欠点がある。
そこで、ポリウレタン樹脂の機械的強度を保持しなが
ら、耐加水分解性を改善するために、例えばヒドロキシ
ル基を有する1,6−ヘキサンジオール型ポリカーボネ
ートを高分子量の線状ジヒドロキシ化合物として使用す
ることが提案されている(特公昭62−60989号公
報および特公平4−32736号公報など参照)が、こ
のポリウレタン樹脂は、耐寒性に劣る欠点を有する。
【0004】一方、最近、不飽和脂肪酸の二量体を水素
化して得られる水添ダイマー酸と脂肪族、脂環族または
芳香族ジオールとを、あるいは、水添ダイマー酸をさら
に水素化して得られるダイマージオールと水添ダイマー
酸、アジピン酸、テレフタル酸などのジカルボン酸とを
エステル化してなるポリエステルポリオール、ジイソシ
アネート化合物、および鎖伸長剤としての低級ジオール
からなるポリウレタン樹脂組成物が幾つか提案されてお
り、さらに、これらの提案において、水添ダイマー酸と
して炭素数36のものが使用されることも記載されてい
る(特開平3−277680号公報、特開平4−145
118号公報、特開平6−329751号公報および特
開平8−109236号公報など参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平3−277680号公報、特開平4−145118
号公報、特開平6−329751号公報、特開平8−1
09236号公報などに提案されている、水添ダイマー
酸やダイマージオールなどから得られるポリエステルポ
リオール、ジイソシアネート化合物および鎖伸長剤から
なるポリウレタン樹脂は、例えば前述したようなヒドロ
キシル基を有するアジピン酸ポリエステルから得られる
ポリウレタン樹脂など、従来のポリエステルポリオール
系ポリウレタン樹脂の短所であった耐加水分解性につい
てかなり改善されてはいるものの十分満足のいくものと
は言えず、耐水性が要求されるホース、チューブ、車
輪、靴底、電線被覆などの用途には適性が今一歩であっ
た。
【0006】したがって、本発明は、このような従来技
術における欠点を改善し、機械的強度、耐熱性、耐加水
分解性、耐寒性、耐候性などの物性バランスにも優れた
ポリウレタン樹脂の製造法を提供することを目的とする
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
ポリヒドロキシ化合物、有機ジイソシアネートおよび必
要に応じ鎖伸長剤としてイソシアネート基と反応する水
素原子を少なくとも2個有する低分子量化合物からなる
ポリウレタン樹脂組成物の製造法において、ポリヒドロ
キシ化合物として、ヒドロキシル基を有するポリエステ
ルやヒドロキシル基を有するポリエーテルに比べ一般に
耐加水分解性、耐熱性、耐候性などに優れると言われる
ポリカーボネートジオールを用いた場合について鋭意研
究を重ねた結果、炭素数36のダイマージオールをジア
ルキルカーボネート、ジアリールカーボネートまたはア
ルキレンカーボネートなどのカーボネート化合物とエス
テル交換反応させて得られる特定のポリカーボネートジ
オールを用いることによって、前記課題を解決し得るこ
とを見い出し、既に出願した(特願平9−61161
号)。
【0008】この点に関し、さらに研究を続けたとこ
ろ、ポリヒドロキシ化合物として、鎖状または環状脂肪
族ジオールをジアルキルカーボネート、ジアリールカー
ボネートまたはアルキレンカーボネートなどのカーボネ
ート化合物とエステル交換反応および縮合反応させるこ
とにより得られる、ヒドロキシル基を有する脂肪族ポリ
カーボネートジオールを、上記炭素数36のダイマージ
オールとエステル交換反応せしめて製造される特定のダ
イマージオール変性ポリカーボネートジオールを用いる
ことによっても前記課題を解決し得ることを見い出し、
本発明を完成するに至ったのである。
【0009】すなわち、本発明は、下記一般式(I)
【0010】
【化8】 (ただし、一般式(I)中、R1 は、アルキル基または
シクロアルキル基であり、R2 は、下記一般式(II)
【0011】
【化9】 (一般式(II)中、R3 およびR4 はいずれもアルキル
基であり、かつR3 およびR4 に含まれる各炭素数なら
びにpおよびqの合計は30である)で示されるジオー
ル残基、または、下記一般式(III)
【0012】
【化10】 (一般式(III)中、R5 およびR6 はいずれもアルキル
基であり、かつR5 およびR6 に含まれる各炭素数なら
びにrおよびsの合計は34である)で示されるジオー
ル残基であって、両ジオール残基は、前記一般式(II)
で示されるジオール残基:前記一般式(III)で示される
ジオール残基=70:30〜80:20のモル比で存在
し、mは、1以上100以下の整数であり、nは、1以
上50以下の整数であり、かつ、mとnの比は、0.1
≦m/n≦10である)で示される反復構造単位(A)
と、下記一般式(IV)
【0013】
【化11】 (ただし、一般式(IV)中、R7 はアルキル基またはシ
クロアルキル基である)で示される反復構造単位(B)
がランダムに繰り返される構造を持ち、かつ、モル比で
表わされる前記反復構造単位(A)と前記反復構造単位
(B)の存在割合が1/10≦反復構造単位(B)/反
復構造単位(A)≦10であるポリウレタン樹脂の製造
法において、下記一般式(V)
【0014】
【化12】 (ただし、一般式(V)中、R1 およびmは、それぞ
れ、前記一般式(I)におけるR1 およびmと同じ意味
を表わす)で示される脂肪族ポリカーボネートジオール
を、下記一般式(VI)
【0015】
【化13】 (ただし、一般式(VI)中、R2 は、前記一般式(I)
におけるR2 と同じ意味を表わす)で示されるダイマー
ジオールとエステル交換反応させて、下記一般式(VII)
【0016】
【化14】 (ただし、一般式(VII)中、R1 、R2 、mおよびn
は、それぞれ、前記一般式(I)におけるR1 、R2
mおよびnと同じ意味を表わし、かつ、mとnの比は、
0.1≦m/n≦10である)で示されるポリカーボネ
ートジオールを得た後、該ポリカーボネートジオールと
鎖伸長剤と有機ジイソシアネートとを、鎖伸長剤がポリ
カーボネートジオール1モルに対して1/10〜10モ
ルであり、さらに、ポリカーボネートジオールおよび鎖
伸長剤中に含まれる活性水素の合計量と有機ジイソシア
ネート中のイソシアネート基とが当量比で1:0.8〜
1:1.2であるような割合で配合することより得られ
たポリウレタン樹脂組成物をポリウレタン化することを
特徴とするポリウレタン樹脂の製造法を提供することに
より達成できる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の方法を詳しく説
明する。本発明の方法において、ポリウレタン樹脂製造
用原料の一つとして用いられるダイマージオール変性ポ
リカーボネートジオールは、下記一般式(VII)
【0018】
【化15】 (ただし、一般式(VII)中、R1 は、アルキル基または
シクロアルキル基であり、R2 は、下記一般式(II)
【0019】
【化16】 (一般式(II)中、R3 およびR4 はいずれもアルキル
基であり、かつR3 およびR4 に含まれる各炭素数なら
びにpおよびqの合計は30であるとの条件を満足する
ものである)で示されるジオール残基、または、下記一
般式(III)
【0020】
【化17】 (一般式(III)中、R5 およびR6 はいずれもアルキル
基であり、かつR5 およびR6 に含まれる各炭素数なら
びにrおよびsの合計は34であるとの条件を満足する
ものである)で示されるジオール残基であって、両ジオ
ール残基は、前記一般式(II)で示されるジオール残
基:前記一般式(III)で示されるジオール残基=70:
30〜80:20のモル比で存在し、mは、1以上10
0以下、好ましくは1以上50以下の整数であり、ま
た、nは、1以上50以下、好ましくは1以上20以下
の整数であり、かつ、mとnの比は、0.1≦m/n≦
10である)で表わされる、主鎖の両末端に水酸基を有
するとともに長鎖アルキル側鎖を有する高分子量ポリヒ
ドロキシ化合物である。
【0021】そして、上記のダイマージオール変性ポリ
カーボネートジオールは、数平均分子量(Mn)が目標
値に対して±3%以内に納まるように管理されることが
望ましい。したがって、上記ダイマージオール変性ポリ
カーボネートジオールの水酸基価(OHv)が、前記数
平均分子量(Mn)の目標値から後述する式(I)によ
って求められる水酸基価の値に対し±3%以内に納まる
ように管理されることが望ましい。
【0022】上記ダイマージオール変性ポリカーボネー
トジオールは、ポリヒドロキシ化合物(ジヒドロキシ化
合物)とカーボネート化合物をエステル交換反応するこ
とによりポリカーボネートポリオールを製造することか
らなる公知の方法と同様、ヒドロキシル基を有するダイ
マージオールと、同じくヒドロキシル基を有する脂肪族
ポリカーボネートジオールより、以下に述べるように、
本発明者らが先に出願した特願平9−61160号明細
書に記載された方法に従って製造されるものである。す
なわち、本発明のポリウレタン樹脂製造に用いられる上
記ダイマージオール変性ポリカーボネートジオールは、
鎖状または環状脂肪族ジオールとカーボネート化合物を
エステル交換・縮合反応させる第1工程、エステル交換
触媒の存在下に、第1工程で得られた脂肪族ポリカーボ
ネートジオールとダイマージオールとを、目標とするポ
リカーボネートジオールの数平均分子量から算出される
量に見合う副生モノマージオールを留去させながら、エ
ステル交換反応させる第2工程および第2工程で得られ
た生成物を60〜150℃の温度でリン系化合物で処理
して前記エステル交換触媒を不活性化する第3工程を経
て製造される。
【0023】以下、本発明のポリウレタン樹脂製造用原
料の一つであるダイマージオール変性ポリカーボネート
ジオールを製造する各工程について説明する。第1工程
に用いられる鎖状または環状ジオールとしては、1,3
−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチ
ル−1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオ
ール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−
ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオ
ール、1,6−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジ
オール、1,7−ヘプタンジオール、2,4−ヘプタン
ジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオー
ル、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオ
ール、1,8−オクタンジオール、2−エチル−1,6
−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジ
オール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジ
オール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8
−オクタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3
−プロパンジオール、1,10−デカンジオール、1,
11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオー
ル、1,20−エイコサンジオール、1,3−シクロヘ
キサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、
2,2’−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロ
パン、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−
ジヒドロキシエチルシクロヘキサン、ビス−ヒドロキシ
メチルテトラヒドロフラン、ジ(2−ヒドロキシエチ
ル)ジメチルヒダントイン、ジエチレングリコール、ト
リエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプ
ロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ
テトラエチレングリコール、チオグリコール、およびこ
れら2種以上の混合物が挙げられる。また、少量の多価
ヒドロキシ化合物、例えば、トリメチロールエタン、ト
リメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエ
リスリトールおよびこれらの2種以上の混合物などを上
記鎖状または環状脂肪族ジオールに混合してもよい。
【0024】また、第1工程に用いられるカーボネート
化合物としては、炭酸根を有する直鎖/環状脂肪族化合
物および芳香族化合物のいずれでも良く、例えば、ジメ
チルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−n−ブ
チルカーボネート、ジイソブチルカーボネート、エチル
−n−ブチルカーボネート、エチルイソブチルカーボネ
ート、ジフェニルカーボネート、ジベンジルカーボネー
ト、エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネー
ト、テトラメチレンカーボネート、1,2−プロピレン
カーボネート、1,2−ブチレンカーボネート、1,3
−ブチレンカーボネート、2,3−ブチレンカーボネー
ト、1,2−ペンチレンカーボネート、1,3−ペンチ
レンカーボネート、1,4−ペンチレンカーボネート、
1,5−ペンチレンカーボネート、2,3−ペンチレン
カーボネートおよび2,4−ペンチレンカーボネートな
どのジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート
またはアルキレンカーボネートを挙げることができる。
これらの中でも、ジメチルカーボネート、ジエチルカー
ボネート、ジ−n−ブチルカーボネート、ジイソブチル
カーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカー
ボネートおよびトリメチレンカーボネートの使用が好ま
しく、これらのカーボネート化合物を単独で、あるいは
2種以上を混合して用いることができる。
【0025】本発明の方法の第1工程においては、例え
ば、特公昭46−42384号公報、特開昭51−83
693号公報、特開昭51−144492号公報、特開
昭52−132096号公報、特開昭55−56124
号公報、特開昭64−118号公報、特開平1−252
629号公報、特公平8−26140号公報などに開示
された方法に従い、前記鎖状または環状脂肪族ジオール
と上記カーボネート化合物とを加熱し、副生するアルコ
ール類もしくはフェノール類、場合によってはこれらと
共沸する上記カーボネート化合物を留去させながら、エ
ステル交換反応および縮合反応させる。
【0026】そして、上記エステル交換反応および縮合
反応により、下記一般式(V)
【0027】
【化18】 (ただし、一般式(V)中、R1 は、アルキル基または
シクロアルキル基であり、mは、1以上100以下、好
ましくは1以上50以下の整数である)で表わされる前
記脂肪族ポリカーボネートジオールが得られる。具体的
には、前記鎖状または環状脂肪族ジオールとして例え
ば、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ルおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールの各々
と、前記カーボネート化合物としてジメチルカーボネー
トとを、上述の公開公報や公告公報に記載された方法に
従ってエステル交換・縮合反応させることにより、それ
ぞれ、1,4−ブタンジオール型ポリカーボネートジオ
ール、1,6−ヘキサンジオール型ポリカーボネートジ
オールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノール型ポ
リカーボネートジオールが得られる。
【0028】次に、本発明のポリウレタン樹脂製造に用
いられる前記ダイマージオール変性ポリカーボネートジ
オールを得るための第2工程において使用される、ヒド
ロキシル基を有するダイマージオールとしては、不飽和
脂肪酸を重合(二量化)して得られる二量体成分を水素
化してなる公知のグリコール化合物が挙げられる。その
具体例としては、オレイン酸、リノール酸およびリノレ
ン酸など、炭素数18の不飽和脂肪族カルボン酸の二量
体であるダイマー酸を水素添加して得られる高級飽和脂
肪族カルボン酸(水添ダイマー酸)をさらに水素添加す
ることによって得られる、下記一般式(VI)
【0029】
【化19】 (ただし、一般式(VI)中、R2 は、下記一般式(II)
【0030】
【化20】 (一般式(II)中、R3 およびR4 はいずれもアルキル
基であり、かつR3 およびR4 に含まれる各炭素数なら
びにpおよびqの合計は30であるとの条件を満足する
ものである)で示されるジオール残基、または、下記一
般式(III)
【0031】
【化21】 (一般式(III)中、R5 およびR6 はいずれもアルキル
基であり、かつR5 およびR6 に含まれる各炭素数なら
びにrおよびsの合計は34であるとの条件を満足する
ものである)で示されるジオール残基であって、両ジオ
ール残基は、前記一般式(II)で示されるジオール残
基:前記一般式(III)で示されるジオール残基=70:
30〜80:20の割合(モル比)で存在するものであ
る)で表わされる炭素数36のグリコール化合物の混合
物を示すことができる。
【0032】第2工程においては、前記脂肪族ポリカー
ボネートジオールと上記ダイマージオールとのエステル
交換反応に際して、前記脂肪族ポリカーボネートジオー
ルより生成するモノマージオールを、目的生成物のダイ
マージオール変性ポリカーボネートジオールの目標とす
る数平均分子量に応じて下記式(II)により計算される
モノマージオールの生成量に相当する量だけ留去させな
がら行う必要がある。
【0033】
【数1】
【0034】なお、上記式(II)において、得ようとす
るダイマージオール変性ポリカーボネートジオールの水
酸基価(X3 )と数平均分子量(Mn)との間には、下
記式(I)の関係がある。
【0035】
【数2】
【0036】したがって、第2工程において、前記脂肪
族ポリカーボネートジオールと前記ダイマージオールの
使用比率は、特に限定されるものではないが、目的生成
物のダイマージオール変性ポリカーボネートジオールの
数平均分子量(Mn)の目標値から前記式(I)および
式(II)によって求められるモノマージオールの生成量
(Y4 )に相当する量のモノマージオールが前記エステ
ル交換・縮合反応に際して留去し得るような比率で使用
されることが望ましい。エステル交換反応によって前記
脂肪族ポリカーボネートジオールより生成するモノマー
ジオールの留去量が前記式(I)および式(II)によっ
て求められるモノマージオールの生成量(Y4 )に相当
する量から外れるような比率で、前記脂肪族ポリカーボ
ネートジオールと前記ダイマージオールを使用すると、
目的生成物のダイマージオール変性ポリカーボネートジ
オールの数平均分子量を前述したような目標値の±3%
以内に管理することができなくなるので好ましくない。
【0037】また、第2工程で用いられるエステル交換
触媒としては、チタン化合物やスズ化合物などが挙げら
れる。チタン化合物としては、有機チタン化合物、ハロ
ゲン化チタン、チタン酸およびその他の無機チタン化合
物などであり、具体的には、テトラエチルチタネート、
テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチ
タネート、アセチルアセトンチタンおよびシュウ酸チタ
ニルアンモニウムなどの有機チタン化合物ならびに三塩
化チタン、四塩化チタン、四弗化チタン、塩化チタン酸
ナトリウム、塩化チタン酸アンモニウム、弗化チタン酸
アンモニウム、チタン酸(IV)および硫酸チタンなどの
無機チタン化合物などが挙げられる。これらの中でも四
塩化チタンとテトラ−n−ブチルチタネート、またはテ
トライソプロピルチタネートが好ましい。一方、スズ化
合物としては、金属スズ、水酸化スズ、塩化スズ、その
他、酸化ジブチルスズなどの有機スズ化合物などが挙げ
られる。
【0038】前記エステル交換触媒の使用量は、前記脂
肪族ポリカーボネートジオールと前記ダイマージオール
とのエステル交換反応を円滑に進行せしめ、目的生成物
のダイマージオール変性ポリカーボネートジオールを高
収率で得るためには、前記脂肪族ポリカーボネートジオ
ールと前記ダイマージオールの合計重量に対して10p
pmないし1000ppm、好ましくは50ppmない
し500ppmであることが望ましい。前記エステル交
換触媒の使用量が10ppmより少ない場合は、前記脂
肪族ポリカーボネートジオールと前記ダイマージオール
とのエステル交換反応の速度が極めて低く、極めて長い
反応時間を要したり、反応生成物(主にポリカーボネー
トジオール)の収率が低く経済的でない。また、100
0ppmより多く使用しても前記脂肪族ポリカーボネー
トジオールと前記ダイマージオールとの反応に何ら有利
な点はなく、得られるダイマージオール変性ポリカーボ
ネートジオールが白濁し、これを用いてポリウレタン樹
脂を製造する際にポリウレタン樹脂が着色し、商品価値
を失うなどの欠点が生じる恐れがあるなど、1000p
pmが必要かつ十分な量である。
【0039】第2工程における反応条件は、特に制限さ
れないが、20mmHg以下、好ましくは5mmHg以
下の減圧下に、150〜280℃、好ましくは180〜
240℃の温度で1〜10時間エステル交換反応させ、
副生するモノマージオールを、前述したように、目的生
成物のダイマージオール変性ポリカーボネートジオール
の数平均分子量の目標値から算出される量だけ留去させ
ることが望ましい。反応温度が150℃より低い場合お
よび/または反応圧力が20mmHgより高い場合、前
記脂肪族ポリカーボネートジオールと前記ダイマージオ
ールとのエステル交換反応の速度が非常に遅くなる。ま
た、反応温度が280℃より高くなると、得られたダイ
マージオール変性ポリカーボネートジオールの分解が激
しくなるため好ましくない。
【0040】さらに、エステル交換反応は平衡反応であ
るから、効率良く反応を進行させるために副生するモノ
マージオールを連続的に系外へ抜き出し、除去する必要
がある。したがって、本発明の方法では、副生するモノ
マージオールを選択的に除去するため、反応器に蒸留冷
却管を設けて行うことが好ましい。
【0041】また、第2工程では、前記減圧下での前記
脂肪族ポリカーボネートジオールと前記ダイマージオー
ルとのエステル交換反応に際して、副生するモノマージ
オールの留出を助けるために、反応系へ窒素、アルゴ
ン、ヘリウムなどの不活性ガスを少量通しながら該反応
を行うこともできる。
【0042】さらに、第2工程においては、以上のよう
にして得られた反応生成物(主にポリカーボネートジオ
ール)の水酸基価(分子量)が目標範囲から外れる場
合、該反応生成物の水酸基価(分子量)を精密に調整す
ることもできる。例えば、副生するモノマージオールが
ほぼ留出した段階(エステル交換反応の終了段階)で、
得られた反応生成物の水酸基価を測定し、この値が目標
値より小さい場合、すなわち、得られたダイマージオー
ル変性ポリカーボネートジオールの分子量が目標分子量
より大きい場合、所定量(計算量)の前記ダイマージオ
ールあるいはモノマージオールを加え、反応温度を15
0〜250℃、圧力を80〜200mmHgにして数時
間加熱・反応を行うことにより、前記反応生成物のポリ
カーボネートジオールをエステル交換せしめ、水酸基価
を増加、調整すればよい。一方、副生するモノマージオ
ールがほぼ留出した段階で、得られた反応生成物の水酸
基価を測定し、この値が目標値より大きい場合、すなわ
ち、得られたダイマージオール変性ポリカーボネートジ
オールの分子量が目標分子量より小さい場合、反応温度
を150〜250℃、圧力を0.1〜10mmHgにし
て数時間加熱・反応を行い、エステル交換反応により生
成するモノマージオールを留出せしめることにより、水
酸基価を減少、調整すればよい。
【0043】次に、本発明におけるポリウレタン樹脂製
造用原料の一つであるダイマージオール変性ポリカーボ
ネートジオールを製造する第3工程について説明する。
本工程では、前述したように、第2工程において必要に
応じて上述の分子量調整がなされた反応生成物(主にポ
リカーボネートジオール)を、好ましくは使用されたエ
ステル交換触媒とほぼ等モルの例えばリン系化合物と6
0〜150℃の温度で処理して、前記エステル交換触媒
を不活性化する。前記エステル交換触媒を不活性化する
目的は、前記反応生成物(主にポリカーボネートジオー
ル)中に微量に存在するエステル交換触媒を、例えばリ
ン系化合物と反応させて不活性化させることにより、触
媒活性を持たないダイマージオール変性ポリカーボネー
トジオールを得ることにある。こうすることにより、前
記反応生成物中のエステル交換触媒を不活性化すること
ができるので、ポリウレタン樹脂の製造の際に、イソシ
アネート基に対するダイマージオール変性ポリカーボネ
ートジオールの反応性を低下せしめ、ジフェニルメタン
ジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネートなど、
反応性の高いポリイソシアネート化合物とウレタン化反
応させた場合、反応制御を容易にすることができる。
【0044】前記エステル交換触媒の不活性化に使用さ
れるリン系化合物としては、例えば、リン酸、亜リン酸
などの無機リン酸、およびリン酸ジブチル、リン酸トリ
ブチル、リン酸トリオクチル、リン酸トリフェニル、亜
リン酸トリフェニルなどの有機リン酸エステルなどが挙
げられる。前記リン系化合物の使用量は、上述したよう
に、使用されたエステル交換触媒とほぼ等モルであれば
よく、具体的には、使用されたエステル交換触媒1モル
に対して0.1〜5モル、好ましくは0.5〜2モルで
ある。0.1モルより少ない量のリン系化合物を使用し
た場合は、前記反応生成物中のエステル交換触媒の失活
が十分でなく、本発明のポリウレタン樹脂製造時に、ダ
イマージオール変性ポリカーボネートジオールのイソシ
アネート基との反応性を低下させることが困難である。
また、5モルを越えるリン系化合物を使用しても、製造
されたダイマージオール変性ポリカーボネートジオール
から本発明のポリウレタン樹脂を製造する際、ダイマー
ジオール変性ポリカーボネートジオールのイソシアネー
ト基との反応性を低下させるためには何ら支障はない
が、製造されたダイマージオール変性ポリカーボネート
ジオールが着色し、製品としての価値を損ねる恐れがあ
るので好ましくない。
【0045】第3工程における前記反応生成物の上述し
たリン系化合物での処理は、前述の如く、60〜150
℃、好ましくは90〜120℃の温度で行われる。60
℃より低い温度の場合は、前記反応生成物中のエステル
交換触媒の失活が十分でなく、得られたダイマージオー
ル変性ポリカーボネートジオールから本発明のポリウレ
タン樹脂を製造する際、該ポリカーボネートジオールの
イソシアネート基に対する反応性を低下させることが困
難であり、一方、150℃を越える温度は、現実面で経
済的ではないし、製造されたダイマージオール変性ポリ
カーボネートジオールが着色するので、いずれの場合も
好ましくない。
【0046】なお、第2工程において必要に応じて上述
の分子量調整がなされた反応生成物(主にポリカーボネ
ートジオール)中のエステル交換触媒を不活性化するた
めに、該反応生成物を、公知の方法により、水で処理す
ることもできる。
【0047】以上述べたようにして、本発明の方法にお
けるポリウレタン樹脂製造用原料のダイマージオール変
性ポリカーボネートジオールは製造されるが、一方、本
発明に使用される有機ジイソシアネートとしては、脂肪
族、脂環族または芳香族の各種公知のジイソシアネート
化合物が挙げられる。例えば、テトラメチレンジイソシ
アネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,
4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,
4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、
リジンジイソシアネートおよびダイマー酸のカルボキシ
ル基をイソシアネート基に転化したダイマージイソシア
ネートなどの脂肪族ジイソシアネート、1,4−シクロ
ヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト、1−メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネ
ート、1−メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシア
ネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシア
ネートおよび1,3−ビス(イソシアネートメチル)シ
クロヘキサンなどの脂環族ジイソシアネート、キシリレ
ンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジイソシア
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、m−フェニレンジイソシア
ネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4’−
ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェ
ニルジメチルメタンジイソシアネート、4,4’−ジベ
ンジルジイソシアネート、ジアルキルジフェニルメタン
ジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジ
イソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート
およびm−テトラメチルキシリレンジイソシアネートな
どの芳香族ジイソシアネートなどの単独あるいは2種以
上の混合物がその代表例として挙げられる。これらの中
で、好ましい有機ジイソシアネートは、4,4’−ジフ
ェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソ
シアネートおよびイソホロンジイソシアネートである。
【0048】また、本発明の方法において用いられる鎖
伸長剤は、イソシアネート基と反応する水素原子を少な
くとも2個有する低分子量化合物であり、通常ポリオー
ルおよびポリアミンを挙げることができる。具体的に
は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,
3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、
1,5−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−1,3
−プロパンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,
4−ヘプタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プ
ロパンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−
プロパンジオール、1,8−オクタンジオール、2−エ
チル−1,3−ヘキサンジオール、1,4−ジメチロー
ルヘキサン、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタ
ンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−
1,8−オクタンジオール、2−ブチル−2−エチル−
1,3−プロパンジオール、1,12−ドデカンジオー
ル、ダイマージオール、1,4−シクロヘキサンジオー
ル、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−ジ
ヒドロキシエチルシクロヘキサン、1,4−ジヒドロキ
シエチルベンゼン、4,4’−メチレンビス(ヒドロキ
シエチルベンゼン)、グリセリン、トリメチロールプロ
パン、ペンタエリスリトール、N−メチルエタノールア
ミン、N−エチルエタノールアミン、エチレンジアミ
ン、1,3−ジアミノプロパン、ヘキサメチレンジアミ
ン、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、
イソホロンジアミン、4,4’−ジアミノジシクロヘキ
シルメタン、2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミ
ン、ジ−2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ−
2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、2−ヒドロ
キシプロピルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシプ
ロピルエチレンジアミン、4,4’−ジフェニルメタン
ジアミン、メチレンビス(o−クロロアニリン)、トリ
レンジアミン、ヒドラジン、ピペラジン、N,N’−ジ
アミノピペラジンおよび水などを挙げることができ、好
ましくは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、1,8−オクタン
ジオール、1,9−ノナンジオール、1,4−シクロヘ
キサンジメタノールおよび1,4−ジヒドロキシエチル
シクロヘキサンなどを挙げることができる。これらは単
独で、あるいは2種以上の混合物として用いられ得る。
【0049】本発明のポリウレタン樹脂組成物は、前記
ダイマージオール変性ポリカーボネートジオールに、硬
化剤としての前記有機ジイソシアネート、および鎖伸長
剤としての前記のイソシアネート基と反応する水素原子
を少なくとも2個有する低分子量化合物が配合された組
成物であり、これらをポリウレタン化することからなる
公知の方法でポリウレタン樹脂に製造される。本発明の
方法において、上記ポリウレタン化反応は、イソシアネ
ート基に対して不活性な溶剤の存在下または非存在下で
行うことができる。
【0050】例えば、無溶剤系のポリウレタン樹脂は、
前記ダイマージオール変性ポリカーボネートジオールと
前記イソシアネート基と反応する水素原子を少なくとも
2個有する低分子量化合物とを混合し、これに前記有機
ジイソシアネートを混合し、これらの全量を一度に反応
させるか、あるいは、前記ダイマージオール変性ポリカ
ーボネートジオールと前記有機ジイソシアネートを反応
させ、イソシアネート基を有するプレポリマーを得た
後、さらに前記イソシアネート基と反応する水素原子を
少なくとも2個有する低分子量化合物を混合・反応させ
て高分子化するか、あるいはまた、前記ダイマージオー
ル変性ポリカーボネートジオールと前記イソシアネート
基と反応する水素原子を少なくとも2個有する低分子量
化合物とを混合し、これに前記有機ジイソシアネートの
一部を混合・反応させてイソシアネート基を有するプレ
ポリマーを得た後、残余の前記有機ジイソシアネートを
混合し、さらに反応させるかすることによって得られ
る。
【0051】さらに、上記ポリウレタン化反応を有機溶
剤の存在下に行い、有機溶剤溶液のポリウレタン樹脂を
得るには、前記ダイマージオール変性ポリカーボネート
ジオールをイソシアネート基に対して不活性の有機溶剤
に溶解し、前記イソシアネート基と反応する水素原子を
少なくとも2個有する低分子量化合物を混合した後、こ
れに前記有機ジイソシアネートを混合し、これらの全量
を一度に反応させるか、あるいは、前記ダイマージオー
ル変性ポリカーボネートジオールを前記有機溶剤に溶解
し、これに前記有機ジイソシアネートを混合・反応させ
た後、さらに前記イソシアネート基と反応する水素原子
を少なくとも2個有する低分子量化合物を混合・反応さ
せて高分子化するか、あるいはまた、前記ダイマージオ
ール変性ポリカーボネートジオールを前記有機溶剤に溶
解し、これに前記イソシアネート基と反応する水素原子
を少なくとも2個有する低分子量化合物の全量と前記有
機ジイソシアネートの一部を混合・反応させた後、残余
の前記有機ジイソシアネートを混合し、さらに反応させ
ればよい。前記イソシアネート基に対して不活性の有機
溶剤としては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジエチ
ルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド系
溶剤、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶
剤、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル系
溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンな
どのケトン系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチ
ルなどのエステル系溶剤およびトルエン、キシレンなど
の芳香族炭化水素系溶剤などの単独あるいは2種以上の
混合物が挙げられる。これらの中で好ましい有機溶剤
は、メチルエチルケトン、酢酸エチル、トルエン、ジオ
キサン、ジメチルホルムアミドおよびジメチルスルホキ
シドなどである。また、本発明の方法においては、前記
のダイマージオール変性ポリカーボネートジオール、有
機ジイソシアネート、および前記のイソシアネート基と
反応する水素原子を少なくとも2個有する低分子量化合
物が配合されたポリウレタン樹脂組成物から、水分散液
のポリウレタン樹脂として製造することもできる。
【0052】本発明の方法において、ポリウレタン化反
応を前記のイソシアネート基に対して不活性な有機溶剤
中で行う場合、通常高分子量のポリウレタン樹脂が得ら
れ、得られるポリウレタン溶液はそのまま実用に供する
ことができる。この場合の好ましい反応温度は20〜1
00℃である。一方、ポリウレタン化反応を前記のイソ
シアネート基に対して不活性な有機溶剤の非存在下で行
う場合、好ましい反応温度は80〜150℃であり、得
られるポリウレタン樹脂は低分子量のプレポリマーであ
る。このようなプレポリマーは、加熱することによって
高分子量化された上で実用に供される。
【0053】上記ポリウレタン化反応を促進させるため
に、必要により通常のウレタン化反応において使用され
るトリエチルアミン、N−エチルモルホリン、トリエチ
レンジアミンなどのアミン系触媒またはトリメチルチン
ラウレート、ジブチルチンジラウレートなどのスズ系触
媒などを使用してもよい。
【0054】ところで、本発明の方法において、鎖伸長
剤としての前記イソシアネート基と反応する水素原子を
少なくとも2個有する低分子量化合物は、最終的に製造
されるポリウレタン樹脂の使用用途に応じて、硬質のも
のから軟質のものまで幅広い範囲に変化させるために、
本発明のポリウレタン樹脂組成物の構成成分の一つとし
て配合されるものである。前記ダイマージオール変性ポ
リカーボネートジオールと前記イソシアネート基と反応
する水素原子を少なくとも2個有する低分子量化合物の
使用比率は、前記ダイマージオール変性ポリカーボネー
トジオール1モルに対して、前記イソシアネート基と反
応する水素原子を少なくとも2個有する低分子量化合物
が1/10〜10モルの割合であることが好ましい。ま
た、前記有機ジイソシアネートの使用量は、得られるポ
リウレタン樹脂の目的とする分子量によって限定される
ものではないが、エラストマーとして使用される場合
は、前記ダイマージオール変性ポリカーボネートジオー
ルと前記イソシアネート基と反応する水素原子を少なく
とも2個有する低分子量化合物の合計量に対して、ほぼ
等モルであることが好ましい。具体的には、通常、前記
ダイマージオール変性ポリカーボネートジオールおよび
前記イソシアネート基と反応する水素原子を少なくとも
2個有する低分子量化合物に含まれる活性水素の合計量
とイソシアネート基とが当量比で1:0.8〜1:1.
2であり、好ましくは1:0.95〜1:1.05であ
る。
【0055】なお、本発明のポリウレタン樹脂は、分子
の末端がヒドロキシル基であってもイソシアネート基で
あってもよく、またイソシアネート基と反応する水素原
子を少なくとも3個有する低分子量化合物を使用するこ
とにより、あるいはウレタン結合および/またはウレア
結合とイソシアネート基との反応により一部架橋構造を
有してもよい。また、本発明のポリウレタン樹脂を製造
後、前記イソシアネート基と反応する水素原子を少なく
とも2個有する低分子量化合物あるいはイソシアネート
基を少なくとも2個有する低分子量化合物例えば、トリ
レンジイソシアネート3モルとトリメチロールプロパン
1モルとの反応生成物もしくはパーオキシドとさらに反
応して高分子量化もしくは網状化することができる。
【0056】本発明のポリウレタン樹脂は、使用に際
し、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、公知の
各種添加剤、例えば、着色剤、充填剤、安定剤(熱安定
剤、耐候性改良剤など)、紫外線吸収剤、酸化防止剤、
粘着防止剤、難燃剤、老化防止剤などを添加・混合する
ことができる。上記着色剤としては、直接染料、酸性染
料、塩基性染料、金属錯塩染料などの染料、カーボンブ
ラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、マイカなどの
無機顔料およびカップリングアゾ系、縮合アゾ系、アン
スラキノン系、チオインジゴ系、ジオキサゾン系、フタ
ロシアニン系などの有機顔料が挙げられる。また、上記
安定剤としては、ヒンダードフェノール系、ヒドラジン
系、リン系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール
系、オキザリックアシッドアニリド系、ヒンダードアミ
ン系などの化合物が挙げられる。
【0057】
【実施例】以下に、実施例および比較例を挙げて本発明
をより具体的に説明するが、これらは本発明を何ら限定
するものではない。なお、以下の実施例および比較例に
おいて、ダイマージオール変性ポリカーボネートジオー
ル(以下単に「ポリカーボネートジオール」という)の
諸物性は、下記の方法により測定した。
【0058】(1)核磁気共鳴スペクトル(NMR) 日本電子(株)製GSX−400型(400MHz)核
磁気共鳴装置を使用した。60℃で10時間以上減圧乾
燥し水分を除いたポリカーボネートジオール試料50m
gを、約1mlのCDCl3 (アイソテック社(US
A)製の重水素化クロロホルム)に溶解して、 1H−N
MRを測定した。
【0059】(2)水酸基価 規定量のポリカーボネートジオール試料を容量300m
lのエステル化用フラスコに1mgまで正確に秤り取
り、これに無水フタル酸のピリジン溶液(ピリジン30
0mlに無水フタル酸42gを完全に溶解させ、70℃
で2時間放置したもの)25mlをホールピペットで正
確に加え、前記フラスコにエアーコンデンサーを付け、
98±2℃の定温浴中で時々穏やかに振り動かしながら
2時間加熱した。この際、フラスコ中の液が定温浴中に
浸るように保った。次に、前記フラスコを定温浴から取
り出し、室温になるまで放置した後、エアーコンデンサ
ーを取り外し、これをピリジンで洗浄して前記フラスコ
中へ流し込み、さらに、N/2水酸化ナトリウム溶液5
0mlをホールピペットで正確に加えた。続いて指示薬
としてフェノールフタレインのピリジン溶液(1重量/
容量%)10滴を加え、さらにN/2水酸化ナトリウム
溶液で滴定し、少なくとも15秒間紅色を保つ点を終点
とした。そして、次式(III)によってポリカーボネート
ジオール試料の水酸基価を算出した。
【0060】
【数3】
【0061】(3)数平均分子量(Mn) 上記第(2)項に記載の方法に従って求められた水酸基
価から、前記式(II)、つまり次式(IV)によってポリ
カーボネートジオールの数平均分子量(Mn)を算出し
た。
【0062】
【数4】
【0063】(4)密度 比重ビンを使用して、25℃において測定した。
【0064】(5)粘度 E型粘度計を使用して、25℃において測定した。
【0065】(6)収率 脂肪族ポリカーボネートジオールとダイマージオールの
仕込み量の合計に対するポリカーボネートジオールの収
量の比(%)として、次式(V)より求めた。
【0066】
【数5】
【0067】また、以下の実施例および比較例におい
て、ポリウレタン樹脂フィルムの諸物性は、下記の方法
により測定した。 (a)破断強度および破断伸度 JIS K7311に従い、引張試験機((株)オリエ
ンテック製、テンシロンUTM−5T)を用い、室温に
て測定した。
【0068】(b)ガラス転移温度 示差走査熱量計((株)島津製作所製、DSC−50
型)を用い、窒素ガス雰囲気中、昇温速度10℃/分の
条件で測定した。
【0069】(c)耐熱性 3号ダンベル(JIS K6301)で作製した厚さ約
0.2mmの試験片(未処理)の引張強度をJIS K
7311に準じて測定した。次に、これと同一の試験片
を作製し、該試験片を120℃のギヤーオーブン(タバ
イ社製、パーフェクトオーブン、型式:GPS−22
F)中で所定時間(60日間)経過した後、JIS K
7311に準じて引張強度を測定した。そして、この値
(試験後の値)が前記未処理のものに比べて80%以上
である場合を○、60%以上80%未満である場合を
△、60%未満である場合を×として、耐熱性を評価し
た。
【0070】(d)耐加水分解性 前記第(c)項に記載した耐熱性試験で使用した試験片
と同一の試験片を作製し、該試験片を80℃の熱水中に
浸漬して所定時間(60日間)経過した後、室温で2日
間放置した。続いて、この試験片の引張強度をJIS
K7311に準じて測定した。そして、この値(試験後
の値)が前記第(c)項で求められた未処理のものに比
べて80%以上である場合を○、60%以上80%未満
である場合を△、60%未満である場合を×として、耐
加水分解性を評価した。
【0071】(e)耐候性 前記第(c)項に記載した耐熱性試験で使用した試験片
と同一の試験片を作製し、該試験片をサンシャインウェ
ザーメーター(スガ試験機社製、サンシャインスーパー
ロングライフウェザーメーター、型式:WEL−SUN
−HC−H型)中で1サイクル60分、内12分降水の
繰り返しで所定時間(200時間)経過した後、この試
験片の引張強度をJIS K7311に準じて測定し
た。そして、この値(試験後の値)が前記第(c)項で
求められた未処理のものに比べて80%以上である場合
を○、60%以上80%未満である場合を△、60%未
満である場合を×として、耐候性を評価した。
【0072】実施例1 (ポリカーボネートジオールの製造)攪拌機、温度計お
よび蒸留冷却管を備えた内容積2リットルのガラス製反
応容器に、1,6−ヘキサンジオール型ポリカーボネー
トジオール(宇部興産(株)製、商品名:UH−CAR
B100、水酸基価:109.7mgKOH/g、平均
分子量:1023)200g(0.1955モル)、ダ
イマージオール(東亜合成(株)製、商品名:ペスポー
ルHP−1000、水酸基価:197mgKOH/g、
平均分子量:570)200g(0.3509モル)お
よびテトラ−n−ブチルチタネート(和光純薬工業
(株)製チタン系触媒、試薬特級品、分子量:340)
0.04ml(0.12ミリモル、重量基準でポリカー
ボネートジオールおよびダイマージオール(以下単に
「原料」という)の合計量に対して100ppm)を仕
込み、190℃に加熱し、3〜5mmHgに減圧してエ
ステル交換反応させ、生成する1,6−ヘキサンジオー
ルを3時間かけて44.5g留去し、反応生成物として
ポリカーボネートジオール355.5g(収率:88.
9%)を得た。
【0073】次に、このようにして得られたポリカーボ
ネートジオールにリン酸ジブチル(和光純薬工業(株)
製、試薬特級品、分子量:210.2)0.025ml
(0.12ミリモル、テトラ−n−ブチルチタネートと
等モル)を加え、110℃で2時間攪拌した。得られた
ポリカーボネートジオールは、水酸基価が56.2mg
KOH/g、数平均分子量が1996、そして25℃に
おける粘度が34,000cpの粘稠な透明液体であっ
た。また、 1H−NMRスペクトルより求められた末端
−OCH3 /−OH比は0%であった。そこで、このポ
リカーボネートジオールを、以下において「ポリカーボ
ネートジオールA」と表わす。
【0074】(ポリウレタン樹脂フィルムの製造)続い
て、攪拌機、温度計および冷却管を装置した内容積2リ
ットルのガラス製反応容器に、上記で得られたポリカー
ボネートジオールA;75.0g(0.03757モ
ル)および1,4−ブタンジオール;6.79g(0.
0752モル)を、N,N’−ジメチルホルムアミド;
130gとトルエン;130gの混合溶媒に60℃で完
全に溶解した。次に、この溶液約1gを注射器で抜き出
し、カールフィッシャー水分測定装置(三菱化学(株)
製、微量水分測定装置CA−06)で水分率を測定した
ところ、141ppm(0.0027モル)であった。
最後に、ポリカーボネートジオールA、1,4−ブタン
ジオールおよび水分の各モル数の合計量にほぼ等しくな
るよう、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト;29.88g(0.1178モル、−NCO/−O
H=1.023(モル比))を秤量し、上記溶液に加え
た。そして、昇温のために温度を80℃に再設定し、加
熱・反応を開始した。反応の進行とともに溶液粘度が上
昇するため、E型粘度計を使用して40℃で1時間毎に
溶液粘度を測定し、粘度上昇がほぼ見られなくなった6
時間後に反応を終了した。この溶液の最終粘度は、40
℃において20,700cpであった。そこで、このポ
リウレタン樹脂溶液を離型性のあるガラス板に塗布し、
70℃にて2時間、次いで120℃にて3時間乾燥し
て、約200μmの厚さのフィルムを得た。このフィル
ムの諸物性を測定した結果を表1に示す。
【0075】実施例2 (ポリカーボネートジオールの製造)1,6−ヘキサン
ジオール型ポリカーボネートジオール(宇部興産(株)
製、銘柄:UH−CARB100、水酸基価:109.
7mgKOH/g、平均分子量:1023)の使用量を
200g(0.1955モル)に変えて100g(0.
0978モル)にしたこと、テトラ−n−ブチルチタネ
ート(和光純薬工業(株)製チタン系触媒、試薬特級
品、分子量:340)の使用量を0.04mlに変えて
0.03ml(0.088ミリモル、重量基準で原料の
合計仕込み量に対し100ppm)にしたこと、およ
び、エステル交換反応によって生成する1,6−ヘキサ
ンジオールを3〜5mmHgの減圧下に4時間かけて3
2g留去したこと以外は、実施例1と全く同様にして
1,6−ヘキサンジオール型ポリカーボネートジオール
とダイマージオールとのエステル交換反応を行い、反応
生成物としてポリカーボネートジオール268g(収
率:89.3%)を得た。次に、このようにして得られ
たポリカーボネートジオールにリン酸ジブチル(和光純
薬工業(株)製、試薬特級品、分子量:210.2)
0.018ml(0.088ミリモル、テトラ−n−ブ
チルチタネートと等モル)を加え、110℃で2時間攪
拌した。得られたポリカーボネートジオールは、粘稠な
透明液体であり、また、その水酸基価は74.8mgK
OH/g、数平均分子量は1500、25℃における粘
度は15,800cp、そして 1H−NMRスペクトル
より求められた末端−OCH3 /−OH比は0%であっ
た。そこで、このポリカーボネートジオールを、以下に
おいて「ポリカーボネートジオールB」と表わす。
【0076】(ポリウレタン樹脂フィルムの製造)続い
て、攪拌機、温度計および冷却管を装置した、実施例1
で用いたものと同様の内容積2リットルのガラス製反応
容器中で、上記で得られたポリカーボネートジオール
B;75.0g(0.0500モル)および1,4−ブ
タンジオール;9.01g(0.1000モル)を、
N,N’−ジメチルホルムアミド;145gとトルエ
ン;145gの混合溶媒に60℃で完全に溶解した。次
に、この溶液約1gを注射器で抜き出し、実施例1で用
いたものと同様のカールフィッシャー水分測定装置で水
分率を測定したところ、250ppm(0.0052モ
ル)であった。最後に、ポリカーボネートジオールB、
1,4−ブタンジオールおよび水分の各モル数の合計量
にほぼ等しくなるよう、4,4’−ジフェニルメタンジ
イソシアネート;40.58g(0.1598モル、−
NCO/−OH=1.030(モル比))を秤量し、上
記溶液に加えた。そして、昇温のために温度を80℃に
再設定し、加熱・反応を開始した。反応の進行とともに
溶液粘度が上昇するため、E型粘度計を使用して40℃
で1時間毎に溶液粘度を測定し、粘度上昇がほぼ見られ
なくなった6時間後に反応を終了した。この溶液の最終
粘度は、40℃において17,500cpであった。そ
こで、このポリウレタン樹脂溶液を離型性のあるガラス
板に塗布し、70℃にて2時間、次いで120℃にて3
時間乾燥して、約200μmの厚さのフィルムを得た。
このフィルムの諸物性を測定した結果を表1に示す。
【0077】実施例3 (ポリカーボネートジオールの製造)攪拌機、温度計お
よび蒸留冷却管を備えた、実施例1で用いたものと同様
の内容積2リットルのガラス製反応容器に、1,4−ブ
タンジオール型ポリカーボネートジオール(宇部興産
(株)製、銘柄:UB−CARB100、水酸基価:1
12.2mgKOH/g、平均分子量:1000)20
0g(0.2000モル)、ダイマージオール(東亜合
成(株)製、商品名:ペスポールHP−1000、水酸
基価:197mgKOH/g、平均分子量:570)2
00g(0.3509モル)およびテトラ−n−ブチル
チタネート(和光純薬工業(株)製チタン系触媒、試薬
特級品、分子量:340)0.04ml(0.12ミリ
モル、重量基準で原料の合計仕込み量に対して100p
pm)を仕込み、180℃に加熱し、3〜5mmHgに
減圧してエステル交換反応させ、生成する1,4−ブタ
ンジオールを2時間かけて33g留去し、反応生成物と
してポリカーボネートジオール367g(収率:91.
8%)を得た。
【0078】次に、このようにして得られたポリカーボ
ネートジオールにリン酸ジブチル(和光純薬工業(株)
製、試薬特級品、分子量:210.2)0.025ml
(0.12ミリモル、テトラ−n−ブチルチタネートと
等モル)を加え、110℃で2時間攪拌した。得られた
ポリカーボネートジオールは、粘稠な透明液体であり、
また、その水酸基価は55.8mgKOH/g、数平均
分子量は2010、25℃における粘度は21,000
cp、そして 1H−NMRスペクトルより求められた末
端−OCH3 /−OH比は0%であった。そこで、この
ポリカーボネートジオールを、以下において「ポリカー
ボネートジオールC」と表わす。
【0079】(ポリウレタン樹脂フィルムの製造)続い
て、攪拌機、温度計および冷却管を装置した、実施例1
で用いたものと同様の内容積2リットルのガラス製反応
容器中で、上記で得られたポリカーボネートジオール
C;75.0g(0.0373モル)および1,4−ブ
タンジオール;6.73g(0.0746モル)を、
N,N’−ジメチルホルムアミド;130gとトルエ
ン;130gの混合溶媒に60℃で完全に溶解した。次
に、この溶液約1gを注射器で抜き出し、実施例1で用
いたものと同様のカールフィッシャー水分測定装置で水
分率を測定したところ、210ppm(0.0040モ
ル)であった。最後に、ポリカーボネートジオールC、
1,4−ブタンジオールおよび水分の各モル数の合計量
にほぼ等しくなるよう、4,4’−ジフェニルメタンジ
イソシアネート;30.03g(0.1182モル、−
NCO/−OH=1.020(モル比))を秤量し、上
記溶液に加えた。そして、昇温のために温度を80℃に
再設定し、加熱・反応を開始した。反応の進行とともに
溶液粘度が上昇するため、E型粘度計を使用して40℃
で1時間毎に溶液粘度を測定し、粘度上昇がほぼ見られ
なくなった6時間後に反応を終了した。この溶液の最終
粘度は、40℃において25,600cpであった。そ
こで、このポリウレタン樹脂溶液を離型性のあるガラス
板に塗布し、70℃にて2時間、次いで120℃にて3
時間乾燥して、約200μmの厚さのフィルムを得た。
このフィルムの諸物性を測定した結果を表1に示す。
【0080】実施例4 (ポリカーボネートジオールの製造)攪拌機、温度計お
よび蒸留冷却管を備えた、実施例1で用いたものと同様
の内容積2リットルのガラス製反応容器に、1,4−シ
クロヘキサンジメタノール型ポリカーボネートジオール
(宇部興産(株)製、銘柄:UC−CARB100、水
酸基価:112.2mgKOH/g、平均分子量:10
00)200g(0.2000モル)、ダイマージオー
ル(東亜合成(株)製、商品名:ペスポールHP−10
00、水酸基価:197mgKOH/g、平均分子量:
570)200g(0.3509モル)およびテトラ−
n−ブチルチタネート(和光純薬工業(株)製チタン系
触媒、試薬特級品、分子量:340)0.04ml
(0.12ミリモル、重量基準で原料の合計仕込み量に
対して100ppm)を仕込み、200℃に加熱し、3
〜5mmHgに減圧してエステル交換反応させ、生成す
る1,4−シクロヘキサンジメタノールを4時間かけて
54g留去し、反応生成物としてポリカーボネートジオ
ール346g(収率:86.5%)を得た。
【0081】次に、このようにして得られたポリカーボ
ネートジオールにリン酸ジブチル(和光純薬工業(株)
製、試薬特級品、分子量:210.2)0.025ml
(0.12ミリモル、テトラ−n−ブチルチタネートと
等モル)を加え、110℃で2時間攪拌した。得られた
ポリカーボネートジオールは、粘稠な透明液体であり、
また、その水酸基価は56.4mgKOH/g、数平均
分子量は1990、25℃における粘度は68,000
cp、そして 1H−NMRスペクトルより求められた末
端−OCH3 /−OH比は0%であった。そこで、この
ポリカーボネートジオールを、以下において「ポリカー
ボネートジオールD」と表わす。
【0082】(ポリウレタン樹脂フィルムの製造)続い
て、攪拌機、温度計および冷却管を装置した、実施例1
で用いたものと同様の内容積2リットルのガラス製反応
容器中で、上記で得られたポリカーボネートジオール
D;75.0g(0.0377モル)および1,8−オ
クタンジオール;11.03g(0.0754モル)
を、N,N’−ジメチルホルムアミド;130gとトル
エン;130gの混合溶媒に60℃で完全に溶解した。
次に、この溶液約1gを注射器で抜き出し、実施例1で
用いたものと同様のカールフィッシャー水分測定装置で
水分率を測定したところ、180ppm(0.0034
モル)であった。最後に、ポリカーボネートジオール
D、1,8−オクタンジオールおよび水分の各モル数の
合計量にほぼ等しくなるよう、4,4’−ジフェニルメ
タンジイソシアネート;29.89g(0.1177モ
ル、−NCO/−OH=1.010(モル比))を秤量
し、上記溶液に加えた。そして、昇温のために温度を8
0℃に再設定し、加熱・反応を開始した。反応の進行と
ともに溶液粘度が上昇するため、E型粘度計を使用して
40℃で1時間毎に溶液粘度を測定し、粘度上昇がほぼ
見られなくなった6時間後に反応を終了した。この溶液
の最終粘度は、40℃において34,000cpであっ
た。そこで、このポリウレタン樹脂溶液を離型性のある
ガラス板に塗布し、70℃にて2時間、次いで120℃
にて3時間乾燥して、約200μmの厚さのフィルムを
得た。このフィルムの諸物性を測定した結果を表1に示
す。
【0083】比較例1 (ポリカーボネートジオールの製造)攪拌機、温度計お
よび蒸留冷却管を備えた、実施例1で用いたものと同様
の内容積2リットルのガラス製反応容器に、1,6−ヘ
キサンジオール型ポリカーボネートジオール(宇部興産
(株)製、銘柄:UH−CARB100、水酸基価:1
09.7mgKOH/g、平均分子量:1023)20
0g(0.1955モル)、1,9−ノナンジオール
(アルドリッチ社(USA)製、水酸基価:700mg
KOH/g、平均分子量:160.3)50g(0.3
119モル)およびテトラ−n−ブチルチタネート(和
光純薬工業(株)製チタン系触媒、試薬特級品、分子
量:340)0.025ml(0.074ミリモル、重
量基準で原料の合計仕込み量に対して100ppm)を
仕込み、190℃に加熱し、3〜5mmHgに減圧して
エステル交換反応させ、生成する1,6−ヘキサンジオ
ールを2時間かけて44g留去し、反応生成物としてポ
リカーボネートジオール206g(収率:82.4%)
を得た。
【0084】次に、このようにして得られたポリカーボ
ネートジオールにリン酸ジブチル(和光純薬工業(株)
製、試薬特級品、分子量:210.2)0.015ml
(0.074ミリモル、テトラ−n−ブチルチタネート
と等モル)を加え、110℃で2時間攪拌した。得られ
たポリカーボネートジオールは、融点が50℃、常温で
白色の固体であり、また、その水酸基価は75.3mg
KOH/g、数平均分子量は1490、 1H−NMRス
ペクトルより求められた末端−OCH3 /−OH比は0
%であった。そこで、このポリカーボネートジオール
を、以下において「ポリカーボネートジオールE」と表
わす。
【0085】(ポリウレタン樹脂フィルムの製造)続い
て、攪拌機、温度計および冷却管を装置した、実施例1
で用いたものと同様の内容積2リットルのガラス製反応
容器中で、上記で得られたポリカーボネートジオール
E;75.0g(0.0503モル)および1,4−ブ
タンジオール;9.07g(0.1007モル)を、溶
媒のN,N’−ジメチルホルムアミド;290gに60
℃で完全に溶解した。次に、この溶液約1gを注射器で
抜き出し、実施例1で用いたものと同様のカールフィッ
シャー水分測定装置で水分率を測定したところ、235
ppm(0.0049モル)であった。最後に、ポリカ
ーボネートジオールE、1,4−ブタンジオールおよび
水分の各モル数の合計量にほぼ等しくなるよう、4,
4’−ジフェニルメタンジイソシアネート;40.59
g(0.1598モル、−NCO/−OH=1.025
(モル比))を秤量し、上記溶液に加えた。そして、昇
温のために温度を80℃に再設定し、加熱・反応を開始
した。反応の進行とともに溶液粘度が上昇するため、E
型粘度計を使用して40℃で1時間毎に溶液粘度を測定
し、粘度上昇がほぼ見られなくなった5時間後に反応を
終了した。この溶液の最終粘度は、40℃において4
5,300cpであった。そこで、このポリウレタン樹
脂溶液を離型性のあるガラス板に塗布し、70℃にて2
時間、次いで120℃にて3時間乾燥して、約200μ
mの厚さのフィルムを得た。このフィルムの諸物性を測
定した結果を表1に示す。得られたフィルムのガラス転
移温度は−34℃であり、実施例1〜4の場合のそれ
(−42〜−40℃)に比べて約7℃高く、耐寒性に劣
り、また、耐熱性および耐候性についても実施例1〜4
の場合に比べ、かなり劣るものであった。
【0086】実施例5 攪拌機、温度計および冷却管を装置した、実施例1で用
いたものと同様の内容積2リットルのガラス製反応容器
に、実施例1で得られたポリカーボネートジオールA;
75.0g(0.03757モル)、N,N’−ジメチ
ルホルムアミド;130gおよびトルエン;130gを
仕込み、ポリカーボネートジオールAをN,N’−ジメ
チルホルムアミドとトルエンの混合溶媒に60℃で完全
に溶解した。次に、この溶液約1gを注射器で抜き出
し、カールフィッシャー水分測定装置(三菱化学(株)
製、微量水分測定装置CA−06)で水分率を測定した
ところ、165ppm(0.0031モル)であった。
そこで、上記溶液に、4,4’−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート;29.88g(0.1178モル)を加
え、温度を80℃に上げて攪拌下に2時間反応させた。
続いて、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート
のモル数がポリカーボネートジオールA、1,4−ブタ
ンジオールおよび水分の各モル数の合計量にほぼ等しく
なるように、1,4−ブタンジオール;6.79g
(0.0752モル、したがって、−NCO/−OH=
1.017(モル比))を秤量し、上記溶液に加えた
後、加熱温度を80℃に再設定し、反応を続行した。反
応の進行とともに溶液粘度が上昇するため、E型粘度計
を使用して40℃で1時間毎に溶液粘度を測定し、粘度
上昇がほぼ見られなくなった3時間後に反応を終了し
た。この溶液の最終粘度は、40℃において21,80
0cpであった。そこで、このポリウレタン樹脂溶液を
離型性のあるガラス板に塗布し、70℃にて2時間、次
いで120℃にて3時間乾燥して、約200μmの厚さ
のフィルムを得た。このフィルムの諸物性を測定した結
果を表1に示す。
【0087】
【表1】
【0088】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の方法によれ
ば、耐加水分解性、耐油性、耐熱性および耐候性などに
優れ、主鎖の両末端に水酸基を有するとともに長鎖アル
キル側鎖を有する、ダイマージオール変性ポリカーボネ
ートジオールと、硬化剤としての有機ジイソシアネート
と、鎖伸長剤としてのイソシアネート基と反応する水素
原子を少なくとも2個有する低分子量化合物とから、均
質かつ高品位のポリウレタン樹脂を効率よく製造するこ
とができる。したがって、本発明のポリウレタン樹脂
は、機械的強度、耐熱性、耐加水分解性、耐寒性および
耐候性などの物性バランスに優れることから、機械部
品、自動車部品、チェーン、ベルト類、フィルム、ホー
ス、チューブ、靴底、繊維被覆、電線被覆、合成皮革素
材、バインダーおよび接着剤などとして有用である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(I) 【化1】 (ただし、一般式(I)中、R1 は、アルキル基または
    シクロアルキル基であり、R2 は、下記一般式(II) 【化2】 (一般式(II)中、R3 およびR4 はいずれもアルキル
    基であり、かつR3 およびR4 に含まれる各炭素数なら
    びにpおよびqの合計は30である)で示されるジオー
    ル残基、または、下記一般式(III) 【化3】 (一般式(III)中、R5 およびR6 はいずれもアルキル
    基であり、かつR5 およびR6 に含まれる各炭素数なら
    びにrおよびsの合計は34である)で示されるジオー
    ル残基であって、両ジオール残基は、前記一般式(II)
    で示されるジオール残基:前記一般式(III)で示される
    ジオール残基=70:30〜80:20のモル比で存在
    し、mは、1以上100以下の整数であり、nは、1以
    上50以下の整数であり、かつ、mとnの比は、0.1
    ≦m/n≦10である)で示される反復構造単位(A)
    と、下記一般式(IV) 【化4】 (ただし、一般式(IV)中、R7 はアルキル基またはシ
    クロアルキル基である)で示される反復構造単位(B)
    がランダムに繰り返される構造を持ち、かつ、モル比で
    表わされる前記反復構造単位(A)と前記反復構造単位
    (B)の存在割合が1/10≦反復構造単位(B)/反
    復構造単位(A)≦10であるポリウレタン樹脂の製造
    法において、下記一般式(V) 【化5】 (ただし、一般式(V)中、R1 およびmは、それぞ
    れ、前記一般式(I)におけるR1 およびmと同じ意味
    を表わす)で示される脂肪族ポリカーボネートジオール
    を、下記一般式(VI) 【化6】 (ただし、一般式(VI)中、R2 は、前記一般式(I)
    におけるR2 と同じ意味を表わす)で示されるダイマー
    ジオールとエステル交換反応させて、下記一般式(VII) 【化7】 (ただし、一般式(VII)中、R1 、R2 、mおよびn
    は、それぞれ、前記一般式(I)におけるR1 、R2
    mおよびnと同じ意味を表わし、かつ、mとnの比は、
    0.1≦m/n≦10である)で示されるポリカーボネ
    ートジオールを得た後、該ポリカーボネートジオールと
    鎖伸長剤と有機ジイソシアネートとを、鎖伸長剤がポリ
    カーボネートジオール1モルに対して1/10〜10モ
    ルであり、さらに、ポリカーボネートジオールおよび鎖
    伸長剤中に含まれる活性水素の合計量と有機ジイソシア
    ネート中のイソシアネート基とが当量比で1:0.8〜
    1:1.2であるような割合で配合することより得られ
    たポリウレタン樹脂組成物をポリウレタン化することを
    特徴とする前記の方法。
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