JPS61155417A - ポリウレタンの製造法 - Google Patents

ポリウレタンの製造法

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JPS61155417A
JPS61155417A JP59279061A JP27906184A JPS61155417A JP S61155417 A JPS61155417 A JP S61155417A JP 59279061 A JP59279061 A JP 59279061A JP 27906184 A JP27906184 A JP 27906184A JP S61155417 A JPS61155417 A JP S61155417A
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Masamichi Sugimoto
正道 杉本
Koji Horai
宝来 康治
Tatsushi Sasagi
達士 鷦鷯
Kazunari Matsuura
一成 松浦
Yoshihisa Fujimaki
藤巻 佳久
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリウレタンの製造法に関する。
〔従来の技術〕
従来ポリウレタンの製造法として、ポリテトラメチレン
エーテルグリコール、ポリプロピレンエーテルグリコー
ルなどのポリアルキレンエーテルグリコールまたはポリ
エステルグリコールのいずれかまたは併用を高分子ジオ
ールとしてウレタン樹脂を製造する方法があった。しか
しこの製法で得られた樹脂はたとえばシート材料をつく
る場合、湿式製膜性が充分でなかったり、耐加水分解性
が充分でなかったりした。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者らはこのような問題点のないポリウレタンの製
造法を見出すべく、鋭意検討した結果本発明に到達した
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち本発明は、有機ジイソシアネート(a)とポリ
エチレン/テトラメチレンエーテルジオール(b1)お
よびポリエステルジオール(b2)からなる高分子ジオ
−)v (b)とからのNCO末端ウレタンプレポリマ
ーと、鎖伸長剤(c)とを反応させることを特徴とする
ポリウレタンの製造法である。
本発明で使用されるポリエチレン/テトラメチレンエー
テルジオ−71z (b1)において、オキシエチレン
基とオキシテトラメチレン基の重量比は通常5:95〜
70:30、好ましくは10 : 90〜50 : 5
0である。オキシテトラメチレン基の割合が上記範囲よ
り多くなると、湿式製膜性が不良となり、オキシエチレ
ン基の割合が上記範囲より多くなると、湿式製膜性およ
びポリウレタンの耐加水分解性が不良となる。
(b1)にはテトラヒドロフラン(以下THFと略記)
とエチレンオキシド(以下EOと略記)とのブロック共
重合物、およびランダム共重合物が含まれる。(b1)
は種々の方法で製造することができる。
たとえばブロック共重合物は、ポリテトラメチレンエー
テルグリコ−/L/(以下PTMGと略記)にEOを付
加させる方法やポリオキシエチレングリコールにTHF
を付加させる方法で得られる。上記PTMGは通常のも
のたとえば特開昭58−29816号公報に記載のP 
TMGが使用できる。EO付加の方法は通常のアルカリ
触媒(KOH、Na OHなど)の存在下、加圧下で付
加させる方法でよい。又、TuF付加の方法は)触媒(
ルイス酸など)の存在下で付加させる方法でよい。また
ランダム共重合体は、THF トEOを開始剤(水、エ
チレングリコール、14−ブタンジオールなど)と触媒
(ルイス酸など)の存在下で反応させることにより得ら
れる。
(b1)のうち好ましいものはTHFとEOとのブロッ
ク共重合物であり、特に好ましいものはポリテトラメチ
レンエーテルグリコールのオキシエチレンエーテルであ
る。
(b1)の平均分子量は通常500〜5.000、好ま
しくは1,000〜3,000である。
本発明で使用されるポリエステルジオ−/L/ (bz
)としては、たとえば低分子ジオールまたは分子量10
00以下のポリアルキレンエーテルグリコールトジカル
ボン酸とを反応させて得られる縮合ポリエステルジオー
ルやラクトンの開環重合により得られるポリエステルジ
オールなどがあげられる。上記低分子ジオールとしては
エチレングリコール、プロピレングリコ−/l/、1.
3−ブタンジオ−〜、1、4−ブタンジオ−zLz、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、ネオペンチルグリコール、ビス(
ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ビス(ヒドロキシ
ルチ/V)ベンゼンなどおよびこれらの二種以上の混合
物があげられる0分子量1000以下のポリアルキレン
エーテルグリコールとしては、PTMGS、jfポリロ
ピレンエーテルグリコール、ポリエチレンエーテルグリ
コールなど、およびこれらの二種以上の混合物があげら
れる。またジカルボン酸としては、脂肪族ジカルボン酸
(コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セパチン酸な
゛ど)、芳香族ジカルボン酸(テレフタル酸、イソフタ
ル酸など)など、およびこれらの二種以上の混合物があ
げられる。縮合ポリエステルジオールを得る方法は、従
来と同じ方法でよく、低分子ジオールまたは分子量10
00以下のポリアルキレンエーテルグリコールとジカル
ボン酸とを1通常の反応条件で末端ヒドロキシル基にな
るようにして、反応させればよい。またラクトンの開環
重合により得られるポリエステルジオールを得る方法も
従来とおなしでよく、たとえば開始剤(グリコール類な
ど)にラクトン(たとえばε−カプロラクトンなど)を
付加重合させることにより得られる。
これらのポリエステルジオールのうち好ましいものはポ
リエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリ
へキサメチレンアジペート、ポリネオペンチルアジペー
ト、ポリエチレンプロピレンアジペート、ポリエチレン
ブチレンアジペート、ポリブチレンヘキサメチ1ノンア
ジペート、ポリジエチレンアジベート、ポリ(fリテト
ラメチレンエ、−テ)V )アジペート、ポリエチレン
アゼレート、ポリエチレンセパケート、ポリブチレンア
ゼレート、ポリブチレンセバケートおよびε−カプロラ
クトンの開環重合により得られるポリカプロラクトンジ
オールである。ポリエヌテルジオールの平均分子量は、
通常600〜5.000、好ましくは、 1,000〜
3,000である。
本発明において用いる高分子ジオ−lL/(b)におけ
る(b2)と(b2)の重量比は通常90 : 10〜
10 : 90 、好ましくは30 : 20〜20 
:30 である。(b1)が上記範囲より多いとポリウ
レタンの湿式製膜性が不良となり、一方(b1)が上記
範囲より多いとポリウレタンの耐加水分解性が不良とな
る。(b)の平均分子量は通常500〜5,000 、
好ましくは1,000〜3.000である。
本発明で使用される有機ジイソシアネート(a)として
は1芳香族、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、トリレンジイソシアネートな
ど)、芳香脂肪族ジイソシアネート(キシリレンジイソ
シアネートなど)、脂肪族ジイソシアネート(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など
)〜脂環式ジイソシアネート(イソホロンジイソシアネ
ート、水m 化4.4’−ジフェニルメタンジイソシア
ネートなど)などがあげられる、詳細は特開昭58−4
2294号公報に記載されている。これらのうち実用上
、芳香族ジイソシアネートが好ましく、4.4’−ジフ
ェニルメタンジイソシアネート(以下MDLと略記)が
とくに好ましい。
(alと(blとからのNCO末端ウレタンプレポリマ
ーにおいて(alと(b)のNC010H当量比は通常
1.2〜11、好ましくは1.5〜5である。
(3)と(b)とのNCO末端ウレタンプレポリマー化
反応において、反応温度は当該業界においてウレタンプ
レポリマー化反応を行う際通常採用される温度と同じで
よく、通常20〜150°C1好ましくは50〜100
’Cである。この反応は溶媒の非存在下に行うのが好ま
しい。
ウレタンプレポリマーの製造は通常当該業界において採
用されている製造装置で行うことができる。
NCO末端ウレタンプレポリマー化反応で得られたウレ
タンプレポリマーは分取することなく引続き鎖伸長剤(
c)との反応に供してもよくまた一旦分取したのち鎖伸
長剤と反応させてもよい。
NCO末端ウレタンプレポリマーと反応させる鎖伸長剤
(c)としては特開昭58−42294号公報に記載の
もの、たとえば低分子ジオール(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、l、
6−ヘキサンジオ−ρなど)、脂肪族ジアミン(エチレ
ンジアミンなど)1.脂環式ジアミン(イソホロンジア
ミンなど)、芳香族ジアミン(4,4’−ジアミノジフ
ェニルメタンなト)、芳香脂肪族ジアミン(キシレンジ
アミンなど)、アルカノールアミン(エタノールアミン
など)、ヒドラジン、ジヒドラジツド(アジピン酸ジヒ
ドラジツドなど)などおよびこれらの二種以上の混合物
があげられる。これらのうち好ましいものは、低分子グ
リコ−〜であり、とくに好ましいものはエチレングリコ
−/l/、1.4−ブタンジオール、1゜6−ヘキサン
ジオールおよびこれらの二種以上の混合物である。
NCO末端ウレタンプレポリマーと鎖伸長剤(c)を反
応させるに際し、(c)の割合(当量比)は、該プレポ
リマーのNCO基:(c)の活性水素含有基=0,9〜
1.1 : 1 、好ましくは実質的に1になるような
割合である。
割合が上記通常の範囲外の場合には、高重合度のポリウ
レタンを製造することが難しい、また高分子ジオ−/L
/(b)と鎖伸長剤(c)のモル比は、通常に1〜10
、好ましくは1:2〜5である。わ)と(c)を合わせ
たジオ−/v(・但し鎖伸長剤として低分子ジオ−pを
使用した場合)の平均分子量は、通常300〜300で
ある。
ジオールの平均分子量が300より大きい場合は、ポリ
ウレタンの湿式製膜性が不良となり、又300より小さ
い場合は、ポリウレタンの湿式製膜性は良好だが、硬い
ポリウレタンが得られ、耐屈曲性、とくに低温での耐屈
曲性が不良となる・ポリウレタン中の5窒素含量(イソ
シアネート基に含まれる)は通常2〜6%、好ましくは
25〜5.0チである。
ポリウレタンの製造は、イソシアネート基に対して実質
的に不活性な溶媒の存在下または非存在下(好ましくは
存在下)で行うことができる。溶媒の存在下で行う場合
の適当な溶媒としては、アミド系溶媒〔ジメチルホルム
アミド(以下DMFと略記)、ジメチルアセトアミドな
ど〕1スpポキシド系溶媒(ジメチルスルホキシドなど
)エーテル系溶媒(ジオキサン、テトラヒドロフランな
ど)、ケトン系溶媒(シクロヘキサノン、メチルエチル
ケトンなど)、エステル系溶媒(酢酸エチルなど)、芳
香族炭化水素溶媒(トルエンなど)およびこれらの二種
以上の溶媒があげられる。実用上好ましいものは、アミ
ド系溶媒およびスルホキシド系溶媒であり、特に好まし
いものは、DMFである。
本発明によるポリウレタンの製造にさいし、反応温度は
当該業界番こおいてウレタン化反応を行う際通常採用さ
れる温度と同じでよく、溶媒を使用する場合は、通常2
0〜100’Oであり、溶媒を使用しない場合は通常2
0〜220°C1好ましくは150〜200°Cである
。反応を促進させるため、通常のウレタン反応において
使用されるアミン系触媒(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)、錫系触媒
(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)を使用してもよい。さらに必要があれば、重合
停止剤例えば1価アルコール(メタノール、ブタノール
、シクロヘキサノールなど)、1価アミン(メチルアミ
ン、ブチルアミン、シクロヘキシルアミンなど)などを
使用することもできる。
ポリウレタンノ製造は通常当該業界において採用されて
いる製造装置で行うことができる。また溶剤を使用しな
い場合はニーダ−やエクス) /L/−ダーなどの製造
装置を用いることができる。このようにして製造される
ポリウレタンとしてハ30重量%(固形分) DMF溶
液として測定した溶液粘度が2000〜1.OOO,O
OOcps/20°Cのものが実用上好ましい。
本発明により得られるポリウレタンはシート材料1入工
皮革、合成皮革(靴、覆物、衣類、バッグ、家具、自動
車用シートなど)その他の微多孔性被覆物1印刷インキ
用ビヒクル、磁気テープ用バインダ−1塗料1接着剤1
及びエラストツー用として使える。シート材料の製法に
ついては、通常の湿式処理の方法、たとえば米国特許第
3284274号第10〜11欄記載の(a)、(b)
、(c)、(d)の方法で行うことができる。湿式処理
に用いる液体(非溶媒)としてハ水、エチレングリコー
ル、グリセリン、エチレングリコールモノエチルエーテ
ル、ヒドロキシエチルアセテートおよびこれらの混合物
が挙げられる。好ましいのは水である。凝固浴として上
記非溶媒のみを用いてもこれと溶媒(DMF 、DM3
0など)との混合浴を用いてもよい、また、水、蒸気に
より凝固させる方法、水蒸気により部分的凝固させ次い
で凝固浴中へ浸漬する方法でもよい。
ニジストマー溶液に非溶剤を加えてコロイド状分散液と
して基体に適用し1凝固浴中へ浸漬してもよい。
湿式処理後は通常の方法で脱溶剤、洗滌(水、メタノー
ル等により)乾燥される。脱溶剤促進に7ニオン、メニ
オンまたはカチオンまたは両性の界面活性剤を使用する
こともできる。また英国特許第1168872号記載の
方法により架橋処理を行うこともできる。
得られたシート41料は種々の用途に、その上\使用し
ても、基体(離型紙、ガラス板等を用いた場合)からは
がして使用してもよい。
〔実施例〕
以下実施例により本発明をさらに説明するが、本発明は
これらに限定されるものではない。
製造例1 分子量が2000のPTMG 400g(0,2モiV
’) 、!: 水酸化カリウム0゜417 (0,00
7モル)を内容積II!のオートクレーブ中に入れ、均
一に混合後、EO106g(2,4モlv)を圧力5に
9101&、 m度140−160°Cを保ちナカラ、
反応させた。反応後、アルカリの中和、戸別、脱水の処
理を経て、約soogo PTMG tv EO付加物
(THFとEOのブロック共重合物、 EO含量20%
)を得た。
コノモノは20゛Cで白色固体で、ヒドロキシル価=4
5  であった。
製造例2 分子量力1400 (D PTMO230,9(o、2
 モtv ) (!: 水M化力!J ラムo、8.9
(0,O05モlv)を内容積1/のオートクレーブ中
に入れ、均一に混合後、EO124i (2,8モ/I
/)を圧力5kg/ad  、温度140−160°C
を保ちながら反応させた0反応後、アルカリの中和、戸
別、脱水の処理を経て、約400gのPTMGのEO付
加物(THFとEOのブロック共重合物、EO含量30
%)を得た。このものは20℃で白色固体で、ヒドロキ
シル価=56であった。
製造例3 THF 216g(8モ/v)と水2gとBF3・TH
F s、49(006モ)V )を内容積11!のオー
トクレーブ中に入れ、均一に混合後EO98g(2,1
1モル)を圧力1kg/at、温度20−30°Cを保
ちながら反応させた。反応後、酸性触媒を中和、戸別、
脱水の処理を経て約300gのTHF/EOのランダム
共重合物(EO含量30%)を得た。このものは20℃
で無色透明の液体で、ヒドロキシル価=56であった。
実施例1゜ 製造例1で得られた分子量2600のP TMGのEO
付加物250.9 (0,1モ/I/)と分子量が20
00のポリブチレンアジペート200 g(0,1モル
)とを81!のコルベンに投入し、MDL170g(0
,68モ/I/)を加え、60−70 ’Oで反応させ
、NCO%=6.5チのウレタンプレポリマーを得た。
次に1520.?のDMFを加え均一に溶解させた後、
エチレングリコール30 p (0,48モ/l/)を
投入してさらに60−70 ”Oで反応させた。反応開
始8時間復活度が8万cps/20°Cの透明均一なポ
リウレタン溶液を得た。
実施例2 製造例2で得られた分子量2000のP TMGのEO
付加物200 i (0,1モル)と分子量が1000
のポリエチレンアジペート1009 (0,1%lv)
とt−falのコルベンに投入し、MD二17211 
(0,69モ/v)t 加工、60−0℃で反応させ、
N00% = 8.6 %のポリウレタンプレポリマー
を得た0次に1204gのDMFを加え均一に溶解させ
た後、1.4−ブタンジオ−/l/ 489 (0,4
8モ/L/)を投入してさらに60− TooCで反応
させた。反応開始81時間後、粘度が10万cps /
 20℃の透明均一なポリウレタン溶液を得た。
実施例3 製造例2で得られた分子量2000のP TMGのEO
付加物200 j;l (0,1モ/l/)と分子量が
2000のポリエチレンアジペート250 p (0,
1モ/L/)とを81!のコルベンに投入し、MD″x
−tss &(0,75モA/ )を加え、6G−70
°Cで反応させ5NCO%=7.8%のウレタンプレプ
リマーを得た6次に1487 (9のDMFを加え、均
一に溶解させた後、1.4−ブタンジオール49 g(
0,54モ/I/)を投入してさらに60−70°Cで
反応させた。反応開始10時間後、粘度が10万cps
 / 20°Cの透明均一なポリウレタン溶液を得た。
実施例4 製造例8で得られた分子量2000のTHF/E Oの
ランダム共重合物2009 (0,1モ/l/)と分子
量が2000のfジエチレンアジペート200 II(
0,1モ/I/)とを81!のコルベンに投入し、MD
1188 g(0,75モ/L/)を加え、60−70
℃テ反応させ、NCO@ = 7.8 %のウレタンプ
レプリマーを得た0次に1487 flのMDFを力1
え掬−に溶解させた後、1.4−ブタンジオール49 
g(0,54モIv”)を投入してさらに60−70°
Cで反応させた。反応開始11時間後粘度が9万cps
/20℃の透明均一なプリウレタン溶液を得た。
比較例1 分子量が2000のI’TMG 200 jl (o、
1モ/L/)と分子、1^が2000のポリエチレンア
ジペート200 g(0,1モA/)とをStのコルベ
ンに投入し、 MD’41881 (0,75モ/L/
)を加え、60−70 ”Qで反応させ、NCOチ=7
.8チのウレタンプレポリマーを得た。次に1487p
(7)DMFを加え均一に溶解させた後、1.4−ブタ
ンジオ−tv 49g(0,54モtv )を投入して
さらに60−70°Cで反応させた1反応開始8時間後
粘度が10万cps/20℃の透明均一なポリウレタン
溶液を得た。
比較例2 分子量が2000のPTMG 400 、!i+ (0
,2モ/L/)を81!のコ/L/ ヘ:/ ニ投入L
/、MDI 221 g(0,88モ/L’ )を加え
、60−70 ”Oで反応させ、NCO%=962−の
ウレタンプレポリマーを得た。次に15489のDMF
を加え、均一に溶解させた後、エチレングリコール42
 fl (0,68モ/L/)を投入してさらに60−
70℃で反応させた。
反応開始10時間後粘度が10万cps / 20°C
の透明均一なポリウレタン溶液を得た。
比較例8 分子量が2000のポリエチレンアジペート400.9
(0,2モlv )を31のコルベンに投入し、MD工
187g(0,75モ/I/)を加え、60−70°C
で反応させ、NOO%=7.8%のウレタンプレポリマ
ーを得た0次に14869のDMFを加え、均一に溶解
させた後、1.4−ブタンジオール49 fl (0,
54モ)Lt )を投入してさらに60−70℃で反応
させた。反応開始10時間後粘度が9万cps / 2
0°Cの透明均一なポリウレタン溶液を得た。
試験例1:湿式製膜性の評価 実施例1〜4および比較例1〜8で得られるポリウレタ
ン溶液の20%DMF溶液100部に対し、各々に凝固
調整剤(テリエーテル変性シリコーンのMDI変性物)
をlチ添加したものをポリエステルフィルム上に1.0
11の厚さに塗布し、20″Cに調整した20 % D
MF水浴中に10分間浸漬して凝固製膜させて、次にポ
リエステルフィルムより、この多孔性シートをはく離し
て、これをさらに20〜30’Cの温水中で90分間浸
漬して洗浄を行った後、100°Cで20分間熱風乾燥
した。得られた多孔性シートの外観および特性は表−1
の通りであった。
試験例2:耐耐水水解性の評価 上記で得られた多孔性シートを70℃、95チ几、Hに
調整した恒温恒湿槽中に2週間放置した。本テスト前後
の多孔性シートの引張り強度を測定し)その保持率を求
めた。結果は表−2の通りであった。
本発明の方法によって得られる多孔性シートは、表面平
滑性に優れ、かつカーリング現象のない均一な微多孔層
が得られ1かつ耐加水分解性も良好であるのに対し比較
例1〜8のポリウレタン溶液は良好な多孔性シートが得
られるものは、耐加水分解性が悪く、耐加水分解性の良
好なものは良好な多孔性シートが得られず、湿式成膜性
および耐加水分解性の両者のすぐれた性能を兼ね備えた
ものではなかった。
〔発明の効果〕
本発明により得られるぼりウレタンは、従来のPTMG
/ポリエステルジオール併用系ポリウレタンと比べ湿式
製膜性がすぐれているという特長を有する・また耐屈曲
性および耐加水分解性は、PTMG系ポリウレタンと同
様にすぐれ、耐候性および耐摩耗性は、ポリエステルジ
オール系ポリウレタンと同様にすぐれているといった両
者の特長を有する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、有機ジイソシアネート(a)とポリエチレン/テト
    ラメチレンエーテルジオール(b_1)およびポリエス
    テルジオール(b_2)からなる高分子ジオール(b)
    とからのNCO末端ウレタンプレポリマーと、鎖伸長剤
    (c)とを反応させることを特徴とするポリウレタンの
    製造法。 2、(b_1)のオキシエチレン基とオキシテトラメチ
    レン基の重量比が5:96〜70:30である特許請求
    の範囲第1項記載の製造法。 3、(b_1)と(b_2)の重量比が90:10〜1
    0:90である特許請求の範囲第1項または第2項記載
    の製造法。 4、(b_1)がポリテトラメチレンエーテルグリコー
    ルのオキシエチレンエーテルである特許請求の範囲第1
    項〜第3項のいずれか一項に記載の製造法。 5、反応を溶媒中で行う特許請求の範囲第1項〜〜第4
    項のいずれか一項に記載の製造法。
JP59279061A 1984-12-27 1984-12-27 ポリウレタンの製造法 Granted JPS61155417A (ja)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62257923A (ja) * 1986-04-23 1987-11-10 バスフ アクチェン ゲゼルシャフト 緻密または気泡質の弾性ポリウレタン−または弾性ポリウレタン−ポリ尿素成形体の製造法
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