JPS6131130B2 - - Google Patents

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JPS6131130B2
JPS6131130B2 JP57225784A JP22578482A JPS6131130B2 JP S6131130 B2 JPS6131130 B2 JP S6131130B2 JP 57225784 A JP57225784 A JP 57225784A JP 22578482 A JP22578482 A JP 22578482A JP S6131130 B2 JPS6131130 B2 JP S6131130B2
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JP
Japan
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oxyethylene
weight
polyol
polyoxyalkylene
groups
Prior art date
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Expired
Application number
JP57225784A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS59117521A (en
Inventor
Shigeyuki Narisawa
Masahiko Funaki
Hiroaki Kojima
Kazuhiko Kuga
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP57225784A priority Critical patent/JPS59117521A/en
Priority to US06/563,516 priority patent/US4525491A/en
Priority to EP83112931A priority patent/EP0112557A3/en
Publication of JPS59117521A publication Critical patent/JPS59117521A/en
Publication of JPS6131130B2 publication Critical patent/JPS6131130B2/ja
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  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は反応射出成形方法によるポリウレタン
系エラストマーの製造方法に関するものであり、
特に吸水寸法変化率の少いポリウレタン系エラス
トマーの製造方法に関するものである。 ポリオール、鎖伸長剤、および有機ポリイソシ
アネートを主原料とし、反応射出成形によりマイ
クロセルラー状エラストマーあるいは非泡状エラ
ストマーなどのポリウレタン系エラストマーを製
造することは公知である。反応射出成形によるポ
リウレタン系エラストマーの製造は、現在自動車
のバンパー外殻を始めるとする自動車関連分野の
成形品に採用されている。また、自動車のフエン
ダー、ドアパネル、フロントパネル、その他の外
装板用にも採用が検討されている。バンパー外殻
を含めてこれら自動車用の外装部材は内装部材と
比較して耐水性が大巾に要求される。しかし、従
来バンパー外殻に使用されていたポリウレタン系
エラストマーは耐水性が悪く問題があつた。 従来のポリウレタン系エラストマーにおいて最
も問題となる点は吸水による寸法変化であつた。
即ち、ポリウレタン系エラストマーが吸水し易
く、吸水によつて寸法が変化し、成形品の変形を
起し易いものであつた。従来、この吸水による寸
法変化を逃れるために成形品の肉厚を厚くしてい
た。しかしながら、成形品の肉厚を吸水寸法変化
への反応のためのみに厚くすることは著るしく不
経済である。また、肉厚が厚いものに限られるこ
とは成形品の形状や物性に関する自由度が低くな
らざるを得なかつた。従つて、この問題の本質的
解決のためには、ポリウレタン系エラストマーの
吸水性を低めることが必要と考えられる。 ポリウレタン系エラストマーの吸水性の原因に
ついて検討したところ、原料である高分子量のポ
リオキシアルキレンポリオールにおけるオキシエ
チレン基の親水性によることがわかつた。オキシ
エチレン基を含まないポリオキシアルキレンポリ
オールを使用することができれば吸水性の問題は
解決しうると考えられる。しかし一方、反応射出
成形に適応しうるポリオキシアルキレンポリオー
ルとしては、オキシエチレン基の存在が必須であ
る。即ち、反応射出成形に使用するポリオキシア
ルキレンポリオールは反応性が高いものである必
要があり、そのためそのポリオールは高い第1級
水酸基割合を必要とし、第1級水酸基であるため
にはポリオキシアルキレンポリオールの末端オキ
シアルキレン基がオキシエチレン基であることが
必要である。代表的なポリオキシアルキレンポリ
オールはオキシアルキレン基として実質的にオキ
シプロピレン基のみあるいはオキシプロピレン基
とオキシブチレン基を有するポリオキシアルキレ
ンポリオールにエチレンオキシドを付加して得ら
るる末端にオキシエチレン基を有する高い第1級
水酸基割合を有するポリオキシアルキレンポリオ
ールである。従つて、吸水性の問題を解決するた
めには高い第1級水酸基割合を維持しつつオキシ
エチレン基含有量を低下させたポリオキシアルキ
レンポリオールの使用が必要と考えられた。 反応射出成形に使用される高分子量のポリオキ
シアルキレンポリオールの平均水酸基価は約15〜
60の範囲にある。従来、その第1級水酸基割合、
即ち、全水酸基の数に対する第1級水酸基の数、
は少くとも80%が必要であると考えられていた。
たとえば第1級水酸基割合85%のポリエーテルポ
リオールを例にとれば、水酸基価35のポリオキシ
アルキレンポリオールにおいてはオキシエチレン
基含有量は少くとも約25重量%を必要とし、同様
に水酸基価25のものでは少くとも約20重量%のオ
キシエチレン基を必要とする。即ち、ポリオキシ
アルキレンポリオールの水酸基価が低下する程
(即ち、分子量が増大する程)、相対的に必要なオ
キシエチレン基の含有量は低下する。しかし、こ
れをポリオキシアルキレンポリオールの水酸基1
個当りのオキシエチレン基の数(以下単位とい
う)に計算すると、水酸基価にかかわらず第1級
水酸基割合85%とするためには水酸基1個当りオ
キシエチレン基を少くとも約5.5〜6.0単位必要と
することを意味している。理論的には水酸基1個
当り1単位のオキシエチレン基が存在すれば、第
1級水酸基割合は100%となるはずである。そう
ならない理由は、第2級水酸基を有するポリオキ
シアルキレンポリオールにエチレンオキシドを付
加する場合、水酸基に対するエチレンオキシドの
付加が不均一であり、しかも1分子のエチレンオ
キシドの付加により変換された第1級水酸基は第
2級水酸基よりもエチレンオキシドと反応し易
く、エチレンオキシドの付加数が増大しても第2
級水酸基に付加する割合は低下するためであると
考えられる。従つて、これらの理由によりポリオ
キシアルキレンポリオールのオキシエチレン基の
割合を下げることは必然的に第1級水酸基割合の
低下をもたらし、反応射出成形に使用しうる程の
高い第1級水酸基割合を有するポリオキシアルキ
レンポリオールは得られない。事実、後述の比較
例で示すように、従来の水酸基価約26、オキシエ
チレン基含有量約8重量%のポリオキシアルキレ
ントリオールの使用によるポリウレタン系エラス
トマーの製造は、成形時間(脱型時間で表わす)
が極めて長く、得られるポリウレタン系エラスト
マーの物性も低く到底実用に耐えるものではな
い。 本発明者は上記従来理論的に不可能と考えられ
ていた問題に挑戦し、種々の研究検討を行つた結
果、ある条件が満たされればたとえポリエーテル
ポリオールの第1級水酸基割合が低くても良好な
ポリウレタン系エラストマーを従来と同様の成形
時間で製造しうることを見い出した。ある条件と
は、高分子量のポリオキシアルキレンポリオール
に含まれる不飽和基含有モノオール成分の量が
0.085meq/g以下であるという条件である。従来
の反応射出成形に使用されていた高い第1級水酸
基割合を有するポリオキシアルキレンポリオール
における不飽和基含有モノオール成分の量はオキ
シプロピレン基含有量が高い場合には約0.12me
q/g程度以上であつた。これを0.10meq/g以下
とすることにより、第1級水酸基割合が低くても
良好なポリウレタン系エラストマーが得られる理
由について本発明者は種々の検討を行つたが明確
な理由は不明である(推論は後述する)。しか
し、そのポリオキシアルキレンポリオールの使用
の効果は顕著である。従つて、第1級水酸基割合
を高く維持する必要がないことによりポリオキシ
アルキレンポリオールのオキシエチレン基の含有
量を少くすることができるのみならず、たとえオ
キシエチレン基の含有量がある程度高くても、従
来同量のオキシエチレン基含有量を有するポリオ
キシアルキレンポリオールよりも良好なポリウレ
タン系エラストマーを得ることができる。 本発明は上記特定のポリオールを使用すること
を特徴とする反応射出成形方法によるポリウレタ
ン系エラストマーの製造方法に関するものであ
り、即ち 高分子量ポリオールおよび鎖伸長剤を必須成分
とするポリオール成分並びにポリイソシアネート
化合物を必須成分とするイソシアネート成分の少
なくとも2成分を使用して反応射出成形により、
非泡状あるいはマイクロセルラー状のポリウレタ
ン系エラストマーの成形品を製造する反応射出成
形によるポリウレタン系エラストマーの製造方法
において、高分子量ポリオールの実質的全量ある
いは少なくとも80重量%がポリオキシアルキレン
ポリオールからなり、該ポリオキシアルキレンポ
リオールが平均水酸基数2.1〜3.5、平均オキシエ
チレン基含有量15重量%未満でかつその少なくと
も5重量%がオキシアルキレン鎖の末端部分に存
在すること、平均不飽和基含有モノオール成分含
有量0.085meq/g以下、かつ平均水酸基価20〜40
の単独あるいは混合ポリオキシアルキレンポリオ
ールであることを特徴とする反応射出成形方法に
よるポリウレタン系エラストマーの製造方法、 である。 ポリオキシアルキレンポリオールに不飽和基含
有モノオール成分が存在する理由はプロピレンオ
キシドの付加によるオキシプロピレン基の生成に
おける副反応によるものと考えられ、その副反応
は次のようなものであると考えられる。 (A:イニシエーターあるいはポリオキシアルキ
レンポリオールから1つの水酸基を除いた残
基 M+:アルカリ金属イオンなどの触媒残基) 従つて、ポリオキシアルキレンポリオール中に
はCH2=CH−CH2OHあるいはその水酸基にアル
キレンオキシドが付加して生成した不飽和基含有
モノオール成分(以下単にモノオールという)が
含まれている。このモノオールは比較的低分子量
であり、かつその量はポリオキシアルキレンポリ
オール中に当量重量で表わした場合は少いものの
モル量で表わせば比較的多量に存在していること
より、エチレンオキシドの付加の際エチレンオキ
シドがモノオールに選択的に反応する傾向が高い
と考えられる。従つて、従来第1級水酸基割合を
高めるために必要であつたオキシエチレン基はモ
ノオールに配分されるものが多く、ポリオキシア
ルキレンポリオールには充分に配分されていなか
つたのではないかと思われる。よつて、従来のポ
リオキシアルキレンポリオールにおいては高い第
1級水酸基割合はこのモノオールの第1水酸基が
計算に入つており、モノオールを除いたポリオキ
シアルキレンポリオールの第1級水酸基割合は実
際上そのみかけ割合よりも低いものであつたと推
定される。従つて、モノオールの量が少なけれ
ば、ポリオキシアルキレンポリオールの第1級水
酸基割合が従来より低くとも、従来のポリオキシ
アルキレンポリオールと同等の反応活性を維持し
うるものと考えられる。 また、成形時間、即ち脱型が可能となるまでの
時間の面から考えると、成形時間は理論的にはポ
リウレタンの架橋がある程度以上進んだ段階に至
るまでの時間と平行関係にあると考えられる。し
かして、上記のようにモノオールの水酸基は第1
級水酸基である割合が高く、相対的に実際上ポリ
オキシアルキレンポリオールの第1級水酸基の割
合が低いためにおよびモノオールが低分子量で反
応活性が高いために、従来のポリオキシアルキレ
ンポリオールの水酸基とイソシアネート基の反応
においてはモノオールの水酸基とイソシアネート
基の反応が先行していたと推定される。一方、モ
ノオールとポリイソシアネート化合物との反応で
は架橋が進行しないので、モノオールが多く含ま
れる従来のポリオキシアルキレンポリオールの場
合架橋速度を上げるためみかけ上その反応性は充
分に高い必要があると考えられより高い第1級水
酸基割合が必要であるとされていたと思われる。
従つてモノオールの含有量を少くすれば、ポリオ
キシアルキレンポリオールとポリイソシアネート
化合物の反応はより速く進行して架橋が進み、た
とえ第1級水酸基割合が低くとも従来と同等以上
の成形時間を達成することができると考えられ
る。 また、モノオールが少いことは、ポリウレタン
系エラストマーの成形時間内での架橋をより完全
なものとし、アフターキユアーを必要としないか
または必要な場合もより短時間で終らせることが
できる。しかも、得られるポリウレタン系エラス
トマーの物性はモノオールの多いポリオキシアル
キレンポリオールを使用して得られるものよりも
より良好である。特に、オキシエチレン基含有量
の少いポリオキシアルキレンポリオールを使用し
て得られるポリウレタン系エラストマーの吸水寸
法変化率は、従来およそ1.1%程度であつたもの
を0.8%あるいはそれ以下にすることが可能とな
つた。 本発明において、高分子量ポリオールは、実質
的にその全量あるいは少くとも80重量%がポリオ
キシアルキレンポリオールからなり、そのポリオ
キシアルキレンポリオールは平均水酸基価2.1〜
3.5、平均オキシエチレン基含有量15重量%未満
でかつその少なくとも5重量%がオキシアルキレ
ン鎖の末端部分に存在すること、平均不飽和基含
有モノオール成分含有量0.085meq/g以下、かつ
平均水酸基価20〜40の単独あるいは混合ポリオキ
シアルキレンポリオールである。平均オキシエチ
レン基含有量は目的によつて変えることができ
る。即ち、ポリウレタン系エラストマーの吸水寸
法変化率の低減を第1の目的とする場合は、平均
オキシエチレン基含有量は14重量%未満、特に13
重量%未満であることが好ましい。しかし、他の
物性の改良や反応性の改良等を目的とする場合は
15重量%近くまで平均オキシエチレン基含有量を
高めることができる。平均オキシエチレン基含有
量の下限は5重量%であり、それはオキシアルキ
ル基の末端部分に存在する。末端部分のオキシエ
チレン基の量がこれより低いと通常は反応射出成
形用のポリオキシアルキレンポリオールとしての
反応性が不充分となる。ポリオキシアルキレンポ
リオールにおけるオキシエチレン基の実質的にす
べてあるいは大部分はオキシアルキレン鎖の末端
部分に存在することが好ましい。オキシアルキレ
ン酸の非末端部分にはオキシエチレン基が存在し
ない方が好ましいが、場合によつては少量の存在
が許される。たとえばイニシエーター部分や非末
端部分のオキシアルキレン鎖にオキシレン基が存
在してもよい。特にイニシエーターとしてエチレ
ングリコールやジエチレングリコールなどのポリ
エチレングリコールを使用して得られるポリオキ
シアルキレンポリオールは有用である。しかし、
この非末端部分のオキシエチレン基の量は15重量
%未満の全オキシアルキレン基の内5重量%以
下、特に3重量%以下であることが好ましく、特
に上記のように実質的に存在しない方が好まし
い。以下に説明するポリオキシアルキレンポリオ
ールは、特に言及しない限り、オキシアルキレン
鎖の非末端部分にはオキシエチレン基を含まない
ものである。 上記ポリオキシアルキレンポリオールはポリオ
キシプロピレン・オキシエチレントリオールまた
はポリオキシプロピレン・オキシエチレンジオー
ルを主成分とする混合ポリオキシアルキレンポリ
オールであることが好ましい。また、後述のよう
に、このポリオキシプロピレン・オキシエチレン
トリ(あるいはジ)オールのオキシプロピレン基
の一部はオキシブチレン基で置換してもよい。混
合ポリオキシアルキレンポリオールとして最も好
ましいものは、混合ポリオキシアルキレンポリオ
ールの少くとも70重量%がオキシエチレン基含有
量10重量%未満、不飽和基含有モノオール成分含
有量0.085meq/g以下、かつ水酸基価20〜40のポ
リオキシプロピレン・オキシエチレントリオール
(以下aという)である混合ポリオキシアルキレ
ンポリオールである。このポリオキシプロピレ
ン・オキシエチレントリオール(a)は単独で使用す
ることも好ましいが、前記平均水酸基数、平均オ
キシエチレン基含有量、平均不飽和基含有モノオ
ール成分含有量、および平均水酸基価を逸脱しな
い範囲で他のポリオキシアルキレンポリオール
(以下cという)と混合して使用することがより
好ましい。混合ポリオキシアルキレンポリオール
として次に好ましいものは、オキシエチレン基含
有量5〜12重量%、不飽和基含有モノオール成分
含有量0.085meq/g以下、特に0.075meq/g以
下、かつ平均水酸基価20〜40のポリオキシプロピ
レンオキシエチレンジオール(以下bという)を
主成分とする混合ポリオキシアルキレンポリオー
ルである。このポリオキシプロピレン・オキシエ
チレンジオール(b)は単独で使用することもできる
が、より好ましくは3価以上のポリオキシアルキ
レンポリオール(以下dという)と組み合せて使
用する。この場合も、ポリオキシプロピレン・オ
キシエチレンジオール(b)とポリオキシアルキレン
ポリオール(d)の組み合せは前記平均水酸基数、平
均オキシエチレン基含有量、平均不飽和基含有モ
ノオール成分含有量、および平均水酸基価の範囲
内にあることが必要である。また、ポリオキシプ
ロピレン・オキシエチレントリオール(a)とポリオ
キシアルキレンポリオール(c)の割合は混合ポリオ
キシアルキレンポリオールにおいて前者が70〜
100重量%、後者が0〜30重量%からなることが
好ましい。同様に、ポリオキシプロピレン・オキ
シエチレンジオール(c)とポリオキシアルキレンポ
リオール(d)の組み合せの割合は前者60〜90重量%
と後者10〜40重量%からなることが好ましい。 上記混合ポリオキシアルキレンポリオールにお
けるポリオキシアルキレンポリオール(c)は混合ポ
リオキシアルキレンポリオールの前記諸条件が満
足される限り、それ自身の水酸基数、オキシエチ
レン基含有量、不飽和モノオール成分含有量、お
よび水酸基価は限定されない。たとえば、末端部
分のオキシエチレン基含有量が30重量%程度と高
くてもよく、そのオキシエチレン基の一部あるい
は全部が非末端部分に存在してもよく、さらにオ
キシエチレン基を含まないポリオキシアルキレン
ポリオールであつてもよい。勿論、ポリオキシプ
ロピレンオキシエチレンジオール(b)であつてもよ
い。より好ましいポリオキシアルキレンポリオー
ル(c)はオキシエチレン基含有量35重量%以下でそ
の大部分がオキシアルキレン鎖の末端部分に存在
する、水酸基価15〜60のポリオキシプロピレン・
オキシエチレンジオールである。ポリオキシアル
キレンポリオール(d)はポリオキシアルキレンポリ
オール(c)と同様にその諸条件は特に限定されな
い。しかし、好ましくは、オキシエチレン基含有
量30重量%以下でその大部分がオキシアルキレン
鎖の末端部分に存在する、水酸基価15〜60の3価
以上、特に3〜4価のポリオキシプロピレン・オ
キシエチレンポリオール、特にポリオキシプロピ
レン・オキシエチレントリオールである。なお、
混合ポリオキシアルキレンポリオールは、上記2
成分の組み合せに限られるものではなく、前記諸
条件が満足しうる限りさらに多成分系の混合ポリ
オキシアルキレンポリオールであつても良いこと
は勿論である。 ポリオキシアルキレンポリオールは2価以上の
イニシエーターにアルキレンオキシドを付加して
製造される。イニシエーターとしては2種以上の
イニシエーターの混合物であつてもよい。イニシ
エーターとしては多価アルコール、アルカノール
アミン、モノあるいはポリーアミン、多価フエノ
ール、その他のものがある。特に2〜8価の多価
アルコール、特に2〜4価の多価アルコールが好
ましい。イニシエーターとしては、たとえば次の
ような化合物がある。 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、ジプロピレングリ
コール、トリプロピレングリコール、グリセリ
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、ジグリセリン、
デキストロース、ソルビトール、シユークロー
ス、トリエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン、エチレンジアミン、ビスフエノールA、ビ
スフエノールF アルキレンオキシドとしては炭素数2〜4のア
ルキレンオキシドが好ましい。また、アルキレン
オキシドとともに他のエポキシド、たとえばハロ
ゲン含有アルキレンオキシド、スチレンオキシ
ド、グリシジルエーテル、グリシジルエステルな
どを併用することもできる。アルキレンオキシド
として、前記のようにエチレンオキシドの使用は
必須である。前記モノオールの生成原因はプロピ
レンオキシドの使用によるものであり、プロピレ
ンオキシドを使用しない限り前記問題は生じない
と考えられるから、プロピレンオキシドの使用も
必須である。従つて、アルキレンオキシドとして
は、プロピレンオキシドとエチレンオキシドとの
実質的に2種のみの組み合せか、プロピレンオキ
シド、ブチレンオキシド、およびエチレンオキシ
ドの実質的に3種のみからなる組み合せが好まし
い。特に少くとも60重量%、より好ましくは少く
とも80重量%がオキシプロピレン基であるポリオ
キシアルキレンポリオールが適当であり、また経
済性からみて、オキシアルキレン基が実質的にオ
キシプロピレン基とオキシエチレン基のみからな
るポリオキシアルキレンポリオールが好ましい。 ポリオキシアルキレンポリオールにおける末端
部分のオキシエチレン基は末端部分がオキシエチ
レン基でないポリオキシアルキレンポリオールに
最終段階としてエチレンオキシドを付加すること
によつて得られる。非末端部分のオキシエチレン
基は、オキシエチレン基含有イニシエーターを使
用すること、およびアルキレンオキシドの付加を
エチレンオキシドとアルキレンオキシドを順次
(たたし、上記最終段階のエチレンオキシドの付
加の直前の付加はエチレンオキシド以外のアルキ
レンオキシドである)、またはエチレンオキシド
と他のアルキレンオキシドの混合物を付加するこ
と(エチレンオキシドは高い反応性を有するので
比較的速く反応し末端部分がオキシエチレン基と
なることは少い)、並にこれらの工程の組み合せ
でポリオキシアルキレンポリオールに導入するこ
とができる。また、前記オキシエチレン基の量が
多くてもよいポリオキシアルキレンポリオール(c)
や(d)の場合などでは、ポリオキシアルキレンポリ
オールにエチレンオキシドを付加した後少量のエ
チレンオキシド以外のアルキレンオキシドを付加
し、末端オキシエチレン基に起因する第1級水酸
基の一部あるいは全部を第2級水酸基に変えたポ
リオキシアルキレンポリオールを使用することも
できる。勿論、ポリオキシアルキレンポリオール
(c)や(d)がオキシエチレン基を有しないものである
場合は、エチレンオキシドの付加は不要であり、
たとえはイニシエーターにプロピレンオキシドの
みを付加して製造することができる。 本発明における不飽和含有モノオール成分の少
いポリオキシアルキレンポリオールの製造は、通
常のポリオキシアルキレンポリオールの製造にお
ける触媒成分の選択、反応条件の変更、あるいは
該モノオール成分の除去などによる精製、その他
の方法で行いうる。たとえば、特開昭54−30110
号公報、特開昭54−44720号公報、特開昭56−
38322号公報、特開昭56−43322号公報、米国特許
第3427256号明細書、米国特許第3427334号明細
書、米国特許第3427335号明細書、米国特許第
3393243号明細書などに不飽和基含有モノオール
成分の少いポリオキシアルキレンポリオールの製
造方法が記載されている。特に触媒成分の選択や
従来に比べてより温和な反応条件でのポリオキシ
アルキレンポリオールの製造が有用である。不飽
和基含有モノオール成分の測定はJIS K 1557
(1970)「ポリウレタン用ポリエーテル誌験方法」
に記載されている「総不飽和度」の測定によつて
行なわれる。本発明における不飽和基含有モノオ
ール成分含有量はこの総不飽和度と同一の意味で
使用されている。 本発明において、高分子量ポリオールは実質的
に上記ポリオキシアルキレンポリオールのみから
なつていてもよいがまた20重量%までの他の高分
子量ポリオールを含ませることもできる。他の高
分子量ポリオールとしては上記ポリオキシアルキ
レンポリオール以外の高分子量ポリオール、たと
えばポリエステルポリオール、ポリエステルエー
テルポリオール、アルキレンオキシドの付加反応
以外の方法で製造されるポリオキシテトラメチレ
ンポリオールなどのポリエーテルポリオール、水
酸基含有ポリブタジエンなどの水酸基含有炭化水
酸系ポリマーなどがある。特に、ポリウレタン系
エトストマーの吸水寸法変化率を低減させるため
には疎水性のポリオールである水酸基含有炭化水
素系ポリマーの使用が有効である。水酸基含有炭
化水素系ポリマーとしては両末端に水酸基を有す
るブタジエン系ホモポリマーや、ブタジエンとア
クリロニトリル、スチレン、その他のビニルモノ
マーの共重合体よりなるブタジエン系コポリマー
が適当である。また、この水酸基含有炭化水素系
ポリマーに少量のアルキレンオキシドを付加して
得られる高分子量ポリオールも使用しうる。 鎖伸長剤は分子量400以下の低分子量ポリオー
ルおよび/またはポリアミン化合物からなる。特
に分子量200以下の低分子量ポリオールが好まし
い。低分子量ポリオールは水酸基を2以上、特に
2〜4個有する多価アルコールやアルカノールア
ミン、および前記したような多価のイニシエータ
ーに少量のアルキレンオキシドを付加して得られ
るポリオールが適当である。特に好ましい低分子
量ポリオールは炭素数2〜4の2価アルコールで
ある。ポリアミンとしては、アルキル置換基およ
び/またはハロゲンを有する芳香族ジアミンが適
当である。好ましい具体的な鎖伸長剤は、エチレ
ングリコール、1・4−ブタンジオール、プロピ
レングリコール、ジエチレングリコール、ジプロ
ピレングリコール、グリセリン、トリメチロール
プロパン、ジエタノールアミン、トリエタノール
アミンなどであり、特にエチレングリコールと
1・4−ブタンジオールが好ましい。その使用量
は高分子量ポリオールとの合計量に対し5〜40重
量%、特に10〜30重量%が適当である。 鎖伸長剤としてエチレングリコールなどのオキ
シエチレン基を有する鎖伸長剤の使用はポリウレ
タン系エラストマーの吸水寸法変化に対し何らの
悪影響を生じないことがわかつた。その理由は、
鎖伸長剤はポリイソシアネート化合物と反応して
ポリウレタン系エラストマーのハードブロツクを
形成し、このハードブロツクはそこにオキシエチ
レン基が存在していても吸水性が低く、またたと
え吸水してもそれが硬いことにより変形の原因に
はならないと考えられる。これに対し高分子量ポ
リオールの分子鎖の末端に存在するオキシエチレ
ン基はこのハードブロツクに隣接して存在すると
考えられるが、ハードブロツク内にある場合とは
異り、ソフトブロツクに属するこの部分における
オキシエチレン基の存在は吸水寸法変化に対し大
きな影響をもつていると考えられる。 ポリイソシアネート化合物は少くとも2個のイ
ソシアネート基を有する芳香族、脂環族、脂肪
族、その他のポリイソシアネート化合物やその変
性物からなる。たとえば、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、4・4′−ジフエニルメタンジイソシアネー
ト、ポリメチレンポリフエニルイソシアネート、
キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソ
シアネート、メチレン−ビス(シクロヘキシルイ
ソシアネート)、ヘキサメチレンジイソシアネー
トなどがある。また、変性体としては、二量体、
三量体、プレポリマー型変性体、カルボジイミド
変性体、尿素変性体、その他のものがある。これ
らポリイソシアネート化合物は2種以上併用して
もよい。特に好ましいポリイソシアネート化合物
は4・4′−ジフエニルメタンジイソシアネート、
およびそのカルボジイミド変性体やプレポリマー
型変性体である。ポリイソシアネート化合物の使
用量はイソシアネートインデラツクスで表わして
90〜120、特に95〜110が適当である。 反応射出成形方法におけるポリウレタン系エラ
ストマーの製造において、上記主原料以外に通常
触媒の使用が必須であり、発泡剤の使用も好まし
い。触媒としては各種の第3級アミン系触媒や有
機スズ化合物などの有機金属化合物があり、両者
は単独であるいは併用して使用される。本発明に
おいて、発泡剤は必ずしも必須ではなく、発泡剤
を使用しなくても原料に溶存する空気や水の存在
によりわずかに発泡したエラストマーが得られ、
またこれらを充分除去することにより非泡状のエ
ラストマーが得られる。しかしながら少量の発泡
剤の使用は成形性の改良などの理由により好まし
い。発泡剤としては空気や水なども使用しうるが
好ましくは低沸点のハロゲン化炭化水素が使用さ
れる。 具体的にはトリクロロフルオロメタン、ジクロ
ロジフルオロメタン、塩化メチレンなどが適当で
ある。その量は高分子量ポリオールと鎖伸長剤の
合計100重量部に対して15重量部以下、特に2〜
10重量部が適当である。 さらに任意の添加成分として種々の添加剤を添
加しうる。たとえば、強化繊維、充填剤、着色
剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、難燃剤、内部離
型剤などがある。特に強化繊維を配合することは
吸水寸法変化率を低下させる効果がある。これ
は、ポリウレタン系エラストマーの剛性や強度を
向上させるためであると思われる。強化繊維とし
ては、ガラス繊維のミルドフアイバーやカツトフ
アイバー、あるいはワラストナイトなどが適当で
ある。その量はポリウレタン系エラストマー全体
に対して約20重量%以下で充分効果を有する。上
記触媒や発泡剤を含めてこれらの添加剤は通常高
分子量ポリオールと鎖伸長剤を含むポリオール成
分に添加される。しかし、イソシアネート基に対
して不活性な添加剤はイソシアネート成分に添加
することもできる。 反応射出成形方法は通常上記ポリオール成分と
イソシアネート成分を急速に混合し直ちに成形型
に射出し、成形型中でこれらの混合物を反応さ
せ、硬化後成形物として取り出すことにつつて行
なわれる。場合により、ポリオール成分やイソシ
アネート成分を2以上に分け、あるいは第3の成
分を使用することにより3以上の成分を用いるこ
ともある。急速な混合は通常各成分の衝突混合に
より行なわれ、またランナー部にアフターミキシ
ング機構を設けて再混合を行うこともある。本発
明は自動車の外装部品、特にバンパー外殻の成形
のために使用される。しかしながら、この用途に
限られるものではなく耐水性が要求される成形品
やその他の用途にも適用しうる。 以下に本発明を実施例により具体的に説明する
が本発明はこれら実施例に限られるものではな
い。 実施例、比較例 下記第1表記載の高分子量ポリオール、鎖伸長
剤等の混合物を高圧発泡機のポリオール成分側タ
ンクに仕込み、一方ポリイソシアネート化合物を
イソシアネート成分側タンクに仕込んだ。高圧発
泡機の吐出圧力を150Kg/cm2、吐出量60〜120Kg/
分、各成分の液温30〜40℃に調整し反応射出成形
を行つた。成形型は大きさ140mm×120mm×1400
mm、内厚3mmの自動車用バンパー外殻成形用の金
型を使用し、その型温を60〜70℃に調整して成形
を行つた。得られた成形物から物性測定用のサン
プルを切り出し吸水寸法変化率を始め第1表記載
の物性を測定した。第1表記載の脱型時間の測
定、物性測定は次の方法によるものである。 脱型時間:射出完了から脱型可能となる(成形品
にクラツク等を生じないで脱型出来る)までの
時間。 密度:水またはアルコール置換による方法。
(ASTM−D792) 吸水寸法変化率:成形品サンプル(100×200×3
mm)を100℃×3hrボストキユアーした直後の長
辺方向の長さをtoとし、これを40℃の温水に
240hr浸漬した後の長さをtとする、吸水寸法
変化率・ΔLは次式で与えられる。 △L=t−to/to×100 曲げ弾性率:ASTM−D790法による。 引張強度:JIS−K6301・ダンベル2号による。 伸び:JIS−K6301 ダンベル2号による。 また、使用した原料は次のものである。 ポリオキシアルキレンポリオール 以下のポリオールA〜Gは末端のみにオキシ
エチレン基を有するポリオキシプロピレン・オ
キシエチレンポリオールであり、その水酸基
数、オキシエチレン基含有量、不飽和モノオー
ル含有量、および水酸基価は以下の通りであ
る。
The present invention relates to a method for producing a polyurethane elastomer by a reaction injection molding method,
In particular, the present invention relates to a method for producing a polyurethane elastomer with a small rate of dimensional change upon absorption of water. It is known to produce polyurethane elastomers such as microcellular elastomers or non-foamed elastomers by reaction injection molding using polyols, chain extenders, and organic polyisocyanates as main raw materials. The production of polyurethane elastomers by reaction injection molding is currently being used for molded products in automobile-related fields, including the outer shell of automobile bumpers. It is also being considered for use in automobile fenders, door panels, front panels, and other exterior panels. These exterior members for automobiles, including the outer shell of the bumper, are required to have greater water resistance than interior members. However, the polyurethane elastomer conventionally used for bumper outer shells has had problems with poor water resistance. The most problematic aspect of conventional polyurethane elastomers has been dimensional changes due to water absorption.
That is, the polyurethane elastomer easily absorbs water, and the dimensions change due to water absorption, which tends to cause deformation of the molded product. Conventionally, molded products have been made thicker to avoid dimensional changes due to water absorption. However, it is extremely uneconomical to increase the wall thickness of a molded article solely to respond to dimensional changes due to water absorption. In addition, the limitation to thick walls means that the degree of freedom regarding the shape and physical properties of the molded product is reduced. Therefore, in order to essentially solve this problem, it is considered necessary to lower the water absorption of the polyurethane elastomer. When we investigated the cause of the water absorbency of polyurethane elastomers, we found that it is due to the hydrophilicity of the oxyethylene groups in the high molecular weight polyoxyalkylene polyol that is the raw material. It is believed that the problem of water absorption can be solved if a polyoxyalkylene polyol containing no oxyethylene group can be used. However, on the other hand, the presence of an oxyethylene group is essential for a polyoxyalkylene polyol that can be applied to reaction injection molding. That is, the polyoxyalkylene polyol used in reaction injection molding must have high reactivity, and therefore the polyol must have a high proportion of primary hydroxyl groups. It is necessary that the terminal oxyalkylene group of the polyol is an oxyethylene group. Typical polyoxyalkylene polyols are polyoxyalkylene polyols with oxyethylene groups at the terminals obtained by adding ethylene oxide to polyoxyalkylene polyols that have substantially only oxypropylene groups or oxypropylene groups and oxybutylene groups as oxyalkylene groups. It is a polyoxyalkylene polyol having a proportion of primary hydroxyl groups. Therefore, in order to solve the problem of water absorption, it was considered necessary to use a polyoxyalkylene polyol with a reduced content of oxyethylene groups while maintaining a high proportion of primary hydroxyl groups. The average hydroxyl value of high molecular weight polyoxyalkylene polyols used in reaction injection molding is approximately 15~
In the range of 60. Conventionally, the proportion of primary hydroxyl groups,
That is, the number of primary hydroxyl groups relative to the total number of hydroxyl groups,
It was thought that at least 80% was necessary.
For example, if we take a polyether polyol with a primary hydroxyl group content of 85%, a polyoxyalkylene polyol with a hydroxyl value of 35 requires an oxyethylene group content of at least about 25% by weight; In some cases, at least about 20% by weight of oxyethylene groups are required. That is, as the hydroxyl value of the polyoxyalkylene polyol decreases (ie, as the molecular weight increases), the relatively necessary content of oxyethylene groups decreases. However, the hydroxyl group 1 of polyoxyalkylene polyol
Calculating the number of oxyethylene groups per hydroxyl group (hereinafter referred to as units), at least about 5.5 to 6.0 units of oxyethylene group per hydroxyl group are required to achieve a primary hydroxyl group ratio of 85% regardless of the hydroxyl value. It means that. Theoretically, if there is one unit of oxyethylene group per hydroxyl group, the proportion of primary hydroxyl groups should be 100%. The reason why this does not happen is that when ethylene oxide is added to a polyoxyalkylene polyol having secondary hydroxyl groups, the addition of ethylene oxide to the hydroxyl groups is uneven, and the primary hydroxyl groups converted by the addition of one molecule of ethylene oxide are It reacts more easily with ethylene oxide than secondary hydroxyl groups, and even if the number of added ethylene oxides increases, secondary
This is thought to be because the ratio of addition to class hydroxyl groups decreases. Therefore, for these reasons, reducing the proportion of oxyethylene groups in polyoxyalkylene polyols inevitably leads to a decrease in the proportion of primary hydroxyl groups, and it is difficult to obtain a proportion of primary hydroxyl groups high enough to be used in reaction injection molding. A polyoxyalkylene polyol having the following properties cannot be obtained. In fact, as shown in the comparative example below, the production of a polyurethane elastomer using a conventional polyoxyalkylene triol with a hydroxyl value of about 26 and an oxyethylene group content of about 8% by weight, )
is extremely long, and the physical properties of the resulting polyurethane elastomer are poor, making it completely impractical. The present inventor took on the challenge of the above-mentioned problem that was previously thought to be theoretically impossible, and as a result of various research studies, it was found that even if the proportion of primary hydroxyl groups in the polyether polyol is low, as long as certain conditions are met, It has been found that a good polyurethane elastomer can be produced in the same molding time as conventional methods. A certain condition is that the amount of unsaturated group-containing monool component contained in the high molecular weight polyoxyalkylene polyol is
The condition is that it is 0.085meq/g or less. The amount of unsaturated group-containing monool component in polyoxyalkylene polyols with a high proportion of primary hydroxyl groups used in conventional reaction injection molding is about 0.12 me when the content of oxypropylene groups is high.
It was about q/g or more. The inventors have conducted various studies on the reason why a good polyurethane elastomer can be obtained even with a low proportion of primary hydroxyl groups by setting this to 0.10 meq/g or less, but the clear reason is unclear ( The reasoning will be explained later). However, the effect of using the polyoxyalkylene polyol is significant. Therefore, since it is not necessary to maintain a high proportion of primary hydroxyl groups, not only can the content of oxyethylene groups in the polyoxyalkylene polyol be reduced, but even if the content of oxyethylene groups is high to some extent, , it is possible to obtain a polyurethane elastomer that is better than conventional polyoxyalkylene polyols having the same amount of oxyethylene group content. The present invention relates to a method for producing a polyurethane elastomer by a reaction injection molding method characterized by using the above-mentioned specific polyol, namely, a polyol component containing a high molecular weight polyol and a chain extender as essential components, and a polyisocyanate compound. By reaction injection molding using at least two isocyanate components having as an essential component,
In a method for producing a polyurethane elastomer by reaction injection molding for producing a non-foamed or microcellular polyurethane elastomer molded article, substantially the entire amount or at least 80% by weight of the high molecular weight polyol is composed of a polyoxyalkylene polyol; The polyoxyalkylene polyol has an average number of hydroxyl groups of 2.1 to 3.5, an average oxyethylene group content of less than 15% by weight, and at least 5% by weight of the oxyethylene group is present at the end of the oxyalkylene chain, and contains an average unsaturated group-containing monool component. Amount 0.085meq/g or less, and average hydroxyl value 20-40
A method for producing a polyurethane elastomer by a reaction injection molding method, characterized in that the polyoxyalkylene polyol is a single or mixed polyoxyalkylene polyol. The reason why unsaturated group-containing monool components exist in polyoxyalkylene polyols is thought to be due to side reactions in the production of oxypropylene groups by addition of propylene oxide, and the side reactions are thought to be as follows. . (A: initiator or residue obtained by removing one hydroxyl group from polyoxyalkylene polyol M + : catalytic residue such as alkali metal ion) Therefore, in polyoxyalkylene polyol, CH 2 = CH-CH 2 OH or It contains an unsaturated group-containing monol component (hereinafter simply referred to as monol) produced by adding alkylene oxide to the hydroxyl group. This monool has a relatively low molecular weight, and although its amount is small when expressed in equivalent weight in the polyoxyalkylene polyol, it is present in a relatively large amount when expressed in molar amount. It is thought that ethylene oxide has a high tendency to react selectively with monool. Therefore, it seems that oxyethylene groups, which were conventionally necessary to increase the proportion of primary hydroxyl groups, were often distributed to monools, and were not sufficiently distributed to polyoxyalkylene polyols. . Therefore, in conventional polyoxyalkylene polyols, the high proportion of primary hydroxyl groups takes into account the primary hydroxyl groups of this monol, and the proportion of primary hydroxyl groups in polyoxyalkylene polyols excluding monools is actually It is estimated that the proportion was lower than the apparent proportion. Therefore, it is considered that if the amount of monol is small, the reaction activity equivalent to that of conventional polyoxyalkylene polyols can be maintained even if the proportion of primary hydroxyl groups in polyoxyalkylene polyols is lower than that of conventional polyoxyalkylene polyols. In addition, when considering the molding time, that is, the time until demolding becomes possible, the molding time is theoretically considered to be in a parallel relationship with the time until the crosslinking of polyurethane has progressed to a certain level. . Therefore, as mentioned above, the hydroxyl group of the monool is the
Because the proportion of primary hydroxyl groups in conventional polyoxyalkylene polyols is high, the proportion of primary hydroxyl groups in polyoxyalkylene polyols is relatively low, and the monool has a low molecular weight and high reaction activity. It is presumed that the reaction between the hydroxyl group of the monool and the isocyanate group preceded the reaction between the monool and the isocyanate group. On the other hand, crosslinking does not proceed in the reaction between monools and polyisocyanate compounds, so in the case of conventional polyoxyalkylene polyols that contain a large amount of monools, their apparent reactivity must be sufficiently high in order to increase the crosslinking rate. It seems that a higher proportion of primary hydroxyl groups was required than expected.
Therefore, if the content of monol is reduced, the reaction between polyoxyalkylene polyol and polyisocyanate compound will proceed faster and crosslinking will proceed, and even if the proportion of primary hydroxyl groups is low, molding times equivalent to or longer than conventional ones can be achieved. It is thought that it is possible to do so. In addition, less monool allows for more complete crosslinking of the polyurethane elastomer within the molding time, and if after-cure is required, it can be completed in a shorter time. Moreover, the physical properties of the resulting polyurethane elastomer are better than those obtained using a polyoxyalkylene polyol containing a large amount of monool. In particular, the water absorption dimensional change rate of polyurethane elastomers obtained using polyoxyalkylene polyols with low oxyethylene group content can be reduced from the conventional approximately 1.1% to 0.8% or less. It became. In the present invention, the high molecular weight polyol consists essentially of the entire amount or at least 80% by weight of a polyoxyalkylene polyol, and the polyoxyalkylene polyol has an average hydroxyl value of 2.1 to 80% by weight.
3.5. The average content of oxyethylene groups is less than 15% by weight, and at least 5% by weight of the oxyethylene group is present at the end of the oxyalkylene chain, the average content of monool components containing unsaturated groups is 0.085 meq/g or less, and the average hydroxyl group content is 0.085 meq/g or less. Single or mixed polyoxyalkylene polyols having a value of 20 to 40. The average oxyethylene group content can be varied depending on the purpose. That is, when the primary purpose is to reduce the water absorption dimensional change rate of polyurethane elastomers, the average oxyethylene group content is less than 14% by weight, especially 13% by weight.
Preferably, it is less than % by weight. However, if the purpose is to improve other physical properties or reactivity,
The average oxyethylene group content can be increased to nearly 15% by weight. The lower limit for the average oxyethylene group content is 5% by weight, which is present in the terminal portion of the oxyalkyl groups. If the amount of oxyethylene groups in the terminal portion is lower than this, the reactivity as a polyoxyalkylene polyol for reaction injection molding will usually be insufficient. Preferably, substantially all or most of the oxyethylene groups in the polyoxyalkylene polyol are present at the terminal portions of the oxyalkylene chains. Although it is preferable that no oxyethylene group is present in the non-terminal portion of the oxyalkylene acid, a small amount of oxyethylene group may be present in some cases. For example, an oxylene group may be present in the oxyalkylene chain of the initiator portion or the non-terminal portion. In particular, polyoxyalkylene polyols obtained using polyethylene glycols such as ethylene glycol and diethylene glycol as initiators are useful. but,
The amount of oxyethylene groups in the non-terminal portion is preferably 5% by weight or less, particularly 3% by weight or less, of the total oxyalkylene groups of less than 15% by weight, and it is particularly preferable that the oxyethylene group is substantially absent as described above. preferable. The polyoxyalkylene polyols described below do not contain an oxyethylene group at the non-terminal portion of the oxyalkylene chain, unless otherwise specified. The polyoxyalkylene polyol is preferably a mixed polyoxyalkylene polyol containing polyoxypropylene/oxyethylene triol or polyoxypropylene/oxyethylene diol as a main component. Furthermore, as will be described later, a portion of the oxypropylene groups in this polyoxypropylene/oxyethylene tri(or di)ol may be substituted with oxybutylene groups. The most preferred mixed polyoxyalkylene polyol is one in which at least 70% by weight of the mixed polyoxyalkylene polyol has an oxyethylene group content of less than 10% by weight, an unsaturated group-containing monool component content of 0.085 meq/g or less, and a hydroxyl group. It is a mixed polyoxyalkylene polyol which is a polyoxypropylene/oxyethylene triol (hereinafter referred to as a) having a valence of 20 to 40. It is also preferable to use this polyoxypropylene/oxyethylene triol (a) alone, but it deviates from the above average number of hydroxyl groups, average oxyethylene group content, average unsaturated group-containing monool component content, and average hydroxyl value. It is more preferable to use the polyoxyalkylene polyol (hereinafter referred to as c) in combination with other polyoxyalkylene polyols (hereinafter referred to as c). The next preferred mixed polyoxyalkylene polyol has an oxyethylene group content of 5 to 12% by weight, an unsaturated group-containing monool component content of 0.085 meq/g or less, particularly 0.075 meq/g or less, and an average hydroxyl value of 20. It is a mixed polyoxyalkylene polyol whose main component is polyoxypropylene oxyethylene diol (hereinafter referred to as b) of 40 to 40. Although this polyoxypropylene/oxyethylene diol (b) can be used alone, it is more preferably used in combination with a trivalent or higher polyoxyalkylene polyol (hereinafter referred to as d). In this case as well, the combination of polyoxypropylene/oxyethylene diol (b) and polyoxyalkylene polyol (d) is based on the above-mentioned average number of hydroxyl groups, average oxyethylene group content, average unsaturated group-containing monool component content, and average It is necessary that the hydroxyl value is within the range. In addition, the ratio of polyoxypropylene/oxyethylene triol (a) and polyoxyalkylene polyol (c) is 70 to 70 for the former in mixed polyoxyalkylene polyol.
100% by weight, the latter preferably from 0 to 30% by weight. Similarly, the proportion of the combination of polyoxypropylene/oxyethylene diol (c) and polyoxyalkylene polyol (d) is 60 to 90% by weight of the former.
and the latter preferably in an amount of 10 to 40% by weight. The polyoxyalkylene polyol (c) in the above mixed polyoxyalkylene polyol has its own number of hydroxyl groups, oxyethylene group content, unsaturated monool component content, And the hydroxyl value is not limited. For example, the content of oxyethylene groups in the terminal portion may be as high as about 30% by weight, some or all of the oxyethylene groups may be present in the non-terminal portion, and furthermore, polyoxyethylene containing no oxyethylene groups may be present. It may also be an alkylene polyol. Of course, polyoxypropyleneoxyethylenediol (b) may also be used. A more preferable polyoxyalkylene polyol (c) is polyoxypropylene having a hydroxyl value of 15 to 60 and having an oxyethylene group content of 35% by weight or less, most of which is present at the terminal portion of the oxyalkylene chain.
It is oxyethylene diol. As with the polyoxyalkylene polyol (c), the conditions for the polyoxyalkylene polyol (d) are not particularly limited. However, it is preferable to use polyoxypropylene oxypropylene having a hydroxyl value of 15 to 60 and having a hydroxyl value of 15 to 60 and a valence of 3 or more, especially a valence of 3 to 4. Ethylene polyols, especially polyoxypropylene oxyethylene triols. In addition,
The mixed polyoxyalkylene polyol is 2 above.
It goes without saying that the combination of components is not limited, and a multi-component mixed polyoxyalkylene polyol may be used as long as the above conditions are satisfied. Polyoxyalkylene polyol is produced by adding alkylene oxide to a divalent or higher initiator. The initiator may be a mixture of two or more types of initiators. Initiators include polyhydric alcohols, alkanolamines, mono- or polyamines, polyhydric phenols, and others. Particularly preferred are dihydric to octavalent polyhydric alcohols, particularly divalent to tetrahydric polyhydric alcohols. Examples of initiators include the following compounds. Ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, pentaerythritol, diglycerin,
Dextrose, sorbitol, sucrose, triethanolamine, diethanolamine, ethylenediamine, bisphenol A, bisphenol F The alkylene oxide is preferably an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms. Further, other epoxides such as halogen-containing alkylene oxide, styrene oxide, glycidyl ether, glycidyl ester, etc. can also be used together with alkylene oxide. As the alkylene oxide, it is essential to use ethylene oxide as described above. The cause of the production of the monool is the use of propylene oxide, and it is thought that the above problem will not occur unless propylene oxide is used, so the use of propylene oxide is also essential. Therefore, as the alkylene oxide, a combination of substantially only two types of propylene oxide and ethylene oxide, or a combination of substantially only three types of propylene oxide, butylene oxide, and ethylene oxide is preferable. Particularly suitable are polyoxyalkylene polyols in which at least 60% by weight, more preferably at least 80% by weight, are oxypropylene groups, and from an economic point of view, the oxyalkylene groups are substantially oxypropylene groups and oxyethylene groups. Preferably, a polyoxyalkylene polyol consisting of only The oxyethylene group at the end portion of a polyoxyalkylene polyol can be obtained by adding ethylene oxide as a final step to a polyoxyalkylene polyol whose end portion is not an oxyethylene group. For the oxyethylene group in the non-terminal part, use an oxyethylene group-containing initiator, and add alkylene oxide to ethylene oxide and alkylene oxide sequentially (addition of ethylene oxide and alkylene oxide in the above final step immediately before addition of ethylene oxide) ), or addition of a mixture of ethylene oxide and other alkylene oxides (ethylene oxide has high reactivity, so it reacts relatively quickly and the terminal part rarely becomes an oxyethylene group), can be introduced into the polyoxyalkylene polyol by a combination of these steps. In addition, the polyoxyalkylene polyol (c) which may have a large amount of oxyethylene groups
In cases such as (d), ethylene oxide is added to the polyoxyalkylene polyol, and then a small amount of alkylene oxide other than ethylene oxide is added to convert some or all of the primary hydroxyl groups originating from the terminal oxyethylene groups into secondary hydroxyl groups. It is also possible to use polyoxyalkylene polyols in which hydroxyl groups have been changed. Of course, polyoxyalkylene polyol
If (c) or (d) does not have an oxyethylene group, addition of ethylene oxide is not necessary,
For example, it can be produced by adding only propylene oxide to the initiator. In the present invention, the production of polyoxyalkylene polyols with low unsaturation-containing monool components involves purification by selecting catalyst components, changing reaction conditions, or removing monool components in the production of ordinary polyoxyalkylene polyols, It can be done in other ways. For example, JP-A-54-30110
Publication No. 1983-44720, Japanese Patent Publication No. 1987-44720
38322, JP 56-43322, U.S. Patent No. 3427256, U.S. Patent No. 3427334, U.S. Patent No. 3427335, U.S. Patent No.
No. 3,393,243 and the like describe a method for producing polyoxyalkylene polyols containing a small amount of unsaturated group-containing monool components. Particularly useful is the selection of catalyst components and the production of polyoxyalkylene polyols under milder reaction conditions than conventional ones. Measurement of unsaturated group-containing monool components is based on JIS K 1557.
(1970) “Polyether journal method for polyurethane”
This is done by measuring the "total unsaturation degree" as described in . In the present invention, the unsaturated group-containing monool component content is used in the same meaning as the total degree of unsaturation. In the present invention, the high molecular weight polyol may consist essentially only of the polyoxyalkylene polyol described above, but may also contain up to 20% by weight of other high molecular weight polyols. Other high molecular weight polyols include high molecular weight polyols other than the polyoxyalkylene polyols mentioned above, such as polyester polyols, polyester ether polyols, polyether polyols such as polyoxytetramethylene polyols produced by methods other than the addition reaction of alkylene oxide, and hydroxyl group polyols. Examples include hydroxyl group-containing hydrocarbon hydroxyl polymers such as polybutadiene. In particular, in order to reduce the water absorption dimensional change rate of the polyurethane ethostomer, it is effective to use a hydroxyl group-containing hydrocarbon polymer, which is a hydrophobic polyol. As the hydroxyl group-containing hydrocarbon polymer, a butadiene homopolymer having hydroxyl groups at both ends, and a butadiene copolymer consisting of a copolymer of butadiene, acrylonitrile, styrene, or other vinyl monomer are suitable. Furthermore, a high molecular weight polyol obtained by adding a small amount of alkylene oxide to this hydroxyl group-containing hydrocarbon polymer may also be used. The chain extender consists of a low molecular weight polyol and/or polyamine compound with a molecular weight of 400 or less. In particular, low molecular weight polyols having a molecular weight of 200 or less are preferred. Suitable low molecular weight polyols include polyhydric alcohols and alkanolamines having 2 or more, especially 2 to 4, hydroxyl groups, and polyols obtained by adding a small amount of alkylene oxide to the above-mentioned polyvalent initiators. Particularly preferred low molecular weight polyols are dihydric alcohols having 2 to 4 carbon atoms. Suitable polyamines are aromatic diamines having alkyl substituents and/or halogens. Preferred specific chain extenders include ethylene glycol, 1,4-butanediol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, diethanolamine, triethanolamine, and especially ethylene glycol and 1,4-butanediol. -Butanediol is preferred. The amount used is preferably 5 to 40% by weight, particularly 10 to 30% by weight based on the total amount with the high molecular weight polyol. It has been found that the use of a chain extender having an oxyethylene group such as ethylene glycol does not have any adverse effect on the water absorption dimensional change of the polyurethane elastomer. The reason is,
The chain extender reacts with the polyisocyanate compound to form a hard block of polyurethane elastomer, and this hard block has low water absorption even if oxyethylene groups are present, and even if it absorbs water, it is hard. Therefore, it is thought that this will not cause deformation. On the other hand, the oxyethylene group present at the end of the molecular chain of high molecular weight polyol is thought to exist adjacent to this hard block, but unlike the case where it is located within the hard block, the oxyethylene group in this part belonging to the soft block is It is thought that the presence of ethylene groups has a large influence on the change in water absorption dimensions. The polyisocyanate compound includes aromatic, alicyclic, aliphatic, and other polyisocyanate compounds having at least two isocyanate groups, and modified products thereof. For example, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate,
Examples include xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, methylene-bis(cyclohexyl isocyanate), and hexamethylene diisocyanate. In addition, as modified forms, dimers,
There are trimers, prepolymer type modified products, carbodiimide modified products, urea modified products, and others. Two or more of these polyisocyanate compounds may be used in combination. Particularly preferred polyisocyanate compounds are 4,4'-diphenylmethane diisocyanate,
and its carbodiimide-modified products and prepolymer-type modified products. The amount of polyisocyanate compound used is expressed in isocyanate indelax.
90-120, especially 95-110 is suitable. In the production of polyurethane elastomers using the reaction injection molding method, it is usually essential to use a catalyst in addition to the above-mentioned main raw materials, and it is also preferable to use a blowing agent. Catalysts include various tertiary amine catalysts and organometallic compounds such as organotin compounds, and both may be used alone or in combination. In the present invention, a blowing agent is not necessarily essential, and even without using a blowing agent, a slightly foamed elastomer can be obtained due to the presence of air and water dissolved in the raw material.
Moreover, by sufficiently removing these, a non-foamed elastomer can be obtained. However, it is preferable to use a small amount of blowing agent for reasons such as improving moldability. Air, water, etc. can be used as the blowing agent, but halogenated hydrocarbons with a low boiling point are preferably used. Specifically, trichlorofluoromethane, dichlorodifluoromethane, methylene chloride, etc. are suitable. The amount is 15 parts by weight or less, especially 2 to 100 parts by weight of the high molecular weight polyol and chain extender.
10 parts by weight is appropriate. Furthermore, various additives may be added as optional additive components. Examples include reinforcing fibers, fillers, colorants, ultraviolet absorbers, antioxidants, flame retardants, and internal mold release agents. In particular, blending reinforcing fibers has the effect of lowering the water absorption dimensional change rate. This seems to be to improve the rigidity and strength of the polyurethane elastomer. Suitable reinforcing fibers include glass fibers such as milled fibers, cut fibers, and wollastonite. The amount thereof is approximately 20% by weight or less based on the entire polyurethane elastomer to have a sufficient effect. These additives, including the catalysts and blowing agents mentioned above, are usually added to the polyol component containing the high molecular weight polyol and chain extender. However, additives which are inert towards isocyanate groups can also be added to the isocyanate component. The reaction injection molding method is usually carried out by rapidly mixing the polyol component and the isocyanate component, immediately injecting the mixture into a mold, allowing the mixture to react in the mold, and removing the mixture as a molded product after curing. In some cases, three or more components may be used by dividing the polyol component or isocyanate component into two or more, or by using a third component. Rapid mixing is usually achieved by collisional mixing of each component, and an after-mixing mechanism may be provided in the runner section to perform remixing. The present invention is used for molding exterior parts of automobiles, especially bumper shells. However, the present invention is not limited to this use, and can also be applied to molded products and other uses that require water resistance. EXAMPLES The present invention will be specifically explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Examples and Comparative Examples A mixture of a high molecular weight polyol, a chain extender, etc. listed in Table 1 below was charged into a tank on the polyol component side of a high-pressure foaming machine, and a polyisocyanate compound was charged into a tank on the isocyanate component side. The discharge pressure of the high-pressure foaming machine is 150Kg/ cm2 , and the discharge amount is 60-120Kg/
The reaction injection molding was carried out by adjusting the liquid temperature of each component to 30 to 40°C. The size of the mold is 140mm x 120mm x 1400
A mold for forming the outer shell of an automobile bumper with a diameter of 3 mm and an inner thickness of 3 mm was used, and the mold temperature was adjusted to 60 to 70°C. A sample for measuring physical properties was cut out from the obtained molded product, and the physical properties listed in Table 1, including the water absorption dimensional change rate, were measured. The demolding time and physical properties described in Table 1 were measured by the following methods. Demolding time: The time from the completion of injection until the mold can be demolded (the molded product can be demolded without cracking, etc.). Density: method by water or alcohol displacement.
(ASTM-D792) Water absorption dimensional change rate: Molded product sample (100 x 200 x 3
mm) is boiled at 100°C for 3 hours.
The water absorption dimensional change rate, ΔL, where t is the length after immersion for 240 hours, is given by the following formula. ΔL=t-to/to×100 Flexural modulus: Based on ASTM-D790 method. Tensile strength: According to JIS-K6301, dumbbell No. 2. Elongation: According to JIS-K6301 dumbbell No. 2. The raw materials used were as follows. Polyoxyalkylene polyols The following polyols A to G are polyoxypropylene/oxyethylene polyols that have oxyethylene groups only at the ends, and their number of hydroxyl groups, oxyethylene group content, unsaturated monool content, and hydroxyl value are It is as follows.

【表】 実施例および比較例で使用した混合ポリオキシ
アルキレンポリオールは上記ポリオールの混合
物であり、その組成比(重量)および上記と同
様に平均の水酸基数等を下記に示す。
[Table] The mixed polyoxyalkylene polyol used in the Examples and Comparative Examples is a mixture of the above polyols, and its composition ratio (weight) and average number of hydroxyl groups, etc. are shown below as in the above.

【表】 他の高分子量ポリオール PBd:平均分子量約3000のポリブタジエン系グ
リコール ポリイソシアネート化合物〔使用量はイソシ
アネートインデラツクスが105となる量〕 ポリイソシアネートA:カルボジイミド変性ジ
フエニルメタンジイソシアネート(NCO含
量28.5%) ポリイソシアネートB:プレポリマー型変性ジ
フエニルメタンジイソシアネート(NCO含
量26%) 他の原料 EG:エチレングリコール 触媒A:トリエチレンジアミン溶液(商品名;
ダブコ33LV) 触媒B:ジブチル錫ジラウレート R−11:トリクロロフルオロメタン MFB:平均長さ約0.15mmのミルドガラスフア
イバー
[Table] Other high molecular weight polyols PBd: Polybutadiene glycol polyisocyanate compound with an average molecular weight of approximately 3000 [The amount used is the amount that gives an isocyanate index of 105] Polyisocyanate A: Carbodiimide-modified diphenylmethane diisocyanate (NCO content 28.5%) Polyisocyanate B: Prepolymer type modified diphenylmethane diisocyanate (NCO content 26%) Other raw materials EG: Ethylene glycol Catalyst A: Triethylenediamine solution (trade name;
DABCO 33LV) Catalyst B: Dibutyltin dilaurate R-11: Trichlorofluoromethane MFB: Milled glass fiber with an average length of about 0.15 mm

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 高分子量ポリオールおよび鎖伸長剤を必須成
分とするポリオール成分並びにポリイソシアネー
ト化合物を必須成分とするイソシアネート成分の
少なくとも2成分を使用して反応射出成形により
非泡状あるいはマイクロセルラー状のポリウレタ
ン系エラストマーの成形品を製造する反応射出成
形によるポリウレタン系エラストマーの製造方法
において、高分子量ポリオールの実質的全量ある
いは少なくとも80重量%がポリオキシアルキレン
ポリオールからなり、該ポリオキシアルキレンポ
リオールが平均水酸基数2.1〜3.5、平均オキシエ
チレン基含有量15重量%未満でかつその少なくと
も5重量%がオキシアルキレン鎖の末端部分の存
在すること、平均不飽和基含有モノオール成分含
有量0.085neq/g以下、かつ平均水酸基価20〜40
の単独あるいは混合ポリオキシアルキレンポリオ
ールであることを特徴とする反応射出成形方法に
よるポリウレタン系エラストマーの製造方法。 2 ポリオキシアルキレンポリオールが実質的に
すべてのオキシエチレン基がオキシアルキレン鎖
の末端部分に存在しかつオキシエチレン基含有量
が10重量%未満、不飽和基含有モノオール成分含
有量0.085meq/g以下、かつ水酸基価20〜40のポ
リオキシプロピレン・オキシエチレントリオール
70〜100重量%と他のポリオキシプロピレン・オ
キシエチレンポリオール0〜30重量%とからなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項の方法。 3 ポリオキシアルキレンポリオールが実質的に
すべてのオキシエチレン基がオキシアルキレン鎖
の末端部分に存在しかつオキシエチレン基含有量
が5〜12重量%、不飽和基含量モノオール成分含
有量0.085meq/g以下、かつ水酸基価20〜40のポ
リオキシプロピレン・オキシエチレンジオール60
〜90重量%と3価以上のポリオキシプロピレン・
オキシエチレンポリオール10〜40重量%からなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項の方法。
[Claims] 1. A non-foamed or microcellular product made by reaction injection molding using at least two components: a polyol component containing a high molecular weight polyol and a chain extender as essential components, and an isocyanate component containing a polyisocyanate compound as an essential component. In a method for producing a polyurethane elastomer by reaction injection molding to produce a polyurethane elastomer molded article, substantially the entire amount or at least 80% by weight of the high molecular weight polyol consists of a polyoxyalkylene polyol, and the polyoxyalkylene polyol has an average The number of hydroxyl groups is 2.1 to 3.5, the average oxyethylene group content is less than 15% by weight, and at least 5% by weight of the terminal portion of the oxyalkylene chain is present, the average unsaturated group-containing monool component content is 0.085 neq/g or less , and average hydroxyl value 20-40
A method for producing a polyurethane elastomer by a reaction injection molding method, characterized in that polyoxyalkylene polyols are used alone or as a mixture of polyoxyalkylene polyols. 2 In the polyoxyalkylene polyol, substantially all of the oxyethylene groups are present at the terminal portion of the oxyalkylene chain, the oxyethylene group content is less than 10% by weight, and the content of unsaturated group-containing monool components is 0.085 meq/g or less , and polyoxypropylene/oxyethylene triol with a hydroxyl value of 20 to 40
70-100% by weight and 0-30% by weight of other polyoxypropylene/oxyethylene polyols. 3 In the polyoxyalkylene polyol, substantially all oxyethylene groups are present at the terminal portions of the oxyalkylene chains, the oxyethylene group content is 5 to 12% by weight, and the unsaturated group content monool component content is 0.085 meq/g Polyoxypropylene/oxyethylene diol 60 below and with a hydroxyl value of 20 to 40
~90% by weight of trivalent or higher polyoxypropylene
A method according to claim 1, characterized in that it consists of 10 to 40% by weight of oxyethylene polyol.
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