WO2010055631A1 - 膜モジュールのウレタン樹脂シール材用ポリマーポリオール - Google Patents
膜モジュールのウレタン樹脂シール材用ポリマーポリオール Download PDFInfo
- Publication number
- WO2010055631A1 WO2010055631A1 PCT/JP2009/005938 JP2009005938W WO2010055631A1 WO 2010055631 A1 WO2010055631 A1 WO 2010055631A1 JP 2009005938 W JP2009005938 W JP 2009005938W WO 2010055631 A1 WO2010055631 A1 WO 2010055631A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- castor oil
- polyol
- polymer
- compound
- group
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
- C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
- C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
- C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
- C08G18/7671—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
- C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
- C08G18/3271—Hydroxyamines
- C08G18/3278—Hydroxyamines containing at least three hydroxy groups
- C08G18/3284—Hydroxyamines containing at least three hydroxy groups containing four hydroxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
- C08G18/36—Hydroxylated esters of higher fatty acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/62—Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
- C08G18/6216—Polymers of alpha-beta ethylenically unsaturated carboxylic acids or of derivatives thereof
- C08G18/6262—Polymers of nitriles derived from alpha-beta ethylenically unsaturated carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/77—Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
- C08G18/78—Nitrogen
- C08G18/79—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/797—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing carbodiimide and/or uretone-imine groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J175/00—Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
- C09J175/04—Polyurethanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/10—Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
- C09K3/1006—Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers characterised by the chemical nature of one of its constituents
- C09K3/1021—Polyurethanes or derivatives thereof
Definitions
- the present invention relates to a polymer polyol for a urethane resin sealing material of a membrane module, a production method thereof, a polyurethane resin-forming composition using the polymer polyol, and a sealing material.
- those comprising an isocyanate component and a polyol component are known for use as a polyurethane resin-forming composition used for a sealing material of a membrane module constituting a blood treatment device, a water purifier, a water treatment device and the like.
- those using castor oil and / or castor oil derivatives (hereinafter sometimes referred to as castor oil-based polyols together) as polyols are widely known.
- an isocyanate component comprising an isocyanate group-containing prepolymer obtained by the reaction of a castor oil-based polyol and a polyisocyanate, a castor oil-based polyol, and N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) -ethylenediamine
- the composition composed of a polyol component composed of a mixture is used (see, for example, Patent Document 1).
- polyurethane-based sealing materials using castor oil-based polyol have the disadvantage that the mechanical properties are highly temperature dependent and the mechanical properties deteriorate at low temperatures and are inferior in heat resistance. For this reason, for example, when autoclaving a blood processing device or filtering high-temperature water with a water purifier, there has been a problem that peeling occurs at the adhesive fixing portion.
- a method is disclosed in which an isocyanate group-containing urethane prepolymer obtained from polytetramethylene glycol and diphenylmethane diisocyanate is cured with a curing agent comprising polytetramethylene glycol and castor oil-based polyol (for example, Patent Documents). 2).
- the sealing material mainly composed of polytetramethylene glycol still has a problem that it is difficult to say that the heat resistance is sufficient and the oxidation stability is poor.
- conventional polyurethane-based sealing materials generate a large amount of heat during curing.
- a large amount of sealing material such as large membrane modules used in water purification plants
- the temperature increases due to the heat generated during curing.
- a synthetic resin container is used exceeding 100 ° C., there is a problem that deformation may occur.
- An object of the present invention is to provide a polyol composition optimal for a polyurethane resin-forming composition for a sealing material of a membrane module, which can provide a sealing material with excellent heat resistance and oxidation stability and a low calorific value, and a method for producing the same.
- a polyurethane resin-forming composition for a sealing material of a membrane module that can provide a sealing material with excellent heat resistance and a low calorific value, and a sealing material for a membrane module with excellent heat resistance and a low calorific value It is in.
- the present inventors have reached the present invention. That is, in the first invention of the present application, in the polymer polyol obtained by dispersing the polymer fine particles (p) in the polyol dispersion medium (b), (b) contains castor oil and / or castor oil derivative (a).
- a second invention in a method for producing a polymer polyol in which a vinyl monomer (d) is polymerized in a polyol dispersion medium in the presence of a dispersant, a reactive dispersant is used as the dispersant, and a castor is used as the polyol dispersion medium.
- a method for producing a polymer polyol comprising using a polyol dispersion medium (b) containing an oil and / or a castor oil derivative (a).
- a third invention is a polyurethane resin-forming composition for forming an urethane resin by mixing an (IS) and (AH) with an isocyanate component (IS) and an active hydrogen compound component (AH) as essential components.
- urethane-resin-forming composition for the sealing material of the membrane module which uses the said polymer polyol for at least one component of an isocyanate component (IS) and an active hydrogen compound component (AH).
- 4th invention is the sealing material for membrane modules formed by hardening
- the polyurethane resin-forming composition obtained by using the polymer polyol of the present invention can form a urethane resin that is excellent in hydrolysis resistance, oxidation stability and heat resistance, and further has a small calorific value upon curing.
- the polyol dispersion medium (b) constituting the polymer polyol contains castor oil and / or castor oil derivative (a).
- the castor oil derivative (a) is a compound derived from a castor oil by a chemical reaction.
- the castor oil derivative (a) includes a partially dehydrated castor oil (compound 1), a low molecular polyol having a molecular weight of 60 to 300, or a compound obtained by a transesterification reaction between a polyether polyol having a number average molecular weight of 100 to 2000 and castor oil ( Compound 2), a compound obtained by an esterification reaction of a low molecular polyol having a molecular weight of 60 to 300 or a polyether polyol having a number average molecular weight of 100 to 2000 and a castor oil fatty acid (compound 3), a polycarboxylic acid and a castor oil Examples thereof include a compound (compound 4) obtained by an esterification reaction.
- castor oil and / or castor oil derivative (a) castor oil and partially dehydrated castor oil (compound 2) are preferable, and castor oil is particularly preferable.
- the number average molecular weight is measured by gel permeation chromatography (GPC) method (hereinafter the same).
- Partially dehydrated castor oil is one in which a portion of the hydroxyl group has been eliminated by the dehydration reaction of castor oil.
- the hydroxyl value of partially dehydrated castor oil is 100 to 160 mgKOH / g, preferably 110 to 130 mgKOH / g.
- Each castor oil fatty acid is a fatty acid obtained by hydrolysis of castor oil.
- the low molecular polyol examples include polyols having 2 to 24 carbon atoms (hereinafter abbreviated as C), such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, glycerin, triglyceride, and the like. Examples thereof include methylolpropane, pentaerythritol, hydrogenated bisphenol A, hexanetriol, sorbitol, shoelacese, and a mixture of two or more thereof.
- the molecular weight of the low molecular weight polyol is preferably 60 to 300.
- polyether polyol examples include those obtained by adding a C2 to C4 alkylene oxide to the low molecular weight polyol, polyhydric phenol (bisphenol A, hydroquinone, etc.), and amine compound (ammonia, ethylamine, ethylenediamine, etc.).
- polyhydric phenol bisphenol A, hydroquinone, etc.
- amine compound ammonia, ethylamine, ethylenediamine, etc.
- Specific examples include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol (PTMG), propylene oxide adduct of glycerin, N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, and the like.
- the number average molecular weight of the polyether polyol is preferably from 100 to 2,000.
- polyvalent carboxylic acids examples include C2-40 aliphatic dicarboxylic acids (oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, azelaic acid, dodecanoic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, 1,3- Cyclobutanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, dimerized linoleic acid, etc .; C8-40 aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′- Biphenyl dicarboxylic acid, etc.); C4-40 aliphatic or aromatic tricarboxylic acids (butanetricarboxylic acid, hexanetricarboxylic acid, cyclohexanetricarboxylic acid, benzenetricarboxylic acid, naphthalenetric
- the polyol dispersion medium (b) can also contain commonly used polyols other than castor oil and castor oil derivative (a). These contents are usually 40% or less, preferably 20% or less, based on the weight of (b).
- an alkylene oxide is added to a compound (polyhydric alcohol, polyhydric phenol, polyhydric amine, polyhydric carboxylic acid, etc.) containing at least two (preferably 2 to 8) active hydrogens. And compounds and mixtures thereof.
- a compound in which an alkylene oxide is added to a polyhydric alcohol is preferable.
- the polyol dispersion medium (b) can contain hydrocarbon compounds such as isoparaffin, toluene and xylene, esters such as diisononyl phthalate and octyl sebacate. The content of these is usually 40% or less, preferably 20% or less, based on the weight of (b).
- the polymer of polymer fine particles is a polymer insoluble in castor oil and / or castor oil derivatives (hereinafter sometimes referred to as castor oil-based polyol), for example, polyethylene, polystyrene, polyalkyl methacrylate, poly A polymer having at least one vinyl monomer (d) as a structural unit, such as acrylonitrile or polystyrene / acrylonitrile copolymer; a polymer obtained by a polycondensation reaction such as polyethylene terephthalate, 6,6-nylon, or a phenol resin; and Examples thereof include polymers obtained by polyaddition reaction such as polyurethane resin.
- castor oil-based polyol for example, polyethylene, polystyrene, polyalkyl methacrylate, poly A polymer having at least one vinyl monomer (d) as a structural unit, such as acrylonitrile or polystyrene / acrylonitrile copolymer; a polymer
- a polymer having at least one vinyl monomer (d) as a structural unit is preferable because it can be synthesized in a medium containing a castor oil-based polyol. More preferably, from the viewpoint of dispersibility of the polymer fine particles, a polymer having at least one vinyl monomer (d) as a structural unit, a vinyl monomer (d), and castor oil-soluble ethylene having a number average molecular weight of 1000 to 50000 It is a mixed polymer containing a copolymer having a structural unsaturated compound (e) as a structural unit.
- (E) is a monomer used as a reactive dispersant in the polymer polyol production method described below.
- the content of (e) as a structural unit in the mixed polymer is preferably 0.1 to 20%, more preferably 0.5 to 15%, and particularly preferably 1 to 1% from the viewpoint of the stability and viscosity of the polymer polyol. 10%.
- the vinyl monomer (d) is a compound having a vinyl group or a vinylidene group.
- aliphatic hydrocarbon monomers (d1) such as ethylene and propylene
- aromatic vinyl monomers (d2) such as styrene, ⁇ -methylstyrene and hydroxystyrene, (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide, diamino
- Nitrogen-containing vinyl monomers (d3) such as ethyl (meth) acrylate, morpholinoethyl (meth) acrylate, vinyl pyrrolidone;
- metala such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, etc.
- (d2), (d3) and (d4) are preferred, and styrene, acrylonitrile, methyl (meth)
- Examples of the method for producing the polymer polyol that is, the method for dispersing the polymer fine particles (p) in the polyol dispersion medium (b) include the following methods. (1) A method in which a vinyl monomer is polymerized in a polyol dispersion medium to directly obtain a polymer fine particle dispersion. (2) A method of adding a polymer solution dissolved in an organic solvent to a polyol dispersion medium, removing the solvent as necessary, and depositing and dispersing polymer fine particles. (3) A method of adding a solution in which polymer fine particles are dispersed in an organic solvent to a polyol dispersion medium, and removing the solvent if necessary.
- a method of dispersing polymer fine particles obtained by pulverizing polymer fine particles or bulk polymer obtained by isolation after emulsion polymerization or dispersion polymerization in a polyol dispersion medium is preferable because it requires fewer steps.
- a reaction vessel is charged with a castor oil-based polyol and, if necessary, an organic medium described later.
- a vinyl monomer and, if necessary, a castor oil-based polyol and a dispersant described later are charged and mixed with stirring to obtain a vinyl monomer solution.
- a polymerization initiator and, if necessary, a castor oil-based polyol or an organic medium are charged and mixed by stirring to obtain a polymerization initiator solution.
- the reaction vessel is stirred and heated, and when the polymerization temperature is reached, a vinyl monomer solution and a polymerization initiator solution are added dropwise to conduct a polymerization reaction. After completion of the polymerization reaction, if necessary, the pressure is reduced and the residual monomer and the organic medium are distilled off to obtain a polymer polyol.
- the polymerization temperature varies depending on the initiator used, but is usually 70 to 180 ° C., preferably 100 to 160 ° C. In addition to the one-stage batch polymerization reaction, a multistage batch reaction or a continuous reaction can be used.
- polymerization initiator examples include 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2′-azobis (N-butyl-2- Azo compounds such as methylpropionamide) and peroxides such as benzoyl peroxide, lauroyl perococide, and dibutyl peroxide.
- the amount of the polymerization initiator used is preferably from 0.0001 to 20%, more preferably from 0.001 to 15%, particularly preferably from 0.005 to 10%, based on the total weight of the vinyl monomers.
- % represents “% by weight” unless otherwise specified.
- a dispersant for dispersing the fine polymer particles.
- Use of the dispersant facilitates control of the volume average particle diameter of the polymer fine particles, and increases the dispersion stability of the polymer fine particles in the polymer polyol.
- Dispersants are non-reactive and reactive.
- As the non-reactive dispersant a part having affinity for the polymer and a compound having affinity for the dispersion medium are generally used.
- a dispersant for a polymer containing styrene as a structural unit a propylene oxide adduct of styrenated phenol and a propylene oxide adduct of bisphenol A can be mentioned.
- a styrenated phenol or bisphenol A portion is included.
- Polypropylene oxide portion has affinity with styrene and has affinity with castor oil-based polyol.
- the reactive dispersant a compound having a portion having affinity for the dispersion medium and a reactive group that can be incorporated into the polymer is used.
- a reactive dispersant is preferable from the viewpoint of dispersion stability.
- a reactive dispersant for vinyl polymer castor oil-soluble ethylenically unsaturated compound (e) having a number average molecular weight of 1,000 to 50,000 is preferred from the viewpoint of dispersibility.
- castor oil-soluble means that a mixture of 30 parts by weight of a compound and 70 parts by weight of a castor oil-based polyol is a uniform transparent solution.
- (E) is added during polymerization of the vinyl monomer. Since (e) is copolymerized with the vinyl monomer, at least a part of the polymer produced by the polymerization becomes a copolymer of (e) and the vinyl monomer, and this copolymer is effective in dispersing the polymer fine particles. To work.
- Preferred (e) is a castor oil-soluble compound (f) having at least one functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, an amino group, and a carboxyl group and having a number average molecular weight of 500 to 10,000, a carboxyl group, and an epoxy group.
- Examples thereof include a compound (e2) obtained by a reaction between an isocyanate group-containing compound and an ethylenically unsaturated compound (i) having at least one functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, an amino group, and a carboxyl group.
- hydroxyl group-containing (f) Castor oil and / or castor oil derivative (f1); A C2-4 alkylene oxide adduct of a 1-6 valent alcohol and having an ethylene oxide content of 30% by weight or less (f2); Polyolefin polyol (f3); Hydroxyl group-containing polyester polyol (f4) of dimer acid and / or trimer acid and low molecular weight polyol and / or polyether polyol; A hydroxyl group-containing polyester polyol (f5) comprising at least one C4-C40 dicarboxylic acid and having an average C number of 5 to 12 dicarboxylic acid and a C2 to C12 diol and an average C number of 4 to 12 diol; Hydroxyl group-containing polyurethanes (f6-1) to (f6-5) of (f1) to (f5) and polyisocyanates; Hydroxyl group-containing polyesters (f7-1) to (f7-5) of (f1) to (f5) and C4 tol
- F2 includes alkylene oxide adducts of C1 to C24 alcohols; and the above polyether polyols (ethylene oxide content of 30% or less). Specific examples include polyoxypropylene glycol, PTMG, a propylene oxide adduct of glycerin, and a propylene oxide adduct of pentaerythritol.
- (F3) includes hydroxyl group-containing polybutadiene, hydrogenated hydroxyl group-containing polybutadiene, hydroxyl group-containing polyisoprene, hydrogenated hydroxyl group-containing polyisoprene, hydroxyl group-containing styrene butadiene copolymer, hydrogenated hydroxyl group-containing styrene butadiene copolymer, hydroxyl group-containing styrene isoprene.
- Examples thereof include a copolymer and a hydrogenated hydroxyl group-containing styrene isoprene copolymer.
- Examples of the low molecular weight polyol or polyether polyol used in (f4) include those described above, and divalent and trivalent ones are particularly preferable. Specific examples include a hydroxyl group-containing polyester of dimer acid and 1,4-butanediol, a hydroxyl group-containing polyester of dimer acid and trimethylolpropane, and a hydroxyl group-containing polyester of trimer acid and polypropylene glycol having a number average molecular weight of 200.
- (f5) include a hydroxyl group-containing polyester of sebacic acid and 3-methyl-1,5-pentanediol, and a hydroxyl group-containing polyester of adipic acid, neopentyl glycol, and nonanediol.
- the polyisocyanate used in (f6) is preferably a divalent or trivalent polyisocyanate.
- a divalent or trivalent polyisocyanate for example, toluene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone isocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, and their carbodiimide-modified products, uretonimine-modified products, isocyanurates, and the like.
- Examples of the dicarboxylic acid used in (f7) include the dicarboxylic acids in the above polyvalent carboxylic acids.
- amino group-containing (f) examples include polypropylene glycol diamine, dimer acid or polyamide acid of trimer acid and C2 to C12 polyamine.
- Examples of the carboxyl group-containing (f) include a carboxyl group-containing polyester polyol of dimer acid or trimer acid and a low molecular weight polyol.
- (F) is preferably a hydroxyl group-containing (f), particularly preferably (f1), (f6-1) and (f7-1).
- Examples of (g) having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, and fumaric acid.
- Examples of (g) having an epoxy group include glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate.
- (G) having an isocyanate group includes 2-acryloyloxyethyl isocyanate, 2-methylacryloyloxyethyl isocyanate, an isocyanate group-containing urethane compound of hydroxyethyl methacrylate and toluene diisocyanate, and an isocyanate group-containing urethane compound of hydroxyethyl acrylate and isophorone diisocyanate.
- Examples of (i) having a hydroxyl group include hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxybutyl methacrylate, and allyl alcohol.
- Examples of (i) having an amino group include 4-aminostyrene, allylamine, N- (2-aminoethyl) acrylamide, N- (2-aminopropyl) acrylamide, N- (3-aminopropyl) acrylamide and the like.
- As (i) having a carboxyl group the same as (g) having a carboxyl group can be used.
- (e1) using (f1), (f6-1) and (f7-1), which are particularly preferred (f), include castor oil, adipic acid hydroxyl group-containing polyester, and 2-acryloyl.
- Specific examples of (e2) include a reaction product of an NCO group-containing urethane prepolymer of castor oil or partially dehydrated castor oil and toluene diisocyanate and hydroxyethyl (meth) acrylate.
- the amount of polymer fine particles in the polymer polyol is usually 10 to 80%, preferably 20 to 70%, particularly preferably 30 to 60% from the viewpoint of heat resistance and viscosity.
- the content can be measured from the weight of the resulting precipitate after the polymer polyol is diluted with an organic medium that does not dissolve the polymer and then centrifuged.
- the volume average particle size of the polymer fine particles is 0.01 to 60 ⁇ m, preferably 0.05 to 5 ⁇ m, more preferably 0.1 to 1.0 ⁇ m from the viewpoint of viscosity and stability.
- the volume average particle diameter can be measured by a dynamic light scattering method.
- the polymer polyol of the present invention is a urethane resin-forming composition comprising an isocyanate component (IS) and an active hydrogen compound component (AH) as essential components, and at least one of the isocyanate component (IS) and the active hydrogen compound component (AH). Can be used for ingredients.
- the urethane resin-forming composition can form a urethane resin by curing reaction.
- the urethane resin-forming composition can be selected in various ways suitable for the application, as in the case of using a normal polyol, and examples thereof include the following forms.
- Two-component urethane resin-forming composition comprising a polymer polyol as an active hydrogen compound component and an isocyanate group-containing urethane prepolymer obtained by reacting a polyisocyanate and / or a polyol with an equivalent amount of polyisocyanate. object.
- a two-component urethane resin-forming composition comprising an isocyanate group-containing urethane prepolymer obtained by reacting a polymer polyol with an equivalent amount or more of a polyisocyanate as an isocyanate component and a polyol as an active hydrogen compound component.
- One-component urethane resin-forming composition comprising a polymer polyol as an active hydrogen compound component and a blocked polyisocyanate (blocking agent: methyl ethyl ketone oxime, ⁇ -caprolactam, dicyclohexylamine, phenols, etc.) as an isocyanate component .
- a one-component moisture-curable urethane resin-forming composition comprising an isocyanate group-containing urethane prepolymer obtained by reacting a polymer polyol with an equivalent or more polyisocyanate.
- the urethane resin-forming composition for the sealing material of the membrane module is preferably a two-component type (1) to (3) from the viewpoints of workability and resin properties of the resulting resin.
- the polyisocyanate is a compound having two or more isocyanate groups in one molecule.
- C excluding C in NCO
- C4-15 alicyclic polyisocyanate examples thereof include C6-20 aromatic polyisocyanates, C8-15 araliphatic polyisocyanates, and compounds obtained by modifying part or all of the isocyanate groups of these polyisocyanates with burette, carbodiimide or the like.
- aliphatic polyisocyanate examples include diisocyanate [ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate and the like] and triisocyanate [1,6,11-undecane triisocyanate and the like].
- alicyclic polyisocyanate examples include diisocyanates [isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, cyclohexylene diisocyanate, etc.].
- aromatic polyisocyanate examples include diisocyanate [toluene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, etc.], or those having three or more isocyanate groups [polymethylene polyphenyl polyisocyanate, etc. having three or more benzene rings]. It is done.
- araliphatic polyisocyanate examples include diisocyanate [xylylene diisocyanate and the like].
- aromatic polyisocyanates and modified products thereof are preferable from the viewpoint of reactivity, and diphenylmethane diisocyanate and modified products thereof are more preferable.
- the polyols described in (1) and (2) include those having 2 to 8 (preferably 2 to 6) functional groups, such as the aforementioned low molecular polyols, polyether polyols, castor oil, castor oil derivatives, and polyolefin polyols. Examples thereof include polyester polyols and polycarbonate polyols described later.
- the hydroxyl value of the polyol having 2 to 8 functional groups is preferably 20 to 1,850 mgKOH / g, more preferably 40 to 1,400 mgKOH / g.
- Polyester polyols include polyvalent carboxylic acids [aliphatic saturated or unsaturated polycarboxylic acids (for example, adipic acid, maleic acid, fumaric acid and itaconic acid), aromatic polycarboxylic acids (for example, phthalic acid and isophthalic acid), etc.] , Linear or branched polyester polyols formed from polyols (the aforementioned low molecular polyols and / or polyether polyols); Polylactone polyol [for example, a polyester polyol (for example, polycaprolactone obtained by addition polymerization of caprolactone (for example, ⁇ -caprolactone) to the low molecular polyol (2 to 3 valence) as a starting material in the presence of a catalyst (such as an organometallic compound)) Polyol)].
- polyvalent carboxylic acids aliphatic saturated or unsaturated polycarboxylic acids (for example, adipic acid, maleic acid, fumaric acid and
- polycarbonate polyol examples include those obtained by reacting the low molecular weight polyol with a dialkyl carbonate such as ethylene carbonate and diethyl carbonate and a diaryl carbonate such as diphenyl carbonate.
- Examples of the method for producing the isocyanate group-containing urethane prepolymer include a known method in which polyisocyanate and two or more polyols of active hydrogen in one molecule are reacted in a reaction vessel under a nitrogen atmosphere.
- the equivalent ratio of isocyanate groups to OH groups (NCO / OH) is usually 1.1 / 1 to 100/1.
- the reaction temperature in the prepolymerization reaction is usually 30 to 140 ° C., and preferably 60 to 120 ° C. from the viewpoint of reactivity and prevention of side reactions.
- the reaction is usually carried out in the absence of a solvent, but if necessary, carried out in the presence of a solvent inert to the isocyanate group [for example, aromatic hydrocarbons (toluene, xylene, etc.), ketones (methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.)] These solvents may later be removed by distillation.
- a solvent inert to the isocyanate group for example, aromatic hydrocarbons (toluene, xylene, etc.), ketones (methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.)
- the polyurethane resin for the sealing material of the membrane module is obtained by reacting the isocyanate component (IS), which is a urethane resin-forming composition, and the active hydrogen compound component (AH), but the NCO / OH equivalent ratio in the reaction is unreacted. From the viewpoint of reducing the amount of product, it is preferably 0.5 to 2, more preferably 0.7 to 1.5, and particularly preferably 0.8 to 1.2.
- the viscosity of the polyurethane resin-forming composition (after mixing and before casting) is usually from 50 to 30,000 mPa ⁇ s, preferably from 100 to 20,000 mPa ⁇ s, more preferably from the viewpoint of curability and moldability. 200 to 10,000 mPa ⁇ s.
- Urethane resin-forming composition is an additive used for ordinary polyurethane resins, that is, urethanization catalyst, foaming agent, flame retardant, filler, hydrolysis inhibitor, antioxidant, ultraviolet absorber, antifungal agent Further, it may contain a foaming inhibitor such as a mold release agent, a dehydrating agent and a carbon dioxide gas absorbent. These additives can be added to either or both of (IS) and (AH).
- the polyurethane resin for the sealing material of the membrane module can be produced by mixing and reacting the isocyanate component (IS) and the active hydrogen compound component (AH) with a static mixer or a mechanical mixer after measuring a predetermined amount respectively when in use. .
- the time until the fluidity is lost in the above reaction (pot life) is usually 3 to 300 minutes, and complete curing requires curing for 12 to 240 hours at room temperature (20 to 30 ° C.).
- the point at which no change is observed in the hardness of the polyurethane resin is defined as complete curing (reaction end point).
- the curing time can be shortened by increasing the curing temperature (for example, 40 to 60 ° C.).
- the hardness of the polyurethane resin after curing (Shore D: 10 second value) is usually 10 to 100, and the mechanical strength and cutting ability to be provided as a sealing material (to be described later, cutting ability of a hollow fiber membrane bound with a polyurethane resin) From the viewpoint, it is preferably 30 to 70.
- the sealing material for the membrane module is obtained by curing the polyurethane resin-forming composition, and is particularly suitably used for hollow fiber blood treatment devices and hollow fiber water treatment devices.
- the polyurethane resin-forming composition As a method for applying the polyurethane resin-forming composition as a sealing material for the membrane module, either a static molding method or a centrifugal molding method can be applied.
- a specific example of the centrifugal molding method is shown below.
- the isocyanate component (IS) and the active hydrogen compound component (AH) are individually degassed under reduced pressure (0.1 mmHg ⁇ 2 hours).
- a container containing a hollow fiber is attached to the centrifugal molding machine, and rotation starts.
- a predetermined amount of the (IS) and (AH) are weighed and mixed with stirring, then injected into the end of a rotating container, and further rotated, and the (IS) and (AH) mixture is put between the hollow fibers and between the hollow fibers. -Infiltrate between containers.
- the curing reaction of the (IS) and (AH) mixture proceeds with time, and the hollow fibers adhere to each other and are fixed to the container.
- the centrifugal molding method are described in JP-B-57-58963.
- the hollow fiber material cellulose, acrylic, polyolefin, polyvinyl alcohol, polyamide, polysulfone, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, or the like is generally used.
- a container made of polycarbonate, ABS, polystyrene or the like is used as the container.
- the two-component liquid mixture loses its fluidity 3 to 300 minutes after the injection, and the membrane module can be removed from the molding machine.
- the hollow fiber membrane bound with the polyurethane resin is cut with a rotary cutter or the like to obtain an opening at the end of the hollow fiber membrane.
- the part means part by weight.
- the number average molecular weight (hereinafter referred to as Mn) and the weight average molecular weight (hereinafter referred to as Mw) were measured by GPC analysis.
- MDI diphenylmethane diisocyanate, trade name “Millionate MT”; manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.
- TDI Toluene diisocyanate, trade name “Coronate T-80”
- BASF INOAC polyurethane Made by Co., Ltd.
- Partially dehydrated castor oil hydroxyl value 120 mgKOH / g, trade name “TOYOACE P-110F” (manufactured by Tokaken Co., Ltd.)
- THF Antioxidant-free product
- Standard polystyrene TSK standard polystyrene A-500, A-1000, A-2500, A-5000, F-1, F-2, F-4, F-10 [manufactured by Tosoh Corporation] (Create calibration curve) 0.02g each of standard polystyrenes with known molecular weight (A-500, A-1000, A-2500, A-5000, F-1, F-2, F-4, F-10 in a 200 ml Erlenmeyer flask with a sealed stopper Weigh and add 100 g of THF to dissolve, and prepare a THF solution of 0.02 wt% of each standard polystyrene.
- ⁇ Volume average particle diameter of polymer fine particles Add 2 mg of polymer polyol to 30 ml of castor oil and stir for 3 minutes with a magnetic stirrer to uniformly disperse. The sample was immediately put into a measurement cell, and the volume average particle size was measured by a dynamic light scattering method using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (LA-750; manufactured by Horiba, Ltd.).
- LA-750 laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer
- the centrifuge tube containing the residual sediment is dried in a vacuum dryer at 2,666-3,999 Pa (20-30 torr) at 60 ° C. for 60 minutes, and the weight after drying is measured (W4). Let dry matter be a polymer particle part.
- the eggplant flask was set in an evaporator, and the volatile matter was removed at 60 ° C. and 2,666 to 3,999 Pa (20 to 30 torr) until the distillation was almost eliminated.
- Dispersion medium phase content (% by weight) (W5 ⁇ W2) ⁇ 100 / (W3 ⁇ W1) (B)
- ⁇ Hydroxyl value of dispersion medium phase The hydroxyl value of the dispersion medium phase obtained by the above operation was measured by the following method. About 2 g of the dispersion medium phase is precisely weighed (Sg) in a 300 ml Erlenmeyer flask, and 25 ml of phthalic anhydride / pyridine solution (42 g of phthalic anhydride dissolved in 300 ml of pyridine) is added. Attach a cooling tube, put in a 120 ° C. oil bath, and react for 1 hour. After the reaction, the Erlenmeyer flask is put on an oil bath and allowed to cool for 5 minutes.
- Hydroxyl value (BA) ⁇ f ⁇ 28.05 / S B: Drop constant of 0.5 mol / l potassium hydroxide solution required for the blank test (ml) A: Drop constant (ml) of 0.5 mol / l potassium hydroxide solution required for the test f; Potency of 0.5 mol / l potassium hydroxide solution S; Weight of sample (g)
- Example 1 Production of polymer polyol ⁇ Example 1> Add 200 parts of castor oil to a 1 L four-necked flask equipped with a temperature controller, stirring blade, dripping pump, pressure reducing device, cooling pipe, nitrogen inlet and outlet, and flow nitrogen gas at 1 L / min for 30 minutes. The space was replaced with nitrogen gas. While flowing a small amount of nitrogen gas, the temperature was raised to 125 ° C. with stirring. Under stirring at 125 ° C., 200 parts of castor oil, 160 parts of acrylonitrile, 40 parts of methyl methacrylate, and 20 parts of dispersant (e-1), 4 parts of AMBN and 20 parts of xylene were divided into 6 parts every 0.5 hours. It was charged in a total of 2.5 hours.
- Example 2 Using the same apparatus as in Example 1, 200 parts of castor oil instead of 200 parts of castor oil, 160 parts of acrylonitrile, 40 parts of methyl methacrylate, 20 parts of dispersant (e-1), 4 parts of AMBN and 20 parts of xylene solution A polymer polyol (POP-2) was prepared in the same manner as in Example 1, except that 160 parts of acrylonitrile, 40 parts of styrene, 10 parts of dispersant (e-2), 4 parts of AMBN, and 20 parts of xylene solution were added.
- POP-2 polymer polyol
- Example 3 Using the same apparatus as in Example 1, 200 parts of castor oil instead of 200 parts of castor oil, 160 parts of acrylonitrile, 40 parts of methyl methacrylate, 20 parts of dispersant (e-1), 4 parts of AMBN and 20 parts of xylene solution A polymer polyol was prepared in the same manner as in Example 1, except that 160 parts of acrylonitrile, 20 parts of methyl methacrylate, 20 parts of styrene, 10 parts of dispersant (e-3), 4 parts of AMBN and 20 parts of xylene solution were added. (POP-3) was obtained. The analytical values of the polymer polyol are shown in Table 1.
- the polymer polyols of Examples 1 to 3 have good storage stability with no significant change when stored for 3 months.
- the polymer polyols of Examples 1 and 2 hardly changed even after 6 months storage, but the viscosity of the polymer polyol of Example 3 slightly increased after 6 months storage.
- Comparative Example 1 The isocyanate component and the active hydrogen compound component were each degassed under reduced pressure (1000 Pa ⁇ 2 hours) at 25 ° C. A total of 100 parts were weighed at the blending ratios in Table 2, and stirred and mixed with a rotary stirrer (rotation speed: 300 rpm) for 30 seconds. The mixed solution is centrifuged and defoamed at 3500 rpm for 30 seconds using a centrifuge (H103N type, manufactured by Kokusan Co., Ltd.), and then placed in a SUS container having a height of 120 mm, a width of 120 mm, and a height of 10 mm so that the height becomes 1 mm.
- a centrifuge H103N type, manufactured by Kokusan Co., Ltd.
- Storage elastic modulus of cured urethane resin was measured by the following method.
- the urethane resin cured product is cut into a rectangular shape having a length of 20 mm and a width of 5 mm, and the storage elastic modulus at 10 Hz is measured at 0 ° C. and 80 ° C. using a dynamic viscoelasticity measuring device (Rheogel-E4000; manufactured by UBM). did.
- the urethane resin cured product was punched into a No. 3 dumbbell defined in JIS K7312 (physical test method for thermosetting urethane elastomer moldings) to obtain a test piece.
- the test piece was immersed in 1N NaOH aqueous solution at 40 ° C. for 30 days to conduct a hydrolysis resistance test.
- the test piece was immersed in a hypochlorous acid aqueous solution having a chlorine concentration of 5000 ppm at 40 ° C. for 30 days to conduct an oxidation stability test.
- a tensile tester manufactured by Shimadzu Corporation was used for each of five test pieces before and after the test, and a tensile test was performed at 23 ° C. and a tensile speed of 500 mm / min to measure the tensile strength. The average value of three intermediate values excluding the highest value and the lowest value was taken as the measured value, and the values before and after the test were compared.
- the isocyanate component and the active hydrogen compound component were each degassed under reduced pressure (1000 Pa ⁇ 2 hours) at 25 ° C.
- a total of 150 g was weighed at the blending ratio shown in Table 2, and stirred and mixed with a rotary stirrer (rotation speed: 300 rpm) for 30 seconds.
- the mixed solution was centrifuged and defoamed at 3500 rpm for 30 seconds using a centrifuge (H103N type, manufactured by Kokusan Co., Ltd.), and 100 g was weighed in a 150 ml polypropylene container (bore 65 mm, height 70 mm).
- thermocouple of the temperature recorder was set so that the tip of the thermocouple was at the center of the stirring mixture, and the temperature change due to heat generation during curing was measured to determine the maximum temperature. It shows in Table 2.
- ⁇ Membrane module creation> The isocyanate component and the active hydrogen compound component were each degassed under reduced pressure (1000 Pa ⁇ 2 hours) at 25 ° C. A total of 600 g was weighed at the blending ratio in Table 2, and stirred and mixed with a rotary stirrer (rotation speed: 300 rpm) for 30 seconds. The mixed solution is put into a cylindrical polycarbonate module case (inner diameter: 108 mm, length: 580 mm) into which 3000 polysulfone hollow fiber membranes (inner diameter: 0.75 mm, outer diameter: 1.35 mm) are inserted, and is subjected to a centrifugal molding machine for 1 hour. Centrifugal molding was performed. Further, after curing at 50 ° C. for 48 hours, the end of the seal part was cut to open the hollow fiber, and a membrane module was produced.
- Thermal cycle test of membrane module The module prepared above is allowed to stand in an autoclave at 120 ° C. saturated vapor pressure for 2 hours, and then in a thermostatic bath at 0 ° C. for 24 hours. After repeating the cooling and heating 10 cycles, it was observed whether there was any peeling between the polycarbonate cylindrical container and the sealing material. This test was performed using ten test membrane modules. The results are shown in Table 2.
- the polymer polyol for polyurethane resin for sealing material and the polyurethane resin-forming composition of the present invention impart heat resistance to the polyurethane resin, and the calorific value at the time of curing is low. It is particularly preferably used as a sealing material for a vessel and a hollow fiber type water treatment device.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
耐熱性及び酸化安定性に優れ、且つ発熱量の少ないシール材を提供することができる膜モジュールのウレタン樹脂シール材用ポリマーポリオールを提供する。本発明は、ポリマー微粒子(p)がポリオール分散媒(b)中に分散されてなるポリマーポリオールにおいて、(b)がヒマシ油及び/又はヒマシ油誘導体(a)を含有することを特徴とする膜モジュールのウレタン樹脂シール材用ポリマーポリオール、これを用いたウレタン樹脂形成性組成物及び該組成物を硬化してなる膜モジュール用のシール材である。
Description
本発明は、膜モジュールのウレタン樹脂シール材用ポリマーポリオール、この製造方法、このポリマーポリオールを用いたポリウレタン樹脂形成性組成物及びシール材に関する。
従来、血液処理器、浄水器及び水処理装置等を構成する膜モジュールのシール材用にもちいられるポリウレタン樹脂形成性組成物用としては、イソシアネート成分とポリオール成分からなるものは公知である。特に、ポリオールとしてヒマシ油及び/又はヒマシ油誘導体(以下において、両者を合わせてヒマシ油系ポリオールと記載することがある)を使用したものが広く知られている。例えば、ヒマシ油系ポリオールとポリイソシアネートとの反応で得られるイソシアネート基含有プレポリマーからなるイソシアネート成分とヒマシ油系ポリオール及びN,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシプロピル)-エチレンジアミンの混合物からなるポリオール成分からなる該組成物等が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、ヒマシ油系ポリオールを使用したポリウレタン系シール材は機械物性の温度依存性が大きく、高温で機械物性が低下し耐熱性に劣るという欠点がある。このため、例えば血液処理機器のオートクレーブ滅菌時、あるいは浄水器で高温の水をろ過する際に、接着固定部で剥離が起こる等の問題があった。この問題を解決するため、ポリテトラメチレングリコールとジフェニルメタンジイソシアネートから得られるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーをポリテトラメチレングリコールとヒマシ油系ポリオールからなる硬化剤で硬化させる方法が開示されている(例えば特許文献2参照)。しかしながらポリテトラメチレングリコールを主体とした該シール材は、依然として耐熱性が十分であるとは言い難く、また酸化安定性に劣るという問題がある。
また、従来のポリウレタン系シール材は硬化時の発熱量が大きく、例えば、浄水所などで使用される大型の膜モジュールのように多量のシール材を必要な場合には硬化時の発熱により温度が100℃を超え、合成樹脂性の容器を使用する場合変形が起きることがある等の問題がある。
前記のような背景から、血液処理器、浄水器及び水処理装置の性能向上のため、耐熱性、酸化安定性に十分優れ、且つ発熱量の少ないポリウレタン系シール材が切望されている。
本発明の目的は、耐熱性及び酸化安定性に優れ且つ発熱量の少ないシール材を提供することができる膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物に最適なポリオール組成物及びその製造方法、耐熱性に優れ且つ発熱量の少ないシール材を提供することができる膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物、ならび耐熱性に優れ且つ発熱量の少ない膜モジュール用のシール材を提供することにある。
本発明の目的は、耐熱性及び酸化安定性に優れ且つ発熱量の少ないシール材を提供することができる膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物に最適なポリオール組成物及びその製造方法、耐熱性に優れ且つ発熱量の少ないシール材を提供することができる膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物、ならび耐熱性に優れ且つ発熱量の少ない膜モジュール用のシール材を提供することにある。
本発明者らは、これらの問題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本願の第1の発明は、ポリマー微粒子(p)がポリオール分散媒(b)中に分散されてなるポリマーポリオールにおいて、(b)がヒマシ油及び/又はヒマシ油誘導体(a)を含有することを特徴とする膜モジュールのウレタン樹脂シール材用ポリマーポリオール(以下において、単にポリマーポリオールと記載する場合がある)である。
第2の発明は、ポリオール分散媒中で、分散剤の存在下、ビニル単量体(d)を重合させるポリマーポリオールの製造方法において、分散剤として反応性分散剤を用い、ポリオール分散媒としてヒマシ油及び/又はヒマシ油誘導体(a)を含有するポリオール分散媒(b)を用いることを特徴とするポリマーポリオールの製造方法である。
第3の発明は、イソシアネート成分(IS)と活性水素化合物成分(AH)を必須成分としてなり、(IS)と(AH)を混合してウレタン樹脂を形成させるためのポリウレタン樹脂形成性組成物であって、上記ポリマーポリオールを、イソシアネート成分(IS)と活性水素化合物成分(AH)の少なくとも一方の成分に用いてなる膜モジュールのシール材用ウレタン樹脂形成性組成物である。
第4の発明は、該ウレタン樹脂形成性組成物を硬化してなる膜モジュール用のシール材である。
すなわち、本願の第1の発明は、ポリマー微粒子(p)がポリオール分散媒(b)中に分散されてなるポリマーポリオールにおいて、(b)がヒマシ油及び/又はヒマシ油誘導体(a)を含有することを特徴とする膜モジュールのウレタン樹脂シール材用ポリマーポリオール(以下において、単にポリマーポリオールと記載する場合がある)である。
第2の発明は、ポリオール分散媒中で、分散剤の存在下、ビニル単量体(d)を重合させるポリマーポリオールの製造方法において、分散剤として反応性分散剤を用い、ポリオール分散媒としてヒマシ油及び/又はヒマシ油誘導体(a)を含有するポリオール分散媒(b)を用いることを特徴とするポリマーポリオールの製造方法である。
第3の発明は、イソシアネート成分(IS)と活性水素化合物成分(AH)を必須成分としてなり、(IS)と(AH)を混合してウレタン樹脂を形成させるためのポリウレタン樹脂形成性組成物であって、上記ポリマーポリオールを、イソシアネート成分(IS)と活性水素化合物成分(AH)の少なくとも一方の成分に用いてなる膜モジュールのシール材用ウレタン樹脂形成性組成物である。
第4の発明は、該ウレタン樹脂形成性組成物を硬化してなる膜モジュール用のシール材である。
本発明のポリマーポリオールを用いて得られるポリウレタン樹脂形成性組成物はは耐加水分解性、酸化安定性に優れ、かつ耐熱性にも優れるウレタン樹脂を形成でき、さらに硬化時の発熱量が少ない。
本発明において、ポリマーポリオールを構成するポリオール分散媒(b)はヒマシ油及び/又はヒマシ油誘導体(a)を含有する。
ヒマシ油誘導体(a)とはヒマシ油から化学反応により誘導される化合物である。ヒマシ油誘導体(a)としては、部分脱水ヒマシ油(化合物1)、分子量60~300の低分子ポリオールもしくは数平均分子量100~2000のポリエーテルポリオールとヒマシ油とのエステル交換反応によって得られる化合物(化合物2)、分子量60~300の低分子ポリオールもしくは数平均分子量100~2000のポリエーテルポリオールとヒマシ油脂肪酸とのエステル化反応により得られる化合物(化合物3)、多価カルボン酸とヒマシ油とのエステル化反応により得られる化合物(化合物4)、などが挙げられる。
ヒマシ油及び/又はヒマシ油誘導体(a)のうち、好ましくはヒマシ油及び部分脱水ヒマシ油(化合物2)であり、特に好ましくはヒマシ油である。
なお、数平均分子量はゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)法で測定したものである(以下後同様)。
ヒマシ油誘導体(a)とはヒマシ油から化学反応により誘導される化合物である。ヒマシ油誘導体(a)としては、部分脱水ヒマシ油(化合物1)、分子量60~300の低分子ポリオールもしくは数平均分子量100~2000のポリエーテルポリオールとヒマシ油とのエステル交換反応によって得られる化合物(化合物2)、分子量60~300の低分子ポリオールもしくは数平均分子量100~2000のポリエーテルポリオールとヒマシ油脂肪酸とのエステル化反応により得られる化合物(化合物3)、多価カルボン酸とヒマシ油とのエステル化反応により得られる化合物(化合物4)、などが挙げられる。
ヒマシ油及び/又はヒマシ油誘導体(a)のうち、好ましくはヒマシ油及び部分脱水ヒマシ油(化合物2)であり、特に好ましくはヒマシ油である。
なお、数平均分子量はゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)法で測定したものである(以下後同様)。
部分脱水ヒマシ油とはヒマシ油の脱水反応により水酸基の一部が脱離したものである。通常、部分脱水ヒマシ油の水酸基価は100~160mgKOH/gであり、110~130mgKOH/gが好ましい。ヒマシ油脂肪酸はそれぞれヒマシ油の加水分解により得られる脂肪酸である。
低分子ポリオールとしては、炭素数(以下Cと略記)2~24のポリオール、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、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、水添ビスフェノールA、ヘキサントリオール、ソルビトール、シュークローズ及びこれらの2種以上の混合物等が挙げられる。低分子量ポリオールの分子量は60~300のものが好ましい。
ポリエーテルポリオールとしては前記低分子量ポリオール、多価フェノール(ビスフェノールA、ハイドロキノン等)、アミン化合物(アンモニア、エチルアミン、エチレンジアミン等)にC2~C4のアルキレンオキサイドを付加したものが挙げられる。具体的にはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)、グリセリンのプロピレンオキサイド付加物、N,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン等が挙げられる。ポリエーテルポリオールの数平均分子量は100~2000のものが好ましい。
多価カルボン酸としては、C2~40の脂肪族ジカルボン酸(シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、1,3-シクロブタンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、二量化リノール酸等);C8~40の芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸等);C4~40の脂肪族あるいは芳香族のトリカルボン酸(ブタントリカルボン酸、ヘキサントリカルボン酸、シクロヘキサントリカルボン酸、ベンゼントリカルボン酸、ナフタレントリカルボン酸等);C5~40の脂肪族あるいは芳香族のテトラカルボン酸(ブタンテトラカルボン酸、オクタンテトラカルボン酸、ベンゼンテトラカルボン酸、3,4,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸等)及びこれらの無水物が挙げられる。また、これらのカルボン酸2種以上を併用することもできる。
これらのカルボン酸の中で、得られるポリエステルの粘度の観点から、2価のカルボン酸が好ましい。
これらのカルボン酸の中で、得られるポリエステルの粘度の観点から、2価のカルボン酸が好ましい。
ポリオール分散媒(b)はヒマシ油及びヒマシ油誘導体(a)以外の通常用いられるポリオールも含有することができる。これらの含有量は、(b)の重量に基づいて通常40%以下、好ましくは20%以下である。
該ポリオールとしては、例えば、少なくとも2個(好ましくは2~8個)の活性水素を含有する化合物(多価アルコール、多価フェノール、多価アミン、多価カルボン酸等)にアルキレンオキサイドを付加した化合物及びこれらの混合物が挙げられる。
これらのうちで好ましいものは、多価アルコールにアルキレンオキサイドが付加された化合物である。
また、ポリオール分散媒(b)はイソパラフィン、トルエン、キシレン等の炭化水素化合物、ジイソノニルフタレート、セバシン酸オクチル等のエステル類などを含有することができる。これらのの含有量は、(b)の重量に基づいて通常40%以下、好ましくは20%以下である。
該ポリオールとしては、例えば、少なくとも2個(好ましくは2~8個)の活性水素を含有する化合物(多価アルコール、多価フェノール、多価アミン、多価カルボン酸等)にアルキレンオキサイドを付加した化合物及びこれらの混合物が挙げられる。
これらのうちで好ましいものは、多価アルコールにアルキレンオキサイドが付加された化合物である。
また、ポリオール分散媒(b)はイソパラフィン、トルエン、キシレン等の炭化水素化合物、ジイソノニルフタレート、セバシン酸オクチル等のエステル類などを含有することができる。これらのの含有量は、(b)の重量に基づいて通常40%以下、好ましくは20%以下である。
ポリマー微粒子のポリマーとは、ヒマシ油及び/又はヒマシ油誘導体(以後両者を合わせてヒマシ油系ポリオールと記載することがある)に不溶のポリマーであり、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアルキルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン・アクリロニトリル共重合物など、ビニル単量体(d)の1種以上を構成単位とするポリマー;ポリエチレンテレフタレート、6,6-ナイロン、フェノール樹脂等の重縮合反応によって得られるポリマー;及びポリウレタン樹脂等の重付加反応によって得られるポリマーが挙げられる。これらのポリマーのうち、ヒマシ油系ポリオールを含有する媒体中で合成可能なことから、ビニル単量体(d)の1種以上を構成単位とするポリマーが好ましい。
さらに好ましくはポリマー微粒子の分散性の観点から、ビニル単量体(d)の1種以上を構成単位とするポリマー並びに、ビニル単量体(d)及び数平均分子量1000~50000のヒマシ油可溶性エチレン性不飽和化合物(e)を構成単位とするコポリマーを含有する混合ポリマーである。
(e)は後記のポリマーポリオールの製造方法において反応性分散剤として用いられる単量体である。
混合ポリマー中の、構成単位としての(e)の含有量はポリマーポリオールの安定性と粘度の観点から好ましくは0.1~20%、さらに好ましくは0.5~15%、特に好ましくは1~10%である。
さらに好ましくはポリマー微粒子の分散性の観点から、ビニル単量体(d)の1種以上を構成単位とするポリマー並びに、ビニル単量体(d)及び数平均分子量1000~50000のヒマシ油可溶性エチレン性不飽和化合物(e)を構成単位とするコポリマーを含有する混合ポリマーである。
(e)は後記のポリマーポリオールの製造方法において反応性分散剤として用いられる単量体である。
混合ポリマー中の、構成単位としての(e)の含有量はポリマーポリオールの安定性と粘度の観点から好ましくは0.1~20%、さらに好ましくは0.5~15%、特に好ましくは1~10%である。
本発明においてビニル単量体(d)とは、ビニル基あるいはビニリデン基を有する化合物のことである。例えば、エチレン、プロピレン等の脂肪族炭化水素系単量体(d1);スチレン、α-メチルスチレン、ヒドロキシスチレン等芳香族ビニル単量体(d2)、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、ジアミノエチル(メタ)アクリレート、モルフォリノエチル(メタ)アクリレート、ビニルピロリドン等の窒素含有ビニル単量体(d3);メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート単量体(d4)等が挙げられる。
これらのうち、好ましくは(d2)、(d3)及び(d4)であり、特に好ましくはスチレン、アクリロニトリル、メチル(メタ)アクリレート及びそれらの混合物である。
これらのうち、好ましくは(d2)、(d3)及び(d4)であり、特に好ましくはスチレン、アクリロニトリル、メチル(メタ)アクリレート及びそれらの混合物である。
ポリマーポリオールの製造方法、即ちポリオール分散媒(b)にポリマー微粒子(p)を分散する方法として以下の方法が挙げられる。
(1)ポリオール分散媒中で、ビニル単量体を重合し直接ポリマー微粒子分散液を得る方法。
(2)有機溶剤に溶解したポリマー溶液をポリオール分散媒に加え、必要により脱溶剤し、ポリマー微粒子を析出、分散させる方法。
(3)有機溶剤にポリマー微粒子を分散した溶液を、ポリオール分散媒に加え、必要により脱溶剤する方法。
(4)乳化重合や分散重合後単離して得られるポリマー微粒子又は塊状ポリマーを粉砕して得られるポリマー微粒子を、ポリオール分散媒に分散する方法。これらの方法のなかで、上記(1)の方法が、工程が少なく好ましい。
(1)ポリオール分散媒中で、ビニル単量体を重合し直接ポリマー微粒子分散液を得る方法。
(2)有機溶剤に溶解したポリマー溶液をポリオール分散媒に加え、必要により脱溶剤し、ポリマー微粒子を析出、分散させる方法。
(3)有機溶剤にポリマー微粒子を分散した溶液を、ポリオール分散媒に加え、必要により脱溶剤する方法。
(4)乳化重合や分散重合後単離して得られるポリマー微粒子又は塊状ポリマーを粉砕して得られるポリマー微粒子を、ポリオール分散媒に分散する方法。これらの方法のなかで、上記(1)の方法が、工程が少なく好ましい。
ヒマシ油系ポリオールを含有する分散媒中で、ビニル単量体をラジカル重合し直接ポリマー微粒子分散液を得る場合の一例を以下に示す。反応容器にヒマシ油系ポリオール及び必要により後記する有機媒体を仕込む。別容器にビニル単量体及び必要によりヒマシ油系ポリオールと後記する分散剤を仕込み、攪拌混合しビニル単量体溶液とする。別容器に重合開始剤及び必要によりヒマシ油系ポリオールあるいは有機媒体を仕込み、攪拌混合し重合開始剤溶液とする。反応容器を攪拌加熱し、重合温度に達したら、ビニル単量体溶液及び重合開始剤溶液を滴下し、重合反応を行う。重合反応終了後、必要により、減圧し、残存単量体及び有機媒体を留出させ、ポリマーポリオールを得る。なお、重合温度は使用する開始剤により異なるが、通常70~180℃であり、好ましくは100~160℃である。なお1段バッチ重合反応以外に、多段バッチ反応、あるいは連続反応などもとることができる。
重合開始剤としては、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)等のアゾ化合物;ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオコサイド、ジブチルパーオキサイド等の過酸化物が挙げられる。重合開始剤の使用量はビニル単量体の合計重量に基づいて、0.0001~20%が好ましく、さらに好ましくは0.001~15%、特に好ましくは0.005~10%である。以下、「%」は特に断りのない限り「重量%」を表す。
本発明において、ポリマー微粒子の分散に分散剤を使用することが好ましい。分散剤の使用により、ポリマー微粒子の体積平均粒径の制御が容易になり、ポリマーポリオール中のポリマー微粒子の分散安定性が増す。分散剤には非反応性と反応性がある。
非反応性分散剤としては、一般にはポリマーに親和性を有する部分と分散媒に親和性を有する化合物が用いられる。例えば、スチレンを構成単位として含有するポリマー用の分散剤として、スチレン化フェノールのプロピレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物が挙げられ、この分散剤においてはスチレン化フェノールあるいはビスフェノールAの部分がスチレンと親和性を有しポリプロピレンオキサイド部分がヒマシ油系ポリオールと親和性を有する。
非反応性分散剤としては、一般にはポリマーに親和性を有する部分と分散媒に親和性を有する化合物が用いられる。例えば、スチレンを構成単位として含有するポリマー用の分散剤として、スチレン化フェノールのプロピレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物が挙げられ、この分散剤においてはスチレン化フェノールあるいはビスフェノールAの部分がスチレンと親和性を有しポリプロピレンオキサイド部分がヒマシ油系ポリオールと親和性を有する。
反応性分散剤としては分散媒に親和性を有する部分とポリマーに組み込み可能な反応性基を有する化合物が用いられる。特に、ビニル単量体の重合によるポリマーの場合、分散安定性の観点から、反応性分散剤が好ましい。ビニルポリマー用の反応性分散剤として、数平均分子量1000~50000のヒマシ油可溶性エチレン性不飽和化合物(e)が、分散性の観点から好ましい。
なお、本発明において、ヒマシ油可溶性とは、化合物30重量部とヒマシ油系ポリオール70重量部の混合物が、均一透明な溶液であることを意味する。
なお、本発明において、ヒマシ油可溶性とは、化合物30重量部とヒマシ油系ポリオール70重量部の混合物が、均一透明な溶液であることを意味する。
(e)はビニル単量体の重合時に添加される。(e)はビニル単量体と共重合するので、重合により生成するポリマーの少なくとも一部は(e)とビニル単量体の共重合体となり、この共重合体がポリマー微粒子の分散に効果的に働く。
好ましい(e)としては、水酸基、アミノ基、及びカルボキシル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有する数平均分子量が500~10000のヒマシ油可溶性化合物(f)とカルボキシル基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有するエチレン性不飽和化合物(g)との反応で得られる化合物(e1);上記(f)とポリイソシアネートとの反応で得られるイソシアネート基含有化合物と水酸基、アミノ基、及びカルボキシル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有するエチレン性不飽和化合物(i)との反応で得られる化合物(e2)などが挙げられる。
水酸基含有の(f)としては、
ヒマシ油及び/またはヒマシ油誘導体(f1);
1~6価のアルコールのC2~4アルキレンオキサイド付加物であり、かつエチレンオキサイド含量が30重量%以下のもの(f2);
ポリオレフィンポリオール(f3);
ダイマー酸、及び/又はトリマー酸と低分子量ポリオール及び/又はポリエーテルポリオールとの水酸基含有ポリエステルポリオール(f4);
C4~C40のジカルボン酸1種以上からなりかつ平均C数5~12のジカルボン酸とC2~C12のジオールからなりかつ平均C数4~12のジオールとの水酸基含有ポリエステルポリオール(f5);
(f1)~(f5)とポリイソシアネートとの水酸基含有ポリウレタン(f6-1)~(f6-5);
(f1)~(f5)とC4~C40のジカルボン酸との水酸基含有ポリエステル(f7-1)~(f7-5);
が挙げられる。
ヒマシ油及び/またはヒマシ油誘導体(f1);
1~6価のアルコールのC2~4アルキレンオキサイド付加物であり、かつエチレンオキサイド含量が30重量%以下のもの(f2);
ポリオレフィンポリオール(f3);
ダイマー酸、及び/又はトリマー酸と低分子量ポリオール及び/又はポリエーテルポリオールとの水酸基含有ポリエステルポリオール(f4);
C4~C40のジカルボン酸1種以上からなりかつ平均C数5~12のジカルボン酸とC2~C12のジオールからなりかつ平均C数4~12のジオールとの水酸基含有ポリエステルポリオール(f5);
(f1)~(f5)とポリイソシアネートとの水酸基含有ポリウレタン(f6-1)~(f6-5);
(f1)~(f5)とC4~C40のジカルボン酸との水酸基含有ポリエステル(f7-1)~(f7-5);
が挙げられる。
(f2)としては、C1~C24のアルコールのアルキレンオキサイド付加物;及び前記ポリエーテルポリオール(エチレンオキサイド含量が30%以下のもの)が挙げられる。具体的にはポリオキシプロピレングリコール、PTMG、グリセリンのプロピレンオキサイド付加物及びペンタエリスリトールのプロピレンオキサイド付加物等が挙げられる。
(f3)としては、水酸基含有ポリブタジエン、水素化水酸基含有ポリブタジエン、水酸基含有ポリイソプレン、水素化水酸基含有ポリイソプレン、水酸基含有スチレンブタジエン共重合体、水素化水酸基含有スチレンブタジエン共重合体、水酸基含有スチレンイソプレン共重合体及び水素化水酸基含有スチレンイソプレン共重合体等が挙げられる。
(f4)に用いられる低分子量ポリオール、あるいはポリエーテルポリオールとしては、前記のものが挙げられるが、特に2価及び3価のものが好ましい。具体例としては、ダイマー酸と1,4-ブタンジオールの水酸基含有ポリエステル、ダイマー酸とトリメチロールプロパンの水酸基含有ポリエステル、トリマー酸と数平均分子量200のポリプロピレングリコールとの水酸基含有ポリエステルなどが挙げられる。
(f5)の具体例としては、セバシン酸と3-メチル-1,5-ペンタンジオールの水酸基含有ポリエステル、アジピン酸とネオペンチルグリコールとノナンジオールの水酸基含有ポリエステル等が挙げられる。
(f5)の具体例としては、セバシン酸と3-メチル-1,5-ペンタンジオールの水酸基含有ポリエステル、アジピン酸とネオペンチルグリコールとノナンジオールの水酸基含有ポリエステル等が挙げられる。
(f6)に用いられるポリイソシアネートとしては、2価又は3価のポリイソシアネートが好ましい。例えばトルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、及びこれらのカルボジイミド変性体、ウレトンイミン変性体、イソシアヌレートなどが挙げられる。
(f7)に用いられるジカルボン酸としては、前記の多価カルボン酸の中のジカルボン酸が挙げられる。
(f7)に用いられるジカルボン酸としては、前記の多価カルボン酸の中のジカルボン酸が挙げられる。
アミノ基含有の(f)の例としては、ポリプロピレングリコールジアミン、ダイマー酸又はトリマー酸とC2~C12のポリアミンとのポリアミドなどが挙げられる。
カルボキシル基含有の(f)としては、ダイマー酸又はトリマー酸と低分子量ポリオールとのカルボキシル基含有ポリエステルポリオール等が挙げられる。
(f)としては、水酸基含有の(f)が好ましく、(f1)、(f6-1)及び(f7-1)が特に好ましい。
カルボキシル基を有する(g)としては、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、などが挙げられる。エポキシ基を有する(g)としては、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどが挙げられる。イソシアネート基を有する(g)としては、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2-メチルアクリロイルオキシエチルイソシアネート、ヒドロキシエチルメタクリレートとトルエンジイソシアネートのイソシアネート基含有ウレタン化合物、ヒドロキシエチルアクリレートとイソホロンジイソシアネートのイソシアネート基含有ウレタン化合物などが挙げられる。
水酸基を有する(i)としては、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、アリルアルコール等が挙げられる。
アミノ基を有する(i)としては、4-アミノスチレン、アリルアミン、N-(2-アミノエチル)アクリルアミド、N-(2-アミノプロピル)アクリルアミド、N-(3-アミノプロピル)アクリルアミド等が挙げられる。カルボキシル基を有する(i)としてはカルボキシル基を有する(g)と同じものを用いることができる。
アミノ基を有する(i)としては、4-アミノスチレン、アリルアミン、N-(2-アミノエチル)アクリルアミド、N-(2-アミノプロピル)アクリルアミド、N-(3-アミノプロピル)アクリルアミド等が挙げられる。カルボキシル基を有する(i)としてはカルボキシル基を有する(g)と同じものを用いることができる。
特に好ましい(f)である(f1)、(f6-1)及び(f7-1)を用いた(e1)の具体的な例としては、ヒマシ油とアジピン酸の水酸基含有のポリエステルと2-アクリロイルオキシエチルイソシアネートの反応生成物、部分脱水ヒマシ油と1,6-ヘキサンジイソシアネートのOH基含有のウレタンプレポリマーとヒドロキシエチルメタクリレートとトルエンジイソシアネートとのイソシアネート基含有ウレタン化合物との反応生成物、部分脱水ヒマシ油と1,6-ヘキサンジイソシアネートのOH基含有のウレタンプレポリマーとメタクリル酸からのエステル化合物などが挙げられる。また、(e2)の具体的な例としては、ヒマシ油又は部分脱水ヒマシ油とトルエンジイソシアネートとのNCO基含有ウレタンプレポリマーとヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応生成物などが挙げられる。
本発明において、ポリマーポリオール中のポリマー微粒子量は、通常10~80%、耐熱性と粘度の観点から、好ましくは20~70%、特に好ましくは30~60%である。含有量は、ポリマーポリオールをポリマーを溶解しない有機媒体で希釈後遠心分離し、得られた沈降物の重量から測定することができる。
本発明において、ポリマー微粒子の体積平均粒径は、粘度と安定性の観点から0.01~60μm、好ましくは0.05~5μm、さらに好ましくは0.1~1.0μmである。体積平均粒径は、動的光散乱法で測定できる。
本発明のポリマーポリオールは、イソシアネート成分(IS)と活性水素化合物成分(AH)を必須成分としてなるウレタン樹脂形成性組成物において、イソシアネート成分(IS)と活性水素化合物成分(AH)の少なくとも一方の成分に用いることができる。
ウレタン樹脂形成性組成物は、硬化反応させることによりウレタン樹脂を形成することができる。
ウレタン樹脂形成性組成物は、硬化反応させることによりウレタン樹脂を形成することができる。
ウレタン樹脂形成性組成物は、通常のポリオールを用いたものと同様、用途に適した種々の選択が可能で、以下のような形態が挙げられる。
(1)ポリマーポリオールを活性水素化合物成分とし、ポリイソシアネート及び/又はポリオールを当量以上のポリイソシアネートと反応して得たイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーをイソシアネート成分とした、2液型ウレタン樹脂形成性組成物。
(2)ポリマーポリオールと当量以上のポリイソシアネートを反応させて得られるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーをイソシアネート成分とし、ポリオールを活性水素化合物成分とした、2液型ウレタン樹脂形成性組成物。
(3)ポリマーポリオールと当量以上のポリイソシアネートを反応させて得られるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーをイソシアネート成分とし、ポリマーポリオールを活性水素化合物成分として使用した2液型ウレタン樹脂形成性組成物。
(4)ポリマーポリオールを活性水素化合物成分とし、ブロック化ポリイソシアネート(ブロック化剤:メチルエチルケトンオキシム、ε-カプロラクタム、ジシクロヘキシルアミン、フェノール類等)をイソシアネート成分とした、1液型ウレタン樹脂形成性組成物。
(5)ポリマーポリオールと当量以上のポリイソシアネートを反応させて得られるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーからなる1液湿気硬化型ウレタン樹脂形成性組成物。
膜モジュールのシール材用のウレタン樹脂形成性組成物としては、作業性及び得られる樹脂の樹脂物性の観点から好ましくは(1)~(3)の2液型である。
(1)ポリマーポリオールを活性水素化合物成分とし、ポリイソシアネート及び/又はポリオールを当量以上のポリイソシアネートと反応して得たイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーをイソシアネート成分とした、2液型ウレタン樹脂形成性組成物。
(2)ポリマーポリオールと当量以上のポリイソシアネートを反応させて得られるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーをイソシアネート成分とし、ポリオールを活性水素化合物成分とした、2液型ウレタン樹脂形成性組成物。
(3)ポリマーポリオールと当量以上のポリイソシアネートを反応させて得られるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーをイソシアネート成分とし、ポリマーポリオールを活性水素化合物成分として使用した2液型ウレタン樹脂形成性組成物。
(4)ポリマーポリオールを活性水素化合物成分とし、ブロック化ポリイソシアネート(ブロック化剤:メチルエチルケトンオキシム、ε-カプロラクタム、ジシクロヘキシルアミン、フェノール類等)をイソシアネート成分とした、1液型ウレタン樹脂形成性組成物。
(5)ポリマーポリオールと当量以上のポリイソシアネートを反応させて得られるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーからなる1液湿気硬化型ウレタン樹脂形成性組成物。
膜モジュールのシール材用のウレタン樹脂形成性組成物としては、作業性及び得られる樹脂の樹脂物性の観点から好ましくは(1)~(3)の2液型である。
ポリイソシアネートとしては、1分子中にイソシアネート基を2個以上有する化合物であり、例えば、C(NCO中のCを除く)2~18の脂肪族ポリイソシアネート、C4~15の脂環式ポリイソシアネート、C6~20の芳香族ポリイソシアネート、C8~15の芳香脂肪族ポリイソシアネート及びこれらのポリイソシアネートのイソシアネート基の一部又は全部を、ビュレット、カルボジイミド等により変性してなる化合物が挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、ジイソシアネート[エチレンジイソシアネート、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等]、ならびにトリイソシアネート[1,6,11-ウンデカントリイソシアネート等]が挙げられる。
脂環式ポリイソシアネートとしては、例えば、ジイソシアネート[イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート等]が挙げられる。
芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、ジイソシアネート[トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート及びナフタレンジイソシアネート等]、あるいは3個以上のイソシアネート基を有するもの[ベンゼン環を3個以上有するポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート等]が挙げられる。
芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、ジイソシアネート[キシリレンジイソシアネート等]が挙げられる。
これらのポリイソシアネートのうち、反応性の観点から好ましいのは芳香族ポリイソシアネート及びその変性体、さらに好ましいのはジフェニルメタンジイソシアネート及びその変性体である。
(1)及び(2)に記載されたポリオールとしては、官能基数2~8(好ましくは2~6)のポリオール、例えば前記の低分子ポリオール、ポリエーテルポリオール、ヒマシ油、ヒマシ油誘導体、ポリオレフィンポリオール、後記するポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール等が挙げられる。官能基数2~8のポリオールの水酸基価は好ましくは20~1,850mgKOH/g、さらに好ましくは40~1,400mgKOH/gである。
ポリエステルポリオールとしては、多価カルボン酸[脂肪族飽和又は不飽和ポリカルボン酸(例えばアジピン酸、マレイン酸、フマル酸及びイタコン酸)、芳香族ポリカルボン酸(例えばフタル酸及びイソフタル酸)等]と、ポリオール(前記の低分子ポリオール及び/又はポリエーテルポリオール)とから形成される線状又は分岐状ポリエステルポリオール;
ポリラクトンポリオール[例えば前記低分子ポリオール(2~3価)を出発原料としてこれにカプロラクトン(例えばε-カプロラクトン)を触媒(有機金属化合物等)の存在下に付加重合させたポリエステルポリオール(例えばポリカプロラクトンポリオール)]が挙げられる。
ポリラクトンポリオール[例えば前記低分子ポリオール(2~3価)を出発原料としてこれにカプロラクトン(例えばε-カプロラクトン)を触媒(有機金属化合物等)の存在下に付加重合させたポリエステルポリオール(例えばポリカプロラクトンポリオール)]が挙げられる。
ポリカーボネートポリオールとしては、前記の低分子量ポリオールと、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート等のジアルキルカーボネート及びジフェニルカーボネート等のジアリールカーボネートとの反応によって得られるものが挙げられる。
上記イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーの製造方法としては、ポリイソシアネートと1分子中に活性水素を2個以上のポリオールとを反応容器中、窒素雰囲気下で反応させる公知の方法が挙げられる。
イソシアネート基とOH基の当量比(NCO/OH)を通常1.1/1~100/1である。
プレポリマー化反応における反応温度は通常30~140℃、反応性の観点及び副反応防止の観点から好ましくは60~120℃である。また、反応は通常無溶剤下で行うが、必要によりイソシアネート基に不活性な溶剤[例えば芳香族炭化水素(トルエン及びキシレン等)、ケトン(メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等)]の存在下で行い、後にこれらの溶剤を蒸留により除いてもよい。
イソシアネート基とOH基の当量比(NCO/OH)を通常1.1/1~100/1である。
プレポリマー化反応における反応温度は通常30~140℃、反応性の観点及び副反応防止の観点から好ましくは60~120℃である。また、反応は通常無溶剤下で行うが、必要によりイソシアネート基に不活性な溶剤[例えば芳香族炭化水素(トルエン及びキシレン等)、ケトン(メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等)]の存在下で行い、後にこれらの溶剤を蒸留により除いてもよい。
膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂は、ウレタン樹脂形成性組成物であるイソシアネート成分(IS)と活性水素化合物成分(AH)とを反応されてなるが、反応におけるNCO/OH当量比は、未反応物低減の観点から好ましくは0.5~2、さらに好ましくは0.7~1.5、特に好ましくは0.8~1.2である。
ポリウレタン樹脂形成性組成物の粘度(混合後、注型前の粘度)は、通常50~30,000mPa・s、硬化性及び成形性の観点から好ましくは100~20,000mPa・s、さらに好ましくは200~10,000mPa・sである。
ウレタン樹脂形成性組成物は、通常のポリウレタン樹脂に使用される添加剤、すなわち、ウレタン化触媒、発泡剤、難燃剤、充填剤、加水分解防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、防黴剤、離型剤、脱水剤及び炭酸ガス吸収剤等の発泡抑制剤などを含有することができる。これらの添加剤は(IS)及び(AH)のいずれか一方又は両方に添加することができる。
膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂は、イソシアネート成分(IS)及び活性水素化合物成分(AH)を使用時に各々所定量計量後、スタティックミキサー又はメカニカルミキサー等で混合、反応させることにより製造することができる。上記反応において流動性がなくなるまでの時間(ポットライフ)は通常3~300分であり、完全硬化には室温(20~30℃)で12~240時間の養生を要する。ここにおいてポリウレタン樹脂の硬度に変化が認められなくなった時点を完全硬化(反応終点)とする。なお、ポリウレタン樹脂の実使用上は必ずしも完全硬化させる必要はないが、後記の硬度範囲となるまでは養生を要する。また、養生温度を高く(例えば40~60℃)することにより養生時間を短縮することも可能である。
硬化後のポリウレタン樹脂の硬度(ショアーD:10秒値)は通常10~100、シール材として具備すべき機械強度及び切断性(後記する、ポリウレタン樹脂で結束された中空糸膜の切断性)の観点から好ましくは30~70である。
膜モジュールのシール材は、該ポリウレタン樹脂形成性組成物を硬化してなり、特に、中空糸型血液処理器及び中空糸型水処理器用として好適に使用される。
ポリウレタン樹脂形成性組成物を膜モジュールのシール材として適用する場合の方法としては、静置成型法及び遠心成型法いずれも適応できる。遠心成型法の具体的な1例を以下に示す。
まず、イソシアネート成分(IS)及び活性水素化合物成分(AH)を個別に減圧脱泡(0.1mmHg×2時間)する。遠心成型機に中空糸を収納した容器を取り付け、回転を開始する。該(IS)及び(AH)を所定量計量して撹拌混合後、回転している容器の端部に注入し、さらに回転を行い、(IS)、(AH)混合物を中空糸間及び中空糸-容器間に浸透させる。時間と共に(IS)、(AH)混合物の硬化反応が進行し、中空糸同士が接着すると共に容器に固定される。該遠心成型法の例は特公昭57-58963号公報等に記載されている。
中空糸の素材としては一般に、セルロース、アクリル、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等が使用される。上記容器としては一般に、ポリカーボネート製、ABS製、ポリスチレン製等のものが使用される。該二液混合液は注入から3~300分後には流動性がなくなり、膜モジュールを成型機から取り出すことができる。ついで室温(20~30℃)~60℃で養生を行い硬化させた後、該ポリウレタン樹脂で結束された中空糸膜を回転式カッター等で切断して中空糸膜端部の開口部を得る。
まず、イソシアネート成分(IS)及び活性水素化合物成分(AH)を個別に減圧脱泡(0.1mmHg×2時間)する。遠心成型機に中空糸を収納した容器を取り付け、回転を開始する。該(IS)及び(AH)を所定量計量して撹拌混合後、回転している容器の端部に注入し、さらに回転を行い、(IS)、(AH)混合物を中空糸間及び中空糸-容器間に浸透させる。時間と共に(IS)、(AH)混合物の硬化反応が進行し、中空糸同士が接着すると共に容器に固定される。該遠心成型法の例は特公昭57-58963号公報等に記載されている。
中空糸の素材としては一般に、セルロース、アクリル、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等が使用される。上記容器としては一般に、ポリカーボネート製、ABS製、ポリスチレン製等のものが使用される。該二液混合液は注入から3~300分後には流動性がなくなり、膜モジュールを成型機から取り出すことができる。ついで室温(20~30℃)~60℃で養生を行い硬化させた後、該ポリウレタン樹脂で結束された中空糸膜を回転式カッター等で切断して中空糸膜端部の開口部を得る。
以下に本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、部は重量部を意味する。また数平均分子量(以後Mnと記載)、重量平均分子量(以後Mwと記載)はGPC分析で測定したものである。
以下の製造例及び実施例において使用されている下記の原料の組成、メーカー等は以下の通りである。
MDI:ジフェニルメタンジイソシアネート、商品名「ミリオネートMT」;日本ポリウレタン(株)製)
TDI:トルエンジイソシアネート、商品名「コロネートT-80」;日本ポリウレタン(株)製
カルボジイミド変性MDI:カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、NCO%=29.5%、商品名「ルプラネートMM-103」;BASF INOAC ポリウレタン(株)製)
部分脱水ヒマシ油:水酸基価120mgKOH/g、商品名「TOYOACE P-110F」;(株)東化研社製 )
ヒマシ油:水酸基価161mgKOH/g、商品名「ヒマシ油SL」;伊藤製油(株)製
HEMA:ヒドロキシエチルメタクリレート、商品名「アクリルエステルHO」;三菱レーヨン(株)社製
MMA:メチルメタクリレート、商品名「アクリエステルM」;三菱レーヨン(株)製)
AMBN:2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、商品名「V-59」;和光純薬工業(株)製
HPEDA:N,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン
PE7000:ペンタエリスリトールのエチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイド付加物、エチレンオキサイド含量=12%、水酸基価=32mgKOH/g、
Mn=8300 、Mw=11000
GP-250:グリセリンのプロピレンオキサイド付加物、水酸基価=673mgKOH/g、商品名「サンニックスGP-250」;三洋化成工業(株)製
キョーワード600:酸及びアルカリ用合成吸着剤;協和化学工業(株)製
MDI:ジフェニルメタンジイソシアネート、商品名「ミリオネートMT」;日本ポリウレタン(株)製)
TDI:トルエンジイソシアネート、商品名「コロネートT-80」;日本ポリウレタン(株)製
カルボジイミド変性MDI:カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、NCO%=29.5%、商品名「ルプラネートMM-103」;BASF INOAC ポリウレタン(株)製)
部分脱水ヒマシ油:水酸基価120mgKOH/g、商品名「TOYOACE P-110F」;(株)東化研社製 )
ヒマシ油:水酸基価161mgKOH/g、商品名「ヒマシ油SL」;伊藤製油(株)製
HEMA:ヒドロキシエチルメタクリレート、商品名「アクリルエステルHO」;三菱レーヨン(株)社製
MMA:メチルメタクリレート、商品名「アクリエステルM」;三菱レーヨン(株)製)
AMBN:2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、商品名「V-59」;和光純薬工業(株)製
HPEDA:N,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン
PE7000:ペンタエリスリトールのエチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイド付加物、エチレンオキサイド含量=12%、水酸基価=32mgKOH/g、
Mn=8300 、Mw=11000
GP-250:グリセリンのプロピレンオキサイド付加物、水酸基価=673mgKOH/g、商品名「サンニックスGP-250」;三洋化成工業(株)製
キョーワード600:酸及びアルカリ用合成吸着剤;協和化学工業(株)製
以下の製造例及び実施例において用いられた分析法は下記のとおり。
<GPC測定>
(GPC装置)
装置本体:HLC-8220GPC[東ソー(株)製]
データ解析ソフトウェア:GPC-8020modelII[東ソー(株)製]
GPCカラム
ガードカラム : TSKguardcolumn SuperH-L(4.6mmI.D.×15cm)
分離カラム : TSKgel SuperH2000(6mmI.D.×15cm)
+TSKgel SuperH3000(6mmI.D.×15cm)
+TSKgel SuperH4000(6mmI.D.×15cm)
検出器 :RI検出器
(測定条件)
流動媒体 :テトラヒドロフラン(THF)
流速 :0.6ml/min.
カラム温度 :40℃
サンプル注入量:10μl
(試薬等)
THF :酸化防止剤無添加品[三菱化学(株)製]
標準ポリスチレン:TSK標準ポリスチレンA-500、A-1000、A-2500、A-5000、F-1、F-2、F-4、F-10[東ソー(株)製]
(較正曲線の作成)
分子量既知の標準ポリスチレン(A-500、A-1000、A-2500、A-5000、F-1、F-2、F-4、F-10)のそれぞれ0.02gを200ml密栓付き三角フラスコに秤り取り、THF100gを加えて溶解させ、各標準ポリスチレン0.02重量%のTHF溶液を作成する。該溶液10μlを注入し、保持時間(注入から検出までの時間)と分子量の較正曲線を作成する。
(分子量測定)
サンプル約10mgを20mlのガラス管に秤取り、THF4mlを加え、振り混ぜて溶解させる。該溶液を0.2μmのメンブランフィルターを取り付けたシリンジフィルターを用いてろ過する。ろ液をGPC測定用バイアルに1ml採取し、注入量が10μlに調整されたオートサンプラーにセットし、データ処理装置を稼動させ測定する。
<GPC測定>
(GPC装置)
装置本体:HLC-8220GPC[東ソー(株)製]
データ解析ソフトウェア:GPC-8020modelII[東ソー(株)製]
GPCカラム
ガードカラム : TSKguardcolumn SuperH-L(4.6mmI.D.×15cm)
分離カラム : TSKgel SuperH2000(6mmI.D.×15cm)
+TSKgel SuperH3000(6mmI.D.×15cm)
+TSKgel SuperH4000(6mmI.D.×15cm)
検出器 :RI検出器
(測定条件)
流動媒体 :テトラヒドロフラン(THF)
流速 :0.6ml/min.
カラム温度 :40℃
サンプル注入量:10μl
(試薬等)
THF :酸化防止剤無添加品[三菱化学(株)製]
標準ポリスチレン:TSK標準ポリスチレンA-500、A-1000、A-2500、A-5000、F-1、F-2、F-4、F-10[東ソー(株)製]
(較正曲線の作成)
分子量既知の標準ポリスチレン(A-500、A-1000、A-2500、A-5000、F-1、F-2、F-4、F-10)のそれぞれ0.02gを200ml密栓付き三角フラスコに秤り取り、THF100gを加えて溶解させ、各標準ポリスチレン0.02重量%のTHF溶液を作成する。該溶液10μlを注入し、保持時間(注入から検出までの時間)と分子量の較正曲線を作成する。
(分子量測定)
サンプル約10mgを20mlのガラス管に秤取り、THF4mlを加え、振り混ぜて溶解させる。該溶液を0.2μmのメンブランフィルターを取り付けたシリンジフィルターを用いてろ過する。ろ液をGPC測定用バイアルに1ml採取し、注入量が10μlに調整されたオートサンプラーにセットし、データ処理装置を稼動させ測定する。
<ポリマー微粒子の体積平均粒径>
ヒマシ油30mlにポリマーポリオール2mgを投入し、マグネチックスターラーで3分間攪拌、均一分散させる。直ちに測定セルに投入し、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(LA-750;(株)堀場製作所製)を用い動的光散乱法により体積平均粒径を測定した。
ヒマシ油30mlにポリマーポリオール2mgを投入し、マグネチックスターラーで3分間攪拌、均一分散させる。直ちに測定セルに投入し、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(LA-750;(株)堀場製作所製)を用い動的光散乱法により体積平均粒径を測定した。
<粘度>
25℃に温調したサンプルを回転式B型粘度計(RB-80L;東機産業(株)製)で測定した。
25℃に温調したサンプルを回転式B型粘度計(RB-80L;東機産業(株)製)で測定した。
<ポリマー粒子含有量>
50mlの遠心分離用遠沈管及び100mlナスフラスコの重量を小数点3桁まで精秤する(それぞれ、W1及びW2)。遠沈管に、ポリマーポリオール約5gを加え精秤する(W3)。とする。アセトン/ヘキサン=2/8混合溶剤15mlを加え、振とうする。冷却遠心分離機[型番:GRX-220、トミー精工(株)製]を用いて、18,000rpm×60分間、20℃にて遠心分離する。上澄み液をガラス製ピペットを用いて、ナスフラスコに移す。残留沈降物にアセトン/ヘキサン=2/8混合溶剤15mlを加えて希釈し、上記と同様に遠心分離して上澄み液を除去する操作を、さらに3回繰り返す。残留沈降物を含む遠沈管を減圧乾燥機にて、2,666~3,999Pa(20~30torr)で60℃×60分間減圧乾燥し、乾燥後の重量を測定する(W4)とする、また乾燥物をポリマー粒子分とする。一方、ナスフラスコはエバポレータにセットし、60℃、2,666~3,999Pa(20~30torr)で留出がほぼなくなるまで揮発分を除去し、その後、減圧乾燥機にて、2,666~3,999Pa(20~30torr)で60℃×60分間減圧乾燥し、乾燥後の重量を測定する(W5)とする、また得られた溶液を分散媒相分とする。次式(A)で算出した値を、ポリマー粒子含有量とする。
ポリマー粒子含有量(重量%)=(W4-W1)×100/(W3-W1) (A)
また、次式(B)で算出した値を分散相含量とし、ポリマー粒子含有量と分散媒相含量の和が、100±1.5以内であることを確認する。和がこの範囲外の場合は、再実験を行う。
分散媒相含量(重量%)=(W5-W2)×100/(W3-W1) (B)
50mlの遠心分離用遠沈管及び100mlナスフラスコの重量を小数点3桁まで精秤する(それぞれ、W1及びW2)。遠沈管に、ポリマーポリオール約5gを加え精秤する(W3)。とする。アセトン/ヘキサン=2/8混合溶剤15mlを加え、振とうする。冷却遠心分離機[型番:GRX-220、トミー精工(株)製]を用いて、18,000rpm×60分間、20℃にて遠心分離する。上澄み液をガラス製ピペットを用いて、ナスフラスコに移す。残留沈降物にアセトン/ヘキサン=2/8混合溶剤15mlを加えて希釈し、上記と同様に遠心分離して上澄み液を除去する操作を、さらに3回繰り返す。残留沈降物を含む遠沈管を減圧乾燥機にて、2,666~3,999Pa(20~30torr)で60℃×60分間減圧乾燥し、乾燥後の重量を測定する(W4)とする、また乾燥物をポリマー粒子分とする。一方、ナスフラスコはエバポレータにセットし、60℃、2,666~3,999Pa(20~30torr)で留出がほぼなくなるまで揮発分を除去し、その後、減圧乾燥機にて、2,666~3,999Pa(20~30torr)で60℃×60分間減圧乾燥し、乾燥後の重量を測定する(W5)とする、また得られた溶液を分散媒相分とする。次式(A)で算出した値を、ポリマー粒子含有量とする。
ポリマー粒子含有量(重量%)=(W4-W1)×100/(W3-W1) (A)
また、次式(B)で算出した値を分散相含量とし、ポリマー粒子含有量と分散媒相含量の和が、100±1.5以内であることを確認する。和がこの範囲外の場合は、再実験を行う。
分散媒相含量(重量%)=(W5-W2)×100/(W3-W1) (B)
<分散媒相の水酸基価>
上記操作で得た分散媒相の水酸基価を下記の方法で測定した。
300ml三角フラスコに分散媒相分約2gを精秤(Sg)し、無水フタル酸/ピリジン溶液(無水フタル酸42gをピリジン300mlに溶解した液)25mlを加える。冷却管を取り付け、120℃のオイルバスに入れ、1時間反応させる。反応後、三角フラスコをオイルバス上にあげ5分間放冷後、冷却管の上部から10mlの高純度水を加え振り混ぜ、更に5分間放置する。オイルバスより三角フラスコを取り外し、室温まで冷却後、冷却管を取り外す。フェノールフタレイン指示薬0.5mlを加え、0.5mol/l水酸化カリウム液で滴定し、微紅色が30秒間持続する点を終点とする。同時に空試験を行う。水酸基価を下式により算出する。
水酸基価=(B-A)×f×28.05/S
B;空試験に要した0.5mol/l水酸化カリウム溶液の滴定数(ml)
A;試験に要した0.5mol/l水酸化カリウム溶液の滴定数(ml)
f;0.5mol/l水酸化カリウム溶液の力価
S;試料の重量(g)
上記操作で得た分散媒相の水酸基価を下記の方法で測定した。
300ml三角フラスコに分散媒相分約2gを精秤(Sg)し、無水フタル酸/ピリジン溶液(無水フタル酸42gをピリジン300mlに溶解した液)25mlを加える。冷却管を取り付け、120℃のオイルバスに入れ、1時間反応させる。反応後、三角フラスコをオイルバス上にあげ5分間放冷後、冷却管の上部から10mlの高純度水を加え振り混ぜ、更に5分間放置する。オイルバスより三角フラスコを取り外し、室温まで冷却後、冷却管を取り外す。フェノールフタレイン指示薬0.5mlを加え、0.5mol/l水酸化カリウム液で滴定し、微紅色が30秒間持続する点を終点とする。同時に空試験を行う。水酸基価を下式により算出する。
水酸基価=(B-A)×f×28.05/S
B;空試験に要した0.5mol/l水酸化カリウム溶液の滴定数(ml)
A;試験に要した0.5mol/l水酸化カリウム溶液の滴定数(ml)
f;0.5mol/l水酸化カリウム溶液の力価
S;試料の重量(g)
分散剤用原料(f1)の製造
<製造例1>
温度調節器、撹拌翼、窒素ガス吹き込み管、留出管および冷却管を備えた1L容量の四つ口フラスコにヒマシ油462.5部、アジピン酸36.5部を仕込んだ(水酸基/カルボキシル基当量比=100/38)。さらにパラトルエンスルフォン酸3部を仕込み、窒素ガスを液中に吹き込みながら、150℃で12時間攪拌し、エステル化反応を行った。80℃に冷却後、キョーワード600を12部加え、同温度で1時間攪拌しパラトルエンスルフォン酸を吸着処理した。このものを加圧ろ過しポリエステルポリオール(f-1)を得た。
(f-1)の分析値;Mn=2910、Mw=4630
水酸基価=78mgKOH/g、酸価=1.9mgKOH/g
<製造例1>
温度調節器、撹拌翼、窒素ガス吹き込み管、留出管および冷却管を備えた1L容量の四つ口フラスコにヒマシ油462.5部、アジピン酸36.5部を仕込んだ(水酸基/カルボキシル基当量比=100/38)。さらにパラトルエンスルフォン酸3部を仕込み、窒素ガスを液中に吹き込みながら、150℃で12時間攪拌し、エステル化反応を行った。80℃に冷却後、キョーワード600を12部加え、同温度で1時間攪拌しパラトルエンスルフォン酸を吸着処理した。このものを加圧ろ過しポリエステルポリオール(f-1)を得た。
(f-1)の分析値;Mn=2910、Mw=4630
水酸基価=78mgKOH/g、酸価=1.9mgKOH/g
反応性分散剤(e)の製造
<製造例2>
温度調節器、撹拌翼および滴下ロートを備えた100mL容量の四つ口フラスコに、TDIを28部(0.16モル)、テトラブチルチタネートを0.01部入れ、30℃に温調し、続いてHEMA9部(0.07モル)を2時間で滴下し、さらに40~50℃で1時間攪拌した。その反応液を、温度調節器、撹拌翼、滴下ロートを備えた2L容量の四つ口フラスコにあらかじめ入れておいた製造例1のポリエステルポリオール(f-1)524部に加え、反応温度80~90℃で8時間攪拌した。イソシアネート基含量(以後NCO%と記載する)が0.01以下であることを確認した。キシレン561部を加え攪拌し、均一化し、反応性分散剤溶液(e-1)を得た。
(e-1)の分析値;Mn=3340、Mw=11500
<製造例2>
温度調節器、撹拌翼および滴下ロートを備えた100mL容量の四つ口フラスコに、TDIを28部(0.16モル)、テトラブチルチタネートを0.01部入れ、30℃に温調し、続いてHEMA9部(0.07モル)を2時間で滴下し、さらに40~50℃で1時間攪拌した。その反応液を、温度調節器、撹拌翼、滴下ロートを備えた2L容量の四つ口フラスコにあらかじめ入れておいた製造例1のポリエステルポリオール(f-1)524部に加え、反応温度80~90℃で8時間攪拌した。イソシアネート基含量(以後NCO%と記載する)が0.01以下であることを確認した。キシレン561部を加え攪拌し、均一化し、反応性分散剤溶液(e-1)を得た。
(e-1)の分析値;Mn=3340、Mw=11500
<製造例3> 温度調節器、撹拌翼および滴下ロートを備えた2L容量の四つ口フラスコにキシレン600部を仕込み、MDI148部を加え50℃で攪拌し、溶解させる。さらに、部分脱水ヒマシ油414部を仕込み、70℃で4時間攪拌した。このもののNCO%は1.08であった。さらにHEMA39部を加え、さらに70℃で6時間反応し、NCO%が0.01%以下であることを確認し、反応性分散剤溶液(e-2)とした。
(e-2)の分析値;GPC Mn=6550、Mw=50600
(e-2)の分析値;GPC Mn=6550、Mw=50600
<製造例4>
温度調節器、撹拌翼および滴下ロートを備えた100mL容量の四つ口フラスコに、TDIを28部、テトラブチルチタネートを0.01部入れ、30℃に温調し、続いてHEMA9部を2時間で滴下した。その間反応温度を40~50℃に保った。その反応液を、温度調節器、撹拌翼および滴下ロートを備えた3L容量の四つ口フラスコにあらかじめ入れておいたPE7000 963部の中に入れ、反応温度80~90℃で4時間撹拌した。滴定法でNCO%が0.01%以下であることを確認した。キシレン1000部を加え攪拌し、均一化し、反応性分散剤溶液(e-3)を得た。
(e-3)の分析値;Mn=8700、Mw=31000
温度調節器、撹拌翼および滴下ロートを備えた100mL容量の四つ口フラスコに、TDIを28部、テトラブチルチタネートを0.01部入れ、30℃に温調し、続いてHEMA9部を2時間で滴下した。その間反応温度を40~50℃に保った。その反応液を、温度調節器、撹拌翼および滴下ロートを備えた3L容量の四つ口フラスコにあらかじめ入れておいたPE7000 963部の中に入れ、反応温度80~90℃で4時間撹拌した。滴定法でNCO%が0.01%以下であることを確認した。キシレン1000部を加え攪拌し、均一化し、反応性分散剤溶液(e-3)を得た。
(e-3)の分析値;Mn=8700、Mw=31000
ポリマーポリオールの製造
<実施例1>
温度調節器、撹拌翼、滴下ポンプ、減圧装置、冷却管、窒素流入および流出口を備えた1L容量の四つ口フラスコに、ヒマシ油200部を加え、1L/分で窒素ガスを30分流し、空間部を窒素ガスで置換した。微量の窒素ガスを流しながら、攪拌下125℃に昇温した。攪拌下125℃で、ヒマシ油200部、アクリロニトリル160部、メチルメタクリレート40部、および分散剤(e-1)20部、AMBN4部およびキシレン20部の混合物を6分割し、0.5時間毎、合計2.5時間で投入した。投入後1時間攪拌し、AMBN2部およびキシレン溶液20部の混合物を追加投入した。さらに1時間攪拌した後100Paまで徐々に減圧にし、溶剤(キシレン)および未反応スチレンを3時間ストリッピングし、ポリマーポリオール(POP-1)を得た。
<実施例1>
温度調節器、撹拌翼、滴下ポンプ、減圧装置、冷却管、窒素流入および流出口を備えた1L容量の四つ口フラスコに、ヒマシ油200部を加え、1L/分で窒素ガスを30分流し、空間部を窒素ガスで置換した。微量の窒素ガスを流しながら、攪拌下125℃に昇温した。攪拌下125℃で、ヒマシ油200部、アクリロニトリル160部、メチルメタクリレート40部、および分散剤(e-1)20部、AMBN4部およびキシレン20部の混合物を6分割し、0.5時間毎、合計2.5時間で投入した。投入後1時間攪拌し、AMBN2部およびキシレン溶液20部の混合物を追加投入した。さらに1時間攪拌した後100Paまで徐々に減圧にし、溶剤(キシレン)および未反応スチレンを3時間ストリッピングし、ポリマーポリオール(POP-1)を得た。
<実施例2>
実施例1と同じ装置を用い、ヒマシ油200部、アクリロニトリル160部、メチルメタクリレート40部、および分散剤(e-1)20部、AMBN4部およびキシレン溶液20部の混合物に代えてヒマシ油200部、アクリロニトリル160部、スチレン40部、および分散剤(e-2)10部、AMBN4部およびキシレン溶液20部の混合物を投入した以外は実施例1と同じ操作を行い、ポリマーポリオール(POP-2)を得た。
実施例1と同じ装置を用い、ヒマシ油200部、アクリロニトリル160部、メチルメタクリレート40部、および分散剤(e-1)20部、AMBN4部およびキシレン溶液20部の混合物に代えてヒマシ油200部、アクリロニトリル160部、スチレン40部、および分散剤(e-2)10部、AMBN4部およびキシレン溶液20部の混合物を投入した以外は実施例1と同じ操作を行い、ポリマーポリオール(POP-2)を得た。
<実施例3>
実施例1と同じ装置を用い、ヒマシ油200部、アクリロニトリル160部、メチルメタクリレート40部、および分散剤(e-1)20部、AMBN4部およびキシレン溶液20部の混合物に代えてヒマシ油200部、アクリロニトリル160部、メチルメタクリレート20部、スチレン20部、および分散剤(e-3)10部、AMBN4部およびキシレン溶液20部の混合物を投入した以外は実施例1と同じ操作を行い、ポリマーポリオール(POP-3)を得た。ポリマーポリオールの分析値を表1に示す。
実施例1と同じ装置を用い、ヒマシ油200部、アクリロニトリル160部、メチルメタクリレート40部、および分散剤(e-1)20部、AMBN4部およびキシレン溶液20部の混合物に代えてヒマシ油200部、アクリロニトリル160部、メチルメタクリレート20部、スチレン20部、および分散剤(e-3)10部、AMBN4部およびキシレン溶液20部の混合物を投入した以外は実施例1と同じ操作を行い、ポリマーポリオール(POP-3)を得た。ポリマーポリオールの分析値を表1に示す。
(ポリマーポリオールの安定性試験)
ポリマーポリオールの貯蔵安定性を評価するため、300mlのガラス瓶に入れ40℃の恒温槽に貯蔵し、1、3、6ヶ月後に外観及び粘度を測定した。結果を表1に示した。
ポリマーポリオールの貯蔵安定性を評価するため、300mlのガラス瓶に入れ40℃の恒温槽に貯蔵し、1、3、6ヶ月後に外観及び粘度を測定した。結果を表1に示した。
実施例1~3のポリマーポリオールはいずれも、3ヶ月貯蔵では、大きな変化なく貯蔵安定性は良好である。なお、実施例1,2のポリマーポリオールは6ヶ月貯蔵でも殆んど変化がみられないが、実施例3のポリマーポリオールが6ヶ月貯蔵で若干の粘度増加が見られた。
イソシアネート成分の製造
<製造例5>
温度調節器、撹拌翼、冷却管、窒素流入および流出口を備えた1L容量の四つ口フラスコに、微量の窒素ガスを流しながら、MDI250部と実施例1で製造した(POP-1)150部を加え、60℃で3時間反応させた。さらにカルボジイミド変性MDI100部を加え、30分攪拌し、イソシアネート成分(IS-1)を得た。
(IS-1)の分析値;NCO%=20.3%、粘度=2000mPa・s
<製造例5>
温度調節器、撹拌翼、冷却管、窒素流入および流出口を備えた1L容量の四つ口フラスコに、微量の窒素ガスを流しながら、MDI250部と実施例1で製造した(POP-1)150部を加え、60℃で3時間反応させた。さらにカルボジイミド変性MDI100部を加え、30分攪拌し、イソシアネート成分(IS-1)を得た。
(IS-1)の分析値;NCO%=20.3%、粘度=2000mPa・s
<製造例6>
温度調節器、撹拌翼、冷却管、窒素流入および流出口を備えた1L容量の四つ口フラスコに、微量の窒素ガスを流しながら、MDI200部とヒマシ油150部を加え、60℃で3時間反応させた。さらにカルボジイミド変性MDI100部を加え、30分攪拌し、イソシアネート成分(IS-2)を得た。
(IS-2)の分析値;NCO%=17.5%、粘度=3100mPa・sであった。
温度調節器、撹拌翼、冷却管、窒素流入および流出口を備えた1L容量の四つ口フラスコに、微量の窒素ガスを流しながら、MDI200部とヒマシ油150部を加え、60℃で3時間反応させた。さらにカルボジイミド変性MDI100部を加え、30分攪拌し、イソシアネート成分(IS-2)を得た。
(IS-2)の分析値;NCO%=17.5%、粘度=3100mPa・sであった。
活性水素化合物成分の製造
<製造例7>
温度調節器、撹拌翼、冷却管、窒素流入および流出口を備えた1L容量の四つ口フラスコに、微量の窒素ガスを流しながら、(POP-1)400部およびHPEDA50部を加え、攪拌混合し、活性水素化合物成分(AH-1)を得た。
(AH-1)の分析値;水酸基価=182mgKOH/g、粘度=3600mPa・s
<製造例7>
温度調節器、撹拌翼、冷却管、窒素流入および流出口を備えた1L容量の四つ口フラスコに、微量の窒素ガスを流しながら、(POP-1)400部およびHPEDA50部を加え、攪拌混合し、活性水素化合物成分(AH-1)を得た。
(AH-1)の分析値;水酸基価=182mgKOH/g、粘度=3600mPa・s
<製造例8>
製造例7と同じ装置に、微量の窒素ガスを流しながら、(POP-2)400部とHPEDA30部およびGP-250 30部を加え、混合攪拌し、活性水素化合物成分(AH-2)を得た。
(AH-2)の分析値;水酸基価=189mgKOH/g、粘度=3800mPa・s
製造例7と同じ装置に、微量の窒素ガスを流しながら、(POP-2)400部とHPEDA30部およびGP-250 30部を加え、混合攪拌し、活性水素化合物成分(AH-2)を得た。
(AH-2)の分析値;水酸基価=189mgKOH/g、粘度=3800mPa・s
<製造例9>
製造例7と同じ装置に、微量の窒素ガスを流しながら、(POP-3)400部とHPEDA30部およびGP-250 30部を加え、混合攪拌し、活性水素化合物成分(AH-3)を得た。
(AH-3)の分析値;水酸基価=187mgKOH/g、粘度=4750mPa・s
製造例7と同じ装置に、微量の窒素ガスを流しながら、(POP-3)400部とHPEDA30部およびGP-250 30部を加え、混合攪拌し、活性水素化合物成分(AH-3)を得た。
(AH-3)の分析値;水酸基価=187mgKOH/g、粘度=4750mPa・s
<製造例10>
製造例7と同じ装置に、微量の窒素ガスを流しながら、ヒマシ油400部とHPEDA50部を加え、混合攪拌し、活性水素化合物成分(AH-4)を得た。
(AH-4)の分析値;水酸基価=228mgKOH/g、粘度=850mPa・s
製造例7と同じ装置に、微量の窒素ガスを流しながら、ヒマシ油400部とHPEDA50部を加え、混合攪拌し、活性水素化合物成分(AH-4)を得た。
(AH-4)の分析値;水酸基価=228mgKOH/g、粘度=850mPa・s
<製造例11>
製造例7と同じ装置に、微量の窒素ガスを流しながら、ヒマシ油370部とHPEDA50部およびGP-250 80部を加え、混合攪拌し、活性水素化合物成分(AH-5)を得た。
(AH-5)の分析値;水酸基価=303mgKOH/g、粘度=870mPa・s
製造例7と同じ装置に、微量の窒素ガスを流しながら、ヒマシ油370部とHPEDA50部およびGP-250 80部を加え、混合攪拌し、活性水素化合物成分(AH-5)を得た。
(AH-5)の分析値;水酸基価=303mgKOH/g、粘度=870mPa・s
<実施例4~9、比較例1>
イソシアネート成分と活性水素化合物成分を25℃でそれぞれ減圧脱泡(1000Pa×2時間)した。表2の配合比で合計100部を秤取り、30秒間回転式攪拌機(回転数300rpm)で攪拌混合した。該混合液を遠心機(H103N型、(株)コクサン製)を用い3500rpmで30秒間遠心脱泡後、タテ120mm、ヨコ120mm、高さ10mmのSUS製容器に、高さが1mmになるように加え、50℃の恒温槽で48時間養生させウレタン樹脂硬化物を得た。
得られた硬化物について、下記の方法により貯蔵弾性率を測定し、耐加水分解性試験及び耐酸化安定性試験を行った。その結果を表2に示す。
イソシアネート成分と活性水素化合物成分を25℃でそれぞれ減圧脱泡(1000Pa×2時間)した。表2の配合比で合計100部を秤取り、30秒間回転式攪拌機(回転数300rpm)で攪拌混合した。該混合液を遠心機(H103N型、(株)コクサン製)を用い3500rpmで30秒間遠心脱泡後、タテ120mm、ヨコ120mm、高さ10mmのSUS製容器に、高さが1mmになるように加え、50℃の恒温槽で48時間養生させウレタン樹脂硬化物を得た。
得られた硬化物について、下記の方法により貯蔵弾性率を測定し、耐加水分解性試験及び耐酸化安定性試験を行った。その結果を表2に示す。
(ウレタン樹脂硬化物の貯蔵弾性率)
耐熱性を評価するため、以下の方法で貯蔵弾性率を測定した。上記ウレタン樹脂硬化物をタテ20mm、ヨコ5mmの長方形に切り出し、動的粘弾性測定装置(Rheogel-E4000;(株)ユービーエム製)を用い、10Hzで0℃及び80℃における貯蔵弾性率を測定した。
耐熱性を評価するため、以下の方法で貯蔵弾性率を測定した。上記ウレタン樹脂硬化物をタテ20mm、ヨコ5mmの長方形に切り出し、動的粘弾性測定装置(Rheogel-E4000;(株)ユービーエム製)を用い、10Hzで0℃及び80℃における貯蔵弾性率を測定した。
(耐加水分解性試験および耐酸化安定性試験)
上記ウレタン樹脂硬化物をJIS K7312(熱硬化性ウレタンエラストマー成型物の物理試験法)に規定されている3号形ダンベルに打ち抜き、試験片とした。試験片を1NのNaOH水溶液に40℃で30日間浸漬し、耐加水分解性試験を行った。同様に、試験片を塩素濃度5000ppmの次亜塩素酸水溶液に40℃で30日間浸漬し、酸化安定性試験を行った。試験前後の試験片各々5枚について引張試験機((株)島津製作所製)を使用し、23℃、引張速度500mm/分で引張試験を行い、引張強度を測定した。最高値、最低値を除いた、中間値3点の平均値を測定値とし、試験前後の値を比較した。
上記ウレタン樹脂硬化物をJIS K7312(熱硬化性ウレタンエラストマー成型物の物理試験法)に規定されている3号形ダンベルに打ち抜き、試験片とした。試験片を1NのNaOH水溶液に40℃で30日間浸漬し、耐加水分解性試験を行った。同様に、試験片を塩素濃度5000ppmの次亜塩素酸水溶液に40℃で30日間浸漬し、酸化安定性試験を行った。試験前後の試験片各々5枚について引張試験機((株)島津製作所製)を使用し、23℃、引張速度500mm/分で引張試験を行い、引張強度を測定した。最高値、最低値を除いた、中間値3点の平均値を測定値とし、試験前後の値を比較した。
<ウレタン樹脂硬化物の硬度>
イソシアネート成分と活性水素化合物成分を25℃でそれぞれ減圧脱泡(1000Pa×2時間)した。表2の配合比で合計150gを秤取り、30秒間回転式攪拌機(回転数300rpm)で攪拌混合した。該混合液を遠心機(H103N型、(株)コクサン製)を用い3500rpmで30秒間遠心脱泡後、150mlのポリプロピレン製容器(口径65mm、高さ70mm)に100gを秤取った。50℃の恒温槽で48時間養生後、25℃で硬度ショアーD(10秒値)をショアーD硬度計(高分子計器(株)製)で測定した。結果を表2に示す。
イソシアネート成分と活性水素化合物成分を25℃でそれぞれ減圧脱泡(1000Pa×2時間)した。表2の配合比で合計150gを秤取り、30秒間回転式攪拌機(回転数300rpm)で攪拌混合した。該混合液を遠心機(H103N型、(株)コクサン製)を用い3500rpmで30秒間遠心脱泡後、150mlのポリプロピレン製容器(口径65mm、高さ70mm)に100gを秤取った。50℃の恒温槽で48時間養生後、25℃で硬度ショアーD(10秒値)をショアーD硬度計(高分子計器(株)製)で測定した。結果を表2に示す。
<硬化時の温度>
イソシアネート成分と活性水素化合物成分を25℃でそれぞれ減圧脱泡(1000Pa×2時間)した。表2の配合比で合計1500gを円筒状ポリ容器(内径12cm、高さ20cm)に秤取り、30秒間回転式攪拌機(回転数300rpm)で攪拌混合した。温度記録計の熱電対の先端が攪拌混合物の中央部になるようにセットし、硬化時の発熱による温度変化を測定し最高温度を求めた。表2に示す。
イソシアネート成分と活性水素化合物成分を25℃でそれぞれ減圧脱泡(1000Pa×2時間)した。表2の配合比で合計1500gを円筒状ポリ容器(内径12cm、高さ20cm)に秤取り、30秒間回転式攪拌機(回転数300rpm)で攪拌混合した。温度記録計の熱電対の先端が攪拌混合物の中央部になるようにセットし、硬化時の発熱による温度変化を測定し最高温度を求めた。表2に示す。
<膜モジュールの作成>
イソシアネート成分と活性水素化合物成分を25℃でそれぞれ減圧脱泡(1000Pa×2時間)した。表2の配合比で合計600gを秤取り、30秒間回転式攪拌機(回転数300rpm)で攪拌混合した。該混合液をポリスルフォン製中空糸膜(内径0.75mm外径1.35mm)3000本を挿入した円筒状ポリカーボネート製モジュールケース(内径108mm、長さ580mm)に投入し、遠心成型機で1時間遠心成型した。さらに50℃で48時間養生後、シール部の端部を切断して中空糸を開口させ、膜モジュールを作製した。
イソシアネート成分と活性水素化合物成分を25℃でそれぞれ減圧脱泡(1000Pa×2時間)した。表2の配合比で合計600gを秤取り、30秒間回転式攪拌機(回転数300rpm)で攪拌混合した。該混合液をポリスルフォン製中空糸膜(内径0.75mm外径1.35mm)3000本を挿入した円筒状ポリカーボネート製モジュールケース(内径108mm、長さ580mm)に投入し、遠心成型機で1時間遠心成型した。さらに50℃で48時間養生後、シール部の端部を切断して中空糸を開口させ、膜モジュールを作製した。
(膜モジュールの熱サイクル試験)
上記作成した該モジュールを120℃飽和蒸気圧のオートクレーブに2時間、その後0℃の恒温槽に24時間静置する。該冷熱の繰り返しを10サイクル行った後、ポリカーボネート円筒容器とシール材との間に剥離がないか観察した。本試験は10本の試験用膜モジュールを用いて行った。結果を表2に示す。
上記作成した該モジュールを120℃飽和蒸気圧のオートクレーブに2時間、その後0℃の恒温槽に24時間静置する。該冷熱の繰り返しを10サイクル行った後、ポリカーボネート円筒容器とシール材との間に剥離がないか観察した。本試験は10本の試験用膜モジュールを用いて行った。結果を表2に示す。
(膜モジュールの加圧耐久性試験)
実施例4および実施例8の膜モジュールを用いて、0℃と80℃でそれぞれ、最高水圧200kPaで濾過と逆洗の繰り返し試験を2000回行った。比較例1の膜モジュールについては80℃のみ同様の試験を行った。結果を表2に示す。
実施例4および実施例8の膜モジュールを用いて、0℃と80℃でそれぞれ、最高水圧200kPaで濾過と逆洗の繰り返し試験を2000回行った。比較例1の膜モジュールについては80℃のみ同様の試験を行った。結果を表2に示す。
実施例4~9と比較例の性能評価結果
実施例4~9の硬化物の貯蔵弾性率は0℃、80℃で差が小さくいずれも590~890MPaの範囲にあり、温度依存性が小さく、低温特性、耐熱性ともに良いが、比較例は温度依存性が大きいことが判る。
同様に実施例4~9の硬化物の硬度は0℃、80℃で差が小さくいずれも45~65の範囲にあり中空糸膜モジュール用のシール材として適した硬度である。比較例1は0℃硬度が高く、80℃硬度が低く、温度依存性が大きい。
実施例4~9の硬化物、および比較例1の硬化物はいずれも良好な耐加水分解性および耐酸化安定性を示した。
実施例4~9の硬化物の貯蔵弾性率は0℃、80℃で差が小さくいずれも590~890MPaの範囲にあり、温度依存性が小さく、低温特性、耐熱性ともに良いが、比較例は温度依存性が大きいことが判る。
同様に実施例4~9の硬化物の硬度は0℃、80℃で差が小さくいずれも45~65の範囲にあり中空糸膜モジュール用のシール材として適した硬度である。比較例1は0℃硬度が高く、80℃硬度が低く、温度依存性が大きい。
実施例4~9の硬化物、および比較例1の硬化物はいずれも良好な耐加水分解性および耐酸化安定性を示した。
実施例4~9の膜モジュールの熱サイクル試験ではいずれも剥離は認められなかったが、比較例1の膜モジュールでは剥離が認められた。
実施例4及び7の膜モジュールは、いずれもリークを発生しなかった。また、比較例1の膜モジュールを用いて、同条件で80℃の試験を行ったところ、380回目でリークが発生した。膜モジュールを観察するとモジュールケースとシール材の界面に剥離が見られた。
実施例4及び7の膜モジュールは、いずれもリークを発生しなかった。また、比較例1の膜モジュールを用いて、同条件で80℃の試験を行ったところ、380回目でリークが発生した。膜モジュールを観察するとモジュールケースとシール材の界面に剥離が見られた。
本発明のシール材用ウレタン樹脂用ポリマーポリオールおよびポリウレタン樹脂形成性組成物はポリウレタン樹脂に耐熱性を付与すると共に、硬化時の発熱量が少ないことから、これらの性能が重要な中空糸型血液処理器および中空糸型水処理器のシール材として特に好適に使用される。
Claims (12)
- ポリマー微粒子(p)がポリオール分散媒(b)中に分散されてなるポリマーポリオールにおいて、(b)がヒマシ油及び/又はヒマシ油誘導体(a)を含有することを特徴とする膜モジュールのウレタン樹脂シール材用ポリマーポリオール。
- ヒマシ油誘導体(a)が、下記の化合物1~4からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載のポリマーポリオール。
化合物1:部分脱水ヒマシ油
化合物2:分子量60~300の低分子ポリオールもしくは数平均分子量100~2000のポリエーテルポリオールと、ヒマシ油とのエステル交換反応物
化合物3:分子量60~300の低分子ポリオールもしくは数平均分子量100~2000のポリエーテルポリオールと、ヒマシ油脂肪酸とのエステル化物
化合物4:多価カルボン酸とヒマシ油とのエステル化物 - ポリマー微粒子(p)の体積平均粒径が0.01~60μmである請求項1又は2に記載のポリマーポリオール。
- ポリマーポリオールの重量に基づいて、ポリマー微粒子(p)を20~70重量%含有する請求項1~3のいずれか1項に記載のポリマーポリオール。
- ポリマー微粒子(p)が、ビニル単量体(d)を構成単位とするポリマーを含有する微粒子である請求項1~4のいずれか1項に記載のポリマーポリオール。
- ポリマー微粒子(p)が、さらに、ビニル単量体(d)及び数平均分子量1000~50000のヒマシ油可溶性エチレン性不飽和化合物(e)を構成単位とするコポリマーを含有する請求項5項に記載のポリマーポリオール。
- (e)が下記(e1)又は(e2)である請求項6に記載のポリマーポリオール。
(e1);水酸基、アミノ基、及びカルボキシル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有する数平均分子量が500~10000のヒマシ油可溶性化合物(f)とカルボキシル基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有するエチレン性不飽和化合物(g)との反応物。
(e2);上記化合物(f)とポリイソシアネートとの反応で得られるイソシアネート基含有化合物(h)と水酸基、アミノ基、及びカルボキシル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有するエチレン性不飽和化合物(i)との反応物 - 上記化合物(f)が、下記(f1)、(f6-1)、(f7-1)のいずれか1種である請求項7に記載のポリマーポリオール。
(f1);ヒマシ油及び/またはヒマシ油誘導体
(f6-1);(f1)とポリイソシアネートとの水酸基含有ポリウレタン
(f7-1);(f1)とC4~C40のジカルボン酸との水酸基含有ポリエステル - ポリオール分散媒中で、分散剤の存在下、ビニル単量体(d)を重合させるポリマーポリオールの製造方法において、分散剤として反応性分散剤を用い、ポリオール分散媒としてヒマシ油及び/又はヒマシ油誘導体(a)を含有するポリオール分散媒(b)を用いることを特徴とするポリマーポリオールの製造方法。
- 反応性分散剤が、数平均分子量1000~50000のヒマシ油可溶性エチレン性不飽和化合物(e)である請求項9記載の製造方法。
- イソシアネート成分(IS)と活性水素化合物成分(AH)を必須成分としてなり、(IS)と(AH)を混合してウレタン樹脂を形成させるためのポリウレタン樹脂形成性組成物であって、請求項1~8のいずれか1項に記載のポリマーポリオールを、イソシアネート成分(IS)と活性水素化合物成分(AH)の少なくとも一方の成分に用いてなる膜モジュールのシール材用ウレタン樹脂形成性組成物。
- 請求項11に記載のウレタン樹脂形成性組成物を硬化してなる膜モジュール用のシール材。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008-288501 | 2008-11-11 | ||
JP2008288501A JP2010116429A (ja) | 2008-11-11 | 2008-11-11 | ウレタン樹脂用ポリマーポリオール組成物 |
JP2009-005321 | 2009-01-14 | ||
JP2009005321A JP2010162447A (ja) | 2009-01-14 | 2009-01-14 | 膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2010055631A1 true WO2010055631A1 (ja) | 2010-05-20 |
Family
ID=42169777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2009/005938 WO2010055631A1 (ja) | 2008-11-11 | 2009-11-09 | 膜モジュールのウレタン樹脂シール材用ポリマーポリオール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2010055631A1 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010162447A (ja) * | 2009-01-14 | 2010-07-29 | Sanyo Chem Ind Ltd | 膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物 |
JP2011098310A (ja) * | 2009-11-09 | 2011-05-19 | Sanyo Chem Ind Ltd | 膜モジュールのウレタン樹脂シール材用ポリマーポリオール |
US9260346B2 (en) | 2011-09-12 | 2016-02-16 | Basf Se | Graft polyol and method of forming the same |
WO2016083538A1 (en) | 2014-11-27 | 2016-06-02 | Basf Se | Synthesis of polymer polyols in unsaturated polyols, polymer polyols and their use |
CN106590508A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-04-26 | 南京威邦新材料有限公司 | 一种水处理膜用双组分聚氨酯胶粘剂的制备方法 |
CN109475810A (zh) * | 2016-08-08 | 2019-03-15 | 旭化成株式会社 | 气体分离膜用组件 |
US10494553B2 (en) | 2014-11-19 | 2019-12-03 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Two-component urethane-based adhesive composition |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08151424A (ja) * | 1994-11-29 | 1996-06-11 | Nippon Polyurethane Ind Co Ltd | ポリウレタン樹脂組成物並びに該組成物を用いた接着剤、シール剤及び結束剤 |
JPH08169930A (ja) * | 1994-10-19 | 1996-07-02 | Nippon Polyurethane Ind Co Ltd | ポリウレタン樹脂組成物並びに該組成物を用いた接着剤、シール剤及び結束剤 |
JPH0931142A (ja) * | 1995-07-24 | 1997-02-04 | Bayer Ag | 低粘度高分子量ポリオール、その調製方法並びにポリウレタンフォーム製造へのその使用 |
JP2006077049A (ja) * | 2004-09-07 | 2006-03-23 | Idemitsu Sartomer Kk | 液状重合体組成物 |
WO2007020904A1 (ja) * | 2005-08-12 | 2007-02-22 | Mitsui Chemicals Polyurethanes, Inc. | ポリウレタンフォーム用組成物、該組成物から得られるポリウレタンフォームおよびその用途 |
JP2007314672A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Inoac Corp | ポリウレタン発泡体 |
WO2009001783A1 (ja) * | 2007-06-22 | 2008-12-31 | Asahi Glass Company, Limited | ポリマー分散ポリオールおよび軟質ポリウレタンフォームの製造方法 |
-
2009
- 2009-11-09 WO PCT/JP2009/005938 patent/WO2010055631A1/ja active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08169930A (ja) * | 1994-10-19 | 1996-07-02 | Nippon Polyurethane Ind Co Ltd | ポリウレタン樹脂組成物並びに該組成物を用いた接着剤、シール剤及び結束剤 |
JPH08151424A (ja) * | 1994-11-29 | 1996-06-11 | Nippon Polyurethane Ind Co Ltd | ポリウレタン樹脂組成物並びに該組成物を用いた接着剤、シール剤及び結束剤 |
JPH0931142A (ja) * | 1995-07-24 | 1997-02-04 | Bayer Ag | 低粘度高分子量ポリオール、その調製方法並びにポリウレタンフォーム製造へのその使用 |
JP2006077049A (ja) * | 2004-09-07 | 2006-03-23 | Idemitsu Sartomer Kk | 液状重合体組成物 |
WO2007020904A1 (ja) * | 2005-08-12 | 2007-02-22 | Mitsui Chemicals Polyurethanes, Inc. | ポリウレタンフォーム用組成物、該組成物から得られるポリウレタンフォームおよびその用途 |
JP2007314672A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Inoac Corp | ポリウレタン発泡体 |
WO2009001783A1 (ja) * | 2007-06-22 | 2008-12-31 | Asahi Glass Company, Limited | ポリマー分散ポリオールおよび軟質ポリウレタンフォームの製造方法 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010162447A (ja) * | 2009-01-14 | 2010-07-29 | Sanyo Chem Ind Ltd | 膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物 |
JP2011098310A (ja) * | 2009-11-09 | 2011-05-19 | Sanyo Chem Ind Ltd | 膜モジュールのウレタン樹脂シール材用ポリマーポリオール |
US9260346B2 (en) | 2011-09-12 | 2016-02-16 | Basf Se | Graft polyol and method of forming the same |
US10494553B2 (en) | 2014-11-19 | 2019-12-03 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Two-component urethane-based adhesive composition |
WO2016083538A1 (en) | 2014-11-27 | 2016-06-02 | Basf Se | Synthesis of polymer polyols in unsaturated polyols, polymer polyols and their use |
US10294336B2 (en) | 2014-11-27 | 2019-05-21 | Basf Se | Synthesis of polymer polyols in unsaturated polyols, polymer polyols and their use |
CN109475810A (zh) * | 2016-08-08 | 2019-03-15 | 旭化成株式会社 | 气体分离膜用组件 |
CN106590508A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-04-26 | 南京威邦新材料有限公司 | 一种水处理膜用双组分聚氨酯胶粘剂的制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2010055631A1 (ja) | 膜モジュールのウレタン樹脂シール材用ポリマーポリオール | |
JP2010116429A (ja) | ウレタン樹脂用ポリマーポリオール組成物 | |
JP4721064B2 (ja) | ポリウレタン樹脂形成性組成物、シール材の製造方法、及び中空糸膜モジュールの製造方法 | |
JP5055767B2 (ja) | ポリウレタン樹脂形成性組成物、シール材及び中空糸膜モジュール | |
JP5489066B2 (ja) | 膜シール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物、及び該形成性組成物を用いた中空或いは平膜状繊維分離膜を用いたモジュール用膜シール材 | |
JP6133267B2 (ja) | 浄水器に用いられる膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物 | |
JP2017006874A (ja) | 血液処理器に用いられる膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物 | |
JP2009280665A (ja) | ポリカーボネートジオールを含有する硬化性塗料用組成物 | |
MXPA05013529A (es) | Dispersiones de polimero en polioles de poliester. | |
JPWO2009013902A1 (ja) | ポリウレタン樹脂形成性組成物及びシール材 | |
JP4909320B2 (ja) | 膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物 | |
JP5489028B2 (ja) | ポリウレタン樹脂形成性組成物及びシール材 | |
JP2011120965A (ja) | 膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物 | |
JP2010177066A (ja) | 電気・電子部品の電気絶縁用ポリウレタン樹脂形成性組成物 | |
JP2011098310A (ja) | 膜モジュールのウレタン樹脂シール材用ポリマーポリオール | |
JP2010162447A (ja) | 膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物 | |
JP2011207943A (ja) | ヒマシ油系ポリマーポリオール組成物 | |
JP4819079B2 (ja) | 膜モジュールのシール材用注型ポリウレタン樹脂形成性組成物 | |
WO2013146266A1 (ja) | 膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物 | |
JP2008031197A (ja) | 中空糸膜モジュールに用いられるシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物、及び該組成物を用いた中空糸膜モジュール用シール材 | |
JP4586801B2 (ja) | ポリウレタン樹脂形成性組成物、シール材及び中空糸膜モジュール | |
JP6610186B2 (ja) | ポリウレタン樹脂形成性組成物、シール材及び中空糸膜モジュール | |
JP5214682B2 (ja) | 膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物 | |
JP2007222764A (ja) | 中空糸膜モジュールに用いられるシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物、及び該組成物を用いた中空糸膜モジュール用シール材 | |
JP2012007044A (ja) | 中空糸膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 09825885 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 09825885 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |