JP5201346B2 - ポリエステルポリオール及びポリウレタンエラストマー - Google Patents
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(1) ポリウレタンエラストマー用のポリエステルポリオールであって、カルボン酸成分としてコハク酸を用い、アルコール成分として数平均分子量400以下のモノ又はポリオキシアルキレングリコールを用いて、ヒマシ油と共にこれらを脱水縮合させて得られるポリエステルポリオールにおいて、当該ポリエステルポリオールの水酸基価が20〜200mgKOH/gであり、ヒマシ油の使用量が得られるポリエステルポリオールに対して10〜60重量%であることを特徴とするポリエステルポリオール。
(2) 数平均分子量400以下のモノ又はポリオキシアルキレングリコールが、ジエチレングリコール及び/又はトリエチレングリコールであることを特徴とする(1)に記載のポリエステルポリオール。
(3) 少なくともポリイソシアネート、ポリオール及び架橋剤を反応させて得られるポリウレタンエラストマーであって、ポリオールの少なくとも一部として(1)又は(2)に記載のポリエステルポリオールを用いることを特徴とするポリウレタンエラストマー。
耐溶剤性向上の観点から、コハク酸及び/又はアジピン酸は、カルボン酸成分の主成分として50mol%以上、好ましくは60mol%以上用いる。特に、カルボン酸成分の全量をコハク酸及び/又はアジピン酸とするのが好ましく、カルボン酸成分の全量をコハク酸とするのが最も好ましい。それぞれのカルボン酸は、無水物やメチルエステル等のエステル誘導体を用いても良い。
「ポリオール−1〜5」は、表1に記載したカルボン酸及びアルコールを用いて公知のポリエステルポリオールの合成法に沿って合成した。また、「ポリオール−6」として、ヒマシ油(和光純薬株式会社製 特級試薬)を用いた。尚、表中ではジエチレングリコールを「DEG」、トリエチレングリコールを「TEG」と略記した。なお、カルボン酸成分及びアルコール成分の量は、表1に記載した酸価、水酸基価のポリエステルポリオールとなる組成比とした。
(1)酸価:JIS K15571970に準拠して測定した。
(2)水酸基価:JIS K15571970に準拠して測定した。
(3)粘度:JIS K15571970に準拠して測定した。(25℃)
(4)平均官能基数:仕込組成比より計算で求めた。尚、ヒマシ油の平均官能基数を3.0とした。
(5)数平均分子量:JIS K16011982に準拠して求めた。
イソシアネートプレポリマーの合成には以下の原料と反応性調整剤を使用した。
(1)ポリオール−1〜6:前記のポリオール
(2)ポリイソシアネート:ジフェニルメタンジイソシアネート(日本ポリウレタン工業株式会社製「ミリオネートMT」 )
(3)反応性調整剤:リン酸エステル(城北化学株式会社製「JP−508」)
攪拌機、温度計、圧力計、オイルバスなどを装備した、容積が1リットルのガラス製反応器に、ポリオール、ポリイソシアネート、反応性調整剤を表2に記載の配合比に応じて仕込み、系内を減圧して脱泡を行った。その後、反応器の空間部を窒素ガス置換した後、常圧にて反応器の加熱を開始した。内温が80℃に達した時点を反応開始として、反応開始から30分毎に系内を減圧して脱泡しながら2時間反応させた。ここで得られたイソシアネートプレポリマーを「プレポリマー−1〜6」として、表2に記載した。
ポリウレタンエラストマーの合成には以下のプレポリマーと架橋剤を使用した。
(1)プレポリマー:プレポリマー−1〜6
(2)架橋剤:1,4−ブタンジオール(和光純薬株式会社製 特級試薬)
80℃に予熱したプレポリマーをSUS製反応器に所定量計り採り、所定量の架橋剤をシリンジで加えた後に直ちに真空攪拌装置にセットして減圧下、脱泡しつつ30秒攪拌を行った。その後、80℃に予熱しておいた2mm厚みシートの成型金型に予熱したプレポリマーを流し込み、120℃のオーブンで1昼夜加熱硬化させた。その後、ポリウレタンエラストマーのシートを脱型し、2日間以上室内に保管した後に当該ポリウレタンエラストマーのシートの物性評価を行った。尚、プレポリマーと架橋剤の配合比は、イソシアネートインデックス(NCO基/OH基のモル比)で1.05とした。
(1)金型:アルミ製 内寸 200mm×200mm×2mm
(2)離型剤:フッ素系離型剤スプレー(ダイキン工業株式会社製「ダイフリー GA−6010」)
得られたポリウレタンエラストマーの評価試験は、下記の方法で行い、ポリウレタンエラストマーの機械的強度を表3に、耐水性及び耐溶剤性の評価結果を表4〜7に記載した。
ポリウレタンエラストマーの機械的強度はJIS A73111995に準拠して測定し、ポリウレタンエラストマーの硬度はJIS K7111995に準拠して測定しその結果を表3に記載した。尚、引張試験片及び引裂試験片は以下のものを使用し、100%、200%、300%の各モジュラスは表中でぞれぞれ、100%M、200%M、300%Mと略記した。
引張試験片 : JIS K7113 2号
引裂試験片 : JIS K7311 3号
機械強度測定用の試験片を水(60℃)に1週間浸漬した後、試験片の重量変化と上記(1)の機械的強度試験による試験結果の変化を測定した。試験片の浸漬前後の重量変化(膨潤量の指標)と元の機械的強度がどの程度失われたかを耐水性の評価結果とした。その評価結果は、浸漬前の試験片の重量と機械的強度試験値(破断強度、破断伸び、100%モジュラス、200%モジュラス、300%モジュラス、弾性率、引裂強度)に対する浸漬後のこれらの値の比率(%)で表4に記載した。
機械的強度測定用の試験片を(ア)トルエン、(イ)酢酸エチル、(ウ)イソプロピルアルコールにそれぞれ20℃の条件で1週間浸漬した。その後、試験片を取り出し、試験片の重量変化と上記(1)の機械的強度試験による試験結果の変化を測定した。試験片の浸漬前後の重量変化(膨潤の指標)と元の機械的強度がどの程度失われたかを耐溶剤性の試験結果とした。その評価結果は、浸漬前の試験片の重量と機械的強度試験値(破断強度、破断伸び、100%モジュラス、200%モジュラス、300%モジュラス、弾性率、引裂強度)に対する浸漬後のこれらの値の比率(%)で表5〜表7に記載した。
Claims (3)
- ポリウレタンエラストマー用のポリエステルポリオールであって、カルボン酸成分として、コハク酸を用い、アルコール成分として数平均分子量400以下のモノ又はポリオキシアルキレングリコールを用いて、ヒマシ油と共にこれらを脱水縮合させて得られるポリエステルポリオールにおいて、当該ポリエステルポリオールの水酸基価が20〜200mgKOH/gであり、ヒマシ油の使用量が得られるポリエステルポリオールに対して10〜60重量%であることを特徴とするポリエステルポリオール。
- 数平均分子量400以下のモノ又はポリオキシアルキレングリコールが、ジエチレングリコール及び/又はトリエチレングリコールであることを特徴とする請求項1に記載のポリエステルポリオール。
- 少なくともポリイソシアネート、ポリオール及び架橋剤を反応させて得られるポリウレタンエラストマーであって、ポリオールの少なくとも一部として請求項1又は2に記載のポリエステルポリオールを用いることを特徴とするポリウレタンエラストマー。
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