JPH02107626A - ビニル成分、ウレア成分、及びアミド成分を含むコポリマー - Google Patents

ビニル成分、ウレア成分、及びアミド成分を含むコポリマー

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JPH02107626A
JPH02107626A JP1207758A JP20775889A JPH02107626A JP H02107626 A JPH02107626 A JP H02107626A JP 1207758 A JP1207758 A JP 1207758A JP 20775889 A JP20775889 A JP 20775889A JP H02107626 A JPH02107626 A JP H02107626A
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ポリイソシアネート及びポリイソシアネート
と反応する少なくとも1種のイミノ基含有化合物を含む
ポリマー前駆体モノマー化合物;付加重合反応に加わる
ことのできる少なくとも1種の不飽和上ツマー化合物;
並びに前記ポリマーと前記付加ポリマーとを架橋するこ
とのできるインターポリマー架橋剤;を含む反応物から
製造されるコポリマーに関する。
(従来の技術及び発明が解決しようとする課題)従来の
反応射出成形(RIM)によるポリウレアエラストマー
の配合処方は当業界ではよく知られている0例えば、米
国特許第4,433.067; 4.396,729;
4.474,901; 4,444.910;及び4,
448,904号各明細書、並びにヨーロッパ公開特許
出願第0081701号明細書等を参照。
一般にはポリウレアは、アミン末端のソフトブロック樹
脂、通常は芳香族ジアミンである連鎖延長剤、及びポリ
イソシアネートを含む反応物からの反応生成物である。
これらのポリマーは、現行のポリウレタンRIMエラス
トマーを凌ぐ迅速な反応、優れた高温特性、優れた衝撃
強さ、及び優れた寸法安定性により、ポリウレタンの生
成に関する最も進んだ技術から得られる材料であると考
えられている。
しかしながら、不十分な流れ特性や取り出した成形品の
脆さ(特にハードブロックの含有量が50%以上である
場合)等の加工上の制限も含めて、ポリウレア技術につ
きもののいくつがの問題点がある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、 (a)  有機ポリイソシアネート; (b)  イミノ基含有ソフトブロック成分とアミノ基
含有連鎖延長剤を含むイソシアネート反応性の組成物; (C)  付加ポリマーを形成することのできる不飽和
モノマー;及び (d)  前記成分(c)との重合反応に加わることの
できる第1の化学構造部分、並びに前記成分(a)及び
(b)との重合反応を加わることのできる第2の化学構
造部分を、その分子構造中に有する架橋剤; を含む、反応射出成形プロセス用として適した反応系を
提供する。
前記反応系においては、成分(a)と(b)が反応して
ウレア結合とアミド結合を有するポリマーを形成し、成
分(c)が反応して付加ポリマーを形成し、このとき前
記ポリマーと前記付加ポリマーが前記架橋剤(d)によ
って相互に架橋される0本明細書では、架橋剤(d)を
“インターポリマー架橋剤”とも呼ぶこととする。
本発明はさらに、上記の反応系から作製されるコポリマ
ー及び当該コポリマーから作製される成形品を提供する
上記反応系は、バンパーやフェンダ−等の自動車用部品
を製造するのに特に有用である。ビニルピロリドンのよ
うな重合可能な不飽和モノマーが系中に存在すると、系
の流れ特性や金型充填能に対して好ましい影響を及ぼし
、これによって形状の複雑な金型でも容易にかつ完全に
流れ込むことができるようになる。さらに、特にハード
ブロックの含有量が多い場合、本発明によるコポリマー
を使用して成形品を作製すると、未処理強度及び耐衝撃
性が向上する。
成分(a)として本発明に有用なポリイソシアネートは
、 1,8〜4 (好ましくは2〜3、最も好ましくは
2〜2.3)の数平均インシアネート官能価を有する0
本発明において有用なポリイソシアネートは、60〜1
000 (好ましくは80〜500、最も好ましくは1
25〜350)の数平均イソシアネート当量及び加工温
度において2〜5000センチボイズ(好ましくは15
〜900センチポイズ)の粘度を有し、ジイソシアネー
トの含量が少なくとも50モル%(好ましくは少なくと
も75モル%、最も好ましくは少なくとも80モル%)
である、芳香族ポリイソシアネートが好ましい。
好適なポリイソシア不−1・の例としては、pフェニレ
ンジイソシアネート、■−フェニレンジイソシアネート
、2.4− トルエンジイソシアネート、2.6− ト
ルエンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート
、ジアニシジンジイソシア不一ト、ポリメヂレンボリフ
ェニルボリイソシア不一ト、2.4“−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート(2,4’MDI) 、4.4“−
ジフェニルメタンジイソシアネート(44゛MD+) 
、3.3’−ジメチル−44゛−ビフェニレンジイソシ
アネート、12より大きい官能価を存するポリジフェニ
ルメタンジイソシアネート、及びこれらの混合物などが
ある。  MDI(2,4’及び4.4’) 、これら
の混合物、及びこれらの誘導体が最も好ましい。
好適な脂肪族ポリイソシアネートとしては、イソホロン
ジイソシアネート、1.6−へギサメチレンジイソシア
ネート、1,4−シクロへキシルジイソシアネート、上
記芳香族ポリイソシアネートの飽和同族体、及びこれら
の混合物などがある。ポリイソシアネート(a)成分は
、配合処方中の芳香族ポリイソシアネート及び脂肪族ポ
リイソシアネートの全重量を基準として、50重量%未
満の脂肪族ポリイソシアネートを含有するのが好ましい
好適なウレトンイミン(uretonimine)−変
性ジイソシアネートは、カルボジイミド触媒の存在下に
て、ポリイソシアソート(一般には芳香族ポリイソシア
ネート)をポリイソシアネートの融点を越える温度(例
えば140°C)にまで加熱して、イソシアネート基の
一部をカルボジイミド基に変え、次いでこのカルボジイ
ミド基と未反応のイソシアネート基とを反応させてウレ
トンイミン基を形成させる、というプロセスによって作
製される。
好適なイソシアネート末端プレポリマーは、過剰のポリ
イソシアネートとアミン末端ソフトブロア・りとを反応
させることによって作製することができる。
本発明の成分(b)における連鎖延長剤としてを用な芳
香族ポリアミンは、芳香環に結合したイソシアネート反
応性の第−及び/又は第二アミン基、93〜約400又
はそれよりやや大きい(好ましくは108〜300)数
平均分子量、及び1,9〜3(好ましくは2〜2.5)
の第−及び/又は第二平均アミン官能価を有し、少なく
とも約50モル%のジアミン(好ましくは70モル%の
ジアミン)によって構成されていて、このとき分子量の
少なくとも60%(好ましくは分子量の少なくとも70
%)が芳香環内に含まれている原子又は芳香環に直接結
合している原子からなる。
好適な芳香族ポリアミンの例としては、3.5ジエチル
−2,4−トルエンジアミン、3.5−ジエチル−2,
6−トルエンジアミン、約80重量%の3.5−ジエチ
ル−2,4−)ルエンジアミンと約20重量%の3.5
−ジエチル−2,6−トルエンジアミンとの混合物であ
るDETOA 、  (ジ−メチルチオ)トルエンジア
ミン、当技術者に公知のメチレンジアニリンのN、N’
−ジアルキル誘導体、4.4°−メチレン−ビス−(3
−クロロ−2,6−シエチルアニリン)、ブチル化した
トルエンジアミン、 1.3.5−トリエチル−2,6
−シアミツーベンゼン、2.4−ジアミノトルエン、2
,6−ジアミノトルエン、2.4′−ジアミノ−ジフェ
ニルメタン、4.4″−ジアミノ−ジフェニルメタン、
3.3°−ジメチル−5,5−ジエチル−4,4°−ジ
アミノ−ジフェニルメタン、及びポリフェニルポリメチ
レンポリアミン等があるや 本発明においては脂肪族ポリアミン組成物を連鎖延長1
1として使用することもできるが、この場合、脂肪族ポ
リアミンの割合は連鎖延長剤とじて使用されるポリアミ
ンの全重量を基準として50重量%未満であるのが好ま
しい、好適な脂肪族ポリアミンは、反応性(第−及び/
又は第二)アミン基の間に非環式、直鎖状、又は枝分か
れ状の原子鎖を含む。これらのアミン基は、アミン窒素
原子を経て接続鎖の脂肪族炭素原子に直接結合している
。連鎖延長剤として使用される脂肪族ポリアミン(又は
脂肪族ポリアミンの混合物)の数平均分子量は約100
〜500(好ましくは約200〜450)、またイソシ
アネート反応性アミンの数平均官能価は1.9〜2.5
(好ましくは2〜2.3)である。
非環式の脂肪族鎖であること以外に、本発明において使
用される脂肪族ポリアミン組成物は、必要に応じていく
らかの環状構造を含んでもよい。
但しこの場合、ポリアミン組成物の分子量の60%以下
(好ましくは50%以下)が7個以下の原子を有する環
中に組み込まれている原子又は直接結合している原子に
よるものでなければならない。
好適な脂肪族ポリアミンの例としては、ヘキサメチレン
ジアミン等の炭化水素ポリアミン及び弐(式中、Xは約
2〜約6の平均値を有する)で表されるようなアミン末
端ポリエーテルがある。
上記式(I)のようなポリエーテルジアミンは、下記式
(It) (II)    CH)−CH2−c+cH2−4o−
CH2−cH(cH3))z−N1(2)3(式中、2
は約1〜約2の平均値を存する)で表されるようなより
高い官能価のポリエーテルポリアミンとの混合物として
使用することができる。
但しこの場合、本混合物は、前述した数平均アミン官能
価と当量に関する要件を満たしていなければならない。
このような脂肪族アミン組成物の他の例としては、 アミン水素の当量−106 反応性アミンの当量−212 分子量−424 X−5である式(1)のジアミンとピペリジンとの83
 :17 (w/誓)ブレンド;数平均分子ff1−2
54 反応性アミンの数平均当量−127 アミン水素の数平均光ff1−84.6(当ffl−1
10)、 LIOPからユニリンク(UIIILINK
)の01名で市販。
アミン水素の当量−109,5 反応性アミンの当量−219 分子4] −438 アミン水素の当量−183 反応性アミンの当ff1−183 分子i −366 0ンザ(Lonza)から)I−?IECAの品名で市
販。
好ましい脂肪族連鎖延長剤は、テキサコ・ケミカル・コ
ーポレーション(Texaco Chemical C
orpo−ratlon)からジエファーミン(JEF
FAMINE)の登録商標名(例えば、ジェファーミン
D−230及びジェファーミンD−400)で市販され
ているアミン官能基ポリエーテルである。
本発明におけるソフトブロックセグメントを与える反応
物として有用なイミノ基含有化合物は米国特許筒4.7
94.129号に開示されている。このようなイミノ基
含有化合物は、分子量が少なくとも1500 (好まし
くは2000〜8000 )のイミノ基含有脂肪族ポリ
エーテル樹脂であり、イミノ基(C=N)の数平均官能
価は少なくとも1.1(好ましくは約2〜4)である。
本発明においては、上記第A表に挙げた化合物(これら
に限定されない)も含めて、多くのタイプのイミノ基含
有化合物が有用である。
°“ソフトブロック°°という用語は当技術者にはよく
知られている。これはポリウレタン又はポリウレアのソ
フトセグメントである。゛′ソフトブロック゛°は主と
して材料のフレキシビリティや弾性に寄与する。
部J(表 (芳香族) (芳香族) (式中、R1とArはそれぞれ、二価の脂肪族結合基及
び芳香族結合基であり; ■ は前記イミノ官能基(C
−N)が上記した如くに結合している、ポリエーテル鎖
もしくは炭化水素鎖又はポリエーテル基もしくは炭化水
素基であり;R2はH又は1〜10個の炭素原子を存す
る一価の脂肪族有機基であり; 1とR4は1〜10個
の炭素原子を有する一価の脂肪族有機基であり;そして
Ar’は6〜18個の炭素原子を有する一価の芳香族有
8i基である。)上記した化合物群は、当技術者にはよ
く知られている。具体的には、R1はプロピレン、A(
又はメトキシフェニレン、R2はプロピル:R3はプロ
ピル;R4はプロピル、Ar、又はメトキシフェニルで
ある。
上記式において、イミノ構造単位に結合した3つの置換
基のうちのいずれか2つを、非芳香族の5員又は6員環
の構成部分として組み込むことができる。当然のことな
がら環は、組み込まれる置換基の種類に応じて、そして
イミノ構造単位の炭素原子もしくは窒素原子(又はその
両方)も組み込まれるのかどうかに応じて、炭素環式で
あっても複素環式であってもよい。
イミノ構造単位中に芳香族基が存在する場合、これらは
前記イミノ構造単位の炭素原子に結合しているのが好ま
しい、そして前記芳香族基は、ヒドロキシ、アルコキシ
、及びN、N−ジアルキルアミノ等のような電子供与性
置換基を有しているのが最も好ましい。
こうしたイミノ基含有化合物(環状及び非環状の形にて
)の合成については、文献にてよく知られている。
一般にはイソウレアは、適切な触媒の存在下にてアルコ
ールとカルボジイミドを反応させることによって合成さ
れる。アルコール成分は、E、シュミット(Schmi
dt)  とF、モースムラ−(Moosmuller
)による“Lieb、 Ann、 597.235. 
(1956) ”に開示されているような脂肪族アルコ
ールであってもよいし、又はE、ヴオインケルCVow
inkel)による”Chew、 Ber、、96.1
702.(1963)’に開示されているような芳香族
アルコールであってもよい、これらの反応に使用される
触媒として、例えば、塩化銅第一銅(E、ヴオインケル
と■、ブーテ(Bu the)による”Chew、 B
er、、 !07.1,353. (1974)’ )
又は塩化第二114 (E、シュミット、E、ダブリッ
ツ(Dabritz) 。
及びに、スルケ(Thulke)によるL+eb、 A
nn、+ 監(1965)”〕のような銅の塩化物がよ
く用いられる。
しかしながら反応は、アルコール成分にアルカリ金属を
加えることによって起こさせることもできる〔例えば、
)1.G、コラーナ(Khorana)によるCana
d、 J、 Cha+m、 」h261. (1953
)’におけるナトリウム金属の使用]。
グアニジンは、前記文献に記載の方法と類似の方法で、
アミンとカルボジイミドとを反応させることによって合
成することができる。これとは別に、アルキルアミン塩
とジンアンジアミドとを反応させることによってアルキ
ルグアニジンを合成することができる(E、A、ウニル
ナ−(Werner)とJ。
ベル(Bell)による“J、 Chem、 Soc、
、 、、121.1790(1922)“〕。さらに他
の方法に従って、S−メチルチオウレアサルフヱートと
アルキルアミンとを反応させることができる〔[°“複
素環式化合物の化学パA、アルバート(Albert)
 、アルソーン・プレス(Δ1thone Press
)、ロンドン、 1968Jに記載)。
イミデート(imidates)の合成に関する概説は
、「゛アミジンとイミデートの化学″Ed、 S、パタ
イ(Patai)、第9章」及び[“′環状イミデート
を含むイミデー)”D、G、ネイルジン(Nei 1s
on) +ジョン・ウィリー(John Wiley)
、  ロンドン、 1975.に8己載されている。こ
れらの文献は、類似のチオイミデートの合成についても
言及している。
酸性又は塩基性条件下にて脂肪族ニトリル又は芳香族ニ
トリルとアルコールとを反応させることによる非環式イ
ミデートの合成については、F、C。
シェーブy −(Schaefer)及びG、A、  
ビーターズ(Peters)による”J、 Org、 
Chew、、 26.412.(1961)’に記載さ
れている。
リッター反応(酸触媒の存在下における、1.3ジオー
ル又はエポキシドのニトリルへの付加)による、オキサ
プリンやジヒドロ−1,3−オキサジンのような環状イ
ミデートの合成については、「“複素環式化合物の化学
の進歩” Vol、6. Ed。
A、R,カトリツキー(Katrizky)、 A、R
,ボウルトン(Bou l ton) +セクション■
A」、「“酸性条件下における、ニトリニウム塩とニト
リルを含む複素環合成°゛F、F、ジヨンソンマドロネ
ロ(Madronero) +アカデミツク・プレス、
ニューヨーク、 1966J、及び当該文献中に記載の
文献等に説明されている。
さらに、これら文献には、チアゾリンやジヒドロ−1,
3−チアジン等のチオイミデートの合成についても説明
している。オキサゾリンとオキサジンの合成法は、D、
トマリア(Tomalia)による米国特許第3630
996号明細書;D、トマリス(Tomalis)とR
,J、トーツス(Thos+as)による米国特許第3
640957号明細書;H,ウィッチ(Witte)と
W、スイーリガ−(Seeliger)による“Ang
ew、 Che+m、 Int、 Ed、。
1972、287’″;及び11.ウィッチと何、スイ
ーリガーによる米国特許第3813378号明細書にも
記載されている。
アミジンの合成に関する概説は、「゛アミジンとイミデ
ートの化学”Ed、 S、パタイ(Pa ta i) 
、第7章、′アミジンの合成と用途”に記載されている
イミダプリンとして知られている5員環アミジンの一般
的なものについては、酸触媒の存在下でニトリル含を化
合物とエチレンジアミンとを反応させることにより、前
述した方法と類似の方法で合成することができる。また
これとは別に、脱水条件下にてエチレンジアミンとカル
ボン酸とを反応させることによってこれらの化合物を合
成することもできる。これらの化合物の他の合成法とし
ては、エチレンジアミンとチオアミドとを、又はエチレ
ンジアミンとイミノエーテル塩酸塩とを反応させる方法
がある。これらの合成法は「“複素環式化合物の化学:
イミダゾールとその誘導体”バートI、 Ed、 A、
ワイスバーガー(Weissberger) +著者に
、ホフマン()lofman) + インターサイエン
スバフ゛リッシャーズ、ニューヨーク、 1953J及
び当該文献中に記載の文献に説明されている。シアノエ
チル化ポリエーテルポリオールからイミダプリン末端の
ソフトブロックを合成するための特に有用な合成法は、
H,P、パンツアー(Panzer)による米国特許第
4006247号に記載の方法である。
テトラヒドロピリミジン同族体は、ジアミン成分として
1.3−プロパンジアミンを使用して、類似の方法で合
成重ることかできる。「“°複素環式化合物の化学:ビ
リミジン、補遺J”Ed、A、ワイスバーガー及びE、
C,ティラー(Taylor) + 著者り、J。
ブラウン(Brown) +  インターサイエンス・
パブリッシャーズ、ニューヨーク、 1953Jには、
特定の合成法が記載されている。
イミンの合成は、数多くの文献に記載の方法によって行
うことができる。具体的には、これらの化合物は、脱水
条件下にて第一アミンとアルデヒド又は第一アミンとケ
トンとを反応させることによって得ることができる0本
方法及びこの他の合成法は「“炭素−窒素二重結合の化
学”Ed、 S、バタイ、インターサイエンス・パフ゛
りンシャーズ。
ロンドン、 1970J及び当該文献中に記載の文献に
説明されている。
本発明の成分(c)に使用することのできる不飽和子ツ
マ−としては、N−ビニルピロリドン、アクリル酸、メ
チルメタクリレート(MMA) 、アクリロニトリル、
スチレン、塩化ビニル、ビニルアセテート、メチルアク
リレート、イソポルニルメククリレート、N、N−ジメ
チルアクリルアミド、ラウリルメタクリレート、及びN
−(イソブトキシメチル)アクリルアミド等がある(但
し、これらに限定されない)、好ましい不飽和モノマー
はN−ビニルピロリドンである。
ビニル七ツマ−と共に、反応系の構成成分として開始剤
も組み込むのが好ましい、アブ化合物や過酸化物等の当
接術者に公知の開始剤を使用することができ、例えば、
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−(2,4−ジメチル−4−メト
キシバレロニトリル)、アゾビス−2−メチル−ブチロ
ニトリル、アブビスイソブチロニトリル、クメンヒドロ
ペルオキシド、t−フチルベルベンゾエート、L−アミ
ルペルオキシピバレート、t−ブチルペルオキシビバレ
ート、ムーブチルベルアセテート、t−ブチルベルオク
トエート、t−ブチルペルオキシイソブチレート、ジー
L−ブチルペルオキシド、t−ブチルヒドロベルオキシ
ド、ジ−クミルペルオキシド、2.2−ジ(t−ブチル
ペルオキシ)ブタン、1.1−ジ(L−ブチルペルオキ
シ)シクロヘキサン、及び2,5−ジ−メチル−2,5
−ビス(2−エチルへキソイルペルオキシ)ヘキサン等
がある。
必要であれば、ビニル開始剤に対する促進剤を使用する
ことができ、このような目的には例えばジメチルアニリ
ンやナフテン酸コバルトのような化合物が知られている
成分(d)として有用なインターポリマー架橋剤は、付
加重合に加わることのできる末端基、及びイソシアネー
ト基もしくはイソシアネート基に対して反応性の他の末
端基を有する。このような架橋剤分子は一般的には (J)y −X −(C” CH2)xと表すことがで
き、このときXは反応に関与しないlsであり、当然の
ことながら、接続基が異なるとコポリマーの物理的特性
も異なってくる。
Xは、炭化水素であっても、アクリル酸やメククリル酸
等の不飽和酸の残部(すなわち、反応性の二重結合及び
反応性の酸−OH基を除いた部分)であっても、あるい
はポリエーテル(例えばポリオキシエチレンやポリオキ
シプロピレン)であってもよい。
Jはイソシアネート基(−NGO) ; −0ff、−
Nlh、=Sl+もしくは〜C0OHのようなイソシア
ネート反応性の基;又は ハ のような活性水素と反応
する基で+ (−C ある、いずれにしても、Jは少なくとも1つのポリウレ
ア前駆体成分が存する反応性基と反応して架橋をなし、
そしてXとyは通常は1であるが、それぞれ独立してい
て高くても3であり、化合物の混合物を使用した場合は
1〜3の平均の数である。
本発明において使用することのできるインターポリマー
架橋剤の例としては、ヒドロキシプロピルメタクリレー
ト(IMA)、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒド
ロキシエチルアクリレート、Lブチルアミノエチルメタ
クリレート(TBM) 、アクリルアミド、ビニルアル
コール、ポリエチレングリコールメタクリレート(PE
G)り、最大2000まで(好ましくは1000未満)
分子量を有するポリプロピレングリコールモノメタクリ
レ−) (PPGMM)、アリルグリシジルエーテル、
N−メチロールアクリルアミド、イソシアネートエチル
メタクリレート、m−TMI(ベンゼン、1−(1−イ
ソシアネート−1−メチル エチル)−4−(1−メチ
ル エチル))のような不飽和脂肪族イソシアネート、
β−カルボキシエチルアクリレート等がある。
本発明の反応系にはさらに、内部離型剤、触媒、界面活
性剤、及び充填剤等の添加剤を組み込んでもよい。好適
な内部離型剤としては、例えば、亜鉛や銅などの金属の
カルボン酸塩及びポリシロキサンがある。内部離型剤の
使用量は、全反応物の重量を基準として0.001〜3
.0重量%である。
RIHによるポリウレアの作製時には、一般には触媒は
必要とされない。しかしながら、必要に応じて触媒を使
用してもよい。好適な触媒の例としては、第三アミン、
又はジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫アセテート、
ジエチル錫ジアセテート、ジブチル錫アセテート、ジー
2−エチルへキシル錫オキシド、オクタン酸第−錫、オ
レイン酸第−錫、及びこれらの混合物がある。
第三アミン触媒としては、例えばトリメチルアミンやト
リエチルアミン等を含むトリアルキルアミン;例えばN
−メチル−モルホリンやN−エチルモルホリン等を含む
N−アルキルモルホリンのような複素環式アミン;2,
2°−ビス(ジメチルアミノ)ジエチルエーテル;1.
4−ジメチルピペラジン;トリエチレンジアミン;及び
N、N、N”3N″−テトラメチル−1,3−ブタンジ
アミンやN−メチルジェタノールアミンのような脂肪族
ポリアミン等がある。触媒の使用量は、反応物全量を基
準として約5重量%以下(好ましくは1%以下)である
、当業界においては、第三アミンと有機錫触媒の組み合
わせはしばしば利用されている。カルボン酸のアルカリ
金属塩のようなイソシアヌレート触媒を本発明の配合処
方に組み込んでもよい。
イソシアネート−アミン反応に対して特異的に作用する
他のグループの触媒としては、カルボン酸及びその前駆
体(例えば酸無水物)等がある。
カルボン酸触媒の特定の例としては、オレイン酸、1.
12−ドデカンジオール酸(L12−dodecane
dioicacid) 、及びイソフタル酸等がある。
これらのタイプの触媒は米国特許第4,499,254
; 4.487,908゜及び4,487,912号各
明細書に開示されている。
触媒は、配合処方によっては加工助剤として有用となる
場合もある。
好適な界面活性剤の例としては、ヒマシ油スルホネート
のナトリウム塩;ドデシルベンゼンスルホン酸等のスル
ホン酸のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩;及びエチ
レンオキシドとプロピレンオキシドのコポリマーがポリ
ジメチルシロキサン基に結合しているような構造を有す
るポリエーテルシロキサン;などがある。界面活性剤の
使用量は、反応物の全重量を基準として約3重量%以下
である。
好適な充填剤としてはガラス繊維のような繊維類がある
。(a)成分又は(b)成分の液体流れの中に直接充填
剤を導入する場合、処理加工を容易にするために、繊維
としては繊維長のより短い繊維が一般には好ましい。他
の特に好適な充填剤は、マイカ、ヒユームドシリカ、フ
レークガラス、及び珪灰石等のような無機充填剤のフレ
ーク又は板状体である。アミノタイプ又はエポキシシラ
ンタイプのようなカンプリング剤を使用して、強化用充
填剤とポリマーとの間の密着力を改良することができる
。他の任意使用の添加剤としては、難燃剤、発煙抑制剤
、可塑剤、染料、及び顔料等があり、反応系全体の約5
重量%以下の量でそれぞれ独立して使用される。これら
の添加剤は、選定される成分に対して相溶性がある場合
に限り、反応系のどちらかの成分中に混合しても、ある
いは両方の成分中に混合してもよい、これとは別に、可
能であれば、添加剤のいずれか又は全てを第3の流れと
してのポリマー中に導入してもよい。
本発明のポリマーは、2つの液体流れ〔ポリイソシアネ
ートである(a)成分、及びイミノ基含有ソフトブロッ
ク成分と連鎖延長剤の混合物からなる(b)成分)及び
活性水素を有する他の補足的反応物からの反応生成物で
ある。ビニルモノマーは、(a)成分と(b)成分のい
ずれに組み込んでもよい、開始剤も同じ成分に組み込ん
でもよいし、あるいは別の成分に組み込んでもよい、開
始剤の使用量は、未だ反応していない配合物(すなわち
反応系)を構成する全ての反応成分の重量を基準として
0.01〜3%(好ましくは0.3〜0.5%)である
、促進剤(使用する場合)の使用量は一般には、全反応
成分の重量を基準として0.01〜0.5%である。
インク−ポリマー架橋剤は(b)成分中に組み込むのが
好ましいが、予め(a)成分と反応させ、これによって
(a)成分中に組み込んでもよい。
(b)成分ブレンドにおける化合物の混合物は、25〜
60重世%の連鎖延長剤及び約75〜約40重量%のイ
ミノ基含有ソフトブロック成分から構成されている。
未反応の配合物は、全ての反応成分(ポリイソシアネー
ト、ソフトブロック、及び連鎖延長剤を含む)の重量を
基準として、1〜30重量%(好ましくは5〜15重量
%)のビニルモノマー及び1〜30重世%(好ましくは
2〜20重景%重量インク−ポリマー架橋剤を含有する
。本発明のコポリマーは、反応射出成形(RIM)プロ
セス(本プロセスはRIM機を(史用して行われる)に
よって、例えば自動車用部品等の有用な物品に造形する
ことができる。
RIM機の例としては、オハイオ州アクロンのアドミラ
ル・エクィップメント・コーポレーション(Admir
al Equipment  Corp、) ;オハイ
オ州シンシナチのシンシナチ・ミラクロン・コーポレー
ション(Cincinnati Milacron C
orp、)  ;西独ミエネルツアーイエン(旧ene
rzha j en)のバッテンフェルトコーポレーシ
ョン(BaLtenfeld Corporation
) ;及び西独GmbHのクラウス・マッフエイ(Kr
aussMaffei) ;等のメーカーによって製造
されているものがある。
当接術者に公知の他の有用なRIMM (ミニRIM機
と呼ばれている)がミネソタ州ミネアポリスのミネソタ
大学によって製造されている。このミニ111M機は小
スケールの(化学的)評価に特に適した機械である。混
合圧力と混合効率を向上させるため、本発明の実施例に
おいては、機械に改良を加えている。改良点としては、
(ガスによる)駆動シリンダーを油圧ピストンに置き換
えたこと、及び混合ヘッドのオリフィスを変形したこと
等が挙げられる。さらに、最大出力(すなわち射出能力
)も大型のRIM機と比べて大きく異なり、大型のRI
M機が1kg/秒であるのに対してミニRIM機は0.
23kg/秒である。
活性水素含有化合物、並びに必要に応じてインターポリ
マー架橋剤、とニルモノマー、及び開始剤からなる混合
物である(b)成分においては、活性水素含有反応物は
、適切な容器中で混合し、コラレス((:owleS)
羽根のような高剪断羽根を使用して50〜250Orp
薄の回転速度にて、約20〜約100゛Cの温度で5〜
60分撹拌する。
(a)成分と(b)成分は、RIM 機の別々の容器(
一般には撹拌機を備えている)に装入され、このkき(
a)成分の温度は20〜】oo’cに、また(b)成分
の温度は20〜125°Cに保持される。
成分(a)と(b)は、例えばクラウスーマッフェイ混
合ヘッドのような強制混合ヘッド中で衝突混合される。
成分(a)とcb>は、例えばバイキング・マーク21
A(Viking Mark 21A)等の計量ポンプ
によって、約50〜350バールの排出圧力で混合ヘッ
ドに送られる。一般には、ピストン(又はポンプ)、混
合へノド、及びこれらの成分を連結している全ての導管
内の成分流れ((a)と(b)〕を、貯蔵タンク内の液
の温度と同程度の温度に保持する必要がある。こうした
温度の保持は、成分のヒート・トレーシング(heat
−tracing)及び/又は成分の個別の再循環によ
って行われることが多い。
コポリマーのポリウレア部分を形成する反応は発熱反応
であり、開始剤の分解を引き起こして付加重合のための
連鎖開始ラジカルを形成させるのに十分な熱を供給する
。従って、−旦開始剤ラジカルが形成されると、ポリウ
レアに対する付加重合と架橋反応が起こる(実質的には
ボリウL/アの形成と同時に起こる)。
混合ヘッドにポンプ送りされる成分(a)と(b)の量
は、(a)成分と(b)成分の重量比として測定され、
このとき重量比は、適用する処方及び必要とするイソシ
アネートインデックスに応じてl:6〜6;l(好まし
くは0.8+1へ・約1.25:l)である。
(a)/(b)成分の衝突混合物が、約0.14〜4.
54kg/secの速度で金型中にン主人される。金型
を約20゛Cから200°Cの温度にまで加熱する。−
船釣には、アルミニウムやスチールのような金属で作製
した金型が適切である。通常は外部離型剤が塗布される
密閉された金型中に衝突混合物を約1秒〜約120秒間
保持すると、コポリマー成形品が形成される。
次いで金型を開き、ポリウレア成形品を金型がら取り出
す。得られた成形品を100〜200’Cの温度のオー
ブン中に約0.5〜3時間静置することによってボスト
キ2アーすることができる。本発明のポリウレアは加工
処理が容易であり、通常はtU傷を起こすことなく脱型
することができる。
本発明を実施する上で必須ではないけれども、本発明の
配合処方に反応性成分(前述した種類の反応物とは異な
る)をごく少量組み込むことも本発明の範囲内である。
本発明の配合処方を構成するポリマー成分は、0.70
−1.5(1(好ましくは0.95〜1.10) (D
 イア シフ)−トインデックスで処理される。但し、
イソシアネー[・基をイソシアヌレート基に変化させる
ための触媒が存在する場合、イソシアネー(・インデッ
クスは最高約5.OOまで上げてもよい。
以下に記載する実施例は本発明をさらに詳細に説明する
ためのものであるが、本発明はこれによって限定される
ものではない。実施例において使用される用語の内容は
次の通りである。
レーションから市販。
ら市販。
& Haas)から市販。
NνP N−ビニルピロリドン、  GAF ・コーポレーションから市販。
VAZO−52 2,2″−アゾビス(2,4−ジメチ D−2000アセトン D−2000のアセトンイミン
ducks)から市販。
ミン。
一連のコポリマー配合処方を、前述したようなミニRI
M機で処理した。コポリマーを作製するのに使用される
各側〔(a)と(b)〕の組成を、それぞれの実施例に
関し、以下の第1〜2表に示す、特に明記しない限り、
成分の量は重量部で表しである。成形に対する物理的条
件も表に記載しである。
厚みが約3m+1で3Qca+角のテストブラックに関
して物理的特性を測定した。ASTM 0790に従っ
て曲げ弾性率を測定した。 ASTM 0412に従っ
て引張強さを測定した。ASTM D624に従って引
裂抵抗を測定した。 ASTM D256に従って゛ヒ
ート・サグ(heatsag)を測定した。 ASTM
 02240に従ってショアーD硬度を測定した。水排
除量の測定によって比重を求めた。
第1表の実施例1は、イミノ基含有ソフトブロック反応
物が配合処方中に含まれていないという点において、本
発明によらないポリマー/N−ポリビニルピロリドン対
照1準ブレンドである。実施例2は本発明によるもので
、イミノ基含有ソフトブロックを使用して処理した。
第2表の実施例3と5は、イミノ基含有ソフトブロック
成分を使用していないという点において、本発明によら
ないポリマー/N−ビニルピロリドンブレンドである。
実施例4は本発明によるものである。
A成分 [1−2000 D−2000アセトン +1PH八 VP Vazo−52 47,72 1,59 0,5 47,72 1,59 B成分 1PMA 1.45 1.45 1.45 インデックス ハードブロック(χ) 46.93 46.93 =30°C 70°C ヒート・サグ、 +50+++m O/If。
2.5 Zb4ps+にJゴをする■υT (’C)生強度 生り王度 実施例6 本実施例では、アセトンのD−2000イミンの合成に
ついて説明する。
D−2000(515g)、アセトン(256a)、及
びトルエン(256g)の混合物を加熱し、N2雰囲気
下にて撹拌しながら1時間還流(約70°C)した。過
剰のアセトン、トルエン、及び水を留去した。次いで得
られた生成物を減圧(1トル以下)し、減圧しながら最
高130℃まで加熱して、残留しているトルエン水、及
びアセトンを除去することによって精製した。
他のイミンは、実施例6に概略説明しであるような手順
によって、また米国特許筒4.794.129号明細書
(参照の形でここに引用する)に開示されている手順に
よって合成することができる。
(外4名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(a)有機ポリイソシアネート; (b)イミノ基含有ソフトブロック成分と 連鎖延長剤を含むイソシアネート反応性の組成物; (c)付加ポリマーを形成することのでき る不飽和モノマー;及び (d)前記成分(c)との重合反応に加わ ることのできる第1の化学構造部分、並びに前記成分(
    a)及び(b)との重合反応に加わることのできる第2
    の化学構造部分を、その分子構造内に有する架橋剤; を含む反応系。 2、前記ポリイソシアネートが芳香族ポリイソシアネー
    トであり、1.8〜4の数平均官能価及び60〜100
    0の数平均当量を有する、請求項1記載の反応系。 3、前記ポリイソシアネートがジフェニルメタンジイソ
    シアネート(MDI)を含む、請求項2記載の反応系。 4、前記の不飽和モノマーが、N−ビニルピロリドン、
    アクリル酸、メチルメタクリレート(MMA)、アクリ
    ロニトリル、スチレン、塩化ビニル、ビニルアセテート
    、メチルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、
    N,N−ジメチルアクリルアミド、ラウリルメタクリレ
    ート、及びN−(イソブトキシメチル)アクリルアミド
    からなる群から選ばれる、請求項1記載の反応系。 5、前記不飽和モノマーがN−ビニルピロリドンである
    、請求項4記載の反応系。 6、前記架橋剤が、ヒドロキシプロピルメタクリレート
    (HPMA)、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒド
    ロキシエチルアクリレート、t−ブチルアミノエチルメ
    タクリレート(TBM)、アクリルアミド、ビニルアル
    コール、ポリエチレングリコールメタクリレート(PE
    GM)、最高2000までの分子量を有するポリプロピ
    レングリコールモノメタクリレート(PPGMM)、ア
    リルグリシジルエーテル、N−メチロールアクリルアミ
    ド、イソシアネート−エチルメタクリレート、不飽和脂
    肪族イソシアネート、及びβ−カルボキシエチルアクリ
    レートからなる群から選ばれる、請求項1記載の反応系
    。 7、前記のイミノ基含有ソフトブロック成分が一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼単なるイミン ▲数式、化学式、表等があります▼イミノエステル ▲数式、化学式、表等があります▼イミノエステル (芳香族) ▲数式、化学式、表等があります▼単なるイミン ▲数式、化学式、表等があります▼アミジン ▲数式、化学式、表等があります▼単なるイミン (芳香族) ▲数式、化学式、表等があります▼アミジン (芳香族) ▲数式、化学式、表等があります▼イミノエステル (脂肪族) ▲数式、化学式、表等があります▼イミノエステル (芳香族) ▲数式、化学式、表等があります▼グアニジン ▲数式、化学式、表等があります▼グアニジン ▲数式、化学式、表等があります▼グアニジン (芳香族) ▲数式、化学式、表等があります▼イソウレア ▲数式、化学式、表等があります▼イソウレア (式中、R^1とArはそれぞれ、二価の脂肪族結合基
    及び芳香族結合基であり;▲数式、化学式、表等があり
    ます▼は前記イミノ官能基(C=N)が上記した如くに
    結合している、ポリエーテル鎖もしくは炭化水素鎖又は
    ポリエーテル基もしくは炭化水素基であり;R^2はH
    又は1〜10個の炭素原子を有する一価の脂肪族有機基
    であり;R^3とR^4は1〜10個の炭素原子を有す
    る一価の脂肪族有機基であり;そしてAr’は6〜18
    個の炭素原子を有する一価の芳香族有機基である)で表
    される化合物からなる群から選ばれる、請求項1記載の
    反応系。 8、(a)有機ポリイソシアネート; (b)イミノ基含有ソフトブロック化合物 と連鎖延長剤を含むイソシアネート反応性の組成物; (c)付加ポリマーを形成することのでき る不飽和モノマー;及び (d)前記成分(c)との重合反応に加わ ることのできる第1の化学構造部分、並びに前記成分(
    a)及び(b)との重合反応に加わることのできる第2
    の化学構造部分を、その分子構造内に有する架橋剤; を含む反応物を反応させることからなるポリマーの製造
    法であって、 このとき成分(a)と(b)が反応してポリマーを形成
    し、成分(c)が反応して付加ポリマーを形成し、前記
    ポリマーと前記付加ポリマーが前記架橋剤(d)によっ
    て相互に架橋される、前記ポリマー製造法。 9、前記ポリイソシアネートが芳香族ポリイソシアネー
    トであって、1.8〜4の数平均官能価及び60〜10
    00の数平均当量を有する、請求項8記載の製造法。 10、前記ポリイソシアネートがジフェニルメタンジイ
    ソシアネート(MDI)を含む、請求項9記載の製造法
    。 11、前記の不飽和モノマーが、N−ビニルピロリドン
    、アクリル酸、メチルメタクリレート(MMA)、アク
    リロニトリル、スチレン、塩化ビニル、ビニルアセテー
    ト、メチルアクリレート、イソボルニルメタクリレート
    、N,N−ジメチルアクリルアミド、ラウリルメタクリ
    レート、及びN−(イソブトキシメチル)アクリルアミ
    ドからなる群から選ばれる、請求項8記載の製造法。 12、前記不飽和モノマーがN−ビニルピロリドンであ
    る、請求項11記載の製造法。 13、前記架橋剤が、ヒドロキシプロピルメタクリレー
    ト(HPMA)、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒ
    ドロキシエチルアクリレート、t−ブチルアミノエチル
    メタクリレート(TBM)、アクリルアミド、ビニルア
    ルコール、ポリエチレングリコールメタクリレート(P
    EGM)、最高2000までの分子量を有するポリプロ
    ピレングリコールモノメタクリレート(PPGMM)、
    アリルグリシジルエーテル、N−メチロールアクリルア
    ミド、イソシアネート−エチルメタクリレート、不飽和
    脂肪族イソシアネート、及びβ−カルボキシエチルアク
    リレートからなる群から選ばれる、請求項8記載の製造
    法。 14、前記のイミノ基含有ソフトブロック化合物が一般
    式 ▲数式、化学式、表等があります▼単なるイミン ▲数式、化学式、表等があります▼イミノエステル ▲数式、化学式、表等があります▼イミノエステル (芳香族) ▲数式、化学式、表等があります▼単なるイミン ▲数式、化学式、表等があります▼アミジン ▲数式、化学式、表等があります▼単なるイミン (芳香族) ▲数式、化学式、表等があります▼アミジン (芳香族) ▲数式、化学式、表等があります▼イミノエステル (脂肪族) ▲数式、化学式、表等があります▼イミノエステル (芳香族) ▲数式、化学式、表等があります▼グアニジン ▲数式、化学式、表等があります▼グアニジン ▲数式、化学式、表等があります▼グアニジン (芳香族) ▲数式、化学式、表等があります▼イソウレア ▲数式、化学式、表等があります▼イソウレア (式中、R^1とArはそれぞれ、二価の脂肪族結合基
    及び芳香族結合基であり;▲数式、化学式、表等があり
    ます▼は前記イミノ官能基(C=N)が上記した如くに
    結合している、ポリエーテル鎖もしくは炭化水素鎖又は
    ポリエーテル基もしくは炭化水素基であり;R^2はH
    又は1〜10個の炭素原子を有する一価の脂肪族有機基
    であり;R^3とR^4は1〜10個の炭素原子を有す
    る一価の脂肪族有機基であり;そしてAr’は6〜18
    個の炭素原子を有する一価の芳香族有機基である)で表
    される化合物からなる群から選ばれる、請求項8記載の
    製造法。 15、請求項8記載の製造法によって製造されるポリマ
    ー。 16、請求項15記載のポリマーから製造される成形品
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