JPH03140318A - ポリウレタンおよびその製造方法 - Google Patents

ポリウレタンおよびその製造方法

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JPH03140318A
JPH03140318A JP1280875A JP28087589A JPH03140318A JP H03140318 A JPH03140318 A JP H03140318A JP 1280875 A JP1280875 A JP 1280875A JP 28087589 A JP28087589 A JP 28087589A JP H03140318 A JPH03140318 A JP H03140318A
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iii
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polyurethane
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JP1280875A
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Eiji Kitaura
英二 北浦
Yukiatsu Furumiya
行淳 古宮
Koji Hirai
広治 平井
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Kuraray Co Ltd
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Kuraray Co Ltd
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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〕 本発明は新規なポリカーボネート系ポリウレタンおよび
その製造方法に関する。
本発明により提供されるポリカーボネート系ポリウレタ
ンは優れた耐寒性および力学的性能を有する。
〔従来の技術〕
従来よりポリウレタンは高弾性率を有し、耐摩耗性およ
び耐油性に優れる等の多くの特長を有するtめ、ゴムお
よびプラスチックの代替材料として注目されており1通
常のプラスチック成形加工法が適用できる成形材料とし
て広範な用途で多量使用されるようになってきている。
ポリウレタンは高分子ジオール、ジインシアナートおよ
ヒ1,4−ブタンジオールなどの鎖伸長剤を混合して重
合することにより製造されている。均質なポリウンタン
tl−製造するためには原料を溶融状態で混合して重合
することが好ましいことが知られている。
ポリウレタンとしてはポリエステル系ポリウレタン、ポ
リエーテル系ポリウレタン、ポリカーボネート系ポリウ
レタンなどが知られており、これらのポリウレタンはそ
れぞれの特長に応じて種々の用途に使用されている。例
えば、ポリエーテル系ポリウレタンは耐加水分解性が特
に要求される用途に、ポリエステル系ポリウレタンは力
学的性能、耐油性、耐摩耗性が特に要求される用途に。
またポリカーボネート系ポリウレタンはポリエステル系
ポリウレタンの特長に加え、さらに耐久性が要求される
用途にそれぞれ使用されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のポリカーボネート系ポリウレタンは耐寒性、すな
わち低温柔軟性に劣る等の問題を有しており、この改良
が望まれている。
而して1本発明の1つの目的は、優れ几耐寒性を有する
とともに力学的性能に優f′L、九ポリカーボネート系
ポリウレタンを提供することにある。
本発明の他の1つの目的は、上記のポリカーボネート系
ポリウレタンを製造する方法を提供することにある。
〔課題を解決する之めの手段〕
本発明によれば、上記の目的は、主鎖が実質的にポリカ
ーボネートジオール単位と下記の構造単位(V)とから
なっており、該ポリカーボネートジオール単位が実質的
に下記の構造単位(I)および/またFi(It)と構
造単位(III)および(IV)とからなり、構造単位
(I)ないしくl[[)のモル分率の和が構造単位(I
V)のモル分率に実質的に等しく、かつ構造単位(if
f)のモル分率が構造単位(r)ないしくIn)のモル
分率の和に対して5〜30%の範囲にある。
対数粘度0.4〜2.0dt/fのポリウレタンを提供
することによって達成され、ま念実質的に下記の?+1
造単位(I)および/ま之は(It)と構造単位(II
I)および(IV)とからなり、構造単位(I)ないし
(III)のモル分率の和が構造単位(IV)のモル分
率に実質的に等しく、かつ構造単位(III)のモル分
率が構造単位CI)ないしく1)のモル分率の和に対し
て5〜3゜チの範囲にある数平均分子[800〜4,0
000ポリカーボネートジオールとジイソシアナートと
を鎖伸長剤の存在下または不存在下に重合させることを
特徴とする上記のポリウレタンの製造方法を提供するこ
とによって達成される。
(I) : −0+Q(z′+IJo −CH3 (I[) : −0−Q(z−CH2CH2%0−(I
II) : −0−Oh4)CHz−0−(IV)  
: −c− 〇 (式中、Rは2価の飽和脂肪族炭化水 素基、飽和脂環式炭化水素基または芳 香族炭化水素基を表す。) 上記の構造単位を詳しく説明する。構造単位fl)はf
lJ、tば1,9−ノナンジオールから誘導される。
構造単位(II)は例えば2−メチル−1,8−オクタ
ンジオールから誘導され、また構造単位(III)は例
えば1.4−シクロヘキサンジメタツールから誘導され
る。不発明のポリウレタンを構成する構造単位(I)な
いし(III)は、構造単位([[[)のモル分率が構
造単位(I)ないし(III)のモル分率の和に対して
5〜30の範囲にある必要がある。構造単位(III)
のモル分率が5s未満である場合には得られるポリウレ
タンの力学的性能が不良とな抄、ま几30チを越える場
合には得られるポリウレタンの耐寒性が劣る。
構造単位(IV) #i構造単位(I)ないし(III
)とカーボネート結合により結合する。この構造単位は
通常下Bピの一般式(■) X−0−C−0−X       (y)(式中、Xは
例えばフェニル基、アルキル基ま友はシクロアルキル基
を表す0)で示される化合物ま之はホスゲンより誘導さ
几るが、製造の容易さカラジフェニルカーボネートより
誘導されるのが好ましい。本発明のポリウレタンにおい
て構造単位(V)のモル分率は構造単位(I)ないしく
[)のモル分率の和に実質的に等しい。
ま友構造単位(V)はイソシアナート基を分子中に2個
含有する脂肪族、脂環族ま友は芳香族のジインシアナー
トから誘導される。ジイソシアナートとしては1例えば
4,4′−ジフェニルメタンシイ7’/7f−)、 l
)−フ二二レンジイソシアナート、トリレンジインシア
ナー)、1.5−ナフチレンジインシアナート、キシリ
レンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナー
ト、インホロンジインシアナート、4.4′−ジシクロ
ヘキシルメタンジイソシアナートなどが挙げられる。ジ
イソシアナートとしては4.4′−ジフェニルメタンジ
イソシアナートを用いるのが好ましい。トリメチロール
プロパンまたはグリセリンの1モルに3モルのジイソシ
アナートが付加したトリイソシアナートなどを少量併用
することも可能である0 本発明のポリウレタンは、上記のとおり、ポリカーボネ
ートジオールと構造単位(V)を与えるジイソシアナー
トとを鎖伸長剤の存在下ま7t+は不存在下に重合する
ことにより製造される。重合条件は公知のウレタン生成
反応に採用される条件が適用さtLる。
鎖伸長剤としてはボIIウレタン業界における常用の連
鎖成長剤、すなわちインシアナートと反応し得る水素原
子を少なくとも2個含有する分子量400以下の低分子
化合物を用いることができ。
例エバエチレングリコール、プロピレンゲ■1コール、
1.4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、l
、6−ヘキサンジオール、3−メチル−1゜5−ペンタ
ンンオール、1.4−シクロヘキサンジオール、1.4
−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、ビス(β
−ヒドロキシエチル)テレフタレート、キンリレングリ
コールなどのジオール;水;エチレンジアミン、プロピ
レンジアミン。
キシリレン・ンアミン、インホロンジアミン、ピペラジ
ン、フェニレンジアミン、トリレンジアミンなどのジア
ミン;ヒドラジン;アジピン酸ジヒドラジド、インフタ
ル酸ジヒドラジドなどのヒドラジドなどが挙げられる。
鎖伸長剤としては1,4−ブタンジオールま几は1.4
−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼンを用いるの
が最も好ましい0これらの化合物は単独でま几は2種以
上の組合わせで使用される。
本発明のポリウレタンの原料として用いるポリカーボネ
ートジオールは上記のとおりの構造単位(I)ないしく
■)から実質的になる。ポリカーボネートジオールは1
例えば炭酸ジフェニルとジカルボン酸ノジフェニルエス
テルおよびジオールの混合物からの脱フエノール反応、
炭酸ジアルキルエステルとジカルボン酸のジアルキルエ
ステルおよびジオールの混合物からの脱アルコール反応
、ホスゲンとジカルボン酸塩化物およびジオールの混合
物からの脱塩化水素反応、ホスゲンとジカルボン酸塩化
物およびジオールのアルカリ金属塩の混合物からの脱ア
ルカリ金属塩化物反応等の反応を必9に応じて適当な触
媒の存在下に行うことにより製造される。本発明のポリ
ウレタンの原料としては、水酸基価より求め之数平均分
子量が800〜4,0000範囲にあるポリカーボネー
トジオールを用いる。ポリカーボネートジオールの数平
均分子量が800より小さい場合には得られるポリウレ
タンの耐寒性などの低温特性が不良となり。
また4、000より大きい場合には得られるポリウレタ
ンの力学的性能が劣る。
上記のようにして得られるポリウレタンは、濃度0.5
 f/100 dのジメチルホルムアミド溶液として3
0℃で求め之対数粘度0.4〜2.0dt/fを有する
。ポリウレタンとしては対数粘度0.5〜1.5dt/
fのものが好ましい。
本発明のポリウレタンは通常用いられている射出成形機
、押出成形機、プロー成形機などにより容易に成形され
る。本発明のポリウレタンは優れt耐寒性および力学的
性能を有することから、シート、フィルム、ロール、ギ
ア、ソリツドタイア。
ベルト、ホース、チューブ、バッキング材、 防m材、
靴底、スポーツ靴、その他各種のラミネート製品の素材
、機械部品、自動車部品、スポーツ用品、弾性繊維など
に使用される。ま之1本@明のポリウレタンは溶剤に溶
解して人造皮革、繊維処理剤、接着剤、バインダー、塗
料などにも使用される。ま念1本発明のポリウレタンは
、目的に応じて公知の充填剤、安定剤1着色剤、強化剤
などを混合して用いることもできる。
〔実施例〕 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではな
い。なン、実施例および比較例ておいて、ポリカーボネ
ートジオールの数平均分子量およびポリウレタンの対数
粘度は下記の方法に従って求めtものである。ま念ポリ
ウレタンの耐寒性および力学的性能は下記の方法に従っ
て評価しtものである。
(I)数平均分子1:ポリカーボネートジオールの水酸
基価より求め次。
(2)  Nff粘度:ポリウレタンをジメチルホルム
アミドに溶解し、0.5f/1QQt/の濃度で30℃
で測定した。
(8)耐寒性=厚さ100μのポリウレタンフィルムよ
り作製し几試験片について、動的粘弾性測定装置〔■レ
オロジ製、DYEレオスペクトラ−〕を用い、温度分散
によりTα(E’のピーク温度、11 Hz )を測定
し、これにより耐寒性を評価し念。
(4)力学的性能:JIS  K7311−1987に
規定されたポリウレタン系熱可塑性エラストマーの試験
方法に従って100%伸長時の強度および300%伸長
時の強度を測定し念。
参考例1 窒素気流下に2−メチル−1,8−オクタンジオール、
1.9−ノナンジオールおよび1.4−シクロヘキサン
ジメタツールのモル比3 (lj60対10の混合物1
,721Fとジフェニルカーボネート2、14 Ofよ
りなる混合物を加熱し、200℃で反応系よりフェノー
ルを留去し友。温度を徐々罠210〜220℃に上げ、
フェノールを殆んど留去し几のち、減圧にし、6〜10
■沿の減圧下、210〜220℃で残りのフェノールを
完全に留去した。
このようにして得らfl之ポリカーボネートジオ〜ルは
水酸基価56、数平均分子i2,000を有してい几。
参考例2〜8 ポリカーボネートジオールの製造 参考例1においてそれぞれ表1に示すジオール成分を与
えるジオールを用いる以外は同様にして反応を行い、そ
れぞれ表1に示すポリカーボネートジオールを得た。
参考例1〜8で得らfL之ポリカーボネートジオールに
ついて、ジオール成分、それらの割合、数平均分子量を
まとめて表1に示す。なお1表1においてジオール成分
は次の略号を用いて示し念。
ND   :l、9−ノナンジオール MOD:2−メチル−1,8−オクタンジオールCHD
M: l 4−シクロヘキサンジメタツールHD   
:1,6−ヘキサンジオール表 1 1     A    60  30   10   
   2,0002     B    50  25
   25      2,0003     C40
35252,0004D    85       1
5      2.1005     F    75
       25      2.0006    
 F            20  80  2.0
007     G   40  20   40  
    2,0008     H65352,000 実施例1 ポリウレタンの製造および性能評価 30℃に加熱されたポリカーボネートジオール(A)と
1.4−ブタンジオール(以下、これをBDと略称する
)とからなる混合物と50℃に加熱溶融し7t 4.4
’−ジフェニルメタンジインシアナート(以下、これを
MDIと略称する)とを、ポリカーボネートジオール対
MDI対BDのモル比が1:3.0:2.0となる量で
定量ポンプにより同方向に回転する二軸スクリュー型押
出機に連続的に仕込み、連続溶融重合反応を行った。こ
の二軸スクリュー型押出機の内部を前部、中間部および
後部の3つの帯域に分は九場合の最も高温となる該中間
部の温度(重合温度)を220℃とし比。生成し几ポリ
ウレタンをストランド状で水中へ連続的に押し出し、つ
いでペレタイザーでカットしてペレットに成形し念。さ
らに熱プレスによりペレットを成形してシートおよびフ
ィルムを得、これらKついて耐寒性、力学的性能を評価
した。評価結果を表2に示す。
得られたポリウレタンは耐寒性、力学的性能がともに良
好であった。
実施例2〜5および比較例1〜3 ポリウレタンの製造および性能評価 実施例1においてポリカーボネートジオール(A)の代
りに表2に示すポリカーボネートジオールを用い、かつ
ポリカーボネートジオールとMDIとBDを表2に示す
モル比で仕込む以外は同様にして反応および操作を行う
ことによシポリウレタンのペレットを得、これを同様に
してシートおよびフィルムに成形し、各種性能を評価し
た。評価結果を表2に示す。
実施例2〜5で得られたポリウレタンは耐寒性。
力学的性能がともに良好であった。
比較例1〜3で得られたポリウレタンは耐寒性、力学的
性能がともに良好ではなかった。
以下余白 〔発明の効果〕 本発明により提供されるポリカーボネート系ポリウレタ
ンは、前記の表2から明らかなように、耐寒性、力学的
性能がともに優れる。ま7を該ポリウレタンは耐油性、
耐摩耗性などにおいても優れる。本発明によればかかる
優れ友性能を有するポリカーボネート系ポリウレタンの
製造方法が提供される。
特昨出願人  株式会社 り ラ し

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、主鎖が実質的にポリカーボネートジオール単位と下
    記の構造単位(V)とからなつており、該ポリカーボネ
    ートジオール単位が実質的に下記の構造単位( I )お
    よび/または(II)と構造単位(III)および(IV)と
    からなり、構造単位( I )ないし(III)のモル分率の
    和が構造単位(IV)のモル分率に実質的に等しく、かつ
    構造単位(III)のモル分率が構造単位( I )ないし(
    III)のモル分率の和に対して5〜30%の範囲にある
    、対数粘度0.4〜2.0dl/gのポリウレタン。 ( I ):▲数式、化学式、表等があります▼ (II):▲数式、化学式、表等があります▼ (III):▲数式、化学式、表等があります▼ (IV):▲数式、化学式、表等があります▼ (V):▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Rは2価の飽和脂肪族炭化水 素基、飽和脂環式炭化水素基または芳 香族炭化水素基を表す。) 2、主鎖が上記のポリカーボネートジオール単位および
    構造単位(V)と鎖伸長剤から誘導される構造単位とか
    らなつている請求項1記載のポリウレタン。 3、実質的に下記の構造単位( I )および/または(
    II)と構造単位(III)および(IV)とからなり、構造
    単位( I )ないし(III)のモル分率の和が構造単位(
    IV)のモル分率に実質的に等しく、かつ構造単位(III
    )のモル分率が構造単位( I )ないし(III)のモル分
    率の和に対して5〜30%の範囲にある数平均分子量8
    00〜4,0000ポリカーボネートジオールとジイソ
    シアナートとを鎖伸長剤の存在下または不存在下に重合
    させることを特徴とする請求項1記載のポリウレタンの
    製造方法。 ( I ):▲数式、化学式、表等があります▼ (II):▲数式、化学式、表等があります▼ (III):▲数式、化学式、表等があります▼ (II):▲数式、化学式、表等があります▼
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