JPH0368048B2 - - Google Patents

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JPH0368048B2
JPH0368048B2 JP63267766A JP26776688A JPH0368048B2 JP H0368048 B2 JPH0368048 B2 JP H0368048B2 JP 63267766 A JP63267766 A JP 63267766A JP 26776688 A JP26776688 A JP 26776688A JP H0368048 B2 JPH0368048 B2 JP H0368048B2
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JP
Japan
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belt
curing agent
urethane
mold
heat resistance
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JP63267766A
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JPH02115210A (ja
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Toshiaki Kasazaki
Yukihisa Ueda
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Nitta Corp
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Nitta Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、耐熱性及び耐湿熱性に優れたウレタ
ン樹脂組成物と、この組成物を硬化して得られる
成形物、及びベルトに関する。 (従来の技術) ポリウレタンは、高分子ポリオールとポリイソ
シアネートを原料とし、これを硬化剤又は鎖伸長
鎖等と呼ばれる活性水素2個以上を分子中に有す
る低分子化合物で硬化して製造される。 ポリウレタンエラストマーの中で、キヤスタブ
ルウレタンエラストマーは、機械的特性、耐摩耗
性、耐油性等が優れているため、従来よりベルト
類、ローラー類や、各種成形体、シート等に広く
使用されている。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、これら従来技術によつて製造さ
れたウレタンエラストマーは、耐熱性、耐湿熱性
等の特性が充分とはいい難く、例えば、耐熱性を
評価する尺度としての粘弾性試験を行つた場合、
従来のウレタン樹脂組成物(例えば、従来使用さ
れている組成物の一つとして、タケネートL−
2705;トリレンジイソシアネートとポリテトラメ
チレンエーテルグリコールからなる、武田薬品工
業(株)製)を硬化して得られるウレタンエラストマ
ーの軟化点は180〜200℃が限界であつた。 従つて、上記ウレタン樹脂組成物で平ベルト、
Vベルト、歯付きベルト等のベルトを製造した場
合には、特にベルトを高負加、高速運転で用いる
場合、ベルト自体の温度が上昇し、物性の低下が
起こり、ウレタンベルトは室温領域では使用され
るが、高温領域下では現状では使用されていない
ものである。 また、従来のウレタンエラストマーは温度変化
に弱く、温度が上昇するにつれて硬さや、弾性が
低下するため、上記ベルトの走行時間が著しく短
くなる欠点があり、また従来のウレタンゴムは、
耐湿熱性が充分でないため、高温湿下の環境にお
いては、加水分解が容易に起こり、その結果諸物
性が低下してベルトとしての機能を充分に果たせ
ないという欠点があつた。 本発明は上記欠点を解決するものであり、その
目的とするところは、耐熱性、耐湿熱性が顕著に
改善されたベルトを得ることができるウレタン樹
脂組成物、並びにその組成物を硬化してなる成形
物、及びベルトを提供することにある。 (課題を解決するための手段) 本発明に係るウレタン樹脂組成物は、トランス
−シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート
と、平均分子量1000〜2000のポリテトラメチレン
エーテルグリコールとを、NCO/OHのモル比が
1.8〜2.2の範囲で配合して得られるウレタンプレ
ポリマーと、(A)ジエチルトルエンジアミンと、(B)
3,3′−ジクロロ−4,4′−ジアミノジフエニル
メタンとが、当量比で、(A)/(B)=1/8〜1/2
の割合で配合される混合硬化剤とを有しており、
そのことにより上記目的が達成される。 また、本発明の成形物は、前記ウレタン樹脂組
成物を硬化してなり、そのことにより上記目的が
達成される。 さらに、本発明のベルトは、前記成形物が、平
ベルト、歯付きベルト、Vベルトからなる群より
選ばれた一種であり、そのことにより上記目的が
達成される。 本発明において用いられるポリテトラメチレン
エーテルグリコール(PTMEG)は、平均分子量
が1000〜2000の範囲のものが使用される。
PTMEGの平均分子量が2000を超えると、得られ
るウレタンプレポリマーの溶融時の粘度が高くな
り過ぎて作業性が悪くなり、PTMEGの平均分子
量が1000より小さいと、得られるウレタンエラス
トマーの硬さが高くなり過ぎる。すなわち、ウレ
タン樹脂組成物でベルトを作製する場合におい
て、ベルトの硬さはJIS Aの値で約80〜95の範囲
が好ましく、上記分子量のPTMEGを用いること
により、ベルトとして好適な硬さのウレタンエラ
ストマーが得られるのである。 また、上記PTMEGとトランス−シクロヘキサ
ン−1,4−ジイソシアネート(t−CHDI)と
は、NCO/OHのモル比が1.8〜2.2の範囲で配合
されて混合され、ウレタンプレポリマーが得られ
る。ここで、NCO/OHのモル比が上記範囲を外
れる場合には、硬化させて得られるウレタンエラ
ストマーの硬さがJIS Aの値で約80〜95を外れる
ようになり、ベルトとして用いるのに好適でな
い。 このようにして得られるウレタンプレポリマー
を硬化剤で鎖伸長してポリウレタンエラストマー
を製造するが、その際、使用される硬化剤は分子
内に活性水素含有基を2個以上含む次の化合物で
ある。 すなわち、(A)ジエチルトルエンジアミンと、(B)
3,3′−ジクロロ−4,4′−ジアミノジフエニル
メタン〔別称4,4′−メチレン−ビス(2−クロ
ロアニリン)又はMOCA〕の混合硬化剤を使用
する。これらの混合硬化剤は、分子内に含有する
アミノ基(−NH2)に関して、その当量比で
(A)/(B)=1/8〜1/2の割合で使用するもので
あり、この範囲で混合硬化剤を使用することによ
り、ウレタン樹脂組成物のポツトライフ(ウレタ
ンプレポリマーが流動性を有しており、作業可能
な時間)が適正であつて作業性がよく、かつ物性
的にもバランスのとれたウレタンエラストマーが
得られる。ここで、硬化剤がジエチルトルエンジ
アミン、又は3,3′−ジクロロ−4,4′−ジアミ
ノジフエニルメタン単独では、組成物のポツトラ
イフが適正でなく作業性に難点があり、実用に耐
えない。 例えば、硬化剤がジエチルトルエンジアミン単
独では、ポツトライフが数十秒と短く、上記ウレ
タンプレポリマーと硬化剤とを混合すると、数十
秒の間でポリウレタン樹脂組成物の粘度が高くな
り、注型が困難となる。一方、硬化剤が3,3′−
ジクロロ−4,4′−−ジアミノジフエニルメタン
単独では、組成物のポツトライフが40分以上と長
過ぎるために作業性に劣り、かつポリウレタンエ
ラストマーの引張り強度も低くなる。上記ウレタ
ンプレポリマーに対する混合された混合硬化剤の
使用量は、NH2/NCO=0.8〜1.0が好ましい。硬
化剤の使用量が上記範囲を下回る場合には、組成
物の硬化物の引裂強度が低くなり、また上記範囲
を上回る場合には組成物の硬化物の永久伸びが大
きくなる。 このようにして得られたウレタン樹脂組成物に
は、必要に応じ充填剤、着色剤、溶剤、可塑剤及
び老化防止剤、安定剤等の添加剤が添加されても
良い。この組成物を目的に従つて準備した成形型
に注型して加熱、加圧することにより成形物が得
られ、この成形物は平ベルト、歯付きベルト、V
ベルト等として使用される。 (実施例) 以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。 実施例1、2及び比較例1〜4 表1に示す分子量のポリテトラメチレンエーテ
ルグリコール(PTMEG)100重量部に、表1に
示す量のトランス−シクロヘキサン−1,4−ジ
イソシアネート(t−CHDI)を加えて、窒素気
流下で105℃、3時間撹拌下に反応させ、末端イ
ソシアネート基を持つウレタンプリポリマーを得
た。 次に、得られたウレタンプレポリマー100重量
部に、(A)ジエチルトルエンジアミンと、溶融した
(B)3,3′−ジクロロ−4,4′−ジアミノジフエニ
ルメタンとを、NH2/NCOのモル比が0.9となる
ように配合し、この組成物を110℃に加熱したシ
ート用金型に注入し、110℃×10時間で硬化させ、
シート状成形物を得た。その成形物の硬さの評価
を表1に示す。
【表】 実施例 3 平均分子量2000のポリテトラメチレンエーテル
グリコール100重量部に、トランス−シクロヘキ
サン−1,4−ジイソシアネート16重量部を加え
て、窒素気流下で105℃、3時間撹拌下に反応さ
せてウレタンプレポリマーを得た(4.25NCO重
量%、粘度1680cps/80℃)。 次に、得られたウレタンプレポリマーに、硬化
剤として、ジエチルトルエンジアミンと、3,
3′−ジクロロ−4,4′−ジアミノジフエニルメタ
ンとの混合硬化剤(当量比で1:2)9.3重量部
を混合して反応させ、得られたウレタン樹脂組成
物を110℃に加熱したベルト用金型に流し込み、
数時間加熱した後、金型より取り出し、その後
110℃の加熱空気で10時間二次硬化させて平ベル
トを得た。 第1図に平ベルトの製造に用いた円筒状金型1
を示す。この金型1は、外筒12と内筒11とを
備え、外筒12及び内筒11間に形成された空間
部13に連通する反応器18が連結されている。
そして、筒状空間部13の上端部には脱気口15
が設けられ、この脱気口15には脱気弁16が着
脱自在に装着されている。 上記金型1を用いて平ベルトの製造方法を具体
的に説明すると、まず金型1の脱気弁16を開
き、反応器18からウレタンプレポリマーと硬化
剤との混合物(ウレタン樹脂組成物)を注入口1
4を経て金型1の空間部13内へ注入又は加圧注
入する。組成物が脱気口15より少量漏れ出した
時に脱気弁16を閉じ、反応器18の蓋体18a
を押さえることにより注入口14に注入時より高
い圧力をさらに加え、この状態で所定温度、所定
圧力下に組成物を硬化させる。その後、外筒12
を外して金型1の空間部13から円筒状成形物を
取り出し、この筒状成形物を周方向に輪切りに切
断して適宜目的とする幅のベルトを得るのであ
る。 なお、金型1の空間部13の形状を変えること
により、Vベルト、歯付きベルトを製造すること
ができる。歯付きベルトを製造するには、第2図
に示す金型を使用し、その他は第1図と同じ装置
を使用して作製することができる。第2図に示す
金型では、内筒11の外周面に型軸方向に平行な
複数の突条111が設けられており、抗張体11
2がこの突条111の外周に周方向に巻回され
る。抗張体112としては、例えば合成繊維ロー
プ、スチールワイヤ、ガラス繊維ロープなどの索
状物あるいは、織状物などが用いられる。次い
で、筒状の空間部13内に実施例3と同様な方法
で組成物を注入し、その後成形硬化させて溝歯付
き円筒状硬化物を取り出し、幅6.4mmに輪切りに
し、第3図〜第5図に示す歯付きベルトA(歯数
50)を得た。この歯付きベルトAの寸法は、第4
図において、aは2.30mm、bは1.27mm、cは0.25
mm、dは2.57mm、θは50゜である。 次に、このようにして得られた歯付きベルトの
過負荷耐久性試験を行つた。回転数6500rpm、負
荷0.368Kwの条件で、歯付きベルトの走行試験を
行つたところ、500時間走行後も異常は認められ
なかつた。 実施例 4 硬化剤として、ジエチルトルエンジアミンと、
3,3′−ジクロロ−4,4′−ジアミノジフエニル
メタンとの混合硬化剤(当量比で1:8)1000重
量部を用いた以外は、実施例3と同様にして平ベ
ルトを得た。 比較例 5 硬化剤として、ジエチルトルエンジアミン7.0
重量部のみを用いた以外は、実施例3と同様にし
て平ベルトを作製したが、この場合はポツトライ
フが数十秒と短く注型できなかつた。 比較例 6 硬化剤として、3,3′−ジクロロ−4,4′−ジ
アミノジフエニルメタン10.4重量部のみを用いた
以外は、実施例3と同様にして平ベルトを得た。
この場合は、ポツトライフが約1時間と長く、作
業性が甚だ悪かつた。 比較例 7 硬化剤として、1,4−シクロヘキサンジメタ
ノール3.4重量部と、トリメチロールプロパン1.5
重量部の混合物を用い、触媒としてオクチル酸ス
ズ0.01重量部を用いた以外は、実施例3と同様に
して平ベルトを得た。 比較例 8 汎用されているウレタンプレポリマーとしてタ
ケネートL−2705(武田薬品工業(株)製、トリレン
ジイソシアネートとポリテトラメチレンエーテル
グリコールからなり、イソシアネート含有量が
2.80%である)100重量部、硬化剤として3,
3′−ジクロロ−4,4′−ジアミノジフエニルメタ
ン8.0重量部を用いた以外は、実施例3と同様に
して平ベルトを得た。 以上のようにして得られた平ベルトの物性を表
2に示す。
【表】 実施例3、4に示すように、(A)ジエチルトルエ
ンジアミンと、(B)3,3′−ジクロロ−4,4′−ジ
アミノジフエニルメタンの二種類の硬化剤を使用
し、かつ硬化剤の当量比を、(A)/(B)=1/8〜
1/2の割合とすることにより、比較例6、7と
比較して、優れた引張強度(Tb)を示すポリウ
レタンエラストマーが得られた。 次に、実施例3及び比較例7、8で得られた組
成物を使用して作製したベルトの耐熱性及び耐湿
熱性の経時変化を測定した。 耐熱性試験は、試料を温度100℃の条件下で保
存した時の破断強度の経時変化を、初期、28日経
過後及び56日経過後について調べた。 耐湿熱性は、試料を温度70℃、相対湿度95%の
条件下で保存した時の経時変化を上記と同様に測
定した。それらの結果表3及び表4に示す。
【表】
【表】 表3、表4に示されるように、比較例7、8で
は、56日後の破断強度は大きく劣つており、耐熱
性及び耐湿熱性が著しく劣つているが、実施例3
では強度低下は起こらなかつた。 次に、耐熱性の評価として、実施例3及び比較
例7、8の組成物の成形物について、粘弾性試験
(レスカ社;粘弾性測定装置RD−1100AD)を行
つた。結果を第6図に示す。 第6図に示されるように、従来のポリウレタン
エラストマーの軟化点は、200℃前後が限界であ
り250℃以上を超えることは難しかつたが、実施
例3の成形物の軟化点は300℃付近であり、耐熱
性が向上していることが確認された。 (発明の効果) このように、本発明の組成物を硬化して得られ
る成形物は、軟化点が250℃以上を有し、耐熱性、
耐湿熱性に優れており、高付加、高速運転で使用
されるベルト用の組成物として好適に用いること
ができる。しかも、上記組成物は適正なポツトラ
イフを持ち、成形硬化工程の作業性に優れてい
る。このようにして作製された各種ベルトは耐熱
性、耐湿熱性に優れており、走行時間が長くな
り、また高温高湿下の環境下においても物性が低
下することがない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例の成形金型の断面図、
第2図は歯付きベルト製造用の金型の要部断面
図、第3図は歯付きベルトの一部切欠斜視図、第
4図は歯付きベルトの一部切欠側面図、第5図は
第4図のV−V線断面図、第6図はウレタンエラ
ストマーの温度と剛性率との関係を示すグラフで
ある。 1……金型、11……内筒、12……外筒、1
3……空間部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 トランス−シクロヘキサン−1,4−ジイソ
    シアネートと、平均分子量1000〜2000のポリテト
    ラメチレンエーテルグリコールとを、NCO/OH
    のモル比が1.8〜2.2の範囲で配合して得られるウ
    レタンプレポリマーと、 (A)ジエチルトルエンジアミンと、(B)3,3′−ジ
    クロル−4,4′−ジアミノジフエニルメタンと
    が、当量比で、(A)/(B)=1/8〜1/2の割合で
    配合される混合硬化剤と、を有するウレタン樹脂
    組成物を硬化してなり、硬さが、JlS Aの値で80
    〜95であるベルト。
JP63267766A 1988-10-24 1988-10-24 ウレタン樹脂組成物、並びにその組成物を硬化してなる成形物、及びベルト Granted JPH02115210A (ja)

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