JPH06316617A - 熱可塑性ポリウレタンの製造方法 - Google Patents

熱可塑性ポリウレタンの製造方法

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JPH06316617A
JPH06316617A JP4073152A JP7315292A JPH06316617A JP H06316617 A JPH06316617 A JP H06316617A JP 4073152 A JP4073152 A JP 4073152A JP 7315292 A JP7315292 A JP 7315292A JP H06316617 A JPH06316617 A JP H06316617A
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JP
Japan
Prior art keywords
thermoplastic polyurethane
terminated prepolymer
diol
compound
poly
Prior art date
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Pending
Application number
JP4073152A
Other languages
English (en)
Inventor
Noboru Kunishige
登 国重
Seiki Suzuki
誠樹 鈴木
Masao Obuchi
征夫 大渕
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Nippon Polyurethane Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Polyurethane Industry Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、熱可塑性ポリウレタンを高圧注入
機を使用して反応射出成形することによって製造するも
のである。 【構成】 熱可塑性ポリウレタンの構成成分は、有機ジ
イソシアネートとポリ(オキシアルキレン)ジオールと
から得るイソシアネート基末端プレポリマーとポリ(オ
キシアルキレン)ジオールと有機ジイソシアネートとか
ら得られるヒドロキシ基末端プレポリマーを主成分とす
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、有機ポリイソシアネー
ト化合物と、ポリヒドロキシ化合物とを高圧注入機を使
用して、反応射出成形することにより、熱可塑性ポリウ
レタンを製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、熱可塑性ポリウレタンは、有
機ジイソシアネート、長鎖ジオール及び短鎖ジオールを
原料として製造されているが、その製造方法としては、
2液混合吐出機からベルトコンベア上に反応混合物を流
すベルト方式、2軸スクリュー押出機を使用した連続重
合方式、あるいはニーダーのような混練機を用いたバッ
チ方式が一般的で、このような方法で得られた中間製品
を射出成形機等を用いて目的に応じた形状の製品に加工
している。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】従来の熱可塑性ポリ
ウレタンの製造方法では、目的とする製品を得る迄に多
くの工程を必要とし、作業の煩雑さ、多大なエネルギー
の消費があるばかりか、各工程における熱履歴によるポ
リウレタンの変質、物性低下等の問題がある。また、近
年プラスチック廃棄物の処理に関する問題から、廃材を
再利用するという、いわゆるリサイクルが注目されてい
る。熱可塑性樹脂は容易に再加工できるということか
ら、このリサイクルに適した材料である。
【0004】一方、反応射出成形は、単一工程で成形品
を製造することが可能であり、しかも大型薄肉成形品を
得るのに有利な方法といえるが、装置仕様による制約か
ら、得られるポリウレタン樹脂は事実上、熱硬化性ポリ
ウレタンだけであった。熱硬化性樹脂のリサイクルに関
しては、米国特許公報3,441,616、ヨーロッパ
特許公報310,896等に記載され知られているが、
いずれも容易に実施することは難しい。
【0005】
【問題を解決するための手段】本発明者らは、上記のよ
うな事情に鑑み、リサクイルに有利な熱可塑性ポリウレ
タンを、煩雑な工程を含まず、エネルギー消費の低減さ
れた方法で製造することに関して鋭意検討した結果、有
機ポリイソシアネートとポリヒドロキシ化合物を各々プ
レポリマーにすることにより製造できることを見出し、
本発明に至ったい。
【0006】即ち、本発明は、(イ)有機ポリイソシア
ネート化合物と、(ロ)ポリヒドロキシ化合物とを高圧
注入機を使用し反応射出成形することによって、ポリウ
レタンを製造するにあたり、(イ)有機ポリイソシアネ
ート化合物は、有機ジイソシアネートとポリ(オキシア
ルキレン)ジオールとからなるイソシアネート基末端プ
レポリマーであり、かつ、(ロ)ポリヒドロキシ化合物
が、ポリ(オキシアルキレン)ジオールと有機ジイソシ
アネートからなるヒドロキシ基末端プレポリマーと短鎖
ジオールとの混合物であることを特徴とする熱可塑性ポ
リウレタンの製造方法である。
【0007】本発明の(イ)有機ポリイソシアネート化
合物と(ロ)ポリヒドロキシ化合物を得るための成分
は、有機ジイソシアネートの例としては、ジフェニルメ
タンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、p
−フェニレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジ
イソシアネート等の芳香族ジイソシアネートやヘキサメ
チレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート
等の脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。有機ジイソ
シアネートは単独あるいは混合して用いてもよいが特に
好ましいジイソシアネートはジフェニルメタンジイソシ
アネートである。
【0008】本発明に使用されるポリ(オキシアルキレ
ン)ジオールの例としては、ポリテトラメチレングリコ
ール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール、ビスフェノールAを開始剤とするエチレンオキシ
ドおよび、またはプロピレンオキシド付加物等が挙げら
れ、これらの分子量は500 〜5000である。これ
らは単独あるいは混合して用いてもよい。特に好ましい
ポリ(オキシアルキレン)ジオールの例はポリ(オキシ
テトラメチレン)ジオールである。
【0009】また、本発明に使用される短鎖ジオールの
例としては、エチレングリコール、1,4−ブタンジオ
ール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5
−ペンタンジオール、1,4−ビス−(ヒドロキシエト
キシ)ベンゼン等があげられる。さらに、本発明におい
ては、触媒、酸化防止剤、加水分解防止剤、滑剤等の各
種添加剤、カーボンブラック、酸化チタン、ガラス繊維
等の充填剤を併用してもよい。
【0010】本発明においては、従来よりある高圧注入
機、反応射出成形装置、型締機等を使用することができ
る。
【0011】
【発明の効果】本発明によって製造された熱可塑性ポリ
ウレタンは、従来の方法で製造された熱可塑性ポリウレ
タンと比べ、その製造工程数は著しく少なくなり、その
ため煩雑な作業やエネルギー消費が低減されておりか
つ、機械強度は同等以上である。さらには得られた熱可
塑性ポリウレタン樹脂は、容易に再成形することがで
き、使用済製品、不良品、バリ、ランナー等の再利用が
可能である。
【0012】
【実施例】本発明をより具体的に説明する。なお、化合
物名は略号をもって示すが、化合物名との関係は以下に
示す通りである。4,4′−ジフェニルメタンジイソシ
アネート(MDI)、ポリ(オキシテトラメチレン)ジ
グリコール(PTMG)、1,4−ブタンジオール
(1,4−BG)、トリエチレンジアミン(TED
A)。
【0013】イソシアネート基末端プレポリマー(1)
の調製 攪拌機を備えた反応器に、予め加熱溶融したMDI 6
8.2kgを仕込み、次いでPTMG(商品名 PTG8
50SN(保土谷化学工業製,水酸基価128)31.
8kgを仕込んだ。反応温度65℃にて、窒素気流下3.
0時間反応させて、イソシアネート基含有率19.9%
(反応当量211)のイソシアネート基末端プレポリマ
ーを得た。このプレポリマーは25℃において、無色透
明の液体で粘度は900cPであった。
【0014】イソシアネート基末端プレポリマー(2)
の調製 攪拌機を備えた反応器に、予め加熱溶融したMDI 7
1.5kgを仕込み、次いでPTMG(商品名 PTG6
50SN(保土谷化学工業製,水酸基価128)28.
5kgを仕込んだ。反応温度65℃にて、窒素気流下3.
0時間反応させて、イソシアネート基含有率21.2%
(反応当量198)のイソシアネート基末端プレポリマ
ーを得た。このプレポリマーは25℃において、無色透
明の液体で粘度は1200cPであった。
【0015】イソシアネート基末端プレポリマー(3)
の調製 攪拌機を備えた反応器に、予め加熱溶融したMDI 6
0.1kgを仕込み、次いでPTMG(商品名 PTG2
000SN(保土谷化学工業製,水酸基価57)39.
9kgを仕込んだ。反応温度65℃にて、窒素気流下3.
0時間反応させて、イソシアネート基含有率16.3%
(反応当量257)のイソシアネート基末端プレポリマ
ーを得た。このプレポリマーは25℃において、無色透
明の液体で粘度は1000cPであった。
【0016】ヒドロキシ基末端プレポリマー(1)の調
整 攪拌機を備えた反応器にPTG850SN(水酸基価1
28)79.1kgを仕込み、次いで予め加熱溶融したM
DI 5.3kgを仕込んだ。窒素気流下85℃にて3.
0時間反応させたのち、60℃に冷却して1,4−BG
15.6kgを仕込み0.5時間攪拌混合した。得られ
たヒドロキシ基末端プレポリマーのヒドロキシ反応当量
は206であり、25℃において無色透明の液状をな
し、粘度は1100cPであった。
【0017】ヒドロキシ基末端プレポリマー(2)の調
整 攪拌機を備えた反応器にPTG650SN(水酸基価1
69)78.6kgを仕込み、次いで予め加熱溶融したM
DI 6.8kgを仕込んだ。窒素気流下85℃にて3.
0時間反応させたのち、60℃に冷却して1,4−BG
14.6kgを仕込み0.5時間攪拌混合した。得られ
たヒドロキシ基末端プレポリマーのヒドロキシ反応当量
は197であり、25℃において無色透明の液状をな
し、粘度は1000cPであった。
【0018】ヒドロキシ基末端プレポリマー(3)の調
整 攪拌機を備えた反応器にPTG2000SN(水酸基価
57)82.9kgを仕込み、次いで予め加熱溶融したM
DI 2.5kgを仕込んだ。窒素気流下85℃にて3.
0時間反応させたのち、60℃に冷却して1,4−BG
14.6kgを仕込み0.5時間攪拌混合した。得られ
たヒドロキシ基末端プレポリマーのヒドロキシ反応当量
は257であり、25℃において無色透明の液状をな
し、粘度は1400cPであった。
【0019】実施例1 高圧注入機(ポリウレタンエンジニアリング社製:型式
MC−102)のイソシアネート用タンクにイソシアネ
ート基末端プレポリマー(1)を、またポリオール用タ
ンクにヒドロキシ基末端プレポリマー(1)をそれぞれ
5kg仕込んだ。さらにポリオール用タンクにTEDA
30g仕込んだ。次いでタンク内温をそれぞれ50℃に
調節した後、吐出圧力150kgf/cm2 、イソシアネート
基/ヒドロキシ基の当量比が0.98となる混合比で、
50℃に調節し75Zkg/cm2 で型締めした金型内に注入
した。1分後金型を開け、たて300mm×よこ300mm
×厚さ3mmの平板状の熱可塑性ポリウレタンを得た。得
られた熱可塑性ポリウレタンは、JIS K7311に
記載された方法で、比重試験、引張り試験、硬さ試験を
実施した。結果を表1に示す。
【0020】実施例2 実施例1の当量比を0.95にした以外は同様にして熱
可塑性ポリウレタンを得た。結果を表1に示す。
【0021】実施例3 実施例1と同様に行なった。但し、イソシアネート基末
端プレポリマー(2)を使用し、ヒドロキシ基末端プレ
ポリマー(2)を用いた。結果を表1に示す。
【0022】実施例4 実施例1と同様に行なった。但し、イソシアネート基末
端プレポリマー(3)を使用し、ヒドロキシ基末端プレ
ポリマー(3)を用いた。結果を表1に示す。
【0023】比較例1 PTMG 57.4kg、MDI 35.8kg、1,4−
BG 6.8kgをニーダ中90℃、30分反応させて得
られた塊状物をオーブン中80℃で16時間かけて反応
を完結させた後、粉砕機で粒状化した。これを単軸スク
リュー押出機、ペレタイザを使用してペレット状ポリウ
レタンを得た。このペレット状ポリウレタンを射出成形
機を用いてたて120mm、よこ120mm、厚さ2mmの平
板状に加工した。実施例1と同様に行った。結果を表1
に示す。
【0024】
【表1】 1) JIS K7215に規定されたタイプAデュロメ
ーターによる。2) ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(東ソ−
製HLC−8020)による。 以上の結果から、本発
明による熱可塑性ポリウレタンは、従来技術による熱可
塑性ポリウレタンと比べ、工程数は著しく少なく煩雑な
作業を含まず非常に短時間で形成物を得られたばかりで
なく、その機械的物性も同等以上である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年2月4日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】
【問題を解決するための手段】本発明者らは、上記のよ
うな事情に鑑み、リサクイルに有利な熱可塑性ポリウレ
タンを、煩雑な工程を含まず、エネルギー消費の低減さ
れた方法で製造することに関して鋭意検討した結果、有
機ポリイソシアネートとポリヒドロキシ化合物を各々プ
レポリマーにすることにより製造できることを見出し、
本発明に至った。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】
【実施例】本発明をより具体的に説明する。なお、化合
物名は略号をもって示すが、化合物名との関係は以下に
示す通りである。4,4′−ジフェニルメタンジイソシ
アネート(MDI)、ポリ(オキシテトラメチレン)グ
リコール(PTMG)、1,4−ブタンジオール(1,
4−BG)、トリエチレンジアミン(TEDA)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B29K 75:00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(イ)有機ポリイソシアネート化合物と
    (ロ)ポリヒドロキシ化合物とを高圧注入機を使用し反
    応射出成形することによって、ポリウレタンを製造する
    にあたり、(イ)有機ポリイソシアネート化合物は、有
    機ジイソシアネートとポリ(オキシアルキレン)ジオー
    ルとからなるイソシアネート基末端プレポリマーであ
    り、かつ、(ロ)ポリヒドロキシ化合物が、ポリ(オキ
    シアルキレン)ジオールと有機ジイソシアネートからな
    るヒドロキシ基末端プレポリマーと短鎖ジオールとの混
    合物であることを特徴とする熱可塑性ポリウレタンの製
    造方法。
  2. 【請求項2】(イ)有機ポリイソシアネート化合物が常
    温で液状であり、かつ(ロ)ポリヒドロキシ化合物が常
    温で液状であることを特徴とする特許請求範囲(1)項
    記載の熱可塑性ポリウレタンの製造方法。
JP4073152A 1992-02-25 1992-02-25 熱可塑性ポリウレタンの製造方法 Pending JPH06316617A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6252031B1 (en) * 1998-01-30 2001-06-26 Nisshinbo Industries, Inc. Production process for producing polyurethane elastic material and elastic yarn
WO2006056472A1 (de) * 2004-11-26 2006-06-01 Klebchemie M.G. Becker Gmbh & Co. Kg Verfahren zur herstellung von reaktiven polyurethanzusammensetzungen

Cited By (4)

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JP2008521953A (ja) * 2004-11-26 2008-06-26 クレープヒェミー・エム・ゲー・ベッカー・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンディートゲゼルシャフト 反応性ポリウレタン組成物を調製するための方法
AU2005308910B2 (en) * 2004-11-26 2011-04-07 Kleiberit Se & Co. Kg Method for producing reactive polyurethane compositions

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