JPH0649747B2 - 優れた圧縮永久ひずみ特性を有するp―TMXDIポリウレタンエラストマーの製造方法 - Google Patents
優れた圧縮永久ひずみ特性を有するp―TMXDIポリウレタンエラストマーの製造方法Info
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- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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-
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
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-
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は良好な圧縮永久ひずみ特性を有するp−テトラ
メチルキシレンジイソシアネート(p−TMXDI)を
ベースとするキャスト(cast)ポリウレタンエラストマ
ーに関するものである。
メチルキシレンジイソシアネート(p−TMXDI)を
ベースとするキャスト(cast)ポリウレタンエラストマ
ーに関するものである。
過剰のポリイソシアネートをポリオールと反応させて末
端反応性イソシアネート基を有する液体または低融点ポ
リウレタン予備重合体を生成させ、次にこのものをジア
ミン硬化剤と反応させてポリウレタンエラストマーを生
成させ得ることによりポリウレタンエラストマーを製造
することは本分野で十分に公知である。残念なことに、
これらのエラストマーのあるものは乏しい「圧縮永久ひ
ずみ」を示し、このことにより機械ロール(roll)及び
車輪(wheel)として荷重下で使用される成形製品に用
いる際に望ましくないものとなる。
端反応性イソシアネート基を有する液体または低融点ポ
リウレタン予備重合体を生成させ、次にこのものをジア
ミン硬化剤と反応させてポリウレタンエラストマーを生
成させ得ることによりポリウレタンエラストマーを製造
することは本分野で十分に公知である。残念なことに、
これらのエラストマーのあるものは乏しい「圧縮永久ひ
ずみ」を示し、このことにより機械ロール(roll)及び
車輪(wheel)として荷重下で使用される成形製品に用
いる際に望ましくないものとなる。
かかる荷重使用に対して、その反発弾性を保持し、そし
て長期使用下で平坦な部分を生じさせない高い形状安定
性を示すことが本質的である。この特性は「良好な圧縮
永久ひずみ」として本分野で公知である。圧縮永久びず
みは通常ASTM Method D395により測定さ
れ、エラストマー試料をその高さが特定の値に減じられ
るに十分な荷重下に置き、その荷重下にて一定の温度で
ある期間保持し、次に荷重を解除した場合に生じる残留
変形の量を表わす。かくて試料の荷重前の高さが100
単位であり、そしてこのものを荷重下で90単位の高さ
に圧縮し、荷重を除去した際に95単位の高さに回復し
た場合、その圧縮永久ひずみは50%であり、即ち、変
形の50%が永久的なものであった。明らかに、所定の
エラストマーに対する圧縮永久ひずみが低い程、荷重に
耐える用途に適している。
て長期使用下で平坦な部分を生じさせない高い形状安定
性を示すことが本質的である。この特性は「良好な圧縮
永久ひずみ」として本分野で公知である。圧縮永久びず
みは通常ASTM Method D395により測定さ
れ、エラストマー試料をその高さが特定の値に減じられ
るに十分な荷重下に置き、その荷重下にて一定の温度で
ある期間保持し、次に荷重を解除した場合に生じる残留
変形の量を表わす。かくて試料の荷重前の高さが100
単位であり、そしてこのものを荷重下で90単位の高さ
に圧縮し、荷重を除去した際に95単位の高さに回復し
た場合、その圧縮永久ひずみは50%であり、即ち、変
形の50%が永久的なものであった。明らかに、所定の
エラストマーに対する圧縮永久ひずみが低い程、荷重に
耐える用途に適している。
米国特許第3,997,514号に50%またはそれ以下の圧縮
永久ひずみを有するポリウレタンエラストマーの製造方
法が開示されている。この方法において、イソシアネー
ト末端化された予備重合体は次の工程により調製され、
そして加硫される: 1.2,4-トリレンジイソシアネートの如き芳香族ジイソ
シアネートをポリ(テトラメチレンエーテル)グリコー
ル(分子量約1,000)の如きグリコールでキャッピング
し、 2.生じる中間体を脂肪族ジイソシアネートと反応させ
て予備重合体を生成させ、そして 3.適当なジアミンを用いてこの予備重合体を硬化して
特に50%またはそれ以下の改善された圧縮永久ひずみ
を有する加硫物を生成させる。芳香族イソシアネートの
例は第1欄の最後から2番目の節に与えられ、そして交
叉結合剤として有用な芳香族ポリアミンの例は第2欄の
最後から2番目の節に与えられる。トリレンジアミン並
びに4,4′−メチレンジアニリンがとりわけこの節に
おいて列挙されるポリアミンの例である。
永久ひずみを有するポリウレタンエラストマーの製造方
法が開示されている。この方法において、イソシアネー
ト末端化された予備重合体は次の工程により調製され、
そして加硫される: 1.2,4-トリレンジイソシアネートの如き芳香族ジイソ
シアネートをポリ(テトラメチレンエーテル)グリコー
ル(分子量約1,000)の如きグリコールでキャッピング
し、 2.生じる中間体を脂肪族ジイソシアネートと反応させ
て予備重合体を生成させ、そして 3.適当なジアミンを用いてこの予備重合体を硬化して
特に50%またはそれ以下の改善された圧縮永久ひずみ
を有する加硫物を生成させる。芳香族イソシアネートの
例は第1欄の最後から2番目の節に与えられ、そして交
叉結合剤として有用な芳香族ポリアミンの例は第2欄の
最後から2番目の節に与えられる。トリレンジアミン並
びに4,4′−メチレンジアニリンがとりわけこの節に
おいて列挙されるポリアミンの例である。
米国特許第3,428,610号は交叉結合されたポリウレタン
プラスチック及びこのものの製造方法に関するものであ
る。この交叉結合されたポリウレタンは(1)0.5乃至
15%間の遊離のNCO基を含む中間体1当量を(2)
0.8乃至1.2当量間の液体芳香族ジアミンと反応さ
せることにより調製される。この液体芳香族ジアミンは
(i)1つのアミノ基に対してオルト位置にある炭素原子
1〜3個の1つの直鎖状アルキル置換基及び他のアミノ
基に対して両方ともオルト位置にある炭素原子1〜3個
の2つの直鎖状アルキル置換基、または(ii)両方のアミ
ノ基の両方ともオルト位置にある炭素原子1〜3個の2
つの直鎖状アルキル置換基を有する。この特許にはn=
2〜8である式 OCN−(CH2)n−NCO を有する脂肪族ポリイソシアネート及び芳香族ジイソシ
アネートの如きいずれかの適当な有機ポリイソシアネー
トを使用し得ることが開示されている。ポリイソシアネ
ートの例は第3及び4欄にまたがる節に与えられてい
る。第4欄における最初の全体の節に述べられる適当な
芳香族ジアミンの中には1−メチル−3,5−ジエチル−
2,4−ジアミノベンゼン及び1−メチル−3,5−ジ
エチル−2,6−ジアミノベンゼンがある。(またこれ
ら両方の異性体はジエチルトルエンジアミンまたはDE
TDAとしても公知である。)しかしながら、この文献
は特定の芳香族ジアミンの使用の効果及び生じるポリウ
レタンエラストマーの圧縮永久ひずみに対するその効果
に関するものではない。
プラスチック及びこのものの製造方法に関するものであ
る。この交叉結合されたポリウレタンは(1)0.5乃至
15%間の遊離のNCO基を含む中間体1当量を(2)
0.8乃至1.2当量間の液体芳香族ジアミンと反応さ
せることにより調製される。この液体芳香族ジアミンは
(i)1つのアミノ基に対してオルト位置にある炭素原子
1〜3個の1つの直鎖状アルキル置換基及び他のアミノ
基に対して両方ともオルト位置にある炭素原子1〜3個
の2つの直鎖状アルキル置換基、または(ii)両方のアミ
ノ基の両方ともオルト位置にある炭素原子1〜3個の2
つの直鎖状アルキル置換基を有する。この特許にはn=
2〜8である式 OCN−(CH2)n−NCO を有する脂肪族ポリイソシアネート及び芳香族ジイソシ
アネートの如きいずれかの適当な有機ポリイソシアネー
トを使用し得ることが開示されている。ポリイソシアネ
ートの例は第3及び4欄にまたがる節に与えられてい
る。第4欄における最初の全体の節に述べられる適当な
芳香族ジアミンの中には1−メチル−3,5−ジエチル−
2,4−ジアミノベンゼン及び1−メチル−3,5−ジ
エチル−2,6−ジアミノベンゼンがある。(またこれ
ら両方の異性体はジエチルトルエンジアミンまたはDE
TDAとしても公知である。)しかしながら、この文献
は特定の芳香族ジアミンの使用の効果及び生じるポリウ
レタンエラストマーの圧縮永久ひずみに対するその効果
に関するものではない。
米国特許第4,218,543号は特定のポリイソシアネート、
ポリヒドロキシ化合物及び特定の活性芳香族ポリアミン
の高い反応性系を用いる反応射出成形の技術により密な
表面を有するエラストマー性成形物の一段の製造方法に
関するものである。またこの特許はエラストマー性成形
物を調製する際に有用な活性水素含有配合物に関するも
のであり、ここに該配合物はポリヒドロキシル化合物及
び特定の活性芳香族ジアミンからなる。このエラストマ
ー性成形物は次のものをベースとする: (a) 4,4′−ジイソシアナトジフエニルメタンをベ
ースとする4,4′−ジイソシアナトジフエニルメタン
及びポリイソシアネート; (b) 1,800〜12,000の分子量を有する化合
物を含み、そして好ましくは少なくとも2個の第1級ヒ
ドロキシル基を含むヒドロキシル基; (c) 鎖延長剤としての活性芳香族アミン; (d) ヒドロキシル基及びイソシアネート基間の反応用
の触媒;並びに (e) 場合によっては、ポリウレタン化学で公知のブロ
ーイング(blowing)剤、補助剤及び/または添加剤。
ポリヒドロキシ化合物及び特定の活性芳香族ポリアミン
の高い反応性系を用いる反応射出成形の技術により密な
表面を有するエラストマー性成形物の一段の製造方法に
関するものである。またこの特許はエラストマー性成形
物を調製する際に有用な活性水素含有配合物に関するも
のであり、ここに該配合物はポリヒドロキシル化合物及
び特定の活性芳香族ジアミンからなる。このエラストマ
ー性成形物は次のものをベースとする: (a) 4,4′−ジイソシアナトジフエニルメタンをベ
ースとする4,4′−ジイソシアナトジフエニルメタン
及びポリイソシアネート; (b) 1,800〜12,000の分子量を有する化合
物を含み、そして好ましくは少なくとも2個の第1級ヒ
ドロキシル基を含むヒドロキシル基; (c) 鎖延長剤としての活性芳香族アミン; (d) ヒドロキシル基及びイソシアネート基間の反応用
の触媒;並びに (e) 場合によっては、ポリウレタン化学で公知のブロ
ーイング(blowing)剤、補助剤及び/または添加剤。
芳香族アミンの例には1−メチル−3,5−ジエチル−
2,4−ジアミノベンゼン及び1−メチル−3,5−ジ
エチル−2,6−ジアミノベンゼンがある。
2,4−ジアミノベンゼン及び1−メチル−3,5−ジ
エチル−2,6−ジアミノベンゼンがある。
この特許(米国特許第4,218,543号)はゲル化時間が極
めて速い(約1秒間またはそれ以下)ポリウレタンの反
応射出成形に関するものである。この特許の技術を基礎
として、数分間程度のゲル化時間を必要とするポリウレ
タンキャストエラストマーに、ジエチルトルエンジアミ
ン(DETDA)を使用し得ることは予期されなかった
であろう。殊に、ポリウレタンエラストマーを製造する
際の硬化剤としてDETDAを用いる場合に特殊なポリ
ウレタン予備重合体を用いて良好な圧縮永久ひずみ特性
を得ることができることは予期されなかったであろう。
めて速い(約1秒間またはそれ以下)ポリウレタンの反
応射出成形に関するものである。この特許の技術を基礎
として、数分間程度のゲル化時間を必要とするポリウレ
タンキャストエラストマーに、ジエチルトルエンジアミ
ン(DETDA)を使用し得ることは予期されなかった
であろう。殊に、ポリウレタンエラストマーを製造する
際の硬化剤としてDETDAを用いる場合に特殊なポリ
ウレタン予備重合体を用いて良好な圧縮永久ひずみ特性
を得ることができることは予期されなかったであろう。
良好な圧縮永久ひずみは例えばトルエンジイソシアネー
トが予備重合体を調製する際に使用されるジイソシアネ
ートであり、そしてメチレンビス(o−クロロアニリ
ン)[MBCA、メチレンビス(o−クロロアニリン)
の商標MOCA としても公知]を用いて硬化を行う公
知のキャストエラストマー分野で達成される。
トが予備重合体を調製する際に使用されるジイソシアネ
ートであり、そしてメチレンビス(o−クロロアニリ
ン)[MBCA、メチレンビス(o−クロロアニリン)
の商標MOCA としても公知]を用いて硬化を行う公
知のキャストエラストマー分野で達成される。
この系の原理的欠点は実験動物を用いた試験を基に発癌
性の疑いが報告されているMBCAの使用を必要とする
点にある。
性の疑いが報告されているMBCAの使用を必要とする
点にある。
良好な圧縮永久ひずみ、即ち40%より少ないか、また
はこれに等しい値の圧縮永久ひずみを有し、そしてMB
CAの使用を必要としない、ポリウレタンキャステイン
グ可能な(castable)エラストマーが本分野に寄与する
ものとして待望されている。
はこれに等しい値の圧縮永久ひずみを有し、そしてMB
CAの使用を必要としない、ポリウレタンキャステイン
グ可能な(castable)エラストマーが本分野に寄与する
ものとして待望されている。
本発明はp−TMXDIベースの予備重合体並びにDE
TDA、2,4−ビス(p−アミノベンジル)アニリン
(BABA)及びその混合物から選ばれる芳香族ジアミ
ンの反応生成物からなる、約40%より少ないか、また
はこれに等しい圧縮永久ひずみを有するポリウレタンエ
ラストマー組成物を提供する。
TDA、2,4−ビス(p−アミノベンジル)アニリン
(BABA)及びその混合物から選ばれる芳香族ジアミ
ンの反応生成物からなる、約40%より少ないか、また
はこれに等しい圧縮永久ひずみを有するポリウレタンエ
ラストマー組成物を提供する。
本発明は (a) 末端反応性イソシアネート基を有し、且つ高分子
ジオールと化学量論的過剰のp−TMXDIとの反応生
成物として生成されるポリウレタン予備重合体;と (b) 硬化させるに有効量のDETDA、BABA及び
その混合物よりなる群から選ばれる硬化剤;並びに (c) 場合によっては硬化剤の重量を基準として約0.
01〜約2重量%の触媒;との反応生成物からなる、4
0%より少ないか、またはこれに等しい圧縮永久ひずみ
を有するポリウレタンエラストマー組成物を提供する。
ジオールと化学量論的過剰のp−TMXDIとの反応生
成物として生成されるポリウレタン予備重合体;と (b) 硬化させるに有効量のDETDA、BABA及び
その混合物よりなる群から選ばれる硬化剤;並びに (c) 場合によっては硬化剤の重量を基準として約0.
01〜約2重量%の触媒;との反応生成物からなる、4
0%より少ないか、またはこれに等しい圧縮永久ひずみ
を有するポリウレタンエラストマー組成物を提供する。
本発明の他の具体例は(a)のポリウレタン予備重合体を
(b)の硬化剤及び場合によっては(c)の触媒と反応させる
工程からなる、約40%より少ないか、またはこれに等
しい圧縮永久ひずみを有するポリウレタンエラストマー
の製造方法を提供する。
(b)の硬化剤及び場合によっては(c)の触媒と反応させる
工程からなる、約40%より少ないか、またはこれに等
しい圧縮永久ひずみを有するポリウレタンエラストマー
の製造方法を提供する。
また本発明の他の具体例において、本発明の組成物から
製造される製品が提供される。
製造される製品が提供される。
p−TMXDIの化学式は次のものである: またp−TMXDIは例えば米国特許第4,361,518号、
同第4,379,767号及び同第4,399,074号参照の本分野で公
知の方法により調製することができ、ここにこの開示例
も参考として本明細書に併記する。
同第4,379,767号及び同第4,399,074号参照の本分野で公
知の方法により調製することができ、ここにこの開示例
も参考として本明細書に併記する。
本明細書に用いる「高分子ジオール」なる用語には相溶
性(compatible)ジオールの混合物、例えばポリエーテ
ルジオールの混合物、ポリエステルジオールの混合物、
並びにポリエーテルジオール及びポリエステルジオール
の相溶性混合物が含まれる。「相溶性」なる用語はジオ
ールが単一相を形成するように相互に溶解することを意
味することは本分野に精通せる者には明らかであろう。
性(compatible)ジオールの混合物、例えばポリエーテ
ルジオールの混合物、ポリエステルジオールの混合物、
並びにポリエーテルジオール及びポリエステルジオール
の相溶性混合物が含まれる。「相溶性」なる用語はジオ
ールが単一相を形成するように相互に溶解することを意
味することは本分野に精通せる者には明らかであろう。
例えばヒドロキシル末端化されたポリウレタンエラスト
マーの製造に通常使用されるポリエーテル及びポリエス
テルジオールは本発明の組成物を製造する際の高分子ジ
オールとして用いることができる。代表的なジオールに
はポリアルキレンエーテルグリコール例えばポリエチレ
ンエーテルグリコール、ポリプロピレンエーテルグリコ
ール及びポリ(テトラメチレンエーテル)グリコール並
びに環式エーテル例えばエチレンオキシド、プロピレン
オキシド、トリメチレンオキシド及びテトラヒドロフラ
ンと脂肪族ジオール例えばエチレングリコール、1,3
−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ジエチレ
ングリコール、ジプロピレングリコール、1,2−プロ
ピレングリコール及び1,3−プロピレングリコールと
の共重合により調製されるポリエーテルがある。ポリエ
ーテルの混合物、例えばポリテトラメチレンエーテルグ
リコール及びポリプロピレン−ポリエチレンオキシドエ
ーテルグリコールの混合物を使用し得る。
マーの製造に通常使用されるポリエーテル及びポリエス
テルジオールは本発明の組成物を製造する際の高分子ジ
オールとして用いることができる。代表的なジオールに
はポリアルキレンエーテルグリコール例えばポリエチレ
ンエーテルグリコール、ポリプロピレンエーテルグリコ
ール及びポリ(テトラメチレンエーテル)グリコール並
びに環式エーテル例えばエチレンオキシド、プロピレン
オキシド、トリメチレンオキシド及びテトラヒドロフラ
ンと脂肪族ジオール例えばエチレングリコール、1,3
−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ジエチレ
ングリコール、ジプロピレングリコール、1,2−プロ
ピレングリコール及び1,3−プロピレングリコールと
の共重合により調製されるポリエーテルがある。ポリエ
ーテルの混合物、例えばポリテトラメチレンエーテルグ
リコール及びポリプロピレン−ポリエチレンオキシドエ
ーテルグリコールの混合物を使用し得る。
本明細書で有用であるが、これに限定されない適当なヒ
ドロキシル末端化されたポリエステルにはポリエチレン
アジペート、ポリプロピレンアジペート、ポリ(エチレ
ン−プロピレン)アジペート、ポリブチレンアジペー
ト、ポリヘキサメチレンアジペートなど、並びにエチレ
ングリコール及びプロピレングリコールをその調製中に
前記のポリエステルと共重合させることにより製造され
るコポリエステル、例えばポリ(1,4−ブチレン−エ
チレン)アジペート、ポリ(1,4−ブチレン−プロピ
レン)アジペート及びポリ(1,4−ブチレン−エチレ
ン−プロピレン)アジペートが含まれる。他のヒドロキ
シル末端化されたポリエステルはポリウレタン技術に有
用なものとして十分認識され、そしてカプロラクトンの
重合並びにジカルボン酸例えばコハク酸、マロン酸、ピ
メリン酸、セバシン酸及びスベリン酸と殊にジオール例
えばエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、
1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3
−プロパンジオール、1,4−ブタン−ジオール、1,
5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど
との縮合から誘導されるものが含まれる。またポリエス
テルの混合物を用いることができる。
ドロキシル末端化されたポリエステルにはポリエチレン
アジペート、ポリプロピレンアジペート、ポリ(エチレ
ン−プロピレン)アジペート、ポリブチレンアジペー
ト、ポリヘキサメチレンアジペートなど、並びにエチレ
ングリコール及びプロピレングリコールをその調製中に
前記のポリエステルと共重合させることにより製造され
るコポリエステル、例えばポリ(1,4−ブチレン−エ
チレン)アジペート、ポリ(1,4−ブチレン−プロピ
レン)アジペート及びポリ(1,4−ブチレン−エチレ
ン−プロピレン)アジペートが含まれる。他のヒドロキ
シル末端化されたポリエステルはポリウレタン技術に有
用なものとして十分認識され、そしてカプロラクトンの
重合並びにジカルボン酸例えばコハク酸、マロン酸、ピ
メリン酸、セバシン酸及びスベリン酸と殊にジオール例
えばエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、
1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3
−プロパンジオール、1,4−ブタン−ジオール、1,
5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど
との縮合から誘導されるものが含まれる。またポリエス
テルの混合物を用いることができる。
少なくとも約300の数平均分子量を有する高分子ジオ
ールを用いることができる。一般に、用いる分子量は約
300〜約6000の範囲である。約400〜約300
0の範囲が好ましく、約1000〜約3000が最も好
ましい。
ールを用いることができる。一般に、用いる分子量は約
300〜約6000の範囲である。約400〜約300
0の範囲が好ましく、約1000〜約3000が最も好
ましい。
上に特記される範囲内の数平均分子量を有するいずれか
のポリエーテルを用いることができる。しかしながら、
一般に約445〜約2100の範囲内の数平均分子量を
有するポリエーテルを用いる。この範囲内の生成物は商
業的に入手できる。好ましくは、数平均分子量は約80
0〜約2000の範囲内である。
のポリエーテルを用いることができる。しかしながら、
一般に約445〜約2100の範囲内の数平均分子量を
有するポリエーテルを用いる。この範囲内の生成物は商
業的に入手できる。好ましくは、数平均分子量は約80
0〜約2000の範囲内である。
上に特記される範囲内の数平均分子量を有するポリエス
テルを高分子ジオールに対して用いることができる。し
かしながら、一般に約300〜約3500の範囲内の数
平均分子量を有するポリエステルが用いられ、約400
〜3000が好ましく、そして約1000〜約3000
が最も好ましい。
テルを高分子ジオールに対して用いることができる。し
かしながら、一般に約300〜約3500の範囲内の数
平均分子量を有するポリエステルが用いられ、約400
〜3000が好ましく、そして約1000〜約3000
が最も好ましい。
上記のように化学量論的過剰のp−TMXDIを高分子
ジオールと反応させて(a)の予備重合体を生成させる。
一般に、p−TMXDI中の−NCOの高分子ジオール
中の−OH基に対する当量の比は約2:1〜約5:1で
あり、約2.5:1〜約4.5:1が好ましく、そして
約3.0:1〜約3.5:1が最も好ましい。
ジオールと反応させて(a)の予備重合体を生成させる。
一般に、p−TMXDI中の−NCOの高分子ジオール
中の−OH基に対する当量の比は約2:1〜約5:1で
あり、約2.5:1〜約4.5:1が好ましく、そして
約3.0:1〜約3.5:1が最も好ましい。
ポリウレタンを製造する予備重合体は予備重合体の重量
を基準として少なくとも約2重量%のイソシアネート含
有量(%NCO)を有する。通常イソシアネート含有量
は約2.0〜約9.0重量%の範囲内であり、約4.0
〜約7.5重量%が好ましく、そして約4.5〜約7.
0重量%が更に好ましい。%NCOは最終の硬化された
エラストマーの硬さに関係し、そして望ましい硬さに依
存して変えることができる。
を基準として少なくとも約2重量%のイソシアネート含
有量(%NCO)を有する。通常イソシアネート含有量
は約2.0〜約9.0重量%の範囲内であり、約4.0
〜約7.5重量%が好ましく、そして約4.5〜約7.
0重量%が更に好ましい。%NCOは最終の硬化された
エラストマーの硬さに関係し、そして望ましい硬さに依
存して変えることができる。
(a)の予備重合体と反応される硬化剤はDETDA、B
ABA及びその混合物よりなる群から選ばれる。
ABA及びその混合物よりなる群から選ばれる。
DETDAは通常2つの異性体1−メチル−3,5−ジ
エチル−2,4−ジアミノベンゼン及び1−メチル−
3,5−ジエチル−2,6−ジアミノベンゼンを表わ
す。2,4−異性体76重量%及び2,6−異性体21
重量%を含むものとして報告されている混合物はEthyl
Corp.から商業的に入手し得る。(この生成物の残り
のものは他のアルキル化されたm−フエニレンジアミン
からなることが報告されている。)混合物中の2,4−
及び2,6−異性体のいずれかの配合物または個々の異
性体はそれ自体有用であることを知り得る。しかしなが
ら、その極めて類似した物理的特性のために異性体の分
離は困難であるので、商業的に入手し得るDETDAを
用いることは経済的に有利である。
エチル−2,4−ジアミノベンゼン及び1−メチル−
3,5−ジエチル−2,6−ジアミノベンゼンを表わ
す。2,4−異性体76重量%及び2,6−異性体21
重量%を含むものとして報告されている混合物はEthyl
Corp.から商業的に入手し得る。(この生成物の残り
のものは他のアルキル化されたm−フエニレンジアミン
からなることが報告されている。)混合物中の2,4−
及び2,6−異性体のいずれかの配合物または個々の異
性体はそれ自体有用であることを知り得る。しかしなが
ら、その極めて類似した物理的特性のために異性体の分
離は困難であるので、商業的に入手し得るDETDAを
用いることは経済的に有利である。
DETDA及びBABAの混合物を望まれるエラストマ
ーの特性により変えて混合物中にて各々の量で用いるこ
とができる。しかしながら、この2つのものを一緒にす
る追加の利点はない。DETDA及びBABAの両方と
も良好な圧縮永久ひずみ特性を有するエラストマーを生
じさせるが、DETDAが好ましい。このことは同様の
イソシアネート含有量を有する重合体に対してDETD
Aを用いて引張強さ、伸び及び引裂強さの如き特性に対
して高い値を有するエラストマーを生成させるように見
えるからである。
ーの特性により変えて混合物中にて各々の量で用いるこ
とができる。しかしながら、この2つのものを一緒にす
る追加の利点はない。DETDA及びBABAの両方と
も良好な圧縮永久ひずみ特性を有するエラストマーを生
じさせるが、DETDAが好ましい。このことは同様の
イソシアネート含有量を有する重合体に対してDETD
Aを用いて引張強さ、伸び及び引裂強さの如き特性に対
して高い値を有するエラストマーを生成させるように見
えるからである。
好ましくは化学量論量の約75〜約110%の硬化剤を
用いる。MBCAの如き公知の硬化剤で硬化される予備
重合体をベースとする公知の類似のトルエンジイソシア
ートと異なり、化学量論比(硬化剤中のアミンの当量/
予備重合体中のイソシアネートの当量)は高度に臨界的
ではない。しかしながら、便宜的に約85〜約95%が
好適な化学量論比である。
用いる。MBCAの如き公知の硬化剤で硬化される予備
重合体をベースとする公知の類似のトルエンジイソシア
ートと異なり、化学量論比(硬化剤中のアミンの当量/
予備重合体中のイソシアネートの当量)は高度に臨界的
ではない。しかしながら、便宜的に約85〜約95%が
好適な化学量論比である。
1つまたはそれ以上の上記の高分子ジオールを化学量論
的過剰の上記p−TMXDIと反応させる十分公知の方
法によりポリウレタンを製造する。次に生じる反応生成
物(予備重合体)を上記の硬化剤と更に反応させる。予
備重合体の調製中に、場合によっては予備重合体の重量
を基準として約0.005〜約0.1重量%の量で塩化
ベンゾイルを加え得る。特定の予備重合体特性に処理す
るか、またはこれを得るために所定の用途に必要である
か、または所望であり得るように予備重合体をやや酸性
に保持するように塩化ベンゾイルを使用し得ることは本
分野に精通せる者には分るであろう。
的過剰の上記p−TMXDIと反応させる十分公知の方
法によりポリウレタンを製造する。次に生じる反応生成
物(予備重合体)を上記の硬化剤と更に反応させる。予
備重合体の調製中に、場合によっては予備重合体の重量
を基準として約0.005〜約0.1重量%の量で塩化
ベンゾイルを加え得る。特定の予備重合体特性に処理す
るか、またはこれを得るために所定の用途に必要である
か、または所望であり得るように予備重合体をやや酸性
に保持するように塩化ベンゾイルを使用し得ることは本
分野に精通せる者には分るであろう。
場合によっては通常のポリウレタン触媒を硬化工程に用
いることができる。使用し得る触媒にはモノー及びジカ
ルボン酸並びにその金属塩、例えばグルタル酸、ピメリ
ン酸、アゼライン酸、プロピオン酸、吉草酸、カプロン
酸、カプリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステア
リン酸、ステアリン酸スズ、ナフテン酸クロム、ナフテ
ン酸モリブデン、ナフテン酸鉛、ジラウリル酸ジブチル
スズ、二酢酸ジブチルスズ、ジラウリル酸ジメチルスズ
などが含まれるがこれに限定されるものではない。また
有用なものには第三級アミン、例えばトリエチレンジア
ミン、ジメチルオレイルアミン、トリエチレンジアミ
ン、N−エチルモルホリンなど;及びカルボン酸の無水
物、例えば無水ステアリン酸、無水フタル酸などがあ
る。触媒は好ましくは硬化温度で重合体組成物に可溶性
であるか、またはこのものと相溶性であるかのいずれか
であるべきである。入手の容易さ及び低価格のために反
応に対して好適な触媒はモノー及びジカルボン酸であ
る。このものは通常硬化剤の重量を基準として約0.0
1〜約2重量%の量で使用され、約0.1〜約1重量%
が好ましい。
いることができる。使用し得る触媒にはモノー及びジカ
ルボン酸並びにその金属塩、例えばグルタル酸、ピメリ
ン酸、アゼライン酸、プロピオン酸、吉草酸、カプロン
酸、カプリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステア
リン酸、ステアリン酸スズ、ナフテン酸クロム、ナフテ
ン酸モリブデン、ナフテン酸鉛、ジラウリル酸ジブチル
スズ、二酢酸ジブチルスズ、ジラウリル酸ジメチルスズ
などが含まれるがこれに限定されるものではない。また
有用なものには第三級アミン、例えばトリエチレンジア
ミン、ジメチルオレイルアミン、トリエチレンジアミ
ン、N−エチルモルホリンなど;及びカルボン酸の無水
物、例えば無水ステアリン酸、無水フタル酸などがあ
る。触媒は好ましくは硬化温度で重合体組成物に可溶性
であるか、またはこのものと相溶性であるかのいずれか
であるべきである。入手の容易さ及び低価格のために反
応に対して好適な触媒はモノー及びジカルボン酸であ
る。このものは通常硬化剤の重量を基準として約0.0
1〜約2重量%の量で使用され、約0.1〜約1重量%
が好ましい。
次の実施例は説明のみのために提供する。付属の特許請
求の範囲の精神及び範囲から離れずに本発明の変法が可
能であるように、実施例は本発明を限定すべきものでは
ない。
求の範囲の精神及び範囲から離れずに本発明の変法が可
能であるように、実施例は本発明を限定すべきものでは
ない。
予備重合体調製 実施例1において、次のものを85℃で4時間混合する
ことによりポリエーテル予備重合体を調製した: (a) E.I.duPont de Nemours & Co.,Inc.製の
TERACOL 2000なる商標の数平均分子量2000のポ
リ(テトラメチレンエーテル)グリコール1000g(1当
量); (b) p−TMXDI390g(3.2当量); (c) (a+b)の重量を基準として0.01重量%のジラ
ウリル酸ジブチルスズ(M&T触媒T−12,M&T
Chemicals,Inc.の商標)の存在下。イソシアネートキャ
ッピングされた予備重合体は6.2%のNCO含有量を
有していた。
ことによりポリエーテル予備重合体を調製した: (a) E.I.duPont de Nemours & Co.,Inc.製の
TERACOL 2000なる商標の数平均分子量2000のポ
リ(テトラメチレンエーテル)グリコール1000g(1当
量); (b) p−TMXDI390g(3.2当量); (c) (a+b)の重量を基準として0.01重量%のジラ
ウリル酸ジブチルスズ(M&T触媒T−12,M&T
Chemicals,Inc.の商標)の存在下。イソシアネートキャ
ッピングされた予備重合体は6.2%のNCO含有量を
有していた。
実施例1の方法に従って実施例2〜15のポリエーテル
予備重合体を調製した。第I表は予備重合体を調製する
際に使用されるTERACOL 2000の商標のポリ
(テトラメチレンエーテル)グリコール及びp−TMX
DIの量を示す。用いる触媒は実施例1に用いたものと
同様であった。第I表において「eq」は「当量」に対する
略記である。
予備重合体を調製した。第I表は予備重合体を調製する
際に使用されるTERACOL 2000の商標のポリ
(テトラメチレンエーテル)グリコール及びp−TMX
DIの量を示す。用いる触媒は実施例1に用いたものと
同様であった。第I表において「eq」は「当量」に対する
略記である。
硬化 実施例1〜16に対し、特記せぬ限り通常90%の化学
量論量の硬化剤を100℃で予備重合体と混合し次に1
00℃で型中に注ぎ、そして圧縮して0.08″の厚さ
のシートまたは0.5″の厚さのボタンを生成させるこ
とにより予備重合体の硬化を行った。通常離型30〜6
0分後、乾燥器中で100℃にて更に16時間シート及
びボタンを後硬化させた。
量論量の硬化剤を100℃で予備重合体と混合し次に1
00℃で型中に注ぎ、そして圧縮して0.08″の厚さ
のシートまたは0.5″の厚さのボタンを生成させるこ
とにより予備重合体の硬化を行った。通常離型30〜6
0分後、乾燥器中で100℃にて更に16時間シート及
びボタンを後硬化させた。
本発明の組成物に対するポット・ライフ(pot life)
(100℃で)は存在すれば用いる触媒量に依存して一
般に約2〜約10分間の範囲内である。この範囲は商業
的用途に対して許容し得る限度内である。
(100℃で)は存在すれば用いる触媒量に依存して一
般に約2〜約10分間の範囲内である。この範囲は商業
的用途に対して許容し得る限度内である。
第II〜V表において、示される物理的特性は次の試験方
法により測定された: −硬さ、ショアA ASTM 2240 −硬さ、ショアD ASTM 2240 −100%モジュラス ASTM D-412 −200%モジュラス ASTM D-412 −300%モジュラス ASTM D-412 −引張強さ、psi ASTM D-412 −伸び、% ASTM D-412 −引裂き強さダイ「C」、pli ASTM D-624 −圧縮永久ひずみ ASTM D-395B, 70℃で22時間 実施例1〜6 第II表の実施例1〜6は本発明の組成物に対して行われ
た物理的試験の結果を報告する。実施例1〜5に用いた
DETDAはEthyl Corp.から得た。DETDA硬化さ
れ、そしてBABA硬化された重合体の圧縮永久ひずみ
値はすべて40%以下であった。
法により測定された: −硬さ、ショアA ASTM 2240 −硬さ、ショアD ASTM 2240 −100%モジュラス ASTM D-412 −200%モジュラス ASTM D-412 −300%モジュラス ASTM D-412 −引張強さ、psi ASTM D-412 −伸び、% ASTM D-412 −引裂き強さダイ「C」、pli ASTM D-624 −圧縮永久ひずみ ASTM D-395B, 70℃で22時間 実施例1〜6 第II表の実施例1〜6は本発明の組成物に対して行われ
た物理的試験の結果を報告する。実施例1〜5に用いた
DETDAはEthyl Corp.から得た。DETDA硬化さ
れ、そしてBABA硬化された重合体の圧縮永久ひずみ
値はすべて40%以下であった。
第II表において、次の略記を用いる: MDA=4,4−メチレンジアニリン MDPA=メチレンビス(ジプロピルアニリン) (Ethyl Corp.から入手) BDO=1,4−ブタンジオール 比較例7〜10 第III表の比較例7〜10は本発明ではない組成物、即
ちDETDAまたはBABA以外の硬化剤を用いて硬化
された組成物に対して行われた物理的試験の結果を報告
する。これらの組成物の圧縮永久ひずみ値はすべて40
%以上であった。
ちDETDAまたはBABA以外の硬化剤を用いて硬化
された組成物に対して行われた物理的試験の結果を報告
する。これらの組成物の圧縮永久ひずみ値はすべて40
%以上であった。
実施例11〜15 実施例11〜15(第IV表)は本発明の組成物に対する
好適な結果、殊に圧縮永久ひずみの化学量論量に対する
驚くべき無感性(insensitivity)を示す。硬化剤とし
てDETDAを用いる、5.2%NCOを有するp−T
MXDI及びポリテトラメチレンエーテルグリコールか
らの予備重合体を用いて実施例1の方法に従って行い、
そして化学量論比は75乃至110%間で変化させた。
すべての場合において、魅力ある物理的特性が硬化され
たエラストマーに対して見い出された。圧縮永久ひずみ
は常に40%より十分下であった。
好適な結果、殊に圧縮永久ひずみの化学量論量に対する
驚くべき無感性(insensitivity)を示す。硬化剤とし
てDETDAを用いる、5.2%NCOを有するp−T
MXDI及びポリテトラメチレンエーテルグリコールか
らの予備重合体を用いて実施例1の方法に従って行い、
そして化学量論比は75乃至110%間で変化させた。
すべての場合において、魅力ある物理的特性が硬化され
たエラストマーに対して見い出された。圧縮永久ひずみ
は常に40%より十分下であった。
実施例16 実施例16において、実施例1に用いた同様の方法を用
いた。しかしながら、この実施例において、予備重合体
を調製する際にポリエーテルジオールの代りにポリエス
テルジオールを用いた。
いた。しかしながら、この実施例において、予備重合体
を調製する際にポリエーテルジオールの代りにポリエス
テルジオールを用いた。
このポリエステル予備重合体は (a) 数平均分子量2100を有するポリ(エチレンア
ジペート)1801.4g(1.72当量);を (b) p−TMXDI582g(4.77当量)と; (c) (a+b)の重量を基準として0.01重量%のジラ
ウリル酸ジブチルスズ(M&T Chemic als,Inc.の商
標であるM&T 触媒T−12)の存在下で混合するこ
とにより製造した。
ジペート)1801.4g(1.72当量);を (b) p−TMXDI582g(4.77当量)と; (c) (a+b)の重量を基準として0.01重量%のジラ
ウリル酸ジブチルスズ(M&T Chemic als,Inc.の商
標であるM&T 触媒T−12)の存在下で混合するこ
とにより製造した。
この予備重合体を90%の化学量論量のDETDA(Et
hyl Corp.から入手)を用いて硬化させた。エラストマ
ーの物理的特性を第V表に示す。
hyl Corp.から入手)を用いて硬化させた。エラストマ
ーの物理的特性を第V表に示す。
Claims (6)
- 【請求項1】(a) 末端反応性イソシアネート基を有
し、且つ高分子ジオールと化学量論的過剰のp−テトラ
メチルキシレンジイソシアネートとの反応生成物として
生じるポリウレタン予備重合体;を (b) 硬化させるに有効量のジエチルトルエンジアミ
ン、2,4−ビス(p−アミノベンジル)アニリン及び
その混合物よりなる群から選ばれる硬化剤;並びに (c) 場合によっては硬化剤の重量を基準として0.
01〜2重量%の触媒;と反応させる工程からなる、4
0%より少ないか、またはこれに等しい圧縮永久ひずみ
を有するポリウレタンエラストマーの製造方法。 - 【請求項2】p−テトラメチルキシレンジイソシアネー
トの高分子ジオールに対する当量の比が2:1〜5:1
である、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 - 【請求項3】該ジオールがポリテトラメチレンエーテル
グリコールまたはポリエチレンアジペートである、特許
請求の範囲第1項または第2項に記載の方法。 - 【請求項4】該予備重合体が予備重合体の重量を基準と
して4.5〜7.0重量%のイソシアネート含有量を有
する、特許請求の範囲第1〜3項のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項5】該硬化剤がジエチルトルエンジアミンであ
る、特許請求の範囲第1〜4項のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項6】該硬化剤が2,4−ビス(p−アミノベン
ジル)アニリンである、特許請求の範囲第1〜4項のい
ずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/634,081 US4546167A (en) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | P-TMXDI Polyurethane elastomers with good compression set properties |
| US634081 | 1984-07-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6142527A JPS6142527A (ja) | 1986-03-01 |
| JPH0649747B2 true JPH0649747B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=24542356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60166038A Expired - Lifetime JPH0649747B2 (ja) | 1984-07-30 | 1985-07-29 | 優れた圧縮永久ひずみ特性を有するp―TMXDIポリウレタンエラストマーの製造方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4546167A (ja) |
| EP (1) | EP0171536B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0649747B2 (ja) |
| KR (1) | KR920007498B1 (ja) |
| AT (1) | ATE72570T1 (ja) |
| BR (1) | BR8503572A (ja) |
| CA (1) | CA1239729A (ja) |
| DE (1) | DE3585379D1 (ja) |
| HK (1) | HK21193A (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61115927A (ja) * | 1984-11-12 | 1986-06-03 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 熱可塑性樹脂 |
| JPH0678413B2 (ja) * | 1984-11-12 | 1994-10-05 | 三井東圧化学株式会社 | 熱可塑性樹脂組成物 |
| US4590254A (en) * | 1985-04-29 | 1986-05-20 | Ppg Industries, Inc. | Non-aqueous poly(urethane-urea) |
| JPS6386715A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-18 | Takeda Chem Ind Ltd | 樹脂組成物およびそれを硬化してなる樹脂 |
| US4810769A (en) * | 1987-06-05 | 1989-03-07 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process of preparing polyurethanes cured with 2,6-idaminobenzoic acid derivatives and blends of the 2, 4 and 2,6 isomers |
| JPH01310955A (ja) * | 1988-06-09 | 1989-12-15 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 輸送機用ライトカバー |
| US5130402A (en) * | 1988-07-01 | 1992-07-14 | Sanyo Chemical Industries, Ltd. | Coating composition and plastisol composition, and articles coated therewith |
| CA2020500A1 (en) * | 1989-07-28 | 1991-01-29 | Robson Mafoti | Process for the preparation of polyurea-polyurethane elastomers |
| US5171818A (en) * | 1990-03-23 | 1992-12-15 | Bruce Wilson | Sprayable aliphatic polyurea-polyurethane coating compositions and methods |
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| US5418310A (en) * | 1990-04-27 | 1995-05-23 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Mixture of isocyanate-terminated polyurethane prepolymers having good adhesion |
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| US6258917B1 (en) | 1996-05-21 | 2001-07-10 | Simula, Inc. | Extrudable thermoplastic elastomeric urea-extended polyurethane |
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