JPH11286601A - 自己潤滑性ポリウレタンエラストマーの製造法 - Google Patents

自己潤滑性ポリウレタンエラストマーの製造法

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JPH11286601A
JPH11286601A JP10088378A JP8837898A JPH11286601A JP H11286601 A JPH11286601 A JP H11286601A JP 10088378 A JP10088378 A JP 10088378A JP 8837898 A JP8837898 A JP 8837898A JP H11286601 A JPH11286601 A JP H11286601A
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JP
Japan
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diisocyanate
oil
polyurethane elastomer
lubricating
lubricating oil
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Application number
JP10088378A
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English (en)
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Tetsuya Watanabe
哲也 渡辺
Takashi Yokoyama
隆 横山
Hiroyuki Otani
博之 大谷
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Nippon Mektron KK
Original Assignee
Nippon Mektron KK
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑油を高含有率で添加することができ、従
って摩擦抵抗を大幅に減少せしめたスライドシールを成
形し得る自己潤滑性ポリウレタンエラストマーを簡易的
な工程で製造し得る方法を提供する。 【解決手段】 潤滑剤の存在下でポリオール成分および
ジイソシアネート成分を反応させ、自己潤滑性ポリウレ
タンエラストマーを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自己潤滑性ポリウ
レタンエラストマーの製造法に関する。更に詳しくは、
スライドシール等の成形材料として好適に用いられる自
己潤滑性ポリウレタンエラストマーの製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在用いられている種々のエラストマー
の中でも、ポリウレタンエラストマーはそのすぐれた耐
摩耗性や耐油性の故に、パッキン、Oリング等のシール
部材の成形材料として広く用いられている。
【0003】このような特性を有するポリウレタンエラ
ストマーをスライドシールとして用いる場合、シール性
ばかりではなく、エラストマーのスライドに対する摩擦
摩耗特性も重要な要素とされている。
【0004】従来スライドシールとしては、圧縮成形法
によって成形されたポリウレタンエラストマーが用いら
れているが、摩擦抵抗が大きく、また耐久性に欠けるな
どの問題点がみられ、こうした問題点を解決するため
に、潤滑剤や潤滑油をポリウレタンエラストマーに添加
するという種々の改善が試みられている。
【0005】しかしながら、こうした従来の改善方法で
は、潤滑剤や潤滑油の添加割合は数重量%程度が限界で
あり、また製造工程を複雑化させるといった欠点がみら
れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、潤滑
油を高含有率で添加することができ、従って摩擦抵抗を
大幅に減少せしめたスライドシールを成形し得る自己潤
滑性ポリウレタンエラストマーを簡易的な工程で製造し
得る方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
潤滑剤の存在下でポリオール成分およびジイソシアネー
ト成分を反応させ、自己潤滑性ポリウレタンエラストマ
ーを製造することによって達成される。
【0008】
【発明の実施の形態】潤滑剤存在下でのポリウレタン化
反応、好ましくは鎖伸長剤を用いてのポリウレタン化反
応およびそれに引き続いて行われる成形は、例えば次の
ようにして行うことができる。 (1)ポリオール成分に予め触媒および鎖伸長剤を混合し
た後、ジイソシアネートおよび潤滑油を加えて反応させ
る。このまま型内に注入し、約80〜120℃で約15〜30分
間硬化させた後型より取り出し、そのままの形状で、あ
るいは硬化したものを粉砕し、射出成形機を用いて加熱
溶融後、成形型内で再成形した状態で、約80〜120℃の
温度で約15〜48時間程度加熱する。 (2)ポリオール成分に予め触媒を混合した後、過剰のジ
イソシアネートおよび潤滑油を加えて反応させる。約10
0〜120℃で約30〜45分間反応させた後、遊離のジイソシ
アネートを含む液状プレポリマーに鎖伸長剤を添加して
型内に注入し、そのままの形状で、あるいは硬化したも
のを粉砕し、射出成形機を用いて加熱溶融後、成形型内
で再成形した状態で、約80〜120℃の温度で約15〜48時
間程度加熱する。 (3)ポリオール成分、触媒、鎖伸長剤、潤滑剤およびジ
イソシアネートを混合して、反応させる。この場合、ジ
イソシアネートは、ポリオール成分および鎖伸長剤が保
有している官能基数より少ない当量で反応させる。得ら
れた反応生成物は、貯蔵およびロール加工することがで
き、後の段階で同一または他のジイソシアネートと混合
することにより、架橋させることができる。ジイソシア
ネートとして、4,4´-ジフェニルメタンジイソシアネー
トを使用した場合や1,6-ヘキサンジオールジアクリレー
ト、ペンタエリスリトールトリアセテート、グリセリン
モノアリルエーテル、アリルメタクリレート等の不飽和
の鎖伸長剤を使用した場合には、過酸化物やイオウなど
により架橋させることができる。
【0009】ポリオール成分としては、いずれも分子量
が約1000〜2500のポリエステルポリオール、ポリエーテ
ルポリオール、ポリカーボネートポリオール等が用いら
れる。ポリエステルポリオールとしては、周知のジカル
ボン酸とポリオールとの縮合反応生成物、ポリカプロラ
クトンポリオールなどが用いられ、ポリエーテルポリオ
ールとしては、例えばポリテトラメチレングリコールな
どが用いられ、またポリカーボネートポリオールとして
は、例えばポリヘキサメチレンカーボネートエーテル、
ポリテトラメチレンカーボネートエーテルなどが用いら
れる。
【0010】他の反応成分たるジイソシアネートとして
は、機械的な諸特性の観点から、イソホロンジイソシア
ネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添4,4´-
ジフェニルメタンジイソシアネート等の脂環式ジイソシ
アネート、あるいはトリジンジイソシアネート、4,4´-
ジフェニルメタ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-ナフチレンジイソシアネート等の芳
香族ジイソシアネートが用いられる。
【0011】これら両者の反応時に、好ましくは第3成
分として鎖伸長剤が用いられる。鎖伸長剤としては、1,
4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2,3-ブタン
ジオール等の低分子量脂肪族ジオール、これと組み合わ
されて用いられるp-フェニレンジ(β-ヒドロキシエチル
エーテル)、p-キシリレングリコール、シクロヘキサン
ジオール等の芳香族または脂環式ジオール、3,3´-ジク
ロロ-4,4´-ジアミノジフェニルメタンなどの芳香族ジ
アミン、更にはグリセリン、トリメチロールプロパン、
トリメチロールエタン等の低分子量脂肪族トリオールな
どがそれぞれ用いられる。
【0012】また、触媒としては、1,4-ジアザ[2,2,2]
ビシクロオクタン、ジブチル錫ジウアレート等が、ウレ
タン化反応原料の合計量100重量部当り約0.01〜0.5重量
部の割合で用いられる。
【0013】潤滑剤としては、鉱油(#30〜400)、シリコ
ーン油(#400、#200)、フッ素オイル(#400)、エステル油
(400cst)、ポリグリコール油(#400)等であって、その粘
度(20℃)が約500〜2000cst、好ましくは約800〜1200cst
のものが、形成されるポリウレタンエラストマー100重
量部当り約25〜80重量部、好ましくは約50〜70重量部の
割合で用いられる。これよりも粘度の低い潤滑油を用い
ると、含油ポリウレタン材から潤滑油が抜け易くなり、
一方これよりも高粘度の潤滑油を用いると、均一な潤滑
油の分散が困難となる。また、これ以下の使用割合で
は、本発明の目的とする自己潤滑性が得られず、一方こ
れ以上の割合で用いられると、ポリウレタンエラストマ
ーの成形が困難になる。
【0014】かかる自己潤滑性ポリウレタンエラストマ
ーを用いてのスライドシールの成形は、ウレタン化反応
に用いられる反応混合液を、接着剤が塗布されているス
ライドシール補強金具が予め収容されている成形金型内
に加圧注入し、加熱硬化反応させることによって行われ
る。
【0015】
【発明の効果】本発明に係る自己潤滑性ポリウレタンエ
ラストマーは、高含有率の潤滑油が細かく分散された状
態で含有されているので、これを成形してスライドシー
ルとして用いたとき、その摩擦摩耗特性を大幅に改善さ
せる。ただし、潤滑油の添加によりゴム物性の若干の低
下はみられるものの、スライドシール用途においては問
題のない程度である。
【0016】
【実施例】次に、実施例について本発明を説明する。
【0017】実施例 2液混合タイプポリウレタン材A液(ポリオール成分)90g
を減圧下で脱泡した後、1,4-ジアザ[2,2,2]ビシクロオ
クタン-ジプロピレングリコール(重量比1:2)混合物触媒
0.27gを加え、これに2液混合タイプポリウレタン材B液
(ジイソシアネート成分)90gおよび潤滑油(昭和シェル石
油製品TONNA OIL S)120gを加えて1.5分間撹拌し、減圧
下で脱泡した。
【0018】この混合液を、約50℃の成形金型に流し込
み、シート状(150×150×2mm)に成形した後、雰囲気温
度(恒温槽内温度)約80℃で約20分間硬化させた。得ら
れた含油ポリウレタンシート(潤滑油含有率40重量%)を
金型から離型させた後、更に80℃のオーブン中で24時間
二次加硫した。
【0019】得られた二次加硫シートについて、次の各
項目の測定が行われた。
【0020】比較例1 実施例において、潤滑油が用いられなかった。
【0021】比較例2 圧縮成形ポリウレタンシートについての測定が、実施例
と同様に行われた。
【0022】得られた結果は、次の表に示される。 表 試験項目 実施例 比較例1 比較例2 [物性試験] 硬さ (JIS A) 72 90 72 100%応力 (Kgf/cm) 37 99 31 引張強さ (Kgf/cm) 70 140 181 伸び (%) 220 168 374 引裂強さ (Kgf/cm) 23 60 49 [摩擦摩耗試験] 静止摩擦係数 (-) 0.47 1.09 1.32 動摩擦係数 (-) 0.40 2.70 2.67 摩耗重量 (mg) 6.7 5.6 6.4 摺動発熱温度 (℃) 37.0 95.0 140.0
【手続補正書】
【提出日】平成10年7月24日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】
【発明の実施の形態】潤滑剤存在下でのポリウレタン化
反応、好ましくは鎖伸長剤を用いてのポリウレタン化反
応およびそれに引き続いて行われる成形は、例えば次の
ようにして行うことができる。 (1)ポリオール成分に予め触媒および鎖伸長剤を混合し
た後、ジイソシアネートおよび潤滑油を加えて反応させ
る。このまま型内に注入し、約80〜120℃で約15〜30分
間硬化させた後型より取り出し、そのままの形状で、あ
るいは硬化したものを粉砕し、射出成形機を用いて加熱
溶融後、成形型内で再成形した状態で、約80〜120℃の
温度で約15〜48時間程度加熱する。 (2)ポリオール成分に予め触媒を混合した後、過剰のジ
イソシアネートおよび潤滑油を加えて反応させる。約10
0〜120℃で約30〜45分間反応させた後、遊離のジイソシ
アネートを含む液状プレポリマーに鎖伸長剤を添加して
型内に注入し、そのままの形状で、あるいは硬化したも
のを粉砕し、射出成形機を用いて加熱溶融後、成形型内
で再成形した状態で、約80〜120℃の温度で約15〜48時
間程度加熱する。 (3)ポリオール成分、触媒、鎖伸長剤、潤滑剤およびジ
イソシアネートを混合して、反応させる。この場合、ジ
イソシアネートは、ポリオール成分および鎖伸長剤が保
有している官能基数より少ない当量で反応させる。得ら
れた反応生成物は、貯蔵およびロール加工することがで
き、後の段階で同一または他のジイソシアネートと混合
することにより、架橋させることができる。ジイソシア
ネートとして、4,4´-ジフェニルメタンジイソシアネー
トを使用した場合や1,6-ヘキサンジオールジアクリレー
ト、ペンタエリスリトールトリアクリレート、グリセリ
ンモノアリルエーテル、アリルメタクリレート等の不飽
和の鎖伸長剤を使用した場合には、過酸化物やイオウな
どにより架橋させることができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 潤滑油の存在下でポリオール成分および
    ジイソシアネート成分を反応させることを特徴とする自
    己潤滑性ポリウレタンエラストマーの製造法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の自己潤滑性ポリウレタン
    エラストマーから成形されたスライドシール。
JP10088378A 1998-04-01 1998-04-01 自己潤滑性ポリウレタンエラストマーの製造法 Pending JPH11286601A (ja)

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