JP4475003B2 - Long chain alkyl group-containing diol, process for producing the same and polyurethane resin - Google Patents
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Description
本発明は、長鎖アルキル鎖をペンダント状に有し、一級の水酸基を2つ有する長鎖アルキル鎖含有ジオール、その製造方法、及びそれを使用したポリウレタン樹脂に関するものである。 The present invention relates to a long-chain alkyl chain-containing diol having a long-chain alkyl chain in a pendant shape and having two primary hydroxyl groups, a method for producing the same, and a polyurethane resin using the same.
ウレタン樹脂は、ポリオールとポリイソシアネートをウレタン結合で連結し高分子量化した樹脂であり、ポリオールとポリイソシアネートを種々変えることにより各種の性能をウレタン樹脂に付与することができる。
ウレタン樹脂の表面に非粘着性(ノンブロッキング性)、滑り性、撥水性、親油性等を付与する目的で、ウレタン樹脂に長鎖アルキル基を導入する事が検討されている。この一般的な方法として、ウレタン樹脂の原料であるジオール成分として長鎖アルキルジオールを使用する事が知られている。長鎖アルキルジオールとしては、通常両末端に水酸基を有するジオールであり、例えば、1,8オクタンジオール、1,9ノナンジオール、1,10デカンジオール、1,12ドデカンジオール等である。これらのジオ−ルを原料としたウレタン樹脂は、主鎖に長鎖アルキル基が導入される。そのため、長鎖アルキル基が表界面に配向しにくい。又、特に1,12ドデカンジオールのような高結晶性のジオールを使用するとウレタン樹脂が非常に硬くなるという欠点がある。
The urethane resin is a resin in which a polyol and a polyisocyanate are linked by a urethane bond to increase the molecular weight, and various performances can be imparted to the urethane resin by variously changing the polyol and the polyisocyanate.
For the purpose of imparting non-adhesiveness (non-blocking property), slipperiness, water repellency, lipophilicity, etc. to the surface of the urethane resin, it has been studied to introduce a long chain alkyl group into the urethane resin. As this general method, it is known to use a long-chain alkyl diol as a diol component which is a raw material of a urethane resin. The long-chain alkyl diol is usually a diol having hydroxyl groups at both ends, such as 1,8 octanediol, 1,9 nonanediol, 1,10 decanediol, 1,12 dodecanediol, and the like. In urethane resins made from these diols, long-chain alkyl groups are introduced into the main chain. Therefore, it is difficult for the long-chain alkyl group to be oriented on the surface interface. In addition, when a highly crystalline diol such as 1,12 dodecanediol is used, there is a drawback that the urethane resin becomes very hard.
しかし、長鎖アルキル基をウレタン樹脂の側鎖にペンダント状にグラフト導入できれば、長鎖アルキル基がウレタン樹脂の表面に配向し易くなり、非粘着性、滑り性、撥水性、親油性、等の性能がより向上する。
ウレタン樹脂の側鎖にペンダント状に長鎖アルキル基をグラフト導入するには、従来の、両末端に水酸基を有する1,8オクタンジオール、1,9ノナンジオール、1,10デカンジオール、1,12ドデカンジオール等のアルキレンジオ−ルではなく、長鎖アルキル鎖をペンダント状に有するジオールが必要となる。この様なジオールとしては、既にチオグリセリンを連鎖移動剤として、ポリエチレングリコール等のモノメタクリレートをラジカル重合して片末端にジオールを有するオリゴマーを使用する方法がある(例えば特許文献1及び2参照)。
しかしながらこの方法は、1)通常ジオールは一級と二級の水酸基を有し、このうち二級の水酸基がイソシアネートとの反応が遅いため、ウレタン化に時間がかかる。2)チオグリセリンと反応していない、すなわち水酸基を有していないオリゴマーが副生する。水酸基を有していないオリゴマーはイソシアネートと反応できないためウレタン樹脂に組み込まれず、ウレタン樹脂にブレンドされた状態となり、徐々にブリードアウトしたり、水や溶剤によって抽出されたりする等の問題点を有している。
However, if a long-chain alkyl group can be grafted onto the side chain of the urethane resin in a pendant form, the long-chain alkyl group can be easily oriented on the surface of the urethane resin, and non-adhesiveness, slipperiness, water repellency, lipophilicity, etc. The performance is further improved.
In order to graft a long-chain alkyl group into the side chain of a urethane resin in a pendant manner, conventional 1,8 octanediol, 1,9 nonanediol, 1,10 decanediol, 1,12 having hydroxyl groups at both ends are used. Instead of an alkylene diol such as dodecanediol, a diol having a long alkyl chain in a pendant form is required. As such a diol, there is a method of using an oligomer having a diol at one end by radical polymerization of monomethacrylate such as polyethylene glycol using thioglycerin as a chain transfer agent (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
However, in this method, 1) Ordinary diols have primary and secondary hydroxyl groups, and of these, secondary hydroxyl groups have a slow reaction with isocyanates, so that urethanization takes time. 2) An oligomer that does not react with thioglycerin, that is, has no hydroxyl group is by-produced. Oligomers that do not have a hydroxyl group cannot react with isocyanate, so they are not incorporated into the urethane resin and become a blended state with the urethane resin, causing problems such as gradual bleeding out or extraction with water or a solvent. ing.
本発明の目的は、長鎖アルキル基をペンダント状に有し、一級の水酸基を2つ有する高純度の長鎖アルキル基含有ジオールを提供すること、更に、ポリイソシアネートと重付加反応することによる長鎖アルキル基含有ジオールの製造方法を提供すること、及び長鎖アルキル基を側鎖にペンダント状にグラフト導入した新規なポリウレタン樹脂を提供することである。 An object of the present invention is to provide a high-purity long-chain alkyl group-containing diol having a long-chain alkyl group in a pendant form and having two primary hydroxyl groups, and further by a polyaddition reaction with a polyisocyanate. It is to provide a method for producing a chain alkyl group-containing diol, and to provide a novel polyurethane resin in which a long chain alkyl group is grafted onto a side chain in a pendant form.
本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、特定のジオールとジイソシアネートとを反応させることにより、長鎖アルキル基をペンダント状に有する一級のジオールを得ることができることを見出すに及んで、本発明を完成させるに至った。
更にこのジオールを原料としてポリイソシアネートと重付加反応することによって得られる、長鎖アルキル基がポリウレタン樹脂の側鎖にペンダント状に導入された、新規なグラフトウレタン樹脂が得られることを見出した。
As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have found that a primary diol having a long-chain alkyl group in a pendant form can be obtained by reacting a specific diol with a diisocyanate. It came to complete.
Furthermore, it has been found that a novel graft urethane resin obtained by polyaddition reaction with polyisocyanate using this diol as a raw material and having a long-chain alkyl group introduced pendant into the side chain of the polyurethane resin can be obtained.
すなわち、本発明は、一般式(1)で示される長鎖アルキル基含有ジオ−ルを提供するものである。 That is, the present invention provides a long-chain alkyl group-containing diol represented by the general formula (1).
(式中、R1は、炭素原子数が2〜9のアルキレン基又はジアルキレンエーテル基であり、R2は、炭素原子数が8〜36のアルキル基であり、R3は、−CO−NH−R4−NH−CO−であり、R4は、炭素原子数が2〜18の炭素原子を含む有機基で、アルキレン基、フェニレン基、シクロヘキシレン基、ビフェニレン基の何れかの官能基を含むジイソシアネート残基である。)
(In the formula, R 1 is an alkylene group or dialkylene ether group having 2 to 9 carbon atoms, R 2 is an alkyl group having 8 to 36 carbon atoms, and R 3 is —CO—NH—R 4. -NH-CO-, wherein R4 is an organic group containing a carbon atom having 2 to 18 carbon atoms, and a diisocyanate residue containing any functional group of an alkylene group, a phenylene group, a cyclohexylene group, or a biphenylene group .)
また本発明は、一般式(2)で表される化合物
HO−R1−NHCH2CH2COO−R2 (2)
(式中、R1は、炭素原子数が2〜9のアルキレン基又はジアルキレンエーテル基であり、R2は、炭素原子数が8〜36のアルキル基である。)
とジイソシアネートとを反応させることを特徴とする一般式(1)の長鎖アルキル基含有ジオ−ルの製造方法を提供するものである。
The present invention provides compounds represented by the general formula (2) HO-R1-NHCH 2 CH 2 COO-R2 (2)
(In the formula, R 1 is an alkylene group or dialkylene ether group having 2 to 9 carbon atoms, and R 2 is an alkyl group having 8 to 36 carbon atoms.)
The present invention provides a process for producing a long-chain alkyl group-containing diol represented by the general formula (1) , wherein the diisocyanate is reacted with diisocyanate.
本発明の、長鎖アルキル基をペンダント状に有し、一級の水酸基を2つ有する高純度の長鎖アルキル基含有ジオールは、ポリイソシアネートとの反応性に優れ、かつ長鎖アルキル基を側鎖にペンダント状にグラフト導入した新規なポリウレタン樹脂は、撥水性や、耐ブロッキング性や、非水分散性の優れる。 The high-purity long-chain alkyl group-containing diol having a long-chain alkyl group in a pendant form and having two primary hydroxyl groups is excellent in reactivity with polyisocyanate and has a long-chain alkyl group as a side chain. A new polyurethane resin grafted in a pendant form has excellent water repellency, blocking resistance and non-aqueous dispersibility.
次に本発明を詳細に説明する。
まず、本発明の一般式(1)で表される長鎖アルキル基含有ジオールについて説明する。
Next, the present invention will be described in detail.
First, the long-chain alkyl group-containing diol represented by the general formula (1) of the present invention will be described.
またR2は、炭素原子数が8〜36のアルキル基であり、例えばオクチル基、デシル基、ラウリル基、セチル基、ステアリル基等が挙げられる。 R2 is an alkyl group having 8 to 36 carbon atoms, and examples thereof include an octyl group, a decyl group, a lauryl group, a cetyl group, and a stearyl group.
さらにR3は、−CO−NH−R4−NH−CO−であり、この中のR4は、炭素原子数が2〜18の炭素原子を含む有機基である。かかる有機基としては、アルキレン基、フェニレン基、シクロヘキシレン基、ビフェニレン基の何れかの官能基を含むジイソシアネート残基で、例えばヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)に起因するヘキサメチレン基、イソホロンジイソシアネート(IPDI)に起因するイソホロン基、ノルボルネンジイソシアネート(NBDI)に起因するノルボルネン基などが好ましい。
Furthermore, R3 is -CO-NH-R4-NH-CO-, in which R4 is an organic group containing 2 to 18 carbon atoms. Examples of the organic group include diisocyanate residues containing any functional group of alkylene group, phenylene group, cyclohexylene group, and biphenylene group . For example, hexamethylene group derived from hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI) An isophorone group derived from the above and a norbornene group derived from norbornene diisocyanate (NBDI) are preferred.
本発明の長鎖アルキル基含有ジオールは分子中に2つの1級水酸基を有し分子量としては、500〜2000が好適である。 The long-chain alkyl group-containing diol of the present invention has two primary hydroxyl groups in the molecule, and the molecular weight is preferably 500 to 2,000.
次に、前記した一般式(1)で表される長鎖アルキル基含有ジオールの製造方法について説明する。かかる製造方法としては、まず下記化合物(I)と化合物(II)とをマイケル付加反応させて分子の末端に一級水酸基を有する化合物(III)を製造する。式で表すと下記のとおりとなる。 Next, a method for producing the long-chain alkyl group-containing diol represented by the general formula (1) will be described. As such a production method, first, the following compound (I) and compound (II) are subjected to a Michael addition reaction to produce a compound (III) having a primary hydroxyl group at the end of the molecule. This is expressed as follows.
化合物(I)は、R1が炭素原子数が2〜9のアルキレン基又はジアルキレンエーテル基である水酸基を有する一級アミンを表し、化合物(II)は、R2が炭素原子数8〜36のアルキル基である、モノアクリレートを表す。 Compound (I) represents a primary amine having a hydroxyl group in which R1 is an alkylene group or dialkylene ether group having 2 to 9 carbon atoms, and Compound (II) is an alkyl group in which R2 is 8 to 36 carbon atoms. Represents a monoacrylate.
次いで前記の2級アミン(III)2モルと、(IV)で示されるジイソシアネート1モルとを反応させ、水酸基を残してNH基とジイソシアネートのNCO基とを反応させ、本発明の長鎖アルキル基含有ジオ−ルを製造することができる。これを式で表すと下記のとおりとなる。 Next, 2 mol of the secondary amine (III) is reacted with 1 mol of the diisocyanate represented by (IV), the NH group and the NCO group of the diisocyanate are reacted leaving the hydroxyl group, and the long-chain alkyl group of the present invention. Containing diols can be produced. This is expressed as follows.
化合物(I)の水酸基を有する一級アミンとしては、例えば2−アミノエタノール(モノエタノールアミン)、2−(2−アミノエトキシ)エタノール、3−アミノプロパノール 4−アミノブタノール等の一級水酸基と一級アミノ基を有する化合物が挙げられる。 Examples of the primary amine having a hydroxyl group of the compound (I) include primary hydroxyl groups and primary amino groups such as 2-aminoethanol (monoethanolamine), 2- (2-aminoethoxy) ethanol, 3-aminopropanol 4-aminobutanol and the like. The compound which has is mentioned.
また、長鎖アルキル鎖を有するモノアクリレート(II)としては、例えばn−オクチル基、2−エチルヘキシル基、イソノニル基、n−デシル基、イソデシル基、n−ドデシル基(ラウリル基)セチル基、ステアリル基を有するモノアルコールとアクリル酸とのエステルが挙げられる。 Moreover, as monoacrylate (II) which has a long-chain alkyl chain, for example, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, isononyl group, n-decyl group, isodecyl group, n-dodecyl group (lauryl group) cetyl group, stearyl Examples thereof include esters of monoalcohol having a group and acrylic acid.
2級アミン(III)の2級アミノ基をイソシアネート基と反応させ、2級アミノ化合物(III)を尿素結合で2量化する目的で、ジイソシアネートが使用されるが、かかるジイソシアネートとしては、例えばトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネートなど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、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネートなどの脂肪族或は脂環族ジイソシアネート、なかには反応性の大きい芳香族ジイソシアネートより脂肪族、脂環族ジイソシアネートの方が好ましく、具体的にはヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添MDI)がより好ましく用いられる。 A diisocyanate is used for the purpose of reacting the secondary amino group of the secondary amine (III) with an isocyanate group to dimerize the secondary amino compound (III) with a urea bond. Aromatic diisocyanates such as isocyanate, diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, phenylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, Aliphatic or alicyclic diisocyanates such as norbornene diisocyanate In particular, aliphatic and alicyclic diisocyanates are preferable to highly reactive aromatic diisocyanates. Specifically, hexamethylene diisocyanate (HDI), trimethylhexamethylene diisocyanate (TMDI), isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated). MDI) is more preferably used.
次に、一般式(1)の長鎖アルキル基含有ジオールをポリイソシアネートと重付加反応することによって得られる、長鎖アルキル基を側鎖にペンダント状にグラフト導入した、長鎖アルキル基含有ジオールの成分単位とポリイソシアネート成分単位を有する、数平均分子量が5000〜500000のポリウレタン樹脂について説明する。 Next, a long-chain alkyl group-containing diol obtained by graft-adding a long-chain alkyl group to a side chain in a pendant form obtained by polyaddition reaction of a long-chain alkyl group-containing diol of the general formula (1) with a polyisocyanate A polyurethane resin having a component unit and a polyisocyanate component unit and having a number average molecular weight of 5,000 to 500,000 will be described.
本発明のポリウレタン樹脂の数平均分子量は5000〜500000であり、好ましくは30000〜150000のものである。 The number average molecular weight of the polyurethane resin of the present invention is 5,000 to 500,000, preferably 30,000 to 150,000.
原料としては、本発明の一般式(1)の長鎖アルキル基含有ジオールと、通常のポリウレタン樹脂の原料として使用されるポリオール、ポリイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of the raw material include the long-chain alkyl group-containing diol represented by the general formula (1) of the present invention, and polyols and polyisocyanates used as raw materials for ordinary polyurethane resins.
ポリイソシアネートと反応するポリオールとしては、本発明の一般式(1)の長鎖アルキル基含有ジオール以外に、通常ポリウレタン樹脂の原料として使用されるポリオ−ル、低分子ポリオ−ル等を併用することができる。 As the polyol that reacts with the polyisocyanate, in addition to the long-chain alkyl group-containing diol represented by the general formula (1) of the present invention, a polyol, a low-molecular polyol, or the like that is usually used as a raw material for a polyurethane resin may be used in combination. Can do.
かかるポリオールの例としては、末端にヒドロキシル基を有する、ポリエステル、ポリカ−ボネ−ト、ポリエステルカ−ボネ−ト、ポリエ−テル、ポリエ−テルカ−ボネ−トおよびポリエステルアミド等があるが、これらのうちポリエステル、ポリカ−ボネ−ト及びポリエ−テルが好適である。 Examples of such polyols include polyesters, polycarbonates, polyester carbonates, polyethers, polyether carbonates and polyester amides having a hydroxyl group at the end. Of these, polyester, polycarbonate and polyether are preferred.
上記した末端にヒドロキシル基を有するポリエステルとしては、二価アルコ−ルと二塩基性カルボン酸との反応生成物が挙げられる。遊離ジカルボン酸の代わりに、対応の無水物又は低級アルコ−ルのジエステル或いはその混合物もポリエステルの製造に使用することができる。 Examples of the polyester having a hydroxyl group at the terminal include a reaction product of a divalent alcohol and a dibasic carboxylic acid. Instead of the free dicarboxylic acids, the corresponding anhydrides or diesters of lower alcohols or mixtures thereof can also be used for the production of the polyester.
二価アルコ−ルとしては、特に限定はしないが、エチレングリコ−ル、1,3−及び1,2−プロピレングリコ−ル、1,4−及び1,3−及び2,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサングリコ−ル、1,8−オクタンジオ−ル、ネオペンチルグリコ−ル、シクロヘキサンジメタノ−ル、1,4−ビス−(ヒドロキシメチル)−シクロヘキサン、2−メチル−1,3−プロパンジオ−ル、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオ−ル、ジエチレングリコ−ル、ジプロピレングリコ−ル、トリエチレングリコ−ル、トリプロピレングリコ−ル、ジブチレングリコ−ル等が挙げられる。 The dihydric alcohol is not particularly limited, but ethylene glycol, 1,3- and 1,2-propylene glycol, 1,4- and 1,3- and 2,3-butanediol, 1,6-hexane glycol, 1,8-octanediol, neopentyl glycol, cyclohexanedimethanol, 1,4-bis- (hydroxymethyl) -cyclohexane, 2-methyl-1,3- Propanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, dibutylene glycol, etc. Can be mentioned.
二塩基性カルボン酸としては、脂肪族、脂環族、芳香族及び/又は複素環式とすることができ、不飽和であっても或いは例えばハロゲン原子で置換されていても良い。これらカルボン酸としては、限定はしないが、例えばコハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメチン酸、無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水テトラヒドロイソフタル酸、無水ヘキサヒドロイソフタル酸、無水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、ダイマ−脂肪酸、例えばオレイン酸、ジメチルテレフタレ−ト及び混合テレフタレ−トが挙げられる。 The dibasic carboxylic acid can be aliphatic, alicyclic, aromatic and / or heterocyclic, and can be unsaturated or substituted with, for example, a halogen atom. Examples of these carboxylic acids include, but are not limited to, succinic acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimethic acid, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahexan anhydride Hydrophthalic acid, tetrahydroisophthalic anhydride, hexahydroisophthalic anhydride, endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, maleic acid, fumaric acid, dimer fatty acids such as oleic acid, dimethyl terephthalate and A mixed terephthalate is mentioned.
これら末端にヒドロキシル基を有するポリエステルは、カルボキシ末端基の一部を有することもできる。例えば、ε−カプロラクトンの様なラクトン、又はε−ヒドロキシカプロン酸の様なヒドロキシカルボン酸のポリエステルも使用することができる。 These polyesters having hydroxyl groups at the ends can also have some of the carboxy end groups. For example, a lactone such as ε-caprolactone or a polyester of a hydroxycarboxylic acid such as ε-hydroxycaproic acid can be used.
一方、末端にヒドロキシル基を有するポリカ−ボネ−トとしては、例えば、1,3−プロパンジオ−ル、1,4−ブタンジオ−ル、1,6−ヘキサンジオ−ル、ジエチレングリコ−ル、ポリエチレングリコ−ル、ポリプロピレングリコ−ル及び/又はポリテトラメチレングリコ−ルの様なジオ−ルとホスゲン、ジアリルカ−ボネ−ト(例えばジフェニルカ−ボネ−ト)もしくは環式カ−ボネ−ト(例えばプロピレンカ−ボネ−ト)との反応生成物が挙げられる。 On the other hand, examples of the polycarbonate having a hydroxyl group at the terminal include 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, and polyethylene glycol. Diols such as polyol, polypropylene glycol and / or polytetramethylene glycol and phosgene, diallyl carbonate (eg diphenyl carbonate) or cyclic carbonate (eg propylene carbonate) -Bonate).
一方、末端にヒドロキシル基を有するポリエ−テルとしては、反応性水素原子を有する出発化合物と、例えば酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレン、酸化スチレン、テトラヒドロフラン、エピクロルヒドリンの様な酸化アルキレン又はこれら酸化アルキレンの混合物との反応生成物が挙げられる。 On the other hand, as the polyether having a hydroxyl group at the terminal, a starting compound having a reactive hydrogen atom, an alkylene oxide such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide, tetrahydrofuran, epichlorohydrin, or these alkylene oxides are used. A reaction product with a mixture is mentioned.
かかる反応性水素原子を有する出発化合物としては、水、ビスフェノ−ルA並びにポリエステルポリオ−ルを製造するべく上記した二価アルコ−ルが挙げられる。 Starting compounds having such reactive hydrogen atoms include water, bisphenol A and the divalent alcohols described above to produce polyester polyols.
上記した低分子ポリオ−ルとしては、例えば前述した二価アルコ−ルが挙げられる。 Examples of the low molecular weight polyol include the divalent alcohol described above.
次に、本発明において用いられるポリイソシアネートとしては、下式
R(NCO)2
(式中、Rは任意の二価の有機基)
によって示されるジイソシアネ−トが挙げられる。
Next, as the polyisocyanate used in the present invention, the following formula R (NCO) 2
(Wherein R is any divalent organic group)
The diisocyanate shown by these is mentioned.
かかるポリイソシアネートの例としては、特に限定はしないが、テトラメチレンジイソシアネ−ト、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネ−ト、ドデカメチレンジイソシアネ−ト、シクロヘキサン−1,3−及び1,4−ジイソシアネ−ト、1−イソシアナト−3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン(=イソホロンジイソシアネ−ト)、ビス−(4−イソシアナトシクロヘキシル)メタン(=ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート)、2−及び4−イソシアナトシクロヘキシル−2´−イソシアナトシクロヘキシルメタン、1,3−及び1,4−ビス−(イソシアナトメチル)−シクロヘキサン、ビス−(4−イソシアナト−3−メチルシクロヘキシル)メタン、1,3−及び1,4−テトラメチルキシリデンジイソシアネ−ト、2,4−及び/または2,6−ジイソシアナトトルエン、2,2´−、2,4´−及び/または4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネ−ト、p−及びm−フェニレンジイソシアネ−ト、キシリレンジイソシアネ−ト、ジフェニル−4,4´−ジイソシネ−ト等が挙げられ、これらのうち4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、4,4’−MDIという)が好ましい。 Examples of such polyisocyanates include, but are not limited to, tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, cyclohexane-1,3- and 1 , 4-diisocyanate, 1-isocyanato-3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane (= isophorone diisocyanate), bis- (4-isocyanatocyclohexyl) methane (= dicyclohexylmethane diisocyanate ), 2- and 4-isocyanatocyclohexyl-2'-isocyanatocyclohexylmethane, 1,3- and 1,4-bis- (isocyanatomethyl) -cyclohexane, bis- (4-isocyanato-3-methylcyclohexyl) Methane, 1,3- and 1,4-tetramethylxylide Diisocyanate, 2,4- and / or 2,6-diisocyanatotoluene, 2,2'-, 2,4'- and / or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate -To, p- and m-phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenyl-4,4'-diisocyanate and the like. Among these, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter, 4,4′-MDI).
上記したポリウレタン樹脂の製造条件としては、特に限定はないが、通常は0〜120℃、好ましくは40〜100℃で適当な有機溶媒又は水の存在下で、これらのウレタン化原料を、触媒なしで或いは公知のウレタン化触媒を用いるか或いは反応遅延剤を添加して、撹拌混合させて得られる。更に、ポリマー化の場合、反応の終点或いは終点近くで、一官能性の活性水素を有する化合物を加えて未反応のイソシアネート基を実質的に無くすこともできる。それらのうちでも、両末端にイソシアネート基を有する比較的低分子量の樹脂、すなわちウレタンプレポリマーも製造することができる。かかるウレタンプレポリマーの数平均分子量としては、1000〜10000のものが好ましい。 The production conditions of the above polyurethane resin are not particularly limited, but usually 0 to 120 ° C., preferably 40 to 100 ° C., in the presence of a suitable organic solvent or water, these urethanized raw materials are prepared without a catalyst. Alternatively, a known urethanization catalyst is used, or a reaction retarder is added and mixed by stirring. Further, in the case of polymerization, a compound having monofunctional active hydrogen can be added at or near the end point of the reaction to substantially eliminate unreacted isocyanate groups. Among them, a relatively low molecular weight resin having isocyanate groups at both ends, that is, a urethane prepolymer can also be produced. The number average molecular weight of the urethane prepolymer is preferably 1000 to 10,000.
かかる有機溶媒の例としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、ターペン等の非極性溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル類、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエーテルエステル類、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらの有機溶媒は、ウレタン化反応の最初に全量用いても、その一部を分割して反応の途中に用いても良い。 Examples of such organic solvents include, for example, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, nonpolar solvents such as n-hexane, n-heptane, n-octane and terpenes, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, acetone , Ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate And ether esters such as dimethylformamide, diethylformamide, dimethylacetamide, and dimethylsulfoxide. These organic solvents may be used in the total amount at the beginning of the urethanization reaction, or may be partially divided and used during the reaction.
また、ウレタン化触媒としてはジブチルスズジイソシアネート、オクチル酸第一スズのようなスズ化合物、ジアザビシクロウンデセンような3級アミン、あるいは、そのカルボン酸塩等が使用でき、使用量はウレタン樹脂の固形分に対して10ppm〜1000ppmが適当である。 As the urethanization catalyst, dibutyltin diisocyanate, tin compounds such as stannous octylate, tertiary amines such as diazabicycloundecene, or carboxylates thereof can be used. 10 ppm to 1000 ppm is appropriate for the minute.
反応遅延剤としては、通常リン酸等の酸が使用される。使用量はウレタン樹脂の固形分に対して10ppm〜1000ppmが適当である。 As the reaction retarder, an acid such as phosphoric acid is usually used. The amount used is suitably 10 ppm to 1000 ppm relative to the solid content of the urethane resin.
一官能性の活性水素を有する化合物とは、メタノール、ブタノールなどのモノアルコール又はジブチルアミンなどのモノアミンが使用される。 As the compound having monofunctional active hydrogen, a monoalcohol such as methanol and butanol or a monoamine such as dibutylamine is used.
また、本発明の長鎖アルキル基含有ジオールを用いたポリウレタン樹脂に於けるNCO/OH当量比は、ポリマー化の場合は、通常0.95〜1.05、好ましくは0.98〜1.03、プレポリマー化の場合は、通常1.05〜2.5、好ましくは1.5〜2.0が用いられる。 The NCO / OH equivalent ratio in the polyurethane resin using the long-chain alkyl group-containing diol of the present invention is usually 0.95 to 1.05, preferably 0.98 to 1.03 in the case of polymerization. In the case of prepolymerization, usually 1.05-2.5, preferably 1.5-2.0 is used.
一方、本発明においては、上記ウレタンプレポリマーに対して、場合により鎖伸長剤として有機ジアミンが使用される。 On the other hand, in the present invention, an organic diamine is optionally used as a chain extender for the urethane prepolymer.
それらの有機ジアミンに特に限定はないが、例えばジアミノエタン、1,2−又は1,3−ジアミノプロパン、1,2−又は1,3−又は1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、ピペラジン、N,N´−ビス−(2−アミノエチル)ピペラジン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチル−シクロヘキサン(=イソホロンジアミン)、ビス−(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス−(4−アミノ−3−ブチルシクロヘキシル)メタン、1,2−、1,3−及び1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノプロパン、ノルボルネンジイソシアネート等があり、ヒドラジン、アミノ酸ヒドラジド、セミ−カルバジドカルボン酸のヒドラジド、ビス(ヒドラジド)及びビス(セミカルバジド)等も使用することができる。有機ジアミンを用いた鎖伸長反応条件としては、特に限定はしないが、通常80℃以下、好ましくは0〜70℃の温度で良好な撹拌条件下で実施される。 These organic diamines are not particularly limited, for example, diaminoethane, 1,2- or 1,3-diaminopropane, 1,2- or 1,3- or 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane. 1,6-diaminohexane, piperazine, N, N′-bis- (2-aminoethyl) piperazine, 1-amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethyl-cyclohexane (= isophoronediamine), bis -(4-aminocyclohexyl) methane, bis- (4-amino-3-butylcyclohexyl) methane, 1,2-, 1,3- and 1,4-diaminocyclohexane, 1,3-diaminopropane, norbornene diisocyanate, etc. Hydrazine, amino acid hydrazide, hydrazide of semi-carbazide carboxylic acid, bis (hydrazide) and bis Semicarbazide), and the like can also be used. The chain extension reaction conditions using the organic diamine are not particularly limited, but are usually 80 ° C. or lower, preferably 0 to 70 ° C. under good stirring conditions.
本発明のポリウレタン樹脂の製造方法には、必要に応じて反応の任意の時点で、酸化防止剤等の安定剤、滑剤、非溶剤、顔料、充填剤、帯電防止剤その他の添加剤を加えることができる。 In the method for producing the polyurethane resin of the present invention, a stabilizer such as an antioxidant, a lubricant, a non-solvent, a pigment, a filler, an antistatic agent and other additives are added at any time of the reaction as necessary. Can do.
本発明のポリウレタン樹脂は、長鎖アルキル基をウレタン樹脂の側鎖にペンダント状にグラフト導入したいわゆるクシ型ウレタン、すなわち長鎖アルキル基がクシの歯状にウレタン樹脂の側鎖に導入されたウレタン樹脂(図1)である。
側鎖に長鎖アルキル基をペンダント状に導入することにより、ポリウレタン樹脂の表面、又は界面の機能を改良することができる。例えば長鎖アルキル基を側鎖に有するウレタン樹脂は、非極性溶剤中で長鎖アルキル基をウレタン樹脂粒子の表面に配向させやすく、非極性溶剤に対する分散性を改良することができる(図2)。又ウレタン樹脂の表面に非粘着性(ノンブロッキング性)滑り性、撥水性、親油性、等を付与することができる。
The polyurethane resin of the present invention is a so-called comb-type urethane in which a long-chain alkyl group is grafted into a side chain of a urethane resin in a pendant manner, that is, a urethane in which a long-chain alkyl group is introduced into a side chain of a urethane resin in a comb-like shape. Resin (FIG. 1).
By introducing a long-chain alkyl group into the side chain in a pendant manner, the function of the surface or interface of the polyurethane resin can be improved. For example, a urethane resin having a long-chain alkyl group in the side chain facilitates orientation of the long-chain alkyl group on the surface of the urethane resin particles in a non-polar solvent, and can improve dispersibility in the non-polar solvent (FIG. 2). . Further, non-adhesive (non-blocking) slipperiness, water repellency, lipophilicity, etc. can be imparted to the surface of the urethane resin.
次に、本発明のポリウレタン樹脂の用途としては、例えば非水分散ウレタン(非極性溶剤中に分散させたウレタン)に使用でき、従来の極性溶剤型ウレタン(強溶剤に溶解したウレタン樹脂溶液)の環境対応型製品として用いることができる。また表面に非粘着性(ノンブロッキング性)滑り性、撥水性、親油性等の性能を付与したものは、合成皮革、人工皮革、工業用部品、フィルムなどの用途に用いることができる。 Next, as a use of the polyurethane resin of the present invention, for example, it can be used for non-aqueous dispersion urethane (urethane dispersed in a nonpolar solvent), and the conventional polar solvent type urethane (urethane resin solution dissolved in a strong solvent) It can be used as an environmentally friendly product. Further, those having a surface imparted with non-adhesive (non-blocking) slipperiness, water repellency, lipophilicity and the like can be used for applications such as synthetic leather, artificial leather, industrial parts, and films.
次に、本発明の長鎖アルキル基含有ジオール及びそれを使用したポリウレタン樹脂について、その合成例、及び応用例を示し、本発明を更に具体的に説明する。本発明はこれら合成例、応用例に限定されるものではない。尚、合成例、応用例中の部及び%は断りのない限り重量に関するものである。又、分子量とは水酸基価から計算した数平均分子量を指すものとする。 Next, with respect to the long-chain alkyl group-containing diol of the present invention and the polyurethane resin using the diol, synthesis examples and application examples thereof will be shown to describe the present invention more specifically. The present invention is not limited to these synthesis examples and application examples. In the synthesis examples and application examples, parts and% relate to the weight unless otherwise specified. The molecular weight refers to the number average molecular weight calculated from the hydroxyl value.
[実施例1] オクチル基(2−エチルヘキシル基)をペンダント状に有するジオール
窒素導入管、冷却用コンデンサー、温度計、攪拌機を備えた1リットル4つ口丸底フラスコに、モノエタノールアミン,61g(1.0モル)を入れ攪拌した。ついで、2−エチルヘキシルアクリレート184g(1.0モル)を、内温を30〜40℃に保ちながら約2時間で滴下した。その後内温を40〜50℃に保ちながら5時間攪拌した。次に、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)84g(0.5モル)を内温を30〜40℃に保ちながら約60分かけて投入した。投入後内温を40〜50℃に保ちながら1時間攪拌した。赤外分光光度計でイソシアネート基のピークが無いことを確認して、取りだした。得られたジオールは常温でほとんど無色透明の粘稠液体であった。高速液体クロマトグラフィー(東ソー 8020)でピ−クが1本で高純度品であることが確認できた。水酸基価の計算値 170.5 に対して水酸基価の実測値は
172.1でほぼ一致し、HDIでの2量化の際、水酸基とHDIは反応していないことが確認された。
DMSOを溶媒としたH−NMRの測定結果
0.8ppm:−CH3
1.2ppm:−(CH2)n−
6.2ppm:尿素結合(−NH−CO−N)
尚、H−NMRではアクリル2重結合及びウレタン結合は検出されなかった。
[Example 1] Diol having an octyl group (2-ethylhexyl group) in a pendant form A 1-liter four-necked round bottom flask equipped with a nitrogen introduction tube, a condenser for cooling, a thermometer, and a stirrer was charged with 61 g of monoethanolamine ( 1.0 mol) was added and stirred. Subsequently, 184 g (1.0 mol) of 2-ethylhexyl acrylate was added dropwise over about 2 hours while maintaining the internal temperature at 30 to 40 ° C. Then, it stirred for 5 hours, keeping internal temperature at 40-50 degreeC. Next, 84 g (0.5 mol) of hexamethylene diisocyanate (HDI) was added over about 60 minutes while maintaining the internal temperature at 30 to 40 ° C. It stirred for 1 hour, keeping internal temperature at 40-50 degreeC after throwing in. An infrared spectrophotometer was used to confirm that there was no isocyanate group peak, and the sample was taken out. The obtained diol was an almost colorless and transparent viscous liquid at room temperature. It was confirmed by high performance liquid chromatography (Tosoh 8020) that it had a single peak and was a high purity product. The actually measured value of the hydroxyl value was 172.1 with respect to the calculated value of the hydroxyl value of 170.5, and it was confirmed that the hydroxyl group and HDI did not react during the dimerization with HDI.
Measurement result of H-NMR using DMSO as a solvent 0.8 ppm: —CH 3
1.2ppm :-( CH 2) n-
6.2 ppm: urea bond (-NH-CO-N)
In addition, acrylic double bond and urethane bond were not detected by H-NMR.
[実施例2] n−ドデシル基(ラウリル基)をペンダント状に有するジオール
窒素導入管、冷却用コンデンサー、温度計、攪拌機を備えた1リットル4つ口丸底フラスコに、2−(2−アミノエトキシ)エタノール,105g(1.0モル)を入れ攪拌した。ついで、ラウリルアクリレート 240g(1.0モル)を、内温を30〜40℃に保ちながら約2時間で滴下した。その後内温を30〜40℃に保ちながら約5時間攪拌した。次に、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)84g(0.5モル)を内温を30〜40℃に保ちながら約60分かけて投入した。投入後内温を30〜40℃に保ちながら1時間攪拌した。赤外分光光度計でイソシアネート基のピークが無いことを確認して、取り出した。得られたジオールは無色透明の粘稠液体で室温でワックス状に固化した。高速液体クロマトグラフィー(東ソー 8020)でピ−クが1本で高純度品であることが確認できた。水酸基価を測定したところ、計算値
130.7 に対して実測値は 131.0 で、ほぼ一致し、HDIでの2量化の際、水酸基とHDIは反応していないことが確認された。
DMSOを溶媒としたH−NMRの測定結果
0.9ppm:−CH3
1.2ppm:−(CH2)n−
6.3ppm:尿素結合(−NH−CO−N)
尚、H−NMRではアクリル2重結合及びウレタン結合は検出されなかった。
[Example 2] Diol having an n-dodecyl group (lauryl group) in a pendant form In a 1-liter four-necked round bottom flask equipped with a nitrogen inlet tube, a condenser for cooling, a thermometer, and a stirrer, 2- (2-amino 105 g (1.0 mol) of ethoxy) ethanol was added and stirred. Next, 240 g (1.0 mol) of lauryl acrylate was added dropwise in about 2 hours while maintaining the internal temperature at 30 to 40 ° C. Thereafter, the mixture was stirred for about 5 hours while maintaining the internal temperature at 30 to 40 ° C. Next, 84 g (0.5 mol) of hexamethylene diisocyanate (HDI) was added over about 60 minutes while maintaining the internal temperature at 30 to 40 ° C. It stirred for 1 hour, keeping internal temperature at 30-40 degreeC after throwing in. An infrared spectrophotometer was used to confirm that there was no isocyanate group peak, and the sample was taken out. The obtained diol was a colorless and transparent viscous liquid that solidified in the form of a wax at room temperature. It was confirmed by high performance liquid chromatography (Tosoh 8020) that it had a single peak and was a high purity product. When the hydroxyl value was measured, the actually measured value was 131.0 with respect to the calculated value of 130.7, which almost coincided, and it was confirmed that the hydroxyl group and HDI did not react during the dimerization with HDI.
Measurement result of H-NMR using DMSO as solvent 0.9 ppm: —CH 3
1.2ppm :-( CH 2) n-
6.3 ppm: urea bond (-NH-CO-N)
In addition, the acrylic double bond and the urethane bond were not detected by H-NMR.
[実施例3] n−オクタデシル基(ステアリル基)をペンダント状に有するジオール
窒素導入管、冷却用コンデンサー、温度計、攪拌機を備えた2リットル4つ口丸底フラスコに、2−(2−アミノエトキシ)エタノール,52.5g(0.5モル)トルエン 30g(最終NV=90%)を入れ攪拌した。ついで、粉砕したステアリルアクリレート 162g(0.5モル)を、内温を45〜50℃に保ちながら約60分で少しずつ投入した。その後内温を30〜40℃に保ちながら約5時間攪拌した。次に、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)52.5g(0.25モル)を内温を30〜40℃に保ちながら約60分かけて投入した。投入後内温を30〜40℃に保ちながら1時間攪拌した。赤外分光光度計でイソシアネート基のピークが無いことを確認して、取り出した。得られたジオールは淡黄色粘稠液体で室温で固化した。高速液体クロマトグラフィー(東ソー 8020)でピ−クが1本で高純度品であることが確認できた。水酸基価を測定したところ、計算値 94.6に対して実測値は 94.1でほぼ一致し、TMDIでの2量化の際、水酸基とTMDIは反応していないことが確認された。
DMSOを溶媒としたH−NMRの測定結果
0.8ppm:−CH3
1.3pm:−(CH2)n−
6.1ppm:尿素結合(−NH−CO−N)
尚、H−NMRではアクリル2重結合及びウレタン結合は検出されなかった。
[Example 3] Diol having an n-octadecyl group (stearyl group) in a pendant form A 2-liter 4-neck round bottom flask equipped with a nitrogen introduction tube, a condenser for cooling, a thermometer, and a stirrer was charged with 2- (2-amino Ethoxy) ethanol, 52.5 g (0.5 mol) toluene 30 g (final NV = 90%) was added and stirred. Next, 162 g (0.5 mol) of pulverized stearyl acrylate was added little by little in about 60 minutes while maintaining the internal temperature at 45 to 50 ° C. Thereafter, the mixture was stirred for about 5 hours while maintaining the internal temperature at 30 to 40 ° C. Next, 52.5 g (0.25 mol) of trimethylhexamethylene diisocyanate (TMDI) was added over about 60 minutes while maintaining the internal temperature at 30 to 40 ° C. It stirred for 1 hour, keeping internal temperature at 30-40 degreeC after throwing in. An infrared spectrophotometer was used to confirm that there was no isocyanate group peak, and the sample was taken out. The resulting diol was a pale yellow viscous liquid that solidified at room temperature. It was confirmed by high performance liquid chromatography (Tosoh 8020) that it had a single peak and was a high purity product. When the hydroxyl value was measured, the measured value was 94.1, which was almost the same as the calculated value 94.6, and it was confirmed that the hydroxyl group and TMDI did not react during the dimerization with TMDI.
Measurement result of H-NMR using DMSO as a solvent 0.8 ppm: —CH 3
1.3pm :-( CH 2) n-
6.1 ppm: urea bond (-NH-CO-N)
In addition, acrylic double bond and urethane bond were not detected by H-NMR.
[実施例4] イソステアリル基をペンダント状に有するジオール
窒素導入管、冷却用コンデンサー、温度計、攪拌機を備えた1リットル4つ口丸底フラスコに、2−(2−アミノエトキシ)エタノール,52.5g(0.5 モル)を入れ攪拌した。ついで、イソステアリルアクリレート162g(0.5モル)を、内温を45〜50℃に保ちながら約60分で投入した。その後内温を30〜40℃に保ちながら5時間攪拌した。次に、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)42g(0.25モル)を内温を30〜40℃に保ちながら約30分かけて投入した。投入後内温を30〜40℃に保ちながら1時間攪拌した。赤外分光光度計でイソシアネート基のピークが無いことを確認して、取りだした。得られたジオールは常温でほとんど無色透明で、粘稠な液体であった。高速液体クロマトグラフィー(東ソー 8020)でピ−クが1本で高純度品であることが確認できた。水酸基価の計算値 109.4 に対して水酸基価の実測値は110.3でほぼ一致し、HDIでの2量化の際、水酸基とHDIは反応していないことが確認された。
DMSOを溶媒としたH−NMRの測定結果
0.8ppm:−CH3
1.2ppm:−(CH2)n−
6.2ppm:尿素結合(−NH−CO−N)
尚、H−NMRではアクリル2重結合及びウレタン結合は検出されなかった。
[Example 4] Diol having an isostearyl group in a pendant form In a 1-liter four-necked round bottom flask equipped with a nitrogen introduction tube, a condenser for cooling, a thermometer, and a stirrer, 2- (2-aminoethoxy) ethanol, 52 0.5 g (0.5 mol) was added and stirred. Next, 162 g (0.5 mol) of isostearyl acrylate was added in about 60 minutes while maintaining the internal temperature at 45 to 50 ° C. Then, it stirred for 5 hours, keeping internal temperature at 30-40 degreeC. Next, 42 g (0.25 mol) of hexamethylene diisocyanate (HDI) was added over about 30 minutes while maintaining the internal temperature at 30 to 40 ° C. It stirred for 1 hour, keeping internal temperature at 30-40 degreeC after throwing in. An infrared spectrophotometer was used to confirm that there was no isocyanate group peak, and the sample was taken out. The obtained diol was almost colorless and transparent at room temperature and was a viscous liquid. It was confirmed by high performance liquid chromatography (Tosoh 8020) that it had a single peak and was a high purity product. The measured value of the hydroxyl value was almost equal to 110.3 with respect to the calculated value of the hydroxyl value of 109.4, and it was confirmed that the hydroxyl group and HDI did not react during the dimerization with HDI.
Measurement result of H-NMR using DMSO as a solvent 0.8 ppm: —CH 3
1.2ppm :-( CH 2) n-
6.2 ppm: urea bond (-NH-CO-N)
In addition, acrylic double bond and urethane bond were not detected by H-NMR.
[実施例5] ラウリル基をペンダント状に有するポリウレタン樹脂の合成
窒素導入管、冷却用コンデンサー、温度計、攪拌機を備えた1リットル4つ口丸底フラスコに、分子量 2,000のポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)100部、実施例2で得られたジオール25部、1,4−ブタンジオール10部、溶剤としてメチルエチルケトン(MEK)121部、4,4’−MDI 47部、を混合して70℃において2時間反応した後、MEK 101部とウレタン化触媒としてオクチル酸第一スズを0.02部加えて更に5時間反応し、樹脂濃度45%、粘度 300dP.s、数平均分子量が50000のポリウレタン樹脂溶液を得た。反応時間は7時間であった。
尚、H−NMRでは、ウレタン結合が検出され、赤外分光光度計でイソシアネート基のピークは検出されなかった。
[Example 5] Synthesis of polyurethane resin having lauryl group in pendant form Polytetramethylene ether glycol (molecular weight 2,000) was placed in a 1 liter four-necked round bottom flask equipped with a nitrogen inlet tube, a condenser for cooling, a thermometer, and a stirrer. PTMG) 100 parts, 25 parts of the diol obtained in Example 2, 10 parts of 1,4-butanediol, 121 parts of methyl ethyl ketone (MEK) as a solvent and 47 parts of 4,4′-MDI were mixed at 70 ° C. After reacting for 2 hours, 101 parts of MEK and 0.02 part of stannous octylate as a urethanization catalyst were added and reacted for another 5 hours to obtain a resin concentration of 45% and a viscosity of 300 dP. s, a polyurethane resin solution having a number average molecular weight of 50,000 was obtained. The reaction time was 7 hours.
In H-NMR, urethane bonds were detected, and no isocyanate group peak was detected with an infrared spectrophotometer.
[比較例1] 主鎖にドデシル基を有するポリウレタン樹脂の合成
実施例5において実施例2で得られたジオールの代わりに両末端に水酸基を有するドデカンジオールを使用して主鎖にドデシル基が導入された樹脂濃度45%、粘度 300dP.sのポリウレタン樹脂溶液を得た。反応時間は実施例5と同様7時間であった。
[Comparative Example 1] Synthesis of a polyurethane resin having a dodecyl group in the main chain In place of the diol obtained in Example 2 in Example 5, a dodecane diol having hydroxyl groups at both ends was used to introduce a dodecyl group into the main chain. Resin concentration 45%, viscosity 300 dP. A polyurethane resin solution of s was obtained. The reaction time was 7 hours as in Example 5.
[比較例2] マクロモノマー法でラウリル基をペンダントに導入したポリウレタン樹脂の合成
実施例5において実施例1で得られたジオールの代わりにチオグリセリンを連鎖移動剤としてラウリルメタクリレートをラジカル重合して分子量約2000としたジヒドロキシ末端マクロモノマーを使用して樹脂濃度45%、粘度 300dP.sのポリウレタン樹脂溶液を得た。反応時間は実施例5,比較例1の約2倍要した。
[Comparative Example 2] Synthesis of polyurethane resin in which lauryl group was introduced into pendant by macromonomer method In Example 5, lauryl methacrylate was radically polymerized with thioglycerin as a chain transfer agent instead of the diol obtained in Example 1, and molecular weight was obtained. Using a dihydroxy-terminated macromonomer of about 2000, resin concentration 45%, viscosity 300 dP. A polyurethane resin solution of s was obtained. The reaction time required about twice that of Example 5 and Comparative Example 1.
水の接触角 ;前記実施例5及び比較例1,2で得られたポリウレタン樹脂溶液を離型紙上に流延し120℃5分乾燥し約50ミクロンの皮膜を作成し、これを試料として、FACE自動接触角計 CA−Z型で水の接触角を、測定した。測定結果は表−1のとおりである。
耐ブロッキング性;前記実施例5及び比較例1,2で得られたポリウレタン樹脂溶液を離型紙上に流延し120℃5分乾燥し約50ミクロンの皮膜を作成し、この得られたフィルムを、2枚重ねて、500gの荷重をかけ、50℃の乾燥機に12時間おいた後、2枚のフィルムの剥離強度を、島津製作所のオートグラフAG−100KNGを用いて測定した。測定結果は表−1のとおりである。
Contact angle of water: The polyurethane resin solutions obtained in Example 5 and Comparative Examples 1 and 2 were cast on a release paper and dried at 120 ° C. for 5 minutes to form a film of about 50 microns, and this was used as a sample. FACE automatic contact angle meter The contact angle of water was measured with a CA-Z type. The measurement results are shown in Table-1.
Blocking resistance; cast the polyurethane resin solutions obtained in Example 5 and Comparative Examples 1 and 2 onto a release paper, and dry at 120 ° C. for 5 minutes to form a film of about 50 microns. Two sheets were stacked, a load of 500 g was applied, and after placing in a dryer at 50 ° C. for 12 hours, the peel strength of the two films was measured using an autograph AG-100KNG from Shimadzu Corporation. The measurement results are shown in Table-1.
実施例5、及び比較例1,2で得られたポリウレタン樹脂溶液を、攪拌しながらn−ヘプタンに少しずつ滴下して非水分散化した。実施例5は安定な非水分散液が得られたが、比較例1,2は、すぐに分離沈降し、安定な非水分散ポリウレタンは得られなかった。
粒子の概念図を示す。
The conceptual diagram of particle | grains is shown.
Claims (3)
HO−R1−NHCH2CH2COO−R2 (2)
(式中、R1は、炭素原子数が2〜9のアルキレン基又はジアルキレンエーテル基であり、R2は、炭素原子数が8〜36のアルキル基である。) で表される化合物とジイソシアネートとを反応させることを特徴とする請求項1記載の一般式(1)の長鎖アルキル基含有ジオ−ルの製造方法。 General formula (2)
HO-R1-NHCH 2 CH 2 COO-R2 (2)
In the formula, R1 is an alkylene group or dialkylene ether group having 2 to 9 carbon atoms, and R2 is an alkyl group having 8 to 36 carbon atoms. The method for producing a long-chain alkyl group-containing diol represented by the general formula (1) according to claim 1, wherein:
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