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JP4567995B2 - Thermoplastic polyurethane elastomer - Google Patents
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JP4567995B2 - Thermoplastic polyurethane elastomer - Google Patents

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Description

本発明は、熱的性質が改善された新規のポリウレタンエラストマーに関する。
さらに詳しくは、分子内のカルボキシル基および/またはスルホン酸基が多価金属と部分的にイオン架橋したハードセグメントを有する、機械的性質と耐熱特性に優れたポリウレタンエラストマー(アイオノマー)である。例えば、自動車のホールジョイント・ダストカバー、電線・ケーブル材等に用いられる。
The present invention relates to a novel polyurethane elastomer with improved thermal properties.
More specifically, it is a polyurethane elastomer (ionomer) excellent in mechanical properties and heat resistance, having a hard segment in which a carboxyl group and / or a sulfonic acid group in the molecule are partially ionically crosslinked with a polyvalent metal. For example, it is used for automobile hall joints / dust covers, electric wires / cable materials, and the like.

熱可塑性ポリウレタンエラストマーはイソシアネート基(NCO)を有する化合物とジオール及び鎖伸長剤とを反応させて製造され、繰り返し屈曲耐久性、および耐寒性等に優れており、工業的に極めて有用である。
しかし、これらポリウレタンエラストマーはウレタン結合に由来する熱的特性のために耐熱性等の物性が十分でなかった。
A thermoplastic polyurethane elastomer is produced by reacting a compound having an isocyanate group (NCO) with a diol and a chain extender and is excellent in repeated bending durability, cold resistance, etc., and is extremely useful industrially.
However, these polyurethane elastomers have insufficient physical properties such as heat resistance due to thermal characteristics derived from urethane bonds.

これに対し、耐熱性等の熱的特性向上のため、ジイソシアネート成分として1,5−ナフタレンジイソシアネートを用いたものがあり、さらに耐熱性低下の原因となる反応促進剤を使用せずにウレタンエラストマーを合成可能としている(特許文献1)。   On the other hand, in order to improve thermal properties such as heat resistance, there are those using 1,5-naphthalene diisocyanate as a diisocyanate component, and urethane elastomer can be used without using a reaction accelerator that causes a decrease in heat resistance. Synthesis is possible (Patent Document 1).

特開平11−279255号公報JP-A-11-279255

しかしながら、上記のウレタンエラストマーは耐熱性は向上したものの、耐寒性、耐屈曲疲労性が不充分であるという問題があった。
本発明の目的は、耐寒性、耐屈曲疲労性、常温での機械物性、かつ耐熱性に優れることを特徴とする熱可塑性ウレタンエラストマーおよびその製造方法を提供することにある。
However, although the above-mentioned urethane elastomer has improved heat resistance, there is a problem that cold resistance and bending fatigue resistance are insufficient.
An object of the present invention is to provide a thermoplastic urethane elastomer having excellent cold resistance, bending fatigue resistance, mechanical properties at room temperature, and heat resistance, and a method for producing the same.

本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、数平均分子量が1000〜5000のジオール(A)、ジイソシアネート(B)および数平均分子量50〜300の鎖伸長剤(C)を反応させてなるポリウレタンエラストマー(I)において、カルボキシル基もしくはその1価カチオンとの塩の基(a)および/またはスルホン酸基もしくはその1価カチオンとの塩の基(b)並びに水酸基もしくはアミノ基を2個分子内に有する鎖伸長剤(C1)が少なくとも鎖伸長剤(C)としてなり、かつ(I)のハードセグメント中の(C1)由来のカルボキシレートアニオン基(a’)および/またはスルホン酸アニオン基(b’)が多価金属カチオン(e)とイオン架橋してなることを特徴とする熱可塑性ポリウレタンエラストマー;
ならびに数平均分子量が1000〜5000のジオール(A)とジイソシアネート(B)を反応させてなるNCO末端ポリウレタンプレポリマーを、カルボキシル基もしくはその1価カチオンとの塩の基(a)および/またはスルホン酸基もしくはその1価カチオンとの塩の基(b)並びに水酸基もしくはアミノ基を2個分子内に有する数平均分子量が50〜300である鎖伸長剤(C1)で少なくとも鎖伸長反応させた後に、ハードセグメント中の(C1)由来のカルボキシレートアニオン基(a’)および/またはスルホン酸アニオン基(b’)を多価金属化合物でイオン架橋させることを特徴とする熱可塑性ポリウレタンエラストマーの製造方法である。

As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have reached the present invention.
That is, the present invention relates to a polyurethane elastomer (I) obtained by reacting a diol (A) having a number average molecular weight of 1000 to 5000, a diisocyanate (B), and a chain extender (C) having a number average molecular weight of 50 to 300. Chain extender (C1) having a group (a) and / or a salt group (b) of a sulfonic acid group or a monovalent cation thereof, and two hydroxyl groups or amino groups in the molecule ) At least as the chain extender (C), and the carboxylate anion group (a ′) and / or the sulfonate anion group (b ′) derived from (C1) in the hard segment of (I) is a polyvalent metal cation A thermoplastic polyurethane elastomer obtained by ion-crosslinking with (e);
And an NCO-terminated polyurethane prepolymer obtained by reacting a diol (A) having a number average molecular weight of 1000 to 5000 and a diisocyanate (B), a carboxyl group or a salt group thereof with a monovalent cation (a) and / or a sulfonic acid After at least a chain extension reaction with a chain extender (C1) having a number average molecular weight of 50 to 300 having two groups or a group (b) of a salt with a monovalent cation and a hydroxyl group or an amino group in the molecule, In the method for producing a thermoplastic polyurethane elastomer, the carboxylate anion group (a ′) and / or the sulfonate anion group (b ′) derived from (C1) in the hard segment is ion-crosslinked with a polyvalent metal compound. is there.

本発明の熱可塑性ウレタンエラストマーは、耐寒性、耐屈曲疲労性を保持したまま耐熱性、機械強度に特に優れるという性能を有する。   The thermoplastic urethane elastomer of the present invention has the performance of being particularly excellent in heat resistance and mechanical strength while maintaining cold resistance and bending fatigue resistance.

本発明において、鎖伸長剤(C1)が、カルボキシル基(COOH)、及び/又はスルホン酸基(SO3H)、これらの1価の金属カチオンとの塩の基(−COO-+、−SO3 -+)を分子内に有し、さらに活性水素として水酸基やアミノ基を2個含有する化合物であり、好ましくは下記の鎖伸長剤(C2)と併用されてポリウレタンのハードセグメントに導入された後に、多価金属含有化合物(E)と反応させることにより、多価金属カチオンとイオン架橋している、好ましくは部分イオン架橋している熱可塑性エラストマーが得られる。
ここで、カルボキシル基もしくはその1価カチオンとの塩の基(a)およびスルホン酸基もしくはその1価カチオンとの塩の基(b)中、(E)と反応し多価金属カチオンとイオン架橋している割合は、好ましくは20〜100モル%、さらに好ましくは30〜80モル%である。
そして、多価金属カチオンとイオン架橋する、好ましくは部分イオン架橋することで熱可塑性ウレタンエラストマーから形成される成型体の耐熱性、常温での機械物性が特に優れ、かつ耐寒性等の諸物性も保持可能であるという効果が得られる。
In the present invention, the chain extender (C1) is a carboxyl group (COOH) and / or a sulfonic acid group (SO 3 H), a group of a salt with these monovalent metal cations (—COO M + , − SO 3 - M + ) in the molecule and further containing two hydroxyl groups and amino groups as active hydrogens, preferably introduced into the polyurethane hard segment in combination with the following chain extender (C2) After that, by reacting with the polyvalent metal-containing compound (E), a thermoplastic elastomer ionically crosslinked with the polyvalent metal cation, preferably partially ionically crosslinked, is obtained.
Here, in the group (a) of the salt with the carboxyl group or its monovalent cation and the group (b) of the salt with the sulfonic acid group or its monovalent cation, it reacts with (E) to react with the polyvalent metal cation and the ionic bridge The ratio is preferably 20 to 100 mol%, more preferably 30 to 80 mol%.
The molded article formed from a thermoplastic urethane elastomer by ionic crosslinking with a polyvalent metal cation, preferably partial ionic crosslinking, is particularly excellent in heat resistance, mechanical properties at room temperature, and various physical properties such as cold resistance. The effect that it can hold | maintain is acquired.

本発明において、鎖伸長剤(C2)は、カルボキシル基もしくはその1価カチオンとの塩の基(a)、およびスルホン酸基もしくはその1価カチオンとの塩の基(b)のいずれをも分子内に有さない鎖伸長剤で、通常ポリウレタンエラストマーで鎖伸長剤として使用される公知のものであり、数平均分子量が好ましくは50〜300、機械強度の観点からさらに好ましくは50〜150のジオール(C21)、数平均分子量が好ましくは50〜300、機械強度の観点からさらに好ましくは50〜150のジアミン(C22)等が使用できる。これらのうち好ましいのは、ジオール(C21)である。   In the present invention, the chain extender (C2) is a molecule having both a carboxyl group or a salt group with a monovalent cation (a) and a sulfonic acid group or a salt group with a monovalent cation (b). A chain extender that is not contained in the diol, and is a known one that is usually used as a chain extender in a polyurethane elastomer, and preferably has a number average molecular weight of 50 to 300, more preferably 50 to 150 from the viewpoint of mechanical strength. (C21), diamine (C22) having a number average molecular weight of preferably 50 to 300 and more preferably 50 to 150 from the viewpoint of mechanical strength can be used. Of these, diol (C21) is preferred.

(C21)の具体例としては、脂肪族ジオール類[エチレングリコール、ジエチレングリコール、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、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、3−メチル1,5−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、1,2−、1,3−もしくは2,3−ブタンジオールなど];脂環族ジオール類[1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、m−またはp−キシリレングリコール;ビスフェノールAのエチレンオキサイド(以下EOと略記)またはプロピレンオキサイド(以下POと略記)付加物(分子量50〜300)など]およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
これらのうち好ましいもの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、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールAのEOまたはPO付加物である。
Specific examples of (C21) include aliphatic diols [ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, propylene glycol, Neopentyl glycol, 3-methyl 1,5-pentanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 1,2-, 1,3- or 2,3-butanediol, etc.]; alicyclic diol [1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, m- or p-xylylene glycol; bisphenol A ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO) or propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO) adduct (molecular weight 50 to 300) Etc.] and mixtures of two or more thereof.
Among these, preferred are ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, EO or PO adduct of bisphenol A.

(C22)の具体例としては、 例えば芳香族ジアミン、脂肪族ジアミン、及び脂環族ジアミン等、及びこれら2種以上の混合物が挙げられる。
芳香族ジアミンとしては4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、1,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3’−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、3,4−ジアミノジフェニルスルフォン、3,3’−ジアミノジフェニルスルフォン、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、2,6’−ジアミノトルエン、2,4−ジアミノクロロベンゼン、1,2−ジアミノアントラキノン、1,4−ジアミノアントラキノン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,4−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノビベンジル、R(+)−2,2’−ジアミノ−1,1’−ビナフタレン、S(+)−2,2’−ジアミノ−1,1’−ビナフタレン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)アルカン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)アルカン、1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)アルカン等の1,n−ビス(4−アミノフェノキシ)アルカン(nは、3〜10)、1,2−ビス[2−(4−アミノフェノキシ)エトキシ]エタン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、4,4’−ジアミノベンズアニリド等が挙げられる。
脂肪族ジアミンとしては1,2−ジアミノメタン、1,4−ジアミノブタン、テトラメチレンジアミン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,8−ジアミノオクタン、1,10−ジアミノドデカン、1,11−ジアミノウンデカン等が挙げられる。
脂環族ジアミンとしては1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン等が挙げられる。
これらのうち脂肪族ジアミンが好ましく、さらに好ましくは1,2−ジアミノメタン、1,4−ジアミノブタン、及びテトラメチレンジアミンである。
Specific examples of (C22) include aromatic diamines, aliphatic diamines, and alicyclic diamines, and mixtures of two or more of these.
As aromatic diamines, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 1 , 4′-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3′-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,4-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-methylene-bis (2- Chloroaniline), 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 4,4′-diaminodi Phenyl sulfide, 2,6′-diaminotoluene, 2,4-diaminochlorobenzene, 1,2-diaminoanthraquinone, 1,4-diaminoanthraquinone, 3,3′-diaminobenzophenone, 3,4-diaminobenzophenone, 4,4 '-Diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobibenzyl, R (+)-2,2'-diamino-1,1'-binaphthalene, S (+)-2,2'-diamino-1,1'- 1, n-bis (4- (4-aminophenoxy) alkane, 1,4-bis (4-aminophenoxy) alkane, 1,4-bis (4-aminophenoxy) alkane, 1,5-bis (4-aminophenoxy) alkane, etc. Aminophenoxy) alkane (n is 3 to 10), 1,2-bis [2- (4-aminophenoxy) ethoxy] ethane, 9,9-bis (4-aminopheny) ) Fluorene, 4,4'-diaminobenzanilide, and the like.
Aliphatic diamines include 1,2-diaminomethane, 1,4-diaminobutane, tetramethylenediamine, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,8-diaminooctane, and 1,10-diaminododecane. 1,11-diaminoundecane and the like.
Examples of the alicyclic diamine include 1,4-diaminocyclohexane, 1,2-diaminocyclohexane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, and the like.
Of these, aliphatic diamines are preferable, and 1,2-diaminomethane, 1,4-diaminobutane, and tetramethylenediamine are more preferable.

本発明の熱可塑性ポリウレタンエラストマーの特性を付与する酸基またはその塩の基を分子内に有する鎖伸長剤(C1)は、カルボキシル基もしくはその1価のカチオンとの塩基(a)、スルホン酸基もしくはその1価のカチオンとの塩基(b)、およびこれらの組み合わせを分子内に含む数平均分子量が好ましくは50〜300、機械強度の観点からさらに好ましくは50〜150のジオール(C11)、数平均分子量が好ましくは50〜300、機械強度の観点からさらに好ましくは50〜150のジアミン(C12)等が使用できる。
なお、カルボキシレートアニオン基(a’)とスルホン酸アニオン基(b’)は(a)、(b)のそれぞれのアニオン基であり、これらのアニオン基が、ウレタン反応が終わってからさらに添加する多価の金属含有化合物(E)に由来するカチオンと、全部、好ましくは部分的にイオン架橋する。
The chain extender (C1) having an acid group or salt group imparting the properties of the thermoplastic polyurethane elastomer of the present invention in the molecule is a carboxyl group or a base with a monovalent cation (a), a sulfonic acid group Or the base (b) with the monovalent cation, and the number average molecular weight containing these combinations in the molecule is preferably 50 to 300, more preferably from the viewpoint of mechanical strength, the diol (C11) having a number of 50 to 150, the number A diamine (C12) having an average molecular weight of preferably 50 to 300 and more preferably 50 to 150 from the viewpoint of mechanical strength can be used.
The carboxylate anion group (a ′) and the sulfonate anion group (b ′) are the anion groups of (a) and (b), and these anion groups are further added after the urethane reaction is completed. The cation is derived from the cation derived from the polyvalent metal-containing compound (E) entirely, preferably partially ionically crosslinked.

鎖伸長剤(C1)に含有されるカルボン酸、スルホン酸の1価のカチオンとの塩の基とは、カルボン酸、スルホン酸の1価のアルカリ金属塩、アンモニウム塩である。ここでアルカリ土類金属のような2価金属、あるいは多価金属塩を鎖伸長剤として使用すると、ポリウレタンのゲル化が起こりやすく、(C1)にはアルカリ土類金属のような2価の金属、あるいは多価金属塩は含まれない。   The carboxylic acid and sulfonic acid monovalent cation salt group contained in the chain extender (C1) are carboxylic acid and sulfonic acid monovalent alkali metal salt and ammonium salt. Here, when a divalent metal such as an alkaline earth metal or a polyvalent metal salt is used as a chain extender, gelation of polyurethane is likely to occur, and (C1) includes a divalent metal such as an alkaline earth metal. Or polyvalent metal salts are not included.

(C1)の具体例として、下記一般式(1)で表される2,2−ジアルカノールプロピオン酸もしくはその塩;式(2)で表される2,4−ジアルカノールベンゼンスルホン酸もしくはその塩;式(3)で表されるN,N−ビス(2−ヒドロキシアルキル)−2−アミノアルカンスルホン酸もしくはその塩;式(4)で表されるジアルカノールスルファミン酸もしくはその塩等が挙げられる。   Specific examples of (C1) include 2,2-dialkanolpropionic acid represented by the following general formula (1) or a salt thereof; 2,4-dialkanolbenzenesulfonic acid represented by the formula (2) or a salt thereof N, N-bis (2-hydroxyalkyl) -2-aminoalkanesulfonic acid represented by formula (3) or a salt thereof; dialkanol sulfamic acid represented by formula (4) or a salt thereof; .

式中、M+は1価のアルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、またはプロトン;Rは炭素数1〜8、好ましくは3〜6のアルキレン基;R'は水素原子または炭素数1〜3、好ましくは1〜2のアルキル基;R''は炭素数1〜8、好ましくは3〜6のアルキレン基;Arは3価の芳香族炭化水素基を表す。 In the formula, M + is a monovalent alkali metal ion, ammonium ion, or proton; R is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 3 to 6 carbon atoms; R ′ is a hydrogen atom or 1 to 3 carbon atoms, preferably 1 to 2 alkyl groups; R ″ represents an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 3 to 6 carbon atoms; Ar represents a trivalent aromatic hydrocarbon group.

これらの式(1)〜(4)で表される化合物のうち、好ましい具体例としては、2,2−ジメチロールプロピオン酸(その塩)、2.4−ジエタノールベンゼンスルホン酸(その塩)、N,N,ビス−2ヒドロキシエチル−2アミノエタンスルホン酸(その塩)、ジエタノールスルファミン酸(その塩)等が挙げられる。
これらのうち、さらに好ましいのは2,2−ジメチロールプロピオン酸、そのナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩;N,N,ビス−2ヒドロキシエチル−2アミノエタンスルホン酸、そのナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩である。
Among these compounds represented by the formulas (1) to (4), preferred specific examples include 2,2-dimethylolpropionic acid (its salt), 2.4-diethanolbenzenesulfonic acid (its salt), N, N, bis-2hydroxyethyl-2aminoethanesulfonic acid (its salt), diethanolsulfamic acid (its salt), etc. are mentioned.
Of these, 2,2-dimethylolpropionic acid, its sodium salt, potassium salt, lithium salt; N, N, bis-2hydroxyethyl-2aminoethanesulfonic acid, its sodium salt, potassium salt, Lithium salt.

本発明において使用される鎖伸長剤(C)は、鎖伸長剤(C1)を含み、好ましくは(C2)も含む。
鎖伸長剤(C2)と前記鎖伸長剤(C1)の合計重量に対する(C1)の含有量は好ましくは5〜100重量パーセントであり、さらに好ましくは5〜90重量%であり、最も好ましくは20〜60重量パーセントであり、極めて好ましくは25〜45重量%である。5重量%以上では耐熱性が充分に向上し、特に90重量%以下では熱可塑性が充分に得られる。
The chain extender (C) used in the present invention includes a chain extender (C1), and preferably also includes (C2).
The content of (C1) with respect to the total weight of the chain extender (C2) and the chain extender (C1) is preferably 5 to 100% by weight, more preferably 5 to 90% by weight, and most preferably 20 -60% by weight, very preferably 25-45% by weight. When it is 5% by weight or more, the heat resistance is sufficiently improved, and when it is 90% by weight or less, thermoplasticity is sufficiently obtained.

また、(C1)は、ポリウレタンエラストマー(I)に対して0.1重量%以上含有していることが好ましく、さらに好ましくは0.5重量%以上である。また樹脂自体の柔軟性の観点より10重量%以下の含有量であることが好ましく、さらに好ましくは5重量%以下、最も好ましくは2重量%以下である。   Further, (C1) is preferably contained in an amount of 0.1% by weight or more, more preferably 0.5% by weight or more based on the polyurethane elastomer (I). Further, the content is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, and most preferably 2% by weight or less from the viewpoint of the flexibility of the resin itself.

本発明の多価金属カチオン(e)は、価数が2〜4の金属カチオンであり、2族、4族、8族、11族、12族及び13族の金属、およびこれらの併用である。具体的には、銅、バリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、亜鉛、アルミニウム、チタンが挙げられる。これらの中で好ましいのは亜鉛、アルミニウム、チタンである。   The polyvalent metal cation (e) of the present invention is a metal cation having a valence of 2 to 4, which is a metal of Group 2, Group 4, Group 8, Group 11, Group 12 or Group 13, and a combination thereof. . Specific examples include copper, barium, magnesium, calcium, iron, zinc, aluminum, and titanium. Of these, zinc, aluminum, and titanium are preferable.

本発明の熱可塑性ウレタンエラストマー(I)は、数平均分子量が1000〜5000のジオール(A)、ジイソシアネート(B)、数平均分子量50〜800の鎖伸長剤(C2)、およびカルボキシル基もしくはその1価カチオンとの塩の基(a)および/またはスルホン酸基もしくはその1価カチオンとの塩の基(b)を分子内に有する鎖伸長剤(C1)を反応させて得られる熱可塑性ポリウレタンエラストマーである。   The thermoplastic urethane elastomer (I) of the present invention comprises a diol (A) having a number average molecular weight of 1000 to 5000, a diisocyanate (B), a chain extender (C2) having a number average molecular weight of 50 to 800, and a carboxyl group or 1 thereof. Thermoplastic polyurethane elastomer obtained by reacting a chain extender (C1) having a salt group (a) with a valent cation and / or a sulfonic acid group or a salt group (b) with a monovalent cation in the molecule It is.

本発明の数平均分子量が1000〜5000のジオール(A)としては、ポリエステルジオール(A1)、ポリエステルジオール(A2)が挙げられる。   Examples of the diol (A) having a number average molecular weight of 1000 to 5000 of the present invention include polyester diol (A1) and polyester diol (A2).

上記のポリエステルジオール(A2)としては、低分子ジオールをジカルボン酸もしくはそのエステル形成性誘導体[酸無水物、低級アルキル(炭素数1〜4)エステル、酸ハライド等]との縮合重合体;低分子ジオールを開始剤としたラクトンモノマーの開環重合体;およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。   As the polyester diol (A2), a low molecular diol is condensed with a dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof [an acid anhydride, lower alkyl (carbon number 1 to 4) ester, acid halide, etc.]; A ring-opening polymer of a lactone monomer using a diol as an initiator; and a mixture of two or more thereof.

上記のポリエーテルジオール(A1)としては、たとえば低分子ジオール、2価のフェノール類など2個の水酸基を含有する化合物に、炭素数2〜5のアルキレンオキサイド(以下AOと略記)をブロックまたはランダム付加した化合物があげられる。これらのうち好ましいものは、低分子ジオールにAOが付加したものであり、さらに好ましいものは脂肪族ジオールに1、4−ブチレンオキサイドが付加したポリテトラメチレングリコール(PTMG)である。   As the polyether diol (A1), for example, a low-molecular diol, a divalent phenol or the like containing two hydroxyl groups, a C2-C5 alkylene oxide (hereinafter abbreviated as AO) is blocked or randomly. The added compound can be mentioned. Of these, preferred are those obtained by adding AO to a low molecular diol, and more preferred is polytetramethylene glycol (PTMG) obtained by adding 1,4-butylene oxide to an aliphatic diol.

上記のポリエステルジオール(A2)としては、低分子ジオールをジカルボン酸もしくはそのエステル形成性誘導体[酸無水物、低級アルキル(炭素数1〜4)エステル、酸ハライド等]との縮合重合体;低分子ジオールを開始剤としたラクトンモノマーの開環重合体;およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。   As the polyester diol (A2), a low molecular diol is condensed with a dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof [an acid anhydride, lower alkyl (carbon number 1 to 4) ester, acid halide, etc.]; A ring-opening polymer of a lactone monomer using a diol as an initiator; and a mixture of two or more thereof.

これらの(A)のうちで好ましいものはポリエーテルジオール(A1)であり、さらに好ましいものは低分子ジオールにAOが付加したポリエーテルジオールであり、特に好ましいものはたポリテトラメチレングリコールである。   Among these (A), preferred is polyether diol (A1), more preferred is polyether diol obtained by adding AO to low molecular diol, and particularly preferred is polytetramethylene glycol.

(A)の数平均分子量は、エラストマーの伸びや強度の観点から、通常1000〜5000、好ましくは1000〜4000、さらに好ましくは1500〜3500である。   The number average molecular weight of (A) is usually 1000 to 5000, preferably 1000 to 4000, and more preferably 1500 to 3500 from the viewpoints of elongation and strength of the elastomer.

本発明のジイソシアネート(B)としては、例えば、
(1)炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)2〜18の脂肪族ジイソシアネート[エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−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、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート等];
(2)炭素数4〜15の脂環族ジイソシアート[イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロへキセン等];
(3)炭素数6〜14の芳香族ジイソシアネート[1,3−および/または1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−および/または2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、2,4’−および/または4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン、粗製MDI、1,5−ナフチレンジイソシアネート等];
(4)炭素数8〜15の芳香脂肪族ジイソシアネート[m−および/またはp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)等];
(5)これらのジイソシアネートの変性物(カーボジイミド基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、ウレア基等を有するジイソシアネート変性物);
およびこれら(1)〜(5)の2種以上の混合物が挙げられる。
これらのうち好ましいものは、(2)脂環族ジイソシアネート、(3)芳香族ジイソシアネート、(4)芳香脂肪族ジイソシアネートであり、特に好ましいものはIPDI、水添MDI、MDI、XDIおよびTMXDIである。
As the diisocyanate (B) of the present invention, for example,
(1) Aliphatic diisocyanate having 2 to 18 carbon atoms (excluding carbon in NCO group, the same shall apply hereinafter) [ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), dodecamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethyl Hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethyl caproate, bis (2-isocyanatoethyl) fumarate, bis (2-isocyanatoethyl) carbonate, 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanate Natohexanoate, etc.];
(2) C4-C15 alicyclic diisocyanate [isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate (hydrogenated MDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate (hydrogenated TDI), bis (2-isocyanatoethyl) -4-cyclohexene and the like];
(3) C6-C14 aromatic diisocyanate [1,3- and / or 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4- and / or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), crude TDI, 2, 4'- and / or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl -4,4'-diisocyanatodiphenylmethane, crude MDI, 1,5-naphthylene diisocyanate, etc.];
(4) C8-15 araliphatic diisocyanate [m- and / or p-xylylene diisocyanate (XDI), α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), etc.];
(5) Modified products of these diisocyanates (modified diisocyanates having a carbodiimide group, a uretdione group, a uretoimine group, a urea group, etc.);
And a mixture of two or more of (1) to (5).
Among these, preferred are (2) alicyclic diisocyanate, (3) aromatic diisocyanate, and (4) araliphatic diisocyanate, and particularly preferred are IPDI, hydrogenated MDI, MDI, XDI and TMXDI.

本発明の熱可塑性ポリウレタンエラストマーとして、下記一般式(5)で表される繰り返し単位を有するポリマーが好ましい。
式中、Aは前記ジオール(A)からOHを2個除いた残基、Bは前記ジイソシアネート(B)からNCOを2個除いた残基、YはOまたはNH、C2は前記鎖伸長剤(C2)から水酸基またはアミノ基を2個除いた残基、XはOまたはNH、C1は前記鎖伸長剤(C1)から水酸基またはアミノ基を2個除き、かつCOO-+またはSO3 -+基を除いた残基、Z-はCOO-、またはSO3 -、En+は多価金属イオン、p、q、rは5〜80の整数、nは2〜4の整数であり、式中の3つの繰り返し単位の結合様式はブロックでもランダムでもよい。
As the thermoplastic polyurethane elastomer of the present invention, a polymer having a repeating unit represented by the following general formula (5) is preferable.
In the formula, A is a residue obtained by removing two OH from the diol (A), B is a residue obtained by removing two NCO from the diisocyanate (B), Y is O or NH, C2 is the chain extender ( C2) a residue obtained by removing two hydroxyl groups or amino groups, X is O or NH, C1 is a group obtained by removing two hydroxyl groups or amino groups from the chain extender (C1), and COO M + or SO 3 M Residue excluding + group, Z is COO or SO 3 , En + is a polyvalent metal ion, p, q and r are integers of 5 to 80, n is an integer of 2 to 4, The bonding mode of the three repeating units may be block or random.

本発明のウレタンエラストマーの数平均分子量は、通常、10,000〜200,000、好ましくは20,000〜100,000である。数平均分子量が10,000以上では成形体の強度が得られ、200,000以下では成溶融粘度が低くなり成形性が良好である。
数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)例えば HLC−8220(東ソー・テクノシステム(株)製)を使用して、ジメチルフォルムアミドを溶媒に、ポリスチレン樹脂を分子量の校正試薬として測定することができる。
The number average molecular weight of the urethane elastomer of the present invention is usually 10,000 to 200,000, preferably 20,000 to 100,000. When the number average molecular weight is 10,000 or more, the strength of the molded article is obtained, and when it is 200,000 or less, the resultant melt viscosity is low and the moldability is good.
The number average molecular weight can be measured using gel permeation chromatography (GPC) such as HLC-8220 (manufactured by Tosoh Technosystem Co., Ltd.) using dimethylformamide as a solvent and polystyrene resin as a molecular weight calibration reagent. it can.

本発明のウレタンエラストマーは、熱可塑性であり、例えばメルトフローレイト(g/10分、測定条件:230℃、過重2.16kg)は好ましくは0.1〜10であり、さらに好ましくは0.5〜5である。
本発明のウレタンエラストマーの硬度(JIS K6301に準じてショアA硬さの測定による)は好ましくは30〜100であり、さらに好ましくは50〜80である。
本発明のウレタンエラストマーの軟化温度(℃、JIS K7206に準じる測定による)は好ましくは145〜220であり、さらに好ましくは165〜195である。
The urethane elastomer of the present invention is thermoplastic. For example, the melt flow rate (g / 10 minutes, measurement conditions: 230 ° C., excess weight 2.16 kg) is preferably 0.1 to 10, more preferably 0.5. ~ 5.
The hardness of the urethane elastomer of the present invention (by measurement of Shore A hardness according to JIS K6301) is preferably 30 to 100, more preferably 50 to 80.
The softening temperature (° C., measured according to JIS K7206) of the urethane elastomer of the present invention is preferably 145 to 220, more preferably 165 to 195.

次に本発明のウレタンエラストマーの製造方法について以下に説明する。
本発明のウレタンエラストマーは、数平均分子量が1000〜5000のジオール(A)とジイソシアネート(B)を反応させてなるNCO末端ポリウレタンプレポリマーを、カルボキシル基もしくはその1価カチオンとの塩の基(a)および/または前記スルホン酸基もしくはその1価カチオンとの塩の基(b)を分子内に有する鎖伸長剤(C1)で少なくとも鎖伸長反応させた後に、ハードセグメント中の(C1)由来のカルボキシレートアニオン基(a’)および/またはスルホン酸アニオン基(b’)を多価金属化合物でイオン架橋、好ましくは部分イオン架橋させて得ることが出来る。
又、本発明のウレタンエラストマーは、(A)と(B)を反応させてなるNCO末端ポリウレタンプレポリマーを、好ましくは鎖伸長剤(C2)および鎖伸長剤(C1)で鎖伸長反応させた後に、ハードセグメント中の(C1)由来のカルボキシレートアニオン基(a’)および/またはスルホン酸アニオン基(b’)を多価金属化合物でイオン架橋、好ましくは部分イオン架橋させて得ることも出来る。
Next, the manufacturing method of the urethane elastomer of this invention is demonstrated below.
The urethane elastomer of the present invention comprises an NCO-terminated polyurethane prepolymer obtained by reacting a diol (A) having a number average molecular weight of 1000 to 5000 with a diisocyanate (B), a salt group with a carboxyl group or a monovalent cation (a ) And / or the chain group (b) having a sulfonic acid group or a salt thereof with a monovalent cation at least in a chain extender (C1) in the molecule, and then derived from (C1) in the hard segment The carboxylate anion group (a ′) and / or the sulfonate anion group (b ′) can be obtained by ionic crosslinking, preferably partial ionic crosslinking, with a polyvalent metal compound.
In the urethane elastomer of the present invention, the NCO-terminated polyurethane prepolymer obtained by reacting (A) and (B) is preferably subjected to a chain extension reaction with a chain extender (C2) and a chain extender (C1). The carboxylate anion group (a ′) and / or the sulfonate anion group (b ′) derived from (C1) in the hard segment can be obtained by ionic crosslinking, preferably partial ionic crosslinking, with a polyvalent metal compound.

本発明のウレタンエラストマーを得る公知の製造方法としてはプレポリマー法とワンショット法とがある。
プレポリマー法とはジイソシアネートとポリオールとをジイソシアネート過剰で反応させイソシアネート(NCO)末端プレポリマー製造し、鎖伸長剤でエラストマーとする2段法である。
ワンショット法はNCO末端プレポリマーを製造せずに、ジイソシアネート、ポリオール及び鎖伸長剤を一度に反応器内で混合攪拌し、型に注型した後、反応硬化させてエラストマーを得る方法である。
ワンショット法に比較してプレポリマー法は得られる成形体の強度、耐久性が一般に高く、本発明のエラストマーの製造方法としてはプレポリマー法が好ましい。
Known production methods for obtaining the urethane elastomer of the present invention include a prepolymer method and a one-shot method.
The prepolymer method is a two-stage method in which an isocyanate (NCO) -terminated prepolymer is produced by reacting a diisocyanate and a polyol with an excess of diisocyanate, and an elastomer is used as a chain extender.
The one-shot method is a method in which an NCO-terminated prepolymer is not produced, and a diisocyanate, a polyol and a chain extender are mixed and stirred at a time in a reactor, cast into a mold, and then reacted and cured to obtain an elastomer.
The prepolymer method generally has higher strength and durability than the one-shot method, and the prepolymer method is preferred as the method for producing the elastomer of the present invention.

本発明に用いられるNCO末端プレポリマーは、数平均分子量が1000〜5000であるポリオール(A)の水酸基(OH)当量に対するジイソシアネート(B)のNCO当量の比(NCO/OH)は1.2〜5、好ましくは1.5〜3となるように混合し、必要により触媒(F)を添加した後に加熱し、反応を完結することにより得られる。
NCO/OH比が1.2以上では、プレポリマーの粘度が低くなり、成型性が良好である。NCO/OH比が5以下では得られたエラストマーは低温での弾性が良好である。
The NCO-terminated prepolymer used in the present invention has a ratio (NCO / OH) of the NCO equivalent of the diisocyanate (B) to the hydroxyl (OH) equivalent of the polyol (A) having a number average molecular weight of 1,000 to 5,000. 5, preferably 1.5 to 3, and after adding the catalyst (F) if necessary, it is heated to complete the reaction.
When the NCO / OH ratio is 1.2 or more, the viscosity of the prepolymer is low and the moldability is good. When the NCO / OH ratio is 5 or less, the obtained elastomer has good elasticity at low temperatures.

NCO末端プレポリマー製造時の温度は好ましくは100〜200℃である。温度が100℃以上ではポリイソシアネート成分が溶融し、製造時間が短くなる。温度が200℃以下ではウレタンは熱分解せず、安定である。   The temperature during the production of the NCO-terminated prepolymer is preferably 100 to 200 ° C. When the temperature is 100 ° C. or higher, the polyisocyanate component is melted and the production time is shortened. When the temperature is 200 ° C. or lower, urethane does not thermally decompose and is stable.

さらに、こうして得られたNCO末端プレポリマーに、鎖伸長剤(C)で伸長させてポリウレタンエラストマー(IA)を製造する。
この鎖伸長剤(C)の配合量は、NCO当量に対する鎖伸長剤の活性水素当量(但しカルボン酸とスルホン酸の活性水素は除外する)の比(H/NCO)は好ましくは0.7〜1、さらに好ましくは0.8〜1で行われる。H/NCO比が0.7以上では、機械的性質が良好となり、1以下では得られたエラストマーは低温で弾性が低下しない。
エラストマー製造時の温度は好ましくは80〜200℃である。温度が80℃以上ではエラストマーが溶融し、製造時間が短くなる。温度が200℃以下ではウレタンが熱分解しにくい。
Further, the NCO-terminated prepolymer thus obtained is extended with a chain extender (C) to produce a polyurethane elastomer (IA).
The blending amount of the chain extender (C) is such that the ratio (H / NCO) of the active hydrogen equivalent of the chain extender to the NCO equivalent (excluding the active hydrogen of carboxylic acid and sulfonic acid) is 0.7 to 1, more preferably 0.8 to 1. When the H / NCO ratio is 0.7 or more, the mechanical properties are good, and when it is 1 or less, the elasticity of the obtained elastomer does not decrease at low temperatures.
The temperature during the production of the elastomer is preferably 80 to 200 ° C. When the temperature is 80 ° C. or higher, the elastomer is melted and the production time is shortened. When the temperature is 200 ° C. or lower, urethane is hardly thermally decomposed.

ついで、ポリウレタンエラストマー(IA)に多価金属含有化合物(E)を加えて、ハードセグメント中の(C1)由来のカルボキシレートアニオン基(a’)および/またはスルホン酸アニオン基(b’)を多価金属化合物で部分イオン架橋させ、ポリウレタンエラストマー(I)を得ることが出来る。   Next, the polyvalent metal-containing compound (E) is added to the polyurethane elastomer (IA) to increase the carboxylate anion group (a ′) and / or the sulfonate anion group (b ′) derived from (C1) in the hard segment. A polyurethane elastomer (I) can be obtained by partial ion crosslinking with a valent metal compound.

ウレタンエラストマー(I)のハードセグメント(HS)中でカルボン酸アニオン基(a’)やスルホン酸アニオン基(b’)を多価金属カチオン(e)とイオン架橋、好ましくは部分イオン架橋させるためには、鎖伸長剤(C1)に含まれるカルボン酸、スルホン酸、またはこれらの1価カチオンとの塩の基のうちの一部または全てを、多価金属含有化合物(E)と反応させる必要がある。カルボン酸、スルホン酸、またはこれらの1価カチオンとの塩の基のうちの好ましくは20〜100モル%、さらに好ましくは30〜80モル%が(E)と反応する。   In order to cross-link the carboxylate anion group (a ′) or sulfonate anion group (b ′) with the polyvalent metal cation (e), preferably partially ionically, in the hard segment (HS) of the urethane elastomer (I) It is necessary to react part or all of the carboxylic acid, sulfonic acid, or salt group with these monovalent cations contained in the chain extender (C1) with the polyvalent metal-containing compound (E). is there. Of the groups of carboxylic acid, sulfonic acid, or salts thereof with these monovalent cations, preferably 20 to 100 mol%, more preferably 30 to 80 mol% react with (E).

多価金属含有化合物(E)としては、2族、4族、8族、11族、12族及び13族の金属からなる群から選ばれる少なくとも1種の多価金属のアルコキシド、無機塩、水酸化物及び酸化物が挙げられる。具体的には、多価金属のアルコキシド、硫酸塩、水酸化物、炭酸塩、酸化物等が用いられる。例えば多価金属のアルコキシド[アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムトリブトキサイド、テトラブチルチタネート]、多価金属の硫酸塩[硫酸アルミニウム、硫酸亜鉛、硫酸マグネシウム、硫酸チタン]、多価金属の水酸化物[水酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化銅]、多価金属の炭酸塩[炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸コバルト、炭酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸マンガン]、多価金属の酸化物[酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化銅、酸化マンガン]が挙げられる。これらのうち好ましいのは多価金属のアルコキシドである。   As the polyvalent metal-containing compound (E), an alkoxide of at least one polyvalent metal selected from the group consisting of metals of Group 2, Group 4, Group 8, Group 11, Group 12, Group 13 and Group 13, inorganic salt, water An oxide and an oxide are mentioned. Specifically, polyvalent metal alkoxides, sulfates, hydroxides, carbonates, oxides and the like are used. For example, polyvalent metal alkoxide [aluminum isopropoxide, aluminum tributoxide, tetrabutyl titanate], polyvalent metal sulfate [aluminum sulfate, zinc sulfate, magnesium sulfate, titanium sulfate], polyvalent metal hydroxide [ Zinc hydroxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, copper hydroxide], carbonates of polyvalent metals [calcium carbonate, barium carbonate, cobalt carbonate, zinc carbonate, magnesium carbonate, manganese carbonate], polyvalent metals Oxides [aluminum oxide, zinc oxide, calcium oxide, magnesium oxide, titanium oxide, iron oxide, copper oxide, manganese oxide]. Of these, alkoxides of polyvalent metals are preferred.

多価金属含有化合物(E)の添加量は、その価数によって異なり、鎖伸長剤に含まれるカルボキシル基、カルボキシレートアニオン基、スルホン酸およびスルホン酸アニオン基の合計のモル等量に対して好ましくは0.2〜1.0のモル等量比である。
エラストマーの柔軟性の観点より、等量比換算で0.3〜0.7添加することがさらに好ましい。
The addition amount of the polyvalent metal-containing compound (E) varies depending on the valence and is preferably relative to the molar equivalent of the total of carboxyl groups, carboxylate anion groups, sulfonic acids and sulfonic acid anion groups contained in the chain extender. Is a molar equivalent ratio of 0.2 to 1.0.
From the viewpoint of the flexibility of the elastomer, it is more preferable to add 0.3 to 0.7 in terms of equivalent ratio.

プレポリマー合成に必要により用いることのできる触媒(F)としては、アミン類及び有機金属触媒を挙げることができる。
アミン類としては、例えばモノアミン類:トリエチルアミン(TEA)、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン(DMEDA);ジアミン類:N,N,N’N'-テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)、N,N,N’N'-テトラメチルプロパン1,3−ジアミン(TMPDA)、N,N,N’N'-テトラメチルヘキサン−1,6−ジアミン(TMHMDA);トリアミン類:N,N,N',N",N"-ペンタメチルジエチレントリアミン(PMDETA)、N,N,N',N",N"-ペンタメチルジプロピレン−トリアミン(PMDPTA)、テトラメチルグアニジン(TMG);環状アミン類:トリエチレンジアミン(TEDA)、N,N'-ジメチルピペラジン(DMP)、N,-メチル,N'-(2ジメチルアミノ)−エチルピペラジン(TMNAEP)、N−メチルモルホリン(NMMO)、N・(N',N'-ジメチルアミノエチル)−モルホリン(DMAEMO)、1,2−ジメチルイミダゾール(DMIZ);アルコールアミン類:ジメチルアミノエタノール(DMEA)、ジメチルアミノエトキシエタノール(DMAEE)、N,N,N’−トリメチルアミノエチル−エタノールアミン(TMAEEA)、N−メチル−N'-(2ヒドロキシエチル)−ピペラジン(MHEP)、N−(2−ヒドロキシエチル)モルホリン(HEMO);エーテルアミン類:ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル(BDMEE)、エチレングリコールビス(3−ジメチル)−アミノプロピルエーテルを挙げられる。
また、有機金属触媒としては、例えばスタナスオクトエート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンマーカプチド、ジブチルチンチオカルボキシレート、ジブチルチンジマレエート、ジオクチルチンマーカプチド、ジオクチルチンチオカルボキシレート、フェニル水銀プロピオン酸塩、オクテン酸鉛等を挙げられる。
Examples of the catalyst (F) that can be used in the prepolymer synthesis as needed include amines and organometallic catalysts.
Examples of amines include monoamines: triethylamine (TEA), N, N-dimethylcyclohexylamine (DMEDA); diamines: N, N, N′N′-tetramethylethylenediamine (TMEDA), N, N, N ′. N′-tetramethylpropane 1,3-diamine (TMPDA), N, N, N′N′-tetramethylhexane-1,6-diamine (TMHMDA); triamines: N, N, N ′, N ″, N "-pentamethyldiethylenetriamine (PMDETA), N, N, N ', N", N "-pentamethyldipropylene-triamine (PMDPTA), tetramethylguanidine (TMG); cyclic amines: triethylenediamine (TEDA), N, N′-dimethylpiperazine (DMP), N, -methyl, N ′-(2 dimethylamino) -ethylpiperazine (TMNAEP) N-methylmorpholine (NMMO), N · (N ′, N′-dimethylaminoethyl) -morpholine (DMAEMO), 1,2-dimethylimidazole (DMIZ); alcohol amines: dimethylaminoethanol (DMEA), dimethylamino Ethoxyethanol (DMAEE), N, N, N′-trimethylaminoethyl-ethanolamine (TMAEEA), N-methyl-N ′-(2hydroxyethyl) -piperazine (MHEP), N- (2-hydroxyethyl) morpholine (HEMO); ether amines: bis (2-dimethylaminoethyl) ether (BDMEE), ethylene glycol bis (3-dimethyl) -aminopropyl ether.
Examples of the organometallic catalyst include stannous octoate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin marker peptide, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimaleate, dioctyltin marker peptide, dioctyltin thiocarboxylate, phenyl. Examples include mercury propionate and lead octenoate.

なお本発明の熱可塑性ポリウレタンエラストマーには、可塑剤、顔料及びその他の添加剤を添加しても良い。
また、本発明においてエラストマー製造時に可塑剤、顔料及びその他の添加剤を添加しても良い。
可塑剤としてはフタル酸ジアルキルエステル等が挙げられる。顔料としては二酸化チタンなどである。また、その他の添加剤としては一般に用いられる酸化防止剤等である。これらの添加剤はポリオール中に添加しても良いし、NCO末端プレポリマーに予め添加してもよい。
In addition, you may add a plasticizer, a pigment, and another additive to the thermoplastic polyurethane elastomer of this invention.
In the present invention, a plasticizer, a pigment and other additives may be added during the production of the elastomer.
Examples of the plasticizer include dialkyl phthalates. Examples of the pigment include titanium dioxide. Other additives include generally used antioxidants. These additives may be added to the polyol or may be added in advance to the NCO-terminated prepolymer.

実施例
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下の記載において「部」は重量部、「%」は重量%を示す。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the following description, “parts” represents parts by weight and “%” represents% by weight.

実施例1
数平均分子量が2000のポリテトラメチレングリコール(三洋化成工業社製)0.5モル、ジフェニルメタンジイソシアネート(日本ポリウレタン社製)1.1モル、触媒としてトリエチルアミン0.1gを4つ口フラスコに仕込み、反応温度100℃、6時間反応させ両末端にイソシアネート基を有するプレポリマー(I’−1)を得た。
このプレポリマーに鎖伸長剤としてN,N,ビス−2ヒドロキシエチル−2アミノエタンスルホン酸(分子量:193)0.1モル(19.3g)と1,4−ブタンジオール(分子量:90)0.3モル(27g)の混合物を添加し100℃で5分間反応させた。伸長剤の合計重量に対するスルホン酸基を含む鎖伸長剤の含有量は41.7重量%である。
これに多価金属含有化合物としてテトラブチルチタネート0.02モル添加し5分間反応させてイオン架橋した後、100℃に予熱したモールド中に注型した。このまま100℃の循風乾燥機にて20時間反応させることで目的のウレタンエラストマー(I−1)を得た。仕込み値から計算したスルホン酸基の多価金属との反応率は80モル%である。
(I−1)の数平均分子量は35000であった。
Example 1
A polytetramethylene glycol (manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.) having a number average molecular weight of 2000, 0.5 mol, 1.1 mol of diphenylmethane diisocyanate (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.), and 0.1 g of triethylamine as a catalyst were charged into a four-necked flask and reacted The mixture was reacted at a temperature of 100 ° C. for 6 hours to obtain a prepolymer (I′-1) having isocyanate groups at both ends.
In this prepolymer, N, N, bis-2hydroxyethyl-2aminoethanesulfonic acid (molecular weight: 193) 0.1 mol (19.3 g) and 1,4-butanediol (molecular weight: 90) 0 were used as chain extenders. .3 mol (27 g) of the mixture was added and reacted at 100 ° C. for 5 minutes. The content of the chain extender containing a sulfonic acid group with respect to the total weight of the extender is 41.7% by weight.
To this, 0.02 mol of tetrabutyl titanate was added as a polyvalent metal-containing compound, reacted for 5 minutes and ion-crosslinked, and then cast into a mold preheated to 100 ° C. The target urethane elastomer (I-1) was obtained by reacting with a circulating dryer at 100 ° C. for 20 hours. The reaction rate of the sulfonic acid group with the polyvalent metal calculated from the charged value is 80 mol%.
The number average molecular weight of (I-1) was 35,000.

実施例2
数平均分子量が3000のポリテトラメチレングリコール(三洋化成工業社製)0.5モル、ジフェニルメタンジイソシアネート(日本ポリウレタン社製)1モル、触媒としてトリエチルアミン1gを4つ口フラスコに仕込み、反応温度100℃、6時間反応させ両末端にイソシアネート基を有するプレポリマー(I’−2)を得た。
このプレポリマーに鎖伸長剤としてN,N,ビス−2ヒドロキシエチル−2アミノエタンスルホン酸ナトリウム(分子量:215)0.1モル(21.5g)と1,4−ブタンジオール0.3モル(27g)の混合物を添加し100℃で5分間反応させた。伸長剤の合計重量に対するスルホン酸基を含む鎖伸長剤の含有量は44.3重量%である。
これにアルミニウムイソプロポキシド0.02モル添加し5分間反応させてイオン架橋した後、100℃に予熱したモールド中に注型した。このまま100℃の循風乾燥機にて20時間反応させることで目的のウレタンエラストマー(I−2)を得た。仕込み値から計算したスルホン酸基の多価金属との反応率は60モル%である。
(I−2)の数平均分子量は42000であった。
Example 2
A polytetramethylene glycol (manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.) having a number average molecular weight of 3000, 0.5 mol, diphenylmethane diisocyanate (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.), 1 mol, and 1 g of triethylamine as a catalyst were charged into a four-necked flask. The mixture was reacted for 6 hours to obtain a prepolymer (I′-2) having isocyanate groups at both ends.
As a chain extender, 0.1 mole (21.5 g) of sodium N, N, bis-2hydroxyethyl-2aminoethanesulfonate (molecular weight: 215) and 0.3 mole of 1,4-butanediol ( 27 g) was added and reacted at 100 ° C. for 5 minutes. The content of the chain extender containing a sulfonic acid group with respect to the total weight of the extender is 44.3% by weight.
To this, 0.02 mol of aluminum isopropoxide was added and reacted for 5 minutes for ion crosslinking, and then cast into a mold preheated to 100 ° C. The target urethane elastomer (I-2) was obtained by reacting with a circulating dryer at 100 ° C. for 20 hours. The reaction rate of the sulfonic acid group with the polyvalent metal calculated from the charged value is 60 mol%.
The number average molecular weight of (I-2) was 42000.

実施例3
製造例1で得られたプレポリマー(I’−1)に鎖伸長剤としてジメチロールプロピオン酸(分子量:119)0.2モル(23.8g)と1,6−ヘキサンジオール(分子量:118)0.2モル(23.6g)の混合物を添加し100℃で5分間反応させた。伸長剤の合計重量に対するカルボキシル基を含む鎖伸長剤の含有量は50.2重量%である。
これにアルミニウムトリブトキサイド0.05モル添加し5分間反応させてイオン架橋した後、100℃に予熱したモールド中に注型した。このまま100℃の循風乾燥機にて20時間反応させることで目的のウレタンエラストマー(I−3)を得た。仕込み値から計算したカルボキシル基の多価金属との反応率は75モル%である。
(I−3)の数平均分子量は39000であった。
Example 3
As a chain extender, 0.2 mol (23.8 g) of dimethylolpropionic acid (molecular weight: 119) and 1,6-hexanediol (molecular weight: 118) were added to the prepolymer (I′-1) obtained in Production Example 1. 0.2 mol (23.6 g) of the mixture was added and reacted at 100 ° C. for 5 minutes. The content of the chain extender containing a carboxyl group with respect to the total weight of the extender is 50.2% by weight.
After 0.05 mol of aluminum tributoxide was added thereto and reacted for 5 minutes to ion-crosslink, it was cast into a mold preheated to 100 ° C. The target urethane elastomer (I-3) was obtained by reacting with a circulating dryer at 100 ° C. for 20 hours. The reaction rate of the carboxyl group with the polyvalent metal calculated from the charged value is 75 mol%.
The number average molecular weight of (I-3) was 39000.

実施例4
製造例2で得られたプレポリマー(I’−2)に鎖伸長剤としてジメチロールプロピオン酸ナトリウム(数平均分子量:131)0.1モル(13.1g)と1,4−ブタンジオール0.3モル(27.0g)の混合物を添加し100℃で5分間反応させた。伸長剤の合計重量に対するカルボキシル基を含む鎖伸長剤の含有量は32.7重量%である。
これにテトラブチルチタネート0.03モル添加し5分間反応させてイオン架橋した後、100℃に予熱したモールド中に注型した。このまま100℃の循風乾燥機にて20時間反応させることで目的のウレタンエラストマー(I−4)を得た。仕込み値から計算したカルボキシル基の多価金属との反応率は100モル%である。
(I−4)の数平均分子量は33000であった。
Example 4
0.1 mol (13.1 g) of sodium dimethylolpropionate (number average molecular weight: 131) and 1,4-butanediol as a chain extender were added to the prepolymer (I′-2) obtained in Production Example 2. 3 mol (27.0 g) of the mixture was added and reacted at 100 ° C. for 5 minutes. The content of the chain extender containing a carboxyl group with respect to the total weight of the extender is 32.7% by weight.
To this, 0.03 mol of tetrabutyl titanate was added and reacted for 5 minutes for ion crosslinking, and then cast into a mold preheated to 100 ° C. The target urethane elastomer (I-4) was obtained by reacting with a circulating dryer at 100 ° C. for 20 hours. The reaction rate of the carboxyl group with the polyvalent metal calculated from the charged value is 100 mol%.
The number average molecular weight of (I-4) was 33000.

比較例1
製造例1で、鎖伸長反応後、そのままイオン架橋させずに、100℃の循風乾燥機にて20時間反応させることでウレタンエラストマー(I−5)を得た。
Comparative Example 1
In Production Example 1, after the chain extension reaction, the urethane elastomer (I-5) was obtained by reacting for 20 hours in a circulating dryer at 100 ° C. without performing ionic crosslinking as it is.

比較例2
製造例1で得られたプレポリマー(I’−1)に鎖伸長剤としてN,N,ビス−2ヒドロキシエチル−2アミノエタンスルホン酸(分子量:193)0.1モル(19.3g)と1,4−ブタンジオール0.3モル(27.0g)の混合物を添加し100℃で5分間反応させた後、イオン架橋させずに100℃に予熱したモールド中に注型した。このまま、100℃の循風乾燥機にて20時間反応させることでウレタンエラストマー(I−6)を得た。伸長剤の合計重量に対するスルホン酸基を含む鎖伸長剤の含有量は41.7重量%である。
(I−6)の数平均分子量は38000であった。
Comparative Example 2
N, N, bis-2hydroxyethyl-2aminoethanesulfonic acid (molecular weight: 193) 0.1 mol (19.3 g) as a chain extender to the prepolymer (I′-1) obtained in Production Example 1 A mixture of 0.3 mol (27.0 g) of 1,4-butanediol was added and reacted at 100 ° C. for 5 minutes, and then cast into a mold preheated to 100 ° C. without ion crosslinking. The urethane elastomer (I-6) was obtained by reacting with a circulating dryer at 100 ° C. for 20 hours as it was. The content of the chain extender containing a sulfonic acid group with respect to the total weight of the extender is 41.7% by weight.
The number average molecular weight of (I-6) was 38000.

比較例3
製造例1で得られたプレポリマー(I’−1)に鎖伸長剤としてジメチロールプロピオン酸(分子量:119)0.2モル(23.8g)と1,6−ヘキサンジオール0.2モル(23.6g)の混合物を添加し100℃で5分間反応させた。これに1価の金属塩である塩化ナトリウム0.2モル添加し5分間反応させた後、100℃に予熱したモールド中に注型した。このまま100℃の循風乾燥機にて20時間反応させることで目的のウレタンエラストマー(I−7)を得た。伸長剤の合計重量に対するカルボキシル基を含む鎖伸長剤の含有量は50.2重量%である。
(I−7)の数平均分子量は40000であった。
Comparative Example 3
To the prepolymer (I′-1) obtained in Production Example 1, 0.2 mol (23.8 g) of dimethylolpropionic acid (molecular weight: 119) and 0.2 mol of 1,6-hexanediol as a chain extender ( 23.6 g) was added and allowed to react at 100 ° C. for 5 minutes. After adding 0.2 mol of sodium chloride which is a monovalent metal salt to this and reacting for 5 minutes, it was cast in a mold preheated to 100 ° C. The target urethane elastomer (I-7) was obtained by reacting with a circulating dryer at 100 ° C. for 20 hours. The content of the chain extender containing a carboxyl group with respect to the total weight of the extender is 50.2% by weight.
The number average molecular weight of (I-7) was 40000.

比較例4
製造例2で得られたプレポリマー(I’−2)に、鎖伸長剤としてトリメチロールプロパン(分子量:134)0.1モル(13.4g)と1,4−ブタンジオール0.3モル(27.0g)の混合物を添加し100℃で5分間反応させ、100℃に予熱したモールド中に注型した。このまま100℃の循風乾燥機にて20時間反応させることで目的のウレタンエラストマー(I−8)を得た。伸長剤の合計重量に対するカルボキシル基を含む鎖伸長剤の含有量は0重量%である。
Comparative Example 4
To the prepolymer (I′-2) obtained in Production Example 2, 0.1 mol (13.4 g) of trimethylolpropane (molecular weight: 134) and 0.3 mol of 1,4-butanediol as a chain extender ( 27.0 g) of the mixture was added, reacted at 100 ° C. for 5 minutes, and cast into a mold preheated to 100 ° C. The target urethane elastomer (I-8) was obtained by reacting with a circulating dryer at 100 ° C. for 20 hours. The content of the chain extender containing a carboxyl group with respect to the total weight of the extender is 0% by weight.

比較例5
3つ口フラスコにフマル酸70gと分子量4000のポリプロピレングリコール1700gを入れ、150℃に加熱した。ここに開始剤である2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルペルオキシ)ヘキサンを1.5時間につき5gずつ滴下し、13時間で計27gを添加し、完全に反応させカルボン酸含有ポリオールを得た。さらに酸化カルシウム40gと水100gを加え、中和してポリプロピレングリコールカルボン酸カルシウム塩(A−5’)とし、中和反応後水は減圧除去した。
ポリプロピレングリコールカルボン酸カルシウム塩(A−5’)0.5モル、ジフェニルメタンジイソシアネート(日本ポリウレタン社製)1.1モル、触媒としてトリエチルアミン0.1gを4つ口フラスコに仕込み、反応温度100℃、6時間反応させ目的のウレタンエラストマー(I−9)を得た。仕込み値から計算したカルボン酸基の多価金属との反応率は100モル%である。
(I−9)の数平均分子量は44000であった。
Comparative Example 5
In a three-necked flask, 70 g of fumaric acid and 1700 g of polypropylene glycol having a molecular weight of 4000 were placed and heated to 150 ° C. Here, 5 g of 2,5-dimethyl-2,5-bis (2-ethylhexanoylperoxy) hexane, which is an initiator, was dropped every 1.5 hours, and a total of 27 g was added in 13 hours to complete the reaction. A carboxylic acid-containing polyol was obtained. Further, 40 g of calcium oxide and 100 g of water were added and neutralized to obtain a polypropylene glycol carboxylic acid calcium salt (A-5 ′). After neutralization, water was removed under reduced pressure.
Polypropylene glycol carboxylic acid calcium salt (A-5 ′) 0.5 mol, diphenylmethane diisocyanate (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.) 1.1 mol, triethylamine 0.1 g as a catalyst were charged into a four-necked flask, reaction temperature 100 ° C., 6 The target urethane elastomer (I-9) was obtained by reacting for a period of time. The reaction rate of the carboxylic acid group calculated from the charged value with the polyvalent metal is 100 mol%.
The number average molecular weight of (I-9) was 44000.

[評価試験]
実施例1〜4、比較例1〜5で得られたウレタンエラストマー(I−1)〜(I−9)について常温機械物性、耐熱特性等の性能について評価した。結果を以下の表に示す。
[Evaluation test]
The urethane elastomers (I-1) to (I-9) obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 were evaluated for performance such as room temperature mechanical properties and heat resistance characteristics. The results are shown in the table below.

<ショアA硬さ>
JIS K6301に準じてショアA硬さの測定を行った。A型スプリング式硬さ試験器を用いて測定し、3カ所の算術平均を測定値とした。
<Shore A hardness>
The Shore A hardness was measured according to JIS K6301. It measured using the A type spring type hardness tester, and the arithmetic average of three places was made into the measured value.

<メルトフローレイト(MFR)>
JIS K7210に準じてMFR[g/10分]の測定を行った。230℃、荷重2.16kgの条件で測定した。
<Melt flow rate (MFR)>
MFR [g / 10 min] was measured according to JIS K7210. Measurement was performed under the conditions of 230 ° C. and a load of 2.16 kg.

<破断強度>
JIS K6301に準じて破断強度[kgf/cm2]の測定を行った。試験片は1号片を用い、25℃にて測定を行った。
<Break strength>
The breaking strength [kgf / cm 2 ] was measured according to JIS K6301. The test piece used the No. 1 piece and measured at 25 degreeC.

<破断伸び>
JIS K6301に準じて破断伸び[%]の測定を行った。試験片は1号片を用い、25℃にて測定を行った。
<Elongation at break>
The elongation at break [%] was measured according to JIS K6301. The test piece used the No. 1 piece and measured at 25 degreeC.

<屈曲試験>
JIS K6301に準じて屈曲試験[mm]の測定を行った。測定を3回行いそのき劣長さの平均を測定値とした。耐屈曲疲労性を評価できる。
<Bending test>
The bending test [mm] was measured according to JIS K6301. Measurement was performed three times, and the average of the inferior length was taken as the measured value. Bending fatigue resistance can be evaluated.

<低温ねじり試験>
JIS K6301に準じて低温ねじり試験[℃]の測定を行った。2.81mN・m/radのねじり定数を持つワイヤを用いて評価した。耐寒性を評価できる。
<Low temperature torsion test>
The low temperature torsion test [° C.] was measured according to JIS K6301. Evaluation was performed using a wire having a torsional constant of 2.81 mN · m / rad. Can evaluate cold resistance.

<軟化温度>
JIS K7206に準じて軟化温度[℃]の測定を行った。5mmの厚さの試験片を用い、120℃/hの昇温速度で制御し、評価した。耐熱性を評価できる。
<Softening temperature>
The softening temperature [° C.] was measured according to JIS K7206. Using a test piece having a thickness of 5 mm, the temperature was controlled at a heating rate of 120 ° C./h for evaluation. Can evaluate heat resistance.

表1及び表2に示したように、実施例1〜4は比較例1〜5に比べ、軟化温度、破断強度が飛躍的に高くなり、耐熱特性、機械強度の性能が向上することが明かである。
また、ジメチロールプロピオン酸のイオン結合の代わりにトリメチロールプロパンの共有結合が導入された比較例4は、ショアA硬さ、破断強度などの機械強度は良好であるが、屈曲試験、低温ねじり試験において耐屈曲疲労性、耐寒性に劣ることが明らかである。
以上のことより本発明の熱可塑性ウレタンエラストマーは、耐熱性、機械強度に特に優れ、同時に耐寒性、耐屈曲疲労性も保持可能であるという特長を有する。
As shown in Tables 1 and 2, it is clear that Examples 1 to 4 have significantly higher softening temperature and breaking strength than Comparative Examples 1 to 5, and improved performance in heat resistance and mechanical strength. It is.
In Comparative Example 4 in which a covalent bond of trimethylolpropane was introduced instead of an ionic bond of dimethylolpropionic acid, mechanical strength such as Shore A hardness and breaking strength was good, but a bending test and a low-temperature torsion test. It is apparent that the bending fatigue resistance and the cold resistance are inferior.
From the above, the thermoplastic urethane elastomer of the present invention has a feature that it is particularly excellent in heat resistance and mechanical strength, and at the same time, it can maintain cold resistance and bending fatigue resistance.

本発明の熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、全部、又は好ましくは部分的に多価金属イオンで架橋されており、高性能の機械的特性、耐寒性を有したまま耐熱特性が改善されるので、例えば、フィルム、シート、成形体の形で使用され特に自動車のホールジョイント・ダストカバー、電線・ケーブル材等に有利に用いられる。

The thermoplastic polyurethane elastomer of the present invention is wholly or preferably partially crosslinked with polyvalent metal ions, and has improved high-performance mechanical characteristics and heat resistance while maintaining cold resistance. It is used in the form of film, sheet, and molded product, and is particularly advantageously used in automobile hole joints, dust covers, electric wires and cable materials.

Claims (12)

数平均分子量が1000〜5000のジオール(A)、ジイソシアネート(B)および数平均分子量50〜300の鎖伸長剤(C)を反応させてなるポリウレタンエラストマー(I)において、カルボキシル基もしくはその1価カチオンとの塩の基(a)および/またはスルホン酸基もしくはその1価カチオンとの塩の基(b)並びに水酸基もしくはアミノ基を2個分子内に有する鎖伸長剤(C1)が少なくとも鎖伸長剤(C)としてなり、かつ(I)のハードセグメント中の(C1)由来のカルボキシレートアニオン基(a’)および/またはスルホン酸アニオン基(b’)が多価金属カチオン(e)とイオン架橋してなることを特徴とする熱可塑性ポリウレタンエラストマー。 In the polyurethane elastomer (I) obtained by reacting a diol (A) having a number average molecular weight of 1000 to 5000, a diisocyanate (B), and a chain extender (C) having a number average molecular weight of 50 to 300, a carboxyl group or a monovalent cation thereof A chain extender (C1) having a group (a) and / or a sulfonic acid group or a salt group (b) thereof with a monovalent cation and two hydroxyl groups or amino groups in the molecule. And the carboxylate anion group (a ′) and / or the sulfonate anion group (b ′) derived from (C1) in the hard segment of (I) is ionically crosslinked with the polyvalent metal cation (e). A thermoplastic polyurethane elastomer characterized by comprising: 前記鎖伸長剤(C1)、さらに前記の基(a)および前記の基(b)のいずれをも分子内に有さない、ジオール(C21)およびジアミン(C22)から選ばれる鎖伸長剤(C2)が鎖伸長剤(C)としてなり、かつ前記ポリウレタンエラストマー(I)のハードセグメント中の(C1)由来のカルボキシレートアニオン基(a’)および/またはスルホン酸アニオン基(b’)が多価金属カチオン(e)と部分イオン架橋してなることを特徴とする請求項1記載の熱可塑性ポリウレタンエラストマー。 Chain extender (C2) selected from diol (C21) and diamine (C22), which does not have any of the groups (a) and (b) in the molecule. ) As a chain extender (C), and the carboxylate anion group (a ′) and / or the sulfonate anion group (b ′) derived from (C1) in the hard segment of the polyurethane elastomer (I) are polyvalent. 2. The thermoplastic polyurethane elastomer according to claim 1, wherein the thermoplastic polyurethane elastomer is formed by partial ion crosslinking with the metal cation (e). 前記鎖伸長剤(C1)が下記一般式(1)〜(4)からなる群より選ばれる少なくとも一種で表される鎖伸長剤である請求項1または2記載の熱可塑性ポリウレタンエラストマー。
[式中、M+は1価のアルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、またはプロトン;Rは
炭素数1〜8のアルキレン基;R'は水素原子または炭素数1〜3のアルキル基;R''は
炭素数1〜8のアルキレン基;Arは3価の芳香族炭化水素基を表す。]
The thermoplastic polyurethane elastomer according to claim 1 or 2, wherein the chain extender (C1) is a chain extender represented by at least one selected from the group consisting of the following general formulas (1) to (4).
[Wherein M + is a monovalent alkali metal ion, ammonium ion, or proton; R is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms; R ′ is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms; An alkylene group having 1 to 8 carbon atoms; Ar represents a trivalent aromatic hydrocarbon group; ]
下記一般式(5)で表される繰り返し単位を有する請求項3記載の熱可塑性ポリウレタンエラストマー。
[式中、Aは前記ジオール(A)からOHを2個除いた残基、Bは前記ジイソシアネート
(B)からNCOを2個除いた残基、YはOまたはNH、C2は前記鎖伸長剤(C2)から水酸基またはアミノ基を2個除いた残基、XはOまたはNH、C1は前記鎖伸長剤(C1)から水酸基またはアミノ基を2個除き、かつCOO-+またはSO3 -+基を除いた
残基、Z-はCOO-、またはSO3 -、En+は多価金属イオン、p、q、rは5〜80の整数、nは2〜4の整数であり、式中の3つの繰り返し単位の結合様式はブロックでもランダムでもよい。]
The thermoplastic polyurethane elastomer according to claim 3, which has a repeating unit represented by the following general formula (5).
[Wherein A is a residue obtained by removing 2 OH from the diol (A), B is a residue obtained by removing 2 NCO from the diisocyanate (B), Y is O or NH, and C2 is the chain extender. A residue obtained by removing two hydroxyl groups or amino groups from (C2), X is O or NH, C1 is two hydroxyl groups or amino groups are removed from the chain extender (C1), and COO M + or SO 3 A residue excluding the M + group, Z is COO , or SO 3 , En + is a polyvalent metal ion, p, q and r are integers of 5 to 80, n is an integer of 2 to 4; The bonding mode of the three repeating units in the formula may be block or random. ]
前記鎖伸長剤(C)中、前記鎖伸長剤(C2)と前記鎖伸長剤(C1)の合計重量に対する(C1)の含有量が5〜90重量パーセントである請求項2〜4いずれか記載の熱可塑性ポリウレタンエラストマー。 5. The content of (C1) in the chain extender (C) is 5 to 90 weight percent with respect to the total weight of the chain extender (C2) and the chain extender (C1). Thermoplastic polyurethane elastomer. ハードセグメント中の前記多価金属カチオン(e)が、2族、4族、8族、11族、12族および13族の金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の2〜4価のカチオンである請求項1〜5いずれか記載の熱可塑性ポリウレタンエラストマー。 The polyvalent metal cation (e) in the hard segment is at least one divalent to tetravalent cation selected from the group consisting of Group 2, Group 4, Group 8, Group 11, Group 12 and Group 13 metal elements. The thermoplastic polyurethane elastomer according to any one of claims 1 to 5. 前記多価金属カチオン(e)が、亜鉛、アルミニウムおよびチタンからなる群から選ばれる1種以上である請求項6記載の熱可塑性ポリウレタンエラストマー。 The thermoplastic polyurethane elastomer according to claim 6, wherein the polyvalent metal cation (e) is at least one selected from the group consisting of zinc, aluminum and titanium. 前記数平均分子量が1000〜5000のジオール(A)が、ポリエーテルジオール(A1)および/またはポリエステルジオール(A2)である請求項1〜7いずれか記載の熱可塑性ポリウレタンエラストマー。 The thermoplastic polyurethane elastomer according to any one of claims 1 to 7, wherein the diol (A) having a number average molecular weight of 1000 to 5000 is a polyether diol (A1) and / or a polyester diol (A2). 電線・ケーブルの被覆材料に用いられる請求項1〜8いずれか記載の熱可塑性ポリウレタンエラストマー。 The thermoplastic polyurethane elastomer according to any one of claims 1 to 8, which is used as a coating material for electric wires and cables. 数平均分子量が1000〜5000のジオール(A)とジイソシアネート(B)を反応させてなるNCO末端ポリウレタンプレポリマーを、カルボキシル基もしくはその1価カチオンとの塩の基(a)および/またはスルホン酸基もしくはその1価カチオンとの塩の基(b)並びに水酸基もしくはアミノ基を2個分子内に有する数平均分子量が50〜300である鎖伸長剤(C1)で少なくとも鎖伸長反応させた後に、ハードセグメント中の(C1)由来のカルボキシレートアニオン基(a’)および/またはスルホン酸アニオン基(b’)を多価金属化合物でイオン架橋させることを特徴とする熱可塑性ポリウレタンエラストマーの製造方法。 An NCO-terminated polyurethane prepolymer obtained by reacting a diol (A) having a number average molecular weight of 1000 to 5000 and a diisocyanate (B) is converted into a carboxyl group or a salt group with a monovalent cation (a) and / or a sulfonic acid group. Alternatively, after the chain extension reaction (C1) having a number average molecular weight of 50 to 300 and having a group (b) of a salt with a monovalent cation and two hydroxyl groups or amino groups in the molecule, A process for producing a thermoplastic polyurethane elastomer, characterized by ion-crosslinking a carboxylate anion group (a ′) and / or a sulfonate anion group (b ′) derived from (C1) in a segment with a polyvalent metal compound. 前記NCO末端ポリウレタンプレポリマーを、前記鎖伸長剤(C1)、および前記(a)および前記(b)のいずれをも分子内に有さず数平均分子量が50〜300である、ジオール(C21)およびジアミン(C22)から選ばれる鎖伸長剤(C2)で鎖伸長反応させた後に、ハードセグメント中の(C1)由来のカルボキシレートアニオン基(a’)および/またはスルホン酸アニオン基(b’)を多価金属化合物で部分イオン架橋させることを特徴とする請求項10記載の熱可塑性ポリウレタンエラストマーの製造方法。 The NCO-terminated polyurethane prepolymer is a diol (C21) that does not have any of the chain extender (C1) and (a) and (b) in the molecule and has a number average molecular weight of 50 to 300 And a chain extender (C2) selected from diamine (C22) and then a carboxylate anion group (a ′) and / or a sulfonate anion group (b ′) derived from (C1) in the hard segment The method for producing a thermoplastic polyurethane elastomer according to claim 10, wherein the polymer is partially ion-crosslinked with a polyvalent metal compound. 前記鎖伸長剤(C1)が下記一般式(1)〜(4)からなる群より選ばれる少なくとも一種で表される鎖伸長剤である請求項10または11記載の熱可塑性ポリウレタンエラストマーの製造方法。
[式中、M+は1価のアルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、またはプロトン;Rは
炭素数1〜8のアルキレン基;R'は水素原子または炭素数1〜3のアルキル基;R''は
炭素数1〜8のアルキレン基;Arは3価の芳香族炭化水素基を表す。]
The method for producing a thermoplastic polyurethane elastomer according to claim 10 or 11, wherein the chain extender (C1) is a chain extender represented by at least one selected from the group consisting of the following general formulas (1) to (4).
[Wherein M + is a monovalent alkali metal ion, ammonium ion, or proton; R is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms; R ′ is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms; An alkylene group having 1 to 8 carbon atoms; Ar represents a trivalent aromatic hydrocarbon group; ]
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