JP7257541B2 - Thermoplastic polyurethane resin and film - Google Patents
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Description
本発明は、熱可塑性ポリウレタン樹脂およびフィルムに関し、詳しくは、熱可塑性ポリウレタン樹脂、および、その熱可塑性ポリウレタン樹脂を含むフィルムに関する。 The present invention relates to thermoplastic polyurethane resins and films, and more particularly to thermoplastic polyurethane resins and films comprising the thermoplastic polyurethane resins.
熱可塑性ポリウレタン樹脂(TPU)は、一般に、ポリイソシアネート、高分子量ポリオールおよび低分子量ポリオールの反応により得られるゴム弾性体である。熱可塑性ポリウレタン樹脂は、例えば、フィルム状に成形され、自動車の塗装面を保護するための保護フィルム(Paint Protection Film(PPF))などとして、用いられている。 Thermoplastic polyurethane resins (TPUs) are generally rubber elastomers obtained by the reaction of polyisocyanates, high molecular weight polyols and low molecular weight polyols. Thermoplastic polyurethane resins, for example, are molded into films and used as protective films (Paint Protection Films (PPF)) for protecting painted surfaces of automobiles.
保護フィルムとしては、例えば、ポリオールおよびポリイソシアネートを反応させて得られるTPU層を含む多層ポリウレタン保護フィルムが提案されており、また、ポリオールとしてカプロラクトンポリオールを用いること、さらに、ポリイソシアネートとしてジシクロヘキシルメタンジイソシアネートを用いることが、提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 As a protective film, for example, a multi-layer polyurethane protective film containing a TPU layer obtained by reacting a polyol and a polyisocyanate has been proposed. Using is proposed (for example, refer to Patent Document 1.).
一方、保護フィルムには、用途に応じて、伸縮特性(戻り力)および耐熱性が要求される。この点、上記の多層ポリウレタン保護フィルムは、耐熱性が十分ではないという不具合がある。 On the other hand, the protective film is required to have stretchability (rebound force) and heat resistance depending on the application. In this respect, the multilayer polyurethane protective film described above has a problem of insufficient heat resistance.
本発明は、伸縮特性(戻り力)および耐熱性を兼ね備える熱可塑性ポリウレタン樹脂、および、その熱可塑性ポリウレタン樹脂を含むフィルムである。 The present invention is a thermoplastic polyurethane resin having both stretchability (return force) and heat resistance, and a film containing the thermoplastic polyurethane resin.
本発明[1]は、60モル%以上99.5モル%以下の割合でトランス体を含有する1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンを含むポリイソシアネート成分と、25℃において液状である非晶性ポリカーボネートジオール、および、炭素数2~6の低分子量ジオールを含むポリオール成分との反応生成物を含む、熱可塑性ポリウレタン樹脂を含んでいる。 The present invention [1] provides a polyisocyanate component containing 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane containing a trans isomer at a ratio of 60 mol% or more and 99.5 mol% or less, and a non-liquid at 25 ° C. It contains a thermoplastic polyurethane resin containing a reaction product with a polyol component containing a crystalline polycarbonate diol and a low molecular weight diol having 2 to 6 carbon atoms.
本発明[2]は、示差走査熱量測定法(DSC法)で測定した、160℃以上における前記熱可塑性ポリウレタン樹脂の融解ピークの熱量が、15J/g以下である、上記[1]に記載の熱可塑性ポリウレタン樹脂を含んでいる。 The present invention [2] is the above [1], wherein the thermoplastic polyurethane resin has a melting peak heat quantity of 15 J/g or less at 160°C or higher, measured by differential scanning calorimetry (DSC method). Contains thermoplastic polyurethane resin.
本発明[3]は、示差走査熱量測定法(DSC法)で測定した、160℃以上における前記熱可塑性ポリウレタン樹脂の融解ピークの熱量が、0.1J/g以上である、上記[1]または[2]に記載の熱可塑性ポリウレタン樹脂を含んでいる。 The present invention [3] is the above [1] or It contains the thermoplastic polyurethane resin described in [2].
本発明[4]は、上記[1]~[3]のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン樹脂を含む、フィルムを含んでいる。 The present invention [4] includes a film containing the thermoplastic polyurethane resin according to any one of [1] to [3] above.
本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂およびフィルムは、原料成分として、60モル%以上99.5モル%以下の割合でトランス体を含有する1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンを含むポリイソシアネート成分と、25℃において液状である非晶性ポリカーボネートジオール、および、炭素数2~6の低分子量ジオールを含むポリオール成分とを含む。 The thermoplastic polyurethane resin and film of the present invention comprise, as a raw material component, a polyisocyanate component containing 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane containing a trans isomer at a ratio of 60 mol% or more and 99.5 mol% or less. , an amorphous polycarbonate diol that is liquid at 25° C., and a polyol component containing a low-molecular-weight diol having 2 to 6 carbon atoms.
すなわち、原料成分として、結晶性が比較的高い1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンと、ハードセグメントにより結晶性を向上させる低分子量ジオールと、結晶性が比較的低い非晶性ポリカーボネートジオールとが用いられる。 That is, as raw material components, 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane with relatively high crystallinity, a low molecular weight diol that improves crystallinity with a hard segment, and an amorphous polycarbonate diol with relatively low crystallinity. is used.
そのため、本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂およびフィルムは、ポリウレタン構造の凝集性をバランスよく調整でき、凝集性の高さに由来する耐熱性と、凝集性の低さに由来する伸縮特性とを、バランスよく兼ね備えることができる。 Therefore, the thermoplastic polyurethane resin and film of the present invention can adjust the cohesiveness of the polyurethane structure in a well-balanced manner, and balance the heat resistance derived from the high cohesiveness and the stretchability derived from the low cohesiveness. can be well combined.
本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂は、ポリイソシアネート成分と、ポリオール成分とを反応させることによって得られる。換言すれば、熱可塑性ポリウレタン樹脂は、原料成分としてのポリイソシアネート成分とポリオール成分との反応により得られる反応生成物である。 The thermoplastic polyurethane resin of the present invention is obtained by reacting a polyisocyanate component and a polyol component. In other words, a thermoplastic polyurethane resin is a reaction product obtained by reacting a polyisocyanate component and a polyol component as raw materials.
ポリイソシアネート成分は、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンを、必須成分として含んでいる。 The polyisocyanate component contains 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane as an essential component.
1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンには、シス-1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(以下、シス1,4体とする。)、および、トランス-1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(以下、トランス1,4体とする。)の立体異性体がある。 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane includes cis-1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane (hereinafter referred to as cis-1,4-isomer), and trans-1,4-bis ( There is a stereoisomer of isocyanatomethyl)cyclohexane (hereinafter referred to as trans 1,4 isomer).
本発明において、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンは、トランス1,4体(トランス体)を所定割合で含有する。 In the present invention, 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane contains a trans-1,4-isomer (trans-isomer) in a predetermined proportion.
より具体的には、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンの総モルに対して、トランス1,4体(トランス体)の含有割合が、60モル%以上、好ましくは、70モル%以上、より好ましくは、75モル%以上、さらに好ましくは、80モル%以上であり、99.5モル%以下、好ましくは、99モル%以下、より好ましくは、96モル%以下、さらに好ましくは、90モル%以下である。 More specifically, the content of trans-1,4-isomer (trans-isomer) is 60 mol% or more, preferably 70 mol% or more, relative to the total moles of 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane. , More preferably 75 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, 99.5 mol% or less, preferably 99 mol% or less, more preferably 96 mol% or less, still more preferably 90 mol% or less.
換言すると、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンは、トランス1,4体およびシス1,4体の総量が100モル%であるため、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンの総モルに対して、シス1,4体(シス体)の含有割合が、0.5モル%以上、好ましくは、1モル%以上、より好ましくは、4モル%以上、さらに好ましくは、10モル%以上であり、40モル%以下、好ましくは、30モル%以下、より好ましくは、25モル%以下、さらに好ましくは、20モル%以下である。 In other words, 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane has a total amount of trans-1,4- and cis-1,4-isomers of 100 mol%, so the total amount of 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane The content of the cis-1,4-isomer (cis-isomer) is 0.5 mol% or more, preferably 1 mol% or more, more preferably 4 mol% or more, and still more preferably 10 mol%, relative to the mol. 40 mol % or less, preferably 30 mol % or less, more preferably 25 mol % or less, still more preferably 20 mol % or less.
トランス1,4体の含有割合が上記下限以上であれば、耐熱性の向上を図ることができる。 If the content ratio of transformers 1 and 4 is equal to or higher than the above lower limit, heat resistance can be improved.
1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンは、例えば、国際公開WO2009/051114号公報、国際公開WO2019/069802号公報などに記載の方法などにより、製造することができる。 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane can be produced, for example, by the methods described in International Publication WO2009/051114, International Publication WO2019/069802, and the like.
また、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンは、本発明の優れた効果を阻害しない範囲において、変性体として調製することもできる。 In addition, 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane can also be prepared as a modified form as long as the excellent effects of the present invention are not impaired.
1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンの変性体としては、例えば、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンの多量体(ダイマー(例えば、ウレトジオン変性体など)、トリマー(例えば、イソシアヌレート変性体、イミノオキサジアジンジオン変性体など)など)、ビウレット変性体(例えば、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンと水との反応により生成するビウレット変性体など)、アロファネート変性体(例えば、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンと1価アルコールまたは2価アルコールとの反応より生成するアロファネート変性体など)、ポリオール変性体(例えば、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンと3価アルコールとの反応より生成するポリオール変性体(付加体)など)、オキサジアジントリオン変性体(例えば、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンと炭酸ガスとの反応により生成するオキサジアジントリオンなど)、カルボジイミド変性体(例えば、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンの脱炭酸縮合反応により生成するカルボジイミド変性体など)などが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。 Modified forms of 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane include, for example, 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane polymers (dimers (e.g., uretdione modified forms), trimers (e.g., isocyanurate modified product, iminooxadiazinedione modified product, etc.), biuret modified product (e.g., biuret modified product produced by the reaction of 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane and water), allophanate modified product ( For example, allophanate modified products produced by reaction of 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane with monohydric alcohol or dihydric alcohol), polyol modified products (for example, 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane polyol modified product (adduct) produced by reaction with trihydric alcohol), oxadiazinetrione modified product (for example, oxadiazinetrione modified product (for example, oxadiazine produced by reaction of 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane and carbon dioxide) diazinetrione, etc.), modified carbodiimide (for example, modified carbodiimide produced by decarboxylation condensation reaction of 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane), and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンとして、好ましくは、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンの単量体(モノマー)が挙げられる。 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane is preferably a monomer of 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane.
ポリイソシアネート成分が、上記の1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンを含んでいれば、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンの対称構造に由来する結晶性により、熱可塑性ポリウレタン樹脂の耐熱性を向上できる。すなわち、ポリイソシアネート成分が、トランス体を所定割合で含む1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンを含まない場合、ポリイソシアネート成分の結晶性が十分ではなく、熱可塑性ポリウレタン樹脂(後述)の凝集性が低下し、耐熱性に劣る場合がある。これに対して、ポリイソシアネート成分が、上記の1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンを含んでいれば、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンの対称構造に由来して、ポリイソシアネート成分の結晶性を向上でき、熱可塑性ポリウレタン樹脂の凝集性を向上できるため、耐熱性の向上を図ることができる。 If the polyisocyanate component contains the above 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, the crystallinity derived from the symmetrical structure of 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane makes the thermoplastic polyurethane resin It can improve heat resistance. That is, when the polyisocyanate component does not contain 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane containing a trans isomer in a predetermined proportion, the crystallinity of the polyisocyanate component is not sufficient, and the thermoplastic polyurethane resin (described later) aggregates. The heat resistance may be deteriorated. On the other hand, if the polyisocyanate component contains the above 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, the polyisocyanate is derived from the symmetric structure of 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane. Since the crystallinity of the component can be improved and the cohesiveness of the thermoplastic polyurethane resin can be improved, heat resistance can be improved.
また、ポリイソシアネート成分は、本発明の優れた効果を阻害しない範囲で、その他のポリイソシアネート(1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンを除くポリイソシアネート)を、任意成分として含有することができる。 In addition, the polyisocyanate component can contain other polyisocyanates (polyisocyanates other than 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane) as optional components within a range that does not impair the excellent effects of the present invention. .
その他のポリイソシアネートとしては、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネートなどが挙げられる。 Other polyisocyanates include, for example, aliphatic polyisocyanates, aromatic polyisocyanates, and araliphatic polyisocyanates.
脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、エチレンジイソシアネート、トリメ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、ペンタメチレンジイソシアネート(PDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、オクタメチレンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、2,2’-ジメチルペンタンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ブテンジイソシアネート、1,3-ブタジエン-1,4-ジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,6,11-ウンデカメチレントリイソシアネート、1,3,6-ヘキサメチレントリイソシアネート、1,8-ジイソシアネート-4-イソシアナトメチルオクタン、2,5,7-トリメチル-1,8-ジイソシアネート-5-イソシアナトメチルオクタン、ビス(イソシアナトエチル)カーボネート、ビス(イソシアナトエチル)エーテル、1,4-ブチレングリコールジプロピルエーテル-ω、ω’-ジイソシアネート、リジンイソシアナトメチルエステル、リジントリイソシアネート、2-イソシアナトエチル-2,6-ジイソシアネートヘキサノエート、2-イソシアナトプロピル-2,6-ジイソシアネートヘキサノエート、ビス(4-イソシアネート-n-ブチリデン)ペンタエリスリトール、2,6-ジイソシアネートメチルカプロエートなどの鎖状脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of aliphatic polyisocyanates include ethylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate (PDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), octamethylene diisocyanate, nonamethylene diisocyanate, and 2,2'-dimethylpentane diisocyanate. , 2,2,4-trimethylhexane diisocyanate, decamethylene diisocyanate, butene diisocyanate, 1,3-butadiene-1,4-diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,6,11-undecamethylene triisocyanate, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, 1,8-diisocyanato-4-isocyanatomethyloctane, 2,5,7-trimethyl-1,8-diisocyanato-5-isocyanatomethyloctane, bis( isocyanatoethyl) carbonate, bis(isocyanatoethyl) ether, 1,4-butylene glycol dipropyl ether-ω,ω'-diisocyanate, lysine isocyanatomethyl ester, lysine triisocyanate, 2-isocyanatoethyl-2,6 - chain aliphatic diisocyanates such as diisocyanatohexanoate, 2-isocyanatopropyl-2,6-diisocyanatohexanoate, bis(4-isocyanato-n-butylidene)pentaerythritol, 2,6-diisocyanatomethylcaproate etc.
また、脂肪族ポリイソシアネートには、脂環族ポリイソシアネート(1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンを除く。)が含まれる。 Aliphatic polyisocyanates also include alicyclic polyisocyanates (excluding 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane).
脂環族ポリイソシアネート(1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンを除く。)としては、例えば、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、トランス,トランス-、トランス,シス-、およびシス,シス-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートおよびこれらの混合物(水添MDI、H12MDI)、1,3-または1,4-シクロヘキサンジイソシアネートおよびこれらの混合物、1,3-または1,4-ビス(イソシアナトエチル)シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、2,2’-ジメチルジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、2,5-ジイソシアナトメチルビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、その異性体である2,6-ジイソシアナトメチルビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン(NBDI)、2-イソシアナトメチル2-(3-イソシアナトプロピル)-5-イソシアナトメチルビシクロ-〔2,2,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-6-イソシアナトメチルビシクロ-〔2,2,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル3-(3-イソシアナトプロピル)-5-(2-イソシアナトエチル)-ビシクロ-〔2,2,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル3-(3-イソシアナトプロピル)-6-(2-イソシアナトエチル)-ビシクロ-〔2,2,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル2-(3-イソシアナトプロピル)-5-(2-イソシアナトエチル)-ビシクロ-〔2,2,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル2-(3-イソシアナトプロピル)-6-(2-イソシアナトエチル)-ビシクロ-〔2,2,1〕-ヘプタンなどの脂環族ジイソシアネートなどが挙げられる。Alicyclic polyisocyanates (excluding 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane) include, for example, 1,3-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, isophorone diisocyanate (IPDI), trans, trans-, trans , cis-, and cis, cis-dicyclohexylmethane diisocyanate and mixtures thereof (hydrogenated MDI, H 12 MDI), 1,3- or 1,4-cyclohexane diisocyanate and mixtures thereof, 1,3- or 1,4 - bis(isocyanatoethyl)cyclohexane, methylcyclohexane diisocyanate, 2,2'-dimethyldicyclohexylmethane diisocyanate, dimer acid diisocyanate, 2,5-diisocyanatomethylbicyclo[2,2,1]-heptane and its isomers 2,6-diisocyanatomethylbicyclo[2,2,1]-heptane (NBDI), 2-isocyanatomethyl 2-(3-isocyanatopropyl)-5-isocyanatomethylbicyclo-[2,2, 1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-2-(3-isocyanatopropyl)-6-isocyanatomethylbicyclo-[2,2,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl 3-(3-isocyanato propyl)-5-(2-isocyanatoethyl)-bicyclo-[2,2,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl 3-(3-isocyanatopropyl)-6-(2-isocyanatoethyl)- bicyclo-[2,2,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl 2-(3-isocyanatopropyl)-5-(2-isocyanatoethyl)-bicyclo-[2,2,1]-heptane, 2 -isocyanatomethyl 2-(3-isocyanatopropyl)-6-(2-isocyanatoethyl)-bicyclo-[2,2,1]-heptane and other alicyclic diisocyanates.
芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、2,4-トリレンジイソシアネートおよび2,6-トリレンジイソシアネート、ならびに、これらトリレンジイソシアネートの異性体混合物(TDI)、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートおよび2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに、これらジフェニルメタンジイソシアネートの任意の異性体混合物(MDI)、トルイジンジイソシアネート(TODI)、パラフェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート(NDI)などの芳香族ジイソシアネートなどが挙げられる。 Aromatic polyisocyanates include, for example, 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, and isomer mixtures of these tolylene diisocyanates (TDI), 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4 '-diphenylmethane diisocyanate and 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, and any isomer mixture (MDI) of these diphenylmethane diisocyanates, aromatic diisocyanates such as toluidine diisocyanate (TODI), paraphenylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate (NDI), etc. mentioned.
芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,3-または1,4-キシリレンジイソシアネートもしくはその混合物(XDI)、1,3-または1,4-テトラメチルキシリレンジイソシアネートもしくはその混合物(TMXDI)などの芳香脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of araliphatic polyisocyanates include 1,3- or 1,4-xylylene diisocyanate or a mixture thereof (XDI), 1,3- or 1,4-tetramethylxylylene diisocyanate or a mixture thereof (TMXDI), etc. and araliphatic diisocyanates.
これらその他のポリイソシアネートは、単独使用または2種類以上併用することができる。 These and other polyisocyanates can be used alone or in combination of two or more.
また、その他のポリイソシアネートは、本発明の優れた効果を阻害しない範囲において、変性体として調製することもできる。変性体としては、例えば、多量体(ウレトジオン変性体、イソシアヌレート変性体、イミノオキサジアジンジオン変性体など)、ビウレット変性体、アロファネート変性体、ポリオール変性体、オキサジアジントリオン変性体、カルボジイミド変性体などが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。 In addition, other polyisocyanates can be prepared as modified products as long as they do not impair the excellent effects of the present invention. Modified products include, for example, multimers (uretdione modified products, isocyanurate modified products, iminooxadiazine dione modified products, etc.), biuret modified products, allophanate modified products, polyol modified products, oxadiazinetrione modified products, carbodiimide modified products. body, etc. These can be used alone or in combination of two or more.
その他のポリイソシアネートの含有割合は、本発明の優れた効果を損なわない範囲において、適宜選択される。 The content ratio of other polyisocyanates is appropriately selected within a range that does not impair the excellent effects of the present invention.
より具体的には、その他のポリイソシアネートの含有割合は、ポリイソシアネート成分の総量に対して、例えば、50モル%未満、好ましくは、30モル%以下、より好ましくは、10モル%以下、さらに好ましくは、5モル%以下、とりわけ好ましくは、0モル%である。 More specifically, the content of the other polyisocyanate is, for example, less than 50 mol%, preferably 30 mol% or less, more preferably 10 mol% or less, still more preferably, relative to the total amount of the polyisocyanate component. is 5 mol % or less, particularly preferably 0 mol %.
換言すれば、ポリイソシアネート成分の総量に対して、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンの変性体を含む。)の含有割合は、例えば、50モル%を超過、好ましくは、70モル%以上、より好ましくは、90モル%以上、さらに好ましくは、95モル%以上、とりわけ好ましくは、100モル%である。 In other words, the content of 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane (including modified 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane) relative to the total amount of polyisocyanate components is, for example, More than 50 mol%, preferably 70 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, still more preferably 95 mol% or more, and particularly preferably 100 mol%.
つまり、ポリイソシアネート成分は、好ましくは、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンを単独で含有する。 That is, the polyisocyanate component preferably contains 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane alone.
ポリオール成分は、分子中に水酸基を2つ以上含有する化合物である。 A polyol component is a compound containing two or more hydroxyl groups in the molecule.
ポリオール成分は、分子量400を超過する高分子量ポリオールと、分子量400以下の低分子量ポリオールとを、必須成分として含有する。 The polyol component contains a high-molecular-weight polyol having a molecular weight of more than 400 and a low-molecular-weight polyol having a molecular weight of 400 or less as essential components.
なお、ポリオール成分に分子量分布がある場合には、数平均分子量が採用される。また、このような場合において、数平均分子量は、GPC法による測定や、ポリオール成分の各成分の水酸基価および処方により決定することができる(以下同様)。 In addition, when the polyol component has a molecular weight distribution, the number average molecular weight is adopted. Also, in such a case, the number average molecular weight can be determined by measurement by GPC method or by the hydroxyl value and formulation of each component of the polyol component (the same applies hereinafter).
高分子量ポリオールは、分子中に水酸基を2つ以上有し、400を超過する化合物である。 A high molecular weight polyol is a compound having two or more hydroxyl groups in the molecule and exceeding 400.
高分子量ポリオールは、必須成分として、25℃において液状(液体状態)である非晶性ポリカーボネートジオールを含有する。換言すれば、ポリオール成分は、必須成分として、非晶性ポリカーボネートジオールを含有する。 The high molecular weight polyol contains, as an essential component, an amorphous polycarbonate diol that is liquid (liquid state) at 25°C. In other words, the polyol component contains amorphous polycarbonate diol as an essential component.
非晶性ポリカーボネートジオールは、平均水酸基数2の非晶性ポリカーボネートポリオールである。非晶性ポリカーボネートジオールにおいて、非晶性とは、25℃において液状(E型粘度計により測定される25℃での粘度が500000mPa・s以下)であることを示す。 The amorphous polycarbonate diol is an amorphous polycarbonate polyol having an average number of hydroxyl groups of 2. In the amorphous polycarbonate diol, “amorphous” means that it is liquid at 25° C. (viscosity at 25° C. measured by an E-type viscometer is 500000 mPa·s or less).
非晶性ポリカーボネートジオールは、例えば、2価アルコールを開始剤とするエチレンカーボネートの開環重合物を、変性剤としての2価アルコールで変性することにより得ることができる。 An amorphous polycarbonate diol can be obtained, for example, by modifying a ring-opening polymer of ethylene carbonate using a dihydric alcohol as an initiator with a dihydric alcohol as a modifier.
エチレンカーボネートの開環重合物において、開始剤としての2価アルコールとしては、例えば、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(1,4-ブチレングリコール)、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオールなどの炭素数2~8の直鎖状アルカンジオール、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールなどの炭素数4~8の直鎖状エーテルジオールなどの直鎖状2価アルコールなどが挙げられる。これら2価アルコールは、単独使用または2種類以上併用することができる。 In the ring-opening polymer of ethylene carbonate, dihydric alcohols as initiators include, for example, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol (1,4-butylene glycol), 1,5- linear alkanediols having 2 to 8 carbon atoms such as pentanediol, 1,6-hexanediol and 1,8-octanediol; linear ether diols having 4 to 8 carbon atoms such as diethylene glycol and triethylene glycol; linear dihydric alcohols such as These dihydric alcohols can be used alone or in combination of two or more.
開始剤としての2価アルコールとして、好ましくは、直鎖状2価アルコールが挙げられ、より好ましくは、炭素数2~8の直鎖状アルカンジオールが挙げられる。 The dihydric alcohol as the initiator is preferably a linear dihydric alcohol, more preferably a linear alkanediol having 2 to 8 carbon atoms.
エチレンカーボネートの開環重合物において、変性剤としての2価アルコールとしては、例えば、直鎖状2価アルコール、分岐鎖状2価アルコールが挙げられる。直鎖状2価アルコールとしては、上記した開始剤としての2価アルコールとは異なる種類の直鎖状2価アルコールが、選択される。 In the ring-opening polymer of ethylene carbonate, the dihydric alcohol as the modifier includes, for example, linear dihydric alcohols and branched dihydric alcohols. As the straight-chain dihydric alcohol, a straight-chain dihydric alcohol different from the dihydric alcohol used as the initiator is selected.
変性剤としての直鎖状2価アルコールは、開始剤としての2価アルコールとは異なる種類であればよいが、好ましくは、開始剤としての2価アルコールよりも炭素数が多い直鎖状2価アルコールが挙げられる。より具体的には、例えば、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、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオールなどの炭素数4~10の直鎖状アルカンジオールなどが挙げられる。これら直鎖状2価アルコールは、単独使用または2種類以上併用することができる。 The straight-chain dihydric alcohol as the modifier may be of a different type from the dihydric alcohol as the initiator, but is preferably a straight-chain dihydric alcohol having more carbon atoms than the dihydric alcohol as the initiator. alcohol. More specifically, for example, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, etc. and straight-chain alkanediols having 4 to 10 carbon atoms. These linear dihydric alcohols can be used alone or in combination of two or more.
また、変性剤としての分岐鎖状2価アルコールとしては、例えば、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオールなどの炭素数4~10の分岐状アルカンジオールなどが挙げられる。これら分岐鎖状2価アルコールは、単独使用または2種類以上併用することができる。 Branched dihydric alcohols as modifiers include, for example, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, and 2,2-dimethyl-1,3-propane. branched alkanediols having 4 to 10 carbon atoms such as diols; These branched dihydric alcohols can be used alone or in combination of two or more.
これら変性剤としての2価アルコールは、単独使用または2種類以上併用することができる。 These dihydric alcohols as modifiers can be used alone or in combination of two or more.
変性剤としての2価アルコールとして、好ましくは、開始剤としての2価アルコールよりも炭素数が多い直鎖状2価アルコール、または、分岐鎖状2価アルコールが挙げられ、より好ましくは、分岐鎖状2価アルコールが挙げられが挙げられ、さらに好ましくは、3-メチル-1,5-ペンタンジオールが挙げられる。 The dihydric alcohol as the modifier preferably includes a linear dihydric alcohol or a branched dihydric alcohol having more carbon atoms than the dihydric alcohol as the initiator, more preferably a branched chain dihydric alcohols, more preferably 3-methyl-1,5-pentanediol.
なお、エチレンカーボネートの開環重合物を2価アルコールにより変性する方法は、特に制限されず、公知の方法が採用される。例えば、2価アルコールを開始剤として、公知の方法でエチレンカーボネートを開環重合させた後、得られた開環重合物と、変性剤としての2価アルコールとを、さらに、共重合させる。 The method for modifying the ring-opening polymer of ethylene carbonate with a dihydric alcohol is not particularly limited, and a known method is employed. For example, ethylene carbonate is subjected to ring-opening polymerization by a known method using a dihydric alcohol as an initiator, and then the obtained ring-opening polymer is further copolymerized with a dihydric alcohol as a modifier.
これら非晶性ポリカーボネートジオールは、単独使用または2種類以上併用することができる。すなわち、単独種類の非晶性ポリカーボネートジオールを使用してもよく、また、例えば、数平均分子量、開始剤としての2価アルコール、変性剤としての2価アルコールなどが互いに異なる2種類以上の非晶性ポリカーボネートジオールを併用してもよい。 These amorphous polycarbonate diols can be used alone or in combination of two or more. That is, a single type of amorphous polycarbonate diol may be used, or two or more types of amorphous polycarbonate diols having different number average molecular weights, dihydric alcohols as initiators, and dihydric alcohols as modifiers may be used. Polycarbonate diol may be used in combination.
非晶性ポリカーボネートジオールの数平均分子量(2種類以上併用される場合それらの混合物の平均分子量)は、伸縮特性の向上を図る観点から、400を超過し、好ましくは、500以上、より好ましくは、1000以上、さらに好ましくは、1300以上、とりわけ好ましくは、1500以上であり、例えば、10000以下、好ましくは、8000以下、より好ましくは、5000以下、さらに好ましくは、3000以下、とりわけ好ましくは、2000以下である。 The number average molecular weight of the amorphous polycarbonate diol (the average molecular weight of a mixture thereof when two or more kinds are used together) exceeds 400, preferably 500 or more, and more preferably, from the viewpoint of improving stretchability. 1000 or more, more preferably 1300 or more, particularly preferably 1500 or more, for example, 10000 or less, preferably 8000 or less, more preferably 5000 or less, still more preferably 3000 or less, particularly preferably 2000 or less is.
高分子量ポリオールは、非晶性ポリカーボネートジオールを単独で含有することもできるが、必要に応じて、その他の高分子量ポリオール(非晶性ポリカーボネートジオールを除く高分子量ポリオール)を含有することもできる。 The high-molecular-weight polyol can contain amorphous polycarbonate diol alone, but can also contain other high-molecular-weight polyols (high-molecular-weight polyols other than amorphous polycarbonate diols) as necessary.
すなわち、高分子量ポリオールは、任意成分として、その他の高分子量ポリオール(非晶性ポリカーボネートジオールを除く高分子量ポリオール)を含有することができる。 That is, the high-molecular-weight polyol can contain other high-molecular-weight polyols (high-molecular-weight polyols other than amorphous polycarbonate diols) as optional components.
その他の高分子量ポリオールとしては、例えば、数平均分子量が400を超過し10000以下の高分子量ポリオール(非晶性ポリカーボネートジオールを除く。)が挙げられ、より具体的には、結晶性ポリカーボネートポリオール、平均水酸基数3以上の非晶性ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリウレタンポリオールなどが挙げられる。これらその他の高分子量ポリオールは、単独使用または2種類以上併用することができる。 Other high-molecular-weight polyols include, for example, high-molecular-weight polyols (excluding amorphous polycarbonate diols) having a number average molecular weight of more than 400 and 10,000 or less. Amorphous polycarbonate polyols, polyether polyols, polyester polyols, polycaprolactone polyols, polyurethane polyols, etc., having 3 or more hydroxyl groups are included. These other high molecular weight polyols can be used alone or in combination of two or more.
その他の高分子量ポリオールとして、好ましくは、結晶性ポリカーボネートポリオールが挙げられる。 Other high molecular weight polyols preferably include crystalline polycarbonate polyols.
結晶性ポリカーボネートポリオールは、25℃において固状(固体状態)のポリカーボネートポリオールである。 A crystalline polycarbonate polyol is a polycarbonate polyol that is solid (solid state) at 25°C.
結晶性ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、上記の2価アルコールを開始剤とするエチレンカーボネートの開環重合物などが挙げられる。これら結晶性ポリカーボネートポリオールは、単独使用または2種類以上併用することができる。 Examples of crystalline polycarbonate polyols include ring-opening polymers of ethylene carbonate using the above-mentioned dihydric alcohol as an initiator. These crystalline polycarbonate polyols can be used alone or in combination of two or more.
なお、2価アルコールを開始剤とするエチレンカーボネートの開環重合方法は、特に制限されず、公知の方法が採用される。 The ring-opening polymerization method of ethylene carbonate using a dihydric alcohol as an initiator is not particularly limited, and a known method is employed.
結晶性ポリカーボネートポリオールの数平均分子量は、伸縮特性および耐熱性の両立を図る観点から、400を超過し、好ましくは、500以上、より好ましくは、1000以上、さらに好ましくは、1300以上、とりわけ好ましくは、1500以上であり、例えば、10000以下、好ましくは、8000以下、より好ましくは、5000以下、さらに好ましくは、3000以下、とりわけ好ましくは、2000以下である。 The number average molecular weight of the crystalline polycarbonate polyol exceeds 400, preferably 500 or more, more preferably 1000 or more, still more preferably 1300 or more, and particularly preferably 1300 or more, from the viewpoint of achieving both stretchability and heat resistance. , 1500 or more, for example, 10000 or less, preferably 8000 or less, more preferably 5000 or less, still more preferably 3000 or less, and particularly preferably 2000 or less.
また、結晶性ポリカーボネートポリオールの1分子あたりの平均水酸基数は、例えば、1.8以上、好ましくは、2以上であり、例えば、4以下、好ましくは、3以下であり、とりわけ好ましくは、2である。 Further, the average number of hydroxyl groups per molecule of the crystalline polycarbonate polyol is, for example, 1.8 or more, preferably 2 or more, for example, 4 or less, preferably 3 or less, and particularly preferably 2. be.
その他の高分子量ポリオールの配合割合は、本発明の優れた効果を損なわない範囲で、適宜設定される。 The blending ratio of other high molecular weight polyols is appropriately set within a range that does not impair the excellent effects of the present invention.
すなわち、その他の高分子量ポリオールとして、結晶性が比較的高い高分子量ポリオール(結晶性ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオールなど)を過剰に用いると、凝集性が高くなり、伸縮特性(戻り力)の低下を惹起する場合がある。 That is, if a high molecular weight polyol with relatively high crystallinity (crystalline polycarbonate polyol, polycaprolactone polyol, etc.) is used excessively as other high molecular weight polyols, the cohesiveness increases and the stretchability (rebound force) decreases. may provoke
そのため、その他の高分子量ポリオール(結晶性ポリカーボネートポリオールなど)の割合は、優れた伸縮特性を維持できる範囲に調整される。 Therefore, the ratio of other high-molecular-weight polyols (crystalline polycarbonate polyols, etc.) is adjusted within a range in which excellent stretchability can be maintained.
より具体的には、高分子量ポリオールの総モルに対して、その他の高分子量ポリオール(結晶性ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオールなど)の含有割合は、例えば、60モル%以下、好ましくは、50モル%以下であり、通常、0モル%以上であり、とりわけ好ましくは、0モル%である。 More specifically, the content of other high-molecular-weight polyols (crystalline polycarbonate polyol, polycaprolactone polyol, etc.) is, for example, 60 mol% or less, preferably 50 mol%, relative to the total moles of high-molecular-weight polyols. or less, usually 0 mol % or more, and particularly preferably 0 mol %.
換言すれば、高分子量ポリオールの総モルに対して、非晶性ポリカーボネートジオールの含有割合は、例えば、40モル%以上であり、好ましくは、50モル%以上であり、通常、100モル%以下であり、とりわけ好ましくは、100モル%である。 In other words, the content of the amorphous polycarbonate diol is, for example, 40 mol% or more, preferably 50 mol% or more, and usually 100 mol% or less with respect to the total mol of the high molecular weight polyol. Yes, particularly preferably 100 mol %.
すなわち、高分子量ポリオールは、とりわけ好ましくは、その他の高分子量ポリオールを含有せず、非晶性ポリカーボネートジオールを単独で含有する。 That is, the high-molecular-weight polyol particularly preferably contains only the amorphous polycarbonate diol without containing other high-molecular-weight polyols.
高分子量ポリオールの分子量(数平均分子量)は、伸縮特性および耐熱性の両立を図る観点から、400を超過し、好ましくは、500以上、より好ましくは、1000以上、さらに好ましくは、1300以上、とりわけ好ましくは、1500以上であり、例えば、10000以下、好ましくは、8000以下、より好ましくは、5000以下、さらに好ましくは、3000以下、とりわけ好ましくは、2000以下である。 The molecular weight (number average molecular weight) of the high molecular weight polyol exceeds 400, preferably 500 or more, more preferably 1000 or more, still more preferably 1300 or more, especially from the viewpoint of achieving both stretchability and heat resistance. It is preferably 1,500 or more, for example, 10,000 or less, preferably 8,000 or less, more preferably 5,000 or less, still more preferably 3,000 or less, and particularly preferably 2,000 or less.
低分子量ポリオールは、分子中に水酸基を2つ以上有し、分子量400以下、例えば、50以上の化合物である。 A low-molecular-weight polyol is a compound having two or more hydroxyl groups in the molecule and a molecular weight of 400 or less, for example, 50 or more.
低分子量ポリオールは、必須成分として、炭素数2~6の低分子量ジオールを含有する。換言すれば、ポリオール成分は、必須成分として、炭素数2~6の低分子量ジオールを含有する。 The low-molecular-weight polyol contains a low-molecular-weight diol having 2 to 6 carbon atoms as an essential component. In other words, the polyol component contains a low molecular weight diol having 2 to 6 carbon atoms as an essential component.
炭素数2~6の低分子量ジオールは、1分子中の炭素数が2以上6以下であり、1分子中に水酸基を2つ有する、分子量400以下の化合物である。 A low-molecular-weight diol having 2 to 6 carbon atoms is a compound having 2 to 6 carbon atoms in one molecule, two hydroxyl groups in one molecule, and a molecular weight of 400 or less.
炭素数2~6の低分子量ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール(1,4-BD)、1,3-ブタンジオール、1,2-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、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-ジメチル-1,3-プロパンジオールなどの炭素数2~6のアルカンジオール(炭素数2~6のアルキレングリコール)、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどの炭素数2~6のエーテルジオール、例えば、1,4-ジヒドロキシ-2-ブテンなどの炭素数2~6のアルケンジオール、例えば、1,3-または1,4-シクロヘキサンジオールおよびそれらの混合物などが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。 Low molecular weight diols having 2 to 6 carbon atoms include, for example, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol (1,4-BD), 1,3-butanediol, 1, Carbon numbers such as 2-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol alkanediols having 2 to 6 carbon atoms (alkylene glycols having 2 to 6 carbon atoms), ether diols having 2 to 6 carbon atoms such as diethylene glycol, triethylene glycol and dipropylene glycol, such as 1,4-dihydroxy-2-butene alkene diols having 2 to 6 carbon atoms, such as 1,3- or 1,4-cyclohexanediol and mixtures thereof. These can be used alone or in combination of two or more.
炭素数2~6の低分子量ジオールにおいて、炭素数は、2以上、好ましくは、3以上であり、6以下、好ましくは、5以下であり、とりわけ好ましくは、4である。 In the low-molecular-weight diol having 2 to 6 carbon atoms, the number of carbon atoms is 2 or more, preferably 3 or more, and 6 or less, preferably 5 or less, and particularly preferably 4.
炭素数2~6の低分子量ジオールの分子量は、例えば、50以上、好ましくは、70以上であり、400以下、好ましくは、300以下である。 The molecular weight of the low molecular weight diol having 2 to 6 carbon atoms is, for example, 50 or more, preferably 70 or more, and 400 or less, preferably 300 or less.
炭素数2~6の低分子量ジオールとして、耐熱性の向上を図る観点から、好ましくは、炭素数2~6のアルカンジオールが挙げられ、より好ましくは、1,4-ブタンジオールが挙げられる。 From the viewpoint of improving heat resistance, the low-molecular-weight diol having 2 to 6 carbon atoms is preferably an alkanediol having 2 to 6 carbon atoms, more preferably 1,4-butanediol.
低分子量ポリオールは、炭素数2~6の低分子量ジオールを単独で含有することもできるが、必要に応じて、その他の低分子量ポリオール(炭素数2~6の低分子量ジオールを除く低分子量ポリオール)を含有することもできる。 The low-molecular-weight polyol can contain a low-molecular-weight diol having 2 to 6 carbon atoms alone, but if necessary, other low-molecular-weight polyols (low-molecular-weight polyols excluding low-molecular-weight diols having 2 to 6 carbon atoms) can also contain
すなわち、低分子量ポリオールは、任意成分として、その他の低分子量ポリオール(炭素数2~6の低分子量ジオールを除く低分子量ポリオール)を含有することができる。 That is, the low-molecular-weight polyol can optionally contain other low-molecular-weight polyols (low-molecular-weight polyols excluding low-molecular-weight diols having 2 to 6 carbon atoms).
その他の低分子量ポリオールは、例えば、分子中に水酸基を2つ以上有し、分子量50以上400以下の、炭素数2~6の低分子量ジオールを除く化合物が挙げられる。 Examples of other low-molecular-weight polyols include compounds other than low-molecular-weight diols having 2 to 6 carbon atoms and having two or more hydroxyl groups in the molecule and having a molecular weight of 50 or more and 400 or less.
その他の低分子量ポリオールとしては、例えば、炭素数7以上の低分子量ジオール、3価以上の低分子量ポリオールなどが挙げられる。 Other low-molecular-weight polyols include, for example, low-molecular-weight diols having 7 or more carbon atoms and low-molecular-weight polyols having a valence of 3 or more.
炭素数7以上の低分子量ジオールとしては、例えば、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオールなどの炭素数7~20のアルカン-1,2-ジオール、2,6-ジメチル-1-オクテン-3,8-ジオール、1,3-または1,4-シクロヘキサンジメタノールおよびそれらの混合物、水素化ビスフェノールA、ビスフェノールAなどの炭素数7以上の2価アルコールが挙げられる。これら炭素数7以上の低分子量ジオールは、単独使用または2種類以上併用することができる。 Examples of low molecular weight diols having 7 or more carbon atoms include alkane-1,2-diols having 7 to 20 carbon atoms such as 1,8-octanediol and 1,9-nonanediol, 2,6-dimethyl-1- Dihydric alcohols having 7 or more carbon atoms such as octene-3,8-diol, 1,3- or 1,4-cyclohexanedimethanol and mixtures thereof, hydrogenated bisphenol A and bisphenol A can be mentioned. These low-molecular-weight diols having 7 or more carbon atoms can be used alone or in combination of two or more.
3価以上の低分子量ポリオールは、分子量が400以下であり、1分子中に水酸基を3
つ以上有する化合物であって、例えば、グリセリン、2-メチル-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール、2,4-ジヒドロキシ-3-ヒドロキシメチルペンタン、1,2,6-ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-3-ブタノールなどの3価アルコール(低分子量トリオール)、例えば、テトラメチロールメタン(ペンタエリスリトール)、ジグリセリンなどの4価アルコール、例えば、キシリトールなどの5価アルコール、例えば、ソルビトール、マンニトール、アリトール、イジトール、ダルシトール、アルトリトール、イノシトール、ジペンタエリスリトールなどの6価アルコール、例えば、ペルセイトールなどの7価アルコール、例えば、ショ糖などの8価アルコールなどが挙げられる。これら3価以上の低分子量ポリオールは、単独使用または2種類以上併用することができる。A trivalent or higher low-molecular-weight polyol has a molecular weight of 400 or less and has 3 hydroxyl groups in one molecule.
compounds having one or more, such as glycerin, 2-methyl-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, 2,4-dihydroxy-3-hydroxymethylpentane, 1,2,6-hexanetriol, tri trihydric alcohols (low molecular weight triols) such as methylolpropane and 2,2-bis(hydroxymethyl)-3-butanol; tetramethylolmethane (pentaerythritol); tetrahydric alcohols such as diglycerin; Pentahydric alcohols such as hexahydric alcohols such as sorbitol, mannitol, allitol, iditol, dulcitol, altritol, inositol and dipentaerythritol; heptahydric alcohols such as perseitol; octahydric alcohols such as sucrose; mentioned. These trivalent or higher low-molecular-weight polyols can be used alone or in combination of two or more.
これらその他の低分子量ポリオールは、単独使用または2種類以上併用することができる。 These other low-molecular-weight polyols can be used alone or in combination of two or more.
その他の低分子量ポリオールの分子量は、例えば、50以上、好ましくは、70以上であり、400以下、好ましくは、300以下である。 The molecular weight of other low-molecular-weight polyols is, for example, 50 or more, preferably 70 or more, and 400 or less, preferably 300 or less.
その他の低分子量ポリオールの配合割合は、本発明の優れた効果を損なわない範囲で、適宜設定される。 The blending ratio of other low-molecular-weight polyols is appropriately set within a range that does not impair the excellent effects of the present invention.
より具体的には、その他の低分子量ポリオール(炭素数2~6の低分子量ジオールを除く低分子量ポリオール)の含有割合は、低分子量ポリオールの総量100質量部に対して、例えば、50質量部以下、好ましくは、20質量部以下、より好ましくは、10質量部以下、とりわけ好ましくは、0質量部である。 More specifically, the content of other low-molecular-weight polyols (low-molecular-weight polyols excluding low-molecular-weight diols having 2 to 6 carbon atoms) is, for example, 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of low-molecular-weight polyols. , preferably 20 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, particularly preferably 0 parts by mass.
換言すれば、炭素数2~6の低分子量ジオールの含有割合が、低分子量ポリオールの総量100質量部に対して、例えば、50質量部以上、好ましくは、80質量部以上、より好ましくは、90質量部以上、とりわけ好ましくは、100質量部である。 In other words, the content of the low-molecular-weight diol having 2 to 6 carbon atoms is, for example, 50 parts by mass or more, preferably 80 parts by mass or more, more preferably 90 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total amount of the low-molecular-weight polyols. Part by mass or more, particularly preferably 100 parts by mass.
つまり、低分子量ポリオールは、好ましくは、その他の低分子量ポリオール(炭素数2~6の低分子量ジオールを除く低分子量ポリオール)を含有せず、炭素数2~6の低分子量ジオールを単独で含有する。 That is, the low-molecular-weight polyol preferably does not contain other low-molecular-weight polyols (low-molecular-weight polyols excluding low-molecular-weight diols having 2 to 6 carbon atoms), and contains low-molecular-weight diols having 2 to 6 carbon atoms alone. .
そして、ポリオール成分は、必須成分として、上記の通り、高分子量ポリオールとしての非晶性ポリカーボネートジオールと、低分子量ポリオールとしての炭素数2~6の低分子量ジオールとを含有し、好ましくは、非晶性ポリカーボネートジオールと、炭素数2~6の低分子量ジオールとからなる。 The polyol component contains, as essential components, an amorphous polycarbonate diol as a high-molecular-weight polyol and a low-molecular-weight diol having 2 to 6 carbon atoms as a low-molecular-weight polyol. and a low-molecular-weight diol having 2 to 6 carbon atoms.
ポリオール成分において、高分子量ポリオールと低分子量ポリオールとの含有割合は、それらの総量に対して、高分子量ポリオールが、例えば、20モル%以上、好ましくは、30モル%以上であり、例えば、95モル%以下、好ましくは、90モル%以下、より好ましくは、70モル%以下、さらに好ましくは、50モル%未満、とりわけ好ましくは、40モル以下である。また、低分子量ポリオールが、例えば、5モル%以上、好ましくは、10モル%以上、より好ましくは、30モル%以上、さらに好ましくは、50モル%を超過し、とりわけ好ましくは、60モル%以上、例えば、80モル%以下、好ましくは、70モル%以下である。 In the polyol component, the content ratio of the high molecular weight polyol and the low molecular weight polyol is, with respect to the total amount thereof, the high molecular weight polyol is, for example, 20 mol% or more, preferably 30 mol% or more, for example 95 mol. % or less, preferably 90 mol % or less, more preferably 70 mol % or less, still more preferably less than 50 mol %, particularly preferably 40 mol % or less. In addition, the low-molecular-weight polyol is, for example, 5 mol% or more, preferably 10 mol% or more, more preferably 30 mol% or more, still more preferably 50 mol% or more, and particularly preferably 60 mol% or more. , for example, 80 mol % or less, preferably 70 mol % or less.
そして、熱可塑性ポリウレタン樹脂は、ポリイソシアネート成分とポリオール成分とを反応させることにより、得ることができる。 A thermoplastic polyurethane resin can be obtained by reacting a polyisocyanate component and a polyol component.
より具体的には、この方法では、上記のポリイソシアネート成分と上記のポリオール成分とを反応させる(反応工程)。 More specifically, in this method, the above polyisocyanate component and the above polyol component are reacted (reaction step).
上記各成分(ポリイソシアネート成分、ポリオール成分)を反応させるには、例えば、ワンショット法やプレポリマー法などの公知の方法が採用される。各種物性の向上の観点から、好ましくは、プレポリマー法が採用される。 For reacting the components (the polyisocyanate component and the polyol component), known methods such as the one-shot method and the prepolymer method are employed. From the viewpoint of improving various physical properties, the prepolymer method is preferably adopted.
具体的には、プレポリマー法では、まず、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンを含むポリイソシアネート成分と、非晶性ポリカーボネートポリオールを含む高分子量ポリオールとを反応させて、イソシアネート基末端プレポリマーを合成する(プレポリマー合成工程)。 Specifically, in the prepolymer method, first, a polyisocyanate component containing 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane is reacted with a high molecular weight polyol containing an amorphous polycarbonate polyol to form an isocyanate group-terminated prepolymer. A polymer is synthesized (prepolymer synthesis step).
プレポリマー合成工程では、ポリイソシアネート成分と高分子量ポリオールとを、例えば、バルク重合や溶液重合などの重合方法により反応させる。 In the prepolymer synthesis step, the polyisocyanate component and the high-molecular-weight polyol are reacted by a polymerization method such as bulk polymerization or solution polymerization.
バルク重合では、例えば、窒素気流下において、ポリイソシアネート成分と高分子量ポリオールとを、反応温度が、例えば、50℃以上、例えば、250℃以下、好ましくは、200℃以下で、例えば、0.5時間以上、例えば、15時間以下反応させる。 In bulk polymerization, for example, under a nitrogen stream, a polyisocyanate component and a high molecular weight polyol are reacted at a reaction temperature of, for example, 50° C. or higher, for example, 250° C. or lower, preferably 200° C. or lower, for example, 0.5 The reaction is allowed to proceed for an hour or more, for example, 15 hours or less.
溶液重合では、有機溶剤に、ポリイソシアネート成分および高分子量ポリオールを加えて、反応温度が、例えば、50℃以上、例えば、120℃以下、好ましくは、100℃以下で、例えば、0.5時間以上、例えば、15時間以下反応させる。 In solution polymerization, a polyisocyanate component and a high molecular weight polyol are added to an organic solvent, and the reaction temperature is, for example, 50° C. or higher, for example, 120° C. or lower, preferably 100° C. or lower, for example, for 0.5 hours or longer. , for example, 15 hours or less.
有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、例えば、アセトニトリルなどのニトリル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチルなどのアルキルエステル類、例えば、n-ヘキサン、n-ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素類、例えば、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環族炭化水素類、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類、例えば、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、メチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、エチル-3-エトキシプロピオネートなどのグリコールエーテルエステル類、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、例えば、塩化メチル、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、臭化メチル、ヨウ化メチレン、ジクロロエタンなどのハロゲン化脂肪族炭化水素類、例えば、N-メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、N,N’-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホニルアミドなどの極性非プロトン類などが挙げられる。 Examples of organic solvents include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; nitriles such as acetonitrile; alkyl esters such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate and isobutyl acetate; Aliphatic hydrocarbons such as hexane, n-heptane and octane, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and ethylbenzene, and methyl cellosolve acetate. , ethyl cellosolve acetate, methyl carbitol acetate, ethyl carbitol acetate, ethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, ethyl-3-ethoxypropionate and other glycol ether esters ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane; halogenated aliphatic hydrocarbons such as methyl chloride, methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, methyl bromide, methylene iodide, dichloroethane; and polar aprotons such as N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, N,N'-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphonylamide, and the like.
また、上記の重合反応では、必要に応じて、例えば、アミン類や有機金属化合物などの公知のウレタン化触媒を添加することができる。 In addition, in the above polymerization reaction, for example, known urethanization catalysts such as amines and organometallic compounds can be added as necessary.
アミン類としては、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ビス-(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、N-メチルモルホリンなどの3級アミン類、例えば、テトラエチルヒドロキシルアンモニウムなどの4級アンモニウム塩、例えば、イミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾールなどのイミダゾール類などが挙げられる。 Examples of amines include tertiary amines such as triethylamine, triethylenediamine, bis-(2-dimethylaminoethyl)ether and N-methylmorpholine; quaternary ammonium salts such as tetraethylhydroxyammonium; imidazole; and imidazoles such as 2-ethyl-4-methylimidazole.
有機金属化合物としては、例えば、酢酸錫、オクチル酸錫(オクチル酸スズ)、オレイン酸錫、ラウリル酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジメチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジメルカプチド、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫ジネオデカノエート、ジオクチル錫ジメルカプチド、ジオクチル錫ジラウリレート、ジブチル錫ジクロリドなどの有機錫化合物、例えば、オクタン酸鉛、ナフテン酸鉛などの有機鉛化合物、例えば、ナフテン酸ニッケルなどの有機ニッケル化合物、例えば、ナフテン酸コバルトなどの有機コバルト化合物、例えば、オクテン酸銅などの有機銅化合物、例えば、オクタン酸ビスマス(オクチル酸ビスマス)、ネオデカン酸ビスマスなどの有機ビスマス化合物などが挙げられ、好ましくは、オクチル酸スズ、オクチル酸ビスマスが挙げられる。 Examples of organometallic compounds include tin acetate, tin octoate (tin octylate), tin oleate, tin laurate, dibutyltin diacetate, dimethyltin dilaurate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dimercaptide, dibutyltin maleate, dibutyltin organotin compounds such as tin dineodecanoate, dioctyltin dimercaptide, dioctyltin dilaurate, dibutyltin dichloride; organolead compounds such as lead octanoate and lead naphthenate; organonickel compounds such as nickel naphthenate; Examples include organic cobalt compounds such as cobalt naphthenate, organic copper compounds such as copper octenoate, and organic bismuth compounds such as bismuth octanoate (bismuth octylate) and bismuth neodecanoate, preferably octyl. stannous acid and bismuth octylate.
さらに、ウレタン化触媒として、例えば、炭酸カリウム、酢酸カリウム、オクチル酸カリウムなどのカリウム塩が挙げられる。 Furthermore, examples of urethanization catalysts include potassium salts such as potassium carbonate, potassium acetate, and potassium octylate.
これらウレタン化触媒は、単独使用または2種類以上併用することができる。 These urethanization catalysts can be used alone or in combination of two or more.
ウレタン化触媒の添加割合は、ポリイソシアネート成分および高分子量ポリオールの総量10000質量部に対して、例えば、0.001質量部以上、好ましくは、0.01質量部以上であり、例えば、1質量部以下、好ましくは、0.5質量部以下である。 The addition ratio of the urethanization catalyst is, for example, 0.001 parts by mass or more, preferably 0.01 parts by mass or more, for example, 1 part by mass with respect to the total amount of 10000 parts by mass of the polyisocyanate component and the high molecular weight polyol. Below, it is preferably 0.5 parts by mass or less.
なお、ウレタン化触媒は、必要に応じて、公知の触媒希釈剤(溶剤)により希釈された溶液または分散液として添加することができる。 The urethanization catalyst can be added as a solution or dispersion diluted with a known catalyst diluent (solvent), if necessary.
また、上記重合反応においては、未反応のポリイソシアネート成分や、有機溶剤を用いた場合には有機溶剤を、例えば、蒸留や抽出などの公知の除去手段により除去することができる。 Further, in the above polymerization reaction, the unreacted polyisocyanate component and, if an organic solvent is used, the organic solvent can be removed by known removal means such as distillation or extraction.
プレポリマー合成工程において、各成分の配合割合は、高分子量ポリオール中の水酸基に対する、ポリイソシアネート成分中のイソシアネート基の当量比(イソシアネート基/水酸基)として、例えば、1.3以上、好ましくは、1.5以上であり、例えば、20以下、好ましくは、15以下、より好ましくは、10以下、さらに好ましくは、8以下である。 In the prepolymer synthesis step, the blending ratio of each component is such that the equivalent ratio of isocyanate groups in the polyisocyanate component to hydroxyl groups in the high-molecular-weight polyol (isocyanate groups/hydroxyl groups) is, for example, 1.3 or more, preferably 1. 0.5 or more, for example, 20 or less, preferably 15 or less, more preferably 10 or less, and even more preferably 8 or less.
より具体的には、プレポリマー合成工程における各成分の配合割合は、高分子量ポリオール100質量部に対して、ポリイソシアネート成分が、例えば、5質量部以上、好ましくは、10質量部以上、より好ましくは、15質量部以上であり、例えば、150質量部以下、好ましくは、100質量部以下、より好ましくは、90質量部以下である。 More specifically, the mixing ratio of each component in the prepolymer synthesis step is, for example, 5 parts by mass or more, preferably 10 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more of the polyisocyanate component with respect to 100 parts by mass of the high molecular weight polyol. is 15 parts by mass or more, for example, 150 parts by mass or less, preferably 100 parts by mass or less, more preferably 90 parts by mass or less.
また、プレポリマー合成工程において、得られる熱可塑性ポリウレタン樹脂のハードセグメント濃度(後述)を調整するために、高分子量ポリオールとともに、上記低分子量ポリオールなどを、適宜の割合で配合することもできる。 In addition, in the prepolymer synthesis step, in order to adjust the hard segment concentration (described later) of the resulting thermoplastic polyurethane resin, together with the high-molecular-weight polyol, the low-molecular-weight polyol or the like may be blended in an appropriate ratio.
そして、この方法では、イソシアネート基含有率が、例えば、1.0質量%以上、好ましくは、1.5質量%以上、より好ましくは、3.0質量%以上、さらに好ましくは、5.0質量%以上、例えば、30.0質量%以下、好ましくは、19.0質量%以下、より好ましくは、16.0質量%以下、さらに好ましくは、12.0質量%以下に達するまで上記成分を反応させる。これにより、イソシアネート基末端プレポリマーを得ることができる。 In this method, the isocyanate group content is, for example, 1.0% by mass or more, preferably 1.5% by mass or more, more preferably 3.0% by mass or more, and still more preferably 5.0% by mass. % or more, for example, 30.0% by mass or less, preferably 19.0% by mass or less, more preferably 16.0% by mass or less, and even more preferably 12.0% by mass or less. Let Thereby, an isocyanate group-terminated prepolymer can be obtained.
なお、イソシアネート基含有量(イソシアネート基含有率)は、ジ-n-ブチルアミンによる滴定法などの公知の方法によって求めることができる。 The isocyanate group content (isocyanate group content) can be determined by a known method such as titration with di-n-butylamine.
次いで、この方法では、上記により得られたイソシアネート基末端プレポリマーと、炭素数2~6の低分子量ジオールを含む低分子量ポリオールとを反応させて、ポリイソシアネート成分とポリオール成分との反応生成物を得る(鎖伸長工程)。 Next, in this method, the isocyanate group-terminated prepolymer obtained above is reacted with a low-molecular-weight polyol containing a low-molecular-weight diol having 2 to 6 carbon atoms to obtain a reaction product of the polyisocyanate component and the polyol component. obtained (chain elongation step).
すなわち、この方法において、炭素数2~6の低分子量ジオールを含む低分子量ポリオールは、鎖伸長剤である。 That is, in this method, low molecular weight polyols, including low molecular weight diols having 2 to 6 carbon atoms, are chain extenders.
そして、鎖伸長工程では、イソシアネート基末端プレポリマーと低分子量ポリオールとを、例えば、上記したバルク重合や上記した溶液重合などの重合方法により反応させる。 Then, in the chain elongation step, the isocyanate group-terminated prepolymer and the low-molecular-weight polyol are reacted by a polymerization method such as the above-described bulk polymerization or the above-described solution polymerization.
反応温度は、例えば、室温以上、好ましくは、50℃以上、例えば、200℃以下、好ましくは、150℃以下であり、反応時間が、例えば、5分以上、好ましくは、1時間以上、例えば、72時間以下、好ましくは、48時間以下である。 The reaction temperature is, for example, room temperature or higher, preferably 50° C. or higher, for example, 200° C. or lower, preferably 150° C. or lower, and the reaction time is, for example, 5 minutes or longer, preferably 1 hour or longer. 72 hours or less, preferably 48 hours or less.
また、各成分の配合割合は、低分子量ポリオール中の水酸基に対する、イソシアネート基末端プレポリマー中のイソシアネート基の当量比(イソシアネート基/水酸基)として、例えば、0.75以上、好ましくは、0.9以上、例えば、1.3以下、好ましくは、1.1以下である。 In addition, the blending ratio of each component is, for example, 0.75 or more, preferably 0.9, as an equivalent ratio (isocyanate group/hydroxyl group) of the isocyanate group in the isocyanate group-terminated prepolymer to the hydroxyl group in the low-molecular-weight polyol. For example, it is 1.3 or less, preferably 1.1 or less.
より具体的には、鎖伸長工程における各成分の配合割合は、イソシアネート基末端プレポリマー100質量部に対して、低分子量ポリオールが、例えば、1.0質量部以上、好ましくは、2.5質量部以上、より好ましくは、3.5質量部以上、さらに好ましくは、4.5質量部以上、とりわけ好ましくは、5.5質量部以上であり、例えば、15.0質量部以下、好ましくは、10.0質量部以下、より好ましくは、9.0質量部以下である。 More specifically, the blending ratio of each component in the chain elongation step is, for example, 1.0 parts by mass or more, preferably 2.5 parts by mass of the low molecular weight polyol per 100 parts by mass of the isocyanate group-terminated prepolymer. parts or more, more preferably 3.5 parts by mass or more, more preferably 4.5 parts by mass or more, particularly preferably 5.5 parts by mass or more, for example, 15.0 parts by mass or less, preferably It is 10.0 parts by mass or less, more preferably 9.0 parts by mass or less.
また、鎖伸長工程において、得られる熱可塑性ポリウレタン樹脂のハードセグメント濃度(後述)を調整するために、低分子量ポリオールとともに、上記高分子量ポリオールなどを、適宜の割合で配合することもできる。 In addition, in the chain elongation step, in order to adjust the hard segment concentration (described later) of the thermoplastic polyurethane resin to be obtained, together with the low molecular weight polyol, the above high molecular weight polyol etc. can be blended in an appropriate ratio.
さらに、この反応においては、必要に応じて、上記したウレタン化触媒を添加することができる。ウレタン化触媒は、イソシアネート基末端プレポリマーおよび/または低分子量ポリオールに配合することができ、また、それらの混合時に別途配合することもできる。 Furthermore, in this reaction, the above-described urethanization catalyst can be added, if necessary. The urethanization catalyst can be blended with the isocyanate group-terminated prepolymer and/or the low-molecular-weight polyol, or can be blended separately when they are mixed.
また、上記の反応生成物を得る方法として、ワンショット法を採用する場合には、ポリイソシアネート成分と、ポリオール成分(高分子量ポリオールおよび低分子量ポリオールを含む)とを、ポリオール成分中の水酸基に対する、ポリイソシアネート成分中のイソシアネート基の当量比(イソシアネート基/水酸基)が、例えば、0.9以上、好ましくは、0.95以上、より好ましくは、0.98以上、例えば、1.2以下、好ましくは、1.1以下、より好ましくは、1.08以下となる割合で、同時に配合して撹拌混合する。 Further, when the one-shot method is adopted as a method for obtaining the above reaction product, a polyisocyanate component and a polyol component (including high-molecular-weight polyol and low-molecular-weight polyol) are added to the hydroxyl groups in the polyol component, The isocyanate group equivalent ratio (isocyanate group/hydroxyl group) in the polyisocyanate component is, for example, 0.9 or more, preferably 0.95 or more, more preferably 0.98 or more, for example, 1.2 or less, preferably is 1.1 or less, more preferably 1.08 or less, and mixed at the same time with stirring.
また、この撹拌混合は、例えば、不活性ガス(例えば、窒素)雰囲気下、反応温度が、例えば、40℃以上、好ましくは、70℃以上、例えば、280℃以下、好ましくは、260℃以下で、反応時間が、例えば、30秒以上1時間以下で実施する。 Further, this stirring and mixing is performed, for example, under an inert gas (e.g., nitrogen) atmosphere at a reaction temperature of, for example, 40° C. or higher, preferably 70° C. or higher, for example, 280° C. or lower, preferably 260° C. or lower. , the reaction time is, for example, 30 seconds or more and 1 hour or less.
また、撹拌混合時には、必要により、上記したウレタン化触媒や有機溶剤を、適宜の割合で添加することができる。 Moreover, at the time of stirring and mixing, if necessary, the above-described urethanization catalyst and organic solvent can be added in an appropriate proportion.
これにより、反応生成物として、熱可塑性ポリウレタン樹脂が得られる。 Thereby, a thermoplastic polyurethane resin is obtained as a reaction product.
また、この方法では、必要に応じて、得られた反応生成物を熱処理することができる(熱処理工程)。 Moreover, in this method, the obtained reaction product can be heat-treated as needed (heat treatment step).
熱処理工程は、上記の反応生成物(熱処理前の反応生成物(一次生成物))を熱処理して二次生成物(熱処理後の反応生成物)を得る工程である。 The heat treatment step is a step of heat-treating the reaction product (reaction product before heat treatment (primary product)) to obtain a secondary product (reaction product after heat treatment).
熱処理工程では、上記の反応工程で得られた一次生成物を、所定の熱処理温度で、所定の熱処理期間静置することにより熱処理した後、必要により乾燥させる。 In the heat treatment step, the primary product obtained in the above reaction step is heat treated by allowing it to stand at a predetermined heat treatment temperature for a predetermined heat treatment period, and then dried if necessary.
熱処理温度としては、例えば、50℃以上、好ましくは、60℃以上、より好ましくは、70℃以上であり、例えば、100℃以下、好ましくは、90℃以下である。 The heat treatment temperature is, for example, 50° C. or higher, preferably 60° C. or higher, more preferably 70° C. or higher, and for example, 100° C. or lower, preferably 90° C. or lower.
熱処理温度が上記範囲であれば、とりわけ良好に、伸縮特性および耐熱性を兼ね備える熱可塑性ポリウレタン樹脂を得ることができる。 If the heat treatment temperature is within the above range, it is possible to obtain a thermoplastic polyurethane resin having both stretchability and heat resistance particularly well.
熱処理期間としては、例えば、3日以上、好ましくは、4日以上、より好ましくは、5日以上、さらに好ましくは、6日以上であり、例えば、10日以下、好ましくは、9日以下、より好ましくは、8日以下である。 The heat treatment period is, for example, 3 days or more, preferably 4 days or more, more preferably 5 days or more, still more preferably 6 days or more, and for example, 10 days or less, preferably 9 days or less, or more. Preferably, it is 8 days or less.
熱処理期間が上記範囲であれば、とりわけ良好に、伸縮特性および耐熱性を兼ね備える熱可塑性ポリウレタン樹脂を得ることができる。 If the heat treatment period is within the above range, it is possible to obtain a thermoplastic polyurethane resin having both stretchability and heat resistance particularly well.
また、上記の熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造では、必要に応じて、例えば、酸化防止剤、耐熱安定剤、紫外線吸収剤、耐光安定剤、さらには、加水分解防止剤(カルボジイミド化合物など)、染料(ブルーイング剤など)、可塑剤、ブロッキング防止剤、表面改質剤、滑剤、離型剤、顔料、フィラー、防錆剤、充填剤などの添加剤を、添加することができる。 In addition, in the production of the above thermoplastic polyurethane resin, if necessary, for example, antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, light stabilizers, hydrolysis inhibitors (carbodiimide compounds, etc.), dyes ( bluing agents, etc.), plasticizers, anti-blocking agents, surface modifiers, lubricants, release agents, pigments, fillers, rust inhibitors, fillers, and other additives can be added.
これら添加剤は、各成分の混合時、合成時または合成後に添加することができる。 These additives can be added during mixing of each component, during synthesis, or after synthesis.
添加剤を添加するタイミングは、特に制限されず、例えば、ポリイソシアネート成分に添加してもよく、また、ポリオール成分に添加してもよく、ポリイソシアネート成分およびポリオールの混合時に同時に添加してもよく、さらに、ポリイソシアネート成分およびポリオール成分の混合後、その混合物に添加してもよい。 The timing of adding the additive is not particularly limited, for example, it may be added to the polyisocyanate component, it may be added to the polyol component, or it may be added at the same time when the polyisocyanate component and the polyol are mixed. Furthermore, it may be added to the mixture after the polyisocyanate component and the polyol component are mixed.
また、添加剤の添加量は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。 Moreover, the amount of the additive added is not particularly limited, and is appropriately set according to the purpose and application.
そして、このようにして得られる熱可塑性ポリウレタン樹脂は、原料成分として、60モル%以上99.5モル%以下の割合でトランス体を含有する1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンを含むポリイソシアネート成分と、25℃において液状である非晶性ポリカーボネートジオール、および、炭素数2~6の低分子量ジオールを含むポリオール成分とを含む。 The thermoplastic polyurethane resin thus obtained is a poly containing 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane containing a trans isomer at a ratio of 60 mol% or more and 99.5 mol% or less as a raw material component. It contains an isocyanate component, an amorphous polycarbonate diol that is liquid at 25° C., and a polyol component containing a low molecular weight diol having 2 to 6 carbon atoms.
すなわち、原料成分として、結晶性が比較的高い1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンと、ハードセグメントにより結晶性を向上させる低分子量ジオールと、結晶性が比較的低い非晶性ポリカーボネートジオールとが用いられる。 That is, as raw material components, 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane with relatively high crystallinity, a low molecular weight diol that improves crystallinity with a hard segment, and an amorphous polycarbonate diol with relatively low crystallinity. is used.
そのため、本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂およびフィルムは、ポリウレタン構造の凝集性をバランスよく調整でき、凝集性の高さに由来する耐熱性と、凝集性の低さに由来する伸縮特性とを、バランスよく兼ね備えることができる。 Therefore, the thermoplastic polyurethane resin and film of the present invention can adjust the cohesiveness of the polyurethane structure in a well-balanced manner, and balance the heat resistance derived from the high cohesiveness and the stretchability derived from the low cohesiveness. can be well combined.
なお、熱可塑性ポリウレタン樹脂のハードセグメント濃度は、例えば、5質量%以上、好ましくは、7質量%以上、より好ましくは、10質量%以上、さらに好ましくは、15質量%以上であり、例えば、30質量%以下、好ましくは、25質量%以下、より好ましくは、20質量%以下である。 The hard segment concentration of the thermoplastic polyurethane resin is, for example, 5% by mass or more, preferably 7% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and still more preferably 15% by mass or more. % by mass or less, preferably 25% by mass or less, more preferably 20% by mass or less.
熱可塑性ポリウレタン樹脂のハードセグメント(ポリイソシアネート成分と低分子量ポリオールとの反応により形成されるハードセグメント)濃度は、例えば、各成分の配合割合(仕込)から、公知の方法で算出することができる。 The hard segment (hard segment formed by the reaction of the polyisocyanate component and the low-molecular-weight polyol) concentration of the thermoplastic polyurethane resin can be calculated by a known method, for example, from the blending ratio (preparation) of each component.
より具体的には、ハードセグメント濃度は、例えば、プレポリマー法が採用される場合には、各成分の配合処方(仕込)から次式により算出することができる。
[鎖伸長剤(g)+(鎖伸長剤(g)/鎖伸長剤の分子量(g/mol))×ポリイソシアネート成分の平均分子量(g/mol)]÷(ポリイソシアネート成分(g)+ポリオール成分の総質量(g))×100
また、160℃以上における熱可塑性ポリウレタン樹脂の融解ピーク(吸熱ピーク)の熱量(エンタルピー変化)は、例えば、0.1J/g以上、好ましくは、0.5J/g以上、より好ましくは、1.0J/g以上、さらに好ましくは、1.5J/g以上、とりわけ好ましくは、2.0J/g以上であり、例えば、20J/g以下、好ましくは、15J/g以下、より好ましくは、10.5J/g以下、さらに好ましくは、7.0J/g、さらに好ましくは、5.0J/g以下、さらに好ましくは、4.0J/g、とりわけ好ましくは、3.0J/g以下である。More specifically, the hard segment concentration can be calculated from the formulation (preparation) of each component by the following equation, for example, when the prepolymer method is employed.
[chain extender (g) + (chain extender (g) / molecular weight of chain extender (g / mol)) × average molecular weight of polyisocyanate component (g / mol)] ÷ (polyisocyanate component (g) + polyol Total mass of components (g)) x 100
The heat quantity (enthalpy change) of the melting peak (endothermic peak) of the thermoplastic polyurethane resin at 160° C. or higher is, for example, 0.1 J/g or higher, preferably 0.5 J/g or higher, more preferably 1.5 J/g or higher. 0 J/g or more, more preferably 1.5 J/g or more, particularly preferably 2.0 J/g or more, for example, 20 J/g or less, preferably 15 J/g or less, more preferably 10. It is 5 J/g or less, more preferably 7.0 J/g, more preferably 5.0 J/g or less, still more preferably 4.0 J/g, particularly preferably 3.0 J/g or less.
160℃以上における熱可塑性ポリウレタン樹脂の融解ピークの熱量が、上記下限を上回っていれば、熱可塑性ポリウレタン樹脂の凝集性が低すぎないため、優れた耐熱性を得ることができる。 If the heat quantity at the melting peak of the thermoplastic polyurethane resin at 160° C. or higher is above the above lower limit, the cohesiveness of the thermoplastic polyurethane resin is not too low, and excellent heat resistance can be obtained.
また、160℃以上における熱可塑性ポリウレタン樹脂の融解ピークの熱量が、上記上限を下回っていれば、熱可塑性ポリウレタン樹脂の凝集性が高すぎないため、優れた伸縮特性を得ることができる。 Also, if the heat quantity at the melting peak of the thermoplastic polyurethane resin at 160° C. or higher is below the above upper limit, the thermoplastic polyurethane resin does not have too high agglomeration properties, and excellent stretchability can be obtained.
すなわち、160℃以上における熱可塑性ポリウレタン樹脂の融解ピークの熱量が上記の範囲内であれば、凝集性を適度に調整でき、熱可塑性ポリウレタン樹脂の耐熱性と伸縮特性との両立を図ることができる。 That is, if the heat quantity at the melting peak of the thermoplastic polyurethane resin at 160° C. or higher is within the above range, the cohesiveness can be appropriately adjusted, and both heat resistance and stretchability of the thermoplastic polyurethane resin can be achieved. .
なお、融解ピークの熱量は、後述する実施例に準拠して、示差走査熱量測定(DSC測定)により測定される。 The calorie of the melting peak is measured by differential scanning calorimetry (DSC measurement) in accordance with the examples described later.
また、伸縮特性は、例えば、伸長変形後の戻り力(伸縮変形後の形状復元率)により評価される。 In addition, the stretching property is evaluated by, for example, the restoring force after stretching deformation (shape recovery rate after stretching deformation).
具体的には、伸縮特性の観点から、熱可塑性ポリウレタン樹脂の15秒60%引張後の戻り力(形状復元率)は、例えば、97.0%以上、好ましくは、97.5%以上、より好ましくは、98.0%以上、さらに好ましくは、98.2%以上であり、通常、100.0%以下である。 Specifically, from the viewpoint of stretchability, the return force (shape recovery rate) of the thermoplastic polyurethane resin after being stretched 60% for 15 seconds is, for example, 97.0% or more, preferably 97.5% or more, or more. It is preferably 98.0% or more, more preferably 98.2% or more, and usually 100.0% or less.
なお、15秒60%引張後の戻り力(形状復元率)は、後述する実施例に準拠して、引張試験機などにより測定される。 The return force (shape recovery rate) after 60% tension for 15 seconds is measured by a tensile tester or the like according to the examples described later.
また、耐熱性は、より具体的には、貯蔵弾性率(E’)により評価される。 Moreover, the heat resistance is more specifically evaluated by the storage modulus (E').
具体的には、耐熱性の観点から、熱可塑性ポリウレタン樹脂の80℃における貯蔵弾性率(E’)が、例えば、10×106MPa以上、好ましくは、15×106MPa以上、より好ましくは、20×106MPa以上であり、例えば、50×106MPa以下、好ましくは、40×106MPa以下、より好ましくは、30×106MPa以下である。Specifically, from the viewpoint of heat resistance, the storage modulus (E′) of the thermoplastic polyurethane resin at 80° C. is, for example, 10×10 6 MPa or more, preferably 15×10 6 MPa or more, more preferably , 20×10 6 MPa or more, for example, 50×10 6 MPa or less, preferably 40×10 6 MPa or less, more preferably 30×10 6 MPa or less.
なお、80℃における貯蔵弾性率(E’)は、後述する実施例に準拠して、動的粘弾性測定により測定される。 The storage modulus (E′) at 80° C. is measured by dynamic viscoelasticity measurement in accordance with Examples described later.
そして、上記の熱可塑性ポリウレタン樹脂を、例えば、公知の成形方法で成形(一次成形)することにより、熱可塑性ポリウレタン樹脂を任意の形状に成形することができ、熱可塑性ポリウレタン樹脂を含む成形品(一次成形品)を得ることができる。 Then, by molding (primary molding) the above thermoplastic polyurethane resin by, for example, a known molding method, the thermoplastic polyurethane resin can be molded into an arbitrary shape, and a molded article containing the thermoplastic polyurethane resin ( primary molded product) can be obtained.
一次成形における成形方法としては、例えば、熱圧縮成形、射出成形、押出成形、裁断成形、溶融紡糸成形、3Dプリンター成形などが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。 Molding methods in primary molding include, for example, heat compression molding, injection molding, extrusion molding, cutting molding, melt spinning molding, and 3D printer molding. These can be used alone or in combination of two or more.
一次成形品の形状としては、例えば、ペレット状、板状、繊維状、ストランド状、フィルム状、シート状、パイプ状、中空状、箱状などが挙げられ、好ましくは、ペレット状が挙げられる。 Examples of the shape of the primary molded product include pellets, plates, fibers, strands, films, sheets, pipes, hollows, and boxes, preferably pellets.
例えば、一次成形品として、ペレット状の熱可塑性ポリウレタン樹脂が得られた場合、好ましくは、ペレット状の熱可塑性ポリウレタン樹脂を、公知の成形方法で二次成形し、熱可塑性ポリウレタン樹脂の二次成形品を得ることができる。 For example, when a pellet-shaped thermoplastic polyurethane resin is obtained as a primary molded product, preferably, the pellet-shaped thermoplastic polyurethane resin is secondary molded by a known molding method, and the thermoplastic polyurethane resin is secondary molded. you can get the goods.
二次成形における成形方法としては、上記の成形方法が挙げられ、好ましくは、押出成形が挙げられる。 The molding method in the secondary molding includes the molding methods described above, preferably extrusion molding.
二次成形品の形状としては、例えば、ペレット状、板状、繊維状、ストランド状、フィルム状、シート状、パイプ状、中空状、箱状などが挙げられ、好ましくは、フィルム状が挙げられる。 Examples of the shape of the secondary molded product include pellet-like, plate-like, fiber-like, strand-like, film-like, sheet-like, pipe-like, hollow, and box-like shapes, preferably film-like. .
すなわち、熱可塑性ポリウレタン樹脂の成形品として、好ましくは、フィルムが挙げられる。 That is, films are preferably used as molded products of thermoplastic polyurethane resins.
そして、本発明は、上記の熱可塑性ポリウレタン樹脂を含むフィルムを含んでいる。 And the present invention includes a film containing the above thermoplastic polyurethane resin.
すなわち、本発明のフィルムは、上記の熱可塑性ポリウレタン樹脂から成形されている。つまり、本発明のフィルムは、上記の熱可塑性ポリウレタン樹脂の成形品である。 That is, the film of the present invention is molded from the above thermoplastic polyurethane resin. That is, the film of the present invention is a molded product of the above thermoplastic polyurethane resin.
このようなフィルムは、上記の熱可塑性ポリウレタン樹脂を含むため、伸縮特性および耐熱性に優れる。 Since such a film contains the thermoplastic polyurethane resin, it is excellent in stretchability and heat resistance.
そのため、熱可塑性ポリウレタン樹脂を含むフィルムは、上記の各種物性が要求される分野において好適に用いることができる。例えば、上記のフィルムは、自動車産業などの各種産業分野において、各種製品の塗装面を保護するための保護フィルム(Paint Protection Film(PPF))のベースフィルムなどとして、好適に用いられる。 Therefore, a film containing a thermoplastic polyurethane resin can be suitably used in fields where the various physical properties described above are required. For example, the above film is suitably used as a base film for a protective film (Paint Protection Film (PPF)) for protecting the painted surface of various products in various industrial fields such as the automobile industry.
保護フィルム(PPF)は、ポリウレタン樹脂を含むフィルムを、各種製品(とりわけ、自動車、バイクなど)の塗装面に貼着し、各種製品の表面を保護するための積層フィルムである。保護フィルム(PPF)は、例えば、ポリエステル樹脂を含む剥離層と、その剥離層上に配置されるアクリル粘着層と、アクリル粘着層上に配置されるベースフィルム層とを備える。また、保護フィルムは、さらに、ベースフィルム層上に配置される表面保護層を備えることもできる。 A protective film (PPF) is a laminated film for protecting the surface of various products (in particular, automobiles, motorcycles, etc.) by adhering a film containing a polyurethane resin to the painted surface of the various products. The protective film (PPF) includes, for example, a release layer containing a polyester resin, an acrylic adhesive layer placed on the release layer, and a base film layer placed on the acrylic adhesive layer. Also, the protective film can further comprise a surface protective layer disposed on the base film layer.
このような保護フィルム(PPF)において、ベースフィルム層として、上記の熱可塑性ポリウレタン樹脂を含むフィルムを用いることにより、優れた伸縮特性および耐熱性を得ることができ、各種製品(自動車、バイクなど)を良好に保護することができる。 In such a protective film (PPF), by using a film containing the thermoplastic polyurethane resin as the base film layer, excellent stretchability and heat resistance can be obtained, and various products (automobiles, motorcycles, etc.) can be well protected.
なお、上記の熱可塑性ポリウレタン樹脂は、フィルムに限定されず、伸縮特性および耐熱性が要求される各種産業分野において、好適に用いることができる。 The above thermoplastic polyurethane resin is not limited to films, and can be suitably used in various industrial fields where stretchability and heat resistance are required.
より具体的には、上記の熱可塑性ポリウレタン樹脂は、例えば、糸、繊維(チューブ、タイツ、スパッツ、スポーツウエア、スポーツグッズ、サポーター、水着などに用いられる糸、複合繊維)、モノフィラメント、フィルム(衣料用の伸縮性フィルム、ホットメルトフィルム、創傷被覆フィルムなど)の分野において好適に使用される。 More specifically, the above thermoplastic polyurethane resins are, for example, yarns, fibers (tubes, tights, spats, sportswear, sports goods, supporters, yarns used for swimwear, composite fibers), monofilaments, films (clothes elastic films, hot-melt films, wound covering films, etc.).
また、上記の熱可塑性ポリウレタン樹脂は、例えば、透明性硬質プラスチック、コーティング材料、粘着剤、接着剤、防水材、ポッティング剤、インク、バインダー、シート、バンド(例えば、時計バンドなどのバンド、例えば、自動車用伝動ベルト、各種産業用搬送ベルト(コンベアベルト)などのベルト)、チューブ(例えば、医療用チューブ、カテーテルなどの部品の他、エアーチューブ、油圧チューブ、電線チューブなどのチューブ、例えば、消防ホースなどのホース)、ブレード、スピーカー、センサー類、高輝度用LED封止剤、有機EL部材、太陽光発電部材、ロボット部材、アンドロイド部材、ウェアラブル部材、衣料用品、衛生用品、化粧用品、食品包装部材、スポーツ用品、レジャー用品、医療用品、介護用品、住宅用部材、音響部材、照明部材、シャンデリア、外灯、シール材、封止材、コルク、パッキン、防振・制震・免震部材、防音部材、日用品、雑貨、クッション、寝具、応力吸収材、応力緩和材、自動車の内外装部品、鉄道部材、航空機部材、光学部材、OA機器用部材、雑貨表面保護部材、半導体封止材、自己修復材料、健康器具、メガネレンズ、玩具、ケーブルシース、ワイヤーハーネス、電気通信ケーブル、自動車配線、コンピューター配線、カールコードなど工業用品、シート、フィルムなどの介護用品、スポーツ用品、レジャー用品、各種雑貨、防振・免振材料、衝撃吸収材、光学材料、導光フィルムなどのフィルム、自動車部品、表面保護シート、化粧シート、転写シート、半導体保護テープなどのテープ部材、ゴルフボール部材、テニスラケット用ストリング、農業用フィルム、壁紙、防曇付与剤、不織布、マットレスやソファーなどの家具用品、ブラジャーや肩パッドなどの衣料用品、紙おむつ、ナプキン、メディカルテープの緩衝材などの医療用品、化粧品、洗顔パフや枕などのサニタリー用品、靴底(アウトソール)、ミッドソール、カバー材などの靴用品、さらには、車両用のパッドやクッションなどの体圧分散用品、ドアトリム、インスツルメントパネル、ギアノブなどの手で触れる部材、電気冷蔵庫や建築物の断熱材、ショックアブソーバーなどの衝撃吸収材、充填材、車両のハンドル、自動車内装部材、自動車外装部材などの車両用品、化学機械研磨(CMP)パッドなどの半導体製造用品などにおいて、好適に用いられる。 In addition, the above thermoplastic polyurethane resins include, for example, transparent hard plastics, coating materials, pressure-sensitive adhesives, adhesives, waterproof materials, potting agents, inks, binders, sheets, bands (e.g., watch bands and other bands, e.g., Belts such as automotive transmission belts, various industrial conveyor belts (conveyor belts), tubes (for example, parts such as medical tubes and catheters, tubes such as air tubes, hydraulic tubes, electric wire tubes, fire hoses, etc.) hoses, etc.), blades, speakers, sensors, high-brightness LED sealants, organic EL components, photovoltaic power generation components, robot components, android components, wearable components, clothing products, sanitary products, cosmetics, food packaging components , Sporting Goods, Leisure Goods, Medical Supplies, Nursing Care Products, Housing Materials, Acoustic Materials, Lighting Materials, Chandelier, Outdoor Lights, Sealing Materials, Sealing Materials, Cork, Packing, Anti-Vibration/Vibration Control/Seismic Isolation Materials, Sound Insulation Materials , daily necessities, miscellaneous goods, cushions, bedding, stress absorbing materials, stress relieving materials, automobile interior and exterior parts, railway materials, aircraft materials, optical materials, OA equipment materials, sundry surface protection materials, semiconductor sealing materials, self-healing materials , health equipment, eyeglass lenses, toys, cable sheaths, wire harnesses, telecommunication cables, automotive wiring, computer wiring, industrial products such as curl cords, nursing care products such as sheets and films, sporting goods, leisure products, miscellaneous goods, anti-vibration・Vibration-isolating materials, shock-absorbing materials, optical materials, films such as light guide films, automobile parts, surface protection sheets, decorative sheets, transfer sheets, tape members such as semiconductor protection tapes, golf ball members, strings for tennis rackets, agriculture films, wallpaper, anti-fog agents, non-woven fabrics, furniture items such as mattresses and sofas, clothing items such as brassieres and shoulder pads, disposable diapers, napkins, medical supplies such as cushioning materials for medical tape, cosmetics, facial cleansing puffs, pillows, etc. sanitary products, shoe products such as shoe soles (outsoles), midsoles, and cover materials, body pressure dispersion products such as vehicle pads and cushions, door trims, instrument panels, gear knobs, etc. Components, insulation materials for electric refrigerators and buildings, shock absorbers such as shock absorbers, fillers, vehicle handles, automotive interior materials, automotive exterior materials, semiconductor manufacturing supplies such as chemical mechanical polishing (CMP) pads etc., it is preferably used.
さらには、上記の成形品は、被覆材(フィルム、シート、ベルト、ワイヤー、電線、金属製の回転機器、ホイール、ドリルなどの被覆材)、押出成形用途(テニス、バトミントンなどのガットおよびその収束材などの押出成形用途)、マイクロペレット化などによるパウダー形状でのスラッシュ成形品、人造皮革、表皮、シート、被覆ロール(鉄鋼などの被覆ロール)、シーラント、ローラー、ギアー、ボール、バットのカバーあるいはコア材(ゴルフボール、バスケットボール、テニスボール、バレーボール、ソフトボール、バットなどのカバーあるいはコア材(これらはポリウレタン樹脂を発泡成形した形態であってもよい。))、マット、スキー用品、ブーツ、テニス用品、グリップ(ゴルフクラブや二輪車などのグリップ)、ラックブーツ、ワイパー、シートクッション部材、介護製品のフィルム、3Dプリンター成形品、繊維強化材料(炭素繊維、リグニン、ケナフ、ナノセルロースファイバー、ガラス繊維などの繊維の強化材料)、安全ゴーグル、サングラス、メガネフレーム、スキーゴーグル、水泳ゴーグル、コンタクトレンズ、ガスアシストの発泡成形品、ショックアブソーバー、CMP研磨パッド、ダンバー、ベアリング、ダストカバー、切削バルブ、チッピングロール、高速回転ローラー、タイヤ、時計、ウエアブルバンドなど、伸縮特性および耐熱性が要求される用途において、好適に使用される。 Furthermore, the above-mentioned moldings are used for coating materials (films, sheets, belts, wires, electric wires, coating materials for metal rotating equipment, wheels, drills, etc.), extrusion molding applications (guts for tennis, badminton, etc. and their convergence). extrusion molding of materials, etc.), slush molded products in powder form by micro-pelletization, artificial leather, skins, sheets, covering rolls (covering rolls of steel, etc.), sealants, rollers, gears, balls, bat covers or Core materials (covers or core materials for golf balls, basketballs, tennis balls, volleyballs, softballs, bats, etc. (these may be in the form of polyurethane resin foam molding)), mats, ski equipment, boots, tennis Goods, grips (grip for golf clubs, motorcycles, etc.), rack boots, wipers, seat cushions, films for nursing care products, 3D printer molded products, fiber reinforced materials (carbon fiber, lignin, kenaf, nanocellulose fiber, glass fiber, etc.) fiber reinforced materials), safety goggles, sunglasses, spectacle frames, ski goggles, swimming goggles, contact lenses, gas-assisted foam moldings, shock absorbers, CMP polishing pads, dampers, bearings, dust covers, cutting valves, chipping rolls , high-speed rotating rollers, tires, watches, wearable bands, and other applications that require stretchability and heat resistance.
次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、これらによって限定されるものではない。なお、「部」および「%」は、特に言及がない限り、質量基準である。また、以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。
1) 原料
<ポリイソシアネート成分(a)>
1,4-H6XDI:製造例1に記載の方法で合成した1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、トランス体86モル%/シス体14モル%
H12MDI:4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
<高分子量ポリオール(b)>
b-1)UH100W:数平均分子量(Mn)1000、結晶性ポリカーボネートジオール、商品名ETERNACOLL UH-100W、平均水酸基数2、宇部興産製
b-2)UH200W:数平均分子量(Mn)2000、結晶性ポリカーボネートジオール、商品名ETERNACOLL UH-200W、平均水酸基数2、宇部興産製
b-3)UP100:数平均分子量(Mn)1000、非晶性ポリカーボネートジオール、商品名ETERNACOLL UP-100、平均水酸基数2、宇部興産製
b-4)UP200:数平均分子量(Mn)2000、非晶性ポリカーボネートジオール、商品名ETERNACOLL UP-200、平均水酸基数2、宇部興産製
b-5)C2090R:数平均分子量(Mn)2000、非晶性ポリカーボネートジオール、商品名クラレポリオールC-2090R、変性剤:3-メチル-1,5-ペンタンジオール、平均水酸基数2、クラレ・イソプレンケミカル製
b-6)210N:数平均分子量(Mn)1000、ポリカプロラクトンジオール、商品名プラクセル210N、平均水酸基数2、ダイセル社製
b-7)220N:数平均分子量(Mn)2000、ポリカプロラクトンジオール、商品名プラクセル220N、平均水酸基数2、ダイセル社製
<低分子量ポリオール(c)>
1,4-BD:1,4-ブタンジオール、三菱化学社製、炭素数(C)2~6低分子量ジオール
<ウレタン化触媒>
スタノクト:オクチル酸スズ、商品名;スタノクト、エーピーアイコーポレーション製
<触媒希釈剤>
ジイソノニルアジペート:商品名:DINA、大八化学工業社製
<添加剤>
酸化防止剤:ヒンダードフェノール化合物、商品名;イルガノックス245、BASFジャパン社製
紫外線吸収剤:ベンゾトリアゾール化合物、商品名;チヌビン234、BASFジャパン社製
耐光安定剤:ヒンダードアミン化合物、商品名;アデカスタブLA-72、ADEKA製
<ポリイソシアネート成分(a)の製造>
合成例1 1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(1,4-H6XDI)の合成
国際公開WO2019/069802号公報の製造例3の記載に準拠して、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(1,4-H6XDI)を得た。Next, the present invention will be described based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited by these. "Parts" and "%" are based on mass unless otherwise specified. In addition, specific numerical values such as the mixing ratio (content ratio), physical property values, and parameters used in the following description are the corresponding mixing ratios ( Content ratio), physical properties, parameters, etc. be able to.
1) Raw material <Polyisocyanate component (a)>
1,4-H 6 XDI: 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane synthesized by the method described in Production Example 1, 86 mol% trans isomer/14 mol% cis isomer
H 12 MDI: 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate <High molecular weight polyol (b)>
b-1) UH100W: number average molecular weight (Mn) 1000, crystalline polycarbonate diol, trade name ETERNACOLL UH-100W, average number of hydroxyl groups 2, manufactured by Ube Industries b-2) UH200W: number average molecular weight (Mn) 2000, crystallinity Polycarbonate diol, trade name ETERNACOLL UH-200W, average number of hydroxyl groups: 2, manufactured by Ube Industries b-3) UP100: number average molecular weight (Mn) 1000, amorphous polycarbonate diol, trade name: ETERNACOLL UP-100, average number of hydroxyl groups: 2, Ube Industries b-4) UP200: number average molecular weight (Mn) 2000, amorphous polycarbonate diol, trade name ETERNACOLL UP-200, average number of hydroxyl groups 2, Ube Industries b-5) C2090R: number average molecular weight (Mn) 2000, amorphous polycarbonate diol, trade name Kuraray Polyol C-2090R, modifier: 3-methyl-1,5-pentanediol, average number of hydroxyl groups 2, Kuraray Isoprene Chemical b-6) 210N: number average molecular weight ( Mn) 1000, polycaprolactone diol, trade name PLAXEL 210N, average number of hydroxyl groups 2, manufactured by Daicel b-7) 220N: number average molecular weight (Mn) 2000, polycaprolactone diol, trade name PLAXEL 220N, average number of hydroxyl groups 2, Daicel <Low molecular weight polyol (c)>
1,4-BD: 1,4-butanediol, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, a low-molecular-weight diol with a carbon number of (C) 2 to 6 <urethanization catalyst>
Stanoct: Tin octylate, trade name: Stanoct, manufactured by API Corporation <Catalyst diluent>
Diisononyl adipate: Product name: DINA, manufactured by Daihachi Chemical Industry <Additive>
Antioxidant: hindered phenol compound, trade name; Irganox 245, manufactured by BASF Japan UV absorber: benzotriazole compound, trade name; Tinuvin 234, manufactured by BASF Japan Light stabilizer: hindered amine compound, trade name: Adekastab LA -72, manufactured by ADEKA <Production of polyisocyanate component (a)>
Synthesis Example 1 Synthesis of 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane (1,4-H 6 XDI) According to the description of Production Example 3 of International Publication WO2019/069802, 1,4-bis(isocyanatomethyl) Natomethyl)cyclohexane (1,4-H 6 XDI) was obtained.
得られた1,4-H6XDIのガスクロマトグラフィー測定による純度は99.9%、APHA測定による色相は5、13C-NMR測定によるトランス体/シス体比は、トランス体86モル%、シス体14モル%であった。The obtained 1,4-H 6 XDI had a purity of 99.9% by gas chromatography, a hue of 5 by APHA measurement, and a trans/cis ratio of 86 mol % by 13 C-NMR measurement. It was 14 mol % of the cis isomer.
2)熱可塑性ポリウレタン樹脂
実施例1~5および比較例1~6
表1に記載の処方に従い、熱可塑性ポリウレタン樹脂およびシートを得た。2) Thermoplastic polyurethane resin Examples 1-5 and Comparative Examples 1-6
A thermoplastic polyurethane resin and a sheet were obtained according to the formulations shown in Table 1.
より具体的には、まず、予め80℃に温調した高分子量ポリオール(b)を計量し、窒素雰囲気下、80℃の油浴中で、高速撹拌ディスパーを使用して、700±50rpmで1時間撹拌した。次いで、高分子量ポリオール(b)に、イルガノックス245(BASF社製 耐熱安定剤)、チヌビン571(BASF社製 紫外線吸収剤)およびアデカスタブLA-72(ADEKA社製 HALS)を、添加剤として添加し、窒素雰囲気下、80℃の油浴中で、高速撹拌ディスパーを使用して、700±50rpmで30分撹拌した。添加剤の添加量は、最終的なポリイソシアネート成分、高分子量ポリオールおよび低分子量ポリオールの総量100質量部に対して、イルガノックス245(BASF社製 耐熱安定剤)0.3質量部、チヌビン571(BASF社製 紫外線吸収剤)0.4質量部、アデカスタブLA-72(ADEKA社製 HALS)0.1質量部とした。 More specifically, first, the high-molecular-weight polyol (b) previously heated to 80° C. is weighed and stirred at 700±50 rpm in an oil bath at 80° C. under a nitrogen atmosphere using a high-speed stirring disper. Stirred for an hour. Then, Irganox 245 (BASF heat stabilizer), Tinuvin 571 (BASF UV absorber) and ADEKA STAB LA-72 (ADEKA HALS) were added as additives to the high molecular weight polyol (b). under a nitrogen atmosphere in an oil bath at 80° C. using a high-speed stirring disper at 700±50 rpm for 30 min. The amount of additives added is 0.3 parts by mass of Irganox 245 (a heat stabilizer manufactured by BASF) and Tinuvin 571 ( BASF UV absorber) 0.4 parts by mass, ADEKA STAB LA-72 (ADEKA HALS) 0.1 parts by mass.
次いで、得られた混合物に、ポリイソシアネート成分(a)を添加し、さらに、予めジイソノニルアジペート(DINA、大八化学社製)により4質量%に希釈したオクチル酸スズ(商品名:スタノクト、エーピーアイコーポレーション社製)を、触媒量(固形分量)として、5ppmとなるように添加した。 Next, polyisocyanate component (a) is added to the resulting mixture, and tin octoate (trade names: Stanoct, API Corporation) was added so that the catalyst amount (solid content) was 5 ppm.
次いで、得られた混合物を、80℃の油浴中で、高速撹拌ディスパーを使用して、700±50rpmで5分間撹拌混合した。これにより、イソシアネート基末端プレポリマーを得た(プレポリマー合成工程)。 The resulting mixture was then stirred and mixed in an 80° C. oil bath using a high speed stirring disper at 700±50 rpm for 5 minutes. As a result, an isocyanate group-terminated prepolymer was obtained (prepolymer synthesis step).
次いで、得られたイソシアネート基末端プレポリマーに、予め計量して80℃に温調した1,4-ブタンジオール(低分子量ポリオール(c))を添加し、高速撹拌ディスパーを使用して、700±50rpmで撹拌、3~20分間撹拌混合した(鎖伸長工程)。 Next, 1,4-butanediol (low molecular weight polyol (c)) weighed in advance and temperature-controlled to 80° C. was added to the obtained isocyanate group-terminated prepolymer, and the temperature was adjusted to 700±0 using a high-speed stirring disper. Stirred at 50 rpm and mixed for 3 to 20 minutes (chain elongation step).
低分子量ポリオール(c)の添加量は、低分子量ポリオール(c)中の水酸基に対するイソシアネート基末端プレポリマー中のイソシアネート基の当量比(イソシアネート基/水酸基)が1.00となるように、調整した。 The amount of the low-molecular-weight polyol (c) added was adjusted so that the equivalent ratio (isocyanate group/hydroxyl group) of the isocyanate group in the isocyanate-terminated prepolymer to the hydroxyl group in the low-molecular-weight polyol (c) was 1.00. .
また、発熱速度を見ながら、上記の触媒(DINA希釈オクチル酸スズ)を、適宜添加した。 Also, the above catalyst (DINA-diluted tin octoate) was appropriately added while observing the exotherm rate.
次いで、得られた混合液を、予め150℃に温調したテフロン(登録商標)製のバットに流し込み、150℃にて2時間反応させた後、さらに、100℃に降温して20時間反応を継続させ、反応生成物として、熱可塑性ポリウレタン樹脂(熱処理前の反応生成物(一次生成物))を得た。 Next, the resulting mixed solution was poured into a Teflon (registered trademark) vat that had been temperature-controlled to 150°C in advance, and reacted at 150°C for 2 hours. The reaction was allowed to continue, and a thermoplastic polyurethane resin (reaction product before heat treatment (primary product)) was obtained as a reaction product.
次いで、得られた熱可塑性ポリウレタン樹脂を、バットから取り出し、ベールカッターによりサイコロ状に切断し、粉砕機にてサイコロ状の樹脂を粉砕し、粉砕ペレットを得た。次いで、粉砕ペレットを、80℃のオーブン中で7日間熱処理(養生、熟成)し、真空減圧下、23℃で12時間乾燥した。これにより、熱可塑性ポリウレタン樹脂の二次生成物(熱処理後の反応性生物)を得た。 Next, the obtained thermoplastic polyurethane resin was taken out from the vat, cut into dice with a bale cutter, and the dice-shaped resin was pulverized with a pulverizer to obtain pulverized pellets. The crushed pellets were then heat treated (cured, aged) in an oven at 80° C. for 7 days and dried at 23° C. for 12 hours under vacuum. As a result, a secondary product (reactive product after heat treatment) of thermoplastic polyurethane resin was obtained.
その後、得られた粉砕ペレット(二次生成物)を、単軸押出機(型式:SZW40-28MG、テクノベル社製)によって、スクリュー回転数30rpm、シリンダー温度150~250℃の範囲でストランドを押出処理し、カットした。 After that, the resulting pulverized pellets (secondary product) are extruded into strands by a single screw extruder (model: SZW40-28MG, manufactured by Technobel) at a screw rotation speed of 30 rpm and a cylinder temperature of 150 to 250 ° C. and cut.
これにより、熱可塑性ポリウレタン樹脂の成形物(一次成形物)として、ペレットを得た。 As a result, pellets were obtained as moldings (primary moldings) of the thermoplastic polyurethane resin.
その後、ペレットを、予め真空減圧下、80℃で12時間乾燥させ、単軸押出機(型式:SZW40-28MG、テクノベル社製)を使用して、回転数20rpm、シリンダー温度150~250℃の範囲で押出成形し、熱可塑性ポリウレタン樹脂の成形物(二次成形物)として、厚み150μmのフィルムを得た。 After that, the pellets are dried in advance at 80° C. for 12 hours under vacuum and reduced pressure, and a single-screw extruder (model: SZW40-28MG, manufactured by Technobel) is used at a rotation speed of 20 rpm and a cylinder temperature of 150 to 250° C. to obtain a film having a thickness of 150 μm as a thermoplastic polyurethane resin molding (secondary molding).
4)評価
<伸縮特性:戻り力(形状復元率)>
厚み150μm(10mm幅×10cm長さ)のフィルムを、万能試験機 Model205N(インテスコ製、標線間距離 80mm、引張速度 500ml/min)にセットし、標線間距離の60%(48mm)伸長させた後、解放した。4) Evaluation <Stretchability: Returning force (shape recovery rate)>
A film with a thickness of 150 μm (10 mm width × 10 cm length) is set in a universal testing machine Model 205N (manufactured by Intesco, distance between gauge lines 80 mm, tensile speed 500 ml / min), and stretched by 60% (48 mm) of the distance between gauge lines. then released.
解放から15秒後、標線間距離を測定し、フィルムの戻り力を測定した。 Fifteen seconds after release, the distance between the gauge lines was measured and the return force of the film was measured.
なお、フィルムの戻り力は、伸長後のフィルムの長さに対する、伸長前のフィルムの長さの比率(%)として示し、その値が高い(100%に近い)ほど、戻り力(形状復元率)が高いことを示すとした。 The restoring force of the film is shown as the ratio (%) of the length of the film before stretching to the length of the film after stretching. ) is high.
<耐熱性:貯蔵弾性率(E’)>
熱可塑性ポリウレタン樹脂の150μmのフィルムの動的粘弾性スペクトルを、動的粘弾性測定装置(アイティー計測制御製、型式:DVA-220)を用いて、測定温度-100℃~250℃、昇温速度5℃/min、引張モード、標線間長20mm、静/動応力比1.8、測定周波数10Hzの条件で測定した。<Heat resistance: Storage modulus (E')>
The dynamic viscoelasticity spectrum of a 150 μm film of thermoplastic polyurethane resin is measured using a dynamic viscoelasticity measuring device (manufactured by IT Keisoku Co., Ltd., model: DVA-220), and the temperature is increased from -100 ° C. to 250 ° C. Measurement was performed under the conditions of a speed of 5° C./min, a tension mode, a gauge length of 20 mm, a static/dynamic stress ratio of 1.8, and a measurement frequency of 10 Hz.
そして、80℃における貯蔵弾性率E’を測定した。 Then, the storage elastic modulus E' at 80°C was measured.
なお、E’が高いほど、耐熱性に優れることを示すとした。 It should be noted that the higher the E', the more excellent the heat resistance.
<融解熱量(単位:J/g)>
示差走査熱量計(DSC7000X、日立ハイテクサイエンス製)を使用して、以下の通り測定した。<Heat of fusion (unit: J/g)>
Using a differential scanning calorimeter (DSC7000X, manufactured by Hitachi High-Tech Science), measurements were made as follows.
すなわち、熱可塑性ポリウレタン樹脂 約10mgを、アルミニウム製パンに採取した。このアルミニウム製パンにカバーを被せてクリンプしたものを測定用試料(サンプル)とした。同様にアルミナを採取したものをリファレンス試料とした。 That is, about 10 mg of thermoplastic polyurethane resin was collected in an aluminum pan. This aluminum pan was covered with a cover and crimped to obtain a sample for measurement. Alumina was similarly sampled and used as a reference sample.
サンプルおよびリファレンスをセル内の所定位置にセットした後、流量30NmL/minの窒素気流下、試料を10℃/minの速度で、20℃から-100℃まで冷却し、同温度で5分間保持後、10℃/minの速度で270℃まで昇温し、その後、10℃/minの速度で-70℃まで冷却した。 After setting the sample and reference at a predetermined position in the cell, the sample is cooled from 20° C. to -100° C. at a rate of 10° C./min under a nitrogen stream with a flow rate of 30 NmL/min, and held at the same temperature for 5 minutes. , was heated to 270° C. at a rate of 10° C./min, and then cooled to −70° C. at a rate of 10° C./min.
そして、-100℃から270℃までの昇温中に現れるピークの内、160℃以上における吸熱ピーク(融解ピーク)のピーク温度、および、そのピークの熱量(エンタルピー変化)(J/g)を測定した。 Then, among the peaks that appear during the temperature rise from -100°C to 270°C, the peak temperature of the endothermic peak (melting peak) at 160°C or higher and the heat quantity (enthalpy change) (J/g) of that peak are measured. bottom.
なお、上記発明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記特許請求の範囲に含まれるものである。 It should be noted that although the above invention has been provided as an exemplary embodiment of the present invention, this is merely an illustration and should not be construed as limiting. Variations of the invention that are obvious to those skilled in the art are intended to be included in the following claims.
本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂およびフィルムは、自動車産業などの各種産業分野において、好適に用いられる。
The thermoplastic polyurethane resin and film of the present invention are suitably used in various industrial fields such as the automobile industry.
Claims (4)
25℃において液状である非晶性ポリカーボネートジオール(ただし、液状ポリエーテルポリカーボネートジオールと、ジアリールカーボネート由来の構造単位および2,2-ジアルキル-1,3-プロパンジオール由来の構成単位を含むポリカーボネートジオールとを除く。)、および、炭素数2~6の低分子量ジオールを含むポリオール成分と
の反応生成物を含む
ことを特徴とする、熱可塑性ポリウレタン樹脂。 A polyisocyanate component containing 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane containing a trans isomer at a ratio of 60 mol% or more and 99.5 mol% or less;
Amorphous polycarbonate diols that are liquid at 25° C. (provided that liquid polyether polycarbonate diols and polycarbonate diols containing structural units derived from diaryl carbonate and structural units derived from 2,2-dialkyl-1,3-propanediol are ) and a reaction product with a polyol component containing a low molecular weight diol having 2 to 6 carbon atoms.
ことを特徴とする、請求項1に記載の熱可塑性ポリウレタン樹脂。 2. The thermoplastic polyurethane according to claim 1, wherein the thermoplastic polyurethane resin has a melting peak heat quantity of 15 J/g or less at 160° C. or higher as measured by differential scanning calorimetry (DSC method). resin.
ことを特徴とする、請求項1に記載の熱可塑性ポリウレタン樹脂。 The heat according to claim 1, characterized in that the heat quantity of the melting peak of the thermoplastic polyurethane resin at 160 ° C. or higher measured by differential scanning calorimetry (DSC method) is 0.1 J / g or more. Plastic polyurethane resin.
ことを特徴とする、フィルム。 A film comprising the thermoplastic polyurethane resin of claim 1 .
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