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JP7296807B2 - Polyurethane - Google Patents
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Description

本発明は、ポリウレタンに関する。より詳細に、本発明は、射出成型に適した機械的物性と優れた耐水性を有するポリウレタンに関する。 The present invention relates to polyurethanes. More particularly, the present invention relates to polyurethanes having mechanical properties suitable for injection molding and excellent water resistance.

水酸基変性ポリブタジエンとジイソシアネート化合物を用いるポリウレタン材料が知られている。
特許文献1には、ポリオールおよびイソシアネートを反応させて得られるウレタンプレポリマーと鎖延長剤とを反応させて得られた注型用ポリウレタンエラストマー100重量部当り、焼成PTFEパウダーを1~20重量部配合してなるポリウレタンエラストマー組成物が記載されている。ポリオールとしては、1,4-ポリブタジエン系、1,2-ポリブタジエン系等の各種ポリオールが例示されている。
特許文献2には、ポリブタジエンジオール又はその水添化合物を少なくとも一部含有するポリオール、ポリイソシアネート及び鎖延長剤を反応させて得られるポリウレタン系樹脂とポリオレフィン系樹脂とを含有することを特徴とするポリマーアロイが記載されている。
特許文献3には、反応の遅いポリアミンおよび二官能価グリコールから成る群より選択される反応の遅い硬化剤により硬化されるポリウレタンプレポリマーを含むポリウレタン組成物が記載されている。そして、前記のポリウレタンプレポリマーは、ジイソシアネートおよびポリオールから調製されることが記載されている。前記ポリオールとしては、ポリブタジエングリコールなどが例示されている。
特許文献4には、ヒドロゲル層と末端官能化ポリウレタン層とを含む2つの化学的にグラフトされたポリマー層を含む物品が記載されている。前記ポリウレタンはヒドロキシ末端ブタジエンなどからなるソフトセグメントを含むことが記載されている。
Polyurethane materials using hydroxyl-modified polybutadiene and diisocyanate compounds are known.
In Patent Document 1, 1 to 20 parts by weight of calcined PTFE powder is blended per 100 parts by weight of cast polyurethane elastomer obtained by reacting a urethane prepolymer obtained by reacting a polyol and an isocyanate with a chain extender. A polyurethane elastomer composition comprising Various polyols such as 1,4-polybutadiene-based and 1,2-polybutadiene-based polyols are exemplified as polyols.
Patent Document 2 describes a polymer characterized by containing a polyurethane-based resin obtained by reacting a polyol containing at least a portion of polybutadiene diol or a hydrogenated compound thereof, a polyisocyanate, and a chain extender, and a polyolefin-based resin. alloys are mentioned.
U.S. Pat. No. 5,300,000 describes a polyurethane composition comprising a polyurethane prepolymer cured with a slow-reacting curing agent selected from the group consisting of slow-reacting polyamines and difunctional glycols. The polyurethane prepolymer is then described as being prepared from a diisocyanate and a polyol. Examples of the polyol include polybutadiene glycol.
US Pat. No. 5,300,003 describes an article comprising two chemically grafted polymer layers, including a hydrogel layer and an end-functionalized polyurethane layer. The polyurethanes are described as containing soft segments such as hydroxy-terminated butadiene.

特開2009-120722号公報JP 2009-120722 A 特開平6-184367号公報JP-A-6-184367 特開平4-241881号公報JP-A-4-241881 特表2011-530336号Special Table No. 2011-530336

従来から知られているポリウレタンは、機械的物性が射出成型に適していない点や、耐水性が悪い点が問題となることがあった。本発明の課題は、射出成型に適した機械的物性と優れた耐水性を有するポリウレタンを提供することである。 Conventionally known polyurethanes sometimes have problems in that their mechanical properties are not suitable for injection molding and that they have poor water resistance. An object of the present invention is to provide a polyurethane having mechanical properties suitable for injection molding and excellent water resistance.

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、1,2-構造/1,4-構造のモル比率が55/45~95/5であり両末端に水酸基を有するポリブタジエンと、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネートと、鎖延長剤とを反応させることにより、射出成型に適した機械的物性と優れた耐水性を有するポリウレタンが得られることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいてさらに検討を重ねたことによって完成したものである。
すなわち、本発明は以下の態様を包含するものである。
As a result of intensive studies by the present inventors in order to solve the above problems, polybutadiene having a molar ratio of 1,2-structure/1,4-structure of 55/45 to 95/5 and having hydroxyl groups at both ends, It was found that by reacting 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate with a chain extender, a polyurethane having mechanical properties suitable for injection molding and excellent water resistance can be obtained. The present invention has been completed through further studies based on these findings.
That is, the present invention includes the following aspects.

(1)1,2-構造/1,4-構造のモル比率が55/45~95/5であり両末端に水酸基を有するポリブタジエン由来の構造、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート由来の構造及び鎖延長剤由来の構造を含有するポリウレタン。
(2)ポリブタジエンの数平均分子量(Mn)が、500~10000である(1)に記載のポリウレタン。
(3)前記鎖延長剤が、脂肪族グリコールである(1)又は(2)に記載のポリウレタン。
(1) Polybutadiene-derived structure having a molar ratio of 1,2-structure/1,4-structure of 55/45 to 95/5 and hydroxyl groups at both ends, 3,3′-dimethyl-4,4′- A polyurethane containing a structure derived from biphenylene diisocyanate and a structure derived from a chain extender.
(2) The polyurethane according to (1), wherein the polybutadiene has a number average molecular weight (Mn) of 500 to 10,000.
(3) The polyurethane according to (1) or (2), wherein the chain extender is an aliphatic glycol.

本発明のポリウレタンは、射出成型に適した機械的物性と優れた耐水性を有する。 The polyurethane of the present invention has mechanical properties suitable for injection molding and excellent water resistance.

本発明に係るポリウレタンは、両末端に水酸基を有するポリブタジエンと、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネートと、鎖延長剤とを反応させて得られるものである。
その結果、本発明に係るポリウレタンは、1,2-構造/1,4-構造のモル比率が55/45~95/5であり両末端に水酸基を有するポリブタジエン由来の構造、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート由来の構造及び鎖延長剤由来の構造を含有する。各構造単位は、ポリウレタン製造における周知の結合様式により結合している。
The polyurethane according to the present invention is obtained by reacting polybutadiene having hydroxyl groups at both ends, 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate, and a chain extender.
As a result, the polyurethane according to the present invention has a polybutadiene-derived structure having a molar ratio of 1,2-structure/1,4-structure of 55/45 to 95/5 and having hydroxyl groups at both ends, 3,3′- It contains a structure derived from dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate and a structure derived from a chain extender. Each structural unit is linked by well-known bonding modes in polyurethane production.

(両末端に水酸基を有するポリブタジエン)
両末端に水酸基を有するポリブタジエンは、1,2-構造/1,4-構造のモル比率が、好ましくは55/45~95/5、より好ましくは70/30~95/5である。1,2-構造/1,4-構造のモル比率は、例えば、H-NMRで測定して算出することができる。1,2-構造/1,4-構造のモル比率の調整法は、公知の方法で行うことができる。例えば、ブタジエンを重合する際に使用する触媒の種類や重合副資材を選択することによって1,2-構造/1,4-構造のモル比率をコントロールすることができる。
両末端に水酸基を有するポリブタジエン中の二重結合は、その全部が、あるいはその一部が水素添加されていてもよい。好ましくは、両末端に水酸基を有するポリブタジエン中の二重結合は、水素添加されていないものであるのが好ましい。
また、ポリブタジエン成分の数平均分子量(Mn)は、好ましくは500~10000、より好ましくは1000~7000である。前記数平均分子量(Mn)は、ポリスチレンを標準物質として、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)で測定したものである。その測定条件は、移動相THF(テトラヒドロフラン)、移動相流量1mL/分、カラム温度40℃、試料注入量40μL、試料濃度2重量%である。
両末端に水酸基を有するポリブタジエンとしては、市販品を用いることができる。具体的には、Nisso-PB-G-1000(日本曹達社製)、Nisso-PB-G-2000(日本曹達社製)、Nisso-PB-G-3000(日本曹達社製)、Nisso-PB-GI-1000(日本曹達社製)、Nisso-PB-GI-2000(日本曹達社製)、Nisso-PB-GI-3000(日本曹達社製)などを挙げることができる。これらは1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
(Polybutadiene having hydroxyl groups at both ends)
Polybutadiene having hydroxyl groups at both ends preferably has a 1,2-structure/1,4-structure molar ratio of 55/45 to 95/5, more preferably 70/30 to 95/5. The molar ratio of 1,2-structure/1,4-structure can be calculated by measuring with 1 H-NMR, for example. A method for adjusting the molar ratio of 1,2-structure/1,4-structure can be carried out by a known method. For example, the molar ratio of 1,2-structure/1,4-structure can be controlled by selecting the type of catalyst and auxiliary materials for polymerization used in the polymerization of butadiene.
All or part of the double bonds in polybutadiene having hydroxyl groups at both ends may be hydrogenated. Preferably, the double bonds in polybutadiene having hydroxyl groups at both ends are not hydrogenated.
Further, the number average molecular weight (Mn) of the polybutadiene component is preferably 500-10,000, more preferably 1,000-7,000. The number average molecular weight (Mn) is measured by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard substance. The measurement conditions were: mobile phase THF (tetrahydrofuran), mobile phase flow rate 1 mL/min, column temperature 40° C., sample injection amount 40 μL, sample concentration 2% by weight.
A commercially available product can be used as the polybutadiene having hydroxyl groups at both ends. Specifically, Nisso-PB-G-1000 (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.), Nisso-PB-G-2000 (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.), Nisso-PB-G-3000 (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.), Nisso-PB -GI-1000 (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.), Nisso-PB-GI-2000 (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.), Nisso-PB-GI-3000 (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.), and the like. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート)
本発明に用いられる3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート(以下、TODIと記載することがある)は、下記式(1)で表される化合物である。

Figure 0007296807000001
(1) (3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate)
3,3′-dimethyl-4,4′-biphenylene diisocyanate (hereinafter sometimes referred to as TODI) used in the present invention is a compound represented by the following formula (1).
Figure 0007296807000001
(1)

TODIは、市販品を用いることができる。具体的には、日本曹達社製TODIを挙げることができる。
反応時に使用するTODIの量は、Rレシオの値が、好ましくは1~10、より好ましくは2~5、さらに好ましくは2.1~3.8となるように設定する。なお、Rレシオは、両末端に水酸基を有するポリブタジエンに由来する水酸基のモル数に対するTODIに由来するイソシアナト基のモル数の比である。
TODI can use a commercial item. Specifically, TODI manufactured by Nippon Soda Co., Ltd. can be mentioned.
The amount of TODI used during the reaction is set so that the R ratio value is preferably 1 to 10, more preferably 2 to 5, and still more preferably 2.1 to 3.8. The R ratio is the ratio of the number of moles of isocyanato groups derived from TODI to the number of moles of hydroxyl groups derived from polybutadiene having hydroxyl groups at both ends.

(鎖延長剤)
本発明において用いられる鎖延長剤は、主として、低分子ポリオールまたは低分子ポリアミンであり、好ましくは低分子ポリオールである。
(chain extender)
The chain extenders used in the present invention are mainly low-molecular-weight polyols or low-molecular-weight polyamines, preferably low-molecular-weight polyols.

低分子ポリオールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-2-プロピル-1,3-プロパンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、2-ブチル-2-ヘキシル-1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,5-ジメチル-2,5-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール及び1,9-ノナンジオール等の脂肪族グリコール;ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン等の脂環族グリコール;キシリレングリコール及びビス(ヒドロキシエトキシ)ベンゼン等の芳香環を有するグリコール等が挙げられる。これらの中でも、射出成型に適した機械強度、耐水性および取り扱い性に優れるポリウレタンが得られるという観点から、脂肪族グリコールまたは脂環族グリコールが好ましく、脂肪族グリコールがより好ましく、炭素原子数2~5の脂肪族グリコールがより更に好ましく、ブタンジオールが特に好ましい。 Low-molecular-weight polyols include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2-methyl-2- Propyl-1,3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 2-butyl-2-hexyl-1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3- butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2,2, 4-trimethyl-1,3-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol, 1,8- Aliphatic glycols such as octanediol, 2-methyl-1,8-octanediol and 1,9-nonanediol; alicyclic glycols such as bis(hydroxymethyl)cyclohexane; xylylene glycol and bis(hydroxyethoxy)benzene, etc. and a glycol having an aromatic ring of Among these, aliphatic glycols or alicyclic glycols are preferred, and aliphatic glycols having 2 to 2 carbon atoms are preferred, from the viewpoint of obtaining a polyurethane having excellent mechanical strength, water resistance and handleability suitable for injection molding. Aliphatic glycols of 5 are even more preferred, with butanediol being particularly preferred.

低分子ポリアミンとしては、2,4-トリレンジアミン、2,6-トリレンジアミン、キシリレンジアミン、4,4’-ジフェニルメタンジアミン等の芳香族ジアミン;エチレンジアミン、1,2-プロピレンジアミン、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジアミン、1,3-ペンタンジアミン、2-メチル-1,5-ペンタンジアミン、2-ブチル-2-エチル-1,5-ペンタンジアミン、1,6-ヘキサンジアミン、2,2,4-又は2,4,4-トリメチルヘキサンジアミン、1,8-オクタンジアミン、1,9-ノナンジアミン、1,10-デカンジアミン等の脂肪族ジアミン;1-アミノ-3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキサン、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジアミン、イソプロピリデンシクロヘキシル-4,4’-ジアミン、1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン等の脂環族ジアミン等が挙げられる。これらの中でも、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、1,3-ペンタンジアミン、または2-メチル-1,5-ペンタンジアミンが好ましい。 Low-molecular-weight polyamines include aromatic diamines such as 2,4-tolylenediamine, 2,6-tolylenediamine, xylylenediamine, 4,4′-diphenylmethanediamine; ethylenediamine, 1,2-propylenediamine, 2, 2-dimethyl-1,3-propanediamine, 1,3-pentanediamine, 2-methyl-1,5-pentanediamine, 2-butyl-2-ethyl-1,5-pentanediamine, 1,6-hexanediamine , 2,2,4- or 2,4,4-trimethylhexanediamine, 1,8-octanediamine, 1,9-nonanediamine, 1,10-decanediamine; 1-amino-3-amino Alicyclics such as methyl-3,5,5-trimethylcyclohexane, 4,4'-dicyclohexylmethanediamine, isopropylidenecyclohexyl-4,4'-diamine, 1,4-diaminocyclohexane, and 1,3-bisaminomethylcyclohexane group diamines and the like. Among these, ethylenediamine, propylenediamine, 1,3-pentanediamine, or 2-methyl-1,5-pentanediamine is preferred.

反応時に使用する鎖延長剤の量は、NCOインデックスの値が、好ましくは0.2~10、より好ましくは0.5~1.25、さらに好ましくは0.9~1.1となるように設定する。なお、NCOインデックスは、両末端に水酸基を有するポリブタジエンに由来する水酸基と鎖延長剤に由来する水酸基との合計モル数に対するTODIに由来するイソシアナト基のモル数の比である。 The amount of the chain extender used during the reaction is such that the NCO index value is preferably 0.2 to 10, more preferably 0.5 to 1.25, and still more preferably 0.9 to 1.1. set. The NCO index is the ratio of the number of moles of isocyanato groups derived from TODI to the total number of moles of hydroxyl groups derived from polybutadiene having hydroxyl groups at both ends and hydroxyl groups derived from the chain extender.

(ポリウレタンの製造方法)
本発明に係るポリウレタンは、その製法において特に制限されず、例えば、プレポリマー法やワンショット法によって製造することができるが、ワンショット法により製造することが好ましい。
プレポリマー法では、両末端に水酸基を有するポリブタジエンとTODIとを先ず反応させて末端イソシアナト基を有するウレタンプレポリマーを得て、これに鎖延長剤を反応させてポリウレタンを得る方法である。ワンショット法は、両末端に水酸基を有するポリブタジエンとTODIと鎖延長剤とをほぼ同時に反応器に添加して反応させてポリウレタンを得る方法である。
反応は、反応原料を十分に攪拌することができる程度の粘度になるまで反応原料の温度を上げることによって行うことができる。反応時の具体的な温度は、好ましくは室温~120℃、さらに好ましくは、60~100℃である。反応時の温度が低すぎると反応の進行が遅く、製造に要する時間が長くなる傾向がある。反応時の温度が高すぎると副反応が生じたり、可使時間が短くなったりして、成型加工処理が困難になる傾向がある。
この反応は溶剤無しでも、溶剤中でも行うことができる。溶剤としては反応に不活性なものを用いることが好ましい。溶剤としては、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフランなどを挙げることができる。
(Method for producing polyurethane)
The polyurethane according to the present invention is not particularly limited in its production method, and can be produced, for example, by a prepolymer method or a one-shot method, but is preferably produced by a one-shot method.
In the prepolymer method, polybutadiene having hydroxyl groups at both ends is first reacted with TODI to obtain a urethane prepolymer having terminal isocyanato groups, which is then reacted with a chain extender to obtain polyurethane. The one-shot method is a method in which polybutadiene having hydroxyl groups at both ends, TODI, and a chain extender are added almost simultaneously to a reactor and reacted to obtain a polyurethane.
The reaction can be carried out by raising the temperature of the reactants until they reach a viscosity that allows the reactants to be sufficiently stirred. A specific temperature during the reaction is preferably room temperature to 120°C, more preferably 60 to 100°C. If the temperature during the reaction is too low, the reaction tends to proceed slowly and the time required for production tends to be long. If the temperature during the reaction is too high, side reactions may occur or the pot life may be shortened, which tends to make molding processing difficult.
The reaction can be carried out without solvent or in solvent. As the solvent, it is preferable to use one that is inert to the reaction. Examples of solvents include toluene, ethyl acetate, butyl acetate, methyl ethyl ketone, dimethylformamide, tetrahydrofuran and the like.

ポリウレタンの合成反応においては触媒を使用することができる。触媒としては、例えば、ジメチルエタノールアミン、トリエチレンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ジメチルシクロヘキシルアミンなどの第3級アミン類、スタナスオクテート、オクチル酸カリウム、ジブチルスズジラウレートなどの金属触媒などを挙げることができる。触媒の使用量は両末端に水酸基を有するポリブタジエンとTODIと鎖延長剤との合計量に対して、好ましくは1~1000ppm、より好ましくは5~800ppmである。触媒の使用量が少なすぎると反応が遅くなり、製造に要する時間が長くなる。触媒の使用量が多すぎると発熱が激しく、反応をコントロールしにくい上に、ゲル化物が生成したり、着色したポリウレタンが得られたりすることがある。
本発明のポリウレタンには、本発明の効果を損なわない範囲で適宜その他の添加剤を加えることができる。その他の添加剤としては、難燃剤、劣化防止剤、可塑剤等を挙げることができる。
A catalyst can be used in the polyurethane synthesis reaction. Examples of catalysts include tertiary amines such as dimethylethanolamine, triethylenediamine, tetramethylpropanediamine, tetramethylhexamethylenediamine, and dimethylcyclohexylamine, and metal catalysts such as stannous octate, potassium octylate, and dibutyltin dilaurate. etc. can be mentioned. The amount of catalyst used is preferably 1 to 1000 ppm, more preferably 5 to 800 ppm, based on the total amount of polybutadiene having hydroxyl groups at both ends, TODI and chain extender. If the amount of catalyst used is too small, the reaction will be slow and the production time will be lengthened. If the amount of the catalyst used is too large, the heat generation is so intense that it is difficult to control the reaction, and in addition, a gelled product may be produced or a colored polyurethane may be obtained.
Other additives can be appropriately added to the polyurethane of the present invention within a range that does not impair the effects of the present invention. Other additives include flame retardants, deterioration inhibitors, plasticizers, and the like.

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明は、実施例の範囲に限定されない。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below using examples, but the present invention is not limited to the scope of the examples.

実施例1 ポリウレタンの製造
500mLセパラブルフラスコに、両末端に水酸基を有するポリブタジエン(NISSO-PB-G2000:日本曹達社製)74.65gを仕込み、系内を減圧した。その後、温度80℃にて撹拌し、系内の水分を除去した。次いで、系内に窒素を導入して常圧とした。これに脱水した1,4-ブタンジオール(東京化成社製)3.54g(NCOインデックス=1.05)、続いて3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート(TODI:日本曹達社製)21.81gを仕込み、80℃で系内を2分間減圧した。この混合物をテフロン(登録商標)製の型に流し込み、80℃で30分間プレスした。さらに80℃で12時間加温し、ポリウレタンシートを得た。
Example 1 Production of Polyurethane A 500 mL separable flask was charged with 74.65 g of polybutadiene (NISSO-PB-G2000: manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) having hydroxyl groups at both ends, and the system was evacuated. After that, the mixture was stirred at a temperature of 80° C. to remove moisture in the system. Then, nitrogen was introduced into the system to normal pressure. Dehydrated 1,4-butanediol (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.) 3.54 g (NCO index = 1.05), followed by 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate (TODI: Nippon Soda Co., Ltd.) 21.81 g of the product) was charged, and the system was evacuated at 80° C. for 2 minutes. This mixture was poured into a Teflon (registered trademark) mold and pressed at 80° C. for 30 minutes. Further, the mixture was heated at 80° C. for 12 hours to obtain a polyurethane sheet.

比較例1 ポリウレタンの製造
500mLセパラブルフラスコに、ポリテトラメチレングリコール(PTMG:富士フィルム和光純薬社製)76.46gを仕込み、系内を減圧した。その後、温度80℃にて撹拌し、系内の水分を除去した。次いで、系内に窒素を導入して常圧とした。これに脱水した1,4-ブタンジオール(東京化成工業社製)3.45g(NCOインデックス=1.05)、続いて4,4’-ジイソシアン酸メチレンジフェニル(4,4’-MDI:東京化成工業社製)20.09gを仕込み、80℃で系内を2分間減圧した。この混合物をテフロン製の型に流し込み、80℃で30分間プレスした。さらに80℃で12時間加温し、ポリウレタンシートを得た。
Comparative Example 1 Production of Polyurethane A 500 mL separable flask was charged with 76.46 g of polytetramethylene glycol (PTMG: manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the system was evacuated. After that, the mixture was stirred at a temperature of 80° C. to remove moisture in the system. Then, nitrogen was introduced into the system to normal pressure. Dehydrated 1,4-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 3.45 g (NCO index = 1.05), followed by 4,4'-methylenediphenyl diisocyanate (4,4'-MDI: Tokyo Kasei) (manufactured by Kogyo Co., Ltd.) was charged, and the system was evacuated at 80° C. for 2 minutes. This mixture was poured into a Teflon mold and pressed at 80° C. for 30 minutes. Further, the mixture was heated at 80° C. for 12 hours to obtain a polyurethane sheet.

比較例2 ポリウレタンの製造
500mLセパラブルフラスコに、ポリテトラメチレングリコール(PTMG:富士フィルム和光純薬社製)80.06gを仕込み、系内を減圧した。その後、温度80℃にて撹拌し、系内の水分を除去した。次いで、系内に窒素を導入して常圧とした。これに脱水した1,4-ブタンジオール(東京化成社製)3.61g(NCOインデックス=1.05)、続いて1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(H-XDI:東京化成工業社製)16.33gを仕込み、80℃で系内を2分間減圧した。この混合物をテフロン製の型に流し込み、80℃で30分間プレスした。さらに80℃で12時間加温し、ポリウレタンシートを得た。
Comparative Example 2 Production of Polyurethane A 500 mL separable flask was charged with 80.06 g of polytetramethylene glycol (PTMG: manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the system was evacuated. After that, the mixture was stirred at a temperature of 80° C. to remove moisture in the system. Then, nitrogen was introduced into the system to normal pressure. Dehydrated 1,4-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 3.61 g (NCO index = 1.05), followed by 1,3-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane (H-XDI: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 16.33 g of the product) was charged, and the system was evacuated at 80° C. for 2 minutes. This mixture was poured into a Teflon mold and pressed at 80° C. for 30 minutes. Further, the mixture was heated at 80° C. for 12 hours to obtain a polyurethane sheet.

比較例3 ポリウレタンの製造
500mLセパラブルフラスコに、ポリテトラメチレングリコール(PTMG:富士フィルム和光純薬社製)75.61gを仕込み、系内を減圧した。その後、温度80℃にて撹拌し、系内の水分を除去した。次いで、系内に窒素を導入して常圧とした。これに脱水した1,4-ブタンジオール(東京化成社製)3.41g(NCOインデックス=1.05)、続いて3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート(TODI:日本曹達社製)20.98gを仕込み、80℃で系内を2分間減圧した。この混合物をテフロン製の型に流し込み、80℃で30分間プレスした。さらに80℃で12時間加温し、ポリウレタンシートを得た。
Comparative Example 3 Production of Polyurethane A 500 mL separable flask was charged with 75.61 g of polytetramethylene glycol (PTMG: manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the system was evacuated. After that, the mixture was stirred at a temperature of 80° C. to remove moisture in the system. Then, nitrogen was introduced into the system to normal pressure. Dehydrated 1,4-butanediol (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.) 3.41 g (NCO index = 1.05), followed by 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate (TODI: Nippon Soda Co., Ltd.) 20.98 g of the product) was charged, and the system was evacuated at 80° C. for 2 minutes. This mixture was poured into a Teflon mold and pressed at 80° C. for 30 minutes. Further, the mixture was heated at 80° C. for 12 hours to obtain a polyurethane sheet.

比較例4 ポリウレタンの製造
500mLセパラブルフラスコに、ポリテトラメチレングリコール(PTMG:富士フィルム和光純薬社製)79.00gを仕込み、系内を減圧した。その後、温度80℃にて撹拌し、系内の水分を除去した。次いで、系内に窒素を導入して常圧とした。これに脱水した1,4-ブタンジオール(東京化成社製)3.56g(NCOインデックス=1.05)、続いて1,5-ジイソシアナトナフタレン(NDI:日本曹達社製)17.44gを仕込み、80℃で系内を2分間減圧した。この混合物をテフロン製の型に流し込み、80℃で30分間プレスした。さらに80℃で12時間加温し、ポリウレタンシートを得た。
Comparative Example 4 Production of Polyurethane A 500 mL separable flask was charged with 79.00 g of polytetramethylene glycol (PTMG: manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the system was evacuated. After that, the mixture was stirred at a temperature of 80° C. to remove moisture in the system. Then, nitrogen was introduced into the system to normal pressure. 3.56 g of dehydrated 1,4-butanediol (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.) (NCO index = 1.05) and then 17.44 g of 1,5-diisocyanatonaphthalene (NDI: manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) were added thereto. After charging, the system was evacuated at 80° C. for 2 minutes. This mixture was poured into a Teflon mold and pressed at 80° C. for 30 minutes. Further, the mixture was heated at 80° C. for 12 hours to obtain a polyurethane sheet.

比較例5 ポリウレタンの製造
500mLセパラブルフラスコに、両末端に水酸基を有するポリブタジエン(NISSO-PB-G2000:日本曹達社製)75.53gを仕込み、系内を減圧した。その後、温度80℃にて撹拌し、系内の水分を除去した。次いで、系内に窒素を導入して常圧とした。これに脱水した1,4-ブタンジオール(東京化成社製)3.58g(NCOインデックス=1.05)、続いて4,4’-ジイソシアン酸メチレンジフェニル(4,4’-MDI:東京化成工業社製)20.89gを仕込み、80℃で系内を2分間減圧した。この混合物をテフロン製の型に流し込み、80℃で30分間プレスした。さらに80℃で12時間加温し、ポリウレタンシートを得た。
Comparative Example 5 Production of Polyurethane A 500 mL separable flask was charged with 75.53 g of polybutadiene having hydroxyl groups at both ends (NISSO-PB-G2000: manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.), and the pressure in the system was reduced. After that, the mixture was stirred at a temperature of 80° C. to remove moisture in the system. Then, nitrogen was introduced into the system to normal pressure. To this, 3.58 g of dehydrated 1,4-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (NCO index = 1.05), followed by 4,4'-methylenediphenyl diisocyanate (4,4'-MDI: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 20.89 g (manufactured by Co., Ltd.) was charged, and the system was evacuated at 80° C. for 2 minutes. This mixture was poured into a Teflon mold and pressed at 80° C. for 30 minutes. Further, the mixture was heated at 80° C. for 12 hours to obtain a polyurethane sheet.

比較例6 ポリウレタンの製造
500mLセパラブルフラスコに、両末端に水酸基を有するポリブタジエン(NISSO-PB―G2000:日本曹達社製)75.53gを仕込み、系内を減圧した。その後、温度80℃にて撹拌し、系内の水分を除去した。次いで、系内に窒素を導入して常圧とした。これに脱水した1,4-ブタンジオール(東京化成社製)3.76g(NCOインデックス=1.05)、続いて1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(H-XDI:東京化成工業社製)17.01gを仕込み、80℃で系内を2分間減圧した。この混合物をテフロン製の型に流し込み、80℃で30分間プレスした。さらに80℃で12時間加温し、ポリウレタンシートを得た。
Comparative Example 6 Production of Polyurethane A 500 mL separable flask was charged with 75.53 g of polybutadiene (NISSO-PB-G2000: manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) having hydroxyl groups at both ends, and the system was evacuated. After that, the mixture was stirred at a temperature of 80° C. to remove moisture in the system. Then, nitrogen was introduced into the system to normal pressure. Dehydrated 1,4-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 3.76 g (NCO index = 1.05), followed by 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (H-XDI: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 17.01 g of the product) was charged, and the system was evacuated at 80° C. for 2 minutes. This mixture was poured into a Teflon mold and pressed at 80° C. for 30 minutes. Further, the mixture was heated at 80° C. for 12 hours to obtain a polyurethane sheet.

比較例7 ポリウレタンの製造
500mLセパラブルフラスコに、両末端に水酸基を有するポリブタジエン(NISSO-PB-G2000:日本曹達社製)78.14gを仕込み、系内を減圧した。その後、温度80℃にて撹拌し、系内の水分を除去した。次いで、系内に窒素を導入して常圧とした。これに脱水した1,4-ブタンジオール(東京化成社製)3.71g(NCOインデックス=1.05)、続いて1,5-ジイソシアナトナフタレン(NDI:日本曹達社製)18.15gを仕込み、80℃で系内を2分間減圧した。この混合物をテフロン製の型に流し込み、80℃で30分間プレスした。さらに80℃で12時間加温し、ポリウレタンシートを得た。
Comparative Example 7 Production of Polyurethane A 500 mL separable flask was charged with 78.14 g of polybutadiene having hydroxyl groups at both ends (NISSO-PB-G2000: manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.), and the system was evacuated. After that, the mixture was stirred at a temperature of 80° C. to remove moisture in the system. Then, nitrogen was introduced into the system to normal pressure. 3.71 g (NCO index = 1.05) of dehydrated 1,4-butanediol (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.) and then 18.15 g of 1,5-diisocyanatonaphthalene (NDI: manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) were added thereto. After charging, the system was evacuated at 80° C. for 2 minutes. This mixture was poured into a Teflon mold and pressed at 80° C. for 30 minutes. Further, the mixture was heated at 80° C. for 12 hours to obtain a polyurethane sheet.

(ポリウレタンの評価)
実施例1および比較例1~7で得られたポリウレタンシートについて、それぞれ硬度試験、引張試験、吸水性試験、圧縮永久ひずみ試験を行った。結果を表1に示す。
〈硬度試験〉
2mm厚の成形シートを6枚重ねて、Aタイプ又はDタイプデュロメータ(テクロック製)を用い、JIS K 7311に準じて硬度を測定した。
〈引張試験〉
JIS K 7312に準じて、5号ダンベル試験片を作成し、試験機(インストロン社製5582型)を用いて、100%伸長時のモジュラス(M100)、300%伸長時のモジュラス(M300)、引張強さ(破断時の応力)、及び破断伸びを測定した。試験温度23℃、試験速度500mm/min。
標線間距離:20mm、チャック間距離:50mm
〈吸水性試験〉
JIS K 7209に準じて50mm×50mm×2mm厚の試験片を作成して試験片の質量Wを測定した。それを23℃の水に24時間浸漬し、引き上げて表面の水を拭き取り、試験片の質量Wを再度測定した。浸漬前の質量Wに対する浸漬前後の増加質量W-Wの割合(吸水率)を算出した。
〈圧縮永久ひずみ〉
JIS K 7312に準じて成型シートをφ13mmに加工し3枚に重ねた。これを25%の圧縮割合で恒温槽中で70℃で24時間保管し、その後圧縮比率(初期の厚さ-30分後の厚さ/初期の厚さ-加えた厚さの割合)を算出した。
(Evaluation of polyurethane)
The polyurethane sheets obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 to 7 were each subjected to hardness test, tensile test, water absorption test, and compression set test. Table 1 shows the results.
<Hardness test>
Six molded sheets with a thickness of 2 mm were stacked, and hardness was measured according to JIS K 7311 using an A type or D type durometer (manufactured by Teclock).
<Tensile test>
A No. 5 dumbbell test piece was prepared according to JIS K 7312, and the modulus at 100% elongation (M100), the modulus at 300% elongation (M300), Tensile strength (stress at break) and elongation at break were measured. Test temperature 23°C, test speed 500 mm/min.
Gauge distance: 20 mm, Chuck distance: 50 mm
<Water absorption test>
A test piece of 50 mm×50 mm×2 mm thick was prepared according to JIS K 7209, and the mass W 0 of the test piece was measured. It was immersed in water at 23° C. for 24 hours, pulled up, the water on the surface was wiped off, and the weight W 1 of the test piece was measured again. The ratio of the increased mass W 1 -W 0 before and after immersion to the mass W 0 before immersion (water absorption) was calculated.
<Compression set>
According to JIS K 7312, the molded sheet was processed to φ13 mm and stacked into three sheets. This was stored at 70 ° C. for 24 hours in a constant temperature bath at a compression ratio of 25%, and then the compression ratio (initial thickness - thickness after 30 minutes / initial thickness - added thickness ratio) was calculated. bottom.

Figure 0007296807000002
Figure 0007296807000002

Claims (3)

1,2-構造/1,4-構造のモル比率が55/45~95/5であり両末端に水酸基を有するポリブタジエン由来の構造、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート由来の構造及び鎖延長剤由来の構造を含有し、鎖延長剤が脂肪族、脂環族又は芳香族グリコール及び脂肪族、脂環族又は芳香族ジアミンから選ばれる少なくとも1種であるポリウレタン。 Structure derived from polybutadiene having a molar ratio of 1,2-structure/1,4-structure of 55/45 to 95/5 and hydroxyl groups at both ends, derived from 3,3′-dimethyl-4,4′-biphenylene diisocyanate and a structure derived from a chain extender, wherein the chain extender is at least one selected from aliphatic, alicyclic or aromatic glycols and aliphatic, alicyclic or aromatic diamines. ポリブタジエンの数平均分子量(Mn)が、500~10000である請求項1に記載のポリウレタン。 2. The polyurethane according to claim 1, wherein the polybutadiene has a number average molecular weight (Mn) of 500-10,000. 前記鎖延長剤が、脂肪族グリコールである請求項1又は2に記載のポリウレタン。 3. Polyurethane according to claim 1 or 2, wherein the chain extender is an aliphatic glycol.
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