JP7732609B2 - Polycarbonate diol, urethane resin and coating agent - Google Patents
Polycarbonate diol, urethane resin and coating agentInfo
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Description
本開示は、ポリカーボネートジオール、ウレタン樹脂およびコーティング剤に関する。 This disclosure relates to polycarbonate diols, urethane resins, and coating agents.
ポリカーボネートポリオールは、ポリイソシアネート化合物と反応させて、ウレタン樹脂(ポリウレタン樹脂とも呼ばれる)を製造する原料として有用であり、接着剤、塗料等の原料として有用である。
ポリカーボネートポリオールの1種であるポリカーボネートジオールとしては、一般的には、ジオール成分として1,6-ヘキサンジオールを単独で用いたポリカーボネートジオールが使われている。しかしながら、このようなポリカーボネートジオールは、結晶性であるため常温で固体であり、取扱いが困難であるという問題がある。
Polycarbonate polyols are useful as raw materials for producing urethane resins (also called polyurethane resins) by reacting them with polyisocyanate compounds, and are also useful as raw materials for adhesives, paints, etc.
As a polycarbonate diol, which is a type of polycarbonate polyol, a polycarbonate diol using 1,6-hexanediol alone as a diol component is generally used. However, such a polycarbonate diol is crystalline and therefore solid at room temperature, which makes it difficult to handle.
これらの問題を解決するため、2種類以上のジオールを用いてポリカーボネートジオールを製造することが提案されている。例えば、特開昭63-182337号公報(特許文献1)には、ジオール成分として1,9-ノナンジオールと2-メチル-1,8-オクタンジオールとを用いて合成したポリカーボネートジオールが開示されている。 To solve these problems, it has been proposed to produce polycarbonate diol using two or more types of diols. For example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 63-182337 (Patent Document 1) discloses a polycarbonate diol synthesized using 1,9-nonanediol and 2-methyl-1,8-octanediol as diol components.
しかしながら、ポリカーボネートジオールは流動を伴う製造設備で使用される場合、成型加工性と粘度安定性とを両立することが困難であるという問題があった。そして、上記特許文献1に記載のポリカーボネートジオールによっても、成型加工性と粘度安定性とを両立することには、なお改善の余地を有している。
そこで、本開示の一態様は、25℃での成型加工性と粘度安定性とを両立するポリカーボネートジオールを提供することを目的とする。また、本開示の他の態様は、該ポリカーボネートジオールから得られるウレタン樹脂およびコーティング剤を提供することを目的とする。
However, when polycarbonate diols are used in production equipment involving flow, there is a problem that it is difficult to achieve both moldability and viscosity stability. Even with the polycarbonate diols described in Patent Document 1, there is still room for improvement in achieving both moldability and viscosity stability.
Therefore, an object of one aspect of the present disclosure is to provide a polycarbonate diol that has both moldability and viscosity stability at 25° C. Another object of the present disclosure is to provide a urethane resin and a coating agent obtained from the polycarbonate diol.
本開示は以下の態様を提供する。 The present disclosure provides the following aspects:
[1]下記式(A)で表わされる繰り返し単位(A)を含有し、末端水酸基を含むポリカーボネートジオールであって、
前記繰り返し単位(A)の90~100モル%が下記式(B)で表わされる繰り返し単位(B)及び/又は下記式(C)で表わされる繰り返し単位(C)であり、
前記ポリカーボネートジオールが下記式(D)で表されるポリカーボネートジオール(D)を含み、
前記ポリカーボネートジオールの水酸基価から算出した数平均分子量が300~2800g/molであり、
前記ポリカーボネートジオールについて測定したLCスペクトルにおいて、前記ポリカーボネートジオールの水酸基価から算出した数平均分子量に最も近い分子量のピークに対応する前記ポリカーボネートジオール(D)の繰り返し単位の数をX0としたとき、前記繰り返し単位の数がX0であるピークの面積値に対して、ピークの面積値比が0.90~1.10であるピークが、前記繰り返し単位の数がX0であるピークを含めて2~7個連続しており、
せん断速度1s-1、温度25℃における粘度η1に対する、せん断速度1000s-1、温度25℃における粘度η1000の比〔η1000/η1〕が0.40~0.80である、ポリカーボネートジオール。
[1] A polycarbonate diol containing a repeating unit (A) represented by the following formula (A) and having a terminal hydroxyl group:
90 to 100 mol % of the repeating units (A) are repeating units (B) represented by the following formula (B) and/or repeating units (C) represented by the following formula (C),
The polycarbonate diol contains a polycarbonate diol (D) represented by the following formula (D):
The number average molecular weight calculated from the hydroxyl value of the polycarbonate diol is 300 to 2800 g/mol,
In the LC spectrum measured for the polycarbonate diol, when the number of repeating units of the polycarbonate diol (D) corresponding to the peak of the molecular weight closest to the number average molecular weight calculated from the hydroxyl value of the polycarbonate diol is X0 , there are 2 to 7 consecutive peaks, including the peak having the number of repeating units X0 , whose peak area ratios are 0.90 to 1.10 relative to the area of the peak having the number of repeating units X0 ,
A polycarbonate diol having a ratio [η 1000 /η 1 ] of viscosity η 1000 at a shear rate of 1000 s -1 and a temperature of 25°C to viscosity η 1 at a shear rate of 1 s -1 and a temperature of 25°C of 0.40 to 0.80.
(式(A)中、Rは、炭素数2~15の2価の脂肪族又は脂環族炭化水素を表す。) (In formula (A), R represents a divalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon having 2 to 15 carbon atoms.)
(式(D)中、
R1は、*-(CH2)9-*、又は、*-CH2CH(CH3)CH2CH2CH2CH2CH2CH2-*を表し、
前記式中の両端の*は、R1の両端にそれぞれ結合した2つの酸素原子との結合部位を示し、
qは1以上の整数を示し、複数存在するR1は互いに同一でも異なっていてもよい。)
(In formula (D),
R 1 represents *-(CH 2 ) 9 -* or *-CH 2 CH(CH 3 )CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -*;
In the formula, * at both ends indicates the bonding sites with the two oxygen atoms bonded to both ends of R1 , respectively.
q represents an integer of 1 or more, and multiple R 1s may be the same or different.
[2]前記繰り返し単位(B)の量が、前記繰り返し単位(A)の総量に対して20~100モル%である、[1]に記載のポリカーボネートジオール。 [2] The polycarbonate diol according to [1], wherein the amount of the repeating unit (B) is 20 to 100 mol % based on the total amount of the repeating unit (A).
[3]前記繰り返し単位(B)の量が、前記繰り返し単位(B)と前記繰り返し単位(C)との合計に対して20~100モル%である、[1]又は[2]に記載のポリカーボネートジオール。 [3] The polycarbonate diol according to [1] or [2], wherein the amount of the repeating unit (B) is 20 to 100 mol % based on the total amount of the repeating unit (B) and the repeating unit (C).
[4]前記繰り返し単位(A)の全てが前記繰り返し単位(B)及び/又は前記繰り返し単位(C)である、[1]~[3]のうちのいずれか1項に記載のポリカーボネートジオール。 [4] The polycarbonate diol according to any one of [1] to [3], wherein all of the repeating units (A) are the repeating units (B) and/or the repeating units (C).
[5]前記ポリカーボネートジオールの90~100モル%が前記ポリカーボネートジオール(D)である、[1]~[4]のうちのいずれか1項に記載のポリカーボネートジオール。 [5] The polycarbonate diol according to any one of [1] to [4], wherein 90 to 100 mol % of the polycarbonate diol is the polycarbonate diol (D).
[6][1]~[5]のうちのいずれか1項に記載のポリカーボネートジオールと、イソシアネートと、の反応生成物を含む、ウレタン樹脂。 [6] A urethane resin containing a reaction product of the polycarbonate diol described in any one of [1] to [5] and an isocyanate.
[7][6]に記載のウレタン樹脂を含む、コーティング剤。 [7] A coating agent containing the urethane resin described in [6].
本開示の一態様によれば、25℃での成型加工性と粘度安定性とを両立するポリカーボネートジオールを提供することができる。また、本開示の他の態様によれば、該ポリカーボネートジオールから得られるウレタン樹脂およびコーティング剤を提供することができる。 According to one aspect of the present disclosure, a polycarbonate diol can be provided that exhibits both moldability at 25°C and viscosity stability. Furthermore, according to another aspect of the present disclosure, a urethane resin and a coating agent obtained from the polycarbonate diol can be provided.
以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書中、「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。「~」を用いて示された数値範囲の最小値又は最大値は、「~」を用いて示された他の数値範囲の最大値又は最小値と任意に組み合わせ可能である。また、個別に記載した上限値及び下限値も任意に組み合わせ可能である。 Embodiments of the present disclosure are described in detail below. In this specification, numerical ranges indicated using "to" indicate ranges that include the numerical values before and after "to" as the minimum and maximum values, respectively. The minimum or maximum value of a numerical range indicated using "to" can be arbitrarily combined with the maximum or minimum value of another numerical range indicated using "to". Individually stated upper and lower limit values can also be arbitrarily combined.
<ポリカーボネートジオール>
本開示の一態様のポリカーボネートジオールは、下記式(A)で表わされる繰り返し単位(A)を含有し、末端水酸基を含むポリカーボネートジオールであって、
前記繰り返し単位(A)の90~100モル%が下記式(B)で表わされる繰り返し単位(B)及び/又は下記式(C)で表わされる繰り返し単位(C)であり、
前記ポリカーボネートジオールが下記式(D)で表されるポリカーボネートジオール(D)を含み、
前記ポリカーボネートジオールの水酸基価から算出した数平均分子量が300~2800であり、
前記ポリカーボネートジオールについて測定したLCスペクトルにおいて、前記ポリカーボネートジオールの水酸基価から算出した数平均分子量に最も近い分子量のピークに対応する前記ポリカーボネートジオール(D)の繰り返し単位の数をX0としたとき、前記繰り返し単位の数がX0であるピークの面積値に対して、ピークの面積値比が0.90~1.10であるピークが、前記繰り返し単位の数がX0であるピークを含めて2~7個連続しており、
せん断速度1s-1、温度25℃における粘度η1に対する、せん断速度1000s-1、温度25℃における粘度η1000の比〔η1000/η1〕が0.40~0.80である、ポリカーボネートジオールである。
<Polycarbonate diol>
A polycarbonate diol according to one embodiment of the present disclosure is a polycarbonate diol containing a repeating unit (A) represented by the following formula (A) and having a terminal hydroxyl group:
90 to 100 mol % of the repeating units (A) are repeating units (B) represented by the following formula (B) and/or repeating units (C) represented by the following formula (C),
The polycarbonate diol contains a polycarbonate diol (D) represented by the following formula (D):
The number average molecular weight calculated from the hydroxyl value of the polycarbonate diol is 300 to 2800,
In the LC spectrum measured for the polycarbonate diol, when the number of repeating units of the polycarbonate diol (D) corresponding to the peak of the molecular weight closest to the number average molecular weight calculated from the hydroxyl value of the polycarbonate diol is X0 , there are 2 to 7 consecutive peaks, including the peak having the number of repeating units X0 , whose peak area ratios are 0.90 to 1.10 relative to the area of the peak having the number of repeating units X0 ,
The polycarbonate diol has a ratio [η 1000 /η 1 ] of viscosity η 1000 at a shear rate of 1000 s -1 and a temperature of 25°C to viscosity η 1 at a shear rate of 1 s -1 and a temperature of 25°C of 0.40 to 0.80.
(式(A)中、Rは、炭素数2~15の2価の脂肪族又は脂環族炭化水素を表す。) (In formula (A), R represents a divalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon having 2 to 15 carbon atoms.)
(式(D)中、
R1は、*-(CH2)9-*、又は、*-CH2CH(CH3)CH2CH2CH2CH2CH2CH2-*を表し、
前記式中の両端の*は、R1の両端にそれぞれ結合した2つの酸素原子との結合部位を示し、
qは1以上の整数を示し、複数存在するR1は互いに同一でも異なっていてもよい。)
(In formula (D),
R 1 represents *-(CH 2 ) 9 -* or *-CH 2 CH(CH 3 )CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -*;
In the formula, * at both ends indicates the bonding sites with the two oxygen atoms bonded to both ends of R1 , respectively.
q represents an integer of 1 or more, and multiple R 1s may be the same or different.
なお、本開示において、「ポリカーボネートジオールの水酸基価から算出した数平均分子量に最も近い分子量のピーク」とは、前記ポリカーボネートジオール(D)の各繰り返し単位数に基づいて算出される各分子量のピークのうち、ポリカーボネートジオールの水酸基価から算出した数平均分子量との差の絶対値が最も小さい分子量のピークを意味する。なお、ポリカーボネートジオールの水酸基価から算出した数平均分子量との差の絶対値が最も小さい分子量のピークが二つ存在する場合は、分子量の小さいピークを採用する。 In this disclosure, "the peak of molecular weight closest to the number average molecular weight calculated from the hydroxyl value of the polycarbonate diol" means, among the peaks of molecular weights calculated based on the number of repeating units of the polycarbonate diol (D), the peak of molecular weight with the smallest absolute difference from the number average molecular weight calculated from the hydroxyl value of the polycarbonate diol. If there are two peaks of molecular weight with the smallest absolute difference from the number average molecular weight calculated from the hydroxyl value of the polycarbonate diol, the peak with the smallest molecular weight is used.
本開示の一態様のポリカーボネートジオールは、前記繰り返し単位(A)を含有し、末端水酸基を含むポリカーボネートジオールである。前記式(A)中、Rは炭素数2~15の2価の脂肪族又は脂環族炭化水素である。前記2価の脂肪族炭化水素基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。また、ポリカーボネートジオール中に複数存在するRは互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。 The polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure is a polycarbonate diol containing the repeating unit (A) and having a terminal hydroxyl group. In the formula (A), R is a divalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon having 2 to 15 carbon atoms. The divalent aliphatic hydrocarbon group may be linear or branched. Furthermore, multiple R groups present in the polycarbonate diol may be the same or different.
Rにおける2価の直鎖状脂肪族炭化水素基としては、炭素数が2~15であり、3~12であることが好ましく、4~10であることがより好ましく、6~9であることが特に好ましい。 The divalent linear aliphatic hydrocarbon group represented by R has 2 to 15 carbon atoms, preferably 3 to 12, more preferably 4 to 10, and particularly preferably 6 to 9.
Rにおける炭素数2~15の2価の直鎖状脂肪族炭化水素基の具体例は、特に限定されないが、例えば、エチレン基、プロピレン基(トリメチレン基)、ブチレン基(テトラメチレン基)、ペンチレン基(ペンタメチレン基)、へキシレン基(ヘキサメチレン基)、ヘプチレン基(ヘプタメチレン基)、オクチレン基(オクタメチレン基)、ノニレン基(ノナメチレン基)等が挙げられる。中でも、汎用性の観点から、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基又はノニレン基が好ましい。 Specific examples of the divalent linear aliphatic hydrocarbon group having 2 to 15 carbon atoms represented by R include, but are not limited to, ethylene, propylene (trimethylene), butylene (tetramethylene), pentylene (pentamethylene), hexylene (hexamethylene), heptylene (heptamethylene), octylene (octamethylene), and nonylene (nonamethylene). Among these, from the standpoint of versatility, propylene, butylene, pentylene, hexylene, and nonylene are preferred.
Rにおける2価の分岐鎖状脂肪族炭化水素基としては、炭素数が3~15であり、4~12であることが好ましく、5~10であることがより好ましく、6~9であることが特に好ましい。 The divalent branched aliphatic hydrocarbon group represented by R has 3 to 15 carbon atoms, preferably 4 to 12, more preferably 5 to 10, and particularly preferably 6 to 9.
Rにおける2価の分岐鎖状肪族炭化水素基の具体例は、特に限定されないが、例えば、イソプロピレン基、イソブチレン基、tert-ブチレン基、イソペンチレン基、2,2-ジメチルプロピレン基、イソヘキシレン基、3-メチルペンチレン基、イソヘプチレン基、イソオクチレン基、2-メチルオクチレン基等が挙げられる。中でも、汎用性の観点から、イソペンチレン基、イソヘキシレン基、3-メチルペンチレン基又は2-メチルオクチレン基が好ましい。 Specific examples of the divalent branched aliphatic hydrocarbon group represented by R include, but are not limited to, an isopropylene group, an isobutylene group, a tert-butylene group, an isopentylene group, a 2,2-dimethylpropylene group, an isohexylene group, a 3-methylpentylene group, an isoheptylene group, an isooctylene group, and a 2-methyloctylene group. Among these, from the standpoint of versatility, an isopentylene group, an isohexylene group, a 3-methylpentylene group, or a 2-methyloctylene group is preferred.
Rにおける2価の脂環族炭化水素基としては、炭素数が3~15であり、4~12であることが好ましく、6~9であることがより好ましい。 The divalent alicyclic hydrocarbon group represented by R has 3 to 15 carbon atoms, preferably 4 to 12, and more preferably 6 to 9.
Rにおける2価の脂環族炭化水素基の具体例は、特に限定されないが、例えば、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基等が挙げられる。中でも、汎用性の観点から、シクロペンチレン基又はシクロヘキシレン基が好ましい。 Specific examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group represented by R include, but are not limited to, a cyclopropylene group, a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, and a cycloheptylene group. Among these, from the viewpoint of versatility, a cyclopentylene group or a cyclohexylene group is preferred.
これらの炭素数2~15の2価の脂肪族又は脂環族炭化水素の中でも、Rとしては、炭素数3~9の2価の直鎖状脂肪族炭化水素基、又は、炭素数3~9の2価の分岐鎖状肪族炭化水素基が好ましく、炭素数6~9の2価の直鎖状脂肪族炭化水素基、又は、炭素数6~9の2価の分岐鎖状肪族炭化水素基がより好ましく、ノニレン基、又は、2-メチルオクチレン基がさらに好ましい。 Among these divalent aliphatic or alicyclic hydrocarbons having 2 to 15 carbon atoms, R is preferably a divalent linear aliphatic hydrocarbon group having 3 to 9 carbon atoms or a divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 9 carbon atoms, more preferably a divalent linear aliphatic hydrocarbon group having 6 to 9 carbon atoms or a divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 6 to 9 carbon atoms, and even more preferably a nonylene group or a 2-methyloctylene group.
前記繰り返し単位(A)は、その90~100モル%が前記繰り返し単位(B)及び/又は前記繰り返し単位(C)(好ましくは、前記繰り返し単位(B)及び前記繰り返し単位(C))であり、その95~100モル%が前記繰り返し単位(B)及び/又は前記繰り返し単位(C)(より好ましくは、前記繰り返し単位(B)及び前記繰り返し単位(C))であることが好ましく、その全てが前記繰り返し単位(B)及び/又は前記繰り返し単位(C)(さらに好ましくは、前記繰り返し単位(B)及び前記繰り返し単位(C))であることがより好ましい。前記繰り返し単位(B)及び/又は前記繰り返し単位(C)の割合が前記範囲内であることにより、ハンドリング性が良好であり、25℃での成形加工性と粘度安定性を両立したポリカーボネートジオールが得られやすい傾向にある。 It is preferable that 90 to 100 mol % of the repeating unit (A) is the repeating unit (B) and/or the repeating unit (C) (preferably the repeating unit (B) and the repeating unit (C)), 95 to 100 mol % of the repeating unit (A) is the repeating unit (B) and/or the repeating unit (C) (more preferably the repeating unit (B) and the repeating unit (C)), and it is even more preferable that all of the repeating unit (A) is the repeating unit (B) and/or the repeating unit (C) (even more preferably the repeating unit (B) and the repeating unit (C)). When the proportion of the repeating unit (B) and/or the repeating unit (C) is within the above range, a polycarbonate diol that has good handleability and that combines moldability and viscosity stability at 25°C tends to be easily obtained.
前記繰り返し単位(B)の量は、前記繰り返し単位(A)の総量に対して、20~100モル%であることが好ましく、30~99モル%であることがより好ましく、40~98モル%であることがさらに好ましく、50~95モル%であることが特に好ましく、65~90モル%であることが最も好ましい。前記割合が前記範囲内であることにより、得られるポリカーボネートジオールは、25℃での性状が液状となり、取り扱い性に優れやすい傾向にある。 The amount of the repeating unit (B) is preferably 20 to 100 mol%, more preferably 30 to 99 mol%, even more preferably 40 to 98 mol%, particularly preferably 50 to 95 mol%, and most preferably 65 to 90 mol%, relative to the total amount of the repeating unit (A). When the ratio is within this range, the resulting polycarbonate diol tends to be liquid at 25°C and has excellent handleability.
また、前記繰り返し単位(B)の量は、前記繰り返し単位(B)と前記繰り返し単位(C)との合計量に対して、20~100モル%であることが好ましく、30~99モル%であることがより好ましく、40~98モル%であることがさらに好ましく、50~95モル%であることが特に好ましく、65~90モル%であることが最も好ましい。前記割合が前記範囲内であることにより、得られるポリカーボネートジオールは、25℃での性状が液状となり、取り扱い性に優れやすい傾向にある。 The amount of the repeating unit (B) is preferably 20 to 100 mol%, more preferably 30 to 99 mol%, even more preferably 40 to 98 mol%, particularly preferably 50 to 95 mol%, and most preferably 65 to 90 mol%, based on the total amount of the repeating unit (B) and the repeating unit (C). When the ratio is within this range, the resulting polycarbonate diol tends to be liquid at 25°C and have excellent handleability.
本開示の一態様のポリカーボネートジオールは、前記式(D)で表わされるポリカーボネートジオール(D)を含む。 The polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure includes polycarbonate diol (D) represented by formula (D).
前記式(D)中、R1は、*-(CH2)9-*、又は、*-CH2CH(CH3)CH2CH2CH2CH2CH2CH2-*を表し、前記式中の両端の*は、R1の両端にそれぞれ結合した2つの酸素原子との結合部位を示し、qは1以上の整数を示し、1~23であることが好ましく、2~16であることがより好ましく、3~11であることがさらに好ましい。また、複数存在するR1は互いに同一でも異なっていてもよい。 In the formula (D), R 1 represents *-(CH 2 ) 9 -* or *-CH 2 CH(CH 3 )CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -*, and the *s at both ends in the formula represent bonding sites with the two oxygen atoms bonded to both ends of R 1 , respectively, and q represents an integer of 1 or more, preferably 1 to 23, more preferably 2 to 16, and even more preferably 3 to 11. Furthermore, multiple R 1s may be the same or different.
このようなポリカーボネートジオール(D)の中でも、R1として1,9-ノニレン基(1,9-ノナンジイル基)と2-メチル-1,8-オクチレン基(2-メチルオクタン-1,8-ジイル基)とを含む、すなわち、2種以上のアルカンジイル基を含む前記ポリカーボネートジオール(D)は、25℃で液体となりやすく、25℃での成型加工性と粘度安定性とを両立しやすい傾向にある。 Among such polycarbonate diols (D), the polycarbonate diols (D) containing a 1,9-nonylene group (1,9-nonanediyl group) and a 2-methyl-1,8-octylene group (2-methyloctane-1,8-diyl group) as R 1 , i.e., containing two or more kinds of alkanediyl groups, tend to be liquid at 25°C and to easily achieve both moldability and viscosity stability at 25°C.
また、2種以上のアルカンジイル基を含む前記ポリカーボネートジオール(D)においては、25℃で液状であり、25℃での成型加工性と粘度安定性を両立しやすい観点から、前記ポリカーボネートジオール(D)にR1として含まれるアルカンジイル基の全モル数(1,9-ノニレン基と2-メチル-1,8-オクチレン基との合計モル数)に対する2-メチル-1,8-オクチレン基のモル数の比が、0.20~1.00であることが好ましく、0.30~0.99であることがより好ましく、0.40~0.98であることがさらに好ましく、0.50~0.95であることがよりさらに好ましく、0.60~0.93であることが特に好ましく、0.65~0.90であることが最も好ましい。 Furthermore, in the polycarbonate diol (D) containing two or more kinds of alkanediyl groups, from the viewpoint that it is liquid at 25°C and easily achieves both moldability and viscosity stability at 25°C, the ratio of the number of moles of 2-methyl-1,8-octylene groups to the total number of moles of alkanediyl groups contained as R1 in the polycarbonate diol (D) (the total number of moles of 1,9-nonylene groups and 2-methyl-1,8-octylene groups) is preferably 0.20 to 1.00, more preferably 0.30 to 0.99, even more preferably 0.40 to 0.98, still more preferably 0.50 to 0.95, particularly preferably 0.60 to 0.93, and most preferably 0.65 to 0.90.
本開示の一態様のポリカーボネートジオールは、25℃で液状であり、25℃での成型加工性と粘度安定性を両立しやすい観点から、その90~100モル%が前記ポリカーボネートジオール(D)であることが好ましく、その95~100モル%が前記ポリカーボネートジオール(D)であることがより好ましく、その全てが前記ポリカーボネートジオール(D)であることが特に好ましい。 The polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure is liquid at 25°C. From the viewpoint of easily achieving both moldability and viscosity stability at 25°C, it is preferable that 90 to 100 mol% of the polycarbonate diol (D) be the polycarbonate diol (D), more preferably 95 to 100 mol% of the polycarbonate diol (D), and particularly preferably that all of the polycarbonate diol (D) be the polycarbonate diol (D).
また、本開示の一態様のポリカーボネートジオールの水酸基価は、30~350mgKOH/gであることが好ましく、40~215mgKOH/gであることがより好ましく、43~150mgKOH/gであることがさらに好ましく、45~120mgKOH/gであることがよりさらに好ましく、50~105mgKOH/gであることが特に好ましく、55~100mgKOH/gであることが最も好ましい。ポリカーボネートジオールの水酸基価は、60mgKOH/g以上、65mgKOH/g以上、70mgKOH/g以上、75mgKOH/g以上、80mgKOH/g以上、又は85mgKOH/g以上であってもよく、90mgKOH/g以下、85mgKOH/g以下、80mgKOH/g以下、75mgKOH/g以下、70mgKOH/g以下、65mgKOH/g以下、又は60mgKOH/g以下であってもよい。なお、ポリカーボネートジオールの水酸基価は、ポリカーボネートジオール1g中のヒドロキシ基と当量の水酸化カリウムのミリグラム(mg)数を意味し、JIS K1557-1に準拠して測定することができる。 Furthermore, the hydroxyl value of the polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure is preferably 30 to 350 mgKOH/g, more preferably 40 to 215 mgKOH/g, even more preferably 43 to 150 mgKOH/g, even more preferably 45 to 120 mgKOH/g, particularly preferably 50 to 105 mgKOH/g, and most preferably 55 to 100 mgKOH/g. The hydroxyl value of the polycarbonate diol may be 60 mgKOH/g or more, 65 mgKOH/g or more, 70 mgKOH/g or more, 75 mgKOH/g or more, 80 mgKOH/g or more, or 85 mgKOH/g or more, or 90 mgKOH/g or less, 85 mgKOH/g or less, 80 mgKOH/g or less, 75 mgKOH/g or less, 70 mgKOH/g or less, 65 mgKOH/g or less, or 60 mgKOH/g or less. The hydroxyl value of the polycarbonate diol refers to the number of milligrams (mg) of potassium hydroxide equivalent to the hydroxy groups in 1 g of polycarbonate diol, and can be measured in accordance with JIS K1557-1.
さらに、本開示の一態様のポリカーボネートジオールの水酸基価から算出した数平均分子量は、300~2800g/molであることが好ましく、500~2600g/molであることがより好ましく、800~2500g/molであることがさらに好ましく900~2300g/molであることが特に好ましく、1000~2000g/molであることが最も好ましい。ポリカーボネートジオールの水酸基価から算出した数平均分子量は、1200g/mol以上、1300g/mol以上、1450g/mol以上、1600g/mol以上、1700g/mol以上、1800g/mol以上、又は1900g/mol以上であってもよく、1900g/mol以下、1800g/mol以下、1700g/mol以下、1600g/mol以下、1450g/mol以下、又は1300g/mol以下であってもよい。 Furthermore, the number average molecular weight calculated from the hydroxyl value of the polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure is preferably 300 to 2,800 g/mol, more preferably 500 to 2,600 g/mol, even more preferably 800 to 2,500 g/mol, particularly preferably 900 to 2,300 g/mol, and most preferably 1,000 to 2,000 g/mol. The number average molecular weight calculated from the hydroxyl value of the polycarbonate diol may be 1200 g/mol or more, 1300 g/mol or more, 1450 g/mol or more, 1600 g/mol or more, 1700 g/mol or more, 1800 g/mol or more, or 1900 g/mol or more, or may be 1900 g/mol or less, 1800 g/mol or less, 1700 g/mol or less, 1600 g/mol or less, 1450 g/mol or less, or 1300 g/mol or less.
本開示の一態様のポリカーボネートジオールは、測定したLCスペクトルにおいて、前記ポリカーボネートジオールの水酸基価から算出した数平均分子量(絶対分子量)に最も近い分子量のピークに対応する前記ポリカーボネートジオール(D)の繰り返し単位数をX0としたとき、前記繰り返し単位の数がX0であるピークの面積値S(X0)に対して、ピークの面積値比〔S(X)/S(X0)、S(X)は前記ポリカーボネートジオール(D)の繰り返し単位の数がXであるピークの面積値〕が0.90~1.10であるピークが、前記繰り返し単位の数がX0であるピークを含めて2~7個連続し、3~6個連続することが好ましく、4~5個連続することが特に好ましい。前記ピークの面積値比〔S(X)/S(X0)〕が0.90~1.10であるピークが連続する個数が、前記繰り返し単位の数がX0であるピークを含めて前記下限以上であると、25℃での成型加工性に優れるポリカーボネートジオールが得られやすい傾向にある。また、前記ピークの面積値比〔S(X)/S(X0)〕が0.90~1.10であるピークが連続する個数が、前記繰り返し単位の数がX0であるピークを含めて前記上限以下であると、25℃での粘度安定性に優れるポリカーボネートジオールが得られやすい傾向がある。さらに、前記繰り返し単位の数がX=X0-α(αは正の整数:1,2,3,4,・・・・)であるピークにおいて、前記ピークの面積値比〔S(X)/S(X0)〕が1.10以上のピークが存在すると、25℃での成形加工性にさらに優れるポリカーボネートジオールが得られやすい傾向がある。 In the polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure, when the number of repeating units of the polycarbonate diol (D) corresponding to the peak of the molecular weight closest to the number average molecular weight ( absolute molecular weight) calculated from the hydroxyl value of the polycarbonate diol is X0 in a measured LC spectrum, the polycarbonate diol has 2 to 7 consecutive peaks, preferably 3 to 6 consecutive peaks, and particularly preferably 4 to 5 consecutive peaks, in which the peak area ratio [S(X)/S( X0 ), S(X) is the area value of the peak where the number of repeating units of the polycarbonate diol (D) is X ] is 0.90 to 1.10, including the peak where the number of repeating units is X0 . When the number of consecutive peaks having the peak area ratio [S(X)/S( X0 )] of 0.90 to 1.10, including the peak where the number of repeating units is X0, is equal to or greater than the lower limit, a polycarbonate diol with excellent moldability at 25° C. tends to be easily obtained. When the number of consecutive peaks having the peak area ratio [S(X)/S( X0 )] of 0.90 to 1.10, including the peak where the number of repeating units is X0 , is equal to or less than the upper limit, a polycarbonate diol with excellent viscosity stability at 25° C. tends to be easily obtained. Furthermore, when there is a peak where the number of repeating units is X= X0 -α (α is a positive integer: 1, 2, 3, 4, ...), the peak has the peak area ratio [S(X)/S( X0 )] of 1.10 or more, a polycarbonate diol with even better moldability at 25° C. tends to be easily obtained.
ポリカーボネートジオールのLCスペクトルにおけるピークの面積値比〔S(X)/S(X0)〕は、以下の方法により求めることができる。すなわち、ポリカーボネートジオールのLCスペクトルにおいて、前記ポリカーボネートジオールの水酸基価から算出した数平均分子量に最も近い分子量のピークとして、前記ポリカーボネートジオールの水酸基価から算出した数平均分子量との差の絶対値が最も小さい分子量のピークを決定し、このピークに対応する前記ポリカーボネートジオール(D)の繰り返し単位の数X0を求める。なお、ポリカーボネートジオールの水酸基価から算出した数平均分子量との差の絶対値が最も小さい分子量のピークが二つ存在する場合は、分子量の小さいピークを採用する。次に、前記LCスペクトルにおいて、各ピークの面積値S(X)〔Xは前記ポリカーボネートジオール(D)の繰り返し単位の数を表し、X=・・・、X0-2、X0-1、X0、X0+1、X0+2、・・・である。〕を求め、前記繰り返し単位の数がX0であるピークの面積値S(X0)に対する各ピークの面積値比〔S(X)/S(X0)〕を算出する。なお、X及びX0は、LC測定の検出限界から、分子量が300~3400g/molのピークの前記ポリカーボネートジオール(D)の繰り返し単位の数、すなわち、1~17の範囲内の整数となる。 The peak area ratio [S(X)/S( X0 )] in the LC spectrum of the polycarbonate diol can be determined by the following method. That is, in the LC spectrum of the polycarbonate diol, the peak having the smallest absolute difference from the number average molecular weight calculated from the hydroxyl value of the polycarbonate diol is determined as the peak having the molecular weight closest to the number average molecular weight calculated from the hydroxyl value of the polycarbonate diol, and the number X0 of repeating units of the polycarbonate diol (D) corresponding to this peak is determined. Note that when there are two peaks having the smallest absolute difference from the number average molecular weight calculated from the hydroxyl value of the polycarbonate diol, the peak having the smaller molecular weight is used. Next, in the LC spectrum, the area value S(X) of each peak (X represents the number of repeating units of the polycarbonate diol (D), and X = ..., X 0 -2, X 0 -1, X 0 , X 0 +1, X 0 +2, ...) is determined, and the area value ratio of each peak to the area value S(X 0 ) of the peak where the number of repeating units is X 0 , [S(X)/S(X 0 )], is calculated. Note that X and X 0 are the numbers of repeating units of the polycarbonate diol (D) at the peak having a molecular weight of 300 to 3400 g/mol, based on the detection limit of LC measurement, i.e., integers in the range of 1 to 17.
なお、LC測定より得られる各ピークと前記ポリカーボネートジオール(D)の繰り返し単位の数Xとの対応関係は、例えば、各ピークの単独でのMS測定(装置:ブルカー・ダルトニクス製 microTOF、イオン源:APCI、測定モード:ポジティブモード)を行い、得られるスペクトルのメインピークを解析することで確認可能である。 The correspondence between each peak obtained by LC measurement and the number X of repeating units of the polycarbonate diol (D) can be confirmed, for example, by performing MS measurement of each peak individually (apparatus: Bruker Daltonics microTOF, ion source: APCI, measurement mode: positive mode) and analyzing the main peak of the obtained spectrum.
このようにして算出した面積値比〔S(X)/S(X0)〕が0.90~1.10の範囲内にあるピークが、前記繰り返し単位の数がX0であるピークを含んで連続している数を求める。 The number of consecutive peaks having an area ratio [S(X)/S(X 0 )] of 0.90 to 1.10 calculated in this way, including the peak having the number of repeating units X 0, is determined.
一般に、高分子は、分子量が高いほど、良好な物性を発現しやすい傾向にあるが、高粘度になるため、射出成型において、成型加工性が低下しやすい傾向にある。一方、高分子は、せん断速度の上昇に伴い、粘度が低下することが知られている。そこで、せん断速度が遅い状態(静置に近い状態)で高粘度である高分子であっても、成型加工時の流動状態、すなわち、せん断速度が速い状態で低粘度である高分子であれば、良好な物性を発現しやすい傾向にあり、かつ、成型加工性に優れた高分子が得られやすい傾向にある。 In general, the higher the molecular weight of a polymer, the more likely it is to exhibit good physical properties, but because it also has a high viscosity, it tends to be less moldable during injection molding. On the other hand, it is known that the viscosity of polymers decreases as the shear rate increases. Therefore, even if a polymer has a high viscosity at a low shear rate (close to static), if it has a low viscosity in its flow state during molding, i.e., at a high shear rate, it tends to exhibit good physical properties and is more likely to produce a polymer with excellent moldability.
ウレタン樹脂の原料に使用されるポリオールは、合成皮革又は人工皮革などの柔軟性が求められる用途において、ウレタン樹脂中のウレタン基量を低減するために、分子量の高いポリオールが好適に使用される。 For applications requiring flexibility, such as synthetic leather or artificial leather, polyols with high molecular weights are preferably used as raw materials for urethane resins in order to reduce the amount of urethane groups in the urethane resin.
本開示においては、このような良好な物性を発現し、かつ、成型加工性に優れた高分子の指標として、せん断速度1s-1、温度25℃における粘度η1に対する、せん断速度1000s-1、温度25℃における粘度η1000の比〔η1000/η1〕を採用する。この粘度比〔η1000/η1〕の技術的意義について説明する。図2に示すように、高分子は、せん断速度が速くなると、粘度が低下する。しかしながら、高せん断速度下で粘度が低くなりすぎる、すなわち、粘度比〔η1000/η1〕が小さくなりすぎると、成型加工性は良好となるものの、高せん断速度付近で急激に粘度が低下するため、成型時の高分子の吐出量が想定しにくくなり、吐出安定性が低下する場合がある。一方、高せん断速度下での粘度の低下が小さすぎる場合、すなわち、粘度比〔η1000/η1〕が1付近の場合には、粘度安定性は良好であるものの、粘度が十分に低下しないため、成型加工性が劣る場合がある。したがって、高分子の良好な物性を発現させ、かつ、良好な成型加工性と良好な粘度安定性(吐出安定性)とを両立させるためには、粘度比〔η1000/η1〕が特定の範囲内にあることが好ましいと考えられる。 In the present disclosure, the ratio [η 1000 /η 1 ] of the viscosity η 1000 at a shear rate of 1000 s -1 and a temperature of 25° C. to the viscosity η 1 at a shear rate of 1 s -1 and a temperature of 25° C. is used as an index of a polymer that exhibits such good physical properties and has excellent moldability. The technical significance of this viscosity ratio [η 1000 /η 1 ] will be explained. As shown in Figure 2, the viscosity of a polymer decreases as the shear rate increases. However, if the viscosity becomes too low at high shear rates, that is, if the viscosity ratio [η 1000 /η 1 ] becomes too small, although the moldability will be good, the viscosity will decrease rapidly near high shear rates, making it difficult to predict the amount of polymer discharged during molding and possibly reducing discharge stability. On the other hand, if the decrease in viscosity under high shear rate is too small, that is, if the viscosity ratio [ η1000 / η1 ] is around 1, the viscosity stability is good, but the viscosity does not decrease sufficiently, and molding processability may be poor. Therefore, in order to develop good physical properties of the polymer and to achieve both good molding processability and good viscosity stability (discharge stability), it is considered preferable that the viscosity ratio [ η1000 / η1 ] be within a specific range.
本開示の一態様のポリカーボネートジオールにおいては、せん断速度1s-1、温度25℃における粘度η1に対する、せん断速度1000s-1、温度25℃における粘度η1000の比〔η1000/η1〕が、0.40~0.80であることが好ましく、0.42~0.75であることがより好ましく、0.45~0.70であることがさらに好ましい。粘度比〔η1000/η1〕が前記下限以上であると、せん断速度が1000s-1付近での急激な粘度の低下が抑制できるため、成型時のポリカーボネートジオールの吐出量を想定することが容易となる傾向にあり、他方、粘度比〔η1000/η1〕が前記上限以下であると、せん断速度が1000s-1付近で粘度が充分に低下するため、成型加工性が優れる傾向にある。 In the polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure, the ratio [η 1000 /η 1 ] of the viscosity η 1000 at a shear rate of 1000 s -1 and a temperature of 25° C. to the viscosity η 1 at a shear rate of 1 s -1 and a temperature of 25° C. is preferably 0.40 to 0.80, more preferably 0.42 to 0.75, and even more preferably 0.45 to 0.70. When the viscosity ratio [η 1000 /η 1 ] is equal to or greater than the lower limit, a rapid decrease in viscosity at a shear rate of around 1000 s -1 can be suppressed, which tends to make it easier to estimate the discharge amount of polycarbonate diol during molding. On the other hand, when the viscosity ratio [η 1000 /η 1 ] is equal to or less than the upper limit, the viscosity is sufficiently decreased at a shear rate of around 1000 s -1 , which tends to result in excellent molding processability.
また、本開示の一態様のポリカーボネートジオールのせん断速度1s-1、温度25℃における粘度η1としては、20000~80000mPa・s-1であることが好ましく、25000~70000mPa・s-1であることがより好ましく、30000~60000mPa・s-1であることがさらに好ましい。粘度η1は、35000mPa・s-1以上、37500mPa・s-1以上、40000mPa・s-1以上、42500mPa・s-1以上、45000mPa・s-1以上、47500mPa・s-1以上、50000mPa・s-1以上、52500mPa・s-1以上、又は55000mPa・s-1以上であってもよく、57500mPa・s-1以下、55000mPa・s-1以下、52500mPa・s-1以下、50000mPa・s-1以下、47500mPa・s-1以下、45000mPa・s-1以下、42500mPa・s-1以下、40000mPa・s-1以下、又は37500mPa・s-1以下であってもよい。粘度η1が前記下限以上であると、良好な物性を発現するポリカーボネートジオールが得られやすい傾向にあり、他方、粘度η1が前記上限以下であると、成型加工性に優れるポリカーボネートジオールが得られやすい傾向にある。 Furthermore, the viscosity η 1 of the polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure at a shear rate of 1 s −1 and a temperature of 25° C. is preferably 20,000 to 80,000 mPa·s −1 , more preferably 25,000 to 70,000 mPa·s −1 , and even more preferably 30,000 to 60,000 mPa·s −1 . The viscosity η 1 may be 35,000 mPa·s −1 or more, 37,500 mPa·s −1 or more, 40,000 mPa·s −1 or more, 42,500 mPa·s −1 or more, 45,000 mPa·s −1 or more, 47,500 mPa·s −1 or more, 50,000 mPa·s −1 or more, 52,500 mPa·s −1 or more, or 55,000 mPa·s −1 or more, and may be 57,500 mPa·s −1 or less, 55,000 mPa·s −1 or less, 52,500 mPa·s −1 or less, 50,000 mPa·s −1 or less, 47,500 mPa·s −1 or less, 45,000 mPa·s −1 or less, 42,500 mPa·s When the viscosity η 1 is equal to or higher than the lower limit, a polycarbonate diol exhibiting good physical properties tends to be easily obtained, while when the viscosity η 1 is equal to or lower than the upper limit, a polycarbonate diol having excellent moldability tends to be easily obtained.
さらに、本開示の一態様のポリカーボネートジオールのせん断速度1000s-1、温度25℃における粘度η1000としては、8000~60000mPa・s-1であることが好ましく、10000~40000mPa・s-1であることがより好ましく、20000~30000mPa・s-1であることがさらに好ましい。粘度η1000は、22000mPa・s-1以上、23000mPa・s-1以上、24000mPa・s-1以上、25000mPa・s-1以上、又は26000mPa・s-1以上であってもよく、27000mPa・s-1以下、26000mPa・s-1以下、25000mPa・s-1以下、24000mPa・s-1以下、又は23000mPa・s-1以下であってもよい。粘度η1000が前記下限以上であると、粘度安定性に優れるポリカーボネートジオールが得られやすい傾向にあり、他方、粘度η1000が前記上限以下であると、成型加工性に優れるポリカーボネートジオールが得られやすい傾向にある。 Furthermore, the viscosity η1000 of the polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure at a shear rate of 1000 s −1 and a temperature of 25° C. is preferably 8000 to 60000 mPa·s −1 , more preferably 10000 to 40000 mPa·s −1 , and even more preferably 20000 to 30000 mPa·s −1 . The viscosity η1000 may be 22000 mPa·s or more , 23000 mPa·s or more , 24000 mPa·s or more , 25000 mPa·s or more , or 26000 mPa·s or more , and may be 27000 mPa·s or less , 26000 mPa·s or less, 25000 mPa·s or less , 24000 mPa·s or less , or 23000 mPa·s or less. When the viscosity η1000 is equal to or more than the lower limit, a polycarbonate diol having excellent viscosity stability tends to be easily obtained, while when the viscosity η1000 is equal to or less than the upper limit, a polycarbonate diol having excellent moldability tends to be easily obtained.
<ポリカーボネートジオールの製造方法>
本開示の一態様のポリカーボネートジオールは、例えば、カーボネート化合物とジオール化合物とをエステル交換触媒の存在下で反応させて得ることができる。具体的には、カーボネート化合物とジオール化合物とエステル交換触媒を含有する混合液を加熱して、カーボネート化合物由来のアルコールを反応系から除去しつつ、還流反応(エステル交換反応)を行うことにより、ポリカーボネートジオールを得ることができる。したがって、本開示の一態様のポリカーボネートジオールには、エステル交換触媒が含まれていてもよい。
<Method for producing polycarbonate diol>
The polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure can be obtained, for example, by reacting a carbonate compound with a diol compound in the presence of a transesterification catalyst. Specifically, the polycarbonate diol can be obtained by heating a mixture containing the carbonate compound, the diol compound, and the transesterification catalyst to perform a reflux reaction (transesterification reaction) while removing alcohol derived from the carbonate compound from the reaction system. Therefore, the polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure may contain a transesterification catalyst.
(カーボネート化合物)
本開示の一態様のポリカーボネートジオールの製造に用いられるカーボネート化合物としては、特に限定されないが、例えば、アルキレンカーボネート、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート等が挙げられる。
(carbonate compounds)
The carbonate compound used in the production of the polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure is not particularly limited, but examples thereof include alkylene carbonate, dialkyl carbonate, diaryl carbonate, and the like.
アルキレンカーボネートとしては、特に限定されないが、例えば、エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、1,2-プロピレンカーボネート、1,2-ブチレンカーボネート、1,3-ブチレンカーボネート、1,2-ペンチレンカーボネート等が挙げられる。 Alkylene carbonates are not particularly limited, but examples include ethylene carbonate, trimethylene carbonate, 1,2-propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, 1,3-butylene carbonate, and 1,2-pentylene carbonate.
ジアルキルカーボネートとしては、特に限定されないが、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート等が挙げられる。 Dialkyl carbonates are not particularly limited, but examples include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, dipropyl carbonate, and dibutyl carbonate.
ジアリールカーボネートとしては、特に限定されないが、例えば、ジフェニルカーボネート等が挙げられる。 Diaryl carbonates are not particularly limited, but examples include diphenyl carbonate.
これらのカーボネート化合物の中でも、ポリカーボネートジオールの製造に用いられるカーボネート化合物としては、アルキレンカーボネート、ジアルキルカーボネートが好ましく、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートがより好ましい。 Among these carbonate compounds, alkylene carbonates and dialkyl carbonates are preferred as carbonate compounds used in the production of polycarbonate diols, with ethylene carbonate, dimethyl carbonate, and diethyl carbonate being more preferred.
(ジオール化合物)
本開示の一態様のポリカーボネートジオールの製造に用いられるジオール化合物は、少なくとも、1,9-ノナンジオール及び/又は2-メチル-1,8-オクタンジオールを含む。
(Diol compound)
The diol compound used in the production of the polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure includes at least 1,9-nonanediol and/or 2-methyl-1,8-octanediol.
また、本開示の一態様のポリカーボネートジオールの製造に用いられるジオール化合物には、1,9-ノナンジオール及び/又は2-メチル-1,8-オクタンジオール以外の他のジオール化合物が含まれていてもよい。他のジオール化合物としては、特に限定されないが、例えば、1,9-ノナンジオール以外の直鎖状ジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール以外の分岐鎖状ジオール、環状ジオール、芳香環を有するジオールが挙げられる。 The diol compound used in producing the polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure may also contain a diol compound other than 1,9-nonanediol and/or 2-methyl-1,8-octanediol. The other diol compound is not particularly limited, but examples include linear diols other than 1,9-nonanediol, branched diols other than 2-methyl-1,8-octanediol, cyclic diols, and diols having an aromatic ring.
1,9-ノナンジオール以外の直鎖状ジオールとしては、特に限定されないが、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、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール等が挙げられる。 Straight-chain diols other than 1,9-nonanediol are not particularly limited, but examples include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, and 1,12-dodecanediol.
2-メチル-1,8-オクタンジオール以外の分岐鎖状ジオールとしては、特に限定されないが、例えば、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、2-エチル-1,6-ヘキサンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,4-ジメチル-1,5-ペンタンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール等が挙げられる。 Branched diols other than 2-methyl-1,8-octanediol are not particularly limited, but examples include 3-methyl-1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1,6-hexanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,4-dimethyl-1,5-pentanediol, and 2,4-diethyl-1,5-pentanediol.
環状ジオールとしては、特に限定されないが、例えば、1,3-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、2-ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシル)-プロパン等が挙げられる。 Cyclic diols include, but are not limited to, 1,3-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, and 2-bis(4-hydroxycyclohexyl)-propane.
本開示の一態様のポリカーボネートジオールの製造に用いられるジオール化合物において、ジオール化合物の全モル数に対する1,9-ノナンジオール及び/又は2-メチル-1,8-オクタンジオール(好ましくは、1,9-ノナンジオール及び2-メチル-1,8-オクタンジオール)のモル数の比は、0.90~1.00であり、0.95~1.00であることが好ましく、ジオール化合物の全てが1,9-ノナンジオール及び/又は2-メチル-1,8-オクタンジオール(さらに好ましくは、1,9-ノナンジオール及び2-メチル-1,8-オクタンジオール)であることがより好ましい。1,9-ノナンジオール及び/又は2-メチル-1,8-オクタンジオールの割合が前記範囲内であることにより、25℃での性状が液状であり、25℃での成型加工性と粘度安定性に優れるポリカーボネートジオールが得られやすい傾向にある。 In the diol compounds used in producing the polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure, the ratio of the number of moles of 1,9-nonanediol and/or 2-methyl-1,8-octanediol (preferably 1,9-nonanediol and 2-methyl-1,8-octanediol) to the total number of moles of the diol compounds is 0.90 to 1.00, preferably 0.95 to 1.00, and more preferably all of the diol compounds are 1,9-nonanediol and/or 2-methyl-1,8-octanediol (even more preferably 1,9-nonanediol and 2-methyl-1,8-octanediol). When the ratio of 1,9-nonanediol and/or 2-methyl-1,8-octanediol is within the above range, a polycarbonate diol that is liquid at 25°C and has excellent moldability and viscosity stability at 25°C tends to be easily obtained.
また、ジオール化合物の全モル数に対する2-メチル-1,8-オクタンジオールのモル数の比は、0.20~1.00であることが好ましく、0.30~0.99であることがより好ましく、0.40~0.98であることがさらに好ましく、0.50~0.95であることがよりさらに好ましく、0.60~0.93であることが特に好ましく、0.65~0.90であることが最も好ましい。前記割合が前記範囲内であることにより、得られるポリカーボネートジオールは、25℃での性状が液状となり、取り扱い性に優れる。 The ratio of the number of moles of 2-methyl-1,8-octanediol to the total number of moles of the diol compounds is preferably 0.20 to 1.00, more preferably 0.30 to 0.99, even more preferably 0.40 to 0.98, even more preferably 0.50 to 0.95, particularly preferably 0.60 to 0.93, and most preferably 0.65 to 0.90. By having this ratio within this range, the resulting polycarbonate diol will be liquid at 25°C and will have excellent handleability.
さらに、1,9-ノナンジオールと2-メチル-1,8-オクタンジオールとの合計モル数に対する2-メチル-1,8-オクタンジオールのモル数の比は、0.20~1.00であることが好ましく、0.30~0.99であることがより好ましく、0.40~0.98であることがさらに好ましく、0.50~0.95であることがよりさらに好ましく、0.60~0.93であることが特に好ましく、0.65~0.90であることが最も好ましい。前記割合が前記範囲内であることにより、得られるポリカーボネートジオールは、25℃での性状が液状となり、取り扱い性に優れる。 Furthermore, the ratio of the number of moles of 2-methyl-1,8-octanediol to the total number of moles of 1,9-nonanediol and 2-methyl-1,8-octanediol is preferably 0.20 to 1.00, more preferably 0.30 to 0.99, even more preferably 0.40 to 0.98, even more preferably 0.50 to 0.95, particularly preferably 0.60 to 0.93, and most preferably 0.65 to 0.90. When the ratio is within the above range, the resulting polycarbonate diol is liquid at 25°C and has excellent handleability.
本開示の一態様のポリカーボネートジオールにおいては、その性能を損なわない範囲で、1分子に3以上のヒドロキシ基を持つポリオール化合物、例えば、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等をポリカーボネートジオールの原料として用いることもできる。この1分子中に3以上のヒドロキシ基を持つポリオール化合物をポリカーボネートジオールの原料としてあまり多く用いると、ポリカーボネートの重合反応中に架橋してゲル化が起きてしまう。したがって、1分子中に3以上のヒドロキシ基を持つポリオール化合物をポリカーボネートジオールの原料として用いる場合であっても、このポリオール化合物は、ポリカーボネートジオールの原料として用いるジオール化合物の全モル数に対し、0.1~20モル%にすることが好ましく、0.5~15モル%とすることがより好ましく、1~10モル%とすることがさらに好ましく、2~5モル%とすることが特に好ましい。 In the polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure, polyol compounds having three or more hydroxy groups per molecule, such as trimethylolethane, trimethylolpropane, glycerin, and pentaerythritol, can also be used as raw materials for the polycarbonate diol, provided that their performance is not impaired. If too much of these polyol compounds having three or more hydroxy groups per molecule are used as raw materials for the polycarbonate diol, crosslinking and gelation occur during the polycarbonate polymerization reaction. Therefore, even when using polyol compounds having three or more hydroxy groups per molecule as raw materials for the polycarbonate diol, the amount of these polyol compounds is preferably 0.1 to 20 mol%, more preferably 0.5 to 15 mol%, even more preferably 1 to 10 mol%, and particularly preferably 2 to 5 mol%, based on the total number of moles of the diol compounds used as raw materials for the polycarbonate diol.
カーボネート化合物とジオール化合物との混合比率(混合液中のカーボネート化合物の含有量/混合液中のジオール化合物の含有量)は、モル比で、1/3~3/1が好ましく、1/2~2/1がより好ましく、1/1.3~1.3/1がさらに好ましく、1/1.2~1.2/1が特に好ましい。カーボネート化合物とジオール化合物との混合比率を上記範囲とすることで、ポリカーボネートジオールを効率よく得ることができる。 The mixing ratio of the carbonate compound to the diol compound (carbonate compound content in the mixed solution/diol compound content in the mixed solution) is preferably 1/3 to 3/1, more preferably 1/2 to 2/1, even more preferably 1/1.3 to 1.3/1, and particularly preferably 1/1.2 to 1.2/1, by molar ratio. By keeping the mixing ratio of the carbonate compound to the diol compound within the above range, polycarbonate diol can be obtained efficiently.
本開示の一態様のポリカーボネートジオールの製造に用いられるエステル交換触媒としては、リチウムアセチルアセトナートが好ましい。エステル交換触媒としてリチウムアセチルアセトナートを用いることによって、所望の分子量分布を有する前記ポリカーボネートジオールを得ることができる。 Lithium acetylacetonate is preferred as the transesterification catalyst used in producing the polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure. By using lithium acetylacetonate as the transesterification catalyst, it is possible to obtain the polycarbonate diol having the desired molecular weight distribution.
混合液中のエステル交換触媒の含有量は、反応温度を適切に制御しやすく、反応生成物の色数上昇を抑えることができる観点から、混合液中のカーボネート化合物とジオール化合物との総量100質量部に対して、0.0001~0.10質量部であってよく、0.001~0.07質量部であることが好ましく、0.002~0.04質量部であることがより好ましく、0.003~0.03質量部であることが更に好ましい。エステル交換触媒の含有量が前記下限以上であると、反応温度を適切に制御しやすくなるが、得られたポリカーボネートジオールをポリウレタンの製造原料として用いた場合に、ウレタン化反応の反応性の制御を容易とする観点では、エステル交換触媒の含有量は少ないほど好ましい。また、エステル交換触媒の含有量が前記上限以下であると、反応生成物の色数上昇やウレタン化反応の反応性を抑えることができる。 From the viewpoint of facilitating appropriate control of the reaction temperature and suppressing an increase in the color number of the reaction product, the content of the transesterification catalyst in the mixed solution may be 0.0001 to 0.10 parts by mass, preferably 0.001 to 0.07 parts by mass, more preferably 0.002 to 0.04 parts by mass, and even more preferably 0.003 to 0.03 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total amount of the carbonate compound and diol compound in the mixed solution. When the content of the transesterification catalyst is at or above the lower limit, it becomes easier to appropriately control the reaction temperature. However, when the obtained polycarbonate diol is used as a raw material for producing polyurethane, a lower content of the transesterification catalyst is preferable from the viewpoint of facilitating control of the reactivity of the urethanization reaction. Furthermore, when the content of the transesterification catalyst is at or below the upper limit, it becomes possible to suppress an increase in the color number of the reaction product and the reactivity of the urethanization reaction.
混合液の加熱温度(反応温度)は、例えば、0~250℃であり、100~220℃であってもよい。反応温度が前記下限以上であると、エステル交換反応が進行し易く、所望のポリカーボネートジオールが得られやすい。反応温度が前記上限以下であると、得られるポリカーボネートジオールの色数が抑えられる。また、エステル交換反応は、温度を一定に保って行なってもよいし、反応進行度に応じて段階的又は連続的に昇温させながら行なってもよい。所望のポリカーボネートジオールを得られやすくする観点では、下記式(α)の関係を満たす温度T1での加熱を行った後、次いで、下記式(β)の関係を満たす温度T2での加熱を行うことが好ましい。なお、温度T1及び温度T2は下記式(γ)の関係を満たすことが好ましい。また、第1の加熱の温度の平均温度T1m及び第2の加熱の温度の平均温度T2mは下記式(δ)の関係を満たすことが好ましい。ここで、反応進行度は留出物の留出量から見積もることができる。
110℃≦T1<140℃ ・・・(α)
120℃≦T2<140℃ ・・・(β)
T1<T2 ・・・(γ)
T1m<T2m ・・・(δ)
The heating temperature (reaction temperature) of the mixed solution is, for example, 0 to 250°C, and may be 100 to 220°C. When the reaction temperature is equal to or higher than the lower limit, the transesterification reaction easily proceeds, making it easier to obtain the desired polycarbonate diol. When the reaction temperature is equal to or lower than the upper limit, the color number of the obtained polycarbonate diol is reduced. The transesterification reaction may be carried out by maintaining the temperature constant, or by increasing the temperature stepwise or continuously depending on the degree of reaction progress. From the viewpoint of making it easier to obtain the desired polycarbonate diol, it is preferable to carry out heating at a temperature T1 that satisfies the relationship of the following formula (α), and then heating at a temperature T2 that satisfies the relationship of the following formula (β). It is preferable that temperatures T1 and T2 satisfy the relationship of the following formula (γ). It is also preferable that the average temperature T1m of the first heating temperature and the average temperature T2m of the second heating temperature satisfy the relationship of the following formula (δ). Here, the degree of reaction progress can be estimated from the amount of distillate distillate.
110℃≦T1<140℃...(α)
120℃≦T2<140℃...(β)
T1<T2...(γ)
T1 m < T2 m ...(δ)
混合液の加熱は常圧下で行うこともできるが、反応後半において、減圧下(例えば101~0.01kPaの圧力下)で行うこともできる。これにより、生成した留出物の留出速度を速めることができ、反応の進行を速めることが可能となる。なお、本明細書中、常圧とは、101.325kPa±20.000kPaの圧力を意味する。所望のポリカーボネートジオールを得られやすくする観点では、混合液の加熱は、101.325kPa±20.000kPaの圧力下で加熱すること(第1の加熱)と、次いで、0.05kPa以下の減圧下で加熱すること(第2の加熱)と、を含むことが好ましく、第1の加熱の温度が上記式(α)の関係を満たす温度T1であり、第2の加熱の温度が上記式(β)の関係を満たす温度T2であることがより好ましく、第1の加熱の温度(温度T1)と第2の加熱の温度(温度T2)とが上記式(γ)の関係を満たすことがさらに好ましい。さらに所望のポリカーボネートジオールを得られやすくする観点では、カーボネート化合物由来のアルコールをアルコールの沸点付近の温度以下(例えば、ジエチルカーボネート由来のエタノールを79℃以下)で留出させて反応系から除去することが好ましい。 The mixture can be heated under normal pressure, but in the latter half of the reaction, it can also be heated under reduced pressure (for example, a pressure of 101 to 0.01 kPa). This increases the rate at which the distillate is distilled out, speeding up the progress of the reaction. In this specification, normal pressure means a pressure of 101.325 kPa ± 20.000 kPa. From the viewpoint of facilitating the production of the desired polycarbonate diol, the heating of the mixed solution preferably includes heating under a pressure of 101.325 kPa±20.000 kPa (first heating) and then heating under a reduced pressure of 0.05 kPa or less (second heating). It is more preferable that the temperature of the first heating is temperature T1 that satisfies the relationship of formula (α) above, and the temperature of the second heating is temperature T2 that satisfies the relationship of formula (β) above. It is even more preferable that the temperature of the first heating (temperature T1) and the temperature of the second heating (temperature T2) satisfy the relationship of formula (γ) above. Furthermore, from the viewpoint of facilitating the production of the desired polycarbonate diol, it is preferable to remove the alcohol derived from the carbonate compound from the reaction system by distillation at a temperature near the boiling point of the alcohol or lower (for example, 79°C or lower for ethanol derived from diethyl carbonate).
(ウレタン樹脂)
本開示の一態様にかかるウレタン樹脂は、上記ポリカーボネートジオールと、イソシアネートと、の反応生成物を含む。すなわち、ウレタン樹脂は、上記ポリカーボネートジオールと、イソシアネートとの重縮合物又はその架橋体である。ここで、架橋体とは、鎖延長剤等により重縮合物同士が架橋したものを意味する。
(urethane resin)
The urethane resin according to one embodiment of the present disclosure includes a reaction product of the polycarbonate diol and an isocyanate. That is, the urethane resin is a polycondensation product of the polycarbonate diol and an isocyanate or a crosslinked product thereof. Here, the crosslinked product means a product in which polycondensates are crosslinked with each other using a chain extender or the like.
(ポリイソシアネート)
ポリイソシアネートとしては、例えば、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、脂肪族ポリイソシアネート及び脂環族ポリイソシアネートを挙げることができる。また、これらの変性体である変性ポリイソシアネートを用いることもできる。変性ポリイソシアネートとしては、例えば、イソシアヌレート変性ポリイソシアネート(イソシアネートの三量体)、アロファネート変性ポリイソシアネート、ウレトジオン変性ポリイソシアネート、ウレタン変性ポリイソシアネート、ビウレット変性ポリイソシアネート、ウレトンイミン変性ポリイソシアネート、アシルウレア変性ポリイソシアネート等が挙げられる。これらは単独で使用することができ、2種以上を併用することもできる。
(Polyisocyanate)
Examples of polyisocyanates include aromatic polyisocyanates, araliphatic polyisocyanates, aliphatic polyisocyanates, and alicyclic polyisocyanates. Modified polyisocyanates, which are modified versions of these, can also be used. Examples of modified polyisocyanates include isocyanurate-modified polyisocyanates (isocyanate trimers), allophanate-modified polyisocyanates, uretdione-modified polyisocyanates, urethane-modified polyisocyanates, biuret-modified polyisocyanates, uretonimine-modified polyisocyanates, and acylurea-modified polyisocyanates. These can be used alone or in combination of two or more.
芳香族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、2,6-トリレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート/2,6-トリレンジイソシアネート混合物、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、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート/4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート混合物、m-キシリレンジイソシアネート、p-キシリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエ-テルジイソシアネート、2-ニトロジフェニル-4,4’-ジイソシアネート、2,2’-ジフェニルプロパン-4,4’-ジイソシアネート、3,3’-ジメチルジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、4,4’-ジフェニルプロパンジイソシアネート、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、ナフチレン-1,4-ジイソシアネート、ナフチレン-1,5-ジイソシアネート、3,3’-ジメトキシジフェニル-4,4’-ジイソシアネート等が挙げられる。この中でも、汎用性の観点から、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、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート/4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート混合物が好ましい。 Examples of aromatic isocyanates include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate/2,6-tolylene diisocyanate mixtures, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate/4,4'-diphenylmethane diisocyanate mixtures, m-xylylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, and 4,4'-diphenyl ether. Examples of suitable diisocyanates include 1,3'-dimethyldiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 2-nitrodiphenyl-4,4'-diisocyanate, 2,2'-diphenylpropane-4,4'-diisocyanate, 3,3'-dimethyldiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 4,4'-diphenylpropane diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, naphthylene-1,4-diisocyanate, naphthylene-1,5-diisocyanate, and 3,3'-dimethoxydiphenyl-4,4'-diisocyanate. Among these, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, and a 2,4'-diphenylmethane diisocyanate/4,4'-diphenylmethane diisocyanate mixture are preferred from the standpoint of versatility.
芳香脂肪族イソシアネートとしては、例えば、1,3-キシリレンジイソシアネート、1,4-キシリレンジイソシアネート、及びそれらの混合物;1,3-ビス(1-イソシアナト-1-メチルエチル)ベンゼン、1,4-ビス(1-イソシアナト-1-メチルエチル)ベンゼン、及びそれらの混合物;ω,ω’-ジイソシアナト-1,4-ジエチルベンゼン等が挙げられる。 Examples of aralkyl isocyanates include 1,3-xylylene diisocyanate, 1,4-xylylene diisocyanate, and mixtures thereof; 1,3-bis(1-isocyanato-1-methylethyl)benzene, 1,4-bis(1-isocyanato-1-methylethyl)benzene, and mixtures thereof; ω,ω'-diisocyanato-1,4-diethylbenzene, etc.
脂肪族イソシアネートとしては、例えば、ヘキサ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、テトラメチレンジイソシアネート、2-メチルペンタン-1,5-ジイソシアネート、3-メチルペンタン-1,5-ジイソシアネート、リジンジイソシアネート、トリオキシエチレンジイソシアネート、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、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-ジイソシアナト-4-(イソシアナトメチル)オクタン、2,5,7-トリメチル-1,8-ジイソシアナト-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-α,α’-ジイソシアネート、リジンジイソシアナトメチルエステル、2-イソシアナトエチル-2,6-ジイソシアナトヘキサノエート、2-イソシアナトプロピル-2,6-ジイソシアナトヘキサノエート等が挙げられる。この中でも、汎用性の観点から、ヘキサ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、テトラメチレンジイソシアネートが好ましい。 Examples of aliphatic isocyanates include hexamethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, 2-methylpentane-1,5-diisocyanate, 3-methylpentane-1,5-diisocyanate, lysine diisocyanate, trioxyethylene diisocyanate, ethylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, octamethylene diisocyanate, nonamethylene diisocyanate, 2,2'-dimethylpentane diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexane diisocyanate, decamethylene diisocyanate, butene diisocyanate, 1,3-butadiene-1,4-diisocyanate, 2,4, Examples of the isocyanate include 4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, 1,8-diisocyanato-4-(isocyanatomethyl)octane, 2,5,7-trimethyl-1,8-diisocyanato-5-(isocyanatomethyl)octane, bis(isocyanatoethyl)carbonate, bis(isocyanatoethyl)ether, 1,4-butylene glycol dipropyl ether-α,α'-diisocyanate, lysine diisocyanatomethyl ester, 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexanoate, and 2-isocyanatopropyl-2,6-diisocyanatohexanoate. Among these, hexamethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, and tetramethylene diisocyanate are preferred from the perspective of versatility.
脂環族イソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、メチルシクロヘキシルジイソシアネート、ジシクロヘキシルジメチルメタ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、ビス(4-イソシアナト-n-ブチリデン)ペンタエリスリトール、水添ダイマー酸ジイソシアネート、2-イソシアナトメチル-3-(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)3-(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)-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、2,5-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、水素化キシレンジイソシアネート、水素化テトラメチルキシレンジイソシアネート等が挙げられる。この中でも、汎用性の観点から、イソホロンジイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネートが好ましい。 Examples of alicyclic isocyanates include isophorone diisocyanate, cyclohexyl diisocyanate, bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, dicyclohexylmethane diisocyanate, methylcyclohexyl diisocyanate, dicyclohexyldimethylmethane diisocyanate, 2,2'-dimethyldicyclohexylmethane diisocyanate, bis(4-isocyanato-n-butylidene)pentaerythritol, and hydrogenated dimer acid diisocyanate. ester, 2-isocyanatomethyl-3-(3-isocyanatopropyl)-5-(isocyanatomethyl)bicyclo[2.2.1]heptane, 2-(isocyanatomethyl)3-(3-isocyanatopropyl)-6-(isocyanatomethyl)-bicyclo[2.2.1]heptane, 2-(isocyanatomethyl)-2-(3-isocyanatopropyl)-5-(isocyanatomethyl)bicyclo[2.2.1]heptane, 2-(isocyanatomethyl)-2-(3-isocyanatopropyl)-5-(isocyanatomethyl)bicyclo[2.2.1]heptane, 2-(isocyanatomethyl)-3-(3-isocyanatopropyl)-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, Examples include cyclo[2.2.1]heptane, 2-(isocyanatomethyl)-2-(3-isocyanatopropyl)-6-(2-isocyanatoethyl)bicyclo[2.2.1]heptane, 2,5-bis(isocyanatomethyl)bicyclo[2.2.1]heptane, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, norbornane diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, hydrogenated xylene diisocyanate, and hydrogenated tetramethylxylene diisocyanate. Of these, isophorone diisocyanate and hydrogenated diphenylmethane diisocyanate are preferred from the standpoint of versatility.
(鎖延長剤)
鎖延長剤は、目的、用途等に応じて適宜選択することができる。鎖延長剤としては、例えば、水;エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,10-デカンジオール、1,1-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、キシリレングリコール、ビス(p-ヒドロキシ)ジフェニル、ビス(p-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパン、ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]スルホン、1,1-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]シクロヘキサン等の低分子ポリオ-ル;ポリエステルポリオ-ル、ポリエステルアミドポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール等の高分子ポリオール;エチレンジアミン、イソホロンジアミン、2-メチル-1,5-ペンタンジアミン、アミノエチルエタノールアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミンなどが挙げられる。鎖延長剤の配合量(ウレタン樹脂に含まれる鎖延長剤由来の構造の割合)は、ポリカーボネートジオール及びイソシアネートの合計量100質量部に対して、0.1~50質量部であってよい。なお、鎖延長剤がポリオールである場合、該ポリオールは、鎖延長剤及びポリオール成分の両方に包含されるものとして含有量を算出する。
(Chain extender)
The chain extender can be appropriately selected depending on the purpose, application, etc. Examples of the chain extender include water, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,10-decanediol, 1,1-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, tricyclodecane dimethanol, xylylene glycol, bis(p-hydroxy)diphenyl, bis(p-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]propane, and bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]sulfonyl. Examples of suitable chain extenders include low molecular weight polyols such as cyclohexane, 1,1-bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]cyclohexane, and 1,1-bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]cyclohexane; high molecular weight polyols such as polyester polyols, polyesteramide polyols, polyether polyols, polyetherester polyols, polycarbonate polyols, and polyolefin polyols; and polyamines such as ethylenediamine, isophoronediamine, 2-methyl-1,5-pentanediamine, aminoethylethanolamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, and pentaethylenehexamine. The amount of chain extender (the proportion of the chain extender-derived structure contained in the urethane resin) may be 0.1 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of polycarbonate diol and isocyanate. When the chain extender is a polyol, the content of the polyol is calculated assuming that the polyol is included in both the chain extender and the polyol component.
(コーティング剤)
本開示の一態様にかかるコーティング剤は、上記ウレタン樹脂を含む。ウレタン樹脂の具体的態様は上述したとおりであってよい。
(Coating agent)
The coating agent according to one embodiment of the present disclosure includes the urethane resin. Specific embodiments of the urethane resin may be as described above.
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、得られたポリカーボネートジオールの分析評価は以下の方法により行った。 The following describes examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples. The resulting polycarbonate diol was analyzed and evaluated using the following methods.
[性状の評価]
得られたポリカーボネートジオールを80℃で1時間加熱した後、25℃で3日間放置した。放置後のサンプルの状態を目視により確認し、常温(25℃)で、僅かでも流動性があれば「液状」とし、流動性がない場合には「固体」とした。
[Evaluation of properties]
The obtained polycarbonate diol was heated at 80° C. for 1 hour and then left to stand at 25° C. for 3 days. The state of the sample after standing was visually confirmed, and if it had even a slight fluidity at room temperature (25° C.), it was rated as "liquid," and if it had no fluidity, it was rated as "solid."
[GPCによる数平均分子量の測定]
以下の条件で、得られたポリカーボネートジオールのGPC分析を行い、前記ポリカーボネートジオールの数平均分子量を測定した。
-条件-
(1)測定器:HLC-8420(東ソー社製)
(2)カラム:TSKgel(東ソー社製)
・G3000H-XL
・G3000H-XL
・G2000H-XL
・G2000H-XL
(3)移動相:THF(テトラヒドロフラン)
(4)検出器:RI(屈折率)検出器(HLC-8420付属品)
(5)温度:40℃
(6)流速:1.000ml/min
(7)検量線:以下の商品(いずれも三洋化成工業社製の2官能のポリオキシプロピレンポリオール)を用いて、検量線を得た。
・「サンニックスPP-200」(数平均分子量=200、平均官能基数:2)
・「サンニックスPP-400」(数平均分子量=400、平均官能基数:2)
・「サンニックスPP-1000」(数平均分子量=1000、平均官能基数:2)
・「サンニックスPP-2000」(数平均分子量=2000、平均官能基数:2)
・「サンニックスPP-3000」(数平均分子量=3200、平均官能基数:2)
・「サンニックスPP-4000」(数平均分子量=4160、平均官能基数:2)
(8)検量線の近似式:3次式
(9)サンプル溶液濃度:0.5質量%THF溶液
[Measurement of number average molecular weight by GPC]
The obtained polycarbonate diol was subjected to GPC analysis under the following conditions to measure the number average molecular weight of the polycarbonate diol.
-conditions-
(1) Measuring instrument: HLC-8420 (manufactured by Tosoh Corporation)
(2) Column: TSKgel (manufactured by Tosoh Corporation)
・G3000H-XL
・G3000H-XL
・G2000H-XL
・G2000H-XL
(3) Mobile phase: THF (tetrahydrofuran)
(4) Detector: RI (refractive index) detector (accessory for HLC-8420)
(5) Temperature: 40℃
(6) Flow rate: 1.000ml/min
(7) Calibration curve: A calibration curve was obtained using the following commercial products (all bifunctional polyoxypropylene polyols manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.).
- "Sanix PP-200" (number average molecular weight = 200, average number of functional groups: 2)
- "Sanix PP-400" (number average molecular weight = 400, average number of functional groups: 2)
- "Sanix PP-1000" (number average molecular weight = 1000, average number of functional groups: 2)
- "Sanix PP-2000" (number average molecular weight = 2000, average number of functional groups: 2)
- "Sanix PP-3000" (number average molecular weight = 3200, average number of functional groups: 2)
- "Sannix PP-4000" (number average molecular weight = 4160, average number of functional groups: 2)
(8) Approximation formula of calibration curve: cubic equation (9) Concentration of sample solution: 0.5 mass% THF solution
[水酸基価の測定]
JIS K1557-1に準拠し、アセチル化試薬を用いた方法にて、得られたポリカーボネートジオールの水酸基価を測定した。
[Measurement of hydroxyl value]
The hydroxyl value of the obtained polycarbonate diol was measured by a method using an acetylating reagent in accordance with JIS K1557-1.
[水酸基価からの数平均分子量の算出]
下記式により、前記水酸基価から、得られたポリカーボネートジオールの数平均分子量を算出した。なお、水酸基価から算出した数平均分子量は高分子の絶対分子量(真の分子量)に相当する。
水酸基価から算出した数平均分子量[g/mol]
=2×56.11[KOHg/mol]×1000/水酸基価[KOHmg/g]
[Calculation of number average molecular weight from hydroxyl value]
The number average molecular weight of the obtained polycarbonate diol was calculated from the hydroxyl value using the following formula: The number average molecular weight calculated from the hydroxyl value corresponds to the absolute molecular weight (true molecular weight) of the polymer.
Number average molecular weight calculated from hydroxyl value [g/mol]
= 2 × 56.11 [KOH g/mol] × 1000 / hydroxyl value [KOH mg/g]
[LC測定]
以下の条件で、得られたポリカーボネートジオールの液体クロマトグラフィー(LC)測定を行い、前記ポリカーボネートジオールのLCスペクトルを得た。
-条件-
(1)測定器:Agilent 1290 Infinity IIシリーズ(Agilemt Technologies社製)
(2)カラム:TSKgel(東ソー社製)
・TSKgel ODS-100V(4.6mmI.D.×15cm)
(3)移動相:
A液:水/メタノール=5/5(vol/vol%)
B液:テトラヒドロフラン(THF)
水:精製水
THF:富士フイルム和光純薬社製HPLC用
メタノール:富士フイルム和光純薬社製HPLC用
(4)前処理
得られたポリカーボネートジオールを秤量し、所定の移動相(B液)を加えて室温で一晩静置し溶解させた。得られた試料溶液を、緩やかに振り混ぜ、0.45μmのPTFEカートリッジフィルターでろ過した。
(5)溶媒グラジエント条件
溶媒グラジエント条件は表1に示す条件とした。
[LC Measurement]
The obtained polycarbonate diol was subjected to liquid chromatography (LC) measurement under the following conditions to obtain an LC spectrum of the polycarbonate diol.
-conditions-
(1) Measuring instrument: Agilent 1290 Infinity II series (manufactured by Agilent Technologies)
(2) Column: TSKgel (manufactured by Tosoh Corporation)
・TSKgel ODS-100V (4.6mm I.D. x 15cm)
(3) Mobile phase:
Solution A: water/methanol = 5/5 (vol/vol%)
Solution B: tetrahydrofuran (THF)
Water: Purified water THF: HPLC grade THF manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Methanol: HPLC grade THF manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (4) Pretreatment The obtained polycarbonate diol was weighed, and a predetermined mobile phase (liquid B) was added and left to stand overnight at room temperature to dissolve. The obtained sample solution was gently shaken and filtered through a 0.45 μm PTFE cartridge filter.
(5) Solvent Gradient Conditions The solvent gradient conditions were as shown in Table 1.
(6)検出器:蒸発型光散乱検出器(ELSD)G4260B(Agilemt Technologies社製)
(7)温度:40℃
(8)流速:0.40ml/min
(9)注入量:10μL
(10)サンプル溶液濃度(THF):2.0mg/L
なお、得られたLCスペクトルの各ピークの分子構造は各ピークの単独でのMS測定(装置:ブルカー・ダルトニクス microTOF、イオン源:APCI、測定モード:ポジティブモード)を行い同定した。
(6) Detector: Evaporative Light Scattering Detector (ELSD) G4260B (manufactured by Agilemt Technologies)
(7) Temperature: 40℃
(8) Flow rate: 0.40ml/min
(9) Injection volume: 10μL
(10) Sample solution concentration (THF): 2.0 mg/L
The molecular structure of each peak in the obtained LC spectrum was identified by MS measurement of each peak alone (apparatus: Bruker Daltonics microTOF, ion source: APCI, measurement mode: positive mode).
[ピーク面積値比の算出]
得られたLCスペクトルにおいて、前記水酸基価から算出した数平均分子量(絶対分子量)に最も近い分子量のピークを決め、このピークに対応する前記ポリカーボネートジオール(D)の繰り返し単位の数X0を求めた。なお、「前記水酸基価から算出した数平均分子量に最も近い分子量のピーク」は、前記水酸基価から算出した数平均分子量との差の絶対値が最も小さい分子量のピークと定義した。なお、ポリカーボネートジオールの水酸基価から算出した数平均分子量との差の絶対値が最も小さい分子量のピークが二つ存在する場合は、分子量の小さいピークを採用する。次に、前記LCスペクトルにおいて、各ピークの面積値S(X)〔Xは前記ポリカーボネートジオール(D)の繰り返し単位の数を表し、X=・・・、X0-2、X0-1、X0、X0+1、X0+2、・・・である。〕を求め、前記繰り返し単位がX0であるピークの面積値S(X0)に対する各ピークの面積値比〔S(X)/S(X0)〕を算出した。さらに、前記面積値比〔S(X)/S(X0)〕が0.90~1.10の範囲内にあるピークが、前記繰り返し単位がX0であるピークを含んで連続している数を求めた。
[Calculation of peak area ratio]
In the obtained LC spectrum, the peak of the molecular weight closest to the number average molecular weight (absolute molecular weight) calculated from the hydroxyl value was determined, and the number of repeating units of the polycarbonate diol (D) , X0 , corresponding to this peak was determined. The "peak of the molecular weight closest to the number average molecular weight calculated from the hydroxyl value" was defined as the peak of the molecular weight having the smallest absolute value of difference from the number average molecular weight calculated from the hydroxyl value. In addition, when there are two peaks of molecular weights having the smallest absolute value of difference from the number average molecular weight calculated from the hydroxyl value of the polycarbonate diol, the peak of the smallest molecular weight is used. Next, the area value S(X) of each peak in the LC spectrum (X represents the number of repeating units of the polycarbonate diol (D), and X = ..., X0 -2, X0 -1 , X0 , X0 +1, X0 +2, ...) was calculated. The area ratio [S(X)/S( X )] of each peak to the area value S(X) of the peak whose repeating unit is X 0 was calculated. Furthermore, the number of consecutive peaks whose area ratio [S(X)/S(X 0 )] was in the range of 0.90 to 1.10, including the peak whose repeating unit is X 0, was calculated.
[粘度測定]
JIS Z 8803:2011の10「円すい-平板形回転粘度計による粘度測定方法」に準拠し、以下の条件で、得られたポリカーボネートジオールの粘度を測定した。具体的には、コーンプレート型粘度計(HAAKE MARS Modular Advanced Rheometer System:Thermo Scientific社製)を用い、平円板と円すいとの間にポリカーボネートジオール0.20cm3を入れ、円すいを一定のせん断速度で回転させ、5分間経過後、定常状態に達したときの平円板又は円すいが受けるトルクを測定し、ポリカーボネートジオールの粘度を算出した。
-条件-
(1)ロータ:Thermo scientific社製ロータ(タイプ(品番):C25 1°/Ti、直径:25.00mm、平円板と円すいがなす角度(円錐角:α):1°)
(2)せん断速度:1s-1、又は、1000s-1
(3)測定温度:25℃
[Viscosity measurement]
The viscosity of the obtained polycarbonate diol was measured under the following conditions in accordance with JIS Z 8803:2011-10 "Viscosity measurement method using a cone-plate rotational viscometer." Specifically, using a cone-plate viscometer (HAAKE MARS Modular Advanced Rheometer System: manufactured by Thermo Scientific), 0.20 cm3 of polycarbonate diol was placed between a flat plate and a cone, the cone was rotated at a constant shear rate, and after 5 minutes, the torque acting on the flat plate or cone when a steady state was reached was measured, and the viscosity of the polycarbonate diol was calculated.
-conditions-
(1) Rotor: Thermo Scientific rotor (type (product number): C25 1°/Ti, diameter: 25.00 mm, angle between flat plate and cone (cone angle: α): 1°)
(2) Shear rate: 1 s −1 or 1000 s −1
(3) Measurement temperature: 25℃
(実施例1)
攪拌機、温度計、加熱装置及び冷却器を組んだ1Lの二口ガラス製反応器(反応器A)に、1,9-ノナンジオール76.9g、2-メチル-1,8-オクタンジオール435.9g、ジエチルカーボネート367.8g、及びリチウムアセチルアセトナート0.048gを混合した。得られた混合液を、常圧下で、110~138℃(初期110℃、終盤138℃)で加熱し、低沸点成分(炭酸エステル由来のアルコール等)を除去しながら8時間反応させた。留出液温度は77℃以上79℃未満とした。さらに、反応温度138℃でフラスコ内の圧力を0.04kPaまで徐々に減圧し、さらに8時間反応を行うことで、常温で液状であるポリカーボネートジオール(PCD-1)を得た。
Example 1
76.9 g of 1,9-nonanediol, 435.9 g of 2-methyl-1,8-octanediol, 367.8 g of diethyl carbonate, and 0.048 g of lithium acetylacetonate were mixed in a 1 L two-neck glass reactor (reactor A) equipped with a stirrer, thermometer, heater, and cooler. The resulting mixture was heated at 110 to 138°C (initial temperature 110°C, final temperature 138°C) under atmospheric pressure and reacted for 8 hours while removing low-boiling components (such as alcohol derived from carbonate esters). The distillate temperature was 77°C or higher but less than 79°C. Furthermore, the pressure in the flask was gradually reduced to 0.04 kPa at a reaction temperature of 138°C, and the reaction was continued for another 8 hours to obtain polycarbonate diol (PCD-1), which is liquid at room temperature.
(比較例1)
反応器Aに、1,9-ノナンジオール76.9g、2-メチル-1,8-オクタンジオール436.0g、ジエチルカーボネート389.8g、及びリチウムアセチルアセトナート0.047gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、常温で液状であるポリカーボネートジオール(PCD-2)を得た。
(Comparative Example 1)
A polycarbonate diol (PCD-2) that is liquid at room temperature was obtained in the same manner as in Example 1, except that a mixed liquid obtained by mixing 76.9 g of 1,9-nonanediol, 436.0 g of 2-methyl-1,8-octanediol, 389.8 g of diethyl carbonate, and 0.047 g of lithium acetylacetonate was used in reactor A.
(比較例2)
反応器Aに、1,9-ノナンジオール88.9g、2-メチル-1,8-オクタンジオール504.0g、ジエチルカーボネート393.5g、及びテトラブチルチタネート0.033gを混合した。得られた混合液を、常圧下で、120~190℃(初期120℃、終盤190℃)で加熱し、低沸点成分(炭酸エステル由来のアルコール等)を除去しながら8時間反応させた。留出液温度は77℃以上79℃未満とした。さらに、反応温度190℃でフラスコ内の圧力を0.5kPaまで徐々に減圧し、さらに8時間反応を行うことで、常温で液状であるポリカーボネートジオール(PCD-3)を得た。
(Comparative Example 2)
Into reactor A, 88.9 g of 1,9-nonanediol, 504.0 g of 2-methyl-1,8-octanediol, 393.5 g of diethyl carbonate, and 0.033 g of tetrabutyl titanate were mixed. The resulting mixture was heated at 120 to 190°C (initial temperature 120°C, final temperature 190°C) under atmospheric pressure, and reacted for 8 hours while removing low-boiling components (such as alcohol derived from carbonate esters). The distillate temperature was 77°C or higher but less than 79°C. Furthermore, the pressure inside the flask was gradually reduced to 0.5 kPa at a reaction temperature of 190°C, and the reaction was continued for another 8 hours to obtain polycarbonate diol (PCD-3), which is liquid at room temperature.
(比較例3)
反応器Aに、1,9-ノナンジオール88.9g、2-メチル-1,8-オクタンジオール504.0g、ジエチルカーボネート310.6g、及びリチウムアセチルアセトナート0.048gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、常温で液状であるポリカーボネートジオール(PCD-4)を得た。
(Comparative Example 3)
A polycarbonate diol (PCD-4) that is liquid at room temperature was obtained in the same manner as in Example 1, except that a mixed liquid obtained by mixing 88.9 g of 1,9-nonanediol, 504.0 g of 2-methyl-1,8-octanediol, 310.6 g of diethyl carbonate, and 0.048 g of lithium acetylacetonate was used in reactor A.
(製造例1)
反応器Aに、1,9-ノナンジオール247.7g、2-メチル-1,8-オクタンジオール1403.4g、ジエチルカーボネート1262.9g、及びテトラブチルチタネート0.095gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、比較例2と同様にして、常温で液状であるポリカーボネートジオール(PCD-5)を得た。
(Production Example 1)
A polycarbonate diol (PCD-5) that is liquid at room temperature was obtained in the same manner as in Comparative Example 2, except that a mixed liquid obtained by mixing 247.7 g of 1,9-nonanediol, 1403.4 g of 2-methyl-1,8-octanediol, 1262.9 g of diethyl carbonate, and 0.095 g of tetrabutyl titanate was used in reactor A.
(製造例2)
反応器Aに、1,9-ノナンジオール81.7g、2-メチル-1,8-オクタンジオール463.2g、ジエチルカーボネート361.2g、及びリチウムアセチルアセトナート0.049gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、常温で液状であるポリカーボネートジオール(PCD-6)を得た。
(Production Example 2)
A polycarbonate diol (PCD-6) that is liquid at room temperature was obtained in the same manner as in Example 1, except that a mixed liquid obtained by mixing 81.7 g of 1,9-nonanediol, 463.2 g of 2-methyl-1,8-octanediol, 361.2 g of diethyl carbonate, and 0.049 g of lithium acetylacetonate was used in reactor A.
(製造例3)
反応器Aに、1,9-ノナンジオール96.2g、2-メチル-1,8-オクタンジオール544.9g、ジエチルカーボネート168.9g、及びリチウムアセチルアセトナート0.042gを混合して得た混合液を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、常温で液状であるポリカーボネートジオール(PCD-7)を得た。
(Production Example 3)
A polycarbonate diol (PCD-7) that is liquid at room temperature was obtained in the same manner as in Example 1, except that a mixed liquid obtained by mixing 96.2 g of 1,9-nonanediol, 544.9 g of 2-methyl-1,8-octanediol, 168.9 g of diethyl carbonate, and 0.042 g of lithium acetylacetonate was used in reactor A.
(実施例2~7、比較例4~11)
実施例1で得られたPCD-1、比較例1及び3で得られたPCD-2及びPCD-4、並びに製造例1~3で得られたPCD-5~PCD-7をそれぞれ表1に記載の配合量にしたがって40℃で混合し、ポリカーボネートジオール(PCD-8~PCD-21)を得た。
(Examples 2 to 7, Comparative Examples 4 to 11)
PCD-1 obtained in Example 1, PCD-2 and PCD-4 obtained in Comparative Examples 1 and 3, and PCD-5 to PCD-7 obtained in Production Examples 1 to 3 were mixed at 40°C according to the blending amounts shown in Table 1, to obtain polycarbonate diols (PCD-8 to PCD-21).
上記の方法に従って、実施例1~7及び比較例1~11で得られたポリカーボネートジオールについて測定した、常温(25℃)での性状、GPCで測定した数平均分子量、水酸基価、前記水酸基価から算出した数平均分子量、前記水酸基価から算出した数平均分子量に最も近い分子量のピークに対応する前記ポリカーボネートジオール(D)の繰り返し単位の数X0、前記繰り返し単位の数がX0であるピークの面積値S(X0)に対する各ピークの面積値比〔S(X)/S(X0)〕、前記面積値比〔S(X)/S(X0)〕が所定の範囲内にあるピークが、前記繰り返し単位の数がX0であるピークを含んで連続している数を、表2~3に示す。また、参考として、実施例1で得られたポリカーボネートジオール(PCD-1)のLCスペクトルを図1に示す。 The properties at room temperature (25°C) measured for the polycarbonate diols obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 11 according to the above-mentioned methods are shown in Tables 2 and 3. These properties include the number average molecular weight measured by GPC, the hydroxyl value, the number average molecular weight calculated from the hydroxyl value, the number X0 of repeating units of the polycarbonate diol (D) corresponding to the peak having the molecular weight closest to the number average molecular weight calculated from the hydroxyl value, the area ratio [S(X)/S( X0 )] of each peak to the area S( X0 ) of the peak having the number of repeating units X0 , and the number of consecutive peaks having the area ratio [S(X)/S( X0 )] within a predetermined range, including the peak having the number of repeating units X0. For reference, the LC spectrum of the polycarbonate diol (PCD-1) obtained in Example 1 is shown in Figure 1.
上記の方法に従って、実施例1~7及び比較例1~11で得られたポリカーボネートジオールについて測定した、せん断速度1s-1又は1000s-1における粘度(25℃)〔η1及びη1000〕、並びに、せん断速度1s-1での粘度(25℃)η1に対するせん断速度1000s-1での粘度(25℃)η1000の比〔η1000/η1〕を、表4~5に示す。 The viscosities (25°C) [η 1 and η 1000 ] at a shear rate of 1 s -1 or 1000 s -1 , measured for the polycarbonate diols obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 11 according to the above-mentioned method, and the ratios [η 1000 /η 1 ] of the viscosity (25°C) η 1 at a shear rate of 1 s -1 to the viscosity (25°C) η 1000 at a shear rate of 1000 s -1 , measured according to the above-mentioned method, are shown in Tables 4 and 5.
以上説明したように、本開示によれば、25℃での成型加工性と粘度安定性とを両立するポリカーボネートジオールを得ることが可能となる。また、本開示の一態様のポリカーボネートジオールは、耐摩耗性に優れるとともに、良好な耐湿熱性や耐汗性を有する表面処理層やコーティング膜を形成することができる。 As explained above, according to the present disclosure, it is possible to obtain a polycarbonate diol that combines moldability at 25°C with viscosity stability. Furthermore, the polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure has excellent abrasion resistance and can form a surface treatment layer or coating film that has good resistance to moist heat and sweat.
したがって、本開示の一態様のポリカーボネートジオールは、合成皮革や人工皮革に上記の特性を有する表面処理層を安定して形成することが可能な表面処理剤や、フィルムに上記の特性を有するコーティング膜を安定して形成することが可能なコーティング剤の構成材料として有用である。 Therefore, the polycarbonate diol of one embodiment of the present disclosure is useful as a surface treatment agent capable of stably forming a surface treatment layer having the above-mentioned properties on synthetic leather or artificial leather, and as a constituent material of a coating agent capable of stably forming a coating film having the above-mentioned properties on a film.
Claims (7)
前記繰り返し単位(A)の90~100モル%が下記式(B)で表わされる繰り返し単位(B)及び下記式(C)で表わされる繰り返し単位(C)であり、
前記ポリカーボネートジオールが下記式(D)で表されるポリカーボネートジオール(D)を含み、
前記繰り返し単位(B)の量が、前記繰り返し単位(B)と前記繰り返し単位(C)との合計に対して20~99モル%であり、
前記ポリカーボネートジオールの水酸基価から算出した数平均分子量が300~2800g/molであり、
せん断速度1s -1 、温度25℃における粘度η 1 が、20000~80000mPa・s -1 であり、
せん断速度1000s -1 、温度25℃における粘度η 1000 が、8000~60000mPa・s -1 であり、
せん断速度1s-1、温度25℃における粘度η1に対する、せん断速度1000s-1、温度25℃における粘度η1000の比〔η1000/η1〕が0.40~0.80であり、
前記ポリカーボネートジオールの90~100モル%が前記ポリカーボネートジオール(D)であり、
前記ポリカーボネートジオール(D)にR 1 として含まれるアルカンジイル基の全モル数(1,9-ノニレン基と2-メチル-1,8-オクチレン基との合計モル数)に対する2-メチル-1,8-オクチレン基のモル数の比が、0.20~1.00である、ポリカーボネートジオール。
R1は、*-(CH2)9-*、又は、*-CH2CH(CH3)CH2CH2CH2CH2CH2CH2-*を表し、
前記式中の両端の*は、R1の両端にそれぞれ結合した2つの酸素原子との結合部位を示し、
qは1以上の整数を示し、複数存在するR1は互いに同一でも異なっていてもよい。) A polycarbonate diol containing a repeating unit (A) represented by the following formula (A) and having a terminal hydroxyl group:
90 to 100 mol % of the repeating units (A) are repeating units (B) represented by the following formula (B) and repeating units (C) represented by the following formula (C),
The polycarbonate diol contains a polycarbonate diol (D) represented by the following formula (D):
the amount of the repeating unit (B) is 20 to 99 mol % based on the total amount of the repeating unit (B) and the repeating unit (C);
The number average molecular weight calculated from the hydroxyl value of the polycarbonate diol is 300 to 2800 g/mol,
The viscosity η 1 at a shear rate of 1 s −1 and a temperature of 25° C. is 20,000 to 80,000 mPa·s −1 ;
The viscosity η 1000 at a shear rate of 1000 s −1 and a temperature of 25° C. is 8000 to 60000 mPa·s −1 ;
the ratio [η 1000 /η 1 ] of viscosity η 1000 at a shear rate of 1000 s -1 and a temperature of 25°C to viscosity η 1 at a shear rate of 1 s -1 and a temperature of 25°C is 0.40 to 0.80;
90 to 100 mol % of the polycarbonate diol is the polycarbonate diol (D),
A polycarbonate diol, wherein the ratio of the number of moles of 2-methyl-1,8 - octylene groups to the total number of moles of alkanediyl groups (total number of moles of 1,9-nonylene groups and 2-methyl-1,8-octylene groups) contained as R1 in the polycarbonate diol (D) is 0.20 to 1.00 .
R 1 represents *-(CH 2 ) 9 -* or *-CH 2 CH(CH 3 )CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -*;
In the formula, * at both ends indicates the bonding sites with the two oxygen atoms bonded to both ends of R1 , respectively.
q represents an integer of 1 or more, and multiple R 1s may be the same or different.
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