JPS6312891B2 - - Google Patents
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- JPS6312891B2 JPS6312891B2 JP55143468A JP14346880A JPS6312891B2 JP S6312891 B2 JPS6312891 B2 JP S6312891B2 JP 55143468 A JP55143468 A JP 55143468A JP 14346880 A JP14346880 A JP 14346880A JP S6312891 B2 JPS6312891 B2 JP S6312891B2
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- isocyanate
- prepolymer
- polyamine
- curing agent
- composition
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- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、すぐれた物性をもつポリウレタンエ
ラストマーを特定の高圧混合法により製造する方
法に関するものであり、さらに詳しくいえば、ポ
リアミン、ポリオール及び触媒を含む硬化剤組成
物と、有機ポリイソシアネート単量体及びイソシ
アネートプレポリマーからなるイソシアネート組
成物とを用い、特定の高圧混合法によつて物性の
すぐれたポリウレタンエラストマーを製造する方
法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a polyurethane elastomer with excellent physical properties by a specific high-pressure mixing method. The present invention relates to a method for producing a polyurethane elastomer with excellent physical properties using a specific high-pressure mixing method using an isocyanate composition comprising an organic polyisocyanate monomer and an isocyanate prepolymer.
従来ウレタンエラストマーは、すぐれた諸性状
(強じん性、弾性、耐摩耗性、耐油性など)を有
するので、自動車部品、工業用部品、スポーツ用
具部品などに広く利用されてきた。このウレタン
エラストマーの製造方法としては、ジオールに過
剰量の芳香族ジイソシアネートを反応させて得た
末端にイソシアネート基をもつプレポリマーをま
ず調製し、これを約100℃に加熱して脱泡し、こ
れに芳香族ジアミンなどの硬化剤〔たとえば最も
広く用いられている4,4′−メチレンビス(2−
クロロアニリン)(融点約95℃:商品名MOCA)〕
を約100〜110℃に加熱溶融して混合し、約100℃
で硬化させる方法、いわゆるプレポリマー法によ
るホツトメルト成形方法があり、広く行われき
た。 Conventionally, urethane elastomers have excellent properties (toughness, elasticity, abrasion resistance, oil resistance, etc.) and have therefore been widely used in automobile parts, industrial parts, sports equipment parts, and the like. The method for producing this urethane elastomer involves first preparing a prepolymer with isocyanate groups at the ends obtained by reacting diol with an excess amount of aromatic diisocyanate, then heating this to about 100°C to defoam it. hardening agents such as aromatic diamines [for example, the most widely used 4,4'-methylenebis(2-
(chloroaniline) (melting point approximately 95℃: trade name MOCA)]
Heat to about 100 to 110℃, mix and heat to about 100℃.
There is a hot melt molding method using a so-called prepolymer method, which has been widely used.
しかしながら、このホツトメルト成形方法によ
るプレポリマー法は次に述べるような多くの欠点
及び解決すべき問題点があつた。すなわち、第1
に、固体状の硬化剤(たとえば芳香族ジアミン)
を加熱溶融し、プレポリマーも、硬化剤の析出を
防止し、脱泡を容易にするために加熱下で混合脱
泡させるため、芳香族ジアミン、及びプレポリマ
ー中に含まれる芳香族ジイソシアネートなどが揮
散するという問題があつた。特にこれらの物質は
人体衛生上きわめて有害であり、作業者は溶融前
の芳香族ジアミンの粉じん及びこれらの揮散物質
の蒸気を吸入する危険にさらされており、現状で
は、この危険を完全に防止することができない。
第2に、芳香族ジアミンを加熱溶融して用いるた
め、ウレタンエラストマーの物性の低下を招くば
かりでなく、加熱により色調などが著しく変化
し、ウレタンエラストマー製品としての商品価値
をそこなう結果となる。さらにプレポリマーの加
熱によつて、末端イソシアネート基が活性化さ
れ、それがプレポリマーを構成するウレタン基と
反応して、いわゆるアロフアネート架橋を生じ、
粘度上昇をひき起し、ウレタンエラストマーの物
性を著しく低下させる原因となる。第3に、第2
で述べたプレポリマーの粘度上昇によつて、製造
工程、条件を安定状態に維持するのが困難とな
り、自動連続混合法による量産化はきわめて困難
となる。第4には、高温下で、混合、硬化及び後
硬化を行うので、多量の熱エネルギーを消費し、
製造コストが高くつくなどの欠点があつた。 However, this prepolymer method using hot melt molding has many drawbacks and problems that need to be solved as described below. That is, the first
In addition, a solid curing agent (e.g. aromatic diamine)
The prepolymer is mixed and defoamed under heat to prevent precipitation of the curing agent and facilitate defoaming, so aromatic diamines and aromatic diisocyanates contained in the prepolymer are There was a problem with vaporization. In particular, these substances are extremely harmful to human health, and workers are exposed to the risk of inhaling the aromatic diamine dust before melting and the vapors of these volatile substances.Currently, there is no way to completely prevent this danger. Can not do it.
Second, since the aromatic diamine is used after being heated and melted, not only the physical properties of the urethane elastomer deteriorate, but also the color tone etc. change significantly due to heating, resulting in a loss of commercial value as a urethane elastomer product. Furthermore, by heating the prepolymer, the terminal isocyanate groups are activated, which react with the urethane groups constituting the prepolymer to form so-called allophanate crosslinks.
This causes an increase in viscosity and causes a significant decrease in the physical properties of the urethane elastomer. Third, second
Due to the increase in the viscosity of the prepolymer mentioned above, it becomes difficult to maintain the manufacturing process and conditions in a stable state, making mass production by automatic continuous mixing extremely difficult. Fourth, mixing, curing, and post-curing are performed at high temperatures, which consumes a large amount of thermal energy.
There were drawbacks such as high manufacturing costs.
このような欠点は特定組成の硬化剤及びイソシ
アネート組成物を使用すれば改良できることが見
い出され、既に出願されている。(特願昭54−
43000)本発明者等はこの特定組成の硬化剤及び
イソシアネート組成物の成形法を検討し、特定の
高圧混合法を採用すれば、効率的にウレタンエラ
ストマーが製造できることを見い出し本発明に到
達した。 It has been found that such drawbacks can be improved by using a curing agent and an isocyanate composition having a specific composition, and an application has already been filed. (Special application 1974-
43000) The present inventors investigated the molding method of the curing agent and isocyanate composition of this specific composition, and found that a urethane elastomer could be efficiently produced by adopting a specific high-pressure mixing method, and thus arrived at the present invention.
すなわち本発明の要旨はポリアミン、平均分子
量300〜4000のポリオール及び触媒を必須成分と
する硬化剤組成物と、末端にイソシアネート基を
有する平均分子量500〜5000のプレポリマー及び
有機ポリイソシアネート単量体を必須成分とする
イソシアネート組成物を、該プレポリマーのイソ
シアネート基数と該ポリアミンのアミノ基数との
比が0.6:1〜1.5:1、該イソシアネート組成物
中のイソシアネート基の総和と該ポリアミンのア
ミノ基数に該ポリオールの水酸基数を加えた和と
の比が0.8:1〜1.4:1の範囲となるようにし
て、該硬化剤組成物と該イソシアネート組成物を
圧力50〜300Kg/cm2で混合室中に噴射し、液に乱
流を起して両液を混合し、次いで混合液を注型硬
化させることを特徴とするウレタンエラストマー
の製造方法に存する。 That is, the gist of the present invention is to use a curing agent composition containing a polyamine, a polyol with an average molecular weight of 300 to 4,000, and a catalyst as essential components, a prepolymer with an average molecular weight of 500 to 5,000 having an isocyanate group at the end, and an organic polyisocyanate monomer. The isocyanate composition as an essential component is prepared such that the ratio of the number of isocyanate groups in the prepolymer to the number of amino groups in the polyamine is 0.6:1 to 1.5:1, and the total number of isocyanate groups in the isocyanate composition and the number of amino groups in the polyamine are 0.6:1 to 1.5:1. The curing agent composition and the isocyanate composition are mixed in a mixing chamber at a pressure of 50 to 300 kg/cm 2 such that the ratio of the sum of the hydroxyl groups of the polyol is in the range of 0.8:1 to 1.4:1. The method of producing a urethane elastomer is characterized in that the two liquids are mixed by mixing the two liquids by causing a turbulent flow in the liquid, and then the mixed liquid is cast and cured.
以下本発明を詳細に説明する。 The present invention will be explained in detail below.
本発明で、硬化剤組成物に用いるポリアミンの
好ましい例としては、芳香族ジアミンがあり、こ
の芳香族ジアミンの芳香核には、ハロゲン原子、
トリフルオロメチル基、アルコキシカルボニル基
などの任意の置換基が導入されていてもよい。 In the present invention, a preferable example of the polyamine used in the curing agent composition is an aromatic diamine, and the aromatic nucleus of this aromatic diamine includes a halogen atom,
Any substituent such as a trifluoromethyl group or an alkoxycarbonyl group may be introduced.
このような芳香族ジアミンの例としては、3,
3′−ジクロロベンジジン、4,4′−ジアミノ−
3,3′−ジクロロジフエニルエーテル、4,4′−
ジアミノ−3,3′−ジクロロジフエニルジスルフ
イド、4,4′−ジアミノ−3−クロロ−3′−ブロ
モジフエニルメタン、4,4′−メチレンビス(2
−トリフルオロメチルアニリン)、4,4′−メチ
レンビス(2−クロロアニリン)(MOCA)、4,
4′−メチレンビス(2−メトキシカルボニルアニ
リン)、4,4′−メチレンビス(2,3−ジクロ
ロアニリン)、4,4′−メチレンビス(2,5−
ジクロロアニリン)などがあげられる。また、p
−もしくはm−フエニレンジアミン系化合物、た
とえば2,6−ジクロロ−p−フエニレンジアミ
ン、2−クロロ−5−イソブトキシカルボニル−
m−フエニレンジアミン、2−クロロ−5−イソ
プロポキシカルボニル−m−フエニレンジアミ
ン、及びアミノベンゾエート化合物、たとえばト
リメチレンビス(p−アミノベンゾエート)、ビ
ス(p−アミノベンゾイル)ジエチレングリコー
ル、またアミノフエニルスルフイド系化合物、た
とえば1,2−ビス(p−アミノフエニルチオ)
エタン、1,2−ビス(o−アミノフエニルチ
オ)エタンなどがあげられる。また、4−クロロ
−3,5−ジアミノ−イソプロピルフエニルアセ
テート、4−エトキシ−3,5−ジアミノトリフ
ルオロメチルベンゼン、ビス−〔2−(o−アミノ
フエニルチオ)エチル〕テレフタレートなどをあ
げることができる。また、これらのポリアミンは
単独で、あるいは混合物として用いられる。この
混合物の例としては、4,4′−メチレンビス(2
−クロロアリニン)と4,4′−メチレンビス
(2,3−ジクロロアニリン)とを任意の割合で
混合したもの、あるいは、上記のポリアミンの製
造に際して得られる混合物、たとえばアニリンと
0−クロロアニリンとを酸存在下でホルマリンと
反応させて得られるポリアミン混合物などをあげ
ることができる。しかしながら、高強度を有する
ポリウレタンエラストマーを製造するには、単一
のポリアミンを使用するのが好ましい。 Examples of such aromatic diamines include 3,
3'-dichlorobenzidine, 4,4'-diamino-
3,3'-dichlorodiphenyl ether, 4,4'-
Diamino-3,3'-dichlorodiphenyl disulfide, 4,4'-diamino-3-chloro-3'-bromodiphenylmethane, 4,4'-methylenebis(2
-trifluoromethylaniline), 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline) (MOCA), 4,
4'-methylenebis(2-methoxycarbonylaniline), 4,4'-methylenebis(2,3-dichloroaniline), 4,4'-methylenebis(2,5-
dichloroaniline), etc. Also, p
- or m-phenylenediamine type compounds, such as 2,6-dichloro-p-phenylenediamine, 2-chloro-5-isobutoxycarbonyl-
m-phenylenediamine, 2-chloro-5-isopropoxycarbonyl-m-phenylenediamine, and aminobenzoate compounds such as trimethylene bis(p-aminobenzoate), bis(p-aminobenzoyl)diethylene glycol, Nyl sulfide compounds, such as 1,2-bis(p-aminophenylthio)
Examples include ethane, 1,2-bis(o-aminophenylthio)ethane, and the like. Also, 4-chloro-3,5-diamino-isopropylphenyl acetate, 4-ethoxy-3,5-diaminotrifluoromethylbenzene, bis-[2-(o-aminophenylthio)ethyl] terephthalate, etc. be able to. Further, these polyamines may be used alone or as a mixture. An example of this mixture is 4,4'-methylenebis(2
-Chloroaniline) and 4,4'-methylenebis(2,3-dichloroaniline) in any proportion, or a mixture obtained during the production of the above polyamine, such as aniline and 0-chloroaniline, with acid. Examples include a polyamine mixture obtained by reacting with formalin in the presence of a polyamine. However, to produce polyurethane elastomers with high strength, it is preferred to use a single polyamine.
また、本発明に用いられる平均分子量300〜
4000のポリオールとは、末端に水酸基をもつ長鎖
状のものが好ましく、たとえばポリエチレンアジ
ペート、ポリブチレンアジペート、ポリプロピレ
ンアジペートなどのポリエステルのグリコール、
ポリプロピレンエーテルグリコール、ポリテトラ
メチレンエーテルグリコール、ポリ(オキシプロ
ピレン)トリオール、ポリ(オキシプロピレン)
ポリ(オキシエチレン)トリオール、ポリ(オキ
シプロピレン)ポリ(オキシエチレン)ポリ(オ
キシプロピレン)トリオールなどのようなポリア
ルキレンエーテルポリオール、ポリエステルポリ
オール、ポリブタジエンポリオール、ポリマーポ
リオールなどをあげることができる。また、これ
らのポリオールは単独で、あるいは混合物として
用いられる。 Moreover, the average molecular weight used in the present invention is 300~
The polyol of 4000 is preferably a long chain with a hydroxyl group at the end, such as polyester glycols such as polyethylene adipate, polybutylene adipate, polypropylene adipate, etc.
Polypropylene ether glycol, polytetramethylene ether glycol, poly(oxypropylene) triol, poly(oxypropylene)
Examples include polyalkylene ether polyols such as poly(oxyethylene) triol, poly(oxypropylene) poly(oxyethylene) poly(oxypropylene) triol, polyester polyols, polybutadiene polyols, and polymer polyols. Further, these polyols may be used alone or as a mixture.
本発明に用いられるこれらのポリオールは一般
に吸湿性であり、この中に含まれる水分はイソシ
アネートと反応してカルバミン酸を生成する。こ
のカルバミン酸は約80℃以上で分解して炭酸ガス
を発生するので、高温硬化を行う場合は、長鎖状
ポリオール中の水分は0.02重量%以下とするのが
望ましい。しかし、いわゆる低温硬化すなわち80
℃以下での硬化を行う場合は、この水分量が0.04
重量%程度でもなんら問題はない。 These polyols used in the present invention are generally hygroscopic, and the water contained therein reacts with the isocyanate to form carbamic acid. Since this carbamic acid decomposes at temperatures above about 80° C. and generates carbon dioxide gas, when performing high temperature curing, it is desirable that the water content in the long-chain polyol is 0.02% by weight or less. However, the so-called low temperature curing i.e. 80
When curing at temperatures below ℃, this moisture content is 0.04
There is no problem even if it is about % by weight.
本発明の硬化剤組成物中に添加される触媒とし
ては、ポリオール及びポリアミンに対し溶解可能
であるものが好ましく、たとえばトリエチレンジ
アミン、トリエチルアミン、ヘキサメチレンテト
ラミン、N−アルキルモルホリン、N−ペンタメ
チルジエチレントリアミン、N−ヘキサメチルト
リエチレンテトラミン、N,N−ジエチルアニリ
ン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−
ジメチルラウリルアミン、N,N−ジメチルピペ
リジン、N,N,N′,N′−テトラメチルエチレ
ンジアミン、N,N,N′,N′−テトラメチルプ
ロピルジアミン、N,N,N′,N′−テトラメチ
ル−1,3−ブタンジアミン、N,N,N′,
N′−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N,
N,N′,N′,N′−ペンタメチルジエチレントリ
アミン、1,8−ジアザ−ビシクロ−5,4、0
−ウンデセン、1,8−ジアザ−ビシクロ−5,
4,0−ウンデセン−メチルアンモニウムメトサ
ルフエイトなどの第三級アミン類があげられる。
この第三級アミンは他の触媒と併用してもよい。
このような触媒としては、ルイス酸触媒、たとえ
ば、テトラ−n−ブチルスズ、トリ−n−ブチル
スズアセテート、n−ブチルスズトリクロライ
ド、トリメチルスズハイドロオキサイド、ジメチ
ルスズジクロライド、ジブチルスズラウレート、
ジブチルスズジ−2−エチルヘキソエート、スタ
ナスオクトエートなどのような有機スズ化合物、
アセチルアセトン亜鉛塩、アセチルアセトンアル
ミニウム塩、アセチルアセトンコバルト塩などの
ようなアセチルアセトン金属塩、ナフテン酸亜
鉛、ナフテン酸鉛、ナフテン酸コバルトなどのよ
うなナフテン酸金属塩、フエニル水銀アセテー
ト、フエニル水銀オレート、水銀オクトエート、
水銀ナフタネートなどのような有機水銀化合物、
鉛オクトエート、鉛ナフタネートなどのような有
機鉛化合物、又は有機ボレートエステルの塩基性
金属塩および有機ホウ素化合物などがあげられ
る。本発明において上記のルイス酸は通常第三級
アミンと併用するのが好ましいが、イソシアネー
トとの反応速度のきわめて速いジアミノジフエニ
ルメタンなどをポリアミンとして用いる場合は、
ルイス酸を単独で使用するのが有効である。ま
た、第三級アミンと有機スズ系化合物を併用する
場合は劣化促進効果もかなり大きいので使用には
十分な注意を払う必要がある。上記の併用系のう
ち最も好ましいのは第三級アミンとアセチルアセ
トン金属塩とを適宜組み合わせたものである。 The catalyst added to the curing agent composition of the present invention is preferably one that is soluble in polyols and polyamines, such as triethylenediamine, triethylamine, hexamethylenetetramine, N-alkylmorpholine, N-pentamethyldiethylenetriamine, N-hexamethyltriethylenetetramine, N,N-diethylaniline, N,N-dimethylbenzylamine, N,N-
Dimethyllaurylamine, N,N-dimethylpiperidine, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, N,N,N',N'-tetramethylpropyldiamine, N,N,N',N'- Tetramethyl-1,3-butanediamine, N,N,N',
N'-tetramethylhexamethylene diamine, N,
N,N',N',N'-pentamethyldiethylenetriamine, 1,8-diaza-bicyclo-5,4,0
-undecene, 1,8-diaza-bicyclo-5,
Examples include tertiary amines such as 4,0-undecene-methylammonium methosulfate.
This tertiary amine may be used in combination with other catalysts.
Such catalysts include Lewis acid catalysts such as tetra-n-butyltin, tri-n-butyltin acetate, n-butyltin trichloride, trimethyltin hydroxide, dimethyltin dichloride, dibutyltin laurate,
Organotin compounds such as dibutyltin di-2-ethylhexoate, stannath octoate, etc.
Acetylacetone metal salts such as acetylacetone zinc salt, acetylacetone aluminum salt, acetylacetone cobalt salt etc., naphthenic acid metal salts such as zinc naphthenate, lead naphthenate, cobalt naphthenate etc., phenylmercury acetate, phenylmercury oleate, mercury octoate,
organic mercury compounds, such as mercury naphthanate,
Examples include organic lead compounds such as lead octoate and lead naphthanate, or basic metal salts of organic borate esters and organic boron compounds. In the present invention, it is usually preferable to use the Lewis acid described above in combination with a tertiary amine, but when using a polyamine such as diaminodiphenylmethane, which has an extremely fast reaction rate with an isocyanate,
It is effective to use Lewis acids alone. Furthermore, when a tertiary amine and an organic tin compound are used together, the effect of accelerating deterioration is quite large, so it is necessary to pay sufficient attention to their use. Among the above combination systems, the most preferred is an appropriate combination of a tertiary amine and an acetylacetone metal salt.
一方、本発明のイソシアネート組成物に用いら
れる末端にイソシアネート基を有するプレポリマ
ーとしては、ポリオールを公知の方法によつてイ
ソシアネート化したものをあげることができる。
すなわちこのプレポリマーは、たとえば、末端に
水酸基を有する平均分子量300〜4000のポリエー
テルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリ
ブタジエンポリオール、ポリマーポリオールなど
の長鎖状ポリオールを、水酸基の化学当量より過
剰の有機ポリイソシアネート単量体、たとえば、
テトラメチレン−1,4−ジイソシアネート、ヘ
キサメチレン−1,6−ジイソシアネートなどの
脂肪族ジイソシアネート、シクロヘキサン−1,
3−又は−1,4−ジイソシアネート、シクロヘ
キシルメタン−4,4−ジイソシアネート、トリ
レン−2,4−又は2,6−ジイソシアネート及
びその混合物、ジフエニルメタン−4,4−ジイ
ソシアネートなどのような芳香族ジイソシアネー
トと反応させることによつて平均分子量500〜
5000の末端に反応性イソシアネート基を有するプ
レポリマーを製造することができる。 On the other hand, as the prepolymer having isocyanate groups at the terminals used in the isocyanate composition of the present invention, polyols can be made into isocyanates by known methods.
In other words, this prepolymer is made by combining, for example, a long-chain polyol, such as a polyether polyol, polyester polyol, polybutadiene polyol, or polymer polyol, with an average molecular weight of 300 to 4,000 and having a hydroxyl group at the end, and an organic polyisocyanate monomer in excess of the chemical equivalent of the hydroxyl group. Quantities, e.g.
Aliphatic diisocyanates such as tetramethylene-1,4-diisocyanate and hexamethylene-1,6-diisocyanate, cyclohexane-1,
Aromatic diisocyanates such as 3- or -1,4-diisocyanate, cyclohexylmethane-4,4-diisocyanate, tolylene-2,4- or 2,6-diisocyanate and mixtures thereof, diphenylmethane-4,4-diisocyanate, etc. By reacting, the average molecular weight is 500~
Prepolymers with 5000 terminal reactive isocyanate groups can be produced.
さらに、イソシアネート組成物に用いられる有
機ポリイソシアネート単量体としては、前記のプ
レポリマーの製造の際に用いたものがあり、この
ほか、ジフエニルメタン−4,4−ジイソシアネ
ートを変性した液状ジフエニルメタンジイソシア
ネート、2,4−トリレンジイソシアネートの二
量体、m−フエニレンジイソシアネート、3,
3′−ジトリレン−4,4′−ジイソシアネート
(TODI)、4,4′−ビフエニルジイソシアネート、
ジアニシジンジイソシアネート(DADI)、1,
5−ナフタレンジイソシアネートなどがあげられ
る。これらの中で室温で液状であるトリレンジイ
ソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト、液状ジフエニルメタンジイソシアネートなど
が、プレポリマーの粘度を低下させる点で好まし
い。またこれらの有機ポリイソシアネート単量体
は適宜混合して用いることができる。 Furthermore, as the organic polyisocyanate monomer used in the isocyanate composition, there are those used in the production of the above-mentioned prepolymer, and in addition, liquid diphenylmethane diisocyanate modified from diphenylmethane-4,4-diisocyanate. , 2,4-tolylene diisocyanate dimer, m-phenylene diisocyanate, 3,
3'-ditolylene-4,4'-diisocyanate (TODI), 4,4'-biphenyl diisocyanate,
Dianisidine diisocyanate (DADI), 1,
Examples include 5-naphthalene diisocyanate. Among these, tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, liquid diphenylmethane diisocyanate, etc., which are liquid at room temperature, are preferred in terms of reducing the viscosity of the prepolymer. Further, these organic polyisocyanate monomers can be used in a suitable mixture.
また、有機ポリイソシアネート単量体として
は、例示したジイソシアネート化合物の他、トリ
イソシアネート化合物を適宜混合してもよい。 Further, as the organic polyisocyanate monomer, in addition to the exemplified diisocyanate compounds, a triisocyanate compound may be appropriately mixed.
本発明において、硬化剤組成物は、前記のポリ
オールとポリアミンとを溶解し、これに1種以上
の触媒を添加して調製される。ポリアミンはポリ
オールに対して5〜60重量%の範囲で用いるのが
好ましい。また触媒の量は、ポリオールとポリア
ミンの混合溶液100重量部に対し、0.05〜3重量
部の範囲が好ましく、0.05〜1重量部の範囲が特
に好ましい。触媒量が0.05重量部未満では、触媒
効果が不十分であり、3重量部を越えて添加して
も触媒効果はそれほど向上しない。 In the present invention, the curing agent composition is prepared by dissolving the polyol and polyamine described above and adding one or more catalysts thereto. The polyamine is preferably used in an amount of 5 to 60% by weight based on the polyol. The amount of the catalyst is preferably in the range of 0.05 to 3 parts by weight, particularly preferably in the range of 0.05 to 1 part by weight, per 100 parts by weight of the mixed solution of polyol and polyamine. If the amount of the catalyst is less than 0.05 parts by weight, the catalytic effect will be insufficient, and if it exceeds 3 parts by weight, the catalytic effect will not improve much.
本発明において、イソシアネート組成物を硬化
剤組成物と混合するに際し、イソシアネート組成
物中のプレポリマーのイソシアネート基数と硬化
剤組成物中のポリアミンのアミノ基数との比が
0.6:1〜1.5:1の範囲となるようにすることが
必要であり、好ましくは、0.9:1〜1.1:1の範
囲に調整される。この場合、プレポリマーのイソ
シアネート基の割合が、上記の下限未満では混合
物は白濁し、目的のポリウレタンエラストマーは
得られず、また上記の上限を越えると、物性の劣
るポリウレタンエラストマーしか得られない。 In the present invention, when mixing the isocyanate composition with the curing agent composition, the ratio of the number of isocyanate groups in the prepolymer in the isocyanate composition to the number of amino groups in the polyamine in the curing agent composition is determined.
It is necessary to adjust the ratio to be within the range of 0.6:1 to 1.5:1, preferably within the range of 0.9:1 to 1.1:1. In this case, if the proportion of isocyanate groups in the prepolymer is less than the above-mentioned lower limit, the mixture becomes cloudy and the desired polyurethane elastomer cannot be obtained, and if it exceeds the above-mentioned upper limit, only a polyurethane elastomer with poor physical properties can be obtained.
さらに本発明において、イソシアネート組成物
中のプレポリマー及び有機ポリイソシアネート単
量体のイソシアネート基数と、硬化剤組成物中の
ポリアミンのアミノ基数にポリオールの水酸基数
を加えた和との比は0.8:1〜1.4:1、好ましく
は1.05:1〜1.25:1の範囲となるようにする。
イソシアネート基の量が、上記範囲の下限未満で
は、弾性のない軟弱な可塑性樹脂しか得られず、
また上限を越えると、未反応のイソシアネート基
が残つて硬化せず、目的のポリウレタンエラスト
マーが得られない。 Furthermore, in the present invention, the ratio of the number of isocyanate groups in the prepolymer and organic polyisocyanate monomer in the isocyanate composition to the sum of the number of amino groups in the polyamine and the number of hydroxyl groups in the polyol in the curing agent composition is 0.8:1. ~1.4:1, preferably 1.05:1 to 1.25:1.
If the amount of isocyanate groups is less than the lower limit of the above range, only a soft plastic resin without elasticity will be obtained.
If the upper limit is exceeded, unreacted isocyanate groups remain and the desired polyurethane elastomer cannot be obtained.
本発明方法においては、従来使用されたポリウ
レタンエラストマーの酸化防止剤、紫外線吸収
剤、着色防止剤、加水分解防止剤、防ばい剤、難
燃化剤、着色剤、増量剤、充てん剤などを、その
ポリウレタンエラストマーの用途に応じて適宜添
加することができる。 In the method of the present invention, conventionally used polyurethane elastomer antioxidants, ultraviolet absorbers, coloring inhibitors, hydrolysis inhibitors, fungicides, flame retardants, coloring agents, extenders, fillers, etc. It can be added as appropriate depending on the use of the polyurethane elastomer.
本発明においては、上述してきた硬化剤組成物
とイソシアネート組成物を特定の組成となるよう
混合するが、混合方法として高圧混合法を採用す
る。本発明でいう高圧混合法とは、アクシヤルピ
ストンポンプ、ボツシユポンプのような高圧ポン
プにより硬化剤組成物とイソシアネート組成物を
50〜300Kg/cm2の圧力で小径口のノズルを通し高
速度で混合室中に噴射する。噴射は液同志をぶつ
ける方式、混合室の1つの壁に向つて二つの液を
ぶつける方式等があるが、液に乱流を起させなが
ら混合する方式であればいかなる方法であつても
よい。混合温度は常温でかまわないが、成形時の
反応速度を速くする必要がある場合は100℃以下
の範囲であれば温度を上げてもよい。 In the present invention, the curing agent composition and isocyanate composition described above are mixed to have a specific composition, and a high-pressure mixing method is employed as the mixing method. The high-pressure mixing method used in the present invention refers to a method in which a curing agent composition and an isocyanate composition are mixed using a high-pressure pump such as an axial piston pump or a bottle pump.
It is injected into the mixing chamber at high velocity through a small-bore nozzle at a pressure of 50-300 Kg/cm 2 . For jetting, there are methods such as hitting liquids together and hitting two liquids against one wall of a mixing chamber, but any method may be used as long as it mixes the liquids while causing turbulence. The mixing temperature may be room temperature, but if it is necessary to increase the reaction rate during molding, the temperature may be raised within the range of 100°C or less.
高圧混合機としては、高圧発泡機として市販さ
れている機械が利用できる。例えばクラウスマツ
フアイ社、ヘネツケ社、アドミラル社、シンシナ
チミラクロン社等から市販されている発泡機がそ
のまま利用できる。但し発泡品を製造する場合よ
りも本発明の方が高圧にする必要がある。上述の
方法により混合した後、混合液を常法に従い注型
硬化し、ポリウレタンエラストマーを製造する。
すなわち常温〜120℃で数分ないし数時間硬化さ
せ、さらに数分ないし数時間常法により後硬化さ
せてポリウレタンエラストマーを製造することが
できる。 As the high-pressure mixer, a commercially available high-pressure foaming machine can be used. For example, foaming machines commercially available from Krauss Matsufuei, Henetske, Admiral, Cincinnati Milacron, etc. can be used as they are. However, it is necessary to use a higher pressure in the present invention than in the case of producing foamed products. After mixing by the above-mentioned method, the mixed solution is cast and cured according to a conventional method to produce a polyurethane elastomer.
That is, a polyurethane elastomer can be produced by curing at room temperature to 120° C. for several minutes to several hours, and then post-curing for several minutes to several hours by a conventional method.
なお硬化温度はポリウレタンエラストマーの用
途、実際の使用場面などによつて適宜設定され、
たとえば、速硬化を必要とする場合は、高温で硬
化を行う。 The curing temperature is set appropriately depending on the purpose of the polyurethane elastomer and the actual usage situation.
For example, if rapid curing is required, curing is performed at a high temperature.
このポリウレタンエラストマーは、自動車部
品、工業用部品、スポーツ用具部品などとして利
用することができるほか、鋼管ライニング樹脂と
して好適である。 This polyurethane elastomer can be used as automobile parts, industrial parts, sports equipment parts, etc., and is also suitable as a steel pipe lining resin.
以上詳述したように、本発明によれば、混合装
置を小型化でき、且つ低温で効率的にポリウレタ
ンエラストマーを製造することが可能である。 As described in detail above, according to the present invention, it is possible to miniaturize the mixing device and efficiently produce polyurethane elastomer at low temperatures.
次に本発明を実施例により詳細に説明する。な
お実施例中、ポリウレタンエラストマーの物性は
JISK6301の方法に従つて測定した。引張試験片
形状は3号形、引裂試験片形状はB型を用いた。 Next, the present invention will be explained in detail with reference to examples. In addition, in the examples, the physical properties of the polyurethane elastomer are
Measured according to the method of JISK6301. The shape of the tensile test piece was No. 3, and the shape of the tear test piece was B type.
実施例
(A) 硬化剤組成物の調整
ポリテトラメチレングリコール(OH価112、
平均分子量1000)30Kg、MOCA11.95Kg、トリ
エチレンジアミン105g、アセチルアセトン亜
鉛塩60gを100℃に加熱し完全に溶解するまで
かきまぜた。Example (A) Preparation of curing agent composition Polytetramethylene glycol (OH value 112,
Average molecular weight 1000) 30kg, MOCA 11.95kg, triethylenediamine 105g, and acetylacetone zinc salt 60g were heated to 100°C and stirred until completely dissolved.
(B) イソシアネート組成物の調整
ポリテトラメチレンエーテルグリコール
(OH値112、平均分子量1000)30Kgに、2,4
−トリレンジイソシアネート10.55Kgを加え、
80℃で8時間反応させた。得られたプレポリマ
ーのイソシアネート基濃度は6.3重量%であつ
た。次にTDI80(2,4−および2,6−トリ
レンジイソシアナートの80:20の異性体混合
物)4.25Kgを加えよく混合した。(B) Preparation of isocyanate composition To 30 kg of polytetramethylene ether glycol (OH value 112, average molecular weight 1000), add 2,4
-Add 10.55Kg of tolylene diisocyanate,
The reaction was carried out at 80°C for 8 hours. The isocyanate group concentration of the obtained prepolymer was 6.3% by weight. Next, 4.25 kg of TDI80 (80:20 isomer mixture of 2,4- and 2,6-tolylene diisocyanate) was added and mixed well.
(C) ポリウレタンエラストマーの製造
次に得られた硬化剤組成物及びイソシアネー
ト組成物を、アドミラル社製高圧注型機2000、
2HP/2のタンクにそれぞれ入れ、20〜30mm
Hgの減圧下で2時間撹拌しながら、液中に溶
けている空気を除いた。液の温度を両液とも40
℃に保ち、吐出時の圧力が125Kg/cm2になるよ
うにして、イソシアネート組成物/硬化剤組成
物の混合比が1.55になるようにポンプ吐出量を
調整する。次に両をミキシングチヤンバー内に
吐出し混合し、液をホースを用いシート型中に
導き、そのまま室温に放置してエラストマーを
得た。この時のプレポリマーNCO当量/アミ
ン当量比は1/1、全イソシアネートの当量/
アミン+ポリオールの当量比は1.07である。こ
こに得られたエラストマーを23℃、60%RH中
に7日間放置後物性を測定したところ、以下の
通りであつた。(C) Manufacture of polyurethane elastomer Next, the obtained curing agent composition and isocyanate composition were heated using a high pressure casting machine 2000 manufactured by Admiral Co., Ltd.
Place each in a 2HP/2 tank, 20-30mm
Air dissolved in the liquid was removed while stirring for 2 hours under reduced pressure of Hg. Set the temperature of both liquids to 40
℃, the pressure at the time of discharge is 125 Kg/cm 2 , and the pump discharge rate is adjusted so that the mixing ratio of isocyanate composition/curing agent composition is 1.55. Next, both were discharged into a mixing chamber and mixed, the liquid was introduced into a sheet mold using a hose, and left as it was at room temperature to obtain an elastomer. At this time, the prepolymer NCO equivalent/amine equivalent ratio is 1/1, total isocyanate equivalent/
The equivalent ratio of amine + polyol is 1.07. The physical properties of the obtained elastomer after being left at 23° C. and 60% RH for 7 days were as follows.
硬度(JIS−A) 86 100%引張モジユラス 64Kg/cm2 300%引張モジユラス 134Kg/cm2 引張強さ 330Kg/cm2 引裂強さ 73Kg/cm2 伸 度 450% 外 観 透明均一体Hardness (JIS-A) 86 100% tensile modulus 64Kg/cm 2 300% tensile modulus 134Kg/cm 2 Tensile strength 330Kg/cm 2 Tear strength 73Kg/cm 2 Elongation 450% Appearance Transparent homogeneous body
Claims (1)
ール及び触媒を必須成分とする硬化剤組成物と、
末端にイソシアネート基を有する平均分子量500
〜5000のプレポリマー及び有機ポリイソシアネー
ト単量体を必須成分とするイソシアネート組成物
を、該プレポリマーのイソシアネート基数と該ポ
リアミンのアミノ基数との比が0.6:1〜1.5:
1、該イソシアネート組成物中のイソシアネート
基の総和と該ポリアミンのアミノ基数に該ポリオ
ールの水酸基数を加えた和との比が0.8:1〜
1.4:1の範囲となるようにして、該硬化剤組成
物と該イソシアネート組成物を圧力50〜300Kg/
cm2で混合室中に噴射し、液に乱流を起して両液を
混合し、次いで混合液を注型硬化させることを特
徴とするポリウレタンエラストマーの製造方法。1. A curing agent composition containing a polyamine, a polyol with an average molecular weight of 300 to 4000, and a catalyst as essential components;
Average molecular weight 500 with isocyanate group at the end
~5000 prepolymer and an organic polyisocyanate monomer as essential components, the ratio of the number of isocyanate groups of the prepolymer to the number of amino groups of the polyamine is 0.6:1 to 1.5:
1. The ratio of the total number of isocyanate groups in the isocyanate composition to the sum of the number of amino groups of the polyamine and the number of hydroxyl groups of the polyol is 0.8:1 to 1.
The curing agent composition and the isocyanate composition are heated at a pressure of 50 to 300 Kg/1.4:1.
1. A method for producing a polyurethane elastomer, which comprises injecting the liquid into a mixing chamber at a volume of cm 2 to cause turbulence in the liquid to mix both liquids, and then casting and curing the mixed liquid.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55143468A JPS5767624A (en) | 1980-10-14 | 1980-10-14 | Preparation of polyurthane elastomer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55143468A JPS5767624A (en) | 1980-10-14 | 1980-10-14 | Preparation of polyurthane elastomer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5767624A JPS5767624A (en) | 1982-04-24 |
| JPS6312891B2 true JPS6312891B2 (en) | 1988-03-23 |
Family
ID=15339402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55143468A Granted JPS5767624A (en) | 1980-10-14 | 1980-10-14 | Preparation of polyurthane elastomer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5767624A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03212443A (en) * | 1990-01-18 | 1991-09-18 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Polyoxymethylene resin composition |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05212732A (en) * | 1992-02-06 | 1993-08-24 | Seiko Epson Corp | Production of polyurethane lens |
| US10513575B2 (en) | 2015-08-18 | 2019-12-24 | Mitsui Chemicals, Inc. | Foam polyurethane material, molded article, and method for producing foam polyurethane material |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2622951B2 (en) * | 1976-05-21 | 1979-09-06 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Process for the production of elastic shaped bodies |
| DE2916485A1 (en) * | 1979-04-24 | 1980-11-06 | Bayer Ag | METHOD FOR PRODUCING ELASTIC MOLDED BODIES |
-
1980
- 1980-10-14 JP JP55143468A patent/JPS5767624A/en active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03212443A (en) * | 1990-01-18 | 1991-09-18 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Polyoxymethylene resin composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5767624A (en) | 1982-04-24 |
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