JP4790104B2 - Segmented polyurethane with high rigidity and high elongation - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セグメント化ポリウレタンに関するものである。更に詳しくは、初期弾性率(低歪みでの弾性率)及び破断伸びが共に大きく、かつ常用温度域での力学物性の変化が小さい高剛性・高伸度を有するセグメント化ポリウレタンに関する。従って、エラストマー、弾性繊維、コーテイング材等として使用できる。
【0002】
【従来技術とその問題点】
セグメント化ポリウレタンは、ポリオール、ジイソシアネート及び鎖延長剤の三成分から合成され、いわゆる硬質セグメント部分と軟質セグメント部分を分子内に有するブロックポリマー構造のポリウレタンで、高い物性を示すため、広く使われている。
【0003】
ポリオールとしては、従来ポリエーテルジオール及びポリエステルジオールが主に使用されてきたが、ポリカーボネートジオールを用いたセグメント化ポリウレタンは耐熱性、耐加水分解性、耐候性等に優れるため、注目されている。
これまでに、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等の低級アルキルジオールを用いて得られるポリカーボネートジオール系のセグメント化ポリウレタンが知られている(特公昭45−9533号公報、特開平2−170813号公報、特開平4−7327号公報、特開平5−51428号公報など)。しかし、これらは剛性や伸びが充分でなく、その向上が求められている。また、実使用時の常用温度域(−20℃ 〜 +35℃)において、力学物性の変化が大きく、用途面で制約を受けることがあった。
【0004】
これらの問題に対し、セグメント化ポリウレタンの構成成分であるポリオール、ジイソシアネート及び鎖延長剤三成分の配合割合の検討、あるいはジイソシアネートや鎖延長剤の種類の検討、セグメント化ポリウレタンの分子量などの面からの検討もなされてはいるが、特に、軟質セグメント部分を創出するポリオール即ちポリカーボネートジオールの構造に関する検討が多くなされている。
例えば、剛性の改良に関しては、1,4−シクロヘキサンジメタノールのような剛直な脂環式アルキルジオールを使用する方法(特公昭55−19249号公報、特公昭61−34448号公報など)などが知られているが、逆に伸びが低下してしまう問題点がある。
【0005】
また、伸びの改良については、2−メチル−1,3−プロパンジオール、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などの側鎖を有するアルキルジオールを使用する方法(特開平2−158617号公報、特開平4−31418号公報、特開平4−332717号公報など)やジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールあるいは、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、1,9−ノナンジオール等脂肪族ジオールのエーテル化物などエーテルジオールを使用する方法(特開昭63−305127号公報、特開平2−214713号公報、特開平2−240124号公報、特開平2−255822号公報など)等が提案されている。しかし、これらの方法ではいづれも剛性の向上は期待できない。
【0006】
この他、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオールなどの比較的高級アルキルジオールを用いて得られるセグメント化ポリウレタン(特公平3−54967号公報、特公平4−1764号公報、特開平3−72516号公報、特開平3−140318号公報、特開平4−342714号公報、特開平5−43646号公報など)や長鎖のダイマージオール(炭素数36)を用いて得られるセグメント化ポリウレタン(特開平10−251369号公報、特開平10−273514号公報など)も知られているが、剛性と伸びの両方において満足する値を示していない。
【0007】
更に、上記のいづれの提案においても、実使用時の常用温度域(−20℃ 〜 +35℃)における力学物性の変化が大きいことについての問題は解決されていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記のような従来技術が解決できなかった問題点を解決した即ち、初期弾性率及び破断伸びが共に大きく、かつ、常用温度域での力学物性の変化が小さい高剛性及び高伸度を有するセグメント化ポリウレタンを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、(A)1,12−ドデカンジオールとカーボネート化合物とから合成されるポリカーボネートジオール(B)鎖延長剤 及び(C)ジイソシアネートを含む成分から製造されることを特徴とする高剛性及び高伸度を有するセグメント化ポリウレタンによって達成される。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明で使用される(A)ポリカーボネートジオールは、1,12−ドデカンジオールとカーボネート化合物とから合成されるものである。
【0011】
脂肪族ポリカーボネートジオールの合成に使用するカーボネート化合物としては、炭酸根を有する直鎖/環状脂肪族化合物及び芳香族化合物のいづれでもよい。例えば、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネートまたはアルキレンカーボネートであり、具体的にはジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−n−ブチルカーボネート、ジイソブチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネートなど及びこれらの混合物を挙げることができる。本発明では、脂肪族ポリカーボネートジオールの合成は公知の方法によって行うことができる。即ち、1,12−ドデカンジオールとカーボネート化合物を、触媒として四塩化チタン、テトラ−n−ブチルチタネート、テトライソプロピルチタネートなどのチタン系化合物や金属スズ、水酸化スズ、塩化スズなどのスズ系化合物等のエステル交換触媒を使用し、1,12−ドデカンジオールをカーボネート化合物とエステル交換反応させて得られる。1,12−ドデカンジオールとカーボネート化合物の使用比率は、特に限定されるものではないが、得られる脂肪族ポリカーボネートジオールの分子主鎖の両末端が殆ど完全に水酸基となるためには、カーボネート化合物の使用量に対して化学量論的に若干過剰量、好ましくは1〜30モル%過剰量の1,12−ドデカンジオールが用いられる。触媒の使用量は、1,12−ドデカンジオールの重量に対して10ppm〜1000ppmである。エステル交換反応の条件は、特に制限されないが、常圧下、通常110〜180℃で1〜4時間程度エステル交換反応を行い、さらに常圧下、110〜280℃程度で数時間反応させ、次いで同温度で徐々に真空度を高めながら最終的に20mmHg以下となる減圧下で数時間反応させることが望ましい。また、この反応は平衡反応であるから、副生するアルコール類またはフェノール類を連続的に系外へ抜き出し、除去することが望ましい。このためには、反応器に蒸留塔を設けて行うことが好ましい。また、上記副生物の留去を助けるために、反応系へ窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを少量通しながら反応を行うこともできる。本発明で得られた脂肪族ポリカーボネートジオールの分子量は、特に限定されるものではないが、数平均分子量で500〜3000程度が好ましい。数平均分子量が、あまりに低いと本発明に述べるような性質を持つセグメント化ポリウレタンが得られない。また、あまりに高い平均分子量を有する脂肪族ポリカーボネートはその合成自体が難しい。本発明では、必要に応じて上述の分子量調整がなされた反応生成物を、好ましくは使用したエステル交換触媒とほぼ同モルの、例えばリン酸ジブチルなどのリン系化合物で処理して、エステル交換触媒を不活性化することによって目的生成物の脂肪族ポリカーボネートジオールを得ることもできる。
【0012】
本発明で使用する(B)鎖延長剤は、本発明のセグメント化ポリウレタンの使用用途に応じて、硬質のものから軟質のものまで幅広い範囲に変化させるために、構成成分の一つとして配合されるものであり、イソシアネート基と反応する水素原子を少なくとも2個有する低分子量化合物である。
通常、脂肪族ポリオール及び脂肪族ポリアミンあるいは芳香族ポリアミンを挙げることができる。好ましくは炭素数11以下の脂肪族ポリオール及び脂肪族ポリアミンあるいは芳香族ポリアミンを挙げることができる。これらは単独でも混合して用いてもよい。
具体的には、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−ジヒドロキシエチルシクロヘキサン、エチレンジアミン、1,2−プロピレンジアミン、p,p′−ジアミノジシクロヘキシルメタン、メタ(パラ)キシリレンジアミンなどが挙げられ、より好ましくは、1,4−ブタンジオールである。
【0013】
本発明で使用する(C)ジイソシアネートは、脂肪族、脂環族または芳香族の各種公知のジイソシアネート化合物や高官能性もしくは高分子ジイソシアネートが使用される。具体的には、1,5−ナフチレ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、4,4’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、4,4’−ジベンジルジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ブタン−1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンジイソシアネート及びその誘導体が挙げられる。好ましくは、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートであり、より好ましくは、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートが挙げられる。これらジイソシアネートは、単独でも混合して用いることもできる。
【0014】
本発明の高剛性及び高伸度を有するセグメント化ポリウレタンは、(A)1,12−ドデカンジオールとカーボネート化合物とから合成されるポリカーボネートジオール、(B)鎖延長剤及び(C)ジイソシアネートを含む成分からポリウレタン化反応によって製造することができる。
【0015】
このポリウレタン化反応は、無溶剤下で行うこともできるし、イソシアネート基に対して不活性な有機溶剤の存在下で行うこともできる。
【0016】
無溶剤系の場合は、(A)の脂肪族ポリカーボネートジオールと(B)の鎖延長剤とを混合し、これに(C)のジイソシアネートを混合して、一度に反応させるか、あるいは(A)の脂肪族ポリカーボネートジオールと(C)のジイソシアネートを反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマーを得た後、(B)の鎖延長剤を混合・反応させて高分子化するか、あるいは、(A)の脂肪族ポリカーボネートジオールと(B)の鎖延長剤とを混合し、これに(C)のジイソシアネートの一部を混合・反応させてイソシアネート基を有するプレポリマーを得た後、残余の(C)のジイソシアネートを混合し、さらに反応させることによって製造することもできる。
【0017】
ポリウレタン化反応の温度は、特に制限はされないが、80〜150℃が好ましい。
【0018】
不活性な有機溶剤系を使用する場合は、(A)の脂肪族ポリカーボネートジオールを不活性な有機溶剤に溶解し、さらに(B)の鎖延長剤を混合した後、これに(C)のジイソシアネートを混合し、一度に反応させるか、あるいは(A)の脂肪族ポリカーボネートジオールを不活性な有機溶剤に溶解し、これに(C)のジイソシアネートを混合・反応させた後、さらに(B)の鎖延長剤を混合・反応させて高分子化するか、あるいは(A)の脂肪族ポリカーボネートジオールを不活性な有機溶剤に溶解し、これに(B)の鎖延長剤と(C)のジイソシアネートの一部を混合・反応させた後、残余の(C)のジイソシアネートを混合し、さらに反応させてもよい。
【0019】
不活性な有機溶剤としては、メチルエチルケトン、酢酸エチル、トルエン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。
【0020】
不活性な有機溶剤系でのポリウレタン化反応の温度は、特に制限はされないが、20〜100℃が好ましい。
【0021】
ポリウレタン化反応の促進のために、公知のトリエチルアミンやトリエチレンジアミンなどのアミン系やトリメチル錫ラウレートやジブチル錫ジラウレートなどのスズ系の触媒を用いてもよい。
【0022】
次に、(A)の脂肪族ポリカーボネートジオール、(B)の鎖延長剤及び(C)のジイソシアネート三者の配合割合については、(A)の脂肪族ポリカーボネートジオールと(B)の鎖延長剤の使用比率は、特に制限はないが、前者1モルに対し後者が1/10〜10モルの範囲が好ましい。この値が余りにも少ないと、得られるセグメント化ポリウレタンの剛性が低く成り過ぎ、実用的でない。また、この値があまりに多いと、(A)の脂肪族ポリカーボネートジオールに由来する本来の特徴が発現せず、本発明の目的を達成できない。
(C)のジイソシアネートの使用量は、得られるセグメント化ポリウレタンの分子量によって、特に限定されるものではないが、エラストマーとして使用される場合は、(A)の脂肪族ポリカーボネートジオールの活性水素基である水酸基と(B)の鎖延長剤に含まれる活性水素基の合計モル数に対して(C)のジイソシアネートのイソシアネート基のモル数が、ほぼ等モルであることが望ましい。好ましくは、(A)の脂肪族ポリカーボネートジオールの活性水素基である水酸基と(B)の鎖延長剤に含まれる活性水素基の合計モル数と(C)のジイソシアネートのイソシアネート基とが、当量比で1:0.8〜1:1.2であり、より好ましくは、1:0.95〜1:1.05である。
この値があまりに小さいと、得られるセグメント化ポリウレタンの分子量が充分に上がらない。また、この値があまりに大きいと、得られるセグメント化ポリウレタンの分子量が大きくなり過ぎてゲル化したり、過剰のイソシアネート基による副反応が生じ、好ましくない。
【0023】
本発明で得られるセグメント化ポリウレタンは、分子末端がヒドロキシル基あるいはイソシアネート基のどちらでもよい。また、ウレタン結合及び/またはウレア結合とイソシアネート基との反応や、イソシアネート基と反応する水素原子を少なくとも3個有する低分子化合物の使用によって一部架橋構造を導入することもできる。
【0024】
また、本発明で得られるセグメント化ポリウレタンは、イソシアネート基と反応する水素原子を少なくとも2個有する低分子化合物、あるいはイソシアネート基を少なくとも2個有する低分子化合物とさらに反応して高分子量化もしくは網状化することもできる。
【0025】
本発明で得られるセグメント化ポリウレタンには、本発明の効果を損なわない範囲内で公知の各種添加剤を添加・混合しても差し支えない。
【0026】
本発明で得られるセグメント化ポリウレタンは、耐熱性、耐加水分解性、耐候性等に優れている上に、初期弾性率及び破断伸びが共に大きく、かつ常用温度域での力学物性の変化が小さいため、実使用時における材料としての信頼性が高く、高剛性及び高伸度を有するセグメント化ポリウレタンである。
そのため、ロール、ソリッドタイア、キャスター、靴底、チューブ、ホース、ベルト、フィルム及び各種射出成形部品などのポリウレタンエラストマー、ポリウレタン弾性繊維、ポリウレタンコーテイング材等として使用できる。
【0027】
【実施例】
以下に、実施例及び比較例をあげて本発明を具体的に説明するが、これらは本発明を何ら限定するものではない。
なお、脂肪族ポリカーボネートジオールの諸物性は下記の方法によって測定した。
(1)水酸基価(OH価)
一定量の試料をエステル化用フラスコにはかりとり、無水フタル酸のピリジン溶液25mlをホールピペットで正確に加え、反応フラスコにエアーコンデンサーを付け、98±2℃でおだやかに振り動かしながら2時間加熱した。反応後、室温になるまで放置し、指示薬フェノールフタレインを用い、N/2の水酸化ナトリウムで未反応無水フタル酸を滴定した。
OH価は、次式により算出した。
OH価(mgKOH/g)= 28.05(B−A)f/S
ここで、Sは試料採取量(g)、Aは試料の滴定に要したN/2水酸化ナトリウム溶液の量(ml)、Bは空試験の滴定に要したN/2水酸化ナトリウム溶液の量(ml)、fはN/2水酸化ナトリウム溶液のファクターである。
(2)数平均分子量(Mn)
次式により算出した。
Mn=112200/OH価
(3)ガラス転移温度(Tg)
示差走査熱量計(島津製作所製、DSC−50)を用い、窒素ガス雰囲気中、昇温速度10℃/分の条件で測定した。
(4)融点(Tm)
示差走査熱量計(島津製作所製、DSC−50)を用い、窒素ガス雰囲気中、昇温速度10℃/分の条件で測定した。
【0028】
また、セグメント化ポリウレタンの諸物性は下記の方法によって測定した。
(5)引張特性
JIS K7311従い、引張試験機(オリエンテック製、テンシロン UCT−5T)を用い、23℃、50%RHにおいて測定した。初期弾性率、応力(100%、200%、300%及び破断伸び(即ち引張強度)での値)及び破断伸びを求めた。
(6)動的粘弾性
動的粘弾性測定装置(レオメトリクス製、RSAII)を用い、周波数1Hz、歪み量0.05%、−100〜200℃の温度範囲で引張モードで測定した。
【0029】
実施例1
脂肪族ポリカーボネートジオールの合成
攪拌機、温度計並びに塔頂部に分留管、還流ヘッド及びコンデンサーを備えた蒸留塔を装置した内容積2Lのガラス製反応容器に1,12−ドデカンジオール(宇部興産(株)製)0.85モル、ジメチルカーボネート(宇部興産(株)製)0.81モル及び触媒としてのテトラ−n−ブチルチタネート100ppm(重量基準で1,12−ドデカンジオールに対する値)を仕込み、加熱し、エステル交換反応によってメタノール及びメタノールと共沸するジメチルカーボネートを還流しながら130℃で3時間保持した。次いで、生成するメタノールとジメチルカーボネートの共沸物を留去させながら、5時間かけて190℃まで徐々に昇温した。その後190℃に保ったまま、4時間かけて、真空ポンプで徐々に減圧度を高め、最終的に20mmHgの圧力で2時間反応させ、反応生成物としてポリカーボネートジオールを得た。
次に、このようにして得られたポリカーボネートジオールに、テトラ−n−ブチルチタネートと等モル量のリン酸ジブチルを加え、110℃で2時間攪拌した。得られたポリカーボネートジオールの物性を表1に示す。このポリカーボネートジオールを、以後ポリカーボネートジオールAと表わす。
【0030】
セグメント化ポリウレタンの合成とその物性評価
攪拌機、温度計及び冷却管を装着した内容積1Lのガラス製反応容器中で、ポリカーボネートジオールA 60g(0.0284モル)及び1,4−ブタンジオール 5.15g(0.0572モル)をN,N’−ジメチルホルムアミド202gに60℃で完全に溶解した。次に、この溶液約1gを注射器で抜き出し、カールフィッシャー水分測定装置で水分率を測定した結果、263.7ppm(0.0039モル)であった。
ポリカーボネートジオールA、1,4−ブタンジオール及び水分の各モル数の合計量にほぼ等しくなるよう、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート 21.93g(0.0877モル、NCO/OH=0.98(モル比))を秤量し、上記溶液に加えた。続いて、温度を80℃に再設定し、加熱・反応を開始した。反応の進行と共に溶液粘度が上昇するため、E型粘度計を使用して1時間毎に溶液粘度を測定し、粘度上昇がほぼ見られなくなった5時間後に反応を停止した。 その結果、この溶液の最終粘度は、40℃において62.0Pa・secであった。
そこで、このセグメント化ポリウレタン溶液を60℃に加熱した後、離型性のあるガラス板上にキャストし、70℃で1時間、次いで120℃で2時間熱処理して約200μmの厚さのフィルムを得た。このフィルムの物性を表2及び図1に示した。
【0031】
実施例2
実施例1において、ポリカーボネートジオールA 90g(0.0426モル)及び1,4−ブタンジオール 3.86g(0.0429モル)をN,N’−ジメチルホルムアミド202gに60℃で完全に溶解した。次に、この溶液約1gを注射器で抜き出し、カールフィッシャー水分測定装置で水分率を測定した結果、260ppm(0.0043モル)であった。
ポリカーボネートジオールA、1,4−ブタンジオール及び水分の各モル数の合計量にほぼ等しくなるよう、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート 22g(0.088モル、NCO/OH=0.98(モル比))を秤量し、以下同様にして得られたセグメント化ポリウレタンフィルムの物性を表2に示した。
【0032】
実施例3
実施例1において、ポリカーボネートジオールA 36g(0.017モル)及び1,4−ブタンジオール 6.18g(0.0686モル)をN,N’−ジメチルホルムアミド202gに60℃で完全に溶解した。次に、この溶液約1gを注射器で抜き出し、カールフィッシャー水分測定装置で水分率を測定した結果、265ppm(0.0036モル)であった。
ポリカーボネートジオールA、1,4−ブタンジオール及び水分の各モル数の合計量にほぼ等しくなるよう、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート 21.85g(0.0874モル、NCO/OH=0.98(モル比))を秤量し、以下同様にして得られたセグメント化ポリウレタンフィルムの物性を表2に示した。
【0033】
比較例1
脂肪族ポリカーボネートジオールの合成
実施例1において、1,12−ドデカンジオールに替えて1,6ヘキサンジオール(宇部興産(株)製)を使用した以外は全く同様にして得られたポリカーボネートジオールの物性を表1に示した。このポリカーボネートジオールを、以後ポリカーボネートジオールBと表わす。
【0034】
セグメント化ポリウレタンの合成とその物性
ポリカーボネートジオールB 60g(0.0299モル)及び1,4−ブタンジオール 5.39g(0.0599モル)をN,N’−ジメチルホルムアミド205gに60℃で完全に溶解した。次に、この溶液約1gを注射器で抜き出し、カールフィッシャー水分測定装置で水分率を測定した結果、537.4ppm(0.0081モル)であった。
ポリカーボネートジオールB、1,4−ブタンジオール及び水分の各モル数の合計量にほぼ等しくなるよう、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート 23.98g(0.0959モル、NCO/OH=0.98(モル比))を秤量し、以下同様にして粘度上昇がほぼ見られなくなった6時間後に反応を停止した。この溶液の最終粘度は、40℃において46.5Pa・secであった。得られたセグメント化ポリウレタンフィルムの物性を表2及び図1に示した。
【0035】
比較例2
脂肪族ポリカーボネートジオールの合成
実施例1において、1,12−ドデカンジオールに替えてジエチレングリコール(日本触媒(株)製)を使用した以外は全く同様にして得られたポリカーボネートジオールの物性を表1に示した。このポリカーボネートジオールを、以後ポリカーボネートジオールCと表わす。
【0036】
セグメント化ポリウレタンの合成とその物性
ポリカーボネートジオールC 60g(0.0266モル)及び1,4−ブタンジオール 4.79g(0.0532モル)をN,N’−ジメチルホルムアミド198gに60℃で完全に溶解した。次に、この溶液約1gを注射器で抜き出し、カールフィッシャー水分測定装置で水分率を測定した結果、311.7ppm(0.0046モル)であった。
ポリカーボネートジオールC、1,4−ブタンジオール 及び水分の各モル数の合計量にほぼ等しくなるよう、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート21.42g(0.0857モル、NCO/OH=1.015(モル比))を秤量し、以下同様にして粘度上昇がほぼ見られなくなった7時間後に反応を停止した。その結果、この溶液の最終粘度は、40℃において29.15Pa・secであった。 得られたセグメント化ポリウレタンフィルムの物性を表2及び図1に示した。
【0037】
比較例3
脂肪族ポリカーボネートジオールの合成
実施例1において、1,12−ドデカンジオールに替えて、1,9−ノナンジオールと2−メチル−1,8−オクタンジオールの混合物(1,9−ノナンジオール/2−メチル−1,8−オクタンジオール=65/35モル%比)(クラレ(株)製)を使用した以外は全く同様にして得られたポリカーボネートジオールの物性を表1に示した。このポリカーボネートジオールを、以後ポリカーボネートジオールDと表わす。
【0038】
セグメント化ポリウレタンの合成とその物性
ポリカーボネートジオールD 60g(0.0296モル)及び1,4−ブタンジオール 5.32g(0.0591モル)をN,N’−ジメチルホルムアミド200gに60℃で完全に溶解した。次に、この溶液約1gを注射器で抜き出し、カールフィッシャー水分測定装置で水分率を測定した結果、370ppm(0.0055モル)であった。
ポリカーボネートジオールD、1,4−ブタンジオール 及び水分の各モル数の合計量にほぼ等しくなるよう、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート23.31g(0.0933モル、NCO/OH=0.99(モル比))を秤量し、以下同様にして粘度上昇がほぼ見られなくなった7時間後に反応を停止した。その結果、この溶液の最終粘度は、40℃において68.0Pa・secであった。得られたセグメント化ポリウレタンフィルムの物性を表2に示した。
【0039】
【表1】
【0040】
【表2】
【0041】
【発明の効果】
本発明で得られるセグメント化ポリウレタンは、1,12−ドデカンジオールを含有する脂肪族炭化水素とカーボネート化合物から合成される脂肪族ポリカーボネートジオールを用いているために、耐熱性、耐加水分解性、耐候性等に優れている上に、初期弾性率及び破断伸びが共に大きく、かつ常用温度域での力学物性の変化が小さいため、実使用時における材料としての信頼性が高く、高剛性及び高伸度を有するセグメント化ポリウレタンである。
【図面の簡単な説明】
【図1】セグメント化ポリウレタンの貯蔵弾性率(E’)温度依存性の結果を示したものである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to segmented polyurethane. More specifically, the present invention relates to a segmented polyurethane having a high initial stiffness (elastic modulus at low strain) and elongation at break, and high rigidity and high elongation with little change in mechanical properties in a normal temperature range. Therefore, it can be used as an elastomer, elastic fiber, coating material and the like.
[0002]
[Prior art and its problems]
Segmented polyurethane is a block polymer-structured polyurethane that is synthesized from the three components of polyol, diisocyanate and chain extender, and has so-called hard and soft segment parts in its molecule. It is widely used because of its high physical properties. .
[0003]
Conventionally, polyether diols and polyester diols have been mainly used as polyols, but segmented polyurethanes using polycarbonate diols are attracting attention because they are excellent in heat resistance, hydrolysis resistance, weather resistance, and the like.
So far, polycarbonate diol-based segmented polyurethanes obtained by using lower alkyl diols such as 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol and the like are known (Japanese Patent Publication No. 45). No. -9533, JP-A-2-170813, JP-A-4-7327, JP-A-5-51428, etc.). However, these have insufficient rigidity and elongation, and their improvement is required. Moreover, in the normal temperature range (-20 degreeC-+35 degreeC) at the time of actual use, the change of a mechanical physical property is large, and there existed a restriction | limiting in the use surface.
[0004]
For these problems, the composition ratio of polyol, diisocyanate and chain extender, which are the components of segmented polyurethane, or the type of diisocyanate and chain extender, the molecular weight of segmented polyurethane, etc. Although studies have been made, in particular, many studies have been made on the structure of a polyol, that is, a polycarbonate diol, which creates a soft segment portion.
For example, regarding the improvement of rigidity, methods using rigid alicyclic alkyl diols such as 1,4-cyclohexanedimethanol (Japanese Patent Publication No. 55-19249, Japanese Patent Publication No. 61-34448, etc.) are known. However, there is a problem that the elongation decreases.
[0005]
For improving the elongation, a method using an alkyl diol having a side chain such as 2-methyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, neopentyl glycol, etc. 158617, JP-A-4-31418, JP-A-4-332717, etc.), diethylene glycol, triethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptane. Methods using ether diols such as ethers of aliphatic diols such as diol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol (Japanese Patent Laid-Open No. 63-305127, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 2-214713, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 2) -240124, JP-A-2-25582 Publication, etc.) and the like have been proposed. No.. However, none of these methods can be expected to improve rigidity.
[0006]
In addition, segmented polyurethanes obtained by using relatively higher alkyl diols such as 1,9-nonanediol and 2-methyl-1,8-octanediol (Japanese Patent Publication No. 3-54967, Japanese Patent Publication No. 4-1764). And JP-A-3-72516, JP-A-3-140318, JP-A-4-342714, JP-A-5-43646, etc.) and long-chain dimer diols (36 carbon atoms). There are also known segmented polyurethanes (JP 10-251369 A, JP 10-273514 A, etc.), but they do not show satisfactory values in both rigidity and elongation.
[0007]
Furthermore, in any of the above proposals, the problem that the change in mechanical properties in the normal temperature range (−20 ° C. to + 35 ° C.) during actual use is not solved.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems that the prior art could not solve, that is, high rigidity and low initial mechanical modulus and elongation at break, and small change in mechanical properties in the normal temperature range. It is to provide a segmented polyurethane having high elongation.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides (A) 1,12-dodecandioeAndIt is achieved by a segmented polyurethane having high rigidity and high elongation, characterized in that it is produced from a component comprising a polycarbonate diol (B) chain extender synthesized from a carbonate compound and (C) a diisocyanate.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The (A) polycarbonate diol used in the present invention is 1,12-dodecandioe.AndIt is synthesized from carbonate compounds.
[0011]
The carbonate compound used for the synthesis of the aliphatic polycarbonate diol may be any of a linear / cycloaliphatic compound having a carbonate radical and an aromatic compound. For example, dialkyl carbonate, diaryl carbonate or alkylene carbonate, specifically dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-butyl carbonate, diisobutyl carbonate, diphenyl carbonate, ethylene carbonate, trimethylene carbonate and the like, and mixtures thereof Can do. In the present invention, the synthesis of the aliphatic polycarbonate diol can be performed by a known method. That is, 1,12-dodecandioeAndUsing a carbonate compound as a catalyst, a transesterification catalyst such as a titanium compound such as titanium tetrachloride, tetra-n-butyl titanate, tetraisopropyl titanate, or a tin compound such as metal tin, tin hydroxide, tin chloride, etc. , 12-DodecandioLeObtained by a transesterification reaction with a carbonate compound. 1,12-DodecandioAndThe use ratio of the carbonate compound is not particularly limited, but in order for both ends of the molecular main chain of the resulting aliphatic polycarbonate diol to be almost completely hydroxyl groups, the stoichiometric amount relative to the use amount of the carbonate compound. A theoretically slight excess, preferably a 1-30 mol% excess of 1,12-dodecandioeLeUsed. The amount of the catalyst used is 10 ppm to 1000 ppm based on the weight of 1,12-dodecanediol. The conditions for the transesterification reaction are not particularly limited, but the transesterification reaction is usually performed at 110 to 180 ° C. for 1 to 4 hours under normal pressure, and further reacted at 110 to 280 ° C. for several hours under normal pressure, and then at the same temperature. It is desirable to carry out the reaction for several hours under a reduced pressure that finally becomes 20 mmHg or less while gradually increasing the degree of vacuum. Further, since this reaction is an equilibrium reaction, it is desirable to continuously extract and remove alcohols or phenols produced as a by-product from the system. For this purpose, it is preferable to provide a distillation column in the reactor. Further, in order to help the by-product to be distilled off, the reaction can be carried out while passing a small amount of inert gas such as nitrogen, argon or helium through the reaction system. The molecular weight of the aliphatic polycarbonate diol obtained in the present invention is not particularly limited, but the number average molecular weight is preferably about 500 to 3,000. If the number average molecular weight is too low, a segmented polyurethane having the properties described in the present invention cannot be obtained. Also, it is difficult to synthesize an aliphatic polycarbonate having an excessively high average molecular weight. In the present invention, if necessary, the reaction product having the molecular weight adjusted as described above is preferably treated with a phosphorus compound such as dibutyl phosphate, which is approximately the same mole as the transesterification catalyst used. It is also possible to obtain an aliphatic polycarbonate diol as a target product by inactivating.
[0012]
The (B) chain extender used in the present invention is blended as one of the constituent components in order to change from a hard one to a soft one depending on the intended use of the segmented polyurethane of the present invention. It is a low molecular weight compound having at least two hydrogen atoms that react with isocyanate groups.
Usually, aliphatic polyols and aliphatic polyamines or aromatic polyamines can be mentioned. Preferred examples include aliphatic polyols and aliphatic polyamines or aromatic polyamines having 11 or less carbon atoms. These may be used alone or in combination.
Specifically, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1, Examples include 4-dihydroxyethylcyclohexane, ethylenediamine, 1,2-propylenediamine, p, p'-diaminodicyclohexylmethane, and meta (para) xylylenediamine. More preferred is 1,4-butanediol.
[0013]
As the (C) diisocyanate used in the present invention, various known diisocyanate compounds such as aliphatic, alicyclic or aromatic, and high-functional or high-molecular diisocyanates are used. Specifically, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenyldimethylmethane diisocyanate, 4,4′-dibenzyl diisocyanate, tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate, 1,3-phenylene Diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, butane-1,4-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, cyclohexane-1 , 4-diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, 1,3-bis ( Socia sulphonate methyl) cyclohexane, methylcyclohexane diisocyanate, and derivatives thereof. Preferred are 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate, and more preferred is 4,4'-diphenylmethane diisocyanate. These diisocyanates can be used alone or in combination.
[0014]
The segmented polyurethane having high rigidity and high elongation according to the present invention comprises (A) 1,12-dodecandioe.AndPolycarbonate diol synthesized from carbonate compounds,(B) It can manufacture by a polyurethane-ized reaction from the component containing a chain extension agent and (C) diisocyanate.
[0015]
This polyurethane-forming reaction can be performed in the absence of a solvent, or can be performed in the presence of an organic solvent inert to the isocyanate group.
[0016]
In the case of a solvent-free system, the aliphatic polycarbonate diol (A) and the chain extender (B) are mixed, and the (C) diisocyanate is mixed and reacted at once, or (A) The aliphatic polycarbonate diol of (C) is reacted with the diisocyanate of (C) to obtain a prepolymer having an isocyanate group, and then the polymer is polymerized by mixing and reacting with the chain extender of (B), or (A) The aliphatic polycarbonate diol of (B) and the chain extender of (B) are mixed, and a part of the (C) diisocyanate is mixed and reacted to obtain a prepolymer having an isocyanate group, and then the remaining (C) It can also be produced by mixing and further reacting.
[0017]
The temperature of the polyurethane reaction is not particularly limited, but is preferably 80 to 150 ° C.
[0018]
When an inert organic solvent system is used, the aliphatic polycarbonate diol (A) is dissolved in an inert organic solvent, and the chain extender (B) is further mixed, and then the diisocyanate (C). The aliphatic polycarbonate diol of (A) is dissolved in an inert organic solvent, and the diisocyanate of (C) is mixed and reacted therewith, and then the chain of (B) is further mixed. The extender is mixed and reacted to polymerize, or the aliphatic polycarbonate diol (A) is dissolved in an inert organic solvent, and this is combined with one of the chain extender (B) and the diisocyanate (C). After the parts are mixed and reacted, the remaining diisocyanate (C) may be mixed and further reacted.
[0019]
Examples of the inert organic solvent include methyl ethyl ketone, ethyl acetate, toluene, dioxane, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide and the like.
[0020]
The temperature of the polyurethane reaction in an inert organic solvent system is not particularly limited, but is preferably 20 to 100 ° C.
[0021]
In order to accelerate the polyurethane reaction, a known amine catalyst such as triethylamine or triethylenediamine, or a tin catalyst such as trimethyltin laurate or dibutyltin dilaurate may be used.
[0022]
Next, regarding the blending ratio of the (A) aliphatic polycarbonate diol, the (B) chain extender and the (C) diisocyanate, the aliphatic polycarbonate diol (A) and the chain extender (B) The use ratio is not particularly limited, but the latter is preferably in the range of 1/10 to 10 mol with respect to 1 mol of the former. If this value is too small, the resulting segmented polyurethane will be too rigid and impractical. On the other hand, if this value is too large, the original characteristics derived from the aliphatic polycarbonate diol (A) cannot be expressed, and the object of the present invention cannot be achieved.
The amount of (C) diisocyanate used is not particularly limited depending on the molecular weight of the resulting segmented polyurethane, but when used as an elastomer, it is the active hydrogen group of the aliphatic polycarbonate diol (A). It is desirable that the number of moles of the isocyanate group of the (C) diisocyanate is approximately equimolar with respect to the total number of moles of active hydrogen groups contained in the hydroxyl group and the chain extender (B). Preferably, the equivalent molar ratio of the total number of moles of the active hydrogen group contained in the chain extender of (B) and the isocyanate group of the diisocyanate of (C) is the active hydrogen group of the aliphatic polycarbonate diol of (A). 1: 0.8 to 1: 1.2, more preferably 1: 0.95 to 1: 1.05.
If this value is too small, the molecular weight of the resulting segmented polyurethane will not be sufficiently increased. On the other hand, if this value is too large, the molecular weight of the resulting segmented polyurethane becomes too large, causing gelation or side reactions due to excess isocyanate groups, which is not preferable.
[0023]
The segmented polyurethane obtained in the present invention may have either a hydroxyl group or an isocyanate group at the molecular end. A partially crosslinked structure can also be introduced by the reaction between a urethane bond and / or urea bond and an isocyanate group, or the use of a low molecular weight compound having at least three hydrogen atoms that react with the isocyanate group.
[0024]
In addition, the segmented polyurethane obtained in the present invention can be further reacted with a low molecular compound having at least two hydrogen atoms that react with isocyanate groups, or a low molecular compound having at least two isocyanate groups to increase the molecular weight or form a network. You can also
[0025]
In the segmented polyurethane obtained by the present invention, various known additives may be added and mixed within a range not impairing the effects of the present invention.
[0026]
The segmented polyurethane obtained by the present invention is excellent in heat resistance, hydrolysis resistance, weather resistance, etc., and has both a large initial elastic modulus and elongation at break, and a small change in mechanical properties in a normal temperature range. Therefore, it is a segmented polyurethane that has high reliability as a material in actual use, and has high rigidity and high elongation.
Therefore, it can be used as polyurethane elastomer, polyurethane elastic fiber, polyurethane coating material, etc. such as rolls, solid tires, casters, shoe soles, tubes, hoses, belts, films and various injection molded parts.
[0027]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples, but these do not limit the present invention.
Various physical properties of the aliphatic polycarbonate diol were measured by the following methods.
(1) Hydroxyl value (OH value)
A certain amount of sample was weighed in an esterification flask, 25 ml of a phthalic anhydride solution in pyridine was accurately added with a whole pipette, an air condenser was attached to the reaction flask, and heated for 2 hours while gently shaking at 98 ± 2 ° C. . After the reaction, the reaction mixture was allowed to stand at room temperature, and unreacted phthalic anhydride was titrated with N / 2 sodium hydroxide using an indicator phenolphthalein.
The OH value was calculated by the following formula.
OH value (mgKOH / g) = 28.05 (BA) f / S
Here, S is the amount of sample collected (g), A is the amount of N / 2 sodium hydroxide solution required for the sample titration (ml), and B is the N / 2 sodium hydroxide solution required for the titration of the blank test. Amount (ml), f is a factor of N / 2 sodium hydroxide solution.
(2) Number average molecular weight (Mn)
It was calculated by the following formula.
Mn = 112200 / OH value
(3) Glass transition temperature (Tg)
A differential scanning calorimeter (manufactured by Shimadzu Corporation, DSC-50) was used, and the measurement was performed in a nitrogen gas atmosphere at a temperature rising rate of 10 ° C./min.
(4) Melting point (Tm)
A differential scanning calorimeter (manufactured by Shimadzu Corporation, DSC-50) was used, and the measurement was performed in a nitrogen gas atmosphere at a temperature rising rate of 10 ° C./min.
[0028]
Various physical properties of the segmented polyurethane were measured by the following methods.
(5) Tensile properties
According to JIS K7311, measurement was performed at 23 ° C. and 50% RH using a tensile tester (Orientec, Tensilon UCT-5T). The initial elastic modulus, stress (values at 100%, 200%, 300% and elongation at break (ie, tensile strength)) and elongation at break were determined.
(6) Dynamic viscoelasticity
Using a dynamic viscoelasticity measuring device (Rheometrics, RSAII), measurement was performed in a tensile mode at a frequency of 1 Hz, a strain amount of 0.05%, and a temperature range of −100 to 200 ° C.
[0029]
Example 1
Synthesis of aliphatic polycarbonate diol
1,12-dodecanediol (manufactured by Ube Industries, Ltd.) 0.85 in a 2 L glass reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer and distillation tower equipped with a fractionation tube, reflux head and condenser at the top of the tower Mole, 0.81 mol of dimethyl carbonate (manufactured by Ube Industries, Ltd.) and 100 ppm of tetra-n-butyl titanate as catalyst (value relative to 1,12-dodecanediol on a weight basis) are heated, heated, and transesterified. Methanol and dimethyl carbonate azeotroped with methanol were maintained at 130 ° C. for 3 hours while refluxing. Next, the temperature was gradually raised to 190 ° C. over 5 hours while distilling off the azeotrope of methanol and dimethyl carbonate produced. Thereafter, while maintaining the temperature at 190 ° C., the degree of pressure reduction was gradually increased with a vacuum pump over 4 hours, and the reaction was finally carried out at a pressure of 20 mmHg for 2 hours to obtain a polycarbonate diol as a reaction product.
Next, tetra-n-butyl titanate and an equimolar amount of dibutyl phosphate were added to the polycarbonate diol thus obtained, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 2 hours. The physical properties of the obtained polycarbonate diol are shown in Table 1. This polycarbonate diol is hereinafter referred to as polycarbonate diol A.
[0030]
Synthesis of segmented polyurethane and evaluation of its properties
In a glass reaction vessel having an internal volume of 1 L equipped with a stirrer, a thermometer and a cooling tube, 60 g (0.0284 mol) of polycarbonate diol A and 5.15 g (0.0572 mol) of 1,4-butanediol were mixed with N, It was completely dissolved in 202 g of N′-dimethylformamide at 60 ° C. Next, about 1 g of this solution was extracted with a syringe, and the moisture content was measured with a Karl Fischer moisture measuring device. As a result, it was 263.7 ppm (0.0039 mol).
21.93 g (0.0877 mol, NCO / OH = 0.98 mol) of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate so as to be approximately equal to the total amount of each of the polycarbonate diol A, 1,4-butanediol and water. Ratio)) was weighed and added to the above solution. Subsequently, the temperature was reset to 80 ° C., and heating and reaction were started. Since the solution viscosity increased with the progress of the reaction, the solution viscosity was measured every hour using an E-type viscometer, and the reaction was stopped 5 hours after almost no increase in viscosity was observed. As a result, the final viscosity of this solution was 62.0 Pa · sec at 40 ° C.
Therefore, after heating this segmented polyurethane solution to 60 ° C., it was cast on a releasable glass plate and heat-treated at 70 ° C. for 1 hour and then at 120 ° C. for 2 hours to form a film having a thickness of about 200 μm. Obtained. The physical properties of this film are shown in Table 2 and FIG.
[0031]
Example 2
In Example 1, 90 g (0.0426 mol) of polycarbonate diol A and 3.86 g (0.0429 mol) of 1,4-butanediol were completely dissolved in 202 g of N, N′-dimethylformamide at 60 ° C. Next, about 1 g of this solution was extracted with a syringe, and the moisture content was measured with a Karl Fischer moisture measuring device. As a result, it was 260 ppm (0.0043 mol).
22 g of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (0.088 mol, NCO / OH = 0.98 (molar ratio)) so as to be approximately equal to the total amount of each of the number of moles of polycarbonate diol A, 1,4-butanediol and water. Table 2 shows the physical properties of segmented polyurethane films obtained in the same manner.
[0032]
Example 3
In Example 1, 36 g (0.017 mol) of polycarbonate diol A and 6.18 g (0.0686 mol) of 1,4-butanediol were completely dissolved in 202 g of N, N′-dimethylformamide at 60 ° C. Next, about 1 g of this solution was extracted with a syringe, and the moisture content was measured with a Karl Fischer moisture measuring device. As a result, it was 265 ppm (0.0036 mol).
21.85 g (0.0874 mol, NCO / OH = 0.98 mol) of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate so as to be approximately equal to the total amount of each of the polycarbonate diol A, 1,4-butanediol and water. Table 2 shows the physical properties of the segmented polyurethane film obtained in the same manner.
[0033]
Comparative Example 1
Synthesis of aliphatic polycarbonate diol
Table 1 shows the physical properties of polycarbonate diol obtained in the same manner as in Example 1 except that 1,6-hexanediol (manufactured by Ube Industries) was used instead of 1,12-dodecanediol. This polycarbonate diol is hereinafter referred to as polycarbonate diol B.
[0034]
Synthesis and properties of segmented polyurethane
60 g (0.0299 mol) of polycarbonate diol B and 5.39 g (0.0599 mol) of 1,4-butanediol were completely dissolved in 205 g of N, N′-dimethylformamide at 60 ° C. Next, about 1 g of this solution was extracted with a syringe, and the moisture content was measured with a Karl Fischer moisture measuring device. As a result, it was 537.4 ppm (0.0081 mol).
23.98 g (0.0959 mol, NCO / OH = 0.98 mol) of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate so as to be approximately equal to the total amount of each of the number of moles of polycarbonate diol B, 1,4-butanediol and water. The ratio)) was weighed, and thereafter the reaction was stopped in the same manner 6 hours after almost no increase in viscosity was observed. The final viscosity of this solution was 46.5 Pa · sec at 40 ° C. The physical properties of the obtained segmented polyurethane film are shown in Table 2 and FIG.
[0035]
Comparative Example 2
Synthesis of aliphatic polycarbonate diol
Table 1 shows the physical properties of polycarbonate diol obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that diethylene glycol (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) was used instead of 1,12-dodecanediol. This polycarbonate diol is hereinafter referred to as polycarbonate diol C.
[0036]
Synthesis and properties of segmented polyurethane
60 g (0.0266 mol) of polycarbonate diol C and 4.79 g (0.0532 mol) of 1,4-butanediol were completely dissolved in 198 g of N, N′-dimethylformamide at 60 ° C. Next, about 1 g of this solution was extracted with a syringe, and the moisture content was measured with a Karl Fischer moisture measuring device. As a result, it was 311.7 ppm (0.0046 mol).
21.42 g (0.0857 mol, NCO / OH = 1.015 mol) of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate so as to be approximately equal to the total amount of each of the number of moles of polycarbonate diol C, 1,4-butanediol and water. The ratio)) was weighed, and thereafter the reaction was stopped in the same manner 7 hours after almost no increase in viscosity was observed. As a result, the final viscosity of this solution was 29.15 Pa · sec at 40 ° C. The physical properties of the obtained segmented polyurethane film are shown in Table 2 and FIG.
[0037]
Comparative Example 3
Synthesis of aliphatic polycarbonate diol
In Example 1, instead of 1,12-dodecanediol, a mixture of 1,9-nonanediol and 2-methyl-1,8-octanediol (1,9-nonanediol / 2-methyl-1,8- Table 1 shows the physical properties of polycarbonate diol obtained in exactly the same manner except that octanediol = 65/35 mol% ratio (made by Kuraray Co., Ltd.) was used. This polycarbonate diol is hereinafter referred to as polycarbonate diol D.
[0038]
Synthesis and properties of segmented polyurethane
60 g (0.0296 mol) of polycarbonate diol D and 5.32 g (0.0591 mol) of 1,4-butanediol were completely dissolved in 200 g of N, N′-dimethylformamide at 60 ° C. Next, about 1 g of this solution was extracted with a syringe, and the moisture content was measured with a Karl Fischer moisture measuring device. As a result, it was 370 ppm (0.0055 mol).
23.31 g of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (0.0933 mol, NCO / OH = 0.99 (mol) so as to be approximately equal to the total amount of polycarbonate diol D, 1,4-butanediol and each mole of water. The ratio)) was weighed, and thereafter the reaction was stopped in the same manner 7 hours after almost no increase in viscosity was observed. As a result, the final viscosity of this solution was 68.0 Pa · sec at 40 ° C. The physical properties of the obtained segmented polyurethane film are shown in Table 2.
[0039]
[Table 1]
[0040]
[Table 2]
[0041]
【The invention's effect】
Since the segmented polyurethane obtained in the present invention uses an aliphatic polycarbonate diol synthesized from an aliphatic hydrocarbon containing 1,12-dodecanediol and a carbonate compound, it has heat resistance, hydrolysis resistance, and weather resistance. In addition to excellent properties, the initial elastic modulus and elongation at break are both large, and the change in mechanical properties in the normal temperature range is small, so it is highly reliable as a material in actual use, and has high rigidity and high elongation. It is a segmented polyurethane having a degree.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the results of temperature dependence of storage elastic modulus (E ′) of segmented polyurethane.
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