JP2880250B2 - スプレー成形による無黄変型ポリウレタン・ウレアエラストマーの製造方法 - Google Patents
スプレー成形による無黄変型ポリウレタン・ウレアエラストマーの製造方法Info
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- JP2880250B2 JP2880250B2 JP2135321A JP13532190A JP2880250B2 JP 2880250 B2 JP2880250 B2 JP 2880250B2 JP 2135321 A JP2135321 A JP 2135321A JP 13532190 A JP13532190 A JP 13532190A JP 2880250 B2 JP2880250 B2 JP 2880250B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スプレー成形によるポリウレタン・ウレア
エラストマーの製造方法に関する。ポリウレタン・ウレ
アエラストマーは、耐摩耗性、機械強度、反発弾性、高
硬度域での弾性等に優れるため各種工業部品の素材とし
て広く利用されている。ミラブルタイプ、注型タイプ、
押し出しタイプ及び湿式法では成形出来ない立体的でか
つ複雑な形状の内面及び外面にスプレーによって吹き付
け成形することが可能となり、ライニング、オープンモ
ールド成形に使用することが出来る。更に無黄変タイプ
とすることにより、自動車内装品、厚膜防蝕コーティン
グ、建材用外装品等にも使用することができる。
エラストマーの製造方法に関する。ポリウレタン・ウレ
アエラストマーは、耐摩耗性、機械強度、反発弾性、高
硬度域での弾性等に優れるため各種工業部品の素材とし
て広く利用されている。ミラブルタイプ、注型タイプ、
押し出しタイプ及び湿式法では成形出来ない立体的でか
つ複雑な形状の内面及び外面にスプレーによって吹き付
け成形することが可能となり、ライニング、オープンモ
ールド成形に使用することが出来る。更に無黄変タイプ
とすることにより、自動車内装品、厚膜防蝕コーティン
グ、建材用外装品等にも使用することができる。
従来の技術としては、特開昭61−247721に示されてい
る架橋剤として、芳香核に電子吸引性基を含まない活性
芳香族ポリアミンを使用する例がある。これは、無溶剤
かつ速硬化のシステムでありゴム弾性を有する被覆材が
得られるが、例えイソシアナートサイドのみに脂肪族又
は脂環族を使用しても系内に芳香核化合物を含有するた
め完全な無黄変システムとはならない。また特開昭49−
17430等に示されている溶剤で希釈された塗料を用いる
方法では溶剤を含むため一回の吹き付け厚さが制限さ
れ、余り厚く塗布すると硬化に時間がかかる欠点があ
る。更に硬化物は通常硬く伸びが小さくゴム弾性を示さ
ないものが多い。一方特殊ジアミンを使用する例として
特公昭54−10033に溶液系の熱可塑ウレタンエラストマ
ーの例があるが、これには本発明のイソシアナートとの
組み合わせ例はなく成形方法も湿式法であり、本発明の
スプレー成形とは処方、成形方法が異なる。
る架橋剤として、芳香核に電子吸引性基を含まない活性
芳香族ポリアミンを使用する例がある。これは、無溶剤
かつ速硬化のシステムでありゴム弾性を有する被覆材が
得られるが、例えイソシアナートサイドのみに脂肪族又
は脂環族を使用しても系内に芳香核化合物を含有するた
め完全な無黄変システムとはならない。また特開昭49−
17430等に示されている溶剤で希釈された塗料を用いる
方法では溶剤を含むため一回の吹き付け厚さが制限さ
れ、余り厚く塗布すると硬化に時間がかかる欠点があ
る。更に硬化物は通常硬く伸びが小さくゴム弾性を示さ
ないものが多い。一方特殊ジアミンを使用する例として
特公昭54−10033に溶液系の熱可塑ウレタンエラストマ
ーの例があるが、これには本発明のイソシアナートとの
組み合わせ例はなく成形方法も湿式法であり、本発明の
スプレー成形とは処方、成形方法が異なる。
ポリウレタン・ウレアエラストマーの優れた耐摩耗
性、機械強度、反発弾性及び高硬度域での弾性等を生か
し、屋外で使用する比較的厚膜のスプレー成形材料の要
望が市場では強く望まれていたが、実際には溶剤を多く
含有し、塗膜硬度の高い塗料で無黄変タイプのものはあ
るが、ゴム弾性を有する硬度領域では耐光性を維持した
上で、作業性と物性のバランスをとることは難しいとい
った欠点があった。
性、機械強度、反発弾性及び高硬度域での弾性等を生か
し、屋外で使用する比較的厚膜のスプレー成形材料の要
望が市場では強く望まれていたが、実際には溶剤を多く
含有し、塗膜硬度の高い塗料で無黄変タイプのものはあ
るが、ゴム弾性を有する硬度領域では耐光性を維持した
上で、作業性と物性のバランスをとることは難しいとい
った欠点があった。
芳香族ポリイソシアナートを使用した系は、機械強度
は高く機能素材としては良いが、屋外で使用される場合
は黄変現象による変色と耐候性劣化による表面性の低下
により用途が制限されており、例えば海洋構築物の外面
ライニング、建材用外装品及び自動車用内装材等には使
用する事が難しい。
は高く機能素材としては良いが、屋外で使用される場合
は黄変現象による変色と耐候性劣化による表面性の低下
により用途が制限されており、例えば海洋構築物の外面
ライニング、建材用外装品及び自動車用内装材等には使
用する事が難しい。
耐光性を改良するために、3−イソシアナトメチル−
3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアナート(以
下、IPDIと略記する)を使用する方法があるが、このも
のは系の相溶性は良いが、硬化物の物性が悪い。またヘ
キサメチレンジイソシアナート(以下、HDIと略記す
る)を使用したものは、スプレー成形する際の反応速度
は適当であるが、レジン側に使用するポリエーテルアミ
ンとの相溶性が悪く特にスプレー成形では温度、吐出圧
力、圧力バランス等の成形条件の変動により、物性がバ
ラツクという欠点がある。さらにビス(イソシアナトメ
チル)トリシクロ〔5.2.1.02,6〕デカン(以下、TCDI略
記する)を使用しウレタンプレポリマーを製造する方法
が特開昭58−132019に示されているが、このものを使用
した場合は、溶剤等でかなり希釈しないと系の粘度が高
くなり、霧化使用するスプレー用材料には適さない。
3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアナート(以
下、IPDIと略記する)を使用する方法があるが、このも
のは系の相溶性は良いが、硬化物の物性が悪い。またヘ
キサメチレンジイソシアナート(以下、HDIと略記す
る)を使用したものは、スプレー成形する際の反応速度
は適当であるが、レジン側に使用するポリエーテルアミ
ンとの相溶性が悪く特にスプレー成形では温度、吐出圧
力、圧力バランス等の成形条件の変動により、物性がバ
ラツクという欠点がある。さらにビス(イソシアナトメ
チル)トリシクロ〔5.2.1.02,6〕デカン(以下、TCDI略
記する)を使用しウレタンプレポリマーを製造する方法
が特開昭58−132019に示されているが、このものを使用
した場合は、溶剤等でかなり希釈しないと系の粘度が高
くなり、霧化使用するスプレー用材料には適さない。
本発明者らは、低粘度で作業性が良好であり、ゴム弾
性を有する硬さ領域で機械物性が良好でかつ耐光性の良
好な無黄変型のスプレー材料を開発することに成功し
た。
性を有する硬さ領域で機械物性が良好でかつ耐光性の良
好な無黄変型のスプレー材料を開発することに成功し
た。
本発明者らは鋭意研究した結果、一般式(I)で表さ
れる脂環式−脂肪族ジイソシアナートとポリヒドロキシ
化合物とを反応させて得た、分子末端にイソシアナート
基を有するポリウレタンプレポリマーを、末端に1級及
び/又は2級のアミノ基を有するポリエーテルアミン及
び架橋剤が一般式(II)で表される脂環式−脂肪族ジア
ミンである無黄変型ポリウレタン・ウレアエラストマー
の検討を行い、系の粘度が低く、相溶性も良好であるス
プレー成形に適し、硬化特性及び硬化物の物性も良好で
ある本発明に到達した。
れる脂環式−脂肪族ジイソシアナートとポリヒドロキシ
化合物とを反応させて得た、分子末端にイソシアナート
基を有するポリウレタンプレポリマーを、末端に1級及
び/又は2級のアミノ基を有するポリエーテルアミン及
び架橋剤が一般式(II)で表される脂環式−脂肪族ジア
ミンである無黄変型ポリウレタン・ウレアエラストマー
の検討を行い、系の粘度が低く、相溶性も良好であるス
プレー成形に適し、硬化特性及び硬化物の物性も良好で
ある本発明に到達した。
本発明に使用する脂環式−脂肪族ジイソシアナートと
しては、2,5−ジイソシアナトメチル−ビシクロ〔2.2.
1〕ヘプタン及び/又は2,6−ジイソシアナトメチル−ビ
シクロ〔2.2.1〕ヘプタン(m=1及びn=1の場合を
以下、BCHIと略記する)、m=2,n=2の場合はメチル
の代わりにエチル、m=3,n=3の場合はメチルの代わ
りにプロピル、m=4,n=4の場合はメチルの代わりに
ブチル、m=5,n=5の場合はメチルの代わりにペンチ
ルとそれぞれ読み代えた化合物等が使用できる。
しては、2,5−ジイソシアナトメチル−ビシクロ〔2.2.
1〕ヘプタン及び/又は2,6−ジイソシアナトメチル−ビ
シクロ〔2.2.1〕ヘプタン(m=1及びn=1の場合を
以下、BCHIと略記する)、m=2,n=2の場合はメチル
の代わりにエチル、m=3,n=3の場合はメチルの代わ
りにプロピル、m=4,n=4の場合はメチルの代わりに
ブチル、m=5,n=5の場合はメチルの代わりにペンチ
ルとそれぞれ読み代えた化合物等が使用できる。
プレポリマーの合成に使用するポリヒドロキシ化合物
としては、水、プロピレングリコール等にプロピレンオ
キシドまたはエチレンオキシドを付加したポリオキシア
ルキレンポリオール(分子量:60〜3000)、テトラヒド
ロフランを開環重合して得たポリテトラメチレンエーテ
ルグリコール(分子量:200〜3000)等のポリエーテルポ
リオール及び公知の各種ポリエステルポリオール、ポリ
ブタジエンポリオール、ヒマシ油ポリオール及びポリカ
ーボネートポリオール等を使用できるが、その中でもポ
リエーテルポリオールが系の粘度を低く抑えることが出
来るため特に好ましい。又、必要により可塑剤、液状難
燃剤及び溶剤を添加することができるが、添加量を増や
すほど低粘度となり作業性は改善されるが、反応速度の
低下により垂直面及び傾斜面へスプレーした際にタレが
生じることと、物性及び長期の耐久性が低下する傾向の
ためその添加量は5〜30重量%程度が好ましい。
としては、水、プロピレングリコール等にプロピレンオ
キシドまたはエチレンオキシドを付加したポリオキシア
ルキレンポリオール(分子量:60〜3000)、テトラヒド
ロフランを開環重合して得たポリテトラメチレンエーテ
ルグリコール(分子量:200〜3000)等のポリエーテルポ
リオール及び公知の各種ポリエステルポリオール、ポリ
ブタジエンポリオール、ヒマシ油ポリオール及びポリカ
ーボネートポリオール等を使用できるが、その中でもポ
リエーテルポリオールが系の粘度を低く抑えることが出
来るため特に好ましい。又、必要により可塑剤、液状難
燃剤及び溶剤を添加することができるが、添加量を増や
すほど低粘度となり作業性は改善されるが、反応速度の
低下により垂直面及び傾斜面へスプレーした際にタレが
生じることと、物性及び長期の耐久性が低下する傾向の
ためその添加量は5〜30重量%程度が好ましい。
本発明に使用する末端に1級及び/又は2級のアミノ
基を有するポリエーテルアミンとしては、水、プロピレ
ングリコール等にプロピレンオキシドまたはエチレンオ
キシドを付加したポリオキシアルキレンポリオール(分
子量:300〜4000)、テトラヒドロフランを開環重合して
得たポリテトラメチレンエーテルグリコール(分子量:5
00〜3000)等のポリエーテルポリオール及び公知の各種
ポリエステルポリオール、ポリブタジエンポリオール、
ヒマシ油ポリオール及びポリカーボネートポリオール等
の末端水酸基を1級及び2級アミノ基としたものを使用
できるが、その中でもポリエーテルポリオールを原料と
したものが特に好ましい。このうち末端を1級アミノ基
としたものはテキサコケミカル社より「ジェファーミ
ン」の商品名で発売されているものを使用することがで
きる。〔例:D−2000(2官能で分子量約2000)、T−50
00(3官能で分子量約5000)〕また末端を1級と2級混
合系及び2級アミノ基としたものは実施例に示した方法
で合成することができる〔D−1,D−2〕。
基を有するポリエーテルアミンとしては、水、プロピレ
ングリコール等にプロピレンオキシドまたはエチレンオ
キシドを付加したポリオキシアルキレンポリオール(分
子量:300〜4000)、テトラヒドロフランを開環重合して
得たポリテトラメチレンエーテルグリコール(分子量:5
00〜3000)等のポリエーテルポリオール及び公知の各種
ポリエステルポリオール、ポリブタジエンポリオール、
ヒマシ油ポリオール及びポリカーボネートポリオール等
の末端水酸基を1級及び2級アミノ基としたものを使用
できるが、その中でもポリエーテルポリオールを原料と
したものが特に好ましい。このうち末端を1級アミノ基
としたものはテキサコケミカル社より「ジェファーミ
ン」の商品名で発売されているものを使用することがで
きる。〔例:D−2000(2官能で分子量約2000)、T−50
00(3官能で分子量約5000)〕また末端を1級と2級混
合系及び2級アミノ基としたものは実施例に示した方法
で合成することができる〔D−1,D−2〕。
本発明に使用する脂環式−脂肪族ジアミンとしては、
2,5−ジアミノメチル−ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン及び
/又は2,6−ジアミノメチル−ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタ
ン(m=1及びn=1の場合を以下、BCHAと略記す
る)、m=2,n=2の場合はメチルの代わりにエチル、
m=3,n=3の場合はメチルの代わりにプロピル、m=
4,n=4の場合はメチルの代わりにブチル、m=5,n=5
の場合はメチルの代わりにペンチルとそれぞれ読み代え
た化合物等が使用できる。架橋剤としての使用量は硬化
特性と物性のバランスを考慮して5〜50重量%が好まし
い。
2,5−ジアミノメチル−ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン及び
/又は2,6−ジアミノメチル−ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタ
ン(m=1及びn=1の場合を以下、BCHAと略記す
る)、m=2,n=2の場合はメチルの代わりにエチル、
m=3,n=3の場合はメチルの代わりにプロピル、m=
4,n=4の場合はメチルの代わりにブチル、m=5,n=5
の場合はメチルの代わりにペンチルとそれぞれ読み代え
た化合物等が使用できる。架橋剤としての使用量は硬化
特性と物性のバランスを考慮して5〜50重量%が好まし
い。
硬化に際しては、無触媒でも十分反応は進むが、さら
に硬化速度を向上させるために、公知の有機金属触媒及
び/又はアミン触媒等を使用することもできる。有機金
属触媒の例としては、錫、鉛、ビスマス、亜鉛等の脂肪
酸塩(例:ジブチル錫ジラウレート、オクチル酸鉛、ビ
スマスオクトエート)で良く、単独又は混合して使用す
る。アミン触媒の例としては、トリエチレンジアミン、
N,N,N′N′−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、
N−エチルモルホリン、1,8−ジアゾビシクロ〔5.4.0〕
−ウンデセン−7等でその使用量は使用原料の総量に対
し0.01〜5重量%が好ましい。
に硬化速度を向上させるために、公知の有機金属触媒及
び/又はアミン触媒等を使用することもできる。有機金
属触媒の例としては、錫、鉛、ビスマス、亜鉛等の脂肪
酸塩(例:ジブチル錫ジラウレート、オクチル酸鉛、ビ
スマスオクトエート)で良く、単独又は混合して使用す
る。アミン触媒の例としては、トリエチレンジアミン、
N,N,N′N′−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、
N−エチルモルホリン、1,8−ジアゾビシクロ〔5.4.0〕
−ウンデセン−7等でその使用量は使用原料の総量に対
し0.01〜5重量%が好ましい。
本発明に用い得る他の助剤は可塑剤、難燃剤、溶剤、
充填剤、安定剤、着色剤等である。可塑剤としては、例
えばフタル酸ジオクチル(DOP)、フタル酸ジブチル(D
BP)、アジピン酸ジオクチル(DOA)、リン酸トリクレ
ジル(TCP)、塩素化パラフィン等である。難燃剤とし
ては、例えばトリス−(β−クロロプロピル)ホスフェ
ート(ファイロールPCF、アクゾジャパン社製)、トリ
ス−ジクロロプロピルホスフェート(CRP、大八化学社
製)、トリス−クロロエチルホスフェート(CLP、大八
化学社製)等の燐酸エステル類、ジブロモネオペンチル
グリコール、トリブロモネオペンチルアルコール等の反
応型臭素化合物等である。本システムは、無溶剤での使
用が十分可能であるが、薄膜成形、小吐出量成形及び塗
着面での濡れ特性等を改善する必要がある場合は溶剤を
添加し使用することも可能である。溶剤は、芳香族系、
エステル系及びケトン系を単独又は混合して使用出来
る。可塑剤、難燃剤等の使用量は主剤、レジン液共5〜
30重量%程度が好ましい。
充填剤、安定剤、着色剤等である。可塑剤としては、例
えばフタル酸ジオクチル(DOP)、フタル酸ジブチル(D
BP)、アジピン酸ジオクチル(DOA)、リン酸トリクレ
ジル(TCP)、塩素化パラフィン等である。難燃剤とし
ては、例えばトリス−(β−クロロプロピル)ホスフェ
ート(ファイロールPCF、アクゾジャパン社製)、トリ
ス−ジクロロプロピルホスフェート(CRP、大八化学社
製)、トリス−クロロエチルホスフェート(CLP、大八
化学社製)等の燐酸エステル類、ジブロモネオペンチル
グリコール、トリブロモネオペンチルアルコール等の反
応型臭素化合物等である。本システムは、無溶剤での使
用が十分可能であるが、薄膜成形、小吐出量成形及び塗
着面での濡れ特性等を改善する必要がある場合は溶剤を
添加し使用することも可能である。溶剤は、芳香族系、
エステル系及びケトン系を単独又は混合して使用出来
る。可塑剤、難燃剤等の使用量は主剤、レジン液共5〜
30重量%程度が好ましい。
充填剤は、系の増粘及び沈降を起こすため添加する量
を多くすることは出来ないが補強のため少量のカーボン
ブラック又はホワイトカーボン(含水無晶形二酸化ケイ
素)等を使用することが出来る。
を多くすることは出来ないが補強のため少量のカーボン
ブラック又はホワイトカーボン(含水無晶形二酸化ケイ
素)等を使用することが出来る。
また安定剤としては、例えば商品名イルガノックス#
1010及び#1076(チバガイギー社製)、ヨシノックスBH
T、BB及びGSY−930(吉富製薬社製)等の位置障害型フ
ェノール類;チヌビンP、#327及び#328(チバガイギ
ー社製)等のベンゾトリアゾール類;トミソープ#800
(吉富製薬社製)等のベンゾフェノン類;サノールLS−
770及び#744、チヌビン#144(チバガイギー社製)等
の位置障害型アミン類である。
1010及び#1076(チバガイギー社製)、ヨシノックスBH
T、BB及びGSY−930(吉富製薬社製)等の位置障害型フ
ェノール類;チヌビンP、#327及び#328(チバガイギ
ー社製)等のベンゾトリアゾール類;トミソープ#800
(吉富製薬社製)等のベンゾフェノン類;サノールLS−
770及び#744、チヌビン#144(チバガイギー社製)等
の位置障害型アミン類である。
着色剤は、ベンガラ、酸化クロム、酸化鉛等の無機顔
料、フタロシアニン系、アゾ系等の有機系を可塑剤と約
1対1重量比で混練したもの及び染料等を使用すること
が出来る。
料、フタロシアニン系、アゾ系等の有機系を可塑剤と約
1対1重量比で混練したもの及び染料等を使用すること
が出来る。
本発明に使用する高圧二液型吹付け装置としては、例
えば本体にプランジャーポンプを使用したガスマー社の
MODEL H−2000、グラスクラフト社のMODEL T−3、ギヤ
ーポンプを用いた東レエンジニアリングの2液混合吐出
・スプレー装置 THD−2K、アクシャルピストンポンプ
を用いた東邦機械工業のNR−230型 高圧ポリウレタン
フォーム発泡機等が好ましい。またこの高圧二液型吹付
け装置に装備するスプレーガンとして、衝突混合タイプ
としてはグラスクラフト社のプロブラーガン、ガスマー
社のGX−7ガン、ビンクス社のMODEL#43Pガンがあり、
高粘度用対応としては、静的分割混合タイプ(スタティ
ックミキサー)の東レハイミキサー等の使用が好まし
い。これらスプレーガンを装備した高圧二液型吹付け装
置は60〜200kg/cm2の吐出圧で2液を衝突混合または、
静的分割混合後スプレー成形を行なうため、原液混合物
は微粒子となり平滑な吹き付け面を得ることができ、し
かも1回の吹き付けでも相当の厚塗りが可能である。
えば本体にプランジャーポンプを使用したガスマー社の
MODEL H−2000、グラスクラフト社のMODEL T−3、ギヤ
ーポンプを用いた東レエンジニアリングの2液混合吐出
・スプレー装置 THD−2K、アクシャルピストンポンプ
を用いた東邦機械工業のNR−230型 高圧ポリウレタン
フォーム発泡機等が好ましい。またこの高圧二液型吹付
け装置に装備するスプレーガンとして、衝突混合タイプ
としてはグラスクラフト社のプロブラーガン、ガスマー
社のGX−7ガン、ビンクス社のMODEL#43Pガンがあり、
高粘度用対応としては、静的分割混合タイプ(スタティ
ックミキサー)の東レハイミキサー等の使用が好まし
い。これらスプレーガンを装備した高圧二液型吹付け装
置は60〜200kg/cm2の吐出圧で2液を衝突混合または、
静的分割混合後スプレー成形を行なうため、原液混合物
は微粒子となり平滑な吹き付け面を得ることができ、し
かも1回の吹き付けでも相当の厚塗りが可能である。
本発明を実施する場合、イソシアナート成分を主剤と
し、ポリエーテルアミン、架橋剤、触媒、着色剤等を混
合しレジン液とする。主剤、レジン液両成分を所定の容
積比で前記の高圧二液型吹付け装置によりスプレーし、
対象物に吹き付け成形を行なう。この際主剤とレジン成
分との当量比(NCO/H)は、NCO/H=0.8/1〜1.4/1の範囲
で、好ましくは0.9/1〜1.2/1である。
し、ポリエーテルアミン、架橋剤、触媒、着色剤等を混
合しレジン液とする。主剤、レジン液両成分を所定の容
積比で前記の高圧二液型吹付け装置によりスプレーし、
対象物に吹き付け成形を行なう。この際主剤とレジン成
分との当量比(NCO/H)は、NCO/H=0.8/1〜1.4/1の範囲
で、好ましくは0.9/1〜1.2/1である。
本発明によれば原液を高圧二液型吹付け装置により吹
き付けるだけで被覆が完成され、原液は吹き付け後、90
秒以内に流動性を失い垂直面や傾斜面への吹き付けの際
に生じるタレは発生せず一度に厚塗りをしても気泡やピ
ンホールを生じない。従って連続的に塗り重ねが可能と
なり所定の厚さの被覆を短時間で完成することができ
る。又スプレー成形のため、オープン・モールド成形の
場合、対象物表面の凹凸模様等の複雑な形状を簡単な作
業で精度よく再現することが可能となる。
き付けるだけで被覆が完成され、原液は吹き付け後、90
秒以内に流動性を失い垂直面や傾斜面への吹き付けの際
に生じるタレは発生せず一度に厚塗りをしても気泡やピ
ンホールを生じない。従って連続的に塗り重ねが可能と
なり所定の厚さの被覆を短時間で完成することができ
る。又スプレー成形のため、オープン・モールド成形の
場合、対象物表面の凹凸模様等の複雑な形状を簡単な作
業で精度よく再現することが可能となる。
以下に実施例を示し本発明を更に具体的に説明する。
主剤(イソシアナート成分)の合成は下記の方法で行
った。
った。
主剤〔C−1〕:窒素置換した1500mlのフラスコに2,
5−ジイソシアナトメチル−ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン
(BCHIと略記する)206.3g及びテトラヒドロフランの開
環重合によって得られるポリテトラメチレンエーテルグ
リコール(PTMEG−1000:平均分子量1000)500.0gを装入
し、窒素雰囲気中で、攪拌しながら100℃の状態で6時
間反応させた後、ジオクチルアジペート(DOAと略記す
る)を124.6g添加し更に100℃で1時間反応を行った。
その結果、末端NCO基含有量5.0%、粘度5800cps/25℃を
有する主剤を得た。
5−ジイソシアナトメチル−ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン
(BCHIと略記する)206.3g及びテトラヒドロフランの開
環重合によって得られるポリテトラメチレンエーテルグ
リコール(PTMEG−1000:平均分子量1000)500.0gを装入
し、窒素雰囲気中で、攪拌しながら100℃の状態で6時
間反応させた後、ジオクチルアジペート(DOAと略記す
る)を124.6g添加し更に100℃で1時間反応を行った。
その結果、末端NCO基含有量5.0%、粘度5800cps/25℃を
有する主剤を得た。
主剤〔C−4〕:C−1と同じ装置を用いBCHI(515.6
g)とPTMEG−1000(500.0g)を100℃で5時間反応させ
て末端NCO基含有量16.5%、粘度1600cps/25℃を有する
主剤を得た。
g)とPTMEG−1000(500.0g)を100℃で5時間反応させ
て末端NCO基含有量16.5%、粘度1600cps/25℃を有する
主剤を得た。
比較例として使用する下記の主剤も同時に合成を行っ
た。
た。
主剤〔C−2〕:C−1と同じ装置でIPDI(223.3g)と
PTMEG−1000(500.0g)を100℃で6時間反応させた後、
DOA(127.6g)を添加し100℃で1時間反応させて、末端
NCO基含有量4.8%、粘度7900cps/25℃を有する主剤を得
た。
PTMEG−1000(500.0g)を100℃で6時間反応させた後、
DOA(127.6g)を添加し100℃で1時間反応させて、末端
NCO基含有量4.8%、粘度7900cps/25℃を有する主剤を得
た。
主剤〔C−3〕:C−1と同じ装置でTCDI(246.3g)と
PTMEG−1000(500.0g)を100℃で6時間反応させた後、
DOA(131.7g)を添加し100℃で1時間反応させて、末端
NCO基含有量4.7%、粘度12000cps/25℃を有する主剤を
得た。
PTMEG−1000(500.0g)を100℃で6時間反応させた後、
DOA(131.7g)を添加し100℃で1時間反応させて、末端
NCO基含有量4.7%、粘度12000cps/25℃を有する主剤を
得た。
以上の合成結果を表−1に示す。
末端2級アミン含有ポリアルキレンジアミン(PA)の
調整は以下の方法により行った。
調整は以下の方法により行った。
PA〔D−1〕:200mlの高圧オートクレーブに、ニッケ
ルケイソウ土触媒(ニッケル含有率=50重量%)4g、テ
トラヒドロフランの開環重合によって得られるポリテト
ラメチレンエーテルグリコール(平均分子量=650)に
プロピレンオキシドを付加重合させて得られるポリオキ
シアルキレンポリオール(水酸基価=112mgKOH/g、平均
分子量=1000;以下ジオールPと略称する。)80g、イソ
プロピルアミン47.2gをこの順で仕込み、窒素置換を5
回(10kg/cm2G)行った後、水素を初期圧力50kg/cm2G
で仕込んだ。攪拌しながら220℃まで昇温し、8時間反
応を行った。このとき圧力は75kg/cm2Gであった。反応
終了後、触媒を濾別し、減圧乾燥により分子末端にアミ
ノ基を含有するポリオキシアルキレンジアミン(PA)を
精製した。得られたPAのIRスペクトルにより、アミノ基
の吸収を確認した(3330cm−1及び3400cm−1)。元素
分析による窒素含量は、2.4重量%であった。又、アゾ
メチン法及びアセチル化過塩素酸法によりアミン価を測
定したところ、全アミン価=94.3mgKOH/g、1級アミン
価40.4mgKOH/g、2級アミン価53.6mgKOH/g、3級アミン
価0.3mgKOH/gで、水酸基の転化率94.0%、1級アミンの
選択率及び2級アミンの選択率がそれぞれ42.8%、56.8
%であった。
ルケイソウ土触媒(ニッケル含有率=50重量%)4g、テ
トラヒドロフランの開環重合によって得られるポリテト
ラメチレンエーテルグリコール(平均分子量=650)に
プロピレンオキシドを付加重合させて得られるポリオキ
シアルキレンポリオール(水酸基価=112mgKOH/g、平均
分子量=1000;以下ジオールPと略称する。)80g、イソ
プロピルアミン47.2gをこの順で仕込み、窒素置換を5
回(10kg/cm2G)行った後、水素を初期圧力50kg/cm2G
で仕込んだ。攪拌しながら220℃まで昇温し、8時間反
応を行った。このとき圧力は75kg/cm2Gであった。反応
終了後、触媒を濾別し、減圧乾燥により分子末端にアミ
ノ基を含有するポリオキシアルキレンジアミン(PA)を
精製した。得られたPAのIRスペクトルにより、アミノ基
の吸収を確認した(3330cm−1及び3400cm−1)。元素
分析による窒素含量は、2.4重量%であった。又、アゾ
メチン法及びアセチル化過塩素酸法によりアミン価を測
定したところ、全アミン価=94.3mgKOH/g、1級アミン
価40.4mgKOH/g、2級アミン価53.6mgKOH/g、3級アミン
価0.3mgKOH/gで、水酸基の転化率94.0%、1級アミンの
選択率及び2級アミンの選択率がそれぞれ42.8%、56.8
%であった。
PA〔D−2〕:D−1において、ジオールPの代わりに
テトラヒドロフランの開環重合によって得られるポリテ
トラメチレンエーテルグリコール(平均分子量2000)に
プロピレンオキシドを付加重合させて得られるポリオキ
シアルキレングリコール(水酸基価47.8mgKOH/g、平均
分子量2350;以下ジオールQと略称する。)を用い、ジ
オールQ/イソプロピルアミン/ジイソプロピルアミンの
当量比が1/2/8になるように、ジイソプロピルアミンを
加え、反応条件を200℃、10hrにかえた以外はC−1と
同一条件で反応を行った。
テトラヒドロフランの開環重合によって得られるポリテ
トラメチレンエーテルグリコール(平均分子量2000)に
プロピレンオキシドを付加重合させて得られるポリオキ
シアルキレングリコール(水酸基価47.8mgKOH/g、平均
分子量2350;以下ジオールQと略称する。)を用い、ジ
オールQ/イソプロピルアミン/ジイソプロピルアミンの
当量比が1/2/8になるように、ジイソプロピルアミンを
加え、反応条件を200℃、10hrにかえた以外はC−1と
同一条件で反応を行った。
以上のポリアルキレンジアミン(PA)の合成結果を表
−2に示す。
−2に示す。
実施例1 主剤としてBCHI(206.3g)とPTMEG−1000(500.0g)
を反応させた後、DOA(124.6g)を添加し作成した末端
イソシアナート基を有する主剤〔C−1〕を使用し、レ
ジン液として、テキサコケミカル社製末端一級アミノ基
のポリエーテル(ジェファーミンD−2000:分子量約200
0のものを78.6gに架橋剤として2,5−ジアミノメチル−
ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン(BCHAと略記する:13.2
g)、安定剤としてイルガノックス#1010(0.1g)、チ
ヌビン#327(0.1g)、ホワイトカーボン(塩野義製薬
社製カープレックス#80:4g)及び白色トーナー(酸化
チタンをDOPで混練りしたもの:4g)を混合したものを、
主剤/レジン液の配合比=1/0.5(容積比)の割合で使
用した。スプレーマシンは、東レエンジニアリング
(株)社製THD−2Kにスプレーガンとしてスタティック
ミキサー(4分割混合型)15段+チップを取りつけたも
のを使用した。
を反応させた後、DOA(124.6g)を添加し作成した末端
イソシアナート基を有する主剤〔C−1〕を使用し、レ
ジン液として、テキサコケミカル社製末端一級アミノ基
のポリエーテル(ジェファーミンD−2000:分子量約200
0のものを78.6gに架橋剤として2,5−ジアミノメチル−
ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン(BCHAと略記する:13.2
g)、安定剤としてイルガノックス#1010(0.1g)、チ
ヌビン#327(0.1g)、ホワイトカーボン(塩野義製薬
社製カープレックス#80:4g)及び白色トーナー(酸化
チタンをDOPで混練りしたもの:4g)を混合したものを、
主剤/レジン液の配合比=1/0.5(容積比)の割合で使
用した。スプレーマシンは、東レエンジニアリング
(株)社製THD−2Kにスプレーガンとしてスタティック
ミキサー(4分割混合型)15段+チップを取りつけたも
のを使用した。
成形条件は、主剤温度を45℃、レジン液温度を40℃と
し、吐出時の圧力を84〜77kg/cm2の条件でポリプロピレ
ンの板上にスプレーし作業性、機械物性及びWOM黄変度
を調べた。
し、吐出時の圧力を84〜77kg/cm2の条件でポリプロピレ
ンの板上にスプレーし作業性、機械物性及びWOM黄変度
を調べた。
その結果、作業性は霧化状態、スプレーパターン共良
好であり、反応性もタックフリータイムが40秒と速硬化
性を有しており垂直面に1mm程度の厚さでスプレーして
もタレ及び発泡等は観察されず厚膜のスプレー材料とし
て適したものであった。物性は、硬さ80(ShoreA)でゴ
ム弾性を有したもので機械強度もこの硬度領域としては
良好でかつWOM黄変度も少なく、無黄変材料としての色
の変化が少なく満足するものであった。
好であり、反応性もタックフリータイムが40秒と速硬化
性を有しており垂直面に1mm程度の厚さでスプレーして
もタレ及び発泡等は観察されず厚膜のスプレー材料とし
て適したものであった。物性は、硬さ80(ShoreA)でゴ
ム弾性を有したもので機械強度もこの硬度領域としては
良好でかつWOM黄変度も少なく、無黄変材料としての色
の変化が少なく満足するものであった。
実施例2 主剤としては実施例1同様主剤〔C−1〕を使用し、
レジン液としてはポリエーテルアミンとして末端が主と
して2級のアミノ基を有するPA〔D−2〕を76.8g、BCH
Aを14.8g及び触媒としてオクチル酸鉛(オクチル酸鉛/D
OP=25/75重量比)を0.2重量%使用したほかは実施例1
と同様の条件でスプレー成形を行った。その結果タック
フリータイム(反応性)で50秒と伸びたが作業性及び物
性とも実施例1の結果同様であり良好なスプレー材料で
あった。
レジン液としてはポリエーテルアミンとして末端が主と
して2級のアミノ基を有するPA〔D−2〕を76.8g、BCH
Aを14.8g及び触媒としてオクチル酸鉛(オクチル酸鉛/D
OP=25/75重量比)を0.2重量%使用したほかは実施例1
と同様の条件でスプレー成形を行った。その結果タック
フリータイム(反応性)で50秒と伸びたが作業性及び物
性とも実施例1の結果同様であり良好なスプレー材料で
あった。
実施例3 主剤としBCHI(515.6g)とPTMEG−1000(500.0g)を
反応させて作成した主剤〔C−4〕を使用し、レジン液
としてジェファーミンD−2000を67.9gとBCHAを27.9g配
合したものに、安定剤としてイルガノックス#1010を0.
1g、チヌビン#327を0.1g及び白色トーナーを4g混合し
たものを使用した。本実施例では反応速度が速いため、
実施例1及び2で使用したスタティック・ミキサータイ
プのガンではクリーニングが間に合わないため衝突混合
型のタイプとした。スプレーマシンとして米国ガスマー
社製H−2000型を、ガンとしては同社のGX−7型(ミキ
シングモジュール:No.7,パターンコントロールディス
ク:#212)を使用し、成形条件は主剤の液温を60℃、
レジン液温を55℃とし、吐出圧力を105〜112kg/cm2で行
った。その結果、霧化及びスプレーパターンはいずれも
良好であり、タックフリータイムは8秒と非常に速硬化
であったが衝突混合ガンのためシートの成形及びクリー
ニング性に問題が無かった。硬度は上がり高硬度領域と
なったがゴム弾性は保持されておりWOM黄変度も良好で
あった。
反応させて作成した主剤〔C−4〕を使用し、レジン液
としてジェファーミンD−2000を67.9gとBCHAを27.9g配
合したものに、安定剤としてイルガノックス#1010を0.
1g、チヌビン#327を0.1g及び白色トーナーを4g混合し
たものを使用した。本実施例では反応速度が速いため、
実施例1及び2で使用したスタティック・ミキサータイ
プのガンではクリーニングが間に合わないため衝突混合
型のタイプとした。スプレーマシンとして米国ガスマー
社製H−2000型を、ガンとしては同社のGX−7型(ミキ
シングモジュール:No.7,パターンコントロールディス
ク:#212)を使用し、成形条件は主剤の液温を60℃、
レジン液温を55℃とし、吐出圧力を105〜112kg/cm2で行
った。その結果、霧化及びスプレーパターンはいずれも
良好であり、タックフリータイムは8秒と非常に速硬化
であったが衝突混合ガンのためシートの成形及びクリー
ニング性に問題が無かった。硬度は上がり高硬度領域と
なったがゴム弾性は保持されておりWOM黄変度も良好で
あった。
実施例4 主剤は、実施例3同様主剤〔C−4〕を使用し、レジ
ン液としては末端に1級及び2級のアミノ基を約半分ず
つ含むPA〔D−1〕を71.5g、架橋剤としてBCHAを24.2
g、安定剤としてイルガノックス#1010を0.1g、チヌビ
ン#327を0.1g及び白色トーナーを4g混合したものを使
用した。硬化速度を向上させるため触媒としてオクチル
酸鉛(25%品)を0.1g使用したほかは実施例3と同一条
件で行った。その結果,反応速度が伸び作業性が向上し
た。霧化及びスプレーパターンの状況も良好であり、垂
直面も1回で1mm以上の厚みを付けることが可能であっ
た。物性は、実施例3同様高硬度領域であるがゴム弾性
を有した材料となり機械強度及び黄変度共良好であっ
た。
ン液としては末端に1級及び2級のアミノ基を約半分ず
つ含むPA〔D−1〕を71.5g、架橋剤としてBCHAを24.2
g、安定剤としてイルガノックス#1010を0.1g、チヌビ
ン#327を0.1g及び白色トーナーを4g混合したものを使
用した。硬化速度を向上させるため触媒としてオクチル
酸鉛(25%品)を0.1g使用したほかは実施例3と同一条
件で行った。その結果,反応速度が伸び作業性が向上し
た。霧化及びスプレーパターンの状況も良好であり、垂
直面も1回で1mm以上の厚みを付けることが可能であっ
た。物性は、実施例3同様高硬度領域であるがゴム弾性
を有した材料となり機械強度及び黄変度共良好であっ
た。
比較例1 主剤としてIPDIを223.3gとPTMEG−1000を500.0g反応
させ、DOAを127.6g添加した主剤〔C−2〕を使用し、
レジン液としてテキサコ社ポリエーテルアミン(ジェフ
ァーミンD−2000)を79.5g、架橋剤としてBCHAを12.3
g、安定剤としてイルガノックス#1010(0.1g)、チヌ
ビン#327(0.1g)、ホワイトカーボンを4g及び白色ト
ーナーを4g混合したものを、主剤/レジン液の配合比=
1/0.5(容積比)の割合で使用した。マシン及びガンは
実施例1と同様のものを使用した。しかし霧化の状態が
悪く、スプレー粒子が大きいため、吐出圧力をアップし
て成形を行ったが、不十分な状態であり、スプレーパタ
ーンも濃度差が生じシートに厚みムラが発生した。また
物性、ゴム弾性を有するものの硬度、機械強度とも低め
であった。しかしWOM黄変度は殆ど同一であった。
させ、DOAを127.6g添加した主剤〔C−2〕を使用し、
レジン液としてテキサコ社ポリエーテルアミン(ジェフ
ァーミンD−2000)を79.5g、架橋剤としてBCHAを12.3
g、安定剤としてイルガノックス#1010(0.1g)、チヌ
ビン#327(0.1g)、ホワイトカーボンを4g及び白色ト
ーナーを4g混合したものを、主剤/レジン液の配合比=
1/0.5(容積比)の割合で使用した。マシン及びガンは
実施例1と同様のものを使用した。しかし霧化の状態が
悪く、スプレー粒子が大きいため、吐出圧力をアップし
て成形を行ったが、不十分な状態であり、スプレーパタ
ーンも濃度差が生じシートに厚みムラが発生した。また
物性、ゴム弾性を有するものの硬度、機械強度とも低め
であった。しかしWOM黄変度は殆ど同一であった。
比較例2 主剤としてTCDIを246.3gとPTMEG−1000を500.0g反応
後、DOAを131.7g添加した主剤〔C−3〕を使用し、レ
ジン液としてジェファーミンD−2000を79.9g、架橋剤
としてBCHAを11.9g、安定剤としてイルガノックス#101
0(0.1g)、チヌビン#327(0.1g)、ホワイトカーボン
を4g及び白色トーナーを4g混合したものを、主剤/レジ
ン液の配合比=1/0.5(容積比)の割合で使用した。マ
シン及びガンは、比較例1と同様の条件で行った。しか
し本系は粘度が高いため圧力をアップしても霧化が行え
ずシートの成形ができなかった。硬化時間の測定を行っ
た結果、タックフリータイムは35秒であった。
後、DOAを131.7g添加した主剤〔C−3〕を使用し、レ
ジン液としてジェファーミンD−2000を79.9g、架橋剤
としてBCHAを11.9g、安定剤としてイルガノックス#101
0(0.1g)、チヌビン#327(0.1g)、ホワイトカーボン
を4g及び白色トーナーを4g混合したものを、主剤/レジ
ン液の配合比=1/0.5(容積比)の割合で使用した。マ
シン及びガンは、比較例1と同様の条件で行った。しか
し本系は粘度が高いため圧力をアップしても霧化が行え
ずシートの成形ができなかった。硬化時間の測定を行っ
た結果、タックフリータイムは35秒であった。
実施例及び比較例の配合処方、設定条件、作業性及び
物性を表−3に示す。
物性を表−3に示す。
尚、表−3における試験条件(1)〜(4)は次の通
りである。
りである。
(1)スプレーパターン:塗布面までの距離を1mとして
スプレーした時のスプレーミストの大きさ、ミストの密
度及び塗布面の凹凸とを目視観察して判定。
スプレーした時のスプレーミストの大きさ、ミストの密
度及び塗布面の凹凸とを目視観察して判定。
(2)タックフリータイム:ポリプロピレン板上に塗布
したシートの表面を指で軽く触れ、塗布した材料が指に
移行しなくなるまでの時間。
したシートの表面を指で軽く触れ、塗布した材料が指に
移行しなくなるまでの時間。
(3)物性:JIS K6301準処。
(4)WOM黄変度(ΔE):JIS K7103準処。
〔発明の効果〕 本発明は、無黄変型ポリウレタン・ウレアエラストマ
ーをスプレー成形により製造するもので基本的には「無
溶剤タイプ」のスプレーが可能であり、作業環境の改善
を行なうことができる。又、システムは低粘度であり反
応性も適度に調節でき、ゴム弾性を示す領域での物性バ
ランスのとれた耐光性の良好な材料を製造する事が出来
る。
ーをスプレー成形により製造するもので基本的には「無
溶剤タイプ」のスプレーが可能であり、作業環境の改善
を行なうことができる。又、システムは低粘度であり反
応性も適度に調節でき、ゴム弾性を示す領域での物性バ
ランスのとれた耐光性の良好な材料を製造する事が出来
る。
本発明のスプレー成形による無黄変型ポリウレタン・
ウレアエラストマーは、自動車内装品、厚膜防蝕コーテ
ィング、建材用外装品等に使用することができる。
ウレアエラストマーは、自動車内装品、厚膜防蝕コーテ
ィング、建材用外装品等に使用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08G 18/10,18/32,18/75 C09D 175/00
Claims (1)
- 【請求項1】主剤として有機ポリイソシアナートとポリ
ヒドロキシ化合物とを反応させて得た、分子末端にイソ
シアナート基を有するポリウレタンプレポリマーと、末
端に1級及び/又は2級のアミノ基を有するポリエーテ
ルアミン及び架橋剤としてポリアミンを反応させて無黄
変型ポリウレタン・ウレアエラストマーを製造する方法
において、該有機ポリイソシアナートが下記一般式
(I)で表される脂環式−脂肪族ジイソシアナートであ
り、該架橋剤が下記一般式(II)で表される脂環式−脂
肪族ジアミンであることを特徴とするスプレー成形によ
る無黄変型ポリウレタン・ウレアエラストマーの製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2135321A JP2880250B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | スプレー成形による無黄変型ポリウレタン・ウレアエラストマーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2135321A JP2880250B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | スプレー成形による無黄変型ポリウレタン・ウレアエラストマーの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0431424A JPH0431424A (ja) | 1992-02-03 |
JP2880250B2 true JP2880250B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=15149023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2135321A Expired - Lifetime JP2880250B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | スプレー成形による無黄変型ポリウレタン・ウレアエラストマーの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2880250B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2151672C (en) * | 1994-06-24 | 2007-05-29 | Dudley Joseph Ii Primeaux | Preparation of sprayable aliphatic polyurea elastomers having improved properties |
JP2000297136A (ja) * | 1999-02-09 | 2000-10-24 | Mitsui Chemicals Inc | 一液湿気硬化性ポリウレタン組成物およびその製造方法 |
JP2001106757A (ja) * | 1999-08-05 | 2001-04-17 | Mitsui Chemicals Inc | 二液型ポリウレタン組成物およびその製造方法 |
BR0003366A (pt) | 1999-08-05 | 2001-03-13 | Mitsui Chemicals Inc | Composição de poliuretano do tipo de dois componentes e processo para prepação da mesma |
US8129492B1 (en) * | 2006-07-27 | 2012-03-06 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Coating compositions comprising polyurea and a phosphorous-containing polyol |
JP7272008B2 (ja) * | 2019-02-26 | 2023-05-12 | 三菱瓦斯化学株式会社 | アミン組成物、アミン化合物、製造方法およびその応用 |
-
1990
- 1990-05-28 JP JP2135321A patent/JP2880250B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0431424A (ja) | 1992-02-03 |
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