JP4962085B2 - Polyoxalate polyol and polyoxalate urethane derived therefrom - Google Patents
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Description
本発明は、良好な張りを有するポリオキサレートウレタン、およびポリオキサレートウレタンを得るための原料であるポリオキサレートポリオールに関する。 The present invention relates to a polyoxalate urethane having good tension and a polyoxalate polyol which is a raw material for obtaining a polyoxalate urethane.
ポリオキサレートジオールから得られるポリオキサレートウレタンは、加水分解性および生分解性を有することが注目を浴びている。例えば、特許文献1には、ポリオキサレートジオールと鎖延長剤とジイソシアネートから生成されたポリウレタンが、加水分解性および生分解性を有することが開示されている。 Polyoxalate urethanes obtained from polyoxalate diols are attracting attention as having hydrolyzability and biodegradability. For example, Patent Document 1 discloses that a polyurethane produced from a polyoxalate diol, a chain extender, and a diisocyanate has hydrolyzability and biodegradability.
しかし、上記のポリオキサレートウレタンは、ポリウレタンに特徴的なゴム弾性に基づく良好な張りを有しない問題があった。ここで張りとは、ポリオキサレートウレタンを手で曲げて、曲げた状態から、元の状態への戻り具合のことである。良好な張りとは、曲げた状態から、元の状態への戻りが早いことである。
本発明は、上記の問題点を解決し良好な張りを有するポリオキサレートウレタン、および前記ポリオキサレートウレタンを得るための原料であるポリオキサレートポリオールを提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a polyoxalate urethane having a good tension by solving the above-described problems and a polyoxalate polyol which is a raw material for obtaining the polyoxalate urethane.
本発明は、一般式(1)で表されるエーテル結合を有するポリオキサレートポリオールである。 The present invention is a polyoxalate polyol having an ether bond represented by the general formula (1).
また、別の発明としては、一般式(1)で表されるポリオキサレートポリオールとジイソシアネートから反応させて得られるエーテル結合を有するポリオキサレートウレタンである。鎖延長剤又は熱硬化剤さらに加えて反応させることが好ましい。また、エーテル結合を有するポリオキサレートポリオール:鎖延長剤又は熱硬化剤:ジイソシアネート(モル比)が1:0.5:1.5〜1:6:7の範囲であることが好ましい。さらに、エーテル結合を有するポリオキサレートポリオールの数平均分子量が500〜5000であることが好ましい。
Another invention is a polyoxalate urethane having an ether bond obtained by reacting a polyoxalate polyol represented by the general formula (1) with a diisocyanate. It is preferable to add a chain extender or a thermosetting agent and react. The polyoxalate polyol having an ether bond: the chain extender or the thermosetting agent: the diisocyanate (molar ratio) is preferably in the range of 1: 0.5: 1.5 to 1: 6: 7. Furthermore, the number average molecular weight of the polyoxalate polyol having an ether bond is preferably 500 to 5,000.
本発明によれば、エーテル結合を有するポリオキサレートウレタンは、良好な張りを有する効果を有する。本発明のエーテル結合を有するポリオキサレートウレタンは、1分子鎖内にオキサレート結合とエーテル結合を同時に有するポリオキサレートポリオールから成り、相溶性が良い。従って、本発明のエーテル結合を有するポリオキサレートウレタンは、成形品、フィルム、シートおよび繊維等の生分解性材料、精密研磨パッド等の原料として非常に有用である。 According to the present invention, the polyoxalate urethane having an ether bond has an effect of having good tension. The polyoxalate urethane having an ether bond of the present invention is composed of a polyoxalate polyol having both an oxalate bond and an ether bond in one molecular chain, and has good compatibility. Therefore, the polyoxalate urethane having an ether bond of the present invention is very useful as a raw material for molded articles, biodegradable materials such as films, sheets and fibers, and precision polishing pads.
本発明のエーテル結合を有するポリオキサレートポリオールの原料として用いるエーテル結合を有するジオール化合物は、下記一般式(2)で表される両末端基が水酸基の化合物である。そのアルキレン基Rは、炭素数が2〜12(偶数又は奇数)で、直鎖構造のものに限らず、分岐構造又は脂環式構造を含んでいるものであっても良い。また、アルキレン基Rは一種であっても二種以上含まれていても差し支えない。mはポリエーテルの重合度を表し、2以上60以下が好ましい。ジオール化合物の数平均分子量は100〜3000、特に100〜1000であることが好ましい。 The diol compound having an ether bond used as a raw material for the polyoxalate polyol having an ether bond of the present invention is a compound in which both terminal groups represented by the following general formula (2) are hydroxyl groups. The alkylene group R has 2 to 12 carbon atoms (even or odd) and is not limited to a linear structure but may include a branched structure or an alicyclic structure. Further, the alkylene group R may be of one type or two or more types. m represents the degree of polymerization of the polyether, and is preferably 2 or more and 60 or less. The number average molecular weight of the diol compound is preferably 100 to 3000, particularly preferably 100 to 1000.
エーテル結合を有するジオール化合物としては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール (TEG)、ポリ(オキシエチレン)グリコール (PEG)、ポリ(オキシプロピレン)グリコール (PPG)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール (PTMEG)、ポリ(オキシヘキサメチレン)グリコール (PHMG)、エチレンオキシド/プロピレンオキシド (EO/PO)コポリマー等の直鎖構造のもの、テトラヒドロフラン (THF)/3-メチル-THFのランダム共重合体 (PTG-L)、THFの重合に引き続きネオペンチルグリコールを付加させたPTMG (PTG-X)等の分岐構造のものなどが挙げられる。 Examples of the diol compound having an ether bond include diethylene glycol, triethylene glycol (TEG), poly (oxyethylene) glycol (PEG), poly (oxypropylene) glycol (PPG), polytetramethylene ether glycol (PTMEG), poly (Oxyhexamethylene) glycol (PHMG), linear structure such as ethylene oxide / propylene oxide (EO / PO) copolymer, tetrahydrofuran (THF) / 3-methyl-THF random copolymer (PTG-L), THF Examples thereof include those having a branched structure such as PTMG (PTG-X) to which neopentyl glycol is added following the polymerization of.
本発明のエーテル結合を有するポリオキサレートポリオールは、式(1)で表される両末端が水酸基のポリオキサレートジオールである。そのアルキレン基Rは、炭素数が2〜12(偶数又は奇数)で、直鎖構造のものに限らず、分岐構造又は脂環式構造を含んでいるものであっても良い。また、アルキレン基Rは一種であっても二種以上含まれていても差し支えない。nはポリオキサレートの重合度(アルキレンオキサレート単位の繰り返し個数)を表し、数平均分子量に対応する。nは1から32である。また、mはポリエーテルの重合度を表す。mは2から60である。なお、ポリオキサレートポリオールの数平均分子量は500〜5000、特に500〜1500であることが好ましい。 The polyoxalate polyol having an ether bond of the present invention is a polyoxalate diol having hydroxyl groups at both ends represented by the formula (1). The alkylene group R has 2 to 12 carbon atoms (even or odd) and is not limited to a linear structure but may include a branched structure or an alicyclic structure. Further, the alkylene group R may be of one type or two or more types. n represents the degree of polymerization of the polyoxalate (the number of repeating alkylene oxalate units) and corresponds to the number average molecular weight. n is 1 to 32. M represents the degree of polymerization of the polyether. m is 2 to 60. The number average molecular weight of the polyoxalate polyol is preferably 500 to 5000, particularly 500 to 1500.
エーテル結合を有するポリオキサレートポリオールは、蓚酸ジエステルとエーテル結合を有するジオール化合物とのエステル交換反応を伴う溶融重合によって得ることが好ましい。ジオール化合物としては、式(2)で表されるものが単独又は複数で使用されるが、中でも、前記TEG、PTMEGが好ましい。また、蓚酸ジエステルとしては、蓚酸ジメチル、蓚酸ジエチル、蓚酸ジプロピル、蓚酸ジブチル等の蓚酸ジアルキル、及び蓚酸ジフェニル等の蓚酸ジアリールが単独又は複数で使用されるが、中でも蓚酸ジメチルが好ましい。ジオール化合物は、蓚酸ジメチルに対して、1.07〜2.36倍モル、特に1.41〜2.36倍モル用いることが好ましい。 The polyoxalate polyol having an ether bond is preferably obtained by melt polymerization involving a transesterification reaction between an oxalic acid diester and a diol compound having an ether bond. As the diol compound, one represented by the formula (2) is used singly or in plural, and among them, the TEG and PTMEG are preferable. As the oxalic acid diester, dimethyl oxalate, diethyl oxalate, dipropyl oxalate, dialkyl oxalate such as dibutyl oxalate, and diaryl oxalate such as diphenyl oxalate are used singly or in plural, and dimethyl oxalate is particularly preferable. The diol compound is preferably used in an amount of 1.07 to 2.36 times mol, particularly 1.41 to 2.36 times mol, relative to dimethyl oxalate.
前記溶融重合においては、反応温度及び反応圧力は目的物が得られる条件であれば特に制限されないが、好ましくは、反応温度は130 〜 200 ℃、反応圧力は1 〜 760 torrの範囲である。また、エステル交換反応で生成するアルコールは、反応を促進させるために系外に抜き出すことが好ましい。そのためには、反応器に蒸留塔を設けることが好ましく、更に不活性ガス(窒素、ヘリウム、アルゴン等)流通下で反応させても良い。また、温度、圧力を変動させても良く、公知のエステル交換触媒を添加することもできる。この触媒としては、p-トルエンスルホン酸等の酸性触媒、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン等の塩基性触媒、チタン、亜鉛、ゲルマニウム、鉄、錫等の金属触媒が挙げられる。中でも、チタンテトラアルコキシド(特にチタンテトラブトキシド)が好ましい。触媒の添加量及び添加時期は、反応を促進できる条件であれば特に制限されない。 In the melt polymerization, the reaction temperature and reaction pressure are not particularly limited as long as the desired product can be obtained, but preferably the reaction temperature is 130 to 200 ° C. and the reaction pressure is 1 to 760 torr. Moreover, it is preferable to extract the alcohol produced | generated by transesterification out of the system, in order to accelerate reaction. For this purpose, it is preferable to provide a distillation column in the reactor, and further the reaction may be carried out under the flow of an inert gas (nitrogen, helium, argon, etc.). Further, the temperature and pressure may be varied, and a known transesterification catalyst may be added. Examples of the catalyst include acidic catalysts such as p-toluenesulfonic acid, basic catalysts such as 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene, and metal catalysts such as titanium, zinc, germanium, iron and tin. Can be mentioned. Among these, titanium tetraalkoxide (particularly titanium tetrabutoxide) is preferable. The addition amount and addition timing of the catalyst are not particularly limited as long as the conditions can promote the reaction.
本発明のポリオキサレートウレタンは、前記ポリオキサレートポリオール、ジイソシアネートを反応させて(ポリウレタン化反応によって)得られるものである。本発明で用いるジイソシアネートとしては、脂肪族又は芳香族の各種ジイソシアネートが挙げられる。脂肪族ジイソシアネートは、そのアルキレン基が、直鎖構造のものに限らず、分岐構造又は脂環式構造を含んでいるものでも良く、酸素原子を含んでいるものでも良い。また、芳香族ジイソシアネートは、二価の芳香族炭化水素基を分子中に含むものであれば、特に制限されない。 The polyoxalate urethane of the present invention is obtained by reacting the polyoxalate polyol and diisocyanate (by polyurethane reaction). Examples of the diisocyanate used in the present invention include various aliphatic or aromatic diisocyanates. The aliphatic diisocyanate is not limited to one having a linear structure, but may contain a branched structure or an alicyclic structure, or may contain an oxygen atom. The aromatic diisocyanate is not particularly limited as long as it contains a divalent aromatic hydrocarbon group in the molecule.
脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、1,3−トリメチレンジイソシアネート、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,9−ノナメチレンジイソシアネート、1,10−デカメチレンジイソシアネート、1,12−ドデカメチ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−ビウレット体や、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、イソホロンジイソシアネートや、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添化キシリレンジイソシアネートや、2,2’−ジエチルエーテルジイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of the aliphatic diisocyanate include 1,3-trimethylene diisocyanate, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 1,9-nonamethylene diisocyanate, 1,10-decamethylene diisocyanate, 1, 12-dodecamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate-biuret, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 4,4 Examples include '-dicyclohexylmethane diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, and 2,2'-diethyl ether diisocyanate.
芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、p−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、キシリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジイソシアネート、1,5−ナフタ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(MDI)、3,3’−メチレンジトリレン−4,4’−ジイソシアネート、トリレンジソシアネートトリメチロールプロパンアダクト、トリフェニルメタントリイソシアネート、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、テトラクロロフェニレンジイソシアネート、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリイソシアネートフェニルチオホスフェート等が挙げられる。 Examples of the aromatic diisocyanate include p-phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, 4,4′-diphenyl diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 3,3. '-Methylene ditolylene-4,4'-diisocyanate, tolylene diisocyanate trimethylolpropane adduct, triphenylmethane triisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate, tetrachlorophenylene diisocyanate, 3,3'-dichloro-4, Examples thereof include 4′-diphenylmethane diisocyanate and triisocyanate phenylthiophosphate.
ジイソシアネートの中では、トリ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、1,6−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が好ましいが、中でもトリ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が特に好ましい。ジイソシソシアネートは単独又は複数で使用される。 Among the diisocyanates, tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate are preferable, and among them, tolylene diisocyanate and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate are particularly preferable. The diisosocyanate is used alone or in combination.
ポリオキサレートポリオールとジイソシアネートを反応させる際、鎖延長剤又は熱硬化剤をさらに加えて反応させてことが好ましい。
本発明で使用される鎖延長剤としては、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が挙げられる。このような化合物には、ポリオール、ポリアミン等があり、具体的には、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-ブタンジオール、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、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、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の直鎖構造のもの、ネオペンチルグリコール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-エチル-2-ブチル-1,3-プロパンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジール等の分岐構造を含むもの、1,4-シクロヘキサンジオール、trans-1,4-シクロヘキサンジメタノール、cis-1,4-シクロヘキサンジメタノール等の脂環式構造を含むものなどが挙げられる。
When the polyoxalate polyol and the diisocyanate are reacted, it is preferable that a chain extender or a thermosetting agent is further added and reacted.
Examples of the chain extender used in the present invention include low molecular compounds having at least two hydrogen atoms that react with an isocyanate group. Such compounds include polyols, polyamines, etc., specifically, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, Linear structure such as 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, neo Pentyl glycol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol, 2,2,4-trimethyl- Contains a branched structure such as 1,3-propanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 1,4-cyclohexanediol, trans-1,4 -Containing alicyclic structures such as cyclohexanedimethanol and cis-1,4-cyclohexanedimethanol Etc., and the like.
エチレンジアミン、1,2-プロピレンジアミン、1,6-ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ピペラジン、メタ(又はパラ)キシレンジアミン等の脂肪族又は芳香族ジアミンが挙げられる。更に、2-エタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-フェニルジプロパノールアミン等の脂肪族又は芳香族アミノアルコール、ヒドロキシエチルスルファミド、ヒドロキシエチルアミノエチルスルファミド等のヒドロキシアルキルスルファミド、及び尿素、水なども鎖延長剤として挙げられる。これら鎖延長剤の中では、1,4-ブタンジオールが特に好ましい。鎖延長剤は、単独でも複数でも使用できる。 Aliphatic or aromatic diamines such as ethylenediamine, 1,2-propylenediamine, 1,6-hexamethylenediamine, isophoronediamine, bis (4-aminocyclohexyl) methane, piperazine, meta (or para) xylenediamine and the like can be mentioned. Furthermore, aliphatic or aromatic amino alcohols such as 2-ethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-phenyldipropanolamine, hydroxyalkylsulfamides such as hydroxyethylsulfamide, hydroxyethylaminoethylsulfamide, and Urea, water, etc. are also examples of chain extenders. Of these chain extenders, 1,4-butanediol is particularly preferred. One or more chain extenders can be used.
本発明で使用される熱硬化剤としては、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、ジエチルアミノプロピルアミン等の直鎖脂肪族のもの、メンセンジアミン、イソホロンジアミン、N -アミノエチルピペラジン、3,9-ビス(3-アミノプロピル)-2,4,8,10-テトラオキシスピロ(5,5)-ウンデカンアダクト、ビス(4-アミノ-3-メチルシクロヘキシル)メタン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン等の脂環族、m-キシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、3,3'-ジクロロ-4,4'-ジアミノジフェニルメタン、m -フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族が挙げられる。これらの熱硬化剤の中では、3,3'-ジクロロ-4,4'-ジアミノジフェニルメタンが特に好ましい。熱硬化剤は、単独でも複数でも使用できる。 Examples of the thermosetting agent used in the present invention include linear aliphatic compounds such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, and diethylaminopropylamine, mensendiamine, isophoronediamine, N-aminoethylpiperazine, 3, 9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraoxyspiro (5,5) -undecane adduct, bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) methane, bis (4-aminocyclohexyl) Examples include alicyclic groups such as methane, and aromatic groups such as m-xylenediamine, diaminodiphenylmethane, 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane, m-phenylenediamine, and diaminodiphenylsulfone. Among these thermosetting agents, 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane is particularly preferable. One or more thermosetting agents can be used.
ポリウレタン化反応は無溶剤下で行うことができ、また、イソシアネート基に対して不活性な溶剤の存在下でも行うことができる。無溶剤下の反応の場合、ポリオキサレートポリオールと鎖延長剤又は熱硬化剤を混合し、これにジイソシアネートを混合して全量を一度に反応させるか、或いは、ポリオキサレートポリオールとジイソシアネートを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、これに鎖延長剤又は熱硬化剤を混合、反応させるか、或いは、ポリオキサレートポリオールと鎖延長剤又は熱硬化剤を混合し、これにジイソシアネートの一部を混合、反応させて水酸基を有するプレポリマーを得た後、更に残余のジイソシアネートを混合、反応させることによって、ポリウレタン化反応を行うことができる。無溶剤下の場合の好ましい反応温度は90〜60 ℃である。 The polyurethane-forming reaction can be carried out in the absence of a solvent, and can also be carried out in the presence of a solvent inert to isocyanate groups. In the case of a reaction in the absence of a solvent, a polyoxalate polyol and a chain extender or a thermosetting agent are mixed, and this is mixed with a diisocyanate to react all at once, or a polyoxalate polyol and a diisocyanate are reacted. After obtaining a prepolymer having an isocyanate group, a chain extender or a thermosetting agent is mixed and reacted with the prepolymer, or a polyoxalate polyol and a chain extender or a thermosetting agent are mixed, and this is mixed with a diisocyanate. After a part is mixed and reacted to obtain a prepolymer having a hydroxyl group, the remaining diisocyanate is further mixed and reacted to carry out the polyurethane reaction. A preferable reaction temperature in the absence of a solvent is 90 to 60 ° C.
溶剤存在下の反応の場合、ポリオキサレートポリオールを溶剤に溶解し、更に鎖延長剤を混合した後、これにジイソシアネートを混合して全量を一度に反応させるか、或いは、ポリオキサレートポリールを溶剤に溶解し、これにジイソシアネートを混合、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、これに鎖延長剤を混合、反応させるか、或いは、ポリオキサレートポリオールと鎖延長剤を溶剤に混合し、これにジイソシアネートの一部を混合、反応させて水酸基を有するプレポリマーを得た後、更に残余のジイソシアネートを混合、反応させることによって、ポリウレタン化反応を行うことができる。溶剤下の場合の好ましい反応温度は100〜20 ℃である。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代表的なものである。 In the case of a reaction in the presence of a solvent, the polyoxalate polyol is dissolved in a solvent and a chain extender is further mixed, and then diisocyanate is mixed to react all at once, or the polyoxalate polyol is After dissolving in a solvent and mixing and reacting with diisocyanate to obtain a prepolymer having an isocyanate group, this is mixed with a chain extender and reacted, or a polyoxalate polyol and a chain extender are used as a solvent. After mixing, a part of diisocyanate is mixed and reacted to obtain a prepolymer having a hydroxyl group, and then the remaining diisocyanate is further mixed and reacted to carry out the polyurethane reaction. A preferred reaction temperature in the case of a solvent is 100 to 20 ° C. Typical examples of the solvent include methyl ethyl ketone, ethyl acetate, toluene, dioxane, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide and the like.
ポリウレタン化反応において、ポリオキサレートポリオールと鎖延長剤又は熱硬化剤の使用割合は、一般的には、前者1モルに対して後者が6 〜0.5モルの範囲であることが好ましい。これらの使用量は目的とするポリエステルウレタンの物性により適宜決定される。また、ジイソシアネートの使用量は、ポリオキサレートポリオールと鎖延長剤又は熱硬化剤の合計量とほぼ等モルであることが好ましい。具体的には、ポリオキサレートポリオール、鎖延長剤又は熱硬化剤に含まれる活性水素の合計量:イソシアネート基が、当量比で1:0.8 〜1:1.2、更には1:0.9 5〜1:1.05になるようにジイソシアネートを使用することが好ましい。本発明のポリオキサレートルウレタンでは、ポリオキサレートポリオール:鎖延長剤又は熱硬化剤:ジイソシアネート(モル比)が1:0.5:1.5〜1:6:7 、好ましくは1:0.9:2〜1:3:4)の範囲である。ポリウレタン化反応においては、反応促進のため、公知のアミン系又は錫系の触媒を使用しても良い。 In the polyurethane-forming reaction, the ratio of the polyoxalate polyol and the chain extender or thermosetting agent used is generally preferably in the range of 6 to 0.5 mol of the latter with respect to 1 mol of the former. These amounts used are appropriately determined depending on the physical properties of the target polyester urethane. The amount of diisocyanate used is preferably approximately equimolar to the total amount of polyoxalate polyol and chain extender or thermosetting agent. Specifically, the total amount of active hydrogen contained in the polyoxalate polyol, the chain extender or the thermosetting agent: the isocyanate group has an equivalent ratio of 1: 0.8 to 1: 1.2, more preferably 1: 0.9 5 to 1: It is preferable to use diisocyanate so as to be 1.05. In the polyoxalate urethane of the present invention, polyoxalate polyol: chain extender or thermosetting agent: diisocyanate (molar ratio) is 1: 0.5: 1.5-1: 6: 7, preferably 1: 0.9: 2-1 : 3: 4). In the polyurethane reaction, a known amine-based or tin-based catalyst may be used to accelerate the reaction.
鎖延長剤を使用して得られる本発明のポリオキサレートウレタンは、数平均分子量が200000〜10000程度であることが好ましく、分子末端は特に制限されない。また、熱硬化剤を使用して得られる本発明のポリオキサレートウレタンは、架橋構造をとることもできる。 The polyoxalate urethane of the present invention obtained by using a chain extender preferably has a number average molecular weight of about 20000 to 10,000, and the molecular terminal is not particularly limited. Moreover, the polyoxalate urethane of the present invention obtained by using a thermosetting agent can also take a crosslinked structure.
更に、本発明のポリオキサレートウレタンには、本発明の効果を損なわない範囲で公知の各種添加剤や他の重合体を配合しても差し支えない。配合できる添加剤としては、結晶核剤、顔料、染料、耐熱剤、着色防止剤、酸化防止剤、耐候剤、滑剤、帯電防止剤、安定剤、カップリング剤、防菌・防カビ剤、発泡剤、充填剤(タルク、クレイ、ゼオライト、ゾノトライト、炭酸カルシウム、カーボンブラック、シリカ粉末、アルミナ粉末、酸化チタン粉末等)、強化剤(ガラス繊維、炭素繊維、シリカ繊維等)、難燃剤、可塑剤、離型剤、防水剤(ワックス、シリコンオイル、高級アルコール、ラノリン等)、樹脂型マイクロバルーン、無機型マイクロバルーンなどが挙げられる。 Furthermore, the polyoxalate urethane of the present invention may be blended with various known additives and other polymers as long as the effects of the present invention are not impaired. Additives that can be blended include crystal nucleating agents, pigments, dyes, heat-resistant agents, anti-coloring agents, antioxidants, weathering agents, lubricants, antistatic agents, stabilizers, coupling agents, antibacterial and antifungal agents, foaming Agent, filler (talc, clay, zeolite, zonotlite, calcium carbonate, carbon black, silica powder, alumina powder, titanium oxide powder, etc.), reinforcing agent (glass fiber, carbon fiber, silica fiber, etc.), flame retardant, plasticizer , Mold release agents, waterproofing agents (wax, silicone oil, higher alcohol, lanolin, etc.), resin-type microballoons, inorganic-type microballoons, and the like.
配合できる他の重合体は、天然又は合成の高分子材料であれば良く、例えば、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリコハク酸エステル、ポリ(3-ヒドロキシブタン酸)、(3-ヒドロキシブタン酸/4-ヒドロキシブタン酸)コポリマー、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリグルタミン酸エステル、酢酸セルロース、アルギン酸、キトサン、澱粉などのプラスチック材料、天然ゴム、ポリエステルゴム、ポリアミドゴム、スチレンーブタジエンースチレンブロック共重合体 (SBS)、水添SBSなどのゴム又はエラストマーが挙げられる。これらは単独又は複数で配合することができる。 Other polymers that can be blended may be natural or synthetic polymer materials such as polycaprolactone, polylactic acid, polyglycolic acid, polysuccinic acid ester, poly (3-hydroxybutanoic acid), (3-hydroxybutane). Acid / 4-hydroxybutanoic acid) copolymer, polyvinyl alcohol, polyethylene, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, polystyrene, polyglutamic acid ester, cellulose acetate, alginic acid, chitosan, starch and other plastic materials, natural rubber, polyester rubber, polyamide rubber And rubber or elastomer such as styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS) and hydrogenated SBS. These can be blended alone or in combination.
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、ポリオキサレートジオールの物性は下記の1方法により、ポリオキサレートウレタンの物性は下記の2〜7方法によりそれぞれ測定した。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. The physical properties of polyoxalate diol were measured by the following method 1, and the physical properties of polyoxalate urethane were measured by the following methods 2-7.
1.平均分子量(Mn)
1H-NMR測定を以下の条件で行って下記計算式により算出した。式中、S(OCOCOO)はオキサレート結合に隣接するメチレンのプロトンの積分値、S(OH)は末端水酸基に隣接するメチレンのプロトンの積分値、M(unit)はポリオキサレートポリオール中の繰り返し構造単位の分子量、M(diol)はポリオキサレートポリオール原料のポリエーテル結合を有するジオール化合物の分子量を表す。
使用機種:日本電子製JNM-EX400WB、溶媒:CDCl3、積算回数:32回、試料濃度:5重量%、計算式:Mn = (S(OCOCOO) / S(OH))×M(unit)+M(diol)
1. Average molecular weight (Mn)
1 H-NMR measurement was performed under the following conditions and calculated according to the following formula. In the formula, S (OCOCOO) is the integral value of the methylene proton adjacent to the oxalate bond, S (OH) is the integral value of the methylene proton adjacent to the terminal hydroxyl group, and M (unit) is the repeating structure in the polyoxalate polyol. The molecular weight of the unit, M (diol), represents the molecular weight of the diol compound having a polyether bond of the polyoxalate polyol raw material.
Model used: JEOL JNM-EX400WB, solvent: CDCl 3 , integration count: 32 times, sample concentration: 5 wt%, calculation formula: Mn = (S (OCOCOO) / S (OH)) x M (unit) + M (diol)
2. 溶融粘度 (Pa・sec)
E型粘度計(東機産業社製、TV-20形粘度計)を用いて、温度25 ℃で測定した。
2. Melt viscosity (Pa · sec)
Using an E-type viscometer (TV-20 viscometer manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), the temperature was measured at 25 ° C.
3. 還元粘度 (dL/g)
ウベローデ型粘度計(25 ℃において水300 sec)を用いて、温度25 ℃においてジメチルスルホキシド溶液で測定した。
3. Reduced viscosity (dL / g)
Using an Ubbelohde viscometer (water for 300 sec at 25 ° C.), the measurement was performed with a dimethyl sulfoxide solution at a temperature of 25 ° C.
4. 熱プレス成形
熱可塑性ポリオキサレートウレタン試料をポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製のクロスシートに挟んで、熱プレス機(神藤金属工業所社製、圧縮成形機 NF-37、シリンダー径 150 mm、型締め 37トン)に設置した。試料は、温度200 ℃で圧力を加えない状態で4分間保持した。次に、試料を温度200 ℃のままで、圧力50 kg/cm2で2分間加圧して、熱プレスした。最後に、温度30℃、圧力50 kg/cm2で2分間加圧して冷却し、縦50 mm×横50 mm×厚さ2 mmの成形体を得た。
4. Hot press molding Thermoplastic polyoxalate urethane sample is sandwiched between polytetrafluoroethylene (PTFE) cloth sheets, hot press machine (Shinfuji Metal Industry Co., Ltd., compression molding machine NF-37, cylinder diameter 150 mm Clamping was 37 tons). The sample was held at a temperature of 200 ° C. for 4 minutes with no pressure applied. Next, the sample was pressed for 2 minutes at a pressure of 50 kg / cm 2 while keeping the temperature at 200 ° C., and hot-pressed. Finally, it was cooled by pressing for 2 minutes at a temperature of 30 ° C. and a pressure of 50 kg / cm 2 to obtain a molded body of 50 mm length × 50 mm width × 2 mm thickness.
5. ショアーD硬度計
ショアーD硬度計(高分子計器社製、アスカーゴム硬度計 JISK7215 JISK6235)を用いて、温度25 ℃で測定した。
5. The Shore D hardness tester was measured at a temperature of 25 ° C. using a Shore D hardness tester (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd., Asker rubber hardness tester JISK7215 JISK6235).
6. ポリオキサレートウレタンの張り評価法(定性法)
実際に熱可塑性ポリオキサレートウレタン試料および熱硬化性ポリオキサレートウレタン試料を手で曲げて、曲げた状態から、元の状態への戻り具合を観察した。尚、張りが良い(○)とは、曲げた状態から、元の状態への戻りが早いことであり、逆に、張りが悪い(×)とは、曲げた状態から、元の状態への戻りが遅いことであると定義した。
6. Tension evaluation method for polyoxalate urethane (qualitative method)
Actually, the thermoplastic polyoxalate urethane sample and the thermosetting polyoxalate urethane sample were bent by hand, and the return from the bent state to the original state was observed. In addition, tension (good) means that the return from the bent state to the original state is quick, and conversely, poor tension (x) means that the bent state is restored to the original state. It was defined as a slow return.
7. ポリオキサレートウレタンの張り評価法(定量法)
熱可塑性ポリオキサレートウレタン成形体(縦46 mm×横46 mm×厚さ2 mm)の一端を幅10 mmで固定した。次に、成形体の固定された箇所とは反対の一端を曲げ、成形体の下面が、最初に固定された角度から90°になるように設置した。最後に、成形体の下面が、最初に固定された角度から30°に戻るまでの時間を温度25 ℃で測定した。この操作を4、5回行い、それらの平均値を測定値とした。本測定において、測定値が小さい値の方が、張りの良い成形体と定義した。
7. Tension evaluation method for polyoxalate urethane (quantitative method)
One end of a thermoplastic polyoxalate urethane molded body (length 46 mm × width 46 mm × thickness 2 mm) was fixed at a width of 10 mm. Next, one end opposite to the fixed portion of the molded body was bent, and the lower surface of the molded body was placed so as to be 90 ° from the initially fixed angle. Finally, the time required for the lower surface of the molded body to return to 30 ° from the initially fixed angle was measured at a temperature of 25 ° C. This operation was performed 4 or 5 times, and the average value thereof was taken as the measured value. In this measurement, the smaller measured value was defined as a molded article with good tension.
[実施例1] (熱可塑性ポリオキサレートウレタン)
(ポリオキサレートジオールの製造)
攪拌機、温度計、及び蒸留塔(分留管、還流ヘッド、コンデンサーを塔頂部に備える)を装着した内容積500 mlのガラス製反応器に、蓚酸ジメチル(DMO) (41.3 g ; 0.350 mol)、式(3)で表されるトリエチレングリコール(TEG) (75.0 g ; 0.499 mol) 及びテトラ-n-ブトキシチタン(TBT;6 mg; DMOおよびTEG合計量に対して重量基準で51.6 ppm)を仕込んだ。常圧下、130 ℃で1時間反応させ、その後常圧下、160 ℃で1時間反応させ、さらに常圧下、180 ℃で1時間反応させてメタノールを留出させた。さらに、300 torr、180 ℃で1時間反応させ、その後100 torr、180 ℃で4時間、減圧下でメタノールをさらに留出させた。次いで、200 ℃に昇温すると共に1 torrに減圧して2時間、重縮合反応させてTEGを留出させた。最後に、反応物にTBTと等モル量のリン酸ジブチルを加え、常圧下、120℃で2時間攪拌して触媒を失活させた。得られたポリオキサレートジオール(TEG型POD)の数平均分子量(Mn)は983であった。
[Example 1] (Thermoplastic polyoxalate urethane)
(Production of polyoxalate diol)
Into a glass reactor with an internal volume of 500 ml equipped with a stirrer, thermometer, and distillation column (with a fractionation tube, reflux head, and condenser at the top), dimethyl oxalate (DMO) (41.3 g; 0.350 mol), Triethylene glycol (TEG) represented by formula (3) (75.0 g; 0.499 mol) and tetra-n-butoxytitanium (TBT; 6 mg; 51.6 ppm by weight based on the total amount of DMO and TEG) are charged. It is. The mixture was reacted at 130 ° C. for 1 hour under normal pressure, then reacted at 160 ° C. for 1 hour under normal pressure, and further reacted at 180 ° C. for 1 hour under normal pressure to distill methanol. The reaction was further carried out at 300 torr and 180 ° C. for 1 hour, and then methanol was further distilled off under reduced pressure at 100 torr and 180 ° C. for 4 hours. Next, the temperature was raised to 200 ° C. and the pressure was reduced to 1 torr, and a polycondensation reaction was carried out for 2 hours to distill TEG. Finally, TBT and an equimolar amount of dibutyl phosphate were added to the reaction product, and the mixture was stirred at 120 ° C. under normal pressure for 2 hours to deactivate the catalyst. The number average molecular weight (Mn) of the obtained polyoxalate diol (TEG type POD) was 983.
(ポリオキサレートウレタンの製造)
攪拌機、温度計、及び冷却管を装着した内容積300 mlのガラス製反応器に、上記で得られたTEG型POD (20 g ; 0.020 mol)を窒素雰囲気下の反応容器に入れて、15 torr、110 ℃、2時間、減圧下で脱水した。次に、反応容器にp−フェニレンジイソシアネート(MDI) (10.4 g ; 0.042 mol)を添加して、常圧、90 ℃、3時間反応させた。その後、反応容器に1,4-ブタンジオール(1.83 g ; 0.020 mol)を常圧、同温度で激しく攪拌しながら5分間反応させた。得られたポリオキサレートウレタン(TEG型POU)を反応器から取り出し、100℃、24時間、真空下、キュアした。TEG型POUの物性値を表1に示す。
(Manufacture of polyoxalate urethane)
Place the TEG-type POD (20 g; 0.020 mol) obtained above in a glass reactor equipped with a stirrer, thermometer, and cooling tube with an internal volume of 300 ml in a reaction vessel under a nitrogen atmosphere, and add 15 torr. And dehydrated under reduced pressure at 110 ° C. for 2 hours. Next, p-phenylene diisocyanate (MDI) (10.4 g; 0.042 mol) was added to the reaction vessel and reacted at normal pressure and 90 ° C. for 3 hours. Thereafter, 1,4-butanediol (1.83 g; 0.020 mol) was reacted in the reaction vessel at normal pressure and the same temperature for 5 minutes with vigorous stirring. The obtained polyoxalate urethane (TEG type POU) was taken out of the reactor and cured under vacuum at 100 ° C. for 24 hours. Table 1 shows the physical property values of TEG type POU.
[実施例2] (熱可塑性ポリオキサレートウレタン)
(ポリオキサレートジオールの製造)
攪拌機、温度計、及び蒸留塔(分留管、還流ヘッド、コンデンサーを塔頂部に備える)を装着した内容積500 mlのガラス製反応器に、蓚酸ジメチル (DMO) (41.3 g ; 0.350 mol)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール250(PTMEG250; 分子量250) (125 g ; 0.5 mol)及びテトラ-n-ブトキシチタン(TBT;6 mg; DMOおよびPTMEG250の合計量に対して重量基準で36.1 ppm)を仕込んだ。常圧下、130 ℃で1時間反応させ、その後常圧下、160 ℃で1時間反応させ、さらに常圧下、180 ℃で1時間反応させてメタノールを留出させた。さらに、300 torr、180 ℃で1時間反応させ、その後100 torr、180 ℃で4時間、減圧下でメタノールをさらに留出させた。最後に、反応物にTBTと等モル量のリン酸ジブチルを加え、常圧下、120℃で2時間攪拌して触媒を失活させた。得られたポリオキサレートジオール(PTMEG250型POD)の数平均分子量(Mn)は1053であった。
[Example 2] (Thermoplastic polyoxalate urethane)
(Production of polyoxalate diol)
To a 500 ml glass reactor equipped with a stirrer, thermometer, and distillation column (with a fractionation tube, reflux head, and condenser at the top of the column), dimethyl oxalate (DMO) (41.3 g; 0.350 mol), Polytetramethylene ether glycol 250 (PTMEG250; molecular weight 250) (125 g; 0.5 mol) and tetra-n-butoxytitanium (TBT; 6 mg; 36.1 ppm by weight based on the total amount of DMO and PTMEG250) were charged . The mixture was reacted at 130 ° C. for 1 hour under normal pressure, then reacted at 160 ° C. for 1 hour under normal pressure, and further reacted at 180 ° C. for 1 hour under normal pressure to distill methanol. The reaction was further carried out at 300 torr and 180 ° C. for 1 hour, and then methanol was further distilled off under reduced pressure at 100 torr and 180 ° C. for 4 hours. Finally, TBT and an equimolar amount of dibutyl phosphate were added to the reaction product, and the mixture was stirred at 120 ° C. under normal pressure for 2 hours to deactivate the catalyst. The number average molecular weight (Mn) of the obtained polyoxalate diol (PTMEG250 type POD) was 1053.
(ポリオキサレートウレタンの製造)
攪拌機、温度計、及び冷却管を装着した内容積300 mlのガラス製反応器に、 上記で得られたPTMEG250型POD (20 g ; 0.019 mol)を窒素雰囲気下の反応容器に入れて、15 torr、110 ℃、2時間、減圧下で脱水した。次に、反応容器にMDI (9.73 g ; 0.039 mol)を添加して、常圧、90 ℃、3時間反応させた。その後、反応容器に1,4-ブタンジオール(1.71 g ; 0.019 mol)を常圧、同温度で激しく攪拌しながら5分間反応させた。得られたポリオキサレートウレタン(PTMEG250型POU)を反応容器から取り出し、100℃、24時間、真空下、キュアした。PTMEG250型POUの物性値を表1に示す。
(Manufacture of polyoxalate urethane)
PTMEG250-type POD (20 g; 0.019 mol) obtained above was placed in a glass reactor equipped with a stirrer, thermometer, and cooling tube with an internal volume of 300 ml. And dehydrated under reduced pressure at 110 ° C. for 2 hours. Next, MDI (9.73 g; 0.039 mol) was added to the reaction vessel, and reacted at normal pressure and 90 ° C. for 3 hours. Thereafter, 1,4-butanediol (1.71 g; 0.019 mol) was reacted in the reaction vessel at normal pressure and the same temperature for 5 minutes with vigorous stirring. The obtained polyoxalate urethane (PTMEG250 type POU) was taken out from the reaction vessel and cured under vacuum at 100 ° C. for 24 hours. Table 1 shows the physical properties of PTMEG250 POU.
[比較例1] (熱可塑性ポリオキサレートウレタン)
(ポリオキサレートジオールの製造)
攪拌機、温度計、及び蒸留塔(分留管、還流ヘッド、コンデンサーを塔頂部に備える)を装着した内容積500 mlのガラス製反応器に、蓚酸ジメチル(DMO) (41.3 g ; 0.350 mol)、プロパン-1,3-ジオール(19.0 g ; 0.250 mol)、3-メチルペンタンジオール(3MPD) (29.5 g ; 0.250 mol)、及びテトラ-n-ブトキシチタン(TBT;6 mg; DMO、および3MPDの合計量に対して重量基準で66.8 ppm)を仕込み、常圧下、130 ℃で1時間反応させ、その後常圧下、160 ℃で1時間反応させ、さらに常圧下、180 ℃で1時間反応させてメタノールを留出させた。さらに、300 torr、180 ℃で1時間反応させ、その後100 torr、180 ℃で4時間、減圧下でメタノールをさらに留出させた。次いで、200 ℃に昇温すると共に1 torrに減圧して2時間、重縮合反応させてジオールを留出させた。最後に、反応物にTBTと等モル量のリン酸ジブチルを加え、常圧下、120 ℃で2時間攪拌して触媒を失活させた。得られたポリオキサレートジオール(プロパン-1,3-ジオール-3MPD型POD)の数平均分子量(Mn)は950であった。
[Comparative Example 1] (Thermoplastic polyoxalate urethane)
(Production of polyoxalate diol)
Into a 500 ml glass reactor equipped with a stirrer, thermometer, and distillation column (equipped with fractionation tube, reflux head, condenser at the top), dimethyl oxalate (DMO) (41.3 g; 0.350 mol), Propane-1,3-diol (19.0 g; 0.250 mol), 3-methylpentanediol (3MPD) (29.5 g; 0.250 mol), and tetra-n-butoxytitanium (TBT; 6 mg; DMO, and 3MPD) 66.8 ppm by weight based on the amount), reacted at 130 ° C under normal pressure for 1 hour, then reacted at normal pressure at 160 ° C for 1 hour, and further reacted at normal pressure at 180 ° C for 1 hour. Distilled. The reaction was further carried out at 300 torr and 180 ° C. for 1 hour, and then methanol was further distilled off under reduced pressure at 100 torr and 180 ° C. for 4 hours. Next, the temperature was raised to 200 ° C. and the pressure was reduced to 1 torr and a polycondensation reaction was performed for 2 hours to distill the diol. Finally, TBT and an equimolar amount of dibutyl phosphate were added to the reaction product, and stirred at 120 ° C. for 2 hours under normal pressure to deactivate the catalyst. The number average molecular weight (Mn) of the obtained polyoxalate diol (propane-1,3-diol-3MPD type POD) was 950.
(ポリオキサレートウレタンの製造)
攪拌機、温度計、及び冷却管を装着した内容積300 mlのガラス製反応器に、1,3-PD-3MPD型POD (50 g ; 0.053 mol)を窒素雰囲気下の反応容器に入れて、15 torr、110 ℃、2時間、減圧下で脱水した。次に、反応容器にMDI (27 g ; 0.108 mol)を添加して、常圧、90 ℃、3時間反応させた。その後、反応容器に1,4-ブタンジオール(4.74 g ; 0.0526 mol)を常圧、同温度で激しく攪拌しながら5分間反応させた。得られたポリオキサレートポリオキサレートウレタン(プロパン-1,3-ジオール-3MPD型POU)を反応容器から取り出し、100℃、24時間、真空下、キュアした。プロパン-1,3-ジオール-3MPD型POUの物性値を表1に示す。
(Manufacture of polyoxalate urethane)
Place a 1,3-PD-3MPD type POD (50 g; 0.053 mol) in a reaction vessel under a nitrogen atmosphere in a glass reactor with an internal volume of 300 ml equipped with a stirrer, thermometer, and condenser. It was dehydrated under reduced pressure at torr and 110 ° C. for 2 hours. Next, MDI (27 g; 0.108 mol) was added to the reaction vessel, and reacted at normal pressure and 90 ° C. for 3 hours. Thereafter, 1,4-butanediol (4.74 g; 0.0526 mol) was reacted in the reaction vessel at normal pressure and the same temperature for 5 minutes with vigorous stirring. The obtained polyoxalate polyoxalate urethane (propane-1,3-diol-3MPD type POU) was taken out from the reaction vessel and cured under vacuum at 100 ° C. for 24 hours. Table 1 shows the physical properties of propane-1,3-diol-3MPD type POU.
[実施例3] (熱硬化性ポリオキサレートウレタン)
(ポリオキサレートジオールの製造)
攪拌機、温度計、及び蒸留塔(分留管、還流ヘッド、コンデンサーを塔頂部に備える)を装着した内容積20 Lのガラス製反応器に、蓚酸ジメチル(DMO) (7194 g ; 60.9 mol)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール250(PTMEG250) (30476g; 121.9 mol)及びテトラ-n-ブトキシチタン(TBT;1.524 g; 4.48 mmol ; DMOおよびPTMEG250の合計量に対して重量基準で40.5 ppm)を仕込み、常圧下、130 ℃で1時間反応させ、その後常圧下、150 ℃で3時間反応させてメタノールを留出させた。さらに、300 torr、150 ℃で2時間反応させ、その後100 torr、150 ℃で2.5時間反応させ、さらに100 torr、150 ℃で2時間反応させ、さらに90 torr、150 ℃で1時間反応させ、さらに80 torr、150 ℃で1時間反応させ、さらに40 torr、150 ℃で0.5時間反応させ、減圧下でメタノールをさらに留出させた。最後に、反応物にTBTと等モル量のリン酸ジブチルを加え、常圧下、120 ℃で2時間攪拌して触媒を失活させた。得られたポリオキサレートジオール(PTMEG250型POD)の数平均分子量(Mn)は599であった。
[Example 3] (Thermosetting polyoxalate urethane)
(Production of polyoxalate diol)
Into a 20 L glass reactor equipped with a stirrer, thermometer, and distillation column (equipped with fractionation tube, reflux head, condenser at the top), dimethyl oxalate (DMO) (7194 g; 60.9 mol), Polytetramethylene ether glycol 250 (PTMEG250) (30476 g; 121.9 mol) and tetra-n-butoxytitanium (TBT; 1.524 g; 4.48 mmol; 40.5 ppm by weight based on the total amount of DMO and PTMEG250) The reaction was carried out at 130 ° C. for 1 hour under pressure, and then the reaction was carried out at 150 ° C. for 3 hours under normal pressure to distill methanol. Further, react at 300 torr and 150 ° C. for 2 hours, then react at 100 torr and 150 ° C. for 2.5 hours, further react at 100 torr and 150 ° C. for 2 hours, further react at 90 torr and 150 ° C. for 1 hour, and further The mixture was reacted at 80 torr and 150 ° C. for 1 hour, further reacted at 40 torr and 150 ° C. for 0.5 hour, and methanol was further distilled off under reduced pressure. Finally, TBT and an equimolar amount of dibutyl phosphate were added to the reaction product, and stirred at 120 ° C. for 2 hours under normal pressure to deactivate the catalyst. The number average molecular weight (Mn) of the obtained polyoxalate diol (PTMEG250 type POD) was 599.
(ポリオキサレートウレタンウレタンの製造)
攪拌機、温度計、及び冷却管を装着した内容積100 Lのステン反応器に、PTMEG250型POD (17.6 kg ; 29.4 mol) を窒素雰囲気下の反応容器に入れ、トリレンジイソシアネート(TDI) (30 kg ; 172.4 mol)を1時間かけて添加して、ゆっくりと反応させた。次に、常圧、60 ℃で攪拌しながら2時間反応させた。得られたオキサレートウレタンプレポリマーを10 torr程度の減圧と常圧を5〜6回繰り返して、脱泡させた。その後、60 ℃で保温させておいたPTMEG250型ウレタンプレポリマー(16.0 g ; 0.017 mol)に130 ℃で融解させた3,3'-ジクロロ-4,4'-ジアミノジフェニルメタン (MOCA) (4.05 g ; 0.015 mol)を加えて熱硬化させた。PTMEG250型ウレタンプレポリマーの溶融粘度、およびこれをMOCAで熱硬化させたPTMEG250型POUの張りを表2に示す。
(Manufacture of polyoxalate urethane urethane)
PTMEG250-type POD (17.6 kg; 29.4 mol) is placed in a 100 L stainless steel reactor equipped with a stirrer, thermometer, and condenser, and tolylene diisocyanate (TDI) (30 kg). 172.4 mol) was added over 1 hour and allowed to react slowly. Next, the reaction was carried out for 2 hours while stirring at normal pressure and 60 ° C. The obtained oxalate urethane prepolymer was defoamed by repeating a reduced pressure of about 10 torr and a normal pressure 5-6 times. Thereafter, 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane (MOCA) (4.05 g; melted at 130 ° C.) in a PTMEG250 type urethane prepolymer (16.0 g; 0.017 mol) kept at 60 ° C. 0.015 mol) was added and cured. Table 2 shows the melt viscosity of the PTMEG250 type urethane prepolymer and the tension of the PTMEG250 type POU obtained by thermosetting this with MOCA.
[実施例4] (熱硬化性ポリオキサレートウレタン)
(ポリオキサレートジオールの製造)
攪拌機、温度計、及び蒸留塔(分留管、還流ヘッド、コンデンサーを塔頂部に備える)を装着した内容積500 mlのガラス製反応器に、蓚酸ジメチル(DMO) (26.6 g ; 0.225 mol)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール250(PTMEG250) (125 g; 0.5 mol)及びテトラ-n-ブトキシチタン(TBT; 4 mg; 11.8 μmol ; DMOおよびPTMEG250の合計量に対して重量基準で26.4 ppm)を仕込み、常圧下、130 ℃で1時間反応させ、さらに常圧下、160 ℃で1時間反応させ、その後常圧下、180 ℃で1時間反応させてメタノールを留出させた。さらに、300 torr、180 ℃で1時間反応させ、その後100 torr、180 ℃で4時間反応させ、減圧下でメタノールをさらに留出させた。最後に、反応物にTBTと等モル量のリン酸ジブチルを加え、常圧下、120 ℃で2時間攪拌して触媒を失活させた。得られたポリオキサレートジオール(PTMEG250型POD)の数平均分子量(Mn)は1053であった。
[Example 4] (Thermosetting polyoxalate urethane)
(Production of polyoxalate diol)
A glass reactor having an internal volume of 500 ml equipped with a stirrer, a thermometer, and a distillation column (equipped with a fractionation tube, a reflux head, and a condenser at the top) was charged with dimethyl oxalate (DMO) (26.6 g; 0.225 mol), Polytetramethylene ether glycol 250 (PTMEG250) (125 g; 0.5 mol) and tetra-n-butoxytitanium (TBT; 4 mg; 11.8 μmol; 26.4 ppm by weight based on the total amount of DMO and PTMEG250) The mixture was reacted at 130 ° C. for 1 hour under normal pressure, further reacted at 160 ° C. for 1 hour under normal pressure, and then reacted at 180 ° C. for 1 hour under normal pressure to distill methanol. Further, the mixture was reacted at 300 torr and 180 ° C. for 1 hour, and then reacted at 100 torr and 180 ° C. for 4 hours, and methanol was further distilled off under reduced pressure. Finally, TBT and an equimolar amount of dibutyl phosphate were added to the reaction product, and stirred at 120 ° C. for 2 hours under normal pressure to deactivate the catalyst. The number average molecular weight (Mn) of the obtained polyoxalate diol (PTMEG250 type POD) was 1053.
(ポリオキサレートウレタンの製造)
攪拌機、温度計、及び冷却管を装着した内容積300 mlのガラス製反応器に、PTMEG250型POD (50 g ; 0.047 mol) を窒素雰囲気下の反応容器に入れ、TDI (16.5 g ; 0.095 mol)をゆっくりと添加して反応させた。次に常圧、室温で1時間攪拌し、さらに常圧、60 ℃で2時間反応させた。その後、得られたポリオキサレートウレタンを10 torr程度に減圧させて脱泡させた。その後、MOCA (11.41 g ; 0.043 mol)を加えて熱硬化させた。PTMEG250型ウレタンプレポリマーの粘度、およびこれをMOCAで熱硬化させたPTMEG250型POUの張りを表2に示す。
(Manufacture of polyoxalate urethane)
PTMEG250-type POD (50 g; 0.047 mol) was placed in a reaction vessel under a nitrogen atmosphere in a 300 mL glass reactor equipped with a stirrer, thermometer, and condenser, and TDI (16.5 g; 0.095 mol) Was slowly added to react. Next, the mixture was stirred at normal pressure and room temperature for 1 hour, and further reacted at normal pressure and 60 ° C. for 2 hours. Thereafter, the resulting polyoxalate urethane was degassed by reducing the pressure to about 10 torr. Thereafter, MOCA (11.41 g; 0.043 mol) was added and heat-cured. Table 2 shows the viscosity of the PTMEG250 type urethane prepolymer and the tension of the PTMEG250 type POU obtained by thermosetting this with MOCA.
[実施例5] (熱硬化性オキサレートポリウレタン)
(ポリオキサレートジオールの製造)
攪拌機、温度計、及び蒸留塔(分留管、還流ヘッド、コンデンサーを塔頂部に備える)を装着した内容積500 mlのガラス製反応器に、蓚酸ジメチル(DMO) (41.3 g ; 0.350 mol)、式(4)で表されるTEG(75.0 g ; 0.499 mol)及びテトラ-n-ブトキシチタン(TBT;6 mg; 17.6 μmol ; DMOおよびTEGの合計量に対して重量基準で51.6 ppm)を仕込み、常圧下、130 ℃で1時間反応させ、さらに常圧下、160 ℃で1時間反応させ、その後常圧下、180 ℃で1時間反応させてメタノールを留出させた。さらに、300 torr、180 ℃で1時間反応させ、その後100 torr、180 ℃で4時間反応させ、減圧下でメタノールをさらに留出させた。次いで、200 ℃に昇温すると共に1 torrに減圧して2時間、重縮合反応させてTEGを留出させた。最後に、反応物にTBTと等モル量のリン酸ジブチルを加え、常圧下、120 ℃で2時間攪拌して触媒を失活させた。得られたポリオキサレートジオール(TEG型POD)の数平均分子量(Mn)は396であった。
[Example 5] (Thermosetting oxalate polyurethane)
(Production of polyoxalate diol)
Into a 500 ml glass reactor equipped with a stirrer, thermometer, and distillation column (equipped with fractionation tube, reflux head, condenser at the top), dimethyl oxalate (DMO) (41.3 g; 0.350 mol), TEG (75.0 g; 0.499 mol) represented by formula (4) and tetra-n-butoxytitanium (TBT; 6 mg; 17.6 μmol; 51.6 ppm by weight based on the total amount of DMO and TEG) The mixture was reacted at 130 ° C. for 1 hour under normal pressure, further reacted at 160 ° C. for 1 hour under normal pressure, and then reacted at 180 ° C. for 1 hour under normal pressure to distill methanol. Further, the mixture was reacted at 300 torr and 180 ° C. for 1 hour, and then reacted at 100 torr and 180 ° C. for 4 hours, and methanol was further distilled off under reduced pressure. Next, the temperature was raised to 200 ° C. and the pressure was reduced to 1 torr, and a polycondensation reaction was carried out for 2 hours to distill TEG. Finally, TBT and an equimolar amount of dibutyl phosphate were added to the reaction product, and stirred at 120 ° C. for 2 hours under normal pressure to deactivate the catalyst. The number average molecular weight (Mn) of the obtained polyoxalate diol (TEG type POD) was 396.
(ポリオキサレートウレタンの製造)
攪拌機、温度計、及び冷却管を装着した内容積300 mlのガラス製反応器に、TEG型POD (50 g ; 0.126 mol) を窒素雰囲気下の反応容器に入れ、TDI (44 g ; 0.253 mol)をゆっくりと添加して反応させた。次に常圧、室温で1時間攪拌し、さらに常圧、60 ℃で2時間反応させた。その後、得られたポリオキサレートウレタンを10 torr程度に減圧させて脱泡させた。その後、MOCA (30.4 g ; 0.114 mol)を加えて熱硬化させた。TEG型ウレタンプレポリマーの粘度およびこれをMOCAで熱硬化させたTEG型POUの張りを表2に示す。
(Manufacture of polyoxalate urethane)
A TEG type POD (50 g; 0.126 mol) was placed in a reaction vessel under a nitrogen atmosphere in a glass reactor having an internal volume of 300 ml equipped with a stirrer, thermometer, and cooling tube, and TDI (44 g; 0.253 mol) Was slowly added to react. Next, the mixture was stirred at normal pressure and room temperature for 1 hour, and further reacted at normal pressure and 60 ° C. for 2 hours. Thereafter, the resulting polyoxalate urethane was degassed by reducing the pressure to about 10 torr. Thereafter, MOCA (30.4 g; 0.114 mol) was added and heat-cured. Table 2 shows the viscosity of the TEG type urethane prepolymer and the tension of the TEG type POU obtained by thermosetting this with MOCA.
[比較例2] (熱硬化性オキサレートポリウレタン)
(ポリオキサレートジオールの製造)
攪拌機、温度計、及び蒸留塔(分留管、還流ヘッド、コンデンサーを塔頂部に備える)を装着した内容積500 mlのガラス製反応器に、蓚酸ジメチル(DMO) (41.3 g ; 0.350 mol)、1,5-ペンタンジオール(1,5-PD)(52.1 g ; 0.500 mol)及びテトラ-n-ブトキシチタン(TBT; 6 mg; 17.6 μmol ; DMOおよびTEGの合計量に対して重量基準で64.2 ppm)を仕込み、常圧下、130 ℃で1時間反応させ、さらに常圧下、160 ℃で1時間反応させ、その後常圧下、180 ℃で1時間反応させてメタノールを留出させた。さらに、300 torr、180 ℃で1時間反応させ、その後100 torr、180 ℃で4時間反応させ、減圧下でメタノールをさらに留出させた。次いで、200 ℃に昇温すると共に1 torrに減圧して2時間、重縮合反応させて1,5-PDを留出させた。最後に、反応物にTBTと等モル量のリン酸ジブチルを加え、常圧下、120 ℃で2時間攪拌して触媒を失活させた。得られたポリオキサレートジオール(1,5-PD型POD)の数平均分子量(Mn)は514であった。
[Comparative Example 2] (Thermosetting oxalate polyurethane)
(Production of polyoxalate diol)
Into a 500 ml glass reactor equipped with a stirrer, thermometer, and distillation column (equipped with fractionation tube, reflux head, condenser at the top), dimethyl oxalate (DMO) (41.3 g; 0.350 mol), 1,5-pentanediol (1,5-PD) (52.1 g; 0.500 mol) and tetra-n-butoxytitanium (TBT; 6 mg; 17.6 μmol; 64.2 ppm by weight relative to the total amount of DMO and TEG) ), And reacted at 130 ° C. for 1 hour under normal pressure, further reacted at 160 ° C. for 1 hour under normal pressure, and then reacted at 180 ° C. for 1 hour under normal pressure to distill methanol. Further, the mixture was reacted at 300 torr and 180 ° C. for 1 hour, and then reacted at 100 torr and 180 ° C. for 4 hours, and methanol was further distilled off under reduced pressure. Subsequently, the temperature was raised to 200 ° C. and the pressure was reduced to 1 torr, and a polycondensation reaction was performed for 2 hours to distill 1,5-PD. Finally, TBT and an equimolar amount of dibutyl phosphate were added to the reaction product, and stirred at 120 ° C. for 2 hours under normal pressure to deactivate the catalyst. The number average molecular weight (Mn) of the obtained polyoxalate diol (1,5-PD type POD) was 514.
(ポリオキサレートウレタンウレタンの製造)
攪拌機、温度計、及び冷却管を装着した内容積300 mlのガラス製反応器に、TEG型POD (50 g ; 0.126 mol) を窒素雰囲気下の反応容器に入れ、1,5-PD型POD (50 g ; 0.973 mol) を窒素雰囲気下の反応容器に入れ、TDI (33.9 g ; 0.195 mol)をゆっくりと添加して反応させた。次に常圧、室温で1時間攪拌し、さらに常圧、60 ℃で2時間反応させた。その後、得られた1,5-PD型ウレタンプレポリマーを10 torr程度に減圧させて脱泡させた。その後、MOCA (23.3 g ; 0.087 mol)を加えて熱硬化させた。1,5-PD型ウレタンプレポリマーの粘度およびこれをMOCAで熱硬化させた1,5-PD型POUの張りを表2に示す。
(Manufacture of polyoxalate urethane urethane)
A TEG-type POD (50 g; 0.126 mol) was placed in a reaction vessel under a nitrogen atmosphere in a 300-ml glass reactor equipped with a stirrer, thermometer, and cooling tube, and a 1,5-PD-type POD ( 50 g; 0.973 mol) was placed in a reaction vessel under a nitrogen atmosphere, and TDI (33.9 g; 0.195 mol) was slowly added to react. Next, the mixture was stirred at normal pressure and room temperature for 1 hour, and further reacted at normal pressure and 60 ° C. for 2 hours. Thereafter, the obtained 1,5-PD type urethane prepolymer was degassed by reducing the pressure to about 10 torr. Thereafter, MOCA (23.3 g; 0.087 mol) was added and heat-cured. Table 2 shows the viscosity of 1,5-PD type urethane prepolymer and the tension of 1,5-PD type POU obtained by thermosetting this with MOCA.
本発明のポリオキサレートウレタンおよびポリオキサレートウレタン組成物は、射出成形、押出成形、プレス成形、中空成形、熱成形等、公知の溶融加工法を適用して、フィルム、シート、繊維、不織布、容器、塗料、医用材料、自動車材料、各種農・産業資材及び部材などの成形物等に利用可能である。 The polyoxalate urethane and the polyoxalate urethane composition of the present invention are applied to a known melt processing method such as injection molding, extrusion molding, press molding, hollow molding, thermoforming, etc., to form a film, sheet, fiber, nonwoven fabric, It can be used for molded products such as containers, paints, medical materials, automobile materials, various agricultural / industrial materials and members.
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