| 【発明の名称】 |
ウレタンエラストマー組成物 |
| 【発明者】 |
【氏名】望月 克信
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| 【要約】 |
【課題】機械的強度、耐候性、耐水性などに優れたウレタンエラストマー組成物を提供する。
【解決手段】１５０℃〜３５０℃の温度でビニル単量体を重合させて得られる水酸基含有ビニル重合体およびポリイソシアネートを含有するエラストマー組成物。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 １５０℃〜３５０℃の温度でビニル単量体を重合させて得られる水酸基含有ビニル重合体およびポリイソシアネートを含有するエラストマー組成物。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は成形材料として有用なウレタンエラストマー組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ウレタンエラストマーは、ポリオールとポリイソシアネートを反応させて得られる成分を含有する弾性体であり、ゴムと比較して機械的強度、耐磨耗性、耐油性などの点で優れており、種々の用途に使用されている。しかし従来のウレタンエラストマーは条件によっては耐候性、耐水性が不充分である場合もあり、使用が制限されるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、機械的強度、耐候性、耐水性などに優れたウレタンエラストマー組成物を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために本発明のエラストマー組成物は、１５０℃〜３５０℃の温度でビニル単量体を重合させて得られる水酸基含有ビニル重合体およびポリイソシアネートを含有するものである。以下、本発明を詳細に説明する。本明細書において、（メタ）アクリルとはアクリルまたはメタクリルを意味し、（メタ）アクリレートとはアクリレートまたはメタクリレートを意味する。また、分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフ（以下、ＧＰＣという。）により測定されたポリスチレン換算のものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明において使用される水酸基含有ビニル重合体は、ビニル単量体を１５０℃〜３５０℃の温度で重合させて得られるものである。水酸基含有ビニル重合体は水酸基含有ビニル単量体および必要に応じてその他のビニル単量体をラジカル重合させて製造することができる。
【０００６】水酸基含有ビニル単量体としては、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシブチルなどが挙げられる。
【０００７】その他のビニル単量体としては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ヘキシル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルへキシル、（メタ）アクリル酸ｎ−オクチル、（メタ）アクリル酸ノニル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸グリシジル、酢酸ビニル、スチレン、α−メチルスチレン、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロニトリルなどが挙げられる。
【０００８】水酸基含有ビニル重合体は、該ビニル重合体１００質量部を基準として水酸基含有ビニル単量体単位の割合が１〜７０質量部であるものが好ましく、２〜５０質量部であるものがより好ましい。水酸基価としては５〜３５０ｍｇＫＯＨ／ｇであるものが好ましく、１０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇであるものがより好ましい。その理由は得られるエラストマーが弾性と機械的強度、耐水性などのバランスが良好なものとなるためである。
【０００９】水酸基含有ビニル重合体は、重量平均分子量（以下、Ｍｗともいう。）が５００〜３００００のものが好ましく、１０００〜２００００のものがより好ましい。重量平均分子量と数平均分子量（以下、Ｍｎともいう。）の比である分子量分布は３．５以下のものが好ましく、３以下のものがより好ましい。これらの理由はエラストマー組成物の粘度および得られるエラストマーの機械的強度、耐水性などのバランスが良好なものとなるためである。
【００１０】１５０℃〜３５０℃の温度での重合は、公知の方法により実施することができる（特表昭５７−５０２１７１号公報、特開昭５９−６２０７号公報、特開昭６０−２１５００７号公報）。すなわち、所定温度に保たれた耐圧反応器に原料である単量体などを供給しながら、原料の供給量に見合う反応液を抜き出し、反応液に含まれる未反応の単量体や溶剤などを分離する方法である。重合温度は１７０℃〜３００℃であることがより好ましい。重合においては必要に応じて公知のラジカル重合開始剤、溶剤などが使用されてもよい。
【００１１】ポリイソシアネートとしては公知の化合物がいずれも使用できるが、具体例としては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートやこれらの誘導体、例えば２価アルコール１分子とイソシアネート化合物２分子から得られる付加化合物、ジイソシアネート化合物の３量体などが挙げられる。２官能のポリイソシアネートを主として使用されたエラストマーは熱可塑性を有し、加工性が良好であるため好ましい。エラストマー組成物は上記水酸基含有ビニル重合体とポリイソシアネートを含有するものである。水酸基含有ビニル重合体とポリイソシアネートの割合は水酸基とイソシアネート基のモル比が０．５：１〜２：１であるものが好ましく、０．７：１〜１．５：１であるものがより好ましい。
【００１２】エラストマー組成物は必要に応じて水酸基含有ビニル重合体以外の水酸基含有化合物、反応触媒、充填剤、着色顔料、可塑剤、粘度調整剤などが添加されたものであってもよい。
【００１３】水酸基含有ビニル重合体以外の水酸基含有化合物としては、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールなどのポリオール化合物が挙げられる。
【００１４】エラストマー組成物は水酸基とイソシアネート基の反応によりウレタンエラストマーを生成し、成形材料として有用なものである。具体的な用途としては、緩衝材、ロール、ガスケット、靴底などが挙げられる。本発明のエラストマーは耐候性が優れたものとなるが、その理由は、本発明の水酸基含有ビニル重合体はラジカル重合開始剤または連鎖移動剤を実質的に使用しないか、または少量の使用によってＭｗ５００〜３００００という低分子量のものとできるため、耐候性不良の原因となる夾雑物の少ないものとなるためと推定している。
【００１５】
【実施例】本明細書において、「部」は質量部を意味する。
（製造例１）電熱式ヒータを備えた容量３００ｍｌの加圧式攪拌槽型反応器を、３−エトキシプロピオン酸エチルで満たし、温度を１７５℃にして、圧力調節器により圧力をゲージ圧で２．４５〜２．６５ＭＰａ（２５〜２７kg/cm2）に保った。次いで、反応器の圧力を一定に保ちながら、ビニル単量体として２−エチルヘキシルアクリレート（以下、ＨＡという。）５６．５部、ｎ−ブチルアクリレート３９．３部、ヒドロキシエチルアクリレート（以下、ＨＥＡという。）４．２部、溶剤としてイソプロパノール（以下、ＩＰＡという。）１０部、重合開始剤としてジターシャリブチルパーオキサイド（以下、ＤＴＢＰという。）０．１部からなる単量体混合物を、一定の供給速度（２３ｇ／分、滞留時間：１３分）で原料タンクから反応器に連続供給を開始した。そして、単量体混合物の供給量に相当する反応物を出口から連続的に抜き出した。送液直後に、一旦反応温度が低下した後、重合熱による温度上昇が認められたが、ヒータを制御することにより、反応温度を１８０℃に保持した。単量体混合物の供給開始後に温度が安定した時点を反応液の回収開始点とし、これから１５４分間反応を継続した結果、２０００ｇの単量体混合液を供給し、１９５０ｇの反応液を回収した。得られた反応液を薄膜蒸発器に導入して、２５０℃、３０ｍｍＨｇの減圧下で、未反応単量体及び溶剤等の揮発成分を除去し、約１５００ｇの室温にて液状のビニル重合体Ａを得た。ガスクロマトグラフより、重合体中の未反応単量体は０．５％以下であることを確認した。また、溶媒としてテトラヒドロフランを使用し、ＧＰＣにより求めた重合体のＭｗは１１５００であり、水酸基価は、１９．８ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【００１６】（製造例２）重合温度を、２７０℃、ビニル単量体としてＨＡ７０部、ＨＥＡ３０部、溶剤としてＩＰＡ１５部、重合開始剤としてＤＴＢＰ１部を使用した以外は、製造例１と同様の方法により、Ｍｗが１９００、水酸基価が１５６ｍｇＫＯＨ／ｇの室温にて液状のビニル重合体Ｂを得た。
【００１７】（実施例１）製造例１で得られたビニル重合体Ａ６６．４部、ジフェニルメタンジイソシアネート（以下、ＭＤＩという。）２５．６部を反応器に入れて、窒素雰囲気下、８０℃で撹拌させながら２時間反応させた。次いで鎖伸長剤として、１，４−ブタンジオール８．０部を加え、３０秒攪拌した。さらに、１００℃で２４時間加熱してウレタンエラストマーを得た。得られたウレタンエラストマーを、熱プレスによりシート状にした後、硬度（ショアＡ）、引張試験、耐水性試験を行った。評価結果を表１に示す。耐水性試験は試料を８０℃の温水に２週間浸漬後の引張強度を測定し、強度保持率すなわち試料の初期の引張強度を基準とする試験後の引張強度の百分率を求めた。
【００１８】（実施例２）製造例２で得られたビニル重合体Ｂ２２．３部、アジピン酸と１，６−ヘキサンジオールを原料として得られるポリエステルポリオール（水酸基価５６ｍｇＫＯＨ／ｇ、以下、単にポリエステルポリオールという。）４６．５部、ＭＤＩ２６．１部を反応器に入れて、窒素雰囲気下、８０℃で撹拌させながら２時間反応させた。次いで鎖伸長剤として、１，４−ブタンジオール４．２部を加え、３０秒攪拌した。さらに、１００℃で２４時間加熱してウレタンエラストマーを得た。得られたウレタンエラストマーを実施例１と同様に評価した。評価結果を表１に示す。
【００１９】（比較例１）ポリエステルポリオール６７．９部、ＭＤＩ２６．０部を反応器に入れて、窒素雰囲気下、８０℃で撹拌させながら２時間反応させた。次いで鎖伸長剤として、１，４−ブタンジオール６．１部を加え、３０秒攪拌した。さらに、１００℃で２４時間加熱してウレタンエラストマーを得た。得られたウレタンエラストマーを実施例１と同様に評価した。評価結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】機械的強度、耐候性、耐水性などに優れたウレタンエラストマー組成物が得られた。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３０３４
【氏名又は名称】東亞合成株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１２月２０日（２０００．１２．２０） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００２−１８７９３０（Ｐ２００２−１８７９３０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年７月５日（２００２．７．５） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３８６４４６（Ｐ２０００−３８６４４６） |
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