JP2000297134A - 注型用ポリウレタン樹脂形成性組成物及びこれを用いたシール材 - Google Patents
注型用ポリウレタン樹脂形成性組成物及びこれを用いたシール材Info
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Abstract
しかも血液中に溶出する物質を含まない注型用ポリウレ
タン樹脂形成性組成物及びこれを用いたシール材を提供
する。 【解決手段】 下記一般式で示されるアルキルアミンに
アルキレンオキサイドを付加させたポリオール(a)を
含有するポリオール成分(A)と、ポリイソシアネート
成分(B)とからなる注型用ポリウレタン樹脂形成性組
成物及びこれを用いたシール材により解決する。 【化1】 (式中、R1 は炭素数2以上のアルキル基を示す。
R2、R3はそれぞれ同じでも異なっていてもよいアルキ
レン基を示す。m、nは、m+n=2〜200を満たす
整数を示す。)
Description
樹脂形成性組成物及びこれを用いたシール材に関し、特
に血液処理器又は浄水器のシール材用として好適な注型
用ポリウレタン樹脂形成性組成物及びこれを用いたシー
ル材に関するものである。
成物は公知技術として用いられており、例えば、ポリオ
ール成分の一部として、N,N,N′,N′−テトラキ
ス−(2−ヒドロキシプロピル)−エチレンジアミンを
用いたものが知られている(例えば特開昭53−616
95号公報)。
浄水器の生産性向上のため、注型用ポリウレタン樹脂形
成性組成物として速硬化性のものが要望されている。し
かし、従来のN,N,N′,N′−テトラキス−(2−
ヒドロキシプロピル)−エチレンジアミンをポリオール
成分の一部に用いる場合、速硬化性にするためにはその
含有量を多くせねばならず、混合液の粘度が高くなり、
注型作業がしにくい等の問題がある。一方、速硬化性に
するためにジブチル錫ジラウレート等の金属系触媒を使
用する方法もあるが、血液処理器等の用途に使用する場
合、金属が血液中に溶出する可能性があり安全性に問題
がある。
鑑み、速硬化性でありかつ低粘度で注型性に優れ、しか
も血液中に溶出する物質を含まない注型用ポリウレタン
樹脂形成性組成物を得るべく鋭意検討した結果、ポリオ
ール成分として特定のアミン系ポリオールを用いること
によりこれらの特性が得られることを見いだし、本発明
に到達した。
アルキルアミンにアルキレンオキサイドを付加させたポ
リオール(a)を含有するポリオール成分(A)と、ポ
リイソシアネート成分(B)とからなる注型用ポリウレ
タン樹脂形成性組成物である。
R2、R3はそれぞれ同じでも異なっていてもよいアルキ
レン基を示す。m、nは、m+n=2〜200を満たす
整数を示す。)
ン樹脂形成性組成物を用いた中空糸型血液処理器又は浄
水器のシール材である。
(A)は、下記一般式で示されるアルキルアミンのアル
キレンオキサイド付加物(a)を必須成分とすることを
特徴とする。
R2、R3はそれぞれ同じでも異なっていてもよいアルキ
レン基を示す。m、nは、m+n=2〜200を満たす
整数を示す。)
加物(a)は、公知の方法で得られる。例えば、アルキ
ルアミンを開始剤として、アルキレンオキサイドを付加
反応させることで得られる。
のアルキル基が好ましい。R1 が炭素数11以上のもの
は、注型ポリウレタン形成性組成物において、速硬化性
が不十分となりやすい。本発明で特に好ましいものは、
R1 が炭素数2〜6の直鎖又は分岐であるもの、例え
ば、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、
ノルマルブチル基、イソブチル基、ターシャリーブチル
基、ノルマルペンチル基、2−メチル−ブチル基、ノル
マルヘキシル基、2−メチル−ペンチル基、3−メチル
−ペンチル基等であるものが挙げられ、最も好ましいも
のは炭素数4の直鎖又は分岐であるノルマルブチル基、
イソブチル基、ターシャリーブチル基である。
じでも異なっていてもよい炭素数2〜4のアルキレン基
が好ましく、更には炭素数2〜3のアルキレン基である
ものが好ましい。炭素数が4を越えると速硬化性が不十
分になやすく、2未満では化合物の熱安定性が不良にな
りやすい。このアルキレン基としては直鎖又は分岐のも
の、例えば、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等
が挙げられ、最も好ましいものはエチレン基及び1,2
−プロピレン基である。
2〜200を満たす整数であり、好ましくは2〜10
0、更に好ましくは2〜10を満たす整数である。m+
nが200を越えると速硬化性が不十分となり、m+n
が2未満では刺激臭が強く作業環境上の難点がある。
プロピルアミン、ブチルアミン等のエチレンオキサイド
2〜10モル付加物、プロピレンオキサイド2〜10モ
ル付加物、エチレンオキサイド1〜5モルとプロピレン
オキサイド1〜5モルの共付加物(ブロック又はランダ
ム付加)、及びこれらの2種以上の混合物が挙げられ
る。これらのうち好ましいものは炭素数2〜6のアルキ
ルアミンのエチレンオキサイド2〜10モル付加物であ
り、最も好ましいものは、ノルマルブチルアミンのエチ
レンオキサイド2〜10モル付加物、及び、ターシャリ
ーブチルアミンのエチレンオキサイド2〜10モル付加
物である。
は、(a)以外の低分子ポリオール、高分子ポリオール
が併用できる。
0未満のものであり、好ましくは300以下のものであ
る。この低分子ポリオールとしては、例えば、N,N,
N′,N′−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エ
チレンジアミン、N−メチルジエタノールアミン、トリ
エタノールアミン等の(a)以外の3級アミノ基含有ポ
リオール類、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、
1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、
水添ビスフェノールA等のグリコール類、グリセリン、
トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタ
エリスリトール、ソルビトール、シュークローズ等の多
価アルコール類等が挙げられる。
オール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポ
リオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリカー
ボネートエステルポリオール、ポリエーテルカーボネー
トポリオール、動植物油系ポリオール、動植物油系エス
テルポリオール、ポリオレフィンポリオール及びこれら
の2種以上の混合物が挙げられる。高分子ポリオールの
数平均分子量は500〜10,000であり、好ましく
は500〜2,000である。
脱水ヒマシ油、絹フィブロイン等が挙げられる。
分子ポリオールの1種以上のアルキレンオキサイド(例
えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチ
レンオキサイド及びこれらの2種以上の混合物)付加物
及びアルキレンオキサイドの開環重合物が挙げられ、具
体的にはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール、ポリオキシテトラメチレングリコール等が含ま
れる。
としては、例えば上記低分子ポリオール又はポリエーテ
ルポリオールと、ヒマシ油及び/又は脱水ヒマシ油との
エステル交換反応あるいはヒマシ油脂肪酸及び/又は脱
水ヒマシ油脂肪酸とのエステル化反応により得られるヒ
マシ油脂肪酸エステル系ポリオール等が挙げられる。
ルボン酸[脂肪族飽和又は不飽和ポリカルボン酸(アジ
ピン酸、アゼライン酸、ドデカン酸、マレイン酸、フマ
ル酸、イタコン酸、二量化リノール酸等)及び/又は芳
香族ポリカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸等)]
と、ポリオール(前記の低分子ポリオール及び/又はポ
リエーテルポリオール)とからの線状又は分岐状ポリエ
ステルポリオール;ポリラクトンポリオール{例えば開
始剤[グリコール(エチレングリコール等)、トリオー
ル等]をベースとしてこれに(置換)カプロラクトン
(ε−カプロラクトン、α−メチル−ε−カプロラクト
ン、ε−メチル−ε−カプロラクトン等)を触媒(有機
金属化合物、金属キレート化合物、脂肪酸金属アシル化
物等)の存在下に開環付加重合させたポリオール(例え
ばポリカプロラクトンポリオール)};末端にカルボキ
シル基及び/又は水酸基を有するポリエステルにアルキ
レンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキ
サイド等)を付加重合させて得られるポリエーテルエス
テルポリオール;ポリカーボネートポリオール等が挙げ
られる。
成分(A)は、(a)を必須として、(a)以外のポリ
オールに、ヒマシ油、脱水ヒマシ油、ヒマシ油脂肪酸エ
ステル系ポリオール等のヒマシ油系ポリオールを用いた
ものである。
含有量は、少なくとも1質量%以上、好ましくは3質量
%以上であり、更に好ましくは(a)が5〜50質量
%、ヒマシ油系ポリオール95〜50質量%である。1
質量%未満では速硬化性が不十分になる。
(B)としては、炭素数[イソシアネート基(NCO
基)中の炭素を除く、以下同様]2〜18の脂肪族ポリ
イソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ポリイソシア
ネート、炭素数6〜20の芳香族ポリイソシアネート、
炭素数8〜15の芳香脂肪族ポリイソシアネート、これ
らのポリイソシアネートの変性物及びNCO基を有する
ウレタンプレポリマーからなる群より選ばれる1種以上
の化合物が挙げられる。
ば、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソ
シアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HD
I)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11
−ウンデカントリイソシアネート、2,2,4−トリメ
チルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシ
アネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエー
ト、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス
(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシ
アナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート
等が挙げられる。
ば、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシク
ロヘキシルメタンジイソシアネート(水添MDI)、シ
クロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシ
レンジイソシアネート(水添TDI)、ビス(2−イソ
シアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカ
ルボキシレート等が挙げられる。
ば、トリレンジイソシアネート(2,4−TDI、2,
6−TDI、粗製TDI及びこれらの混合物)、ジフェ
ニルメタンジイソシアネート(4,4′−MDI、2,
4′−MDI及びこれらの混合物)、ナフチレンジイソ
シアネート(NDI)、ポリメチレンポリフェニルポリ
イソシアネート等が挙げられる。
例えば、キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,
α,α′,α′−テトラメチルキシリデンジイソシアネ
ート(TMXDI)、ジイソシアナトエチルベンゼン等
が挙げられる。
物としては、上記に例示したポリイソシアネートのNC
O基の一部又は全部をカルボジイミド基、ウレトジオン
基、ウレトイミン基、ウレア基、ビウレット基、イソシ
アヌレート基等に変性した化合物が挙げられる。
しては、上記に例示したポリイソシアネート化合物及び
これらの変性物から選ばれる少なくとも1種と、活性水
素含有化合物とを反応させて得られるNCO基末端ウレ
タンプレポリマーが挙げられる。該活性水素含有化合物
としては、前記に例示したものと同様の低分子ポリオー
ル、ポリエーテルポリオール、ヒマシ油脂肪酸エステル
系ポリオール、ポリエステルポリオール等が挙げられ
る。
において、ポリイソシアネート化合物もしくはこれらの
変性物中のNCO基と活性水素含有化合物中の水酸基と
の当量比(NCO/OH比)は、通常1.1〜50、好
ましくは2.0〜30である。該ウレタンプレポリマー
のNCO基含量は、通常3〜30質量%である。
(A)とポリイソシアネート成分(B)とからポリウレ
タン樹脂を形成させる場合のNCO/OH当量比は、通
常0.5〜2、好ましくは0.7〜1.5、更に好まし
くは0.8〜1.2である。
(A)とポリイソシアネート成分(B)の二液の組合せ
からなり、使用時に二液を混合反応させてポリウレタン
樹脂を形成させる。該(A)と該(B)を各々所定量計
量後、スタティクミキサー又はメカニカルミキサー等で
混合することにより反応させることができる。ゲル化時
間は通常3〜60分であり、完全硬化には12〜48時
間を要する。硬度が変化しなくなった時点を完全硬化
(反応終点)とする。なお、養生温度を高く(例えば3
0〜60℃)することにより完全硬化までの時間を短縮
することも可能である。
型前粘度、25℃)は、通常40〜10,000mPa
・s、好ましくは100〜5,000mPa・sであ
る。
化樹脂の硬度(JIS A;瞬間値)は通常70〜10
0、好ましくは80〜100である。
成物は、血液処理器又は浄水器のシール材として特に好
適に使用される。対象となる血液処理器としては、例え
ば中空糸型、膜型もしくはコイル型の人工腎臓及び血奬
分離用モジュール等がある。また、人工肺等の人工臓器
にも使用できる。
して使用する場合の具体的使用法を例示する。ポリオー
ル成分(A)とポリイソシアネート成分(B)とを個別
に減圧脱泡(0.1mmHg×2時間)する。この二液
を所定量計量後混合し、遠心成型法により中空糸を容器
に埋封する。遠心成型法の例は、例えば特公昭57−5
8963号公報に記載されている。埋封される中空糸と
しては一般に、セルロース系、アクリル系、ポリビニル
アルコール系、ポリアミド系、ポリスルホン系等の中空
糸が使用される。容器としては一般に、ポリカーボネー
ト製、ABS製、ポリスチレン製等のものが使用され
る。樹脂は注入から3〜60分後にはゲル化し、モジュ
ールを成型機から取り出すことができる。ついで室温〜
60℃で養生を行い硬化を完了させる。その後、オート
クレーブを使用して121℃で1時間の蒸気加熱により
滅菌処理を行い製品化する。滅菌処理は蒸気加熱以外の
方法、例えばエチレンオキサイドガス又はγ線照射等に
よっても実施することができる。
ン樹脂を用いたシール材は、硬化時の収縮も少なく血液
処理器中の中空糸が圧し潰される心配がない。また中空
糸への付着もきわめて良好であり、硬化樹脂からの溶出
物量も少ない。
が、本発明はこれに限定されるものではない。以下にお
いて部は質量部を、%は質量%を示す。
口フラスコに、ターシャリーブチルアミンのエチレンオ
キサイド2モル付加物(分子量161、水酸基価=69
6mgKOH/g)180部とヒマシ油(分子量95
0、水酸基価=160mgKOH/g)820部とを仕
込み、窒素気流下50℃で2時間混合攪拌し、ポリオー
ル成分(A−1)を得た。A−1の水酸基価は257m
gKOH/g、粘度は570mPa・s(25℃)であ
った。
オキサイド2モル付加物(分子量133、水酸基価=8
42mgKOH/g)80部とヒマシ油(分子量95
0、水酸基価=160mgKOH/g)920部とを仕
込み、窒素気流下50℃で2時間混合攪拌し、ポリオー
ル成分(A−2)を得た。A−2の水酸基価は215m
gKOH/g、粘度は560mPa・s(25℃)であ
った。
トラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン
(分子量295、水酸基価=760mgKOH/g)1
20部とヒマシ油(分子量950、水酸基価=160)
880部とを仕込み、窒素気流下50℃で2時間混合攪
拌し、ポリオール成分(A−3)を得た。A−3の水酸
基価は232mgKOH/g、粘度は960mPa・s
(25℃)であった。
製造例1〜2で得られたポリオール成分(A−1)〜
(A−2)各々と、カルボジイミド変性MDI(NC
O:28.5%)をポリイソシアネート成分(B−1)
とからなる混合液(NCO/OH当量比=1.05/
1)を遠心成型法により注型し、40℃で養生した。以
下の試験方法により各混合液の混合粘度及び各モジュー
ルのシール部の樹脂硬度を測定した。その結果を表1に
示す。
製造例3で得られたポリオール成分(A−3)と、カル
ボジイミド変性MDI(NCO:28.5%)をポリイ
ソシアネート成分(B−1)とからなる混合液(NCO
/OH当量比=1.05/1)を遠心成型法により注型
し、40℃で養生した。以下の試験方法により各混合液
の混合粘度及び各モジュールのシール部の樹脂硬度を測
定した。その結果を表1に示す。
成分(B)とを25℃で均一混合し、混合開始2分後の
粘度(mPa・s)を測定。 硬度 :上記混合注型後25℃で養生したとき(2時
間目、24時間目、完全硬化時)の硬化樹脂の硬度(J
IS A、瞬間値)を測定。硬度はJIS K−625
3(1997)により測定。 線収縮率:金型内に樹脂を注入し、注入後40℃で2日
間硬化させ、金型から取り出した樹脂の直径を測定。 線収縮率(%)=(金型内径−樹脂直径)/(金型内
径)×100
組成物は下記の効果を有する。 (1)低粘度であり、注型性が優れている。 (2)低線収縮率であり、血液処理器中の中空糸が圧し
潰される心配がない。 上記効果を奏することから本発明の注型用ポリウレタン
樹脂形成性組成物は、血液処理器等の人工臓器もしくは
浄水器のシール材用として特に有用である。また、電子
回路基板の封止等の電気絶縁用途、光ファイバーケーブ
ル接続部の封止等の止水用途、断熱アルミサッシの接着
やアルミハニカムパネルの接着等の建材用途、自動車の
エンブレムやサイドモール用ポッティング材用途等にも
使用できる。
Claims (2)
- 【請求項1】 下記一般式で示されるアルキルアミンに
アルキレンオキサイドを付加させたポリオール(a)を
含有するポリオール成分(A)と、ポリイソシアネート
成分(B)とからなる注型用ポリウレタン樹脂形成性組
成物。 【化1】 (式中、R1 は炭素数2以上のアルキル基を示す。
R2、R3はそれぞれ同じでも異なっていてもよいアルキ
レン基を示す。m、nは、m+n=2〜200を満たす
整数を示す。) - 【請求項2】 請求項1記載の注型用ポリウレタン樹脂
形成性組成物を用いた中空糸型血液処理器又は浄水器の
シール材。
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