JP2000128948A - Production of thermosetting polyurethane resin - Google Patents

Production of thermosetting polyurethane resin

Info

Publication number
JP2000128948A
JP2000128948A JP10302352A JP30235298A JP2000128948A JP 2000128948 A JP2000128948 A JP 2000128948A JP 10302352 A JP10302352 A JP 10302352A JP 30235298 A JP30235298 A JP 30235298A JP 2000128948 A JP2000128948 A JP 2000128948A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyol
titanate
molecule
terminated prepolymer
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10302352A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hachiro Wada
八郎 和田
Kiyobumi Murayama
清文 村山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Polyurethane Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Polyurethane Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Polyurethane Industry Co Ltd filed Critical Nippon Polyurethane Industry Co Ltd
Priority to JP10302352A priority Critical patent/JP2000128948A/en
Publication of JP2000128948A publication Critical patent/JP2000128948A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce the subject polyurethane resin without eluting a metal catalyst to the outside of the system by using an isocyanate group-terminated prepolymer or a polyol having an alkoxytitanate structure in the molecule. SOLUTION: (A) A polyol having an alkoxytitanate structure in the molecule is reacted with a polyisocyanate in excess of isocyanate groups to thereby provide an isocyanate group-terminated prepolymer having the alkoxytitanate structure in the molecule. For example, (B) a tetraalkyl titanate (e.g. tetrapropyl titanate) is reacted with a polyol without containing a titanate (e.g. polyethylene glycol) to afford a polyol having the alkoxytitanate structure in the molecule. The objective resin is produced by, e.g. a method for using both the components A and B and reacting the component A with a short-chain polyol. Since the resultant resin has the titanate group having catalyst effects in the polymer, elution preventing effects on the catalyst are achieved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は熱硬化性ポリウレタ
ン樹脂の製造方法に関する。さらには金属触媒が溶出し
ない熱硬化性ポリウレタン樹脂に関する。
The present invention relates to a method for producing a thermosetting polyurethane resin. Further, the present invention relates to a thermosetting polyurethane resin from which a metal catalyst does not elute.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱硬化性ポリウレタン樹脂の組成と製造
方法は、日刊工業新聞社発行”ポリウレタン樹脂”(岩
田敬治著,1969)に概説されている。熱硬化性ポリウレ
タン樹脂は,得られた樹脂の耐熱性や耐加水分解性、ま
たは、安全を考慮して全く金属触媒を使用しないことも
ある。このような触媒を用いない方法では,ウレタン化
反応の進行が遅く、硬化時間が長いなど生産性が劣る、
ウレタン化反応が不十分で十分な樹脂強度が得られない
などの問題があった。そのため,触媒を使用する方法が
従来より行われており,その触媒としては,第三級アミ
ン、錫系触媒、その他の有機金属が単体,または併用し
て用いられてきた。これらは一般に低分子化合物であ
り,水やアルコールに溶出する危険性を有している。特
に人工臓器等に使用される熱硬化性ポリウレタン樹脂で
は溶出物が少ないことが極めて大切な条件となってい
る。第三級アミン触媒では,触媒の遊離によって生じて
いる残留臭気,ガラス面へのフォッギングを解決する方
法としてヒドロキシル基を有するアミン触媒が検討され
ている。
2. Description of the Related Art The composition and production method of a thermosetting polyurethane resin are outlined in "Polyurethane resin" published by Nikkan Kogyo Shimbun (Keiji Iwata, 1969). The thermosetting polyurethane resin may not use a metal catalyst at all in consideration of heat resistance, hydrolysis resistance, and safety of the obtained resin. In the method without such a catalyst, the progress of the urethanization reaction is slow, and the productivity is poor such as a long curing time.
There have been problems such as insufficient urethane formation reaction resulting in insufficient resin strength. Therefore, a method using a catalyst has been conventionally used, and as the catalyst, a tertiary amine, a tin-based catalyst, and other organic metals have been used alone or in combination. These are generally low molecular weight compounds and have the risk of eluting into water or alcohol. In particular, it is an extremely important condition for thermosetting polyurethane resins used for artificial organs and the like that the amount of eluted substances is small. As a tertiary amine catalyst, an amine catalyst having a hydroxyl group has been studied as a method for solving residual odor and fogging on a glass surface caused by liberation of the catalyst.

【0003】ウレタン化を促進する金属触媒としては,
種々の金属化合物が知られている。最も一般的なもの
は,二価,又は四価の有機錫化合物である。錫化合物以
外としてはアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合
物、遷移金属化合物など種々の金属化合物があるが、チ
タン化合物も挙げられる。特に、有機チタン化合物のテ
トラプロピルチタネート、テトラブチルチタネート等の
テトラアルキルチタネート類はウレタン化反応に極めて
効果的な触媒効果が認められている。しかし,これらの
化合物は空気中の水分と容易に反応して不溶性の酸化チ
タン或いは酸化チタンポリマーとなり安定性に乏しいこ
とにより、ウレタン化反応触媒を目的として使用される
ことは少なく、これをウレタン化反応の促進を目的とし
て分子内にチタンを組み込んだ応用例はない。
[0003] Metal catalysts that promote urethane formation include:
Various metal compounds are known. The most common are divalent or tetravalent organotin compounds. Other than the tin compound, there are various metal compounds such as an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, and a transition metal compound, and a titanium compound is also included. Particularly, tetraalkyl titanates such as tetrapropyl titanate and tetrabutyl titanate as organic titanium compounds have been found to have a very effective catalytic effect on the urethanization reaction. However, these compounds easily react with water in the air to form insoluble titanium oxide or a titanium oxide polymer and have poor stability. Therefore, these compounds are rarely used for the purpose of a urethanization reaction catalyst. There are no applications in which titanium is incorporated into the molecule for the purpose of accelerating the reaction.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、反応に用い
た触媒が溶出することなく、また、長期の用途に耐えて
優れた物性を有する熱硬化性ポリウレタン樹脂の製造を
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to produce a thermosetting polyurethane resin having excellent physical properties without the catalyst used in the reaction being eluted and withstanding long-term use.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、鋭意研究した結果、これらのテトラアルキルチタネ
ートをイソシアネートプレポリマーの分子内に、又は、
硬化剤として使用するポリオールの分子内に組み込み、
安定した反応性と長期保存、さらに、ポリウレタン成形
後の溶媒による溶出を極力抑制する熱硬化性ポリウレタ
ンの製造方法を見出し、本発明を完成させた。即ち、本
発明は、分子内にアルコキシチタネート構造を有する,
イソシアネート基末端プレポリマー,又はポリオールを
用いることを特徴とする熱硬化性ポリウレタン樹脂の製
造方法である。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, as a result of intensive studies, these tetraalkyl titanates were incorporated into the molecule of the isocyanate prepolymer or
Incorporated in the molecule of the polyol used as a curing agent,
The present inventors have found a method for producing a thermosetting polyurethane which has stable reactivity and long-term storage, and further minimizes elution by a solvent after polyurethane molding, and has completed the present invention. That is, the present invention has an alkoxy titanate structure in the molecule,
This is a method for producing a thermosetting polyurethane resin, characterized by using an isocyanate group-terminated prepolymer or a polyol.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明をさらに詳細に説明する。
分子内にアルコキシチタネート構造を有するイソシアネ
ート基末端プレポリマーは,分子内にアルコキシチタネ
ート構造を有するポリオールとポリイソシアネートをイ
ソシアネート基/水酸基のモル比が1以上のイソシアネ
ート基過剰で反応させることによって得られる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in more detail.
An isocyanate group-terminated prepolymer having an alkoxy titanate structure in the molecule is obtained by reacting a polyol having an alkoxy titanate structure in the molecule with a polyisocyanate in an isocyanate group excess of at least a molar ratio of isocyanate group / hydroxyl group of 1 or more.

【0007】分子内にアルコキシチタネート構造を有す
るポリオールを得る方法は種々考えられるが,好ましい
方法として、テトラアルキルチタネートとチタネートを
含有しないポリオールとの反応を挙げることができる。
テトラアルキルチタネートとしてはアルキル基の炭素数
が1〜5のものが好ましく、テトラプロピルチタネー
ト、テトラブチルチタネートなどは、蒸留により高純度
のものが容易に入手出来るので特に好ましい。この反応
は、前記チタン化合物と前記チタン化合物を含有しない
ポリオールを混合した後、100℃以上、好ましくは1
30℃以上に加熱しながら交換反応によって遊離するプ
ロピルアルコール、ブチルアルコール等を常圧、或いは
真空下に系外に留出させることで行われる。これらのア
ルコキシチタネートは大過剰のポリオールと交換反応に
よりモノアルコールを脱離してポリオールと反応して下
記一般式(1)のポリオールを生成していると考えら
る。
There are various methods for obtaining a polyol having an alkoxy titanate structure in the molecule, and a preferred method is a reaction between a tetraalkyl titanate and a polyol containing no titanate.
As the tetraalkyl titanate, one having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and tetrapropyl titanate, tetrabutyl titanate, and the like are particularly preferable because those having a high purity can be easily obtained by distillation. This reaction is carried out after mixing the titanium compound and a polyol not containing the titanium compound, at 100 ° C. or higher, preferably 1 ° C.
It is carried out by distilling propyl alcohol, butyl alcohol, and the like released by the exchange reaction out of the system at normal pressure or under vacuum while heating to 30 ° C. or more. It is considered that these alkoxy titanates form a polyol represented by the following general formula (1) by removing monoalcohol by exchange reaction with a large excess of the polyol and reacting with the polyol.

【0008】 (HO−R−O−)4 Ti (1) 式中、Rはポリオール残基(HO-RO-) 4 Ti (1) wherein R is a polyol residue

【0009】チタンの含有量については制限はないが、
好ましくはポリオールに対して、重量基準で0.1pp
m、好ましくは1ppmである。
There is no limitation on the content of titanium,
Preferably 0.1 pp on a weight basis relative to the polyol
m, preferably 1 ppm.

【0010】本発明に用いられる、チタン化合物を含有
しないポリオールとしては、ポリウレタン化学で用いら
れるポリオールであれば特に制限はない。該ポリオール
としては、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクト
ンポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエー
テルポリオール、ポリブタジエンポリオール、ひまし油
及びその誘導体系ポリオール等と、その他のグリコー
ル、例えば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、ブチレングリコール、ペン
タンジオール、ヘプタンジオール、ヘキサンジオール、
グリセリン、ネオペンチルグリコール、ジ又はポリプロ
ピレングリコール、トリメチロールエタン、トリメチロ
ールプロパン、モノエタノールアミン、ジエタノールア
ミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノール
アミン、N、N、N'、N’-テトラエチレングリコール
ジアミン類等を挙げることができる。これらのポリオー
ルは分子量62以上、数平均分子量5000以下のもの
である。イソシアネート基末端プレポリマー用のポリオ
ールとしては,数平均分子量500〜5000が好まし
く,硬化剤用のポリオールとしては数平均分子量62〜
2000が好ましい。
[0010] The polyol containing no titanium compound used in the present invention is not particularly limited as long as it is a polyol used in polyurethane chemistry. Examples of the polyol include polyester polyol, polycaprolactone polyol, polycarbonate polyol, polyether polyol, polybutadiene polyol, castor oil and its derivative polyols, and other glycols, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, pentanediol, Heptanediol, hexanediol,
Glycerin, neopentyl glycol, di- or polypropylene glycol, trimethylolethane, trimethylolpropane, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N, N, N ', N'-tetraethylene glycol diamine, etc. Can be mentioned. These polyols have a molecular weight of 62 or more and a number average molecular weight of 5000 or less. The polyol for the isocyanate group-terminated prepolymer preferably has a number average molecular weight of 500 to 5,000, and the polyol for the curing agent has a number average molecular weight of 62 to 5,000.
2000 is preferred.

【0011】前記ポリエステルポリオールは、ジカルボ
ン酸及びその酸無水物とジオールの重縮合反応により得
られる。ポリエステルポリオールの製造に用いられるポ
リオールは、具体的には、エチレングリコール、ジエチ
レングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,
3−プロピレングリコール、1,2−ブチレングリコー
ル、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレング
リコール(以下、1,4−BGと略す)、1,5−ペン
タングリコール、2−メチル−1,3−プロピレングリ
コール、2−メチル−1,4−ブチレングリコール、
1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペン
タンジオール、1,9−ノナンジオール、ネオペンチル
グリコール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパ
ンジオール、2−エチル−2−ヘキシル−1,3−プロ
パンジオール等が挙げられ、これらの単独又は併用によ
る。
The polyester polyol is obtained by a polycondensation reaction between a dicarboxylic acid and an acid anhydride thereof and a diol. The polyol used for producing the polyester polyol is, specifically, ethylene glycol, diethylene glycol, 1,2-propylene glycol,
3-propylene glycol, 1,2-butylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol (hereinafter abbreviated as 1,4-BG), 1,5-pentane glycol, 2-methyl-1, 3-propylene glycol, 2-methyl-1,4-butylene glycol,
1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,9-nonanediol, neopentyl glycol, 2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-2- Hexyl-1,3-propanediol and the like, which may be used alone or in combination.

【0012】前記ジカルボン酸として、コハク酸、アジ
ピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ダイマー酸、オル
ソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のカルボン
酸、それらの酸エステル、又はそれらの酸無水物等が挙
げられ、これらは、単独、或いは、併用である。また、
オキシカルボン酸の重合体としてポリカプロラクトンジ
オール、ひまし油とその誘導体も含まれる。
Examples of the dicarboxylic acids include carboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, dimer acid, orthophthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid, acid esters thereof, and acid anhydrides thereof. These may be used alone or in combination. Also,
Polycaprolactone diol, castor oil and its derivatives are also included as oxycarboxylic acid polymers.

【0013】ポリカーボネートポリオールは1,4−B
G、1,5−ペンタングリコール、2−メチル−1,3
−プロピレングリコール、2−メチル−1,4−ブチレ
ングリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル
−1,5−ペンタンジオール、1,9−ノナンジオール
とジアリールカーボネート又はジアルキルカーボネート
の反応によって得られる分子量500〜5000の2官
能水酸基末端ポリカーボネートである。
The polycarbonate polyol is 1,4-B
G, 1,5-pentane glycol, 2-methyl-1,3
Obtained by the reaction of propylene glycol, 2-methyl-1,4-butylene glycol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,9-nonanediol with a diaryl carbonate or dialkyl carbonate. It is a bifunctional hydroxyl-terminated polycarbonate having a molecular weight of 500 to 5,000.

【0014】ポリエーテルポリオールはポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチ
レングリコール等に代表されるポリオールである。
The polyether polyol is a polyol represented by polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol and the like.

【0015】ひまし油とその誘導体に脱水ひまし油、エ
ステル交換反応でグリセリンを他のポリオールに置き換
えた物でも良い。
Castor oil and its derivatives may be dehydrated castor oil, or a product obtained by replacing glycerin with another polyol in a transesterification reaction.

【0016】本発明に用いられるポリイソシアネートは
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、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、パ
ラキシレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネー
ト、ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、MDI
と略す)、ポリフェニルメタンポリイソシアネート、ナ
フチレンジイソシアネート等のイソシアネート類とその
プレポリマー及び誘導体である。
The polyisocyanate used in the present invention is hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, paraxylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as MDI).
), Isocyanates such as polyphenylmethane polyisocyanate and naphthylene diisocyanate, and prepolymers and derivatives thereof.

【0017】分子内にアルコキシチタネート構造を有す
るポリオールは、ポリイソシアネートと反応させてイソ
シアネート基末端プレポリマーとして使用しても良し、
そのまま熱硬化ポリウレタン樹脂の製造に用いても良
い。
The polyol having an alkoxy titanate structure in the molecule may be used as an isocyanate group-terminated prepolymer by reacting with a polyisocyanate.
You may use as it is for manufacture of a thermosetting polyurethane resin.

【0018】一方、イソシアネートに直接テトラプロピ
ルチタネート、テトラブチルチタネートを添加しても均
一に混合し難く、溶媒や可塑剤などの添加剤に希釈混合
する方法もあるが、均一で安定性に欠けるほか、そのま
までは成型品から表面に溶出することも考えられる。例
えば、ポリオールに混合したものはガスクロマトグラフ
ィで容易にその存在が確認されるが、分子内に組み込ま
れたチタネートはチタンの存在は発光分光分析などによ
って確認されるものの、ポリオールの分子内に組み込ま
れたチタネート化合物は溶出や蒸発が困難で単独成分と
して検出されにくい。
On the other hand, even if tetrapropyl titanate or tetrabutyl titanate is directly added to the isocyanate, it is difficult to mix uniformly, and there is a method of diluting and mixing with an additive such as a solvent or a plasticizer. It is also conceivable that as it is, it elutes from the molded product to the surface. For example, the presence of a mixture in a polyol is easily confirmed by gas chromatography, but the presence of titanium in the molecule is incorporated in the polyol molecule, although the presence of titanium is confirmed by emission spectroscopy. The titanate compound is difficult to elute and evaporate and is hardly detected as a single component.

【0019】分子内にアルコキシチタネート構造を有す
る、イソシアネート基末端プレポリマー、又はポリオー
ルを用いて熱硬化性ポリウレタン樹脂を製造する製造方
法としては、三種の方法がある。一つは、最も一般的な
方法で長鎖ポリオールとポリイソシアネートを反応させ
てイソシアネート基末端プレポリマーを作り、該プレポ
リマーと短鎖ポリオールを反応させて樹脂を得るいわゆ
るプレポリマー法である。もう一つの方法は、長鎖ポリ
オール、短鎖ポリオール、ポリイソシアネートを一度に
反応させるいわゆるワンショット法である。さらにこれ
らの中間的方法として、硬化剤側へも長鎖ポリオールを
配合した、イソシアネート基末端プレポリマーと長鎖ポ
リオールと短鎖ポリオールの混合物からなる硬化剤を反
応させるいわゆるセミワンッショト法がある。本発明は
上記のいずれの方法においても有効である。
There are three methods for producing a thermosetting polyurethane resin using an isocyanate group-terminated prepolymer or polyol having an alkoxy titanate structure in the molecule. One is a so-called prepolymer method in which a long-chain polyol and a polyisocyanate are reacted by the most general method to form an isocyanate group-terminated prepolymer, and the prepolymer and the short-chain polyol are reacted to obtain a resin. Another method is a so-called one-shot method in which a long-chain polyol, a short-chain polyol, and a polyisocyanate are reacted at one time. Further, as an intermediate method between them, there is a so-called semi-one-shot method in which a curing agent comprising a mixture of an isocyanate group-terminated prepolymer, a long-chain polyol and a short-chain polyol, in which a long-chain polyol is also added to the curing agent, is reacted. The present invention is effective in any of the above methods.

【0020】[0020]

【実施例】以下に、実施例、比較例で本発明を具体的に
説明するが、本発明は、実施例に限定して解釈されるも
のではない。以下に示す「部」、「%」は特段の断りが
無い限り、重量部、重量%を示す。 実施例1 ポリエチレンアジペートジオール(数平均分子量=10
00)にテトラプロピルチタネート100ppm添加した
後、160℃で反応させた。得られたポリエステルポリ
オールは無色の常温固体で水酸基価 75.1 KOHmg/g、
酸価 0.3 KOHmg/g、粘度350mPa・s /75℃で
なんら通常のポリエステルと変わらなかった。また、ガ
スクロマトグラフ分析でテトラブチルチタネートは認め
られなかった。ポリエチレンアジペートにテトラプロピ
ルチタネートの混合した、反応前のものでは、ガスクロ
マトグラフィで添加量に相当するテトラプロピルチタネ
ートのピークが認められた。このポリエチレンアジペー
トジオール746部とMDI254部を反応させてイソ
シアネート基末端プレポリマーが得た。このプレポリマ
ーのイソシアネート含量は4.30%であった。このよ
うにして得られたアルコキシチタネート構造を分子内に
有するイソシアネート基末端プレポリマーを100部と
脱水された1,4−BGの4.0部を反応させるが、イ
ソシアネート基末端プレポリマーは110℃に加熱溶融
して5〜10mmHgの真空下に30分間脱気し、これに
60℃に加温した1,4BGを急速に攪拌しながら混合
する。予め140℃の厚み3mmのシート作成型に入れ
た。イソシアネートとポリオールの混合により急速に反
応は進行するが、ポットライフは約4分であるので、そ
の時間内に注入を終えた。約15分後シート型から出
し,さらに140℃で3時間アフターキュアを行い、熱
硬化性ポリウレタン樹脂を得た。この樹脂の硬度,機械
物性は以下の通りであった。JIS A=72、引張り強度
(以下TBと略す)58.5MPa 、破断時伸び(以下E
Bと略す)600%、引裂き強さ(以下TRと略す)70
N/mm
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention should not be construed as being limited to Examples. "Parts" and "%" shown below are parts by weight and% by weight, unless otherwise specified. Example 1 Polyethylene adipate diol (number average molecular weight = 10
After 100 ppm of tetrapropyl titanate was added to 00), the mixture was reacted at 160 ° C. The obtained polyester polyol is a colorless room temperature solid and has a hydroxyl value of 75.1 KOHmg / g,
At an acid value of 0.3 KOH mg / g and a viscosity of 350 mPa · s / 75 ° C., it was no different from ordinary polyester. Gas chromatographic analysis showed no tetrabutyl titanate. Before the reaction in which polyethylene adipate was mixed with tetrapropyl titanate, a peak of tetrapropyl titanate corresponding to the added amount was observed by gas chromatography. By reacting 746 parts of this polyethylene adipate diol with 254 parts of MDI, an isocyanate group-terminated prepolymer was obtained. The isocyanate content of this prepolymer was 4.30%. 100 parts of the thus-obtained isocyanate-terminated prepolymer having an alkoxy titanate structure in the molecule is reacted with 4.0 parts of dehydrated 1,4-BG. The mixture was heated and melted, degassed under a vacuum of 5 to 10 mmHg for 30 minutes, and mixed with 1,4BG heated to 60 ° C while rapidly stirring. The sheet was previously placed in a sheet forming mold having a thickness of 3 mm at 140 ° C. The reaction progressed rapidly by mixing the isocyanate and the polyol, but the pot life was about 4 minutes, so the injection was completed within that time. After about 15 minutes, the sheet was removed from the sheet mold and further after-cured at 140 ° C. for 3 hours to obtain a thermosetting polyurethane resin. The hardness and mechanical properties of this resin were as follows. JIS A = 72, tensile strength (hereinafter abbreviated as TB) 58.5 MPa, elongation at break (hereinafter E
B) 600%, tear strength (hereinafter abbreviated as TR) 70
N / mm

【0021】実施例2 1,4−BGの100部に対してテトラブチルチタネー
ト0.1部を添加して、150℃、20mmHgの真空度
で攪拌し60分間反応させた。この反応物をガスクロマ
トグラフィで分析したがテトラブチルチタネートのピー
クは認められなかった。このようにして得られた1,4
−BGを硬化剤として実施例1のイソシアネート基末端
プレポリマーに同様の方法で反応させた。イソシアネー
トとポリオールの混合により実施例1より急速に反応が
進行するが、ポットライフは約3分で金型への注入は速
やかに行う必要があった。約15分後、金型から取り出
し、さらに140℃で3時間アフターキュアを行い熱硬
化性ポリウレタン樹脂を得た。この樹脂の硬度、機械的
物性は以下の通りであった。JIS A=73、TB=59.0
MPa、EB=610%、TR=70N/mm
Example 2 0.1 part of tetrabutyl titanate was added to 100 parts of 1,4-BG, and the mixture was stirred at 150 ° C. and a vacuum of 20 mmHg to react for 60 minutes. The reaction product was analyzed by gas chromatography, and no peak of tetrabutyl titanate was observed. 1,4 obtained in this way
-BG was reacted with the isocyanate group-terminated prepolymer of Example 1 in the same manner as a curing agent. Although the reaction proceeds more rapidly than in Example 1 by mixing the isocyanate and the polyol, the pot life was about 3 minutes and the injection into the mold had to be performed promptly. After about 15 minutes, the resin was taken out of the mold, and after-cured at 140 ° C. for 3 hours to obtain a thermosetting polyurethane resin. The hardness and mechanical properties of this resin were as follows. JIS A = 73, TB = 59.0
MPa, EB = 610%, TR = 70N / mm

【0022】実施例3 精製ひまし油(粘度1000mPa・s /25℃、水酸
基価168KOHmg/g、酸価2.0 KOHmg/g)100
0gとポリテトラメチレングリコール(数平均分子量6
50、水酸基価170 KOHmg/g)、更にテトラブチル
チタネートの0.30gを添加して180℃の温度でエ
ステル交換反応を行う。生成するグリコールを、10mm
Hgの真空下で系外に排出しながら約6時間反応させ変
性ひまし油を合成した。この変性ひまし油は水酸基価1
12 KOHmg/g、酸価0.5 KOHmg/g以下、粘度24
00mPa・s /40℃であった。ガスクロマト分析で
はテトラブチルチタネートのピークは全く認めらなかっ
た。この変性ひまし油を308gと液状MDI(日本ポ
リウレタン工業製、コロネート4400;NCO含量=
28.4%)479g、MDI213gを80℃で3時
間反応させイソシアネート基末端プレポリマーを合成し
た。得られたイソシアネート基末端プレポリマーはイソ
シアネート含量18.1%、粘度2000mPa・s /
25℃であった。別に精製ひまし油800gとクオドロ
ール(エチレンジアミンにプロピレンオキサイドが4個
付加したポリオール)の200g混合し、硬化剤Aを調
整した。液温25℃にしたイソシアネート基末端プレポ
リマーの55部と硬化剤45部を混合して円筒形のカッ
プに流し込みゲル化時間を観測した。撹拌混合開始時間
を反応開始として6分30秒後にゲル化が観測された。
更に40℃の保温庫でキュアーして硬度の変化を追跡し
たが約16時間後には硬度が安定した。更に室温で1週
間放置した後、成形品の硬度を測定した。成形品の硬度
はJIS Aで84であった。
Example 3 Refined castor oil (viscosity 1000 mPa · s / 25 ° C., hydroxyl value 168 KOHmg / g, acid value 2.0 KOHmg / g) 100
0 g and polytetramethylene glycol (number average molecular weight 6
Then, 0.30 g of tetrabutyl titanate is further added, and a transesterification reaction is performed at a temperature of 180 ° C. The generated glycol is 10mm
The mixture was reacted for about 6 hours while discharging the system under a vacuum of Hg to synthesize a modified castor oil. This modified castor oil has a hydroxyl value of 1
12 KOHmg / g, acid value 0.5 KOHmg / g or less, viscosity 24
00 mPa · s / 40 ° C. Gas chromatographic analysis did not show any peak for tetrabutyl titanate. 308 g of this modified castor oil and liquid MDI (Coronate 4400, manufactured by Nippon Polyurethane Industry; NCO content =
479 g of MDI and 213 g of MDI were reacted at 80 ° C. for 3 hours to synthesize an isocyanate group-terminated prepolymer. The isocyanate group-terminated prepolymer obtained had an isocyanate content of 18.1% and a viscosity of 2000 mPa · s /
25 ° C. Separately, 800 g of refined castor oil and 200 g of quadrol (polyol obtained by adding four propylene oxides to ethylenediamine) were mixed to prepare a curing agent A. 55 parts of the isocyanate group-terminated prepolymer at a liquid temperature of 25 ° C. and 45 parts of a curing agent were mixed, poured into a cylindrical cup, and the gelation time was observed. Gelation was observed 6 minutes and 30 seconds after the start of the stirring and mixing was started.
Further, a change in hardness was followed by curing in a heat-insulating container at 40 ° C., but the hardness was stabilized after about 16 hours. After left for one week at room temperature, the hardness of the molded product was measured. The hardness of the molded product was 84 according to JIS A.

【0023】実施例4 クオドロール200gに0.1gのテトラブチレンチタ
ネートを添加して140℃で20mmHgの真空下に約3
0分間反応させた。これに水分含量が0.01%以下の
精製ひまし油800gを混合して硬化剤Bを調整した。
実施例3のイソシアネート末端プレポリマーと硬化剤B
を実施例3と同様の条件で反応させゲル化と硬化を比較
した。ゲル化は約4分30秒であった。更に40℃の保
温庫でキュアーして硬度の変化を追跡したが約12時間
後には成型品の硬度が安定した。更に常温で1週間、放
置した後成形品の硬度を測定した。成型品の硬度はJIS
Aで85であった。硬化物の100gを3mm以下の小
片に粉砕して100mlの温水(40℃)に30時間浸
漬した後、濾過分離し、ICP発光分光計により温水に
溶出する触媒の測定をしたがチタンは0.1ppm以下
であった。
Example 4 To 200 g of quadrol was added 0.1 g of tetrabutylentinitanate, and the mixture was added at 140 ° C. under a vacuum of 20 mmHg for about 3 hours.
The reaction was performed for 0 minutes. Hardening agent B was prepared by mixing 800 g of refined castor oil with a water content of 0.01% or less.
Isocyanate-terminated prepolymer of Example 3 and curing agent B
Was reacted under the same conditions as in Example 3 to compare gelation and curing. Gelation was about 4 minutes and 30 seconds. Further, the change in hardness was traced by curing in a 40 ° C. heat storage, but the hardness of the molded product was stabilized after about 12 hours. Furthermore, after leaving at room temperature for one week, the hardness of the molded article was measured. The hardness of the molded product is JIS
A was 85. 100 g of the cured product was pulverized into small pieces of 3 mm or less, immersed in 100 ml of warm water (40 ° C.) for 30 hours, separated by filtration, and a catalyst eluted into the warm water was measured by an ICP emission spectrometer. It was 1 ppm or less.

【0024】比較例1 ポリエチレンアジペートジオール(数平均分子量150
0)746部とMDI254部を反応させてイソシアネ
ート基末端プレポリマーを得た。このプレポリマーのイ
ソシアネート含量は4.32%であった。このイソシア
ネート基末端プレポリマーの100部と脱水された1,
4−BGの4.0部を実施例1と同様の条件で反応させ
た。イソシアネート基末端プレポリマーは110℃に加
熱溶融して5〜10mmHgの真空下に30分間脱気し、
これに60℃に加温した1,4−BGを急速に撹拌しな
がら混合する。予め140℃に加温した金型に流し込み
反応成型した。イソシアネートとポリオールの混合によ
り急速に反応が進行するが、ポットライフは約9分以上
あった。約30分後に金型から取り出そうとしたが不可
能で、更に140℃で3時間、アフターキュアーを行っ
た後、型から取り出し、熱硬化性ポリウレタン樹脂を得
た。この樹脂の硬度,機械的物性は以下の通りであっ
た。JIS A=70、TB=57.0MPa、EB=540% 、T
R=68N/mm
Comparative Example 1 Polyethylene adipate diol (number average molecular weight 150
0) 746 parts of MDI and 254 parts of MDI were reacted to obtain an isocyanate group-terminated prepolymer. The isocyanate content of this prepolymer was 4.32%. 100 parts of this isocyanate-terminated prepolymer and 1,1 dehydrated
4.0 parts of 4-BG was reacted under the same conditions as in Example 1. The isocyanate group-terminated prepolymer is heated and melted at 110 ° C., degassed under a vacuum of 5 to 10 mmHg for 30 minutes,
To this, 1,4-BG heated to 60 ° C. is mixed with rapid stirring. The mixture was poured into a mold heated to 140 ° C. in advance and subjected to reaction molding. The reaction progressed rapidly by mixing the isocyanate and the polyol, but the pot life was about 9 minutes or more. After about 30 minutes, it was impossible to remove the resin from the mold. However, after curing was further performed at 140 ° C. for 3 hours, the resin was removed from the mold to obtain a thermosetting polyurethane resin. The hardness and mechanical properties of this resin were as follows. JIS A = 70, TB = 57.0MPa, EB = 540%, T
R = 68N / mm

【0025】比較例2 精製ひまし油(粘度1000mPa・s /25℃)、水
酸基価168 KOHmg/g、酸価2.0 KOHmg/g)100
0gとテトラメチレングリコール(水酸基価180 KOH
mg/g)2000gにパラトルエンスルフォン酸0.10
gをエステル交換触媒として180℃〜200℃、10
mmHgの真空条件で生成するグリセリンを系外に排出し
ながら水酸基価が120以下になるまで反応した。約1
6時間後、水酸基価が118 KOHmg/g、酸価0.5 K
OHmg/g、粘度2450mPa・s /40℃の変性ひま
し油が得られた。この変性ひまし油405gと実施例3
の液状MDI479g、MDI213gを80℃で3時
間反応させイソシアネート基末端プレポリマを合成し
た。このイソシアネート基末端プレポリマのイソシアネ
ート含量は18.0%、粘度2200mPa・s /25
℃の淡黄色透明液体であった。別に精製ひまし油800
gとクオドロール200gを均一に混合して硬化剤Cを
調整した。液温25℃のイソシアネート末端プレポリマ
ーの55部と硬化剤Cの45部を混合して円筒形のカッ
プに流し込み粘度上昇を観測した。撹拌混合開始時間を
反応開始として25分後にゲル化が観測された。更に4
0℃の保温庫でキュアーして硬度の変化を追跡したが約
40時間後に硬度が安定した。更に室温で1週間放置し
た後、硬度を測定した。成型品の硬度はJIS Aで82で
あった。
Comparative Example 2 Refined castor oil (viscosity 1000 mPa · s / 25 ° C.), hydroxyl value 168 KOHmg / g, acid value 2.0 KOHmg / g) 100
0 g and tetramethylene glycol (hydroxyl value 180 KOH
mg / g) 2000 g of paratoluenesulfonic acid 0.10
g as a transesterification catalyst at 180 ° C to 200 ° C, 10
The reaction was carried out until the hydroxyl value became 120 or less while discharging glycerin generated under vacuum conditions of mmHg to the outside of the system. About 1
After 6 hours, the hydroxyl value is 118 KOHmg / g, the acid value is 0.5 K
A modified castor oil having an OH mg / g and a viscosity of 2450 mPa · s / 40 ° C. was obtained. 405 g of this modified castor oil and Example 3
479 g of liquid MDI and 213 g of MDI were reacted at 80 ° C. for 3 hours to synthesize an isocyanate group-terminated prepolymer. The isocyanate group-terminated prepolymer has an isocyanate content of 18.0% and a viscosity of 2200 mPa · s / 25.
It was a pale yellow transparent liquid at ℃. Separately refined castor oil 800
g and Quadrol 200 g were uniformly mixed to prepare a curing agent C. 55 parts of the isocyanate-terminated prepolymer at a liquid temperature of 25 ° C. and 45 parts of the curing agent C were mixed, poured into a cylindrical cup, and the increase in viscosity was observed. Gelation was observed 25 minutes after the start of the stirring and mixing with the start of the reaction. 4 more
The change in hardness was followed by curing in a heat storage at 0 ° C., but the hardness was stabilized after about 40 hours. Further, after being left at room temperature for one week, the hardness was measured. The hardness of the molded product was 82 according to JIS A.

【0026】[0026]

【発明の効果】ポリウレタンの成形性は産業上重要であ
る。特に硬化時間の短縮は生産性を向上させコスト低減
につながる。また、イソシアネートとポリオールの反応
に特定の触媒を使用することにより副反応を押さえ、成
型品の機械的特性を向上させる。更に、ウレア化反応よ
りウレタン化反応を促進して水分との反応を抑制するの
で、炭酸ガスによる気泡に起因する成形不良を少なくす
る等の効果がある。触媒効果をもたらすチタネート基を
ポリマーの分子内に保持されることにより、系外に触媒
が溶出することも少なく環境に優しい熱硬化性ポリウレ
タン樹脂の製造方法である。
The moldability of polyurethane is important in industry. In particular, shortening the curing time improves productivity and leads to cost reduction. Further, by using a specific catalyst in the reaction between the isocyanate and the polyol, a side reaction is suppressed, and the mechanical properties of the molded product are improved. Further, since the urethanization reaction is promoted more than the ureaization reaction and the reaction with moisture is suppressed, there is an effect of reducing molding defects caused by bubbles due to carbon dioxide gas. This is a method for producing an environment-friendly thermosetting polyurethane resin, in which a titanate group having a catalytic effect is retained in the molecule of a polymer so that the catalyst does not elute out of the system and is environmentally friendly.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 分子内にアルコキシチタネート構造を有
する,イソシアネート基末端プレポリマー,またはポリ
オールを用いることを特徴とする熱硬化性ポリウレタン
樹脂の製造方法。
1. A method for producing a thermosetting polyurethane resin, comprising using an isocyanate group-terminated prepolymer or polyol having an alkoxy titanate structure in a molecule.
JP10302352A 1998-10-23 1998-10-23 Production of thermosetting polyurethane resin Pending JP2000128948A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10302352A JP2000128948A (en) 1998-10-23 1998-10-23 Production of thermosetting polyurethane resin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10302352A JP2000128948A (en) 1998-10-23 1998-10-23 Production of thermosetting polyurethane resin

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000128948A true JP2000128948A (en) 2000-05-09

Family

ID=17907889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10302352A Pending JP2000128948A (en) 1998-10-23 1998-10-23 Production of thermosetting polyurethane resin

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000128948A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010530917A (en) * 2007-06-18 2010-09-16 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー Water-stable catalyst for polyurethane production
US9321878B2 (en) 2013-12-16 2016-04-26 Momentive Performance Materials Inc. Process for the preparation of silylated polyurethane polymers using titanium-containing and zirconium-containing catalysts

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010530917A (en) * 2007-06-18 2010-09-16 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー Water-stable catalyst for polyurethane production
US8829145B2 (en) 2007-06-18 2014-09-09 Dorf Ketal Chemicals (India) Pvt. Ltd. Water-stable catalysts for polyurethane manufacture
JP2015045010A (en) * 2007-06-18 2015-03-12 ドルフ・ケタル・ケミカルズ・(インディア)・プライベート・リミテッド Water-stable catalyst for polyurethane manufacture
KR101554051B1 (en) * 2007-06-18 2015-09-17 도르프 케탈 케미칼즈 (인디아) 프라이비트 리미티드 Water-stable catalysts for polyurethane manufacture
CN105218772A (en) * 2007-06-18 2016-01-06 多尔福凯特尔化学品印度私人有限公司 For the water stability catalyzer of polyurethane production
US9321878B2 (en) 2013-12-16 2016-04-26 Momentive Performance Materials Inc. Process for the preparation of silylated polyurethane polymers using titanium-containing and zirconium-containing catalysts

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI596134B (en) Polyester and polyurethane manufacturing method
EP3126424B1 (en) Aliphatic polycarbonate polyol compositions
US20160229972A1 (en) Foam products and methods of producing the same
JP5354475B2 (en) Polyurethane resin-forming composition, sealing material, and hollow fiber membrane module
EP2812371A1 (en) Single-pot process for the production of polyester-co-carbonate polyols
JPS6315289B2 (en)
US4096129A (en) Glutarate-containing polyesterpolyols, methods of preparation and polyurethane compositions derived therefrom
US5710185A (en) Production of molding containing ester and urethane groups, isocyanate semiprepolymers containing ester groups for this purpose and their use
EP3127934B1 (en) Polyester polyol having superior durability
CN107810214B (en) Method for synthesizing polymeric carbodiimides with added cesium salts, polymeric carbodiimides and their use
US4677181A (en) Polyhydroxyl compounds containing ether and ester groups and their use in the production of polyurethane plastics
JP2000336140A (en) Polycarbonatediol for polyurethane
AU2007221936A1 (en) Polyester polyols, a process for the production thereof and the use thereof
JP2003502460A (en) Polyurea polyurethane with improved physical properties
US6069222A (en) Polyester and polyurethane derived from specific alicyclic diols
JP2000128948A (en) Production of thermosetting polyurethane resin
JP2004143314A (en) Polyester polyether polyol and urethane prepolymer using it
JPH05202158A (en) Production of thermoplastic polyurethane elastomer
US7087657B2 (en) Stable polyol dispersions, polyurethane moldings produced therefrom, and their use
US6147181A (en) Two step procedure for the production of semi-hard solid polyurethane molded bodies
JPH05295067A (en) Polyurethane elastomer and its production
JP3422079B2 (en) Method for producing hyperbranched aliphatic-aromatic polyester polyol
US6809172B2 (en) Polyester polyols and the use of polyester for producing PUR cast elastomers that have an improved resistance to hydrolysis
EP0893459B1 (en) Polyester and polyurethane derived from specific alicyclic diols
US4789719A (en) Manufacture of block polyester polyols, and polyurethanes derived therefrom

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040922

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041004

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050214