JP2003515639A5

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Publication number: JP2003515639A5
Application number: JP2001541098A
Authority: JP
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2020-11-24

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】脂肪族、脂環式、芳香脂肪族および／または芳香族ジイソシアネートを含み、
ａ）平均イソシアネート官能価少なくとも２.０、
ｂ）イソシアネート基含有量（ＮＣＯ、分子量＝４２として計算）５.０〜２５.０質量％、および
ｃ）ポリエーテル鎖中に結合しているエチレンオキシド単位含有量（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ、分子量＝４４として計算）２〜５０質量％
を有し、それによりポリエーテル鎖が、統計平均で５〜３５個のエチレンオキシド単位を有する水分散性ポリイソシアネート混合物であって、
ポリエーテル鎖が、各場合に２０〜５９ｍｏｌ％の割合でアロファネート基を介して、少なくとも２つのジイソシアネートからそれぞれ合成された２つのポリイソシアネート分子と結合していることを特徴とする水分散性ポリイソシアネート混合物。
【請求項２】脂肪族および／または脂環式ジイソシアネートを含み、
ａ）平均イソシアネート官能価２.２〜９.９、
ｂ）イソシアネート基含有量（ＮＣＯ、分子量＝４２として計算）６.０〜２３.０質量％、および
ｃ）ポリエーテル鎖中に結合しているエチレンオキシド単位含有量（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ、分子量＝４４として計算）５〜４０質量％
を有し、それによりポリエーテル鎖が、統計平均で７〜３０個のエチレンオキシド単位を有する水分散性ポリイソシアネート混合物であって、
ポリエーテル鎖が、各場合に２０〜５９ｍｏｌ％の割合でアロファネート基を介して、少なくとも２つのジイソシアネートからそれぞれ合成された２つのポリイソシアネート分子と結合していることを特徴とする水分散性ポリイソシアネート混合物。

（発明の開示）
ここで見出されたように、同様にアロファネート化条件下で少なくとも２つのジイソシアネート分子からなる低モノマーポリイソシアネートおよび単官能性ポリエチレンオキシドポリエーテルアルコールから製造されたポリイソシアネート混合物は、DE-A-19 822 891 に記載されているポリエーテルアロファネートと比べて、アロファネート化反応をアロファネート化度６０％が得られる前に終了させた場合、なお一層明らかに向上した水分散性を示す。このようにして、なお一層向上した分散性に加えて、同時により高いＮＣＯ含有量の利点を示し、あらゆる上記分野用途の親水性ポリイソシアネートにおいて、特にポリウレタンプラスチックを製造するための初期成分として、とりわけ水性結合剤または結合剤成分のための塗料系における架橋剤として使用するために適当な、水分散性ポリイソシアネート混合物を製造することができる。

本発明は、脂肪族、脂環式、芳香脂肪族および／または芳香族ジイソシアネートを含み、
ａ）平均イソシアネート官能価少なくとも２.０、
ｂ）イソシアネート基含有量（ＮＣＯ、分子量＝４２として計算）５.０〜２５.０質量％、および
ｃ）ポリエーテル鎖中に結合しているエチレンオキシド単位含有量（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ、分子量＝４４として計算）２〜５０質量％
を有し、それによりポリエーテル鎖が、統計平均で５〜３５個のエチレンオキシド単位を有する水分散性ポリイソシアネート混合物を提供し、該混合物は、ポリエーテル鎖が、各場合に２０〜５９ｍｏｌ％の割合でアロファネート基を介して、少なくとも２つのジイソシアネートからそれぞれ合成された２つのポリイソシアネート分子と結合していることを特徴とする。

反応混合物への触媒の添加は、任意の方法により行うことができる。従って例えば、任意に同時使用される触媒を、ポリイソシアネート成分Ａ）および／またはポリエーテル成分Ｂ）に、実際の転化開始前に混合することができる。同様に、ウレタン化反応中のあらゆる時、または二段階反応手順の意味ではウレタン化反応後にも、即ちイソシアネートおよびヒドロキシル基の完全な転化に理論的に一致するＮＣＯ含有量が得られた場合に、触媒を反応混合物に添加することができる。

本発明による方法の生成物は、上記組成を有する透明で実際上無色のポリイソシアネート混合物を構成し、それは高剪断力を使用しなくても単に攪拌することにより水に容易に分散させることができる。これにより沈降に対して安定な水性分散液を得るためには、同じ組成および分子量分布を有するポリエーテルアルコールを用いるウレタン化により製造した技術水準の水分散性ポリイソシアネート混合物の場合と比べて、かなり低いエチレンオキシド単位の全含有量が、ポリエーテルセグメントの所定組成および分子量分布の場合、充分である。従って本発明の方法は、結晶化に関して安定で、ポリエーテルウレタンを含有する現在既知のポリイソシアネート混合物と比べて同じまたはより良好な水分散性を有しながら、より高いイソシアネート基含有量およびより高い官能化により区別される高親水性ポリイソシアネートの製造を可能にする。DE-A-19 822 891 に記載されている少なくとも６０％のアロファネート化度を有するアロファネート変性ポリイソシアネート混合物と比べても、本発明による方法の生成物は、同じポリエーテル含有量を有しながら、なお一層向上した分散性に加えてより高いＮＣＯ含有量という利点を有する。

本発明およびその好ましい実施態様は、以下のとおりである。
［１］脂肪族、脂環式、芳香脂肪族および／または芳香族ジイソシアネートを含み、
ａ）平均イソシアネート官能価少なくとも２.０、
ｂ）イソシアネート基含有量（ＮＣＯ、分子量＝４２として計算）５.０〜２５.０質量％、および
ｃ）ポリエーテル鎖中に結合しているエチレンオキシド単位含有量（Ｃ ₂ Ｈ ₄ Ｏ、分子量＝４４として計算）２〜５０質量％
を有し、それによりポリエーテル鎖が、統計平均で５〜３５個のエチレンオキシド単位を有する水分散性ポリイソシアネート混合物であって、
ポリエーテル鎖が、各場合に２０〜５９ｍｏｌ％の割合でアロファネート基を介して、少なくとも２つのジイソシアネートからそれぞれ合成された２つのポリイソシアネート分子と結合していることを特徴とする水分散性ポリイソシアネート混合物。
［２］脂肪族および／または脂環式ジイソシアネートを含み、
ａ）平均イソシアネート官能価２.２〜９.９、
ｂ）イソシアネート基含有量（ＮＣＯ、分子量＝４２として計算）６.０〜２３.０質量％、および
ｃ）ポリエーテル鎖中に結合しているエチレンオキシド単位含有量（Ｃ ₂ Ｈ ₄ Ｏ、分子量＝４４として計算）５〜４０質量％
を有し、それによりポリエーテル鎖が、統計平均で７〜３０個のエチレンオキシド単位を有する水分散性ポリイソシアネート混合物であって、
ポリエーテル鎖が、各場合に２０〜５９ｍｏｌ％の割合でアロファネート基を介して、少なくとも２つのジイソシアネートからそれぞれ合成された２つのポリイソシアネート分子と結合していることを特徴とする水分散性ポリイソシアネート混合物。
［３］ポリエーテル鎖が、２０〜５９ｍｏｌ％の割合でアロファネート基を介して、それぞれ２つのイソシアヌレート基を有するポリイソシアネート分子と結合していることを特徴とする上記［１］に記載の水分散性ポリイソシアネート混合物。
［４］ポリエーテル鎖が、２５〜５９ｍｏｌ％の割合でアロファネート基を介して、それぞれ２つのイソシアヌレート基を有し、もっぱら脂肪族的および／または脂環式的に結合しているイソシアネート基を有するポリイソシアネート分子と結合していることを特徴とする上記［１］に記載の水分散性ポリイソシアネート混合物。
［５］上記［１］に記載の水分散性ポリイソシアネート混合物の製造方法であって、
ＮＣＯ／ＯＨ当量比６：１〜４００：１を維持し、ＮＣＯ／ＯＨ反応により最初に形成したウレタン基の２０〜５９％を反応させ続けてアロファネート基を形成させるようにして、それにより他の点において、下記初期化合物の種類および量比を、得られる転化生成物が上記［１］に記載の条件に一致するように選択して、
Ａ）平均官能価２.０〜５.０、脂肪族的、脂環式的、芳香脂肪族的および／または芳香族的に結合しているイソシアネート基の含有量（ＮＣＯ、分子量＝４２として計算）８.０〜２７.０質量％およびモノマージイソシアネート含有量１質量％未満を有するポリイソシアネート成分、および
Ｂ）統計平均で５〜３５個のエチレンオキシド単位を有する一価ポリアルキレンオキシドポリエーテルアルコール
を相互に反応させることを特徴とする方法。
［６］ＮＣＯ／ＯＨ当量比８：１〜１４０：１を維持し、ＮＣＯ／ＯＨ反応により最初に形成したウレタン基の２０〜５９％を反応させ続けてアロファネート基を形成させるようにして、それにより他の点において、下記初期化合物の種類および量比を、得られる転化生成物が上記［１］に記載の条件に一致するように選択して、
Ａ）平均官能価２.３〜４.５、脂肪族的および／または脂環式的に結合しているイソシアネート基の含有量（ＮＣＯ、分子量＝４２として計算）１４.０〜２４.０質量％およびモノマージイソシアネート含有量０.５質量％未満を有するポリイソシアネート成分、および
Ｂ）統計平均で７〜３０個のエチレンオキシド単位を有する一価ポリアルキレンオキシドポリエーテルアルコール
を相互に反応させることを特徴とする上記［５］に記載の方法。
［７］ポリイソシアネート成分Ａ）として、イソシアヌレート基を有し、１,６-ジイソシアナトヘキサン、１-イソシアナト-３,３,５-トリメチル-５-イソシアナトメチルシクロヘキサンおよび／または４,４'-ジイソシアナトジシクロヘキシルメタンをベースとするポリイソシアネートを使用することを特徴とする上記［５］に記載の方法。
［８］転化を、アロファネート基の形成を促進する触媒の存在下で行うことを特徴とする上記［５］に記載の方法。
［９］有機亜鉛化合物を、アロファネート化触媒として使用することを特徴とする上記［８］に記載の方法。
［１０］ｎ-オクタン酸亜鉛(II)、２-エチル-１-ヘキサン酸亜鉛(II)および／またはステアリン酸亜鉛(II)を、アロファネート化触媒として使用することを特徴とする上記［８］に記載の方法。
［１１］ポリウレタンプラスチックの製造における初期成分としての上記［１］に記載のポリイソシアネート混合物の使用。
［１２］水溶性または水分散性ラッカー結合剤またはラッカー結合剤成分のための架橋成分としての、該結合剤または結合剤成分をベースとする水性塗料を使用することによる塗料の製造における上記［１］に記載のポリイソシアネート混合物の使用。
以下の実施例により、本発明を説明する。表現「アロファネート化度」は、ポリエーテルアルコールおよびポリイソシアネートから形成され、アロファネート基に転化されたウレタン基の割合（ＮＣＯ含有量から計算することができる）を示す。全ての他の割合の数字は、質量に関する。