JP2006249344A - Two-pack type urethane composition, process for producing the same and process for producing urethane prepolymer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2液型ウレタン組成物およびその製造方法ならびにウレタンプレポリマーの製造方法に関する。 The present invention relates to a two-component urethane composition, a method for producing the same, and a method for producing a urethane prepolymer.
従来、ポリイソシアネート(ウレタンプレポリマー)を主剤とし、ポリオール等の活性水素含有化合物を硬化剤の反応成分とする2液型ウレタン組成物においては、一般的にその硬化触媒として有機カルボン酸鉛が広く用いられている。しかし、鉛は環境や人体への悪影響が懸念されており、鉛を含まない2液型ウレタン組成物が望まれている。 Conventionally, in a two-pack type urethane composition having a polyisocyanate (urethane prepolymer) as a main component and an active hydrogen-containing compound such as a polyol as a reaction component of a curing agent, lead organic carboxylate is generally widely used as the curing catalyst. It is used. However, there is a concern that lead has an adverse effect on the environment and the human body, and a two-component urethane composition containing no lead is desired.
そこで、有機酸鉛の代わりにオクチル酸ビスマスとオクチル酸カルシウムとを配合した、鉛を含まない2液型ウレタン組成物が提案されている(特許文献1参照。)。
また、特許文献2には、表面・深部硬化性に優れ、被塗装性が良好で、非発泡性に優れ、環境に悪影響を及ぼさないことを目的とした2液型ポリウレタンシーリング材組成物が記載されている。この組成物は、ウレタンプレポリマー(A)を含む主剤と、ポリエーテルポリオール(B)を含む硬化剤とを含み、ウレタンプレポリマー(A)100重量部に対して、硬化触媒としてロジン酸ビスマスを0.6〜4.7重量部、硬化助触媒としてオクチル酸カルシウムおよび/またはネオデカン酸カルシウムを0.03〜1重量部および有機酸錫を0.003〜0.3重量部含有する。
Therefore, a lead-free two-component urethane composition in which bismuth octylate and calcium octylate are blended instead of organic acid lead has been proposed (see Patent Document 1).
Patent Document 2 describes a two-component polyurethane sealing material composition that is excellent in surface / deep part curability, has good coatability, has excellent non-foaming properties, and does not adversely affect the environment. Has been. This composition contains a main agent containing a urethane prepolymer (A) and a curing agent containing a polyether polyol (B), and bismuth rosin acid as a curing catalyst with respect to 100 parts by weight of the urethane prepolymer (A). It contains 0.6 to 4.7 parts by weight, 0.03 to 1 part by weight of calcium octylate and / or calcium neodecanoate as a curing co-catalyst, and 0.003 to 0.3 parts by weight of organic acid tin.
しかしながら、特許文献1および2に記載の2液型ウレタン組成物等に硬化触媒として用いられている有機酸ビスマスは、硬化剤の成分に含まれる水分や大気中の湿気の影響で徐々に活性を失い、硬化遅延、発泡等の弊害が生じることがあった。
したがって、本発明は、貯蔵安定性に優れ、硬化遅延、発泡等を抑制可能な2液型ウレタン組成物を提供することを目的とする。
However, bismuth organic acid used as a curing catalyst in the two-component urethane compositions described in Patent Documents 1 and 2 gradually becomes active due to the influence of moisture contained in the components of the curing agent and humidity in the atmosphere. Loss, delay in curing, foaming, etc. may occur.
Therefore, an object of the present invention is to provide a two-component urethane composition that is excellent in storage stability and can suppress curing delay, foaming, and the like.
本発明者は、鋭意検討した結果、硬化触媒として用いられる有機酸ビスマスを、ウレタンプレポリマーを含有する主剤側に配合することにより有機酸ビスマスの失活を回避することができることを見出した。それは、ウレタンプレポリマーの作製時に原料となるポリオールは通常脱水処理されていること、系内に残留した水分はポリイソシアネート化合物により消費されること、および通常水と反応し易いウレタンプレポリマーは密閉性の高い容器内に保管されるので大気中の水分の影響を受け難いことによると考えられる。また、係る密閉容器内では、有機酸ビスマスによるウレタンプレポリマーの高分子量化は進行しない。その結果、貯蔵安定性に優れ、硬化遅延、発泡等を抑制可能な2液型ウレタン組成物が得られることを知見した。
ところで、従来の一般的なウレタンプレポリマーは、ポリオール化合物に対して過剰のポリイソシアネート化合物(すなわち、ヒドロキシ基に対して過剰のイソシアネート基)を混合し、常圧下50〜100℃で6〜72時間程度反応させて得られる。本発明者は、ウレタンプレポリマーの製造時に有機酸ビスマスを添加すると、加熱しなくても自己発熱して60〜85℃程度になり、30分〜60分程度で反応が終了することを知見した。
本発明者は、これらの知見に基づき本発明を完成させた。
As a result of intensive studies, the present inventor has found that deactivation of bismuth of organic acid can be avoided by blending bismuth of organic acid used as a curing catalyst on the main agent side containing a urethane prepolymer. This is because the polyol used as a raw material during the production of the urethane prepolymer is usually dehydrated, the water remaining in the system is consumed by the polyisocyanate compound, and the urethane prepolymer that is usually reactive with water is hermetically sealed. This is probably because it is stored in a high-container container and is not easily affected by moisture in the atmosphere. Moreover, in such a sealed container, the increase in the molecular weight of the urethane prepolymer by bismuth organic acid does not proceed. As a result, it was found that a two-component urethane composition having excellent storage stability and capable of suppressing curing delay, foaming and the like can be obtained.
By the way, the conventional general urethane prepolymer mixes an excess polyisocyanate compound (namely, an excess isocyanate group with respect to a hydroxyl group) with respect to a polyol compound, and is 6 to 72 hours at 50 to 100 ° C. under normal pressure. It is obtained by reacting to some extent. The present inventor has found that when bismuth organic acid is added during the production of the urethane prepolymer, it self-heats to about 60 to 85 ° C. without heating and the reaction is completed in about 30 to 60 minutes. .
The present inventor completed the present invention based on these findings.
即ち、本発明は、以下の(1)〜(9)を提供する。 That is, the present invention provides the following (1) to (9).
(1)ウレタンプレポリマーと有機酸ビスマスとを含有する主剤と、
活性水素含有化合物を含有する硬化剤と
からなる2液型ウレタン組成物。
(1) a main agent containing a urethane prepolymer and bismuth organic acid;
A two-component urethane composition comprising a curing agent containing an active hydrogen-containing compound.
(2)前記有機酸ビスマスが、有機カルボン酸ビスマスおよび/または樹脂酸ビスマスである上記(1)に記載の2液型ウレタン材組成物。 (2) The two-component urethane material composition according to (1), wherein the bismuth organic acid is bismuth organic carboxylate and / or bismuth resinate.
(3)前記有機カルボン酸ビスマスが、オクチル酸ビスマス、2−エチルヘキシル酸ビスマスおよびネオデカン酸ビスマスからなる群から選択される少なくとも1種である上記(2)に記載の2液型ウレタン組成物。 (3) The two-component urethane composition according to (2), wherein the organic bismuth carboxylate is at least one selected from the group consisting of bismuth octylate, bismuth 2-ethylhexylate and bismuth neodecanoate.
(4)前記樹脂酸ビスマスが、アビエチン酸ビスマスである上記(2)または(3)に記載の2液型ウレタン組成物。 (4) The two-component urethane composition according to (2) or (3), wherein the bismuth resinate is bismuth abietic acid.
(5)前記硬化剤が、更に、有機酸カルシウムを含有する上記(1)〜(4)のいずれかに記載の2液型ウレタン組成物。 (5) The two-component urethane composition according to any one of (1) to (4), wherein the curing agent further contains an organic acid calcium.
(6)前記有機酸カルシウムが、有機カルボン酸カルシウムおよび/または樹脂酸カルシウムである上記(5)に記載の2液型ウレタン組成物。 (6) The two-component urethane composition according to (5), wherein the organic acid calcium is organic calcium carboxylate and / or calcium resinate.
(7)前記有機カルボン酸カルシウムが、オクチル酸カルシウム、2−エチルヘキシル酸カルシウムおよびネオデカン酸カルシウムからなる群から選択される少なくとも1種である上記(6)に記載の2液型ウレタン組成物。 (7) The two-component urethane composition according to (6), wherein the organic calcium carboxylate is at least one selected from the group consisting of calcium octylate, calcium 2-ethylhexylate and calcium neodecanoate.
(8)上記(1)〜(7)のいずれかに記載の2液型ウレタン組成物の製造方法であって、
ポリオール化合物とイソシアネート基含有化合物とを、有機酸ビスマスの存在下で反応させて、前記ウレタンプレポリマーと有機酸ビスマスとを含有する主剤を製造する工程と、
前記活性水素含有化合物を含有する硬化剤を製造する工程と
を含む2液型ウレタン組成物の製造方法。
(8) A method for producing the two-component urethane composition according to any one of (1) to (7) above,
Reacting a polyol compound and an isocyanate group-containing compound in the presence of an organic acid bismuth to produce a main agent containing the urethane prepolymer and the organic acid bismuth;
A method for producing a two-component urethane composition comprising a step of producing a curing agent containing the active hydrogen-containing compound.
(9)ポリオール化合物とイソシアネート基含有化合物とを、有機酸ビスマスの存在下で反応させて、ウレタンプレポリマーを得る、ウレタンプレポリマーの製造方法。 (9) A method for producing a urethane prepolymer, in which a polyol compound and an isocyanate group-containing compound are reacted in the presence of bismuth organic acid to obtain a urethane prepolymer.
本発明の2液型ウレタン組成物は、貯蔵安定性に優れ、硬化遅延、発泡等を抑制することができる。
また、本発明のウレタンプレポリマーの製造方法によれば、加熱する手間がかからないうえ、更に、短時間にウレタンプレポリマーを製造することができる。
The two-component urethane composition of the present invention has excellent storage stability and can suppress curing delay, foaming, and the like.
Further, according to the method for producing a urethane prepolymer of the present invention, it is possible to produce a urethane prepolymer in a short period of time without being time-consuming for heating.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の2液型ウレタン組成物(以下、「本発明の組成物」ともいう。)は、ウレタンプレポリマーと有機酸ビスマスとを含有する主剤と、活性水素含有化合物を含有する硬化剤とからなる2液型ウレタン組成物である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The two-component urethane composition of the present invention (hereinafter also referred to as “the composition of the present invention”) includes a main agent containing a urethane prepolymer and an organic acid bismuth and a curing agent containing an active hydrogen-containing compound. This is a two-component urethane composition.
まず、本発明の組成物の主剤を説明する。
上記主剤は、ウレタンプレポリマーと有機酸ビスマスとを含有する。
本発明に用いられるウレタンプレポリマーは、活性イソシアネート基、即ち、ブロックされていないイソシアネート基を分子内に有するウレタンプレポリマーである。なお、本発明の効果を損なわない範囲であれば、一部のイソシアネート基がブロックされていてもよい。ブロックされたイソシアネート基を有しない場合には、湿気硬化させたときと加熱硬化させたときの物性の差が少ない。
First, the main ingredient of the composition of the present invention will be described.
The main agent contains a urethane prepolymer and an organic acid bismuth.
The urethane prepolymer used in the present invention is a urethane prepolymer having an active isocyanate group, that is, an unblocked isocyanate group in the molecule. In addition, as long as the effect of this invention is not impaired, a part of isocyanate group may be blocked. When there is no blocked isocyanate group, there is little difference in physical properties between moisture curing and heat curing.
このようなウレタンプレポリマーとしては、特に限定されず、ポリオール化合物とイソシアネート基含有化合物とから得られるウレタンプレポリマーを用いることができる。 Such a urethane prepolymer is not particularly limited, and a urethane prepolymer obtained from a polyol compound and an isocyanate group-containing compound can be used.
ウレタンプレポリマーに用いられるポリオール化合物は、炭化水素の複数個の水素をヒドロキシ基で置換したアルコール類である。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、テトラヒドロフラン等のアルキレンオキサイドの少なくとも1種を、分子中に活性水素を2個以上有する活性水素含有化合物に付加重合させた生成物が挙げられる。 The polyol compound used for the urethane prepolymer is an alcohol obtained by substituting a plurality of hydrogen atoms of a hydrocarbon with a hydroxy group. For example, a product obtained by addition polymerization of at least one alkylene oxide such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, and tetrahydrofuran to an active hydrogen-containing compound having two or more active hydrogens in the molecule can be given.
分子中に活性水素を2個以上有する活性水素含有化合物としては、例えば、多価アルコール類、アミン類、アルカノールアミン類、多価フェノール類が挙げられる。
具体的には、多価アルコール類としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、グリセリン、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
アミン類としては、例えば、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。
アルカノールアミン類としては、例えば、エタノールアミン、プロパノールアミン等が挙げられる。
多価フェノール類としては、例えば、レゾルシン、ビスフェノール類等が挙げられる。
Examples of the active hydrogen-containing compound having two or more active hydrogens in the molecule include polyhydric alcohols, amines, alkanolamines, and polyhydric phenols.
Specific examples of the polyhydric alcohols include ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, diethylene glycol, glycerin, hexanetriol, trimethylolpropane, and pentaerythritol.
Examples of amines include ethylenediamine and hexamethylenediamine.
Examples of alkanolamines include ethanolamine and propanolamine.
Examples of polyhydric phenols include resorcin, bisphenols, and the like.
ポリオール化合物としては、具体的には、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシブチレングリコール等のポリエーテル系ポリオール;ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール等のポリオレフィン系ポリオール;アジペート系ポリオール;ラクトン系ポリオール;ヒマシ油等のポリエステル系ポリオールが好適に挙げられる。
これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Specific examples of the polyol compound include polyether polyols such as polytetramethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyoxypropylene glycol, and polyoxybutylene glycol; polyolefin polyols such as polybutadiene polyol and polyisoprene polyol; adipate Preferable examples include polyester-based polyols such as lactone-based polyols; lactone-based polyols and castor oil.
These may be used alone or in combination of two or more.
ポリオール化合物は、数平均分子量が500〜12000程度であるのが好ましく、2000〜6000程度であるのがより好ましい。 The polyol compound preferably has a number average molecular weight of about 500 to 12000, and more preferably about 2000 to 6000.
ウレタンプレポリマーに用いられるイソシアネート基含有化合物としては、通常のポリウレタン樹脂の製造に用いられる種々のものを用いることができる。具体的には、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート等のTDI;ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート等のMDI;テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHMDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、プロピ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(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、トリフェニルメタントリイソシアネート、ノルボルナン骨格を有するジイソシアネート(NBDI)、および、これらの変成品が挙げられる。
これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
中でも、安価かつ入手し易い点からTDIおよびMDIが好ましい。
As the isocyanate group-containing compound used in the urethane prepolymer, various compounds used in the production of ordinary polyurethane resins can be used. Specifically, for example, TDI such as 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate; MDI such as diphenylmethane-4,4′-diisocyanate; tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), trimethylhexamethylene Diisocyanate (TMHMDI), 1,5-naphthalene diisocyanate, ethylene diisocyanate, propylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), xylylene diisocyanate (XDI), triphenylmethane triisocyanate, norbornane skeleton And diisocyanate (NBDI) having a modified form thereof, and modified products thereof.
These may be used alone or in combination of two or more.
Of these, TDI and MDI are preferred because they are inexpensive and easily available.
上記ウレタンプレポリマーの製造時におけるポリオール化合物とイソシアネート基含有化合物とを混合する割合は、ポリオール化合物のヒドロキシ基の数に対するイソシアネート基含有化合物のイソシアネート基の数の比(NCO/OH)が、1.0以上であるのが好ましく、1.5〜2.0であるのがより好ましい。 The ratio of the number of isocyanate groups of the isocyanate group-containing compound to the number of hydroxy groups of the polyol compound (NCO / OH) is the ratio of mixing the polyol compound and the isocyanate group-containing compound in the production of the urethane prepolymer. It is preferably 0 or more, more preferably 1.5 to 2.0.
本発明に用いられるウレタンプレポリマーの製造は、例えば、通常のウレタンプレポリマーと同様に、所定の量比でポリオール化合物およびイソシアネート基含有化合物を混合し、通常、常圧下60〜100℃で、撹拌することによって行うことができる。
また、ウレタンプレポリマーの製造時に、有機酸ビスマスを添加してウレタンプレポリマーを製造する方法が好ましく挙げられる。なお、ウレタンプレポリマーの製造時とは、上記ポリオール化合物とイソシアネート基含有化合物との反応を開始する時、または反応を行っている時をいう。特に、反応時間が短縮され、また、反応熱により外部から加える熱量を低減することができるので、反応開始時に有機酸ビスマスが添加されていることが好ましい。具体的には、ポリオール化合物とイソシアネート基含有化合物とを、有機酸ビスマスの存在下で反応させて、ウレタンプレポリマーを得る、ウレタンプレポリマーの製造方法が挙げられる(以下、この製造方法を「本発明のウレタンプレポリマーの製造方法」という。)。
The production of the urethane prepolymer used in the present invention is performed, for example, by mixing a polyol compound and an isocyanate group-containing compound at a predetermined quantitative ratio in the same manner as a normal urethane prepolymer, and usually stirring at 60 to 100 ° C. under normal pressure. Can be done.
Moreover, the method of manufacturing a urethane prepolymer by adding organic acid bismuth at the time of manufacture of a urethane prepolymer is mentioned preferably. In addition, the time of manufacture of a urethane prepolymer means the time of starting the reaction with the said polyol compound and an isocyanate group containing compound, or the time of reacting. In particular, since the reaction time is shortened and the amount of heat applied from the outside can be reduced by reaction heat, it is preferable that bismuth organic acid is added at the start of the reaction. Specifically, there is a method for producing a urethane prepolymer in which a polyol compound and an isocyanate group-containing compound are reacted in the presence of bismuth organic acid to obtain a urethane prepolymer (hereinafter, this production method is referred to as “present”. The method for producing the urethane prepolymer of the invention ").
本発明のウレタンプレポリマーの製造方法によれば、加熱しなくても自己発熱して60〜85℃程度になり、30分〜60分程度で反応が終了するので、添加しない場合に比べて製造に要する時間が短縮され、かつ、加熱のために必要なコストを低減できる。また、得られた混合物は、ウレタンプレポリマーと有機酸ビスマスとを含有するので、本発明の組成物の主剤として、そのまま用いることができる。更に、ウレタンプレポリマーの製造は、十分に乾燥したポリオール化合物およびイソシアネート基含有化合物を用いて、水分を遮断した環境下で行われるため、有機酸ビスマスが水分と反応して失活することがない。したがって、得られる本発明の組成物は、貯蔵安定性に優れ、更に、有機酸ビスマスの失活を原因とする硬化遅延や発泡等を抑制することができる。
なお、本発明の組成物においては、上述した方法でウレタンプレポリマーを製造した後、有機酸ビスマスを所定の量添加して主剤とすることもできる。
According to the method for producing a urethane prepolymer of the present invention, self-heating occurs at about 60 to 85 ° C. without heating, and the reaction is completed in about 30 to 60 minutes. The time required for heating can be shortened, and the cost required for heating can be reduced. Moreover, since the obtained mixture contains a urethane prepolymer and bismuth organic acid, it can be used as it is as the main component of the composition of the present invention. Furthermore, since the production of the urethane prepolymer is performed in an environment where moisture is blocked using a sufficiently dried polyol compound and isocyanate group-containing compound, the organic acid bismuth does not react with moisture and deactivate. . Therefore, the obtained composition of the present invention is excellent in storage stability, and further can suppress curing delay and foaming caused by the deactivation of bismuth organic acid.
In addition, in the composition of this invention, after manufacturing a urethane prepolymer by the method mentioned above, a predetermined amount of organic acid bismuth can be added and it can also be set as a main ingredient.
本発明のウレタンプレポリマーの製造方法は、具体的には、例えば、十分に乾燥したポリオール化合物を、乾燥した反応容器内に入れ、オクチル酸ビスマスを所定の量添加して、室温で30分程度撹拌する。次に、TDIをNCO/OHが1.0以上になる量添加して、室温で30分〜60分程度撹拌して行われる。
なお、本発明のウレタンプレポリマーの製造に用いられる反応容器は、特に限定されないが、外部の水分の侵入から反応物と触媒とを保護できるガラス製や金属製等の密閉可能なものが好ましい。
Specifically, the method for producing the urethane prepolymer of the present invention is, for example, putting a sufficiently dried polyol compound into a dry reaction vessel, adding a predetermined amount of bismuth octylate, and at room temperature for about 30 minutes. Stir. Next, TDI is added in such an amount that NCO / OH becomes 1.0 or more and stirred at room temperature for about 30 to 60 minutes.
The reaction vessel used for the production of the urethane prepolymer of the present invention is not particularly limited, but a glass or metal sealable container that can protect the reactant and the catalyst from the intrusion of external moisture is preferable.
本発明に用いられる有機酸ビスマスとしては、具体的には、例えば、有機カルボン酸ビスマスおよび樹脂酸ビスマス(ロジン酸ビスマス)が好適に挙げられる。
より具体的には、有機カルボン酸ビスマスとしては、オクチル酸、2−エチルヘキシル酸、ネオデカン酸、ネオドデカン酸等のビスマス塩が挙げられる。これらの中でも、オクチル酸ビスマス、2−エチルヘキシル酸ビスマスおよびネオデカン酸ビスマスが好ましい。
樹脂酸ビスマスとしては、アビエチン酸、ネオアビエチン酸,d−ピマル酸、イソ−d−ピマル酸、ポドカルプ酸等の脂環族系有機酸のビスマス塩、安息香酸、ケイ皮酸、p−オキシケイ皮酸等の芳香族系有機酸のビスマス塩等が挙げられる。これらの中でも、アビエチン酸ビスマスが好ましい。
これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、上記有機酸ビスマスは、液状とするために、通常、オクチル酸、2−エチルヘキシル酸、ネオデカン酸等の有機酸や、ポリオール等の可塑剤、ターペン、トルエン等の溶剤で希釈して用いられる。
Specific examples of bismuth organic acid used in the present invention include bismuth organic carboxylate and bismuth resinate (bismuth rosinate).
More specifically, examples of the organic carboxylic acid bismuth include bismuth salts such as octylic acid, 2-ethylhexylic acid, neodecanoic acid, and neododecanoic acid. Among these, bismuth octylate, bismuth 2-ethylhexylate and bismuth neodecanoate are preferable.
Examples of bismuth resin acid include bismuth salts of alicyclic organic acids such as abietic acid, neoabietic acid, d-pimalic acid, iso-d-pimalic acid, podocarpic acid, benzoic acid, cinnamic acid, and p-oxycinnamic acid. Examples thereof include bismuth salts of aromatic organic acids such as acids. Among these, bismuth abietic acid is preferable.
These may be used alone or in combination of two or more.
In order to make the organic acid bismuth liquid, it is usually diluted with an organic acid such as octylic acid, 2-ethylhexylic acid or neodecanoic acid, a plasticizer such as polyol, a solvent such as terpene or toluene. .
有機酸ビスマスの添加量は、適宜調整すればよく、特に限定されない。例えば、後述するように硬化剤が有機酸カルシウムを含有する場合は有機酸ビスマスの添加量を少なくすることができる。好ましい有機酸ビスマスの添加量は、ウレタンプレポリマー100質量部に対して、0.01〜10質量部である。この範囲であると、本発明の効果を十分に発揮でき、また、硬化速度が速すぎて可使時間が短くなることがない。この特性により優れる点から、0.1〜5質量部がより好ましく、0.1〜3質量部が更に好ましい。 The addition amount of the organic acid bismuth may be appropriately adjusted and is not particularly limited. For example, as will be described later, when the curing agent contains organic acid calcium, the amount of organic acid bismuth added can be reduced. A preferable addition amount of bismuth organic acid is 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the urethane prepolymer. Within this range, the effects of the present invention can be sufficiently exerted, and the pot life is not shortened because the curing rate is too high. From the point which is excellent by this characteristic, 0.1-5 mass parts is more preferable, and 0.1-3 mass parts is still more preferable.
次に、本発明の組成物の硬化剤を説明する。
本発明の組成物の硬化剤は、活性水素含有化合物を含有する。
活性水素含有化合物としては、例えば、上述したウレタンプレポリマーの原料として例示したものを挙げることができ、中でも、ポリオール化合物が好ましい。特に、ポリプロピレングリコール(PPG)が好ましく用いられる。このポリエーテルポリオールに加えて、ポリエステルポリオールを硬化剤の反応成分として用いてもよい。
Next, the curing agent of the composition of the present invention will be described.
The curing agent of the composition of the present invention contains an active hydrogen-containing compound.
As an active hydrogen containing compound, what was illustrated as a raw material of the urethane prepolymer mentioned above can be mentioned, for example, Among these, a polyol compound is preferable. In particular, polypropylene glycol (PPG) is preferably used. In addition to the polyether polyol, a polyester polyol may be used as a reaction component of the curing agent.
上記硬化剤は、活性水素含有化合物の他に、更に、硬化助触媒として有機酸カルシウムを含有するのが好ましい。硬化剤が有機酸カルシウムを含有する場合、本発明の組成物の硬化速度を速くすることができ、表面・深部硬化性に優れ、更に、上記有機酸ビスマスの添加量を少なくすることができる。また、有機酸ビスマスを多用することにより発生する硬化物の高モジュラス化を抑制し、更に、可使時間を適正化することができる。
有機酸カルシウムとしては、具体的には、例えば、有機カルボン酸カルシウムおよび樹脂酸カルシウム(ロジン酸カルシウム)が好適に挙げられる。
より具体的には、有機カルボン酸カルシウムとしては、オクチル酸、2−エチルヘキシル酸、ネオデカン酸、ネオドデカン酸等のカルシウム塩が挙げられる。これらの中でも、オクチル酸カルシウム、2−エチルヘキシル酸カルシウムおよびネオデカン酸カルシウムが好ましい。
樹脂酸カルシウムとしては、アビエチン酸、ネオアビエチン酸,d−ピマル酸、イソ−d−ピマル酸、ポドカルプ酸等の脂環族系有機酸のカルシウム塩、安息香酸、ケイ皮酸、p−オキシケイ皮酸等の芳香族系有機酸のカルシウム塩等が挙げられる。これらの中でも、アビエチン酸カルシウムが好ましい。
これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、上記有機酸カルシウムは、液状とするために、通常、オクチル酸、2−エチルヘキシル酸、ネオデカン酸等の有機酸や、ポリオール等の可塑剤、ターペン、トルエン等の溶剤で希釈して用いられる。
In addition to the active hydrogen-containing compound, the curing agent preferably further contains organic acid calcium as a curing promoter. When the curing agent contains organic acid calcium, the curing rate of the composition of the present invention can be increased, the surface / deep part curability is excellent, and the amount of the bismuth organic acid added can be reduced. Moreover, the high modulus of the hardened | cured material which generate | occur | produces by using many organic acid bismuth can be suppressed, and also a pot life can be optimized.
Specific examples of the organic acid calcium include organic calcium carbonate and resin acid calcium (calcium rosinate).
More specifically, examples of calcium organic carboxylate include calcium salts such as octylic acid, 2-ethylhexylic acid, neodecanoic acid, neododecanoic acid and the like. Among these, calcium octylate, calcium 2-ethylhexylate and calcium neodecanoate are preferable.
Examples of calcium resinate include calcium salts of alicyclic organic acids such as abietic acid, neoabietic acid, d-pimalic acid, iso-d-pimalic acid, podocarpic acid, benzoic acid, cinnamic acid, and p-oxycinnamic acid. Examples thereof include calcium salts of aromatic organic acids such as acids. Among these, calcium abietate is preferable.
These may be used alone or in combination of two or more.
The organic acid calcium is usually diluted with an organic acid such as octylic acid, 2-ethylhexylic acid or neodecanoic acid, a plasticizer such as polyol, or a solvent such as terpene or toluene in order to make it liquid. .
有機酸カルシウムの添加量は、適宜調製すればよく、特に限定されない。好ましい有機酸カルシウムの添加量は、ウレタンプレポリマー100質量部に対して、0.01〜20質量部である。この範囲であると、本発明の効果を十分に発揮でき、また、硬化速度が速すぎて可使時間が短くなることがない。この特性により優れる点から、0.1〜10質量部がより好ましい。 The amount of organic acid calcium added may be appropriately adjusted and is not particularly limited. The preferable amount of organic acid calcium added is 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the urethane prepolymer. Within this range, the effects of the present invention can be sufficiently exerted, and the pot life is not shortened because the curing rate is too high. From the point which is excellent by this characteristic, 0.1-10 mass parts is more preferable.
また、上記硬化剤は、更に、有機酸スズを含有するのが好ましい。有機酸スズを含有する場合、表面・深部硬化性により優れるため、硬化遅延にならず、タックが残りにくく、被塗装性に優れると共に、非発泡性も向上することができる。 Moreover, it is preferable that the said hardening | curing agent contains organic acid tin further. In the case of containing an organic acid tin, since it is more excellent in surface / deep part curability, it is not delayed in curing, tack is hardly left, excellent in coating property and non-foaming property can be improved.
有機酸スズとしては、具体的には、例えば、オクチル酸スズ、ジオクチルスズジラウレート、ジブチルスズジラウレート、アセチルアセトナートスズ、ジオクチルスズジネオデカノエート等が挙げられ、中でも、オクチル酸スズ、ジオクチルスズジラウレートが触媒としての安定性があり、表面硬化性に優れるので好ましい。 Specific examples of the organic acid tin include, for example, tin octylate, dioctyltin dilaurate, dibutyltin dilaurate, acetylacetonatotin, dioctyltin dineodecanoate, etc., among which tin octylate, dioctyltin dilaurate Is preferable because it has stability as a catalyst and is excellent in surface curability.
有機酸スズの添加量は、他の成分との関係に応じて適宜調製すればよく、特に限定されない。好ましい有機酸スズの添加量は、ウレタンプレポリマー100質量部に対して、0.0001〜10質量部である。この範囲であると、本発明の効果を十分に発揮でき、また、硬化速度が速すぎて可使時間が短くなるようなことがない。この特性により優れる点から、0.003〜3質量部がより好ましい。 The amount of organic acid tin added is not particularly limited as long as it is appropriately adjusted according to the relationship with other components. The preferable addition amount of organic acid tin is 0.0001 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the urethane prepolymer. Within this range, the effects of the present invention can be sufficiently exerted, and the curing time is not so fast that the pot life is not shortened. From the point which is excellent by this characteristic, 0.003-3 mass parts is more preferable.
本発明の組成物は、上記各成分に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、充填剤、チクソトロピー付与剤、顔料、染料、老化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、接着付与剤、分散剤等の添加剤を含有していてもよい。これらの添加剤を、主剤および/または硬化剤に必要に応じて含ませることができる。 The composition of the present invention includes, in addition to the above-mentioned components, a filler, a thixotropy imparting agent, a pigment, a dye, an anti-aging agent, an antioxidant, an antistatic agent, a flame retardant, You may contain additives, such as an adhesion imparting agent and a dispersing agent. These additives can be included in the main agent and / or curing agent as required.
充填剤としては、各種形状の有機または無機のものがあり、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ;けいそう土;酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バリウム、酸化マグネシウム;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛;カーボンブラック、これらの脂肪酸、脂肪酸エステル処理物等が挙げられる。充填剤の配合量は、ウレタンプレポリマー100質量部に対して、100〜500質量部であることが、良好な物性と作業性が得られるので好ましい。 Fillers can be organic or inorganic in various shapes, fumed silica, calcined silica, precipitated silica, ground silica, fused silica; diatomaceous earth; iron oxide, zinc oxide, titanium oxide, barium oxide, magnesium oxide. Calcium carbonate, magnesium carbonate, zinc carbonate; carbon black, these fatty acids, fatty acid ester treated products, and the like. The blending amount of the filler is preferably 100 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the urethane prepolymer because good physical properties and workability can be obtained.
酸化防止剤としては、ブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ブチルヒドロキシアニソール(BHA)、ジフェニルアミン、フェニレンジアミン;亜リン酸トリフェニル等が挙げられる。
老化防止剤としては、ヒンダードフェノール系、ベンゾトリアゾール系、ヒンダードアミン系等の化合物が挙げられる。
Examples of the antioxidant include butylhydroxytoluene (BHT), butylhydroxyanisole (BHA), diphenylamine, phenylenediamine, and triphenyl phosphite.
Examples of the antiaging agent include hindered phenol compounds, benzotriazole compounds, hindered amine compounds, and the like.
顔料には、無機顔料と有機顔料とがあり、無機顔料としては、カーボンブラック、二酸化チタン、酸化亜鉛、群青、ベンガラ、リトポン、鉛、カドミウム、鉄、コバルト、アルミニウム等の金属の塩酸塩、硫酸塩、酸化物、水酸化物等が挙げられる。有機顔料としては、アゾ顔料、銅フタロシアニン顔料等が挙げられる。 Pigments include inorganic pigments and organic pigments. Carbon black, titanium dioxide, zinc oxide, ultramarine, bengara, lithopone, lead, cadmium, iron, cobalt, aluminum and other metal hydrochlorides, sulfuric acid A salt, an oxide, a hydroxide, etc. are mentioned. Examples of organic pigments include azo pigments and copper phthalocyanine pigments.
本発明の2液型ウレタン組成物の製造方法は、上記ウレタンプレポリマーの製造時に、上記有機酸ビスマスを添加し、ウレタンプレポリマーを製造して、ウレタンプレポリマーと有機酸ビスマスとを含有する主剤を製造する工程と、上記活性水素含有化合物を含有する硬化剤を製造する工程とを含む。具体的には、ポリオール化合物とイソシアネート基含有化合物とを、有機酸ビスマスの存在下で反応させて、前記ウレタンプレポリマーと有機酸ビスマスとを含有する主剤を製造する工程と、前記活性水素含有化合物を含有する硬化剤を製造する工程とを含む。
主剤を製造する工程は、上述した本発明のウレタンプレポリマーの製造方法と同様に行われる。
また、硬化剤を製造する工程は、公知の方法で製造されたまたは市販の上記活性水素含有化合物、所望により上記有機酸カルシウム、各種添加剤を混合し、撹拌機等を用いて十分に分散させる工程である。
The production method of the two-component urethane composition of the present invention is the main agent containing the urethane prepolymer and the organic acid bismuth by adding the organic acid bismuth during the production of the urethane prepolymer and producing the urethane prepolymer. And a step of producing a curing agent containing the active hydrogen-containing compound. Specifically, a step of producing a main agent containing the urethane prepolymer and bismuth organic acid by reacting a polyol compound and an isocyanate group-containing compound in the presence of bismuth organic acid, and the active hydrogen-containing compound And a step of producing a curing agent containing
The process which manufactures a main ingredient is performed similarly to the manufacturing method of the urethane prepolymer of this invention mentioned above.
Moreover, the process of manufacturing a hardening | curing agent mixes the said active hydrogen containing compound manufactured by the well-known method, or the commercially available said organic acid calcium as needed, various additives, and fully disperse | distributes it using a stirrer etc. It is a process.
本発明の組成物の製造方法によれば、主剤を製造する工程においては、加熱しなくても自己発熱して60〜85℃程度になり、30分〜60分程度で反応が終了するので、有機酸ビスマスを添加しない場合に比べて製造に要する時間が短縮され、コストを低減できる。また、得られた混合物は、ウレタンプレポリマーと有機酸ビスマスとを含有するので、本発明の組成物の主剤として、そのまま用いることができる。更に、通常ウレタンプレポリマーの製造は、十分に乾燥したポリオール化合物およびイソシアネート基含有化合物を用いて、水分を遮断した環境下で行われるため、有機酸ビスマスが水分と反応して失活することがない。したがって、得られる本発明の組成物は、貯蔵安定性に優れ、更に、有機酸ビスマスの失活を原因とする硬化遅延や発泡等を抑制することができる。 According to the method for producing the composition of the present invention, in the step of producing the main agent, self-heating occurs without heating to about 60 to 85 ° C., and the reaction is completed in about 30 to 60 minutes. Compared to the case where bismuth organic acid is not added, the time required for production is shortened, and the cost can be reduced. Moreover, since the obtained mixture contains a urethane prepolymer and bismuth organic acid, it can be used as it is as the main component of the composition of the present invention. Furthermore, since the production of a urethane prepolymer is usually performed in an environment where moisture is blocked using a sufficiently dried polyol compound and isocyanate group-containing compound, the organic acid bismuth may react with moisture and deactivate. Absent. Therefore, the obtained composition of the present invention is excellent in storage stability, and further can suppress curing delay and foaming caused by the deactivation of bismuth organic acid.
従来の有機カルボン酸鉛を用いた2液型ウレタン組成物においては、有機カルボン酸鉛は硬化剤側に配合されている。その理由は、有機カルボン酸鉛を主剤側に配合した場合、ウレタンプレポリマーの硬化が進行し貯蔵安定性が著しく損なわれるためである。また、特許文献1および特許文献2に記載されている、有機カルボン酸鉛の代わりに有機酸ビスマスを用いた2液型ウレタン組成物等においても、硬化剤側に有機酸ビスマスが配合されている。
本発明の組成物は、有機酸ビスマスを主剤側に含有するので、有機酸ビスマスの存在によってウレタンプレポリマーの硬化が進行することなく、系内に存在する水分によって有機酸ビスマスが失活するのを防ぐことができ、その結果、貯蔵安定性に優れ、更に、有機酸ビスマスの失活を原因とする硬化遅延や発泡等を抑制することができる。
また、ウレタンプレポリマーの製造時に有機酸ビスマスを添加した場合、加熱する手間がかからないうえ、更に短時間で製造でき、コストを低減できる。
また、本発明の組成物は、硬化剤が有機酸カルシウムを含有する場合、本発明の組成物の硬化速度を速くすることができ、表面・深部硬化性に優れ、更に、有機酸ビスマスの添加量を少なくすることができる。また、有機酸ビスマスによる硬化物の高モジュラス化を抑制し、更に可使時間を適正化できる。
また、本発明の組成物は、硬化剤が有機酸スズを含有する場合、表面・深部硬化性により優れるため、硬化遅延にならず、タックが残りにくく、被塗装性に優れると共に、非発泡性も向上することができる。
In a conventional two-component urethane composition using lead organic carboxylate, the lead organic carboxylate is blended on the curing agent side. The reason is that when lead organic carboxylate is blended on the main agent side, curing of the urethane prepolymer proceeds and storage stability is significantly impaired. Further, in the two-pack type urethane composition using bismuth organic acid instead of organic carboxylate described in Patent Document 1 and Patent Document 2, bismuth organic acid is blended on the curing agent side. .
Since the composition of the present invention contains bismuth organic acid on the main agent side, the curing of the urethane prepolymer does not proceed due to the presence of bismuth organic acid, and the organic acid bismuth is deactivated by moisture present in the system. As a result, the storage stability is excellent, and further, curing delay, foaming, and the like caused by deactivation of bismuth organic acid can be suppressed.
Moreover, when bismuth organic acid is added at the time of manufacture of a urethane prepolymer, it does not require the effort of heating, can be manufactured in a shorter time, and cost can be reduced.
In addition, the composition of the present invention can increase the curing rate of the composition of the present invention when the curing agent contains calcium organic acid, has excellent surface / deep curability, and further includes the addition of bismuth organic acid. The amount can be reduced. Moreover, the high modulus of the hardened | cured material by organic acid bismuth can be suppressed, and also a pot life can be optimized.
In addition, the composition of the present invention, when the curing agent contains an organic acid tin, is more excellent in surface / deep part curability, so that it does not cause curing delay, hardly remains tack, has excellent paintability, and is non-foaming. Can also be improved.
本発明の組成物は、上述したような優れた特性を有することから、シーリング材、防水材、接着剤、塗料、床材、注型用材料等に好適に用いられる。特に、低モジュラスで可使時間が長いという理由からシーリング材に好適に用いられる。 Since the composition of the present invention has excellent properties as described above, it is suitably used for sealing materials, waterproofing materials, adhesives, paints, flooring materials, casting materials, and the like. In particular, it is suitably used as a sealing material because it has a low modulus and has a long pot life.
以下に、実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
<ウレタンプレポリマー(主剤)の製造>
(実施例1a)
乾燥したフラスコに、2官能ポリプロピレングリコール(エクセノール1020、数平均分子量1000、旭硝子(株)製、以下「EXL1020」という。)200g、2官能ポリプロピレングリコール(エクセノール2020、数平均分子量2000、旭硝子(株)製、以下「EXL2020」という。)200g、3官能ポリプロピレングリコール(エクセノール4030、数平均分子量4000、旭硝子(株)製、以下「EXL4030」という。)600gを加え、110℃で5時間真空撹拌を行い、脱水した。次に、TDI(コスモネートT80、三井武田ケミカル(株)製)169.5gを加えて、室温(20℃)で30分撹拌した。その後、オクチル酸ビスマスをビスマスの金属量として3質量%含む、ミネラルターペン/オクチル酸混合溶液(ネオスタンU660、日東化成(株)製、以下「U660」という)16.0gを添加し、室温(20℃)で撹拌を開始したところ、発熱して、下記第2表に示すように、撹拌開始から1分後には77℃になり、30分後にはNCO%が3.29、60分後には3.21となった。上記の組成により得られるウレタンプレポリマーの理論NCO%は3.21であるので、60分経過時には、ほぼ反応が終了していたことが分かった。このようにして得られた撹拌開始から110分後のウレタンプレポリマーとオクチル酸ビスマスとの混合物を主剤とした。
次に、上記主剤の一部を乾燥したガラス瓶に分注し、窒素ガスを封入した後密栓したものを、60℃に加熱して3日間保持した後のNCO%は3.19であった。
第2表に示す結果から、TDIを添加して撹拌を開始してから30分〜60分で反応はほとんど終了することが分かった。
また、貯蔵中のNCO%の低下や、著しい粘度上昇もないものと考えられる。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these.
<Manufacture of urethane prepolymer (main agent)>
Example 1a
In a dried flask, bifunctional polypropylene glycol (Excenol 1020, number average molecular weight 1000, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., hereinafter referred to as “EXL1020”) 200 g, bifunctional polypropylene glycol (Exenol 2020, number average molecular weight 2000, Asahi Glass Co., Ltd.) Manufactured, hereinafter referred to as “EXL2020”) 200 g, trifunctional polypropylene glycol (Exenol 4030, number average molecular weight 4000, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., hereinafter referred to as “EXL4030”) is added, and the mixture is stirred under vacuum at 110 ° C. for 5 hours. , Dehydrated. Next, 169.5 g of TDI (Cosmonate T80, manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.) was added and stirred at room temperature (20 ° C.) for 30 minutes. Thereafter, 16.0 g of a mineral terpene / octylic acid mixed solution (Neostan U660, manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd., hereinafter referred to as “U660”) containing 3% by mass of bismuth octylate as the amount of bismuth metal was added, and room temperature (20 As shown in Table 2 below, heat was generated and the temperature reached 77 ° C. 1 minute after the start of stirring, and NCO% was 3.29 after 30 minutes and 3 minutes after 60 minutes. .21. Since the theoretical NCO% of the urethane prepolymer obtained by the above composition is 3.21, it was found that the reaction was almost completed after 60 minutes. The mixture of urethane prepolymer and bismuth octylate 110 minutes after the start of stirring thus obtained was used as the main agent.
Next, a part of the main agent was dispensed into a dry glass bottle, sealed with nitrogen gas, and sealed, and heated to 60 ° C. and held for 3 days, the NCO% was 3.19.
From the results shown in Table 2, it was found that the reaction was almost completed in 30 to 60 minutes after TDI was added and stirring was started.
Further, it is considered that there is no decrease in NCO% during storage and no significant increase in viscosity.
(実施例2aおよび3a)
下記第1表に示す各成分を、第1表に示す組成(g)で混合し、実施例1aと同様にウレタンプレポリマーを製造し、主剤とした。
(Examples 2a and 3a)
Each component shown in the following Table 1 was mixed with the composition (g) shown in Table 1, and a urethane prepolymer was produced in the same manner as in Example 1a to obtain a main agent.
(実施例4a)
乾燥したフラスコに、EXL1020を200g、EXL2020を200g、EXL4030を600g加え、110℃で5時間真空撹拌を行い、脱水し、50℃まで冷却した。次に、TDI(コスモネートT80、三井武田ケミカル(株)製)169.5gを加えて、30分撹拌し、更に80℃で約27時間撹拌し、ウレタンプレポリマーを製造した。ここで、NCO%が理論値の3.21と概ね一致したことを確認した。その後、U660を16.0g添加し、30分撹拌して均一に分散させ、主剤とした。
Example 4a
To the dried flask, 200 g of EXL1020, 200 g of EXL2020, and 600 g of EXL4030 were added, stirred under vacuum at 110 ° C. for 5 hours, dehydrated, and cooled to 50 ° C. Next, 169.5 g of TDI (Cosmonate T80, manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.) was added, stirred for 30 minutes, and further stirred at 80 ° C. for about 27 hours to produce a urethane prepolymer. Here, it was confirmed that the NCO% substantially coincided with the theoretical value of 3.21. Thereafter, 16.0 g of U660 was added, and the mixture was stirred and dispersed uniformly for 30 minutes to obtain a main agent.
(実施例5a)
乾燥したフラスコにて110℃で5時間真空撹拌し脱水を行ったEXL4030を、乾燥した18L缶に8000g計り取り、窒素ガスを封入し、密栓した後、室温まで冷却した。
次に、TDI(コスモネートT80、三井武田ケミカル(株)製)1000gを添加し、密栓した後、ジャイロミキサー(COROB社製)に設置し、撹拌速度90rpmで5分間撹拌した。
次に、U660(オクチル酸ビスマス)を117.8g添加し、撹拌速度90rpmで5分間撹拌した。
その後、室温で10時間静置した。そのときのNCO%は2.53で、E型粘度計を用いて粘度を測定したところ15.29Pa・s(20℃)であった。このようにして得られたウレタンプレポリマーとオクチル酸ビスマスとの混合物を主剤とした。
次に、上記主剤の一部を、乾燥したガラス瓶に分注し、窒素ガスを封入し、密栓した後、60℃で3日間静置した。そのときのNCO%は2.51で、E型粘度計を用いて粘度を測定したところ16.04Pa・s(20℃)であった。この結果から、得られたウレタンプレポリマーは貯蔵安定性に優れることが分かった。
なお、上記ジャイロミキサーは、天地回転と自転回転の2軸回転にて撹拌するミキサーである。
(Example 5a)
8000 g of EXL4030 that had been dehydrated by vacuum stirring at 110 ° C. for 5 hours in a dry flask was weighed into a dry 18 L can, sealed with nitrogen gas, sealed, and then cooled to room temperature.
Next, 1000 g of TDI (Cosmonate T80, manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.) was added and sealed, and then installed in a gyro mixer (manufactured by COROB) and stirred at a stirring speed of 90 rpm for 5 minutes.
Next, 117.8 g of U660 (bismuth octylate) was added and stirred for 5 minutes at a stirring speed of 90 rpm.
Then, it left still at room temperature for 10 hours. The NCO% at that time was 2.53, and the viscosity was measured using an E-type viscometer, and it was 15.29 Pa · s (20 ° C.). A mixture of the urethane prepolymer and bismuth octylate thus obtained was used as a main agent.
Next, a part of the main agent was dispensed into a dry glass bottle, sealed with nitrogen gas, sealed, and allowed to stand at 60 ° C. for 3 days. The NCO% at that time was 2.51, and the viscosity was measured with an E-type viscometer and found to be 16.04 Pa · s (20 ° C.). From this result, it was found that the obtained urethane prepolymer was excellent in storage stability.
In addition, the said gyro mixer is a mixer stirred by the biaxial rotation of top and bottom rotation and autorotation rotation.
(比較例1a)
オクチル酸ビスマス(U660)を添加しなかった以外は、実施例4aと同様の方法でウレタンプレポリマーを製造し、主剤とした。
(Comparative Example 1a)
A urethane prepolymer was produced in the same manner as in Example 4a, except that bismuth octylate (U660) was not added, and used as the main agent.
(比較例2a)
乾燥したフラスコに、EXL4030を8000g加え、110℃で5時間真空撹拌を行い、脱水した。次に、TDI(コスモネートT80、三井武田ケミカル(株)製)1000gを加えて、30分撹拌後、80℃に昇温して約24時間撹拌した。このようにして得られたウレタンプレポリマーを主剤とした。
下記第3表に示すように、撹拌開始から30分後のNCO%は5.35であり、80℃に昇温して21時間後にはNCO%が2.58となった。更に撹拌し、24時間後のNCO%は2.55であった。なお、上記組成により得られるウレタンプレポリマーの理論NCO%は2.54である。
次に、上記主剤の一部を、乾燥したガラス瓶に分注し、窒素ガスを封入した後密栓したものを、60℃に加熱して3日間保持した後のNCO%は2.53であった。
(Comparative Example 2a)
To the dried flask, 8000 g of EXL4030 was added and dehydrated by vacuum stirring at 110 ° C. for 5 hours. Next, 1000 g of TDI (Cosmonate T80, manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.) was added and stirred for 30 minutes, then heated to 80 ° C. and stirred for about 24 hours. The urethane prepolymer thus obtained was used as the main agent.
As shown in Table 3 below, the NCO% 30 minutes after the start of stirring was 5.35, and the temperature was raised to 80 ° C. and 21 hours later, the NCO% was 2.58. The mixture was further stirred, and the NCO% after 24 hours was 2.55. The theoretical NCO% of the urethane prepolymer obtained by the above composition is 2.54.
Next, a part of the main agent was dispensed into a dry glass bottle, sealed with nitrogen gas, and then sealed and heated to 60 ° C. and held for 3 days, the NCO% was 2.53. .
上記第1表に示す各成分は下記のとおりである。
・ネオデカン酸ビスマス:試作品、日本化学産業(株)製、金属量としてビスマス16質量%
・アビエチン酸ビスマス:プキャットB−3、日本化学産業(株)製、金属量としてビスマス3質量%
The components shown in Table 1 are as follows.
-Bismuth neodecanoate: prototype, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.
-Bismuth abietate: Pucat B-3, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.
上記第2表および第3表に示す結果から明らかなように、比較例2aはTDIを添加して撹拌を開始してから反応が終了するのにおよそ24時間必要であるのに対し、実施例1aはTDIを添加してから30〜60分で反応がほぼ終了した。したがって、オクチル酸ビスマス存在下でウレタンプレポリマーの製造を行った場合は、オクチル酸ビスマス未添加の場合に比べて格段に反応速度が向上した。 As is clear from the results shown in Tables 2 and 3 above, Comparative Example 2a requires about 24 hours from the start of stirring after adding TDI to the end of the reaction. In 1a, the reaction was almost completed 30 to 60 minutes after the addition of TDI. Therefore, when the urethane prepolymer was produced in the presence of bismuth octylate, the reaction rate was remarkably improved as compared with the case where bismuth octylate was not added.
<2液型ウレタン組成物の調製>
(実施例1〜5および比較例1〜2)
(初期)
上記第1表に示す実施例1a〜5aおよび比較例1a〜2aの主剤と、下記第4表に示す成分を、第4表に示す組成(g)で混合して得られた硬化剤とを、撹拌機を用いて十分に混合して、シーリング材組成物(初期)を得た。
<Preparation of two-component urethane composition>
(Examples 1-5 and Comparative Examples 1-2)
(initial)
Curing agents obtained by mixing the main ingredients of Examples 1a to 5a and Comparative Examples 1a to 2a shown in Table 1 above and the components shown in Table 4 below with the composition (g) shown in Table 4 The mixture was sufficiently mixed using a stirrer to obtain a sealing material composition (initial).
(貯蔵後)
上記第1表に示す実施例1a〜5aおよび比較例1a〜2aの主剤と、第4表に示す組成(g)で混合して得られた硬化剤とを、それぞれ60℃で3日間促進劣化させた後、主剤および硬化剤を撹拌機を用いて十分に混合して、シーリング材組成物(貯蔵後)を得た。
得られた初期および貯蔵後の各シーリング材組成物について、下記の方法により発泡性、内部硬化性、物性および接着性を評価した。
結果を第5表に示す。
(After storage)
The main agents of Examples 1a to 5a and Comparative Examples 1a to 2a shown in Table 1 above and the curing agent obtained by mixing with the composition (g) shown in Table 4 are each accelerated accelerated at 60 ° C for 3 days. Then, the main agent and the curing agent were sufficiently mixed using a stirrer to obtain a sealing material composition (after storage).
About each obtained sealing material composition after the initial stage and after storage, foamability, internal curability, physical properties and adhesiveness were evaluated by the following methods.
The results are shown in Table 5.
<発泡性試験>
得られた各シーリング材組成物を30℃、80%RHの恒温恒湿槽内に7日間放置した後、表面状態を観察し、以下のように評価した。
シーリング材の表面に、発泡が認められなかったものを「○」、シーリング材の表面に直径3mm未満の発泡が認められたものを「△」、シーリング材の表面に直径3mm以上の発泡が認められたものを「×」とした。
<Foaming test>
Each obtained sealing material composition was left in a constant temperature and humidity chamber at 30 ° C. and 80% RH for 7 days, and then the surface state was observed and evaluated as follows.
“◯” indicates that no foaming was observed on the surface of the sealing material, “△” indicates that foaming of less than 3 mm in diameter was observed on the surface of the sealing material, and foaming of 3 mm or more diameter was observed on the surface of the sealing material. The result was taken as “×”.
<内部硬化性試験>
得られた各シーリング材組成物を30mm×15mm×100mmのアルミチャンネルに打設し、へらで表面をならしたものを20℃、65%RH環境下で2日間養生した後、硬化したシーリング材をアルミチャンネルより脱型して、内部硬化性を評価した。
全体が硬化していたものを「○」、表面または内部が未硬化であったものを「×」とした。
<Internal curing test>
Each obtained sealing material composition was placed on an aluminum channel of 30 mm × 15 mm × 100 mm, and the surface smoothed with a spatula was cured for 2 days in an environment of 20 ° C. and 65% RH, and then a cured sealing material was used. The mold was removed from the aluminum channel and the internal curability was evaluated.
What was hardened | cured entirely was set as "(circle)", and the surface or the inside was uncured was set as "x".
<引張特性試験>
JIS A1439−2004に準じて、各シーリング材組成物を用いて、23℃、50%RHで3日間養生し、更に50℃で4日養生し、H型試験体を作製した。この試験体に用いられるアルミ片として、シーリング材と接触する部分に予めプライマー(プライマーNo.30、横浜ゴム(株)製)を塗布し、塗布後30〜60分風乾させたものを用いた。
上記のように作製した試験体を、50mm/分の速度で引張り、50%モジュラス(M50)〔N/cm2〕、150%モジュラス(M150)〔N/cm2〕、破断強度(TB)〔N/cm2〕、破断時の伸び率(EB)〔%〕を測定した。
<Tensile property test>
According to JIS A1439-2004, each sealing material composition was cured at 23 ° C. and 50% RH for 3 days, and further cured at 50 ° C. for 4 days to prepare an H-type specimen. As an aluminum piece used for this test body, a primer (Primer No. 30, manufactured by Yokohama Rubber Co., Ltd.) was applied in advance to the portion that was in contact with the sealing material, and air-dried for 30 to 60 minutes after application.
The specimen prepared as described above was pulled at a speed of 50 mm / min, 50% modulus (M 50 ) [N / cm 2 ], 150% modulus (M 150 ) [N / cm 2 ], breaking strength (T B ) [N / cm 2 ] and elongation at break (E B ) [%] were measured.
<接着性試験>
上記引張り試験に供した試験片に付着したシーリング材の状態により、破壊の状態をCF(凝集破壊)、TCF(薄層凝集破壊)、AF(界面剥離)で分類し、各試験体の凝集破壊(CF)状態の占める面積の割合(CF%)を示した。
<Adhesion test>
According to the state of the sealing material attached to the test piece subjected to the tensile test, the state of failure is classified into CF (cohesive failure), TCF (thin layer cohesive failure), and AF (interfacial debonding), and the cohesive failure of each specimen. The ratio of the area occupied by the (CF) state (CF%) is shown.
上記第4表に示す各成分は、以下のとおりである。なお、オクチル酸ビスマスは上記第1表に示すものと同様である。
・EXL5030(3官能ポリプロピレングリコール):エクセノール5030、数平均分子量約5000、旭硝子(株)製
・EXL3020:(2官能ポリプロピレングリコール):エクセノール3020、数平均分子量約3000、旭硝子(株)製
・表面処理沈降炭酸カルシウム:MS−700、丸尾カルシウム(株)製
・重質炭酸カルシウム:ライトンA−4、備北粉化工業(株)製
・オクチル酸Ca/ネオデカン酸Ca(オクチル酸カルシウムとネオデカン酸カルシウムとの混合物):プキャットCa−5B、日本化学産業(株)製
The components shown in Table 4 are as follows. The bismuth octylate is the same as that shown in Table 1 above.
-EXL5030 (trifunctional polypropylene glycol): Exenol 5030, number average molecular weight of about 5000, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.-EXL3020: (bifunctional polypropylene glycol): Exenol 3020, number average molecular weight of about 3000, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.-Surface treatment Precipitated calcium carbonate: MS-700, manufactured by Maruo Calcium Co., Ltd. ・ Heavy calcium carbonate: Ryton A-4, manufactured by Bihoku Powder Chemical Co., Ltd. ・ Octylate Ca / neodecanoate Ca (calcium octylate and calcium neodecanoate) Mixture of: Catcat Ca-5B, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.
上記第5表に示す結果から明らかなように、比較例1および2の組成物は発泡を生じ、貯蔵後の硬化性が低かったのに対して、実施例1〜5の組成物はいずれも発泡が少なく、硬化性が良好だった。また、初期と比較した貯蔵後の物性は、実施例1〜5の組成物については、特にM50、M150において良く保持されていることが示された。これは、主剤と硬化剤が混合されて硬化するまでの間に触媒活性が維持されていることに起因すると考えられる。 As is clear from the results shown in Table 5 above, the compositions of Comparative Examples 1 and 2 produced foaming and had low curability after storage, whereas the compositions of Examples 1 to 5 were all. There was little foaming and curability was good. Moreover, it was shown that the physical properties after storage compared with the initial stage are well maintained especially at M 50 and M 150 for the compositions of Examples 1 to 5. This is considered due to the fact that the catalytic activity is maintained until the main agent and the curing agent are mixed and cured.
Claims (9)
活性水素含有化合物を含有する硬化剤と
からなる2液型ウレタン組成物。 A main agent containing a urethane prepolymer and bismuth organic acid;
A two-component urethane composition comprising a curing agent containing an active hydrogen-containing compound.
ポリオール化合物とイソシアネート基含有化合物とを、有機酸ビスマスの存在下で反応させて、前記ウレタンプレポリマーと有機酸ビスマスとを含有する主剤を製造する工程と、
前記活性水素含有化合物を含有する硬化剤を製造する工程と
を含む2液型ウレタン組成物の製造方法。 A method for producing a two-component urethane composition according to any one of claims 1 to 7,
Reacting a polyol compound and an isocyanate group-containing compound in the presence of an organic acid bismuth to produce a main agent containing the urethane prepolymer and the organic acid bismuth;
A method for producing a two-component urethane composition comprising a step of producing a curing agent containing the active hydrogen-containing compound.
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