JP2009149786A - Terminator composition for allophanatization reaction and method for producing allophanate-modified polyisocyanate using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アロファネート化反応停止剤組成物、およびそれを用いたアロファネート変性ポリイソシアネートの製造方法に関する。 The present invention relates to an allophanatization reaction terminator composition and a method for producing an allophanate-modified polyisocyanate using the same.
従来、塗料や接着剤等の硬化剤として、ポリイソシアネート硬化剤が広く使用されている。
特に、イソシアヌレート基を有するポリイソシアネートは、耐候性、耐熱性、耐久性に優れる塗膜等を与える硬化剤であることが知られているが、このポリイソシアネートは有機溶剤に対する溶解性がそれほど大きくなく、また、粘度も高いという問題がある。
Conventionally, polyisocyanate curing agents have been widely used as curing agents for paints and adhesives.
In particular, a polyisocyanate having an isocyanurate group is known to be a curing agent that gives a coating film having excellent weather resistance, heat resistance and durability, but this polyisocyanate has a very high solubility in an organic solvent. There is also a problem that the viscosity is high.
これらの問題を解決するために、近年、アロファネート変性ポリイソシアネートを用いることが提案されている。
このアロファネート変性ポリイソシアネートは、一般的に、ポリイソシアネートと、アルコールとを、カルボン酸金属塩などのアロファネート化触媒の存在下で反応させて製造されている(例えば、特許文献1〜4参照)。この際、反応停止剤として、リン酸,塩酸等の無機酸や、スルホン酸等の有機酸などが用いられている。
In order to solve these problems, it has recently been proposed to use allophanate-modified polyisocyanates.
This allophanate-modified polyisocyanate is generally produced by reacting a polyisocyanate and an alcohol in the presence of an allophanate catalyst such as a carboxylic acid metal salt (see, for example, Patent Documents 1 to 4). At this time, inorganic acids such as phosphoric acid and hydrochloric acid, and organic acids such as sulfonic acid are used as the reaction terminator.
しかし、これら従来の反応停止剤を用いた場合、得られたアロファネート変性ポリイソシアネートにおいて、液濁りが生じたり、溶剤希釈性が低下したりするという問題があった。
特に、これらの問題は、側鎖の炭素数が少ない低分子ポリオールを用いた多官能アロファネートの場合に顕著であった。
However, when these conventional reaction terminators are used, there are problems that the obtained allophanate-modified polyisocyanate causes liquid turbidity and solvent dilutability.
In particular, these problems are remarkable in the case of a polyfunctional allophanate using a low molecular polyol having a small number of carbon atoms in the side chain.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、それを用いて得られるアロファネート変性ポリイソシアネートの液濁りを抑制し得、かつ、その溶剤希釈性をも改善し得るアロファネート化反応停止剤組成物、およびそれを用いたアロファネート変性ポリイソシアネートの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an allophanatization reaction terminator composition capable of suppressing liquid turbidity of an allophanate-modified polyisocyanate obtained using the same and improving the solvent dilutability. It is an object to provide a product and a method for producing an allophanate-modified polyisocyanate using the product.
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、アルキルベンゼンスルホン酸およびリン酸を所定割合で混合してなる組成物を、アロファネート化反応の停止剤として用いることで、従来の停止剤で問題となっていた、アロファネート変性ポリイソシアネートの液濁りを抑制し得るとともに、その溶剤希釈性をも改善し得ることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventor of the present invention uses a composition obtained by mixing alkylbenzenesulfonic acid and phosphoric acid at a predetermined ratio as an allophanatization reaction terminator. It was found that the liquid turbidity of the allophanate-modified polyisocyanate, which has been a problem with the terminator, can be suppressed, and the solvent dilutability can be improved, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、
1. リン酸とアルキルベンゼンスルホン酸とを、アルキルベンゼンスルホン酸/リン酸=2.5以上(質量比)で含むことを特徴とするアロファネート化反応停止剤組成物、
2. 前記アルキルベンゼンスルホン酸が、炭素数10〜16アルキルベンゼンスルホン酸である1のアロファネート化反応停止剤組成物、
3. ポリイソシアネートと、アルコールとを、アロファネート化触媒の存在下で反応させた後、反応停止剤を添加するアロファネート変性ポリイソシアネートの製造方法において、前記反応停止剤として、1または2のアロファネート化反応停止剤組成物を用いることを特徴とするアロファネート変性ポリイソシアネートの製造方法
を提供する。
That is, the present invention
1. An allophanatization reaction terminator composition comprising phosphoric acid and alkylbenzenesulfonic acid in an alkylbenzenesulfonic acid / phosphoric acid = 2.5 or more (mass ratio);
2. 1 allophanation reaction terminator composition, wherein the alkylbenzenesulfonic acid is an alkylbenzenesulfonic acid having 10 to 16 carbon atoms,
3. In the method for producing an allophanate-modified polyisocyanate in which a polyisocyanate and an alcohol are reacted in the presence of an allophanation catalyst and then a reaction stopper is added, as the reaction stopper, 1 or 2 allophanation reaction stopper Provided is a method for producing an allophanate-modified polyisocyanate characterized by using a composition.
本発明のアロファネート化反応停止剤組成物は、リン酸とアルキルベンゼンスルホン酸とを所定割合で含むものであるため、得られるアロファネート変性ポリイソシアネートの液濁りを抑制できるうえに、その溶剤希釈性を高めることができる。 Since the allophanate reaction terminator composition of the present invention contains phosphoric acid and alkylbenzene sulfonic acid in a predetermined ratio, it can suppress liquid turbidity of the obtained allophanate-modified polyisocyanate and increase its solvent dilutability. it can.
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明に係るアロファネート化反応停止剤組成物は、リン酸とアルキルベンゼンスルホン酸とを、アルキルベンゼンスルホン酸/リン酸=2.5以上(質量比)で含むものである。
ここで、上記混合比が2.5未満であると、アルキルベンゼンスルホン酸とリン酸とを併用する効果、すなわち、得られるアロファネート変性ポリイソシアネートの液濁りを抑制する効果が十分に発揮されない。
より優れた液濁り抑制効果を発揮させることを考慮すると、リン酸とアルキルベンゼンスルホン酸との混合比は、アルキルベンゼンスルホン酸/リン酸=2.7以上(質量比)であることが好ましく、3.0以上であることがより好ましい。一方、その上限は、特に限定されるものではないが、4.0以下が好ましく、3.5以下がより好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The allophanatization reaction terminator composition according to the present invention comprises phosphoric acid and alkylbenzene sulfonic acid at an alkylbenzene sulfonic acid / phosphoric acid = 2.5 or more (mass ratio).
Here, when the mixing ratio is less than 2.5, the effect of using alkylbenzenesulfonic acid and phosphoric acid together, that is, the effect of suppressing the liquid turbidity of the obtained allophanate-modified polyisocyanate is not sufficiently exhibited.
In consideration of exhibiting a more excellent liquid turbidity suppressing effect, the mixing ratio of phosphoric acid and alkylbenzenesulfonic acid is preferably alkylbenzenesulfonic acid / phosphoric acid = 2.7 or more (mass ratio). More preferably, it is 0 or more. On the other hand, the upper limit is not particularly limited, but is preferably 4.0 or less, and more preferably 3.5 or less.
本発明のアロファネート化反応停止剤組成物に使用可能なアルキルベンゼンスルホン酸は、特に限定されるものではなく、従来公知のものから適宜選択して用いればよい。
その具体例としては、デシルベンゼンスルホン酸、ウンデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、トリデシルベンゼンスルホン酸、テトラデシルベンゼンスルホン酸等が挙げられ、これらは単独で用いても、2種以上混合して用いてもよい。
これらの中でも、液濁りおよび溶剤希釈性の改善効果をより高めることを考慮すると、炭素数10〜16アルキルベンゼンスルホン酸が好ましく、具体的には、ネオペレックスGS(花王(株)製)やライポンLH−200(ライオン(株)製)などが挙げられる。
一方、リン酸としては、一般的な75〜85質量%水溶液を用いることが好適である。
The alkylbenzenesulfonic acid that can be used in the allophanatization reaction terminator composition of the present invention is not particularly limited, and may be appropriately selected from conventionally known ones.
Specific examples thereof include decyl benzene sulfonic acid, undecyl benzene sulfonic acid, dodecyl benzene sulfonic acid, tridecyl benzene sulfonic acid, tetradecyl benzene sulfonic acid and the like. These may be used alone or in combination of two or more. May be used.
Among these, in consideration of further improving the effect of improving the liquid turbidity and solvent dilution, C10-16 alkylbenzene sulfonic acid is preferable. Specifically, Neoperex GS (manufactured by Kao Corporation) and Raipon LH -200 (manufactured by Lion Corporation).
On the other hand, as phosphoric acid, it is preferable to use a general 75-85 mass% aqueous solution.
本発明のアロファネート化反応停止剤組成物には、必要に応じて有機溶剤を添加してもよい。
有機溶剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸およびリン酸と相溶するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、酢酸エチル,酢酸ブチル等のエステル系溶剤、アセトン,メチルエチルケトン等のケトン系溶剤、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル系溶剤などが挙げられる。
有機溶剤の使用量は特に制限はないが、組成物中において、アルキルベンゼンスルホン酸およびリン酸の総量が、20〜80質量%程度となる量が好適である。
An organic solvent may be added to the allophanatization reaction terminator composition of the present invention as necessary.
The organic solvent is not particularly limited as long as it is compatible with alkylbenzene sulfonic acid and phosphoric acid. For example, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran And ether solvents such as (THF).
The amount of the organic solvent to be used is not particularly limited, but is preferably an amount in which the total amount of alkylbenzenesulfonic acid and phosphoric acid is about 20 to 80% by mass in the composition.
本発明に係るアロファネート変性ポリイソシアネートの製造方法は、上述したアロファネート化反応停止剤組成物を用いることに特徴があるものである。
すなわち、ポリイソシアネートと、アルコールとを、アロファネート化触媒の存在下で反応させた後、反応停止剤を添加するという一連の工程を備える一般的なアロファネート変性ポリイソシアネートの製造方法において、上述したアロファネート化反応停止剤組成物を用いるものである。
The method for producing an allophanate-modified polyisocyanate according to the present invention is characterized by using the above-described allophanate reaction stopper composition.
That is, in the method for producing a general allophanate-modified polyisocyanate comprising a series of steps of reacting a polyisocyanate and an alcohol in the presence of an allophanate catalyst and then adding a reaction terminator, the above-described allophanate formation is performed. A reaction terminator composition is used.
アロファネート化用のポリイソシアネートとしては、従来公知の各種ポリイソシアネートから適宜選択して用いることができ、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、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,2′−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルエーテルジイソシアネート、2−ニトロジフェニル−4,4′−ジイソシアネート、2,2′−ジフェニルプロパン−4,4′−ジイソシアネート、3,3′−ジメチルジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、4,4′−ジフェニルプロパンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、ナフチレン−1,4−ジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、3,3′−ジメトキシジフェニル−4,4′−ジイソシアネート等の芳香族イソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、2−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート;キシリレン−1,4−ジイソシアネート、キシリレン−1,3−ジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート;イソホロンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、水素添加キシレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加テトラメチルキシレンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート等が挙げられる。これらの有機ジイソシアネートは、単独あるいは2種以上の混合物のいずれの形態で用いてもよい。 As the polyisocyanate for forming allophanate, it can be appropriately selected from conventionally known polyisocyanates, for example, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate. 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate, 2-nitrodiphenyl-4,4'-diisocyanate, 2,2'-diphenylpropane-4,4'- Diisocyanate, 3,3'-dimethyldiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 4,4'-diphenylpropane diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, naphthylene-1, -Aromatic isocyanates such as diisocyanate, naphthylene-1,5-diisocyanate, 3,3'-dimethoxydiphenyl-4,4'-diisocyanate; hexamethylene diisocyanate, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 2-methylpentane-1, Aliphatic isocyanates such as 5-diisocyanate and lysine diisocyanate; Aroaliphatic diisocyanates such as xylylene-1,4-diisocyanate and xylylene-1,3-diisocyanate; Isophorone diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, hydrogenated xylene diisocyanate, hydrogenated Examples thereof include alicyclic diisocyanates such as diphenylmethane diisocyanate and hydrogenated tetramethylxylene diisocyanate. These organic diisocyanates may be used alone or in the form of a mixture of two or more.
一方、アルコールとしても特に限定されるものではなく、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、t−ブタノール等のモノオール類;エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−n−ヘキサデカン−1,2−エチレングリコール、2−n−エイコサン−1,2−エチレングリコール、2−n−オクタコサン−1,2−エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールAのエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイド付加物、水添化ビスフェノールA、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピル−3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオネート等のジオール類;トリメチロールプロパン、グリセリン等のトリオール類などが挙げられる。これらは、単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。 On the other hand, the alcohol is not particularly limited. For example, monools such as methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, and t-butanol; ethylene glycol, 1, 2 -Propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 2-methyl-1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2 -N-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-penta Diol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2-n-hexadecane-1,2-ethylene glycol, 2-n-eicosane-1,2-ethylene glycol, 2-n-octacosane-1,2-ethylene Glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, ethylene oxide or propylene oxide adduct of bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, 3-hydroxy-2,2-dimethylpropyl-3-hydroxy-2, Diols such as 2-dimethylpropionate; and triols such as trimethylolpropane and glycerin. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明のアロファネート化反応停止剤組成物を用いた場合、特に分子量150以下かつ側鎖の総炭素数が4以下である低分子ポリオールを用いて得られる多官能アロファネートの液濁りが効果的に抑制される。なお、メタノールなどのモノオールの場合や、ポリプロピレングリコールなどの高分子ポリオールの場合は、本発明のアロファネート化反応停止剤組成物を用いなくとも、液濁りの問題は生じない。 When the allophanation reaction terminator composition of the present invention is used, liquid turbidity of a polyfunctional allophanate obtained by using a low molecular polyol having a molecular weight of 150 or less and a total number of carbon atoms in the side chain of 4 or less is effectively suppressed. Is done. In the case of monools such as methanol and polymer polyols such as polypropylene glycol, the problem of liquid turbidity does not occur even if the allophanatization reaction terminator composition of the present invention is not used.
アロファネート化反応は、上述のようなポリイソシアネートとアルコールとを有機溶剤の存在下または非存在下、50〜150℃程度に加熱して行うことができる。
アロファネート化は、ウレタン化と同時に行っても、ウレタン化後に行ってもよい。ウレタン化とアロファネート化とを同時に行う場合、アロファネート化触媒の存在下で反応を行えばよく、ウレタン化後にアロファネート化を行う場合、アロファネート化触媒の非存在下で、所定時間ウレタン化反応を行った後、アロファネート化触媒を添加してアロファネート化反応を行えばよい。
The allophanatization reaction can be performed by heating the polyisocyanate and alcohol as described above to about 50 to 150 ° C. in the presence or absence of an organic solvent.
Allophanatization may be performed simultaneously with urethanization or after urethanization. When urethanization and allophanatization are performed simultaneously, the reaction may be performed in the presence of an allophanatization catalyst. When allophanatization is performed after urethanization, the urethanization reaction was performed for a predetermined time in the absence of the allophanatization catalyst. Thereafter, an allophanatization catalyst may be added to carry out the allophanatization reaction.
アロファネート化触媒としては、公知の触媒から適宜選択して用いることができ、例えば、有機カルボン酸の金属塩を用いることができる。
有機カルボン酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、カプロン酸、オクチル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、2−エチルヘキサン酸等の飽和脂肪族カルボン酸;シクロヘキサンカルボン酸、シクロペンタンカルボン酸等の飽和脂環式カルボン酸;ビシクロ(4.4.0)デカン−2−カルボン酸等の飽和複環カルボン酸;オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、大豆油脂肪酸、トール油脂肪酸等の不飽和脂肪族カルボン酸;ジフェニル酢酸等の芳香脂肪族カルボン酸;安息香酸、トルイル酸等の芳香族カルボン酸等が挙げられる。
また、カルボン酸の金属塩を構成する金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;マグネシウム、カルシウム、バリウム等のアルカリ土類金属;マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ジルコニウム等の遷移金属等が挙げられる。
中でも、アルキルカルボン酸のジルコニウム、亜鉛、鉛等の金属塩が好ましく、特に、オクチル酸ジルコニウム、2−エチルヘキサン酸ジルコニウム等のアルキルカルボン酸のジルコニウム塩が好ましい。
なお、アロファネート化触媒の使用量は、ポリイソシアネートとアルコールとの合計質量に対して0.0005〜1質量%が好ましく、0.001〜0.1質量%がより好ましい。
As the allophanatization catalyst, a known catalyst can be appropriately selected and used. For example, a metal salt of an organic carboxylic acid can be used.
Examples of the organic carboxylic acid include saturated aliphatic carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid, butyric acid, caproic acid, octylic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, and 2-ethylhexanoic acid; cyclohexanecarboxylic acid, Saturated cycloaliphatic carboxylic acids such as cyclopentanecarboxylic acid; saturated bicyclic carboxylic acids such as bicyclo (4.4.0) decane-2-carboxylic acid; oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, soybean oil fatty acid, tall oil Examples thereof include unsaturated aliphatic carboxylic acids such as fatty acids; aromatic aliphatic carboxylic acids such as diphenylacetic acid; aromatic carboxylic acids such as benzoic acid and toluic acid.
The metal constituting the metal salt of carboxylic acid includes alkali metals such as lithium, sodium and potassium; alkaline earth metals such as magnesium, calcium and barium; manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc and zirconium Transition metals and the like.
Of these, metal salts of alkylcarboxylic acid such as zirconium, zinc and lead are preferable, and zirconium salts of alkylcarboxylic acid such as zirconium octylate and zirconium 2-ethylhexanoate are particularly preferable.
In addition, 0.0005-1 mass% is preferable with respect to the total mass of polyisocyanate and alcohol, and, as for the usage-amount of an allophanatization catalyst, 0.001-0.1 mass% is more preferable.
有機溶媒の存在下で反応を行う場合、反応に影響を与えない各種有機溶媒を用いることができ、その具体例としては、n−ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素類、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル等のエステル類、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネート等のグリコールエーテルエステル類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、塩化メチル、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、臭化メチル、ヨウ化メチレン、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホニルアミド等の極性非プロトン溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。 When the reaction is performed in the presence of an organic solvent, various organic solvents that do not affect the reaction can be used. Specific examples thereof include aliphatic hydrocarbons such as n-hexane and octane, cyclohexane, methylcyclohexane, and the like. Alicyclic hydrocarbons, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone and other ketones, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate esters, ethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate, Glycol ether esters such as 3-methyl-3-methoxybutyl acetate and ethyl-3-ethoxypropionate, ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane, methyl chloride, methylene chloride, chloroform and tetrasalt Carbon, methyl bromide, methylene iodide, halogenated hydrocarbons dichloroethane, N- methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, polar aprotic solvents such as hexamethylphosphoric phosphonyl amides. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
反応終了後、上述したアルキルベンゼンスルホン酸およびリン酸を含む反応停止剤を反応系内に加え、80〜100℃で1〜2時間停止反応を行い、アロファネート化反応を停止させる。
この際、反応停止剤の使用量は特に限定されるものではないが、リン酸がアロファネート化触媒に対して2当量になる量で使用することが好ましい。
反応停止後は、薄膜蒸留等の公知の手法により未反応成分を除去して目的とするアロファネート変性ポリイソシアネートを得ることができる。
After completion of the reaction, the above-mentioned reaction terminator containing alkylbenzene sulfonic acid and phosphoric acid is added to the reaction system, and the reaction is stopped at 80 to 100 ° C. for 1 to 2 hours to stop the allophanatization reaction.
At this time, the amount of the reaction terminator used is not particularly limited, but it is preferably used in such an amount that phosphoric acid becomes 2 equivalents with respect to the allophanatization catalyst.
After termination of the reaction, the desired allophanate-modified polyisocyanate can be obtained by removing unreacted components by a known method such as thin film distillation.
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。なお、以下において、粘度はB型回転粘度計による測定値である。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to the following Example. In the following, the viscosity is a value measured with a B-type rotational viscometer.
[実施例1]
攪拌装置、温度計、冷却管、および窒素ガス導入管を備えた容量1リットルの四つ口フラスコに、ヘキサメチレンジイソシアネート(NCO含量:49.9質量%)950g、および3−メチル−1,5−ペンタンジオール50gを仕込み、これらを撹拌しながら60℃に加熱した。60℃に到達後、ウレタン化/アロファネート化触媒であるオクチル酸ジルコニウム(Zr含量:12質量%)0.1gを添加した。触媒の添加直後、反応液は発熱し、90℃付近まで上昇した。発熱が納まった後、反応液を110℃まで加熱し、この温度で2時間保持し、次いで120℃に加熱して約1時間反応を行った。
その後、反応停止剤であるリン酸/ネオペレックスGS(花王(株)製、アルキルベンゼンスルホン酸混合物)(質量比1/3の混合液)の50質量%酢酸エチル溶液0.18gを、反応液中に添加し、50℃で1時間停止反応を行った。停止後の反応液のNCO含量は40.2質量%であった。
この反応生成物から、薄膜蒸留(条件:140℃,0.04kPa)により過剰のヘキサメチレンジイソシアネートを除去し、NCO含量19.2質量%、粘度(25℃)2,200mPa・s、遊離のヘキサメチレンジイソシアネート含量0.1質量%のアロファネート変性ポリイソシアネートを得た。
[Example 1]
In a 1-liter four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a condenser tube, and a nitrogen gas inlet tube, 950 g of hexamethylene diisocyanate (NCO content: 49.9% by mass) and 3-methyl-1,5 -50 g of pentanediol were charged and these were heated to 60 ° C with stirring. After reaching 60 ° C., 0.1 g of zirconium octylate (Zr content: 12 mass%) as a urethanization / allophanate catalyst was added. Immediately after the addition of the catalyst, the reaction solution generated heat and rose to around 90 ° C. After the exotherm had subsided, the reaction solution was heated to 110 ° C., held at this temperature for 2 hours, and then heated to 120 ° C. for reaction for about 1 hour.
Thereafter, 0.18 g of a 50 mass% ethyl acetate solution of phosphoric acid / Neopelex GS (mixed solution of alkylbenzene sulfonic acid manufactured by Kao Corporation) (mixed solution of 1/3 by mass) as a reaction terminator was added to the reaction solution. And stopped at 50 ° C. for 1 hour. The NCO content of the reaction solution after stopping was 40.2% by mass.
Excess hexamethylene diisocyanate was removed from this reaction product by thin-film distillation (conditions: 140 ° C., 0.04 kPa), NCO content 19.2% by mass, viscosity (25 ° C.) 2,200 mPa · s, free hexamethylene. An allophanate-modified polyisocyanate having a methylene diisocyanate content of 0.1% by mass was obtained.
[比較例1]
反応停止剤として、リン酸の20質量%酢酸エチル溶液0.15gを用いた以外は、実施例1と同様にしてアロファネート化反応を行った。停止後の反応液のNCO含量は40.1質量%であった。
この反応生成物から、薄膜蒸留(条件:140℃,0.04kPa)により過剰のヘキサメチレンジイソシアネートを除去し、NCO含量19.2質量%、粘度(25℃)2,300mPa・s、遊離のヘキサメチレンジイソシアネート含量0.1質量%のアロファネート変性ポリイソシアネートを得た。
[Comparative Example 1]
The allophanatization reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 0.15 g of a 20% by mass ethyl acetate solution of phosphoric acid was used as a reaction terminator. The NCO content of the reaction liquid after stopping was 40.1% by mass.
Excess hexamethylene diisocyanate was removed from this reaction product by thin film distillation (conditions: 140 ° C., 0.04 kPa), NCO content 19.2% by mass, viscosity (25 ° C.) 2,300 mPa · s, free hexamethylene. An allophanate-modified polyisocyanate having a methylene diisocyanate content of 0.1% by mass was obtained.
[比較例2]
反応停止剤として、ネオペレックスGSの50質量%酢酸エチル溶液0.15gを用いた以外は、実施例1と同様にしてアロファネート化反応を行った。停止後の反応液のNCO含量は40.2質量%であった。
この反応生成物から、薄膜蒸留(条件:140℃,0.04kPa)により過剰のヘキサメチレンジイソシアネートを除去し、NCO含量19.2質量%、粘度(25℃)2,300mPa・s、遊離のヘキサメチレンジイソシアネート含量0.1質量%のアロファネート変性ポリイソシアネートを得た。
[Comparative Example 2]
The allophanatization reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 0.15 g of a 50 mass% ethyl acetate solution of Neoperex GS was used as a reaction terminator. The NCO content of the reaction solution after stopping was 40.2% by mass.
Excess hexamethylene diisocyanate was removed from this reaction product by thin film distillation (conditions: 140 ° C., 0.04 kPa), NCO content 19.2% by mass, viscosity (25 ° C.) 2,300 mPa · s, free hexamethylene. An allophanate-modified polyisocyanate having a methylene diisocyanate content of 0.1% by mass was obtained.
[比較例3]
反応停止剤として、リン酸/ネオペレックスGS(質量比1/2.4の混合液)の50質量%酢酸エチル溶液0.18gを用いた以外は、実施例1と同様にしてアロファネート化反応を行った。停止後の反応液のNCO含量は40.2質量%であった。
この反応生成物から、薄膜蒸留(条件:140℃,0.04kPa)により過剰のヘキサメチレンジイソシアネートを除去し、NCO含量19.2質量%、粘度(25℃)2,300mPa・s、遊離のヘキサメチレンジイソシアネート含量0.1質量%のアロファネート変性ポリイソシアネートを得た。
[Comparative Example 3]
The allophanatization reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 0.18 g of a 50% by mass ethyl acetate solution of phosphoric acid / Neopelex GS (mixed solution having a mass ratio of 1 / 2.4) was used as the reaction terminator. went. The NCO content of the reaction solution after stopping was 40.2% by mass.
Excess hexamethylene diisocyanate was removed from this reaction product by thin film distillation (conditions: 140 ° C., 0.04 kPa), NCO content 19.2% by mass, viscosity (25 ° C.) 2,300 mPa · s, free hexamethylene. An allophanate-modified polyisocyanate having a methylene diisocyanate content of 0.1% by mass was obtained.
[比較例4]
反応停止剤として、リン酸/ネオペレックスGS(1/1.2の混合液)の50質量%酢酸エチル溶液0.15gを用いた以外は、実施例1と同様にしてアロファネート化反応を行った。停止後の反応液のNCO含量は40.1質量%であった。
この反応生成物から、薄膜蒸留(条件:140℃,0.04kPa)により過剰のヘキサメチレンジイソシアネートを除去し、NCO含量19.2質量%、粘度(25℃)2,300mPa・s、遊離のヘキサメチレンジイソシアネート含量0.1質量%のアロファネート変性ポリイソシアネートを得た。
[Comparative Example 4]
The allophanatization reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 0.15 g of a 50% by mass ethyl acetate solution of phosphoric acid / Neopelex GS (1 / 1.2 mixed solution) was used as the reaction terminator. . The NCO content of the reaction liquid after stopping was 40.1% by mass.
Excess hexamethylene diisocyanate was removed from this reaction product by thin film distillation (conditions: 140 ° C., 0.04 kPa), NCO content 19.2% by mass, viscosity (25 ° C.) 2,300 mPa · s, free hexamethylene. An allophanate-modified polyisocyanate having a methylene diisocyanate content of 0.1% by mass was obtained.
[比較例5]
反応停止剤として、リン酸モノエステル/ジエステル混合物(2−エチルヘキシルエステル)(JP−508、城北化学工業(株)製)0.11gを用いた以外は、実施例1と同様にしてアロファネート化反応を行った。停止後の反応液のNCO含量は40.2質量%であった。
この反応生成物から、薄膜蒸留(条件:140℃,0.04kPa)により過剰のヘキサメチレンジイソシアネートを除去し、NCO含量19.3質量%、粘度(25℃)2,200mPa・s、遊離のヘキサメチレンジイソシアネート含量0.1質量%のアロファネート変性ポリイソシアネートを得た。
[Comparative Example 5]
The allophanatization reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 0.11 g of a phosphoric acid monoester / diester mixture (2-ethylhexyl ester) (JP-508, manufactured by Johoku Chemical Co., Ltd.) was used as a reaction terminator. Went. The NCO content of the reaction solution after stopping was 40.2% by mass.
Excess hexamethylene diisocyanate was removed from this reaction product by thin-film distillation (conditions: 140 ° C., 0.04 kPa), NCO content 19.3% by mass, viscosity (25 ° C.) 2,200 mPa · s, free hexamethylene. An allophanate-modified polyisocyanate having a methylene diisocyanate content of 0.1% by mass was obtained.
[比較例6]
反応停止剤として、リン酸ジエステル(2−エチルヘキシルエステル)(LB−58R、城北化学工業(株)製)0.13gを用いた以外は、実施例1と同様にしてアロファネート化反応を行った。停止後の反応液のNCO含量は40.1質量%であった。
この反応生成物から、薄膜蒸留(条件:140℃,0.04kPa)により過剰のヘキサメチレンジイソシアネートを除去し、NCO含量19.2質量%、粘度(25℃)2,300mPa・s、遊離のヘキサメチレンジイソシアネート含量0.1質量%のアロファネート変性ポリイソシアネートを得た。
[Comparative Example 6]
The allophanatization reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 0.13 g of phosphoric acid diester (2-ethylhexyl ester) (LB-58R, manufactured by Johoku Chemical Industry Co., Ltd.) was used as the reaction terminator. The NCO content of the reaction liquid after stopping was 40.1% by mass.
Excess hexamethylene diisocyanate was removed from this reaction product by thin film distillation (conditions: 140 ° C., 0.04 kPa), NCO content 19.2% by mass, viscosity (25 ° C.) 2,300 mPa · s, free hexamethylene. An allophanate-modified polyisocyanate having a methylene diisocyanate content of 0.1% by mass was obtained.
[比較例7]
反応停止剤を用いない以外は、実施例1と同様にしてアロファネート化反応を行った。反応後の反応液のNCO含量は40.0質量%であった。
この反応生成物から、薄膜蒸留(条件:140℃,0.04kPa)により過剰のヘキサメチレンジイソシアネートを除去し、NCO含量19.3質量%、粘度(25℃)2,400mPa・s、遊離のヘキサメチレンジイソシアネート含量0.1質量%のアロファネート変性ポリイソシアネートを得た。
[Comparative Example 7]
The allophanatization reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the reaction terminator was not used. The NCO content of the reaction solution after the reaction was 40.0% by mass.
Excess hexamethylene diisocyanate was removed from this reaction product by thin film distillation (conditions: 140 ° C., 0.04 kPa), NCO content 19.3% by mass, viscosity (25 ° C.) 2,400 mPa · s, free hexamethylene. An allophanate-modified polyisocyanate having a methylene diisocyanate content of 0.1% by mass was obtained.
上記実施例1および比較例1〜7で得られたアロファネート変性ポリイソシアネートを用い、反応停止剤の停止効果、液濁り、および溶剤希釈性を下記手法により、測定・評価した。停止効果および液濁りの結果を表1に、溶剤希釈性の結果を表2に示す。
(1)停止効果
得られたアロファネート変性ポリイソシアネートについて、50℃における1ヶ月後の貯蔵安定性を測定し、下記手法により評価した。
○:顕著なNCO低下および増粘が認められない
×:顕著なNCO低下および増粘が認められる
(2)液濁り
得られたアロファネート変性ポリイソシアネートについて、JIS K0101に従って、濁度を測定した。
○:クリア
×:濁度2以上
(3)溶剤希釈性
酢酸エチル溶液を調製し、その濁度によって溶剤希釈性を評価した。酢酸エチル溶液の固形分(濃度)は、80質量%、60質量%、40質量%の3水準にて評価した。なお、濁度の測定方法は上述のとおりである。
Using the allophanate-modified polyisocyanate obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 to 7, the stopping effect of the reaction terminator, liquid turbidity, and solvent dilutability were measured and evaluated by the following methods. The results of the stopping effect and liquid turbidity are shown in Table 1, and the results of solvent dilution are shown in Table 2.
(1) Stop effect About the obtained allophanate modified polyisocyanate, the storage stability after one month at 50 degreeC was measured, and the following method evaluated.
(Circle): A remarkable NCO fall and thickening are not recognized x: A remarkable NCO fall and thickening are recognized (2) Liquid turbidity About the obtained allophanate modified polyisocyanate, turbidity was measured according to JISK0101.
(Circle): Clear x: Turbidity 2 or more (3) Solvent dilution The ethyl acetate solution was prepared and the solvent dilution was evaluated by the turbidity. The solid content (concentration) of the ethyl acetate solution was evaluated at three levels of 80 mass%, 60 mass%, and 40 mass%. The method for measuring turbidity is as described above.
表1に示されるように、実施例1では、停止剤として、リン酸/アルキルベンゼンスルホン酸(ネオペレックスGS)(質量比1/3の混合液)を用いているから、得られたアロファネート変性ポリイソシアネートは、液濁りが抑制されていることがわかる。また、このポリイソシアネートは、溶剤希釈性も良好であることがわかる。
これに対し、リン酸やリン酸エステルを単独で用いた比較例1,5,6や、リン酸とアルキルベンゼンスルホン酸を本発明に規定される範囲外の混合比で用いた比較例3,4では、液濁りが発生していることがわかる。
また、アルキルベンゼンスルホン酸を単独で用いた場合(比較例2)は、停止効果が不十分であることがわかる。
As shown in Table 1, in Example 1, phosphoric acid / alkylbenzene sulfonic acid (Neopelex GS) (mixed solution having a mass ratio of 1/3) was used as a terminator. It can be seen that the liquid turbidity of the isocyanate is suppressed. Moreover, it turns out that this polyisocyanate also has favorable solvent dilutability.
In contrast, Comparative Examples 1, 5, and 6 using phosphoric acid and phosphoric acid ester alone, and Comparative Examples 3 and 4 using phosphoric acid and alkylbenzenesulfonic acid at a mixing ratio outside the range defined in the present invention. Then, it turns out that liquid turbidity has occurred.
Moreover, when alkyl benzenesulfonic acid is used independently (comparative example 2), it turns out that the stop effect is inadequate.
Claims (3)
前記反応停止剤として、請求項1または2記載のアロファネート化反応停止剤組成物を用いることを特徴とするアロファネート変性ポリイソシアネートの製造方法。 In the process for producing an allophanate-modified polyisocyanate in which a reaction stopper is added after reacting a polyisocyanate with an alcohol in the presence of an allophanate catalyst,
A method for producing an allophanate-modified polyisocyanate, characterized in that the allophanate reaction terminator composition according to claim 1 or 2 is used as the reaction terminator.
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