JP2017141359A - Polyalkylene oxide composition - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyalkylene oxide composition that has a low viscosity and excellent handling ability, although it is polyalkylene oxide with a low degree of unsaturation.SOLUTION: The present invention provides a polyalkylene oxide composition comprising polyalkylene oxide (A) and polyisocyanate (B). In the polyalkylene oxide (A), a molecular weight distribution (Mw/Mn) obtained by gel permeation chromatography (GPC) with polystyrene as a standard substance is 1.029 or less, and a degree of unsaturation is 0.010 meq/g or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ポリアルキレンオキシド組成物に関する。   The present invention relates to a polyalkylene oxide composition.

ポリアルキレンオキシドは、水酸化カリウム等のアルカリ金属を触媒として用い、プロピレンオキシドやエチレンオキシド等のアルキレンオキシドの付加重合をおこなうことによって製造されることが、工業的に知られている。しかしながら、この方法でポリアルキレンオキシドを製造する場合、得られるポリアルキレンオキシドは、モノオールを多く副生し、不飽和度が高くなるため、高分子量化が困難という課題を抱えている。   It is industrially known that polyalkylene oxide is produced by addition polymerization of alkylene oxides such as propylene oxide and ethylene oxide using an alkali metal such as potassium hydroxide as a catalyst. However, when polyalkylene oxide is produced by this method, the resulting polyalkylene oxide has a problem that it is difficult to increase the molecular weight because many monools are by-produced and the degree of unsaturation is high.

そのような不飽和度の高いポリアルキレンオキシドを含むポリアルキレンオキシド組成物は硬化やプレポリマー化に時間を要して生産性が悪いといった課題や生産性を改善するためウレタン化触媒を多量に用いる必要があり、ウレタンプレポリマーとする際に保存安定性に劣るという課題がある。また、このような不飽和度が高いポリアルキレンオキシドを用いて得られるポリウレタンは、機械物性が低下する問題がある。   A polyalkylene oxide composition containing such a highly unsaturated polyalkylene oxide uses a large amount of a urethanization catalyst to improve productivity and problems such as time-consuming curing and prepolymerization and poor productivity. There is a problem that it is inferior in storage stability when used as a urethane prepolymer. Moreover, the polyurethane obtained by using such polyalkylene oxide having a high degree of unsaturation has a problem that the mechanical properties are lowered.

不飽和度の低いポリアルキレンオキシドとして、特定のホスファゼニウム塩やホウ素化合物、水酸化セシウムを触媒として用いることで得られるポリアルキレンオキシドが知られている(例えば、特許文献1、2参照。)。しかしながら、特許文献1、2に記載のポリアルキレンオキシドの不飽和度は依然高いものであり更なる低減が求められている。   As polyalkylene oxides having a low degree of unsaturation, polyalkylene oxides obtained by using specific phosphazenium salts, boron compounds, and cesium hydroxide as catalysts are known (for example, see Patent Documents 1 and 2). However, the degree of unsaturation of the polyalkylene oxides described in Patent Documents 1 and 2 is still high, and further reduction is required.

更に不飽和度の低いポリアルキレンオキシドとして、複金属シアン化物錯体を触媒として用いることで得られるポリアルキレンオキシドが知られている(例えば、特許文献3参照。)。しかしながら、特許文献3に記載のポリアルキレンオキシドは、分子量分布が約1.1と広く粘度が高いためハンドリング性が悪い等の課題を抱えており、それを用いたポリアルキレンオキシド組成物は粘度が上昇しハンドリング性や硬化性に劣るという課題がある。更には、それを用いて得られるウレタン硬化物は不均一となりやすいため、機械物性のバラツキが大きく、使用用途が限られる。   Furthermore, as a polyalkylene oxide having a low degree of unsaturation, a polyalkylene oxide obtained by using a double metal cyanide complex as a catalyst is known (for example, see Patent Document 3). However, the polyalkylene oxide described in Patent Document 3 has problems such as poor handling due to the wide molecular weight distribution of about 1.1 and high viscosity, and the polyalkylene oxide composition using the polyalkylene oxide has a viscosity. There exists a subject that it rises and it is inferior to handling property and curability. Furthermore, since the urethane cured product obtained using the same is likely to be non-uniform, there is a large variation in mechanical properties and the usage is limited.

特開2007−131845号公報JP 2007-131845 A 特許第3905638号明細書(特開平11−106500号公報)Japanese Patent No. 3905638 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-106500) 特開平4−59825号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-59825

本発明は、上記の背景技術を鑑みてなされたものであり、その目的は、低不飽和度のポリアルキレンオキシドであるにもかかわらず、低粘度でハンドリング性に優れるポリアルキレンオキシド組成物を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described background art, and an object of the present invention is to provide a polyalkylene oxide composition having low viscosity and excellent handleability despite being a low-unsaturation polyalkylene oxide. There is to do.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の不飽和度で特定の分子量分布を有するポリアルキレンオキシドとポリイソシアネートの組成物が上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a composition of polyalkylene oxide and polyisocyanate having a specific molecular weight distribution with a specific degree of unsaturation can solve the above problems, and the present invention. It came to complete.

即ち、本発明は以下に示すポリアルキレンオキシド組成物に関する。   That is, this invention relates to the polyalkylene oxide composition shown below.

[1]ポリアルキレンオキシド(A)とポリイソシアネート(B)を含む組成物であって、ポリアルキレンオキシド(A)が、ポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエッションクロマトグラフィー(GPC)法により求めた分子量分布(Mw/Mn)が1.029以下、かつ不飽和度が0.010meq/g以下であることを特徴とするポリアルキレンオキシド組成物。   [1] A composition comprising a polyalkylene oxide (A) and a polyisocyanate (B), wherein the polyalkylene oxide (A) is obtained by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard substance. A polyalkylene oxide composition having a distribution (Mw / Mn) of 1.029 or less and an unsaturation value of 0.010 meq / g or less.

[2]ポリアルキレンオキシド(A)が、下記一般式(1)で表されることを特徴とする上記[1]に記載のポリアルキレンオキシド組成物。   [2] The polyalkylene oxide composition according to the above [1], wherein the polyalkylene oxide (A) is represented by the following general formula (1).

Figure 2017141359
Figure 2017141359

[一般式(1)中、Rは、活性水素含有化合物(R[−H]m)からm個の活性水素を除いたm価の基;Zは炭素数2〜12のアルキレン基又はシクロアルキレン基であり、Aは炭素数3のアルキレン基である。複数のZ又はAがある場合、それぞれは同一でも異なっていてもよい;mは1又は2〜100の整数;pは0又は1〜500の整数、qは1〜1000の整数;rは0又は1〜500の整数である。]
[3]ポリアルキレンオキシド(A)のポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエッションクロマトグラフィー(GPC)法により求めた分子量分布(Mw/Mn)と水酸基価(OHV)から算出された数平均分子量(M)とが、下記数式(1):
[In general formula (1), R represents an m-valent group obtained by removing m active hydrogens from an active hydrogen-containing compound (R [—H] m); Z represents an alkylene group or cycloalkylene having 2 to 12 carbon atoms; And A is an alkylene group having 3 carbon atoms. When there are a plurality of Z or A, each may be the same or different; m is an integer of 1 or 2 to 100; p is an integer of 0 or 1 to 500, q is an integer of 1 to 1000; r is 0 Or it is an integer of 1-500. ]
[3] Number average molecular weight (M) calculated from molecular weight distribution (Mw / Mn) and hydroxyl value (OHV) determined by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene of polyalkylene oxide (A) as a standard substance ) Is the following formula (1):

Figure 2017141359
Figure 2017141359

を満たすことを特徴とする上記[1]又は[2]に記載のポリアルキレンオキシド組成物
[4]ポリアルキレンオキシド(A)を50〜99.9重量%、ポリイソシアネート(B)を0.1〜50重量%の範囲で含むことを特徴とする上記[1]乃至[3]のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド組成物。
The polyalkylene oxide composition according to the above [1] or [2], wherein the polyalkylene oxide (A) is 50 to 99.9% by weight and the polyisocyanate (B) is 0.1%. The polyalkylene oxide composition according to any one of the above [1] to [3], which is contained in a range of ˜50% by weight.

[5]ポリアルキレンオキシド組成物の粘度が100〜10万mPa・sの範囲であることを特徴とする上記[1]乃至[4]のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド組成物。   [5] The polyalkylene oxide composition according to any one of the above [1] to [4], wherein the polyalkylene oxide composition has a viscosity in the range of 100 to 100,000 mPa · s.

[6]ポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエッションクロマトグラフィー(GPC)法により求めた分子量分布(Mw/Mn)が、分離カラムに粒径3μmの充填剤を充填したカラム4本を直列接続し、レファレンス側に抵抗管を接続、展開溶媒にテトラヒドロフランを用いた条件で分析した分子量分布であることを特徴とする上記[1]乃至[5]のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド組成物。   [6] A molecular weight distribution (Mw / Mn) obtained by a gel permeation chromatography (GPC) method using polystyrene as a standard substance is connected in series to four columns packed with a 3 μm particle size filler in a separation column, The polyalkylene oxide composition as described in any one of [1] to [5] above, wherein the composition is a molecular weight distribution analyzed under the condition that a resistance tube is connected to the reference side and tetrahydrofuran is used as a developing solvent.

[7]上記[1]乃至[6]のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド組成物に含まれるポリアルキレンオキシド(A)とポリイソシアネート(B)との反応生成物からなるウレタンプレポリマー。   [7] A urethane prepolymer comprising a reaction product of polyalkylene oxide (A) and polyisocyanate (B) contained in the polyalkylene oxide composition according to any one of [1] to [6].

[8]上記[1]乃至[6]のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド組成物に含まれるポリアルキレンオキシド(A)とポリイソシアネート(B)とを反応させることを特徴とするウレタンプレポリマーの製造方法。   [8] A urethane prepolymer characterized by reacting the polyalkylene oxide (A) and the polyisocyanate (B) contained in the polyalkylene oxide composition according to any one of [1] to [6] above Production method.

[9]上記[1]乃至[6]のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド組成物、又は上記[7]に記載のウレタンプレポリマーのウレタン硬化物。   [9] The polyalkylene oxide composition according to any one of [1] to [6] above or the urethane cured product of the urethane prepolymer according to [7] above.

[10]上記[1]乃至[6]のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド組成物、又は上記[7]に記載のウレタンプレポリマー硬化させることを特徴とするウレタン硬化物の製造方法。   [10] A method for producing a urethane cured product comprising curing the polyalkylene oxide composition according to any one of [1] to [6] or the urethane prepolymer according to [7].

本発明のポリアルキレンオキシド組成物は、ポリウレタン形成性の組成物であって、低不飽和度のポリアルキレンオキシドであるにもかかわらず、低粘度でハンドリング性に優れ、良好な硬化性を示す。   The polyalkylene oxide composition of the present invention is a polyurethane-forming composition and has a low viscosity, excellent handling properties and good curability despite being a low-unsaturation polyalkylene oxide.

また、本発明のウレタン硬化物は機械物性のバラツキが小さいため、幅広い用途に好適に使用できる。   Moreover, since the urethane cured product of the present invention has small variations in mechanical properties, it can be suitably used for a wide range of applications.

以下に本発明について詳細に説明する。   The present invention is described in detail below.

本発明のポリアルキレンオキシド組成物は、ポリアルキレンオキシド(A)とポリイソシアネート(B)を含む組成物であって、ポリアルキレンオキシド(A)が、ポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエッションクロマトグラフィー(GPC)法により求めた分子量分布(Mw/Mn)が1.029以下、かつ不飽和度が0.010meq/g以下であることをその特徴とする。   The polyalkylene oxide composition of the present invention is a composition comprising a polyalkylene oxide (A) and a polyisocyanate (B). The polyalkylene oxide (A) is gel permeation chromatography (polystyrene as a standard substance). The molecular weight distribution (Mw / Mn) obtained by the GPC method is 1.029 or less and the degree of unsaturation is 0.010 meq / g or less.

<ポリアルキレンオキシド(A)の化学組成>
本発明のポリアルキレンオキシド組成物に用いるポリアルキレンオキシド(A)は、活性水素化合物R[−H]mを一種又は二種以上用い、炭素数が2〜12の3員環のアルキレンオキシドを一種又は二種以上付加したアルキレンオキシド付加物であることが好ましく、また、下記一般式(1)で表されるポリアルキレンオキシドであることが好ましい。
<Chemical composition of polyalkylene oxide (A)>
As the polyalkylene oxide (A) used in the polyalkylene oxide composition of the present invention, one or more active hydrogen compounds R [—H] m are used, and one kind of alkylene oxide having 2 to 12 carbon atoms is used. Or it is preferable that it is the alkylene oxide addition product which added 2 or more types, and it is preferable that it is a polyalkylene oxide represented by following General formula (1).

Figure 2017141359
Figure 2017141359

[一般式(1)中、Rは、活性水素含有化合物(R[−H]m)からm個の活性水素を除いたm価の基;Zは炭素数2〜12のアルキレン基又はシクロアルキレン基であり、Aは炭素数3のアルキレン基である。複数のZ又はAがある場合、それぞれは同一でも異なっていてもよい;mは1又は2〜100の整数;pは0又は1〜500の整数、qは1〜1000の整数;rは0又は1〜500の整数である。]
これらのうち、オキシアルキレン基を有し、ポリマー末端、分岐鎖末端といった任意の箇所に分子内に1分子当たり活性水素基を少なくとも1個有している化合物、即ちモノオール(m=1の場合)又はポリオール(m=2〜100の整数の場合)が好ましい。
[In general formula (1), R represents an m-valent group obtained by removing m active hydrogens from an active hydrogen-containing compound (R [—H] m); Z represents an alkylene group or cycloalkylene having 2 to 12 carbon atoms; And A is an alkylene group having 3 carbon atoms. When there are a plurality of Z or A, each may be the same or different; m is an integer of 1 or 2 to 100; p is an integer of 0 or 1 to 500, q is an integer of 1 to 1000; r is 0 Or it is an integer of 1-500. ]
Of these, compounds having an oxyalkylene group and having at least one active hydrogen group per molecule in any molecule such as a polymer end or a branched chain end, that is, a monool (when m = 1) ) Or polyol (when m is an integer of 2 to 100).

活性水素含有化合物(R[−H]m)としては、活性水素基を有していれば特に限定されないが、例えば、水、プロピレングリコール、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、ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、トリプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ポリオキシアルキレンジオール等の2官能のジオール類、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAD等のビスフェノール類、カテコール、レゾルシン、ハイドロキノン等のジヒドロキシベンゼン類、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン等のアミン類等の2個の活性水素基を有する化合物が挙げられる。また、グリセリン、トリメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール、三洋化成工業社製のサンニックスGP−250、GP−400、GP−600、GP−1000等の3官能の低分子量ポリオール等のトリオール、ペンタエリスリトール、ジグリセリン等のテトラオール、ヘキソール、アンモニア、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等のアミン類等の3個以上の活性水素基を有する化合物が挙げられる。更に、分子量1000以下のポリオキシアルキレンモノオール等の1個の活性水素基を有する化合物等の1個以上の活性水素を有する化合物が挙げられる。活性水素含有化合物(R[−H]m)としては、これらの中からから選ばれる一種又は二種以上の混合物を用いることができる。   The active hydrogen-containing compound (R [—H] m) is not particularly limited as long as it has an active hydrogen group. For example, water, propylene glycol, ethylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, butylene glycol, 1, Bifunctional diols such as 6-hexanediol, tripropylene glycol, triethylene glycol, polyoxyalkylene diol, bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AD, dihydroxybenzenes such as catechol, resorcin, hydroquinone, methyl Examples thereof include compounds having two active hydrogen groups such as amines such as amine, ethylamine, propylamine and butylamine. In addition, glycerin, trimethylolpropane, 1,2,6-hexanetriol, a trifunctional low molecular weight polyol such as Sanyox GP-250, GP-400, GP-600, GP-1000 manufactured by Sanyo Chemical Industries, etc. Examples thereof include compounds having three or more active hydrogen groups such as tetraols such as triol, pentaerythritol, and diglycerin, hexol, ammonia, ethanolamine, diethanolamine, and amines such as triethanolamine. Furthermore, the compound which has one or more active hydrogens, such as a compound which has one active hydrogen group, such as polyoxyalkylene monool of molecular weight 1000 or less, is mentioned. As the active hydrogen-containing compound (R [—H] m), one or a mixture of two or more selected from these can be used.

これらのなかでも、触媒調製の際の副生物が除去しやすく分子量分布が狭いポリアルキレンオキシドが得られやすいため、沸点が150℃以上の活性水素含有化合物が好ましく、沸点が200℃以上の活性水素含有化合物が更に好ましい。例えば、トリプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ポリオキシアルキレンジオール等の2官能のポリオール類、三洋化成社製のサンニックスGP−250、GP−400、GP−600、GP−1000等の3官能の低分子量ポリオール等のトリオール類、分子量1000以下のポリオキシアルキレンモノオール等の一種又は二種以上の混合物が挙げられる。   Among these, an active hydrogen-containing compound having a boiling point of 150 ° C. or higher is preferable and an active hydrogen having a boiling point of 200 ° C. or higher because a by-product during catalyst preparation is easily removed and a polyalkylene oxide having a narrow molecular weight distribution is easily obtained. More preferred are contained compounds. For example, trifunctional low polyols such as tripropylene glycol, triethylene glycol, polyoxyalkylene diol, etc., and trifunctional low grades such as Sanix GP-250, GP-400, GP-600, GP-1000 manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd. One kind or a mixture of two or more kinds such as triols such as molecular weight polyol and polyoxyalkylene monool having a molecular weight of 1000 or less can be mentioned.

活性水素含有化合物(R[−H]m)に付加させるアルキレンオキシドとしては、分子内にエポキシ環を1個以上有している化合物であればよく、特に限定されないが、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド等の炭素数2〜12のアルキレンオキシドが挙げられ、一種又は二種以上のアルキレンオキシドを用いてもよい。   The alkylene oxide to be added to the active hydrogen-containing compound (R [—H] m) is not particularly limited as long as it is a compound having one or more epoxy rings in the molecule. For example, ethylene oxide, propylene oxide C2-C12 alkylene oxides such as butylene oxide and styrene oxide can be used, and one or more alkylene oxides may be used.

これらのなかでも、工業的に入手が容易なプロピレンオキシド、エチレンオキシド等の炭素数が2〜3のアルキレンオキシドを含む一種又は二種以上のアルキレンオキシドが好ましく、プロピレンオキシドを含む一種又は二種以上のアルキレンオキシドが更に好ましい。   Among these, one or two or more alkylene oxides containing an alkylene oxide having 2 to 3 carbon atoms such as propylene oxide and ethylene oxide, which are easily available industrially, are preferable, and one or two or more kinds containing propylene oxide are preferable. More preferred are alkylene oxides.

また、アルキレンオキシド中の水分としては、反応途中で開始剤として作用して分子量分布が広がりにくく分子量分布が狭いポリアルキレンオキシドを得やすいため、200ppm以下であることが好ましい。更に好ましくは100ppm以下であり、最も好ましくは60ppm以下である。市販のアルキレンオキシドをゼオライト等の吸着剤を用いて、脱水することで200ppm以下のアルキレンオキシドを得やすい。   Further, the water content in the alkylene oxide is preferably 200 ppm or less because it acts as an initiator during the reaction to easily obtain a polyalkylene oxide having a narrow molecular weight distribution that is difficult to spread. More preferably, it is 100 ppm or less, Most preferably, it is 60 ppm or less. It is easy to obtain an alkylene oxide of 200 ppm or less by dehydrating a commercially available alkylene oxide using an adsorbent such as zeolite.

上記一般式(1)中のZOとしては、粘度が低くなりやすく良好なウレタン成形性を示しやすいため、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド等の炭素数2〜12のアルキレンオキシド由来のポリエーテル構造を有することが好ましい。更に好ましくはエチレンオキシド、プロピレンオキシドから選ばれる一種又は二種以上のアルキレンオキシド由来のポリエーテル構造であり、最も好ましくはエチレンオキシド、プロピレンオキシドから選ばれる一種のポリエーテル構造である。   As ZO in the above general formula (1), the viscosity tends to be low and it is easy to show good urethane moldability, so that the polyoxide derived from alkylene oxide having 2 to 12 carbon atoms such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide, etc. It preferably has an ether structure. A polyether structure derived from one or more alkylene oxides selected from ethylene oxide and propylene oxide is more preferable, and a polyether structure selected from ethylene oxide and propylene oxide is most preferable.

上記一般式(1)中のpは0又は1〜500の整数であり、好ましくはp=0又は1〜100の整数であり、更に好ましくはp=0である。   P in the general formula (1) is 0 or an integer of 1 to 500, preferably p = 0 or an integer of 1 to 100, and more preferably p = 0.

上記一般式(1)中のZとしては、例えば、下記一般式(2)で示される構造が挙げられる。   Examples of Z in the general formula (1) include a structure represented by the following general formula (2).

Figure 2017141359
Figure 2017141359

[上記一般式(2)中、R、R、R、Rは各々独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキルを表す。但し、R〜Rの合計の炭素数が10を超えることはない。また、R〜Rのいずれか2つが結合してシクロアルキル基を形成してもよい。]
また、上記一般式(1)中のAOとしては、粘度が低くなりやすくウレタンとした際に良好な機械物性を示しやすいため、プロピレンオキシド等の炭素数3のアルキレンオキシド由来のポリエーテル構造であることが好ましい。
[In General Formula (2), R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 10 carbon atoms. However, the total carbon number of R 2 to R 5 does not exceed 10. Further, any two of R 2 to R 5 may be bonded to form a cycloalkyl group. ]
In addition, the AO in the general formula (1) is a polyether structure derived from an alkylene oxide having 3 carbon atoms such as propylene oxide because the viscosity tends to be low and the urethane is likely to exhibit good mechanical properties. It is preferable.

上記一般式(1)中のAとしては、例えば、下記式で示される構造が挙げられる。   As A in the said General formula (1), the structure shown by a following formula is mentioned, for example.

Figure 2017141359
Figure 2017141359

上記一般式(1)中のqは1〜1000の整数であり、好ましくはq=30〜500の整数であり、更に好ましくはq=50〜250の整数である。   Q in the said General formula (1) is an integer of 1-1000, Preferably it is an integer of q = 30-500, More preferably, it is an integer of q = 50-250.

上記一般式(1)中のrは、0又は1〜500の整数である。低温で固化しにくくハンドリング性に優れやすいため、好ましくはr=0又は1〜90の整数であり、更に好ましくはr=0である。   R in the general formula (1) is 0 or an integer of 1 to 500. Since it is hard to solidify at low temperature and easy to handle, it is preferably r = 0 or an integer of 1-90, more preferably r = 0.

上記一般式(1)中のpとqとrの関係としては、粘度が低くなりやすくウレタンとした際に良好な機械物性を示しやすいため、p+q>r(但し、p+qが10〜1000、qが10〜1000、rが0又は1〜90)を満たすことが好ましい。更に好ましくは、p+q>5r(但しp+qが30〜600、qが30〜500、rが0又は1〜90)を満たすことであり、最も好ましくはp+q>10r(但しp+qが50〜600、qが50〜500、rが0又は1〜90)を満たすことである。   Regarding the relationship between p, q and r in the general formula (1), since viscosity tends to be low and good mechanical properties are easily obtained when urethane is used, p + q> r (where p + q is 10 to 1000, q 10 to 1000 and r is preferably 0 or 1 to 90). More preferably, p + q> 5r (where p + q is 30 to 600, q is 30 to 500, r is 0 or 1 to 90), and most preferably p + q> 10r (where p + q is 50 to 600, q 50 to 500 and r is 0 or 1 to 90).

上記一般式(1)中のmは1又は2〜100の整数である。分子量分布が狭くなりやすくハンドリング性に優れやすいため、好ましくは1、2、又は3であり、最も好ましくは2である。   M in the said General formula (1) is an integer of 1 or 2-100. Since the molecular weight distribution tends to be narrow and easy to handle, it is preferably 1, 2, or 3, and most preferably 2.

<ポリアルキレンオキシド(A)の分子量分布>
本発明のポリアルキレンオキシド組成物に用いるポリアルキレンオキシド(A)は、ポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエッションクロマトグラフィー(GPC)法により求めた分子量分布(Mw/Mn)が1.029以下である。好ましくは1.003〜1.026の範囲であり、更に好ましくは1.005〜1.019の範囲であり、最も好ましくは1.006〜1.016の範囲である。ポリアルキレンオキシドのポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエッションクロマトグラフィー(GPC)法により求めた分子量分布(Mw/Mn)が1.029を超えると顕著な粘度低減効果が得られなくなるため、バルクでのハンドリング性が悪く、更には溶媒への分散性も悪化するため使用が困難である。ポリウレタンの原料としても各原料との混合性が悪く、反応や組成が不均一となり使用が困難である。
<Molecular weight distribution of polyalkylene oxide (A)>
The polyalkylene oxide (A) used in the polyalkylene oxide composition of the present invention has a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.029 or less determined by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard substance. . Preferably it is the range of 1.003-1.026, More preferably, it is the range of 1.005-1.019, Most preferably, it is the range of 1.006-1.016. When the molecular weight distribution (Mw / Mn) obtained by the gel permeation chromatography (GPC) method using polyalkylene oxide polystyrene as the standard substance exceeds 1.029, a significant viscosity reduction effect cannot be obtained. It is difficult to use because of poor handling and further deterioration of dispersibility in a solvent. As a raw material of polyurethane, the mixing property with each raw material is poor, and the reaction and composition are not uniform, making it difficult to use.

ポリアルキレンオキシド(A)のポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエッションクロマトグラフィー(GPC)法により求めた分子量分布(Mw/Mn)が1.029を超えると顕著な粘度低減効果が得られなくなるため、バルクでのハンドリング性が悪く、更には溶媒への分散性も悪化するため使用が困難となるおそれがある。ポリウレタンの原料としても各原料との混合性が悪く、反応や組成が不均一となり使用が困難となるおそれがある。   When the molecular weight distribution (Mw / Mn) obtained by the gel permeation chromatography (GPC) method using polyalkylene oxide (A) polystyrene as a standard substance exceeds 1.029, a significant viscosity reduction effect cannot be obtained. The handling property in bulk is poor, and further, the dispersibility in a solvent is also deteriorated, so that it may be difficult to use. Even as a raw material of polyurethane, the mixing property with each raw material is poor, and there is a possibility that the reaction and composition become non-uniform, making it difficult to use.

本発明のポリアルキレンオキシド組成物に用いるポリアルキレンオキシド(A)のポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエッションクロマトグラフィー(GPC)法により求めた分子量分布(Mw/Mn)と、後述する水酸基価(OHV)より算出した数平均分子量(M)との関係が下記数式(1):   Molecular weight distribution (Mw / Mn) determined by gel permeation chromatography (GPC) method using polystyrene of polyalkylene oxide (A) used in the polyalkylene oxide composition of the present invention as a standard substance, and hydroxyl value (OHV) described later ) And the number average molecular weight (M) calculated from the following formula (1):

Figure 2017141359
Figure 2017141359

をを満たすことが好ましく、更に好ましくは下記数式(2): Is more preferable, and more preferably the following mathematical formula (2):

Figure 2017141359
Figure 2017141359

を満たすことであり、最も好ましくは下記数式(3): Most preferably, the following formula (3):

Figure 2017141359
Figure 2017141359

を満たすことである。 Is to satisfy.

ポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエッションクロマトグラフィー(GPC)法により求めた分子量分布(Mw/Mn)は、後述する理由から、分離カラムに粒径3μmの充填剤を充填したカラム4本を直列接続し、レファレンス側に抵抗管を接続、展開溶媒にテトラヒドロフランを用いた条件で測定して分析した分子量分布であることが好ましく、標準ポリスチレンを用いた3次近似曲線検量線を用いて算出した分子量分布(Mw/Mn)であることが望ましい。   The molecular weight distribution (Mw / Mn) determined by gel permeation chromatography (GPC) method using polystyrene as a standard substance is a series connection of four columns packed with a 3 μm particle size filler in a separation column for the reason described later. It is preferably a molecular weight distribution measured and analyzed under the condition that a resistance tube is connected to the reference side and tetrahydrofuran is used as a developing solvent, and a molecular weight distribution calculated using a cubic approximate curve calibration curve using standard polystyrene. (Mw / Mn) is desirable.

分離カラムの本数としては、分離能(理論段数)が高くベースラインの揺らぎや液中の不純物の微小ピークにより分子量分布が広がることを抑制しやすいため、好ましくは3〜5本であり、特に好ましく4本である。   The number of separation columns is preferably 3 to 5, particularly preferably 3 to 5 because the resolution (theoretical plate number) is high and it is easy to suppress the spread of molecular weight due to fluctuations in the baseline and minute peaks of impurities in the liquid. There are four.

分離カラムの充填剤の粒径は、測定時間が適正で、ベースラインの揺らぎや液中の不純物の微小ピークにより分子量分布が広がることを抑制しやすいため、好ましくは1〜4.5μmであり、特に好ましくは3μmである。   The particle size of the filler of the separation column is preferably 1 to 4.5 μm because the measurement time is appropriate, and it is easy to suppress the molecular weight distribution from spreading due to fluctuations in the baseline and minute peaks of impurities in the liquid. Particularly preferably, it is 3 μm.

分離カラムの排除限界は好ましくは5万〜300万であり、更に好ましくは6万〜40万である。分離カラムの内径は好ましくは5〜7.5mmφであり、更に好ましくは6mmφである。分離カラムの長さ、好ましくは10〜25cmであり、更に好ましくは15cmである。   The exclusion limit of the separation column is preferably 50,000 to 3 million, more preferably 60,000 to 400,000. The inner diameter of the separation column is preferably 5 to 7.5 mmφ, more preferably 6 mmφ. The length of the separation column is preferably 10 to 25 cm, more preferably 15 cm.

このような分離カラムとしては、例えば、東ソー社製TskgelSuperH4000、Tskgel SuperH3000などが挙げられる。最も好ましい分離カラムの構成は、東ソー製TskgelSuperH4000×2本とTskgel SuperH3000×2本との計4本を直列接続する構成である。   Examples of such a separation column include Tskel SuperH4000 and Tskel SuperH3000 manufactured by Tosoh Corporation. The most preferable configuration of the separation column is a configuration in which a total of four Tskel SuperH4000 × 2 and Tskel SuperH3000 × 2 manufactured by Tosoh are connected in series.

分離カラム側の流速は好ましくは0.5〜0.9ml/minであり、更に好ましくは0.6ml/minである。カラム温度は好ましくは30℃〜50℃であり、更に好ましくは40℃である。   The flow rate on the separation column side is preferably 0.5 to 0.9 ml / min, more preferably 0.6 ml / min. The column temperature is preferably 30 ° C to 50 ° C, more preferably 40 ° C.

また、レファレンス側にはポンプの脈動により分子量分布が広がることを抑制しやすいため、抵抗管2本〜6本を接続することが好ましく、更に好ましくは抵抗管5本の接続であり、最も好ましくは抵抗管5本と分離カラム1本の接続である。   In addition, it is preferable to connect 2 to 6 resistance tubes, more preferably 5 resistance tubes, and most preferably, since it is easy to suppress the molecular weight distribution from spreading due to pump pulsation on the reference side. This is a connection of five resistance tubes and one separation column.

抵抗管としては長さが2m、内径が0.1mmφのもの等が好適なものとして挙げられる。   As the resistance tube, a tube having a length of 2 m and an inner diameter of 0.1 mmφ is preferable.

レファレンス側の流速は、ポンプの脈動周期が短くベースラインの揺らぎを抑制しやすくポンプの脈動により分子量分布が広がることを抑制しやすいため、抵抗管5本の状態で好ましくは0.1〜0.6ml/minであり、更に好ましくは0.15ml/minである。   The flow rate on the reference side is preferably 0.1 to 0.1 in the state of five resistance tubes because the pulsation cycle of the pump is short and the fluctuation of the baseline is easily suppressed and the molecular weight distribution is easily prevented from spreading due to the pulsation of the pump. 6 ml / min, more preferably 0.15 ml / min.

3次近似曲線検量線の標準物質に用いるポリスチレンは、好ましくは6点〜10点であり、更に好ましくは8点である。分子量既知の標準物質に用いるポリスチレンの分子量としては好ましくは300〜3000000の範囲からの選択であり、更に好ましくは450〜1100000の範囲からの選択である。具体的には、例えば500、1010、2630、10200、37900、96400、427000、1090000の8点選択などが挙げられ、標準物質の測定は500、2630、37900、427000の4点と1010、10200、96400、1090000の4点など2回に分けて測定してもよい。   The polystyrene used for the standard material of the cubic approximate curve calibration curve is preferably 6 to 10 points, more preferably 8 points. The molecular weight of polystyrene used for the standard substance having a known molecular weight is preferably selected from the range of 300 to 3000000, and more preferably selected from the range of 450 to 1100000. Specifically, for example, 8-point selection of 500, 1010, 2630, 10200, 37900, 96400, 427000, 1090000, etc. can be mentioned, and the measurement of the standard substance is 4 points of 500, 2630, 37900, 427000 and 1010, 10200, The measurement may be performed in two steps, such as 96400 and 1090000.

展開溶媒としては、好ましくはジメチルホルムアミド又はテトラヒドロフランであり、更に好ましくは和光純薬社製のBHT安定剤含有特級テトラヒドロフランである。   The developing solvent is preferably dimethylformamide or tetrahydrofuran, and more preferably BHT stabilizer-containing special grade tetrahydrofuran manufactured by Wako Pure Chemical Industries.

サンプル濃度としては好ましくは0.5〜2mg/mlであり、更に好ましくは1mg/mlである。サンプル溶液の注入量はピークがブロードになりにくく分子量分布が広がりにくい10〜90μlが好ましく、更に好ましくは20μlである。   The sample concentration is preferably 0.5 to 2 mg / ml, more preferably 1 mg / ml. The injection amount of the sample solution is preferably 10 to 90 μl, more preferably 20 μl, in which the peak is difficult to broaden and the molecular weight distribution is difficult to spread.

ゲルパーミエッションクロマトグラフィー(GPC)法における低分子量成分の面積比率は、ピーク全体の4.5%以下であることが好ましく、2%以下であることが更に好ましい。低分子量成分の面積比率減少に伴い粘度は上昇しやすいが、ポリウレタンとした際に移行成分が少なくハンドリング性や機械物性に優れやすいため好ましい。   The area ratio of the low molecular weight component in the gel permeation chromatography (GPC) method is preferably 4.5% or less of the entire peak, and more preferably 2% or less. The viscosity is likely to increase with a decrease in the area ratio of the low molecular weight component, but it is preferable because polyurethane has few migration components and is easy to handle and mechanical properties.

本発明において、ゲルパーミエッションクロマトグラフィー(GPC)法における「低分子量成分の面積比率」とは、ポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエッションクロマトグラフィー(GPC)法により分子量分布を測定する際に算出される数平均分子量(Mn)の1/3以下の数平均分子量の低分子量成分を指し、ベースラインと分子量分布を測定する際に算出される数平均分子量(Mn)の1/3の点でピーク分割して低分子量成分の面積%を求めることができる。   In the present invention, the “area ratio of low molecular weight components” in the gel permeation chromatography (GPC) method is calculated when the molecular weight distribution is measured by the gel permeation chromatography (GPC) method using polystyrene as a standard substance. This refers to a low molecular weight component having a number average molecular weight of 1/3 or less of the number average molecular weight (Mn), and is 1/3 of the number average molecular weight (Mn) calculated when measuring the baseline and molecular weight distribution. The area% of the low molecular weight component can be obtained by dividing the peak.

<ポリアルキレンオキシド(A)の性状>
本発明のポリアルキレンオキシド組成物に用いるポリアルキレンオキシド(A)の不飽和度は、0.010meq/g以下である。好ましくは、0.002〜0.009meq/gの範囲であり、更に好ましくは0.004〜0.008meq/gの範囲である。
<Properties of polyalkylene oxide (A)>
The degree of unsaturation of the polyalkylene oxide (A) used in the polyalkylene oxide composition of the present invention is 0.010 meq / g or less. Preferably, it is the range of 0.002-0.009 meq / g, More preferably, it is the range of 0.004-0.008 meq / g.

0.010meq/gを超える不飽和度が高いポリアルキレンオキシドを用いて得られるポリウレタンは、良好に硬化せず移行成分が多く発生して機械物性の悪化及びハンドリング性の悪化により使用が困難である。更には低分子量のモノオールを多く副生し、数平均分子量低下の要因となるためポリアルキレンオキシドの高分子量化が困難となるとともに、分子量分布の狭いポリアルキレンオキシドを得ること自体も困難となる。   Polyurethane obtained by using polyalkylene oxide having a high degree of unsaturation exceeding 0.010 meq / g is difficult to use due to deterioration of mechanical properties and handling properties due to generation of many migration components without being cured well. . Furthermore, a large amount of low molecular weight monools are produced as a by-product, resulting in a decrease in the number average molecular weight, making it difficult to increase the molecular weight of the polyalkylene oxide and obtaining a polyalkylene oxide having a narrow molecular weight distribution itself. .

本発明において、ポリアルキレンオキシド(A)の「不飽和度(meq/g)」とは、ポリアルキレンオキシド(A)の1g当たりに含まれる不飽和基の総量のことであり、JIS K1557 6.7に規定された方法に準拠して測定した値である。ポリアルキレンオキシドの不飽和度はポリアルキレンオキシド中に存在するモノオール量の指標となり、増加することで粘度は低下するが、ポリアルキレンオキシドの平均官能基数が低下することがあり、ポリウレタン原料として用いた際に停止反応となり、ポリウレタンの分子量低下や未架橋の低分子量成分の増加につながったり、ポリウレタン中でダングリング鎖として作用することで機械物性が低下することがある。
本発明のポリアルキレンオキシド組成物に用いるポリアルキレンオキシド(A)の数平均分子量は、500以上であることが好ましく、更に好ましくは1000〜30000の範囲であり、最も好ましくは1000〜5000の範囲である。数平均分子量500未満では顕著な粘度低減効果とならず、そのようなポリアルキレンオキシド(A)を用いポリアルキレンオキシドは得られるポリウレタンは機械物性のバラツキが大きくなりやすい。
本発明において、ポリアルキレンオキシド(A)の数平均分子量は、水酸基価より算出した数平均分子量を指し、ポリアルキレンオキシドの水酸基価(OHV、単位はmgKOH/g)に基づいて下記数式(4):
In the present invention, the “unsaturation degree (meq / g)” of the polyalkylene oxide (A) is the total amount of unsaturated groups contained in 1 g of the polyalkylene oxide (A), and is defined in JIS K1557. 7 is a value measured according to the method defined in 7. The degree of unsaturation of polyalkylene oxide is an indicator of the amount of monool present in the polyalkylene oxide. Increasing the viscosity decreases the viscosity, but the average number of functional groups of the polyalkylene oxide may decrease. When this occurs, it may cause a termination reaction, leading to a decrease in the molecular weight of the polyurethane and an increase in uncrosslinked low molecular weight components, or mechanical properties may decrease due to acting as a dangling chain in the polyurethane.
The number average molecular weight of the polyalkylene oxide (A) used in the polyalkylene oxide composition of the present invention is preferably 500 or more, more preferably in the range of 1000 to 30000, and most preferably in the range of 1000 to 5000. is there. When the number average molecular weight is less than 500, there is no remarkable viscosity reduction effect, and the polyurethane obtained from such a polyalkylene oxide (A) tends to have large variations in mechanical properties.
In the present invention, the number average molecular weight of the polyalkylene oxide (A) refers to the number average molecular weight calculated from the hydroxyl value, and the following formula (4) is based on the hydroxyl value (OHV, unit is mgKOH / g) of the polyalkylene oxide. :

Figure 2017141359
Figure 2017141359

を用いて計算した値をいう。 The value calculated using.

ここで、「OHV」は、JIS K1557 6.4に準拠して測定した値である。また、「1分子当たりの水酸基数」とは、ポリアルキレンオキシド(A)を製造するときに原料として用いた開始剤である活性水素化合物1分子あたりの活性水素原子の数をいう。市販品で開始剤の活性水素原子の数を特定できない場合、公称官能基数を用いる。   Here, “OHV” is a value measured according to JIS K1557 6.4. The “number of hydroxyl groups per molecule” refers to the number of active hydrogen atoms per molecule of the active hydrogen compound that is an initiator used as a raw material when the polyalkylene oxide (A) is produced. If the number of active hydrogen atoms in the initiator cannot be specified with a commercial product, the nominal functional group number is used.

本発明のポリアルキレンオキシド組成物に用いるポリアルキレンオキシド(A)の25℃条件における粘度は、特に限定されず、用途により適宜選択されるが、好ましくは1〜2000Pa・s(25℃)の範囲であり、更に好ましくは2〜1000Pa・s(25℃)の範囲である。ポリアルキレンオキシド(A)の粘度が1〜2000Pa・s(25℃)の範囲であれば、ポリウレタンの物性を制御しやすいため好ましい。   The viscosity in 25 degreeC conditions of the polyalkylene oxide (A) used for the polyalkylene oxide composition of this invention is not specifically limited, Although it is suitably selected by a use, Preferably it is the range of 1-2000 Pa.s (25 degreeC). More preferably, it is the range of 2-1000 Pa.s (25 degreeC). A viscosity of the polyalkylene oxide (A) in the range of 1 to 2000 Pa · s (25 ° C.) is preferable because the physical properties of the polyurethane can be easily controlled.

本発明において、25℃条件における「粘度」とは、JIS K1557−5 6.2.3項のコーンプレート回転粘度計で測定した値を指す。具体的には、せん断速度0.1(1/s)条件での粘度を指すが、粘度が測定範囲に入らない場合、測定範囲に入るようせん断速度範囲を0.01〜10(1/s)の範囲で調整しても良い。   In the present invention, “viscosity” at 25 ° C. refers to a value measured with a cone plate rotational viscometer of JIS K1557-5, section 6.2.3. Specifically, it refers to the viscosity at a shear rate of 0.1 (1 / s), but when the viscosity does not fall within the measurement range, the shear rate range is set to 0.01 to 10 (1 / s to enter the measurement range. ) May be adjusted within the range.

<ポリアルキレンオキシド(A)の製造>
本発明のポリアルキレンオキシド組成物に用いるポリアルキレンオキシド(A)の製造方法としては、特に限定するものではないが、例えば、活性水素含有化合物とイミノフォスファゼニウム塩触媒の存在下に、アルキレンオキシドの開環重合を行うことにより製造することができる。
<Production of polyalkylene oxide (A)>
The method for producing the polyalkylene oxide (A) used in the polyalkylene oxide composition of the present invention is not particularly limited. For example, in the presence of an active hydrogen-containing compound and an iminophosphazenium salt catalyst, It can be produced by ring-opening polymerization of oxide.

例えば、活性水素含有化合物とイミノフォスファゼニウム塩触媒を混合し、減圧処理して触媒活性種前駆体を調整する際に100℃以上、0.3kPa以下の厳しい減圧条件で2時間以上十分に水分や溶媒を除去することで分子量分布を広げる要因となる開始剤の活性水素含有化合物由来以外のポリアルキレンオキシドを抑制すること、
更にルイス酸を混合し、減圧処理して触媒活性種を調整する際に100℃以上、0.3kPa以下の条件で2時間以上十分に副生物を除去すること及び沸点が低い副生物となる特定のルイス酸を選定することで分子量分布を広げる要因となるルイス酸由来のポリアルキレンオキシドを抑制すること、
副反応が少ないイミノフォスファゼニウム塩触媒と特定のルイス酸を組み合わせた触媒としてアルキレンオキシドを付加する製造プロセスを経ること、
水分値が100ppm以下と少ないアルキレンオキシドを用いること、
等により、ポリアルキレンオキシド(A)がより得られやすくなるため好ましいが、特に限定されない。
For example, when an active hydrogen-containing compound and an iminophosphazenium salt catalyst are mixed and subjected to reduced pressure treatment to prepare a catalytically active species precursor, it is sufficient for 2 hours or more under severe pressure reduction conditions of 100 ° C. or more and 0.3 kPa or less. Inhibiting polyalkylene oxides other than those derived from active hydrogen-containing compounds in the initiator, which is a factor that broadens the molecular weight distribution by removing water and solvents,
Further, when adjusting the catalytically active species by mixing a Lewis acid and reducing the pressure, the by-product is sufficiently removed for 2 hours or more under conditions of 100 ° C. or more and 0.3 kPa or less, and a by-product having a low boiling point is specified. Inhibiting Lewis acid-derived polyalkylene oxide, which is a factor that broadens the molecular weight distribution by selecting the Lewis acid of
Through a production process of adding alkylene oxide as a catalyst combining a specific Lewis acid and an iminophosphazenium salt catalyst with few side reactions,
Using an alkylene oxide having a moisture value of 100 ppm or less,
It is preferable because the polyalkylene oxide (A) is more easily obtained by the above, but is not particularly limited.

イミノフォスファゼニウム塩触媒として、特に限定するものではないが、アルキレンオキシドの適応範囲が広くて重合活性が高く、低不飽和度となりやすいため、イミノフォスファゼニウム塩とルイス酸とを併用した触媒系を用いることが好ましい。   Although it is not particularly limited as an iminophosphazenium salt catalyst, iminophosphazenium salt and Lewis acid are used in combination because of the wide range of application of alkylene oxide, high polymerization activity, and low degree of unsaturation. It is preferable to use a catalyst system prepared.

ここで、ルイス酸としては、特に限定するものではないが、例えば、アルミニウム化合物、亜鉛化合物、ホウ素化合物等を挙げることができる。そして、これらの中でも、触媒性能に優れるアルキレンオキシド重合触媒となることから、有機アルミニウム、アルミノキサン、有機亜鉛が好ましく、更に好ましくは、有機アルミニウムである。   Here, the Lewis acid is not particularly limited, and examples thereof include an aluminum compound, a zinc compound, and a boron compound. Of these, organoaluminum, aluminoxane, and organozinc are preferable, and organoaluminum is more preferable because it becomes an alkylene oxide polymerization catalyst having excellent catalytic performance.

アルミニウム化合物としては、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリノルマルヘキシルアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、トリイソブトキシアルミニウム、トリフェニルアルミニウム、ジフェニルモノイソブチルアルミニウム、モノフェニルジイソブチルアルミニウム等の有機アルミニウム;メチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、メチル−イソブチルアルミノキサン等のアルミノキサン;塩化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム等の無機アルミニウムを挙げることができる。   Examples of the aluminum compound include trimethylaluminum, triethylaluminum, triisobutylaluminum, trinormalhexylaluminum, triethoxyaluminum, triisopropoxyaluminum, triisobutoxyaluminum, triphenylaluminum, diphenylmonoisobutylaluminum, monophenyldiisobutylaluminum, etc. Organic aluminum; an aluminoxane such as methylaluminoxane, isobutylaluminoxane, and methyl-isobutylaluminoxane; and inorganic aluminum such as aluminum chloride, aluminum hydroxide, and aluminum oxide.

これらの中でも、触媒活性種調製の際の副生物の沸点が100℃以下と低くて除去しやすく、分子量分布を広げる要因となるルイス酸由来のポリアルキレンオキシドを抑制しやすいトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリノルマルヘキシルアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウムなどが好ましい。触媒活性種調製の際に副生する化合物はルイス酸の構造より判断でき、例えばトリメチルアルミニウムではアルミニウム上の置換基のメチル基にHが付加したメタン、トリイソブチルアルミニウムではアルミニウム上の置換基のイソブチル基にHが付加したイソブタン、トリイソプロポキシアルミニウムではイソプロポキシ基にHが付加したイソプロパノールである。   Among these, trimethylaluminum, triethylaluminum, which are easy to remove because the boiling point of by-products during the preparation of the catalytically active species is as low as 100 ° C. or less, and are easy to suppress the polyalkylene oxide derived from Lewis acid, which causes the molecular weight distribution to be broadened. Triisobutyl aluminum, trinormal hexyl aluminum, triethoxy aluminum, triisopropoxy aluminum and the like are preferable. The compound produced as a by-product in the preparation of the catalytically active species can be judged from the structure of Lewis acid. For example, trimethylaluminum has H added to the methyl group of the substituent on aluminum, and triisobutylaluminum has the isobutyl substituent on aluminum. In the case of isobutane in which H is added to the group, triisopropoxyaluminum is isopropanol in which H is added to the isopropoxy group.

亜鉛化合物としては、例えば、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、ジフェニル亜鉛等の有機亜鉛;塩化亜鉛、酸化亜鉛等の無機亜鉛を挙げることができる。   Examples of the zinc compound include organic zinc such as dimethyl zinc, diethyl zinc and diphenyl zinc; and inorganic zinc such as zinc chloride and zinc oxide.

ホウ素化合物としては、トリエチルボラン、トリメトキシボラン、トリエトキシボラン、トリイソプロポキシボラン、トリフェニルボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、トリフルオロボラン等を挙げることができる。   Examples of the boron compound include triethylborane, trimethoxyborane, triethoxyborane, triisopropoxyborane, triphenylborane, tris (pentafluorophenyl) borane, and trifluoroborane.

イミノフォスファゼニウム塩としては、イミノ基及びP−N結合を有する化合物であればよく、特に限定されないが、下記一般式(3)で示される化合物が挙げられる(例えば、特開2011−132179号公報参照)。   The iminophosphazenium salt is not particularly limited as long as it is a compound having an imino group and a PN bond, and examples thereof include compounds represented by the following general formula (3) (for example, JP 2011-132179 A). No. publication).

Figure 2017141359
Figure 2017141359

[上記一般式中、R及びRは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。なお、RとRが互いに結合して環構造を形成していても良いし、R同士又はR同士が互いに結合して環構造を形成していても良い。Xは、ヒドロキシアニオン、炭素数1〜4のアルコキシアニオン、カルボキシアニオン、炭素数2〜5のアルキルカルボキシアニオン、又は炭酸水素アニオンを表す。]
イミノフォスファゼニウム塩とルイス酸との割合は、特に限定するものではなく、アルキレンオキシド重合触媒としての作用が発現する限りにおいて任意であるが、例えばイミノフォスファゼニウム塩:ルイス酸=1:0.002〜500(モル比)の範囲である。
[In said general formula, R < 1 > and R < 2 > respectively independently represents a hydrogen atom or a C1-C20 hydrocarbon group. Incidentally, the R 1 and R 2 may be bonded to form a ring structure, R 1 s or R 2 together may form a ring structure together. X represents a hydroxy anion, an alkoxy anion having 1 to 4 carbon atoms, a carboxy anion, an alkyl carboxy anion having 2 to 5 carbon atoms, or a hydrogen carbonate anion. ]
The ratio of the iminophosphazenium salt to the Lewis acid is not particularly limited, and may be any as long as the action as an alkylene oxide polymerization catalyst is exhibited. For example, iminophosphazenium salt: Lewis acid = 1 : It is the range of 0.002-500 (molar ratio).

本発明のポリアルキレンオキシドを製造する際の重合温度としては、特に限定されないが、ポリアルキレンオキシドが分解して分子量分布が広がりにくく触媒活性を発現しやすいため、70〜150℃の範囲が好ましく、更に好ましくは90〜110℃の範囲である。   The polymerization temperature at the time of producing the polyalkylene oxide of the present invention is not particularly limited, but the range of 70 to 150 ° C. is preferable because the polyalkylene oxide is decomposed and the molecular weight distribution is difficult to spread and the catalytic activity is easily expressed. More preferably, it is the range of 90-110 degreeC.

本発明のポリアルキレンオキシドを製造する際の重合圧力は、特に限定されないが、0.05〜1.0MPaの範囲、好ましくは0.1〜0.6MPaの範囲である。   Although the polymerization pressure at the time of producing the polyalkylene oxide of the present invention is not particularly limited, it is in the range of 0.05 to 1.0 MPa, preferably in the range of 0.1 to 0.6 MPa.

本発明のポリアルキレンオキシドを製造する際の撹拌速度としては、特に限定されず重合容器の形状や内容積、撹拌翼形状等によるが、内容積2Lの円筒型の重合容器でイカリ型の撹拌翼の場合、300rpm以上で十分に撹拌することが好ましい。   The stirring speed at the time of producing the polyalkylene oxide of the present invention is not particularly limited, and depends on the shape and inner volume of the polymerization vessel, the shape of the stirring blade, and the like. In this case, it is preferable to sufficiently stir at 300 rpm or more.

イミノフォスファゼニウム塩とルイス酸を組み合わせた触媒を用い、活性水素含有化合物にアルキレンオキシドを付加する際には、イミノフォスファゼニウム塩(その前駆体を含む)、ルイス酸、及び活性水素含有化合物を同時に混合し、加熱・減圧処理等を行って触媒活性種を調製する方法、これらのうちの1成分に他の2成分を混合し加熱・減圧処理等を行って触媒活性種を調製する方法、これらのうちの2成分に他の1成分を混合し加熱・減圧処理等を行って触媒活性種を調製する方法、これらのうちの2成分を混合し加熱・減圧処理等を行って触媒活性種前駆体を調製後、他の1成分を混合し更に加熱・減圧処理等を行って触媒活性種を調製する方法等の如何なる方法を用いても良いが、副生物や不純物が除去されやすく狭い分子量分布のポリアルキレンオキシドを得やすいため、好ましくはイミノフォスファゼニウム塩と活性水素含有化合物とを混合した後に加熱・減圧処理を行って、その後にルイス酸を混合し更に加熱・減圧処理等を行って触媒活性種を調製してアルキレンオキシドを付加する製造プロセスを経ることが好ましい。   When adding an alkylene oxide to an active hydrogen-containing compound using a catalyst that combines an iminophosphazenium salt and a Lewis acid, the iminophosphazenium salt (including its precursor), Lewis acid, and active hydrogen are added. A method of preparing catalytically active species by mixing the contained compounds at the same time and preparing a catalytically active species by performing heating / depressurization treatment, etc. A method of preparing a catalytically active species by mixing another component with two of these components and performing heating / depressurizing treatment, etc., mixing two of these components and performing heating / depressurizing treatment, etc. Any method such as a method of preparing a catalytically active species after preparing a catalytically active species precursor and mixing other one component and further performing heating / depressurization treatment, etc. may be used, but by-products and impurities are removed. Easy and narrow molecular weight Since it is easy to obtain the polyalkylene oxide of the cloth, preferably the iminophosphazenium salt and the active hydrogen-containing compound are mixed and then subjected to heating and decompression treatment, and then Lewis acid is mixed and further subjected to heating and decompression treatment, etc. It is preferred to go through a manufacturing process to prepare the catalytically active species and add the alkylene oxide.

その際の加熱・減圧処理の温度としては副生物や不純物が除去されやすく狭い分子量分布のポリアルキレンオキシドを得やすいため100℃以上が好ましく、更に好ましくは100〜130℃の範囲である。加熱・減圧処理の際の圧力としては、副生物や不純物が除去されやすく狭い分子量分布のポリアルキレンオキシドを得やすいため0.5kPa未満が好ましく、更に好ましくは0.001〜0.2kPaの範囲である。その際の加熱・減圧処理の時間としては、反応容器の形状等により異なるがイミノフォスファゼニウム塩及び又はその前駆体、ルイス酸、及び活性水素含有化合物を混合後2時間以上であることが好ましく、更に好ましくはイミノフォスファゼニウム塩及び又はその前駆体と活性水素含有化合物を混合後2時間以上の加熱・減圧留去に加え、ルイス酸混合後更に加熱・減圧留去を2時間以上行うことが好ましい。更に不純物除去のため低沸点の脱水溶媒を添加し、共沸操作を行って不純物を除去してもよい。   In this case, the temperature of the heating / depressurizing treatment is preferably 100 ° C. or more, more preferably in the range of 100 to 130 ° C., because by-products and impurities are easily removed and polyalkylene oxide having a narrow molecular weight distribution is easily obtained. The pressure during the heating / decompression treatment is preferably less than 0.5 kPa, more preferably in the range of 0.001 to 0.2 kPa, because by-products and impurities are easily removed and polyalkylene oxide having a narrow molecular weight distribution is easily obtained. is there. The heating / decompression treatment time at that time varies depending on the shape of the reaction vessel and the like, but it may be 2 hours or more after mixing the iminophosphazenium salt and / or its precursor, Lewis acid, and active hydrogen-containing compound. More preferably, the iminophosphazenium salt and / or its precursor and the active hydrogen-containing compound are added to the heated / reduced distillation for 2 hours or more after mixing, and the heating / reduced distillation is further performed for 2 hours or more after mixing with the Lewis acid. Preferably it is done. Further, a low-boiling dehydrated solvent may be added to remove impurities, and azeotropic operation may be performed to remove impurities.

本発明のポリアルキレンオキシド組成物に用いるポリアルキレンオキシド(A)は、特に限定するものではないが、触媒が残存すると粘度が上昇することがあるため、重合後に触媒を除去することが好ましい。更に好ましくは触媒残渣量が200ppm以下であり、最も好ましくは100ppm以下である。ここで、触媒残渣量としては、触媒を2種類以上併用して用いる場合、合算した触媒残渣量を指す。   The polyalkylene oxide (A) used in the polyalkylene oxide composition of the present invention is not particularly limited, but it is preferable to remove the catalyst after polymerization because the viscosity may increase when the catalyst remains. More preferably, the amount of catalyst residue is 200 ppm or less, and most preferably 100 ppm or less. Here, the catalyst residue amount refers to the combined catalyst residue amount when two or more types of catalysts are used in combination.

<ポリイソシアネート(B)>
本発明のポリアルキレンオキシド組成物に用いるポリイソシアネート(B)としては、特に限定するものではないが、例えば、少なくとも2個のイソシアネート基を有する化合物が挙げられる。
<Polyisocyanate (B)>
Although it does not specifically limit as polyisocyanate (B) used for the polyalkylene oxide composition of this invention, For example, the compound which has at least 2 isocyanate group is mentioned.

具体的には、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、2,4’−ジフェニルメタ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、1,5−ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、1,8−ジイソシアネートー4−イソシアネートメチルオクタン、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、それらとポリオールとの反応によるイソシアネート含有プレポリマー、及びこれらの二種以上の混合物等が例示される。更に、これらのイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、イソシアヌレート基、アミド基、イミド基、ウレトンイミン基、ウレトジオン基又はオキサゾリドン基含有変性物)やポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(ポリメリックMDI)等の縮合体(多核体と称されることもある)も包含される。   Specifically, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, tolidine diisocyanate, xylylene diisocyanate 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, lysine diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, tetramethylxylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1 , 4-cyclohexane diisocyanate, norbornane diisocyanate, lysine ester triisocyanate, 1,6,11- Ndecane triisocyanate, 1,8-diisocyanate-4-isocyanate methyloctane, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, bicycloheptane triisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, isocyanate-containing prepolymers by reaction of them with polyols, And a mixture of two or more of these. Furthermore, modified products of these isocyanates (urethane group, carbodiimide group, allophanate group, urea group, burette group, isocyanurate group, amide group, imide group, uretonimine group, uretdione group or oxazolidone group-containing modified product) and polymethylene Condensates (sometimes referred to as polynuclear bodies) such as polyphenylene polyisocyanate (polymeric MDI) are also included.

これらのなかでも生産性が優れ、更には硬化性が優れるポリアルキレンオキシド組成物を得やすいため、芳香族族イソシアネート、脂環式イソシアネート、及びこれらの変性体が好ましい。   Among these, aromatic isocyanates, alicyclic isocyanates, and modified products thereof are preferable because it is easy to obtain a polyalkylene oxide composition having excellent productivity and excellent curability.

具体的には、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、2,4’−ジフェニルメタ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、1,5−ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、芳香族イソシアネート含有プレポリマー、脂環式イソシアネート含有プレポリマー、これらのイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、イソシアヌレート基、アミド基、イミド基、ウレトンイミン基、ウレトジオン基又はオキサゾリドン基含有変性物)等が例示される。これらイソシアネートは一種又は二種以上混合して使用してもよい。   Specifically, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, tolidine diisocyanate, xylylene diisocyanate , Aromatic isocyanate-containing prepolymers, alicyclic isocyanate-containing prepolymers, modified products of these isocyanates (urethane groups, carbodiimide groups, allophanate groups, urea groups, burette groups, isocyanurate groups, amide groups, imide groups, uretonimines Group, uretdione group or oxazolidone group-containing modified product) and the like. These isocyanates may be used alone or in combination.

イソシアネート含有プレポリマーとしては、例えば、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル、イソトリデカノール、ヘキシルデカノール、エチルヘキサノール、ブチルテトラグリコール等のモノオール、ポリオール、モノアミン又はポリアミン等と、イソシアネートとの反応生成物が挙げられる。   Examples of the isocyanate-containing prepolymer include polyoxyalkylene monoalkyl ethers, isotridecanols, hexyldecanols, monools such as ethylhexanol and butyltetraglycol, polyols, monoamines, polyamines, and the like, and reaction products of isocyanates. It is done.

<添加剤>
本発明のポリアルキレンオキシド組成物には、必要に応じてウレタン化触媒、消泡材、整泡剤、その他の添加剤を含んでもよい。
<Additives>
The polyalkylene oxide composition of the present invention may contain a urethanization catalyst, an antifoaming material, a foam stabilizer, and other additives as necessary.

本発明のポリアルキレンオキシド組成物中の添加剤の含有量としては、特に限定するものではないが、好ましくは5重量%以下の範囲であり、更に好ましくは0.1重量%以下の範囲である。   The content of the additive in the polyalkylene oxide composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 5% by weight or less, more preferably in the range of 0.1% by weight or less. .

<ポリアルキレンオキシド組成物>
本発明のポリアルキレンオキシド組成物中のポリアルキレンオキシド(A)の含有量としては、特に限定するものではないが、通常50〜99.9重量%の範囲であり、好ましくは60〜99.8重量%の範囲であり、更に好ましくは70〜99.5重量%の範囲である。ポリアルキレンオキシド(A)の含有量が50〜99.9重量%の範囲であれば、ペースト状や固体状となりにくく液状を保ちやすいため、ハンドリングしやすい。また上記の範囲内であれば均一な組成となりやすく、ウレタンプレポリマーとした際も低粘度となってハンドリングしやすい。
<Polyalkylene oxide composition>
Although it does not specifically limit as content of polyalkylene oxide (A) in the polyalkylene oxide composition of this invention, Usually, it is the range of 50-99.9 weight%, Preferably it is 60-99.8. It is the range of weight%, More preferably, it is the range of 70-99.5 weight%. When the content of the polyalkylene oxide (A) is in the range of 50 to 99.9% by weight, it is easy to handle because it is difficult to become a paste or a solid and easily maintain a liquid state. Moreover, if it is in said range, it will become a uniform composition easily, and when it is set as a urethane prepolymer, it will become low viscosity and will be easy to handle.

また、ポリアルキレンオキシド組成物中のポリアルキレンオキシド(A)中のOH基総量とポリイソシアネート(B)中のNCO基総量のモル比率(NCO/OH)としては、得られるウレタン硬化物の用途により異なり、特に限定されないが、通常NCO/OH=0.001〜20の範囲である。   In addition, the molar ratio (NCO / OH) of the total amount of OH groups in the polyalkylene oxide (A) and the total amount of NCO groups in the polyisocyanate (B) in the polyalkylene oxide composition depends on the use of the obtained urethane cured product. Although it is different and is not particularly limited, it is usually in the range of NCO / OH = 0.001-20.

なかでも、後述するイソシアネート基末端のウレタンプレポリマーを得るにはNCO/OH=1.3〜10の範囲が好ましく、更に好ましくはNCO/OH=1.5〜3.9の範囲である。NCO/OH=1.3〜10の範囲であれば、用途により異なるが低粘度すぎて液流れ等によりハンドリング性が悪化する可能性が低くなり、また粘度が高くなりすぎてハンドリング性が悪化する可能性も低くなるため好ましい。   Especially, in order to obtain the urethane prepolymer of the isocyanate group terminal mentioned later, the range of NCO / OH = 1.3-10 is preferable, More preferably, it is the range of NCO / OH = 1.5-3.9. If it is in the range of NCO / OH = 1.3 to 10, it depends on the application, but the viscosity is too low and the possibility of deterioration of the handling property due to the liquid flow becomes low, and the viscosity becomes too high and the handling property is deteriorated. The possibility is also low, which is preferable.

本発明のポリアルキレンオキシド組成物中のポリイソシアネート(B)の含有量としては、通常0.1〜50重量%の範囲であり、好ましくは0.2〜40重量%の範囲であり、更に好ましくは0.5〜30重量%の範囲である。ポリイソシアネート(B)の含有率が0.1〜50重量%の範囲であれば、ペースト状や固体状となりにくく液状を保ちやすい為ハンドリングしやすく好ましい。また上記の範囲内であれば均一な組成となりやすく、後述するウレタンプレポリマーとした際も低粘度となってハンドリングしやすい為好ましい。   The polyisocyanate (B) content in the polyalkylene oxide composition of the present invention is usually in the range of 0.1 to 50% by weight, preferably in the range of 0.2 to 40% by weight, and more preferably. Is in the range of 0.5-30% by weight. When the content of the polyisocyanate (B) is in the range of 0.1 to 50% by weight, it is easy to handle because it is difficult to become a paste or solid and easily maintain a liquid state. Moreover, if it is in said range, it will become easy to become a uniform composition, and since it becomes low viscosity when it is set as the urethane prepolymer mentioned later, it is preferable.

本発明のポリアルキレンオキシド組成物の粘度としては、得られるウレタンプレポリマー、ウレタン硬化物等に要求される物性や用途を発現するNCO/OH比等により異なるため、特に限定されないが、通常100〜10万mPa・sの範囲であり、好ましくは200〜3万mPa・sの範囲であり、更に好ましくは300〜3000mPa・sの範囲である。100〜10万mPa・sの範囲であれば、用途により異なるが撹拌や成形等のハンドリングがしやすい。   The viscosity of the polyalkylene oxide composition of the present invention is not particularly limited because it varies depending on the properties required for the urethane prepolymer, urethane cured product, and the like, and the NCO / OH ratio that expresses the use, but is usually 100 to 100%. The range is 100,000 mPa · s, preferably 200 to 30,000 mPa · s, and more preferably 300 to 3000 mPa · s. If it is in the range of 100 to 100,000 mPa · s, handling such as stirring and molding is easy although it varies depending on the application.

<ウレタンプレポリマー>
本発明のウレタンプレポリマーは、本発明のポリアルキレンオキシド組成物に含まれるポリアルキレンオキシド(A)とポリイソシアネート(B)との反応生成物からなる。
<Urethane prepolymer>
The urethane prepolymer of the present invention comprises a reaction product of polyalkylene oxide (A) and polyisocyanate (B) contained in the polyalkylene oxide composition of the present invention.

本発明のウレタンプレポリマーは、粘度が低くハンドリング性に優れ、速硬化性を示す。また、本発明のウレタンプレポリマーは、同一分子量の低モノオール量のポリプロピレングリコール(PPG)を用いて合成したウレタンプレポリマーより低粘度なため均一に硬化しやすい。更に、本発明のウレタンプレポリマーは、汎用のPPGや同一分子量の低モノオール量のPPGを用いて得られたウレタンプレポリマーより硬化期間も短いためタック性を示す期間が短縮しゴミの混入等を抑制しやすいため、得られるウレタン硬化物の機械物性のバラツキが顕著に小さくなる。   The urethane prepolymer of the present invention has a low viscosity, excellent handling properties, and fast curability. Further, the urethane prepolymer of the present invention has a lower viscosity than a urethane prepolymer synthesized using a low-monool polypropylene glycol (PPG) having the same molecular weight, and thus is easily cured uniformly. Furthermore, since the urethane prepolymer of the present invention has a shorter curing period than the urethane prepolymer obtained by using general-purpose PPG or low-monool PPG having the same molecular weight, the period of tackiness is shortened and dust is mixed in. Therefore, variation in mechanical properties of the obtained urethane cured product is remarkably reduced.

本発明のウレタンプレポリマーの製造方法としては、特に制限されず、例えば、例えば、本発明のポリアルキレンオキシド組成物に含まれるポリアルキレンオキシド(A)とポリイソシアネート(B)とを反応させることにより製造することができる。必要に応じて、ウレタン化触媒、溶剤、消泡材、その他添加剤等の存在下、ポリアルキレンオキシド(A)とポリイソシアネート(B)とをウレタン化反応(プレポリマー化)させてもよい。よって、得られたウレタンプレポリマーは、ウレタン化触媒、消泡材、添加剤等を含んでいてもよい。   The method for producing the urethane prepolymer of the present invention is not particularly limited. For example, by reacting the polyalkylene oxide (A) and polyisocyanate (B) contained in the polyalkylene oxide composition of the present invention, for example. Can be manufactured. If necessary, the polyalkylene oxide (A) and the polyisocyanate (B) may be subjected to a urethanization reaction (prepolymerization) in the presence of a urethanization catalyst, a solvent, an antifoaming material, and other additives. Therefore, the obtained urethane prepolymer may contain a urethanization catalyst, an antifoaming material, an additive and the like.

ここで、ウレタン化反応の温度としては、特に限定するものではないが、通常120℃以下であり、好ましくは50〜110℃である。120℃以下であれば、反応速度の制御や所定の数平均分子量と構造のウレタンプレポリマーが得られやすい。   Here, although it does not specifically limit as temperature of a urethanation reaction, Usually, it is 120 degrees C or less, Preferably it is 50-110 degreeC. If it is 120 degrees C or less, it will be easy to obtain the urethane prepolymer of reaction rate control or a predetermined number average molecular weight and structure.

また、ウレタン化反応の反応時間としては、特に限定するものではないが、120℃以下で1〜20時間行なうのが好ましい。反応の終点は、滴定によるイソシアネート残留量測定、又はIR測定によるイソシアネートピークの消失により判断することができる。   The reaction time for the urethanization reaction is not particularly limited, but it is preferably 1 to 20 hours at 120 ° C. or lower. The end point of the reaction can be determined by measuring the residual amount of isocyanate by titration or disappearance of the isocyanate peak by IR measurement.

ウレタン化反応の際に、特に限定するものではないが、反応制御を容易にするため、溶媒を使用してもよい。溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、酢酸エチル、トルエン、キシレン、アセトン、ベンゼン、ジオキサン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジグライム、ジメトルスルホキシド、N−メチルピロリドン、ジメチルホルミアミド等が挙げられる。ウレタンプレポリマーの溶解性、溶媒の沸点等の点から特に、酢酸エチル、トルエン、メチルエチルケトン又はこれらの混合溶媒が好ましい。これら溶媒は、反応初期、反応中盤、反応終了後等任意のタイミングで添加してもよい。   In the urethanization reaction, although not particularly limited, a solvent may be used in order to facilitate reaction control. Examples of the solvent include methyl ethyl ketone, ethyl acetate, toluene, xylene, acetone, benzene, dioxane, acetonitrile, tetrahydrofuran, diglyme, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide and the like. In view of the solubility of the urethane prepolymer, the boiling point of the solvent, etc., ethyl acetate, toluene, methyl ethyl ketone or a mixed solvent thereof is particularly preferable. These solvents may be added at an arbitrary timing such as the initial stage of the reaction, the middle of the reaction, or after the completion of the reaction.

ウレタン化反応時に溶媒を使用した場合の、ウレタンプレポリマー溶液中のウレタンプレポリマー濃度(溶媒を除く未反応の原料を含む)としては、用途により選択され、特に限定するものではないが、好ましくは10〜90重量%の範囲であり、更に好ましくは20〜55重量%の範囲である。ウレタンプレポリマー溶液中のウレタンプレポリマー濃度が10〜90重量%の範囲であれば、ウレタン化の反応性の低下が小さく、ハンドリング性の向上効果が期待できる。   When a solvent is used during the urethanization reaction, the urethane prepolymer concentration in the urethane prepolymer solution (including unreacted raw materials excluding the solvent) is selected depending on the application and is not particularly limited, but preferably It is in the range of 10 to 90% by weight, and more preferably in the range of 20 to 55% by weight. When the urethane prepolymer concentration in the urethane prepolymer solution is in the range of 10 to 90% by weight, a decrease in the reactivity of urethanization is small, and an improvement in handling properties can be expected.

本発明のウレタンプレポリマーの製造には、公知のウレタン化触媒を使用してもよい。例えば、三級アミン系化合物、有機金属系化合物等が挙げられる。   A known urethanization catalyst may be used for the production of the urethane prepolymer of the present invention. For example, a tertiary amine compound, an organometallic compound, etc. are mentioned.

三級アミン系化合物としては、特に限定するものではないが、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N−メチルモルホリン、ジアザビシクロウンデセン(別名:DBU)等が挙げられ、単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。   The tertiary amine compound is not particularly limited, but includes triethylamine, triethylenediamine, N, N-dimethylbenzylamine, N-methylmorpholine, diazabicycloundecene (also known as DBU), and the like. Or in combination of two or more.

有機金属系化合物としては、特に限定するものではないが、錫系化合物、及び非錫系化合物を挙げることができる。   Although it does not specifically limit as an organometallic compound, A tin type compound and a non-tin type compound can be mentioned.

錫系化合物としては、特に限定するものではないが、例えば、ジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫オキシド、ジブチル錫ジブロマイド、ジブチル錫ジマレエート、ジブチル錫ジラウレート(別名:DBTDL)、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫スルファイド、トリブチル錫スルファイド、トリブチル錫オキシド、トリブチル錫アセテート、トリエチル錫エトキサイド、トリブチル錫エトキサイド、ジオクチル錫オキシド、トリブチル錫クロライド、トリブチル錫トリクロロアセテート、ジオクチル錫ジラウリレート(別名:DOTDL)、2−エチルヘキサン酸錫等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a tin-type compound, For example, dibutyltin dichloride, dibutyltin oxide, dibutyltin dibromide, dibutyltin dimaleate, dibutyltin dilaurate (alias: DBTDL), dibutyltin diacetate, dibutyltin sulfide , Tributyltin sulfide, tributyltin oxide, tributyltin acetate, triethyltin ethoxide, tributyltin ethoxide, dioctyltin oxide, tributyltin chloride, tributyltin trichloroacetate, dioctyltin dilaurate (also known as DOTDL), tin 2-ethylhexanoate, etc. Is mentioned.

非錫系化合物としては、特に限定するものではないが、例えば、ジブチルチタニウムジクロライド、テトラブチルチタネート、ブトキシチタニウムトリクロライド等のチタン系、オレイン酸鉛、2−エチルヘキサン酸鉛、安息香酸鉛、ナフテン酸鉛等の鉛系、2−エチルヘキサン酸鉄、鉄アセチルアセトネート等の鉄系、安息香酸コバルト、2−エチルヘキサン酸コバルト等のコバルト系、ナフテン酸亜鉛、2−エチルヘキサン酸亜鉛等の亜鉛系、ナフテン酸ジルコニウム等が挙げられる。   The non-tin compound is not particularly limited. For example, titanium compounds such as dibutyltitanium dichloride, tetrabutyltitanate, butoxytitanium trichloride, lead oleate, lead 2-ethylhexanoate, lead benzoate, naphthene Lead type such as lead acid, iron type such as iron 2-ethylhexanoate, iron acetylacetonate, cobalt type such as cobalt benzoate, cobalt 2-ethylhexanoate, zinc naphthenate, zinc 2-ethylhexanoate, etc. Examples thereof include zinc-based and zirconium naphthenate.

上記ウレタン化触媒の中で、ジブチル錫ジラウレート(別名:DBTDL)、ジオクチル錫ジラウレート(別名:DOTDL)、2−エチルヘキサン酸錫等が、反応性及び衛生性の点で好ましい。   Among the urethanization catalysts, dibutyltin dilaurate (also known as DBTDL), dioctyltin dilaurate (also known as DOTDL), tin 2-ethylhexanoate and the like are preferable in terms of reactivity and hygiene.

上記三級アミン系化合物、有機金属系化合物等の触媒は、単独でも使用できるが、併用することもできる。   Catalysts such as tertiary amine compounds and organometallic compounds can be used alone or in combination.

本発明のウレタンプレポリマーの製造時における、上記ウレタン化触媒の添加量としては、特に限定されないが、使用量が少なすぎると生産性が低下する場合があり、また多すぎると反応が不均一となり物性が不安定となる場合があるため、ポリアルキレンオキシド組成物に対して、上記した3級アミン系化合物では0.01〜15重量%、上記した有機金属系化合物では0.0001〜5重量%の範囲が好ましい。合成後、これら触媒は、除去してもよく、残存していてもよい。   The amount of the urethanization catalyst added during the production of the urethane prepolymer of the present invention is not particularly limited, but if the amount used is too small, the productivity may decrease, and if it is too large, the reaction becomes uneven. Since the physical properties may become unstable, the above-mentioned tertiary amine compound is 0.01 to 15% by weight, and the above organometallic compound is 0.0001 to 5% by weight with respect to the polyalkylene oxide composition. The range of is preferable. After the synthesis, these catalysts may be removed or may remain.

本発明のウレタンプレポリマーは、高分子量化を促進するため、鎖延長剤を用いて鎖延長することができる。鎖延長剤としては、特に限定するものではないが、例えば、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ブチルエチルペンタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のグリコール類、エチレンジアミン、N−アミノエチルエタノールアミン、ピペラジン、イソホロンジアミン、キシリレンジアミン等の多価アミン等が挙げられる。   The urethane prepolymer of the present invention can be chain extended using a chain extender in order to promote high molecular weight. The chain extender is not particularly limited. For example, ethylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, butylethylpentanediol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol and other glycols, ethylenediamine, And polyvalent amines such as N-aminoethylethanolamine, piperazine, isophoronediamine, and xylylenediamine.

本発明のウレタンプレポリマーの性状は、液状であることが望ましい。ゲル状や固体では塗工が難しい場合があり、溶媒に溶解して使用する場合にも不溶分等が発生する場合がある。   The property of the urethane prepolymer of the present invention is desirably liquid. Coating may be difficult in gel or solid form, and insoluble matter may be generated even when dissolved in a solvent.

本発明のウレタンプレポリマーは、分子内に反応性基を有することが好ましい。反応性基としては、特に限定するものではないが、活性水素基等のイソシアネート基と反応する反応性基、イソシアネート基等の活性水素基と反応する反応性基を含有することが好ましく、分子末端に水酸基を含有する水酸基末端ウレタンプレポリマーであることが特に好ましい。ポリイソシアネート(B)の有するNCO基とポリアルキレンオキシド(A)の有するOH基総量のモル比率(NCO/OH)が1.00以下の範囲では水酸基が末端構造である。また、1.00を超える範囲ではイソシアネート基が末端構造のものが多い。本発明のウレタンプレポリマーの末端構造としては、特に限定されないが、例えば、水酸基、アミノ基、イソシアネート基、アリル基等の1種又は2種以上が挙げられる。   The urethane prepolymer of the present invention preferably has a reactive group in the molecule. The reactive group is not particularly limited, but preferably contains a reactive group that reacts with an isocyanate group such as an active hydrogen group, and a reactive group that reacts with an active hydrogen group such as an isocyanate group. Particularly preferred is a hydroxyl group-terminated urethane prepolymer containing a hydroxyl group. When the molar ratio (NCO / OH) of the total amount of OH groups of the polyisocyanate (B) and NCO groups of the polyalkylene oxide (A) is 1.00 or less, the hydroxyl group is a terminal structure. In addition, in the range exceeding 1.00, many isocyanate groups have a terminal structure. Although it does not specifically limit as terminal structure of the urethane prepolymer of this invention, For example, 1 type, or 2 or more types, such as a hydroxyl group, an amino group, an isocyanate group, and an allyl group, is mentioned.

本発明のウレタンプレポリマーの標準ポリスチレン換算の数平均分子量は、特に限定するものではないが、1000〜30000の範囲であることが好ましく、2000〜10000範囲が更に好ましい。ウレタンプレポリマーの数平均分子量が1000〜30000の範囲であれば、ウレタンプレポリマーの粘度が高くなりすぎず、硬化反応に使用しやすい。標準ポリスチレン換算の数平均分子量は、カラム温度40℃、流速1.0ml/min、溶媒THFの条件でGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定を行い、標準ポリスチレンを用いた3次近似曲線検量線として算出することができる。   The number average molecular weight in terms of standard polystyrene of the urethane prepolymer of the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 1000 to 30000, and more preferably in the range of 2000 to 10,000. If the number average molecular weight of the urethane prepolymer is in the range of 1000 to 30000, the viscosity of the urethane prepolymer does not become too high and is easy to use for the curing reaction. The number average molecular weight in terms of standard polystyrene is measured by GPC (gel permeation chromatography) under the conditions of a column temperature of 40 ° C., a flow rate of 1.0 ml / min, and a solvent THF, and a cubic approximate curve calibration curve using standard polystyrene. Can be calculated as

本発明のウレタンプレポリマーの粘度は、得られるウレタン硬化物に要求される物性や用途によって選択されるポリアルキレンオキシド組成物中のNCO/OH比やポリアルキレンオキシドの分子量等により異なるため、特に限定するものではないが、通常100〜50万mPa・sの範囲であり、好ましくは1000〜20万mPa・sの範囲であり、更に好ましくは2000〜10万mPa・sの範囲である。100〜50万mPa・sの範囲であれば、用途により異なるがハンドリングしやすい。   The viscosity of the urethane prepolymer of the present invention is particularly limited because it varies depending on the NCO / OH ratio in the polyalkylene oxide composition and the molecular weight of the polyalkylene oxide selected depending on the physical properties required for the obtained urethane cured product and applications. Although it does not do, it is the range of 100-500,000 mPa * s normally, Preferably it is the range of 1000-200,000 mPa * s, More preferably, it is the range of 2000-100,000 mPa * s. If it is in the range of 100 to 500,000 mPa · s, it is easy to handle although it depends on the application.

なかでも、ポリアルキレンオキシド組成物中のNCO/OH比が1から離れるとウレタンプレポリマーの粘度が下がりやすく、NCO/OH比が1に近づくと粘度が上がりやすいため、ポリアルキレンオキシド組成物中のNCO/OH比が1.3〜3.9及びポリアルキレンオキシド分子量1000〜5000の範囲で、後述するウレタン硬化物の製造に用いる場合は、ウレタンプレポリマーの粘度は5500〜10万mPa・sの範囲であることが好ましい
本発明のウレタンプレポリマーの用途は、特に限定されず、種々のウレタン用途に使用できる。例えば、建築用弾性接着剤等の接着剤、表面保護フィルム、塗料、エラストマー、塗膜防水材、床材、建築・土木用シーリング材、可塑剤、軟質ポリウレタンフォーム、半硬質ポリウレタンフォーム、硬質ポリウレタンフォーム等の用途が挙げられる。
In particular, when the NCO / OH ratio in the polyalkylene oxide composition is away from 1, the viscosity of the urethane prepolymer tends to decrease, and when the NCO / OH ratio approaches 1, the viscosity tends to increase. When the NCO / OH ratio is in the range of 1.3 to 3.9 and the polyalkylene oxide molecular weight is 1000 to 5000, the viscosity of the urethane prepolymer is 5500 to 100,000 mPa · s. The use of the urethane prepolymer of the present invention is preferably not limited, and can be used for various urethane uses. For example, adhesives such as elastic adhesives for construction, surface protective films, paints, elastomers, waterproofing coatings, flooring materials, sealing materials for construction and civil engineering, plasticizers, flexible polyurethane foams, semi-rigid polyurethane foams, rigid polyurethane foams Etc. are mentioned.

<ウレタン硬化物>
本発明のウレタン硬化物は、本発明のポリアルキレンオキシド組成物、又は本発明のプレタンプレポリマーのウレタン硬化物からなる。
<Hardened urethane>
The urethane cured product of the present invention comprises the polyalkylene oxide composition of the present invention or the urethane cured product of the pretan prepolymer of the present invention.

本発明のウレタン硬化物は、均一に硬化しやすく、硬化期間も短いためタック性を示す期間が短縮し、ゴミの混入等を抑制しやすいため、機械物性のバラツキが顕著に小さい。   Since the urethane cured product of the present invention is easily cured uniformly and has a short curing period, the period of tackiness is shortened, and contamination of dust and the like is easily suppressed. Therefore, the variation in mechanical properties is remarkably small.

本発明のウレタン硬化物は、フィルム状、シート状、板状、ブロック状等の任意の形状で提供することができる。   The urethane cured product of the present invention can be provided in any shape such as a film shape, a sheet shape, a plate shape, or a block shape.

本発明のウレタン硬化物の製造方法としては、特に限定するものではないが、例えば、本発明の記載のポリアルキレンオキシド組成物、又は本発明のウレタンプレポリマーを硬化させることにより製造することができる。必要に応じて、ウレタン化触媒、溶剤、消泡材、架橋剤、その他添加剤等の存在下、所定の形状でウレタン化反応、ウレア化反応を進行させることにより製造することができ、更に必要に応じて脱泡、乾燥して所定の形状で製造することができる。   Although it does not specifically limit as a manufacturing method of the urethane hardened | cured material of this invention, For example, it can manufacture by hardening the polyalkylene oxide composition of this invention description, or the urethane prepolymer of this invention. . If necessary, it can be produced by advancing a urethanization reaction and a ureaization reaction in a predetermined shape in the presence of a urethanization catalyst, solvent, antifoaming material, cross-linking agent, and other additives. Depending on the condition, it can be defoamed and dried to produce a predetermined shape.

例えば、本発明のポリアルキレンオキシドをそのまま所定の形状で硬化する製造方法、本発明のウレタンプレポリマーを所定の形状で空気中の湿気によりウレア化を進行させ硬化させる1液湿気硬化型の製造方法、本発明のウレタンプレポリマーと活性水素基又はイソシアネート基に対し反応性を有する架橋剤とを混合し、所定の形状で硬化させる製造方法等が挙げられ、また、塗工することでシート状、フィルム状にすることができ、型内で成形することで板状、ブロック状等、任意の形状にすることができる。   For example, a production method of curing the polyalkylene oxide of the present invention as it is in a predetermined shape, and a production method of a one-component moisture curing type in which the urethane prepolymer of the present invention is cured in a predetermined shape by the advance of urea formation by moisture in the air. The urethane prepolymer of the present invention is mixed with a crosslinking agent having reactivity with an active hydrogen group or an isocyanate group, and includes a production method in which the urethane prepolymer is cured in a predetermined shape. It can be formed into a film shape, and can be formed into an arbitrary shape such as a plate shape or a block shape by molding in a mold.

本発明のウレタン硬化物の用途は、特に限定するものではないが、例えば、機械物性のバラツキが小さいウレタン用途が挙げられる。具体的には、建築用弾性接着剤等の接着剤、表面保護フィルム、塗料、エラストマー、塗膜防水材、床材、建築・土木用シーリング材、可塑剤、軟質ポリウレタンフォーム、半硬質ポリウレタンフォーム、硬質ポリウレタンフォーム等の用途が例示される。   The use of the urethane cured product of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a urethane use with small variations in mechanical properties. Specifically, adhesives such as elastic adhesives for construction, surface protective films, paints, elastomers, waterproof coatings, flooring materials, sealing materials for construction and civil engineering, plasticizers, flexible polyurethane foams, semi-rigid polyurethane foams, Applications such as rigid polyurethane foam are exemplified.

本発明のウレタン硬化物の製造に使用できる架橋剤としては、活性水素基に対して反応性を有する化合物、又はイソシアネート基に対して反応性を有する化合物であれば、特に限定されない。例えば、イソシアネート系架橋剤、アジリジン系架橋剤、エポキシ架橋剤、メラミン樹脂、尿素樹脂、金属キレート系架橋剤、ポリオール架橋剤、アミン系架橋剤、水分等が挙げられる。これらの架橋剤は、一般に液状であるためそのまま使用することができるが、必要に応じて、有機溶媒で希釈して用いてもよい。   The crosslinking agent that can be used in the production of the urethane cured product of the present invention is not particularly limited as long as it is a compound having reactivity with an active hydrogen group or a compound having reactivity with an isocyanate group. For example, isocyanate crosslinking agent, aziridine crosslinking agent, epoxy crosslinking agent, melamine resin, urea resin, metal chelate crosslinking agent, polyol crosslinking agent, amine crosslinking agent, moisture and the like can be mentioned. Since these crosslinking agents are generally liquid, they can be used as they are, but if necessary, they may be diluted with an organic solvent.

ポリアルキレンオキシド組成物中のポリイソシアネート(B)に由来するNCO基総量と、ポリアルキレンオキシドに由来するOH基総量のモル比率(NCO/OH)が1.00以下の範囲やOH基末端のウレタンプレポリマーでは、架橋剤としては、活性水素基に対して反応性を有する化合物が好ましい。このような架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、アジリジン系架橋剤、エポキシ架橋剤、メラミン樹脂、尿素樹脂、金属キレート系架橋剤等が挙げられる。これらのなかでも、イソシアネート系架橋剤、エポキシ架橋剤が耐熱性等の性能を発現しやすいため好ましい。   The molar ratio of the total amount of NCO groups derived from the polyisocyanate (B) in the polyalkylene oxide composition to the total amount of OH groups derived from the polyalkylene oxide (NCO / OH) is 1.00 or less, and OH group-terminated urethane. In the prepolymer, the cross-linking agent is preferably a compound having reactivity with active hydrogen groups. Examples of such a crosslinking agent include isocyanate-based crosslinking agents, aziridine-based crosslinking agents, epoxy crosslinking agents, melamine resins, urea resins, metal chelate-based crosslinking agents, and the like. Among these, an isocyanate-based crosslinking agent and an epoxy crosslinking agent are preferable because they easily exhibit performance such as heat resistance.

一方、ポリアルキレンオキシド組成物中の、ポリイソシアネート(B)に由来するNCO基総量とポリアルキレンオキシドに由来するOH基総量のモル比率が1.00を超える範囲やNCO基末端のウレタンプレポリマーでは、架橋剤としては、イソシアネート基に対して反応性を有する化合物であることが好ましい。このような架橋剤としては、例えば、ポリオール架橋剤やアミン系架橋剤、水分等が挙げられる。   On the other hand, in the polyalkylene oxide composition, the molar ratio of the total amount of NCO groups derived from the polyisocyanate (B) to the total amount of OH groups derived from the polyalkylene oxide exceeds 1.00 or the NCO group-terminated urethane prepolymer. The crosslinking agent is preferably a compound having reactivity with an isocyanate group. Examples of such a crosslinking agent include a polyol crosslinking agent, an amine-based crosslinking agent, and moisture.

本発明のウレタン硬化物の製造に用いることができる架橋剤の添加量は、ポリアルキレンオキシド組成物中の過剰な活性水素基又はイソシアネート基、ウレタンプレポリマーの反応性基に対して、0.0001当量〜20当量(モル比)の範囲が好ましく、0.01〜2当量の範囲が更に好ましく、0.1〜1.5当量の範囲が特に好ましい。架橋剤の添加量が、ポリアルキレンオキシド組成物中の過剰な活性水素基又はイソシアネート基、ウレタンプレポリマーの反応性基(系中の水分を含む)に対して、0.0001当量〜20当量(モル比)の範囲であれば、均一に硬化しやすいため機械物性のバラツキが小さく好ましい。   The amount of the crosslinking agent that can be used in the production of the urethane cured product of the present invention is 0.0001 based on the excess active hydrogen groups or isocyanate groups in the polyalkylene oxide composition and the reactive groups of the urethane prepolymer. The range of equivalent to 20 equivalents (molar ratio) is preferred, the range of 0.01 to 2 equivalents is more preferred, and the range of 0.1 to 1.5 equivalents is particularly preferred. The addition amount of the crosslinking agent is 0.0001 equivalent to 20 equivalents with respect to the excess active hydrogen groups or isocyanate groups in the polyalkylene oxide composition and the reactive groups (including moisture in the system) of the urethane prepolymer. If it is in the range of (molar ratio), since it is easy to cure uniformly, the variation in mechanical properties is small and preferable.

以下、本発明を、実施例を用いて更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例により限定して解釈されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例で使用した原料、及び評価方法は以下に示すとおりである。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not construed as being limited to the following examples unless it exceeds the gist. The raw materials and evaluation methods used in the following examples and comparative examples are as shown below.

(原料)
プロピレンオキシドは、和光社製特級のプロピレンオキシドをゼオライトにより脱水し、50ppm以下として使用した。その他の原料は試薬として購入し、そのまま使用した。
(material)
As propylene oxide, Wako Co., Ltd. special grade propylene oxide was dehydrated with zeolite and used as 50 ppm or less. Other raw materials were purchased as reagents and used as they were.

(評価方法)
<水酸基価、数平均分子量>
ポリアルキレンオキシドの水酸基価(OHV)はJIS−K1557−1の方法に従い、測定した。また、ポリアルキレンオキシドの数平均分子量は、ポリアルキレンオキシドの水酸基価に基づき、上記数式(1)を用いて計算した値である。
(Evaluation method)
<Hydroxyl value, number average molecular weight>
The hydroxyl value (OHV) of the polyalkylene oxide was measured according to the method of JIS-K1557-1. The number average molecular weight of the polyalkylene oxide is a value calculated by using the above formula (1) based on the hydroxyl value of the polyalkylene oxide.

<不飽和度>
JIS−K1557−6の方法に従い、測定した。
<Unsaturation>
It measured according to the method of JIS-K1557-6.

<分子量分布(Mw/Mn)>
サンプル瓶へポリオール10mgとTHF10mlを添加し、1終夜静置することで溶解し、PTFEカードリッジフィルター(0.5μm)でろ過することでサンプルを得た。検出器としてRI検出器RI8020、測定用カラムとして分離カラムに粒径3μmの充填剤を充填した東ソー製Tskgel SuperH4000×2本及びTskgel SuperH3000×2本の計4本を直列接続し、レファレンス側は抵抗管×5本を接続、展開溶媒に和光社製BHT安定剤含有の特級テトラヒドロフランを用い、分離カラム側の流速0.6ml/min、レファレンス側の流量0.15ml/min、カラム温度40℃の条件で分析した。分子量既知の東ソー社製標準ポリスチレン8点を用いた3次近似曲線を検量線として、分子量分布(Mw/Mn)の解析を行った。測定装置には東ソー製HLC−8320GPC、解析には東ソー製HLC−8320GPC−ECOSEC−WorkStationを用いた。
<Molecular weight distribution (Mw / Mn)>
To the sample bottle, 10 mg of polyol and 10 ml of THF were added, dissolved by allowing to stand overnight, and then filtered through a PTFE cartridge filter (0.5 μm) to obtain a sample. Two detectors, RI detector RI8020, and two Tskel SuperH3000 × 2 manufactured by Tosoh, whose separation column is packed with 3 μm particle size packing material, are connected in series. The reference side is a resistor. Connected 5 tubes, using special grade tetrahydrofuran containing BHT stabilizer manufactured by Wako Co., Ltd. as developing solvent, separation column side flow rate 0.6 ml / min, reference side flow rate 0.15 ml / min, column temperature 40 ° C. Analyzed with The molecular weight distribution (Mw / Mn) was analyzed using a cubic approximate curve using 8 standard polystyrenes manufactured by Tosoh Corporation with known molecular weight as a calibration curve. Tosoh HLC-8320GPC was used for the measuring device, and Tosoh HLC-8320GPC-ECOSEC-WorkStation was used for the analysis.

<粘度>
ポリアルキレンオキシドについては、JIS−K1557−5の方法に従い、測定した。具体的には、測定温度は25℃、コーン・プレート回転粘度計を用いる方法により、せん断速度0.1〜10(1/s)間で測定してせん断速度0.1(1/s)の値を粘度とした。測定装置には、Anton−Paar社製MCR−300を用いた。
<Viscosity>
About polyalkylene oxide, it measured according to the method of JIS-K1557-5. Specifically, the measurement temperature is 25 ° C., and the shear rate is 0.1 (1 / s) measured at a shear rate of 0.1 to 10 (1 / s) by a method using a cone-plate rotational viscometer. The value was taken as the viscosity. An MCR-300 manufactured by Anton-Paar was used as the measuring device.

また、ポリアルキレンオキシド組成物、ウレタンプレポリマーについては、JIS−K1557−5の方法に従い、測定した。具体的には、測定温度は25℃、B型粘度計を用いる方法により、製造後すぐに測定した。   Moreover, about the polyalkylene oxide composition and the urethane prepolymer, it measured according to the method of JIS-K1557-5. Specifically, the measurement temperature was 25 ° C., and the measurement was performed immediately after production by a method using a B-type viscometer.

<NCO含量>
ジブチルアミンを用いた逆滴定法により求めた。
<NCO content>
It was determined by a back titration method using dibutylamine.

<速硬化性>
速硬化性の指標として、以下に示す硬化時間、及びタックフリータイムを評価した。
<Quick curing>
As an index of fast curability, the following curing time and tack free time were evaluated.

<硬化時間>
ポリアルキレンオキシド組成物又はウレタンプレポリマーをポリエチレンフィルム上に100μm厚みとなるように塗工して、空気中の湿気等によりウレタン化反応、ウレア化反応を進行させた際のNCO含量の推移を評価し、転化率90%に達する時間を硬化時間とした。なお、空気の循環により反応速度が変わるため、空気の流れのある同一の場所に静置して評価した。
<タックフリータイム>
ポリアルキレンオキシド組成物又はそれを用いて得られたウレタンプレポリマーをポリエチレンフィルム上に100μm厚みとなるように塗工して、空気中の湿気等によりウレタン化反応、ウレア化反応を進行させた際の経時でのタック有無を指触により評価し、タックがなくなった(指先に付着しなくなった)時間をタックフリータイムとした。なお空気の循環により反応速度が変わるため、同一の場所に静置して評価した。
<Curing time>
Evaluate transition of NCO content when polyalkylene oxide composition or urethane prepolymer is coated on polyethylene film to a thickness of 100μm and urethanization reaction and urea reaction are advanced by moisture in the air. The time for reaching a conversion rate of 90% was taken as the curing time. In addition, since the reaction rate changed by the circulation of air, it left still and evaluated in the same place with the flow of air.
<Tack-free time>
When a polyalkylene oxide composition or a urethane prepolymer obtained using the composition is coated on a polyethylene film so as to have a thickness of 100 μm, and the urethanization reaction and the ureaization reaction are advanced by moisture in the air. The presence or absence of tack over time was evaluated by finger touch, and the time when tack disappeared (no longer attached to the fingertip) was defined as tack free time. In addition, since the reaction rate changed with the circulation of air, it left still in the same place and evaluated.

<ハンドリング性>
ポリアルキレンオキシドの粘度は、JIS−K1557−5の方法に従い、測定した。具体的には、測定温度は25℃、コーン・プレート回転粘度計を用いる方法により、せん断速度0.1〜10(1/s)間で測定してせん断速度0.1(1/s)の値を粘度とした。測定装置には、Anton−Paar社製MCR−300を用いた。
<Handling>
The viscosity of the polyalkylene oxide was measured according to the method of JIS-K1557-5. Specifically, the measurement temperature is 25 ° C., and the shear rate is 0.1 (1 / s) measured at a shear rate of 0.1 to 10 (1 / s) by a method using a cone-plate rotational viscometer. The value was taken as the viscosity. An MCR-300 manufactured by Anton-Paar was used as the measuring device.

また、ポリアルキレンオキシド組成物、ウレタンプレポリマーの粘度は、JIS−K1557−5の方法に従い、測定した。具体的には、測定温度は25℃、B型粘度計を用いる方法により、製造後すぐに測定した。   Moreover, the viscosity of the polyalkylene oxide composition and the urethane prepolymer was measured according to the method of JIS-K1557-5. Specifically, the measurement temperature was 25 ° C., and the measurement was performed immediately after production by a method using a B-type viscometer.

ポリアルキレンオキシド組成物の粘度[mPa・s]が500未満を◎、500以上1400未満を○、1400以上を△と評価した。   When the viscosity [mPa · s] of the polyalkylene oxide composition was less than 500, ◎, 500 or more and less than 1400 were evaluated as ◯, and 1400 or more were evaluated as Δ.

また、ウレタンプレポリマーの粘度[mPa・s]が15000未満を○、15000以上22000未満を△、粘度22000以上を×と評価した。   Further, the viscosity [mPa · s] of the urethane prepolymer was evaluated as ○ when the viscosity was less than 15000, Δ when the viscosity was 15000 or more and less than 22000, and × when the viscosity was 22000 or more.

<引張強度>
得られたウレタン硬化物に離型フィルムを軽く貼り合わせ、3号ダンベル型の打ち抜き機を用いて打ち抜き、離型フィルムを剥離し硬化物の厚みを測定。試験前に基材のポリエチレンフィルムを剥離し試験片を7つ以上作製した。引張試験機オリエンテック社製テンシロンRTG−1210を用いて、チャック間距離5cm、引張速度200mm/minで測定を行い、最初の7サンプル中の引張強度のバラツキが10%以内のサンプル数を求めた。
<Tensile strength>
A release film is lightly bonded to the obtained urethane cured product, punched using a No. 3 dumbbell type punch, the release film is peeled off, and the thickness of the cured product is measured. Before the test, the base polyethylene film was peeled off to prepare 7 or more test pieces. Using Tensilon RTG-1210 manufactured by Orientec Co., Ltd., measurement was performed at a distance between chucks of 5 cm and a tensile speed of 200 mm / min, and the number of samples with a variation in tensile strength within the first 7 samples was determined within 10%. .

触媒合成例1(イミノフォスファゼニウム塩Aの合成).
攪拌翼を付した2リットルの4つ口フラスコを窒素雰囲気下とし、五塩化リン96g(0.46mol)、脱水トルエン800mlを加え、20℃で攪拌した。攪拌を維持したまま、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン345g(2.99mol)を滴下した後、100℃に昇温し、更に1,1,3,3−テトラメチルグアニジン107g(0.92mol)を滴下した。得られた白色のスラリー溶液を100℃で14時間攪拌した後、80℃まで冷却し、イオン交換水250mlを加え、30分間攪拌した。攪拌を止めると、スラリーは全て溶解し、2相溶液が得られた。得られた2相溶液の油水分離を行い、水相を回収した。得られた水相にジクロロメタン100mlを加え、油水分離を行い、ジクロロメタン相を回収した。得られたジクロロメタン溶液をイオン交換水100mlで洗浄した。
Catalyst synthesis example 1 (synthesis of iminophosphazenium salt A).
A 2 liter four-necked flask equipped with a stirring blade was placed in a nitrogen atmosphere, 96 g (0.46 mol) of phosphorus pentachloride and 800 ml of dehydrated toluene were added, and the mixture was stirred at 20 ° C. While maintaining stirring, 345 g (2.99 mol) of 1,1,3,3-tetramethylguanidine was added dropwise, and then the temperature was raised to 100 ° C., and 107 g of 1,1,3,3-tetramethylguanidine (0 .92 mol) was added dropwise. The resulting white slurry solution was stirred at 100 ° C. for 14 hours, cooled to 80 ° C., added with 250 ml of ion-exchanged water, and stirred for 30 minutes. When the stirring was stopped, all the slurry was dissolved and a two-phase solution was obtained. The obtained two-phase solution was subjected to oil / water separation, and the aqueous phase was recovered. 100 ml of dichloromethane was added to the obtained aqueous phase, oil / water separation was performed, and the dichloromethane phase was recovered. The obtained dichloromethane solution was washed with 100 ml of ion exchange water.

得られたジクロロメタン溶液を、攪拌翼を付した2リットルの四つ口フラスコに移液し、2−プロパノール900gを加えた後、常圧下で温度を80〜100℃に昇温し、ジクロロメタンを除去した。得られた2−プロパノール溶液を攪拌しながら内部温度を60℃に放冷した後、85重量%水酸化カリウム31g(0.47mol)を加えて、60℃で2時間反応した。温度を25℃まで冷却し、析出した副生塩を濾過により除去することによって、目的とするイミノフォスファゼニウム塩A[上記一般式(3)におけるRがメチル基、Rがメチル基、Xがヒドロキシアニオンに相当するイミノフォスファゼニウム塩]の2−プロパノール溶液860gを、濃度25重量%、収率92%で得た。 The obtained dichloromethane solution was transferred to a 2 liter four-necked flask equipped with a stirring blade, and after adding 900 g of 2-propanol, the temperature was raised to 80 to 100 ° C. under normal pressure to remove dichloromethane. did. The resulting 2-propanol solution was allowed to cool to 60 ° C. while stirring, and 31 g (0.47 mol) of 85% by weight potassium hydroxide was added and reacted at 60 ° C. for 2 hours. By cooling the temperature to 25 ° C. and removing the precipitated by-product salt by filtration, the target iminophosphazenium salt A [R 1 in the above general formula (3) is a methyl group, R 2 is a methyl group , 860 g of a 2-propanol solution of an iminophosphazenium salt in which X corresponds to a hydroxy anion] was obtained at a concentration of 25% by weight and a yield of 92%.

<ポリアルキレンオキシド>
製造例1.
攪拌翼を付した2リットルのオートクレーブを窒素雰囲気下とし、ポリエーテルポリオール(三洋化成工業社製、サンニックスPP400)224.2g(活性水素量1121mmol)、合成例1で得られたイミノフォスファゼニウム塩Aの25重量%2−プロパノール溶液11.58g(5.4mmol)を加えた。内温を100℃とし、180rpmで撹拌しながら0.3kPa未満で2時間減圧処理を行い触媒前駆体を得た。その後、トリイソプロポキシアルミニウムの29重量%ヘキサン溶液12.34g(17.3mmol)を加え、内温を100℃とし、310rpmで撹拌しながら0.3kPa未満で3時間減圧処理を行い、アルキレンオキシド重合触媒を得た。
<Polyalkylene oxide>
Production Example 1
A 2 liter autoclave with a stirring blade was placed in a nitrogen atmosphere, 224.2 g of polyether polyol (Sanix PP400, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) (active hydrogen content 1121 mmol), and iminophosphaze obtained in Synthesis Example 1. 11.58 g (5.4 mmol) of a 25 wt% 2-propanol solution of the nium salt A was added. The internal temperature was set to 100 ° C., and a pressure reduction treatment was performed at less than 0.3 kPa for 2 hours while stirring at 180 rpm to obtain a catalyst precursor. Thereafter, 12.34 g (17.3 mmol) of a 29 wt% hexane solution of triisopropoxyaluminum was added, the internal temperature was adjusted to 100 ° C., and the mixture was subjected to reduced pressure treatment at less than 0.3 kPa for 3 hours while stirring at 310 rpm, and alkylene oxide polymerization was performed. A catalyst was obtained.

得られたアルキレンオキシド重合触媒存在下、オートクレーブの内温を110℃とし、プロピレンオキシド1230mlを撹拌速度380rpm、反応圧力0.3MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、反応させた。反応終了後、0.5kPaの減圧下で残留プロピレンオキシドの除去をおこない、ポリアルキレンオキシド1230gを得た。得られたポリアルキレンオキシドの触媒を除去し、得られたポリアルキレンオキシドは、粘度は359mPa・s、OHVから算出した数平均分子量は2040,不飽和度は0.006meq/g、分子量分布は1.011であった。低分子量成分の面積比率は0.12%であった。   In the presence of the obtained alkylene oxide polymerization catalyst, the internal temperature of the autoclave was adjusted to 110 ° C., and 1230 ml of propylene oxide was reacted while being intermittently supplied so as to maintain a stirring speed of 380 rpm and a reaction pressure of 0.3 MPa or less. After completion of the reaction, residual propylene oxide was removed under reduced pressure of 0.5 kPa to obtain 1230 g of polyalkylene oxide. The catalyst of the obtained polyalkylene oxide was removed, and the obtained polyalkylene oxide had a viscosity of 359 mPa · s, a number average molecular weight calculated from OHV of 2040, an unsaturation of 0.006 meq / g, and a molecular weight distribution of 1 .011. The area ratio of the low molecular weight component was 0.12%.

製造例2〜3.
合成例2からポリエーテルポリオール(三洋化成工業社製、サンニックスPP400)、プロピレンオキシドの比率を変更した以外同様の操作により、ポリアルキレンオキシドを得た。得られたポリアルキレンオキシドの触媒を除去した性状を表1に記載した。
Production Examples 2-3.
A polyalkylene oxide was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that the ratio of polyether polyol (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Sannix PP400) and propylene oxide was changed. Table 1 shows the properties of the polyalkylene oxide obtained by removing the catalyst.

製造例4、5.
触媒として市販の中国製DMC触媒を用い常法により製造した以外は実施例1と同様の方法により、ポリアルキレンオキシドを得た。触媒の投入量はプロピレンオキシドの投入量に応じて適宜調整を行った。
Production Example 4, 5.
A polyalkylene oxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that a commercially available DMC catalyst made in China was used as a catalyst and the catalyst was produced by a conventional method. The input amount of the catalyst was appropriately adjusted according to the input amount of propylene oxide.

得られたポリアルキレンオキシドの不飽和度は低いものであったが、実施例のものと比較して分子量分布が広く、同一分子量の製造例のものと比較して高粘度であった。   Although the degree of unsaturation of the obtained polyalkylene oxide was low, the molecular weight distribution was broader than that of Examples, and the viscosity was higher than that of Production Examples having the same molecular weight.

製造例で得られたポリアルキレンオキシドの性状を表1に合わせて示す。   Table 1 shows the properties of the polyalkylene oxides obtained in the production examples.

Figure 2017141359
Figure 2017141359

<ポリアルキレンオキシド組成物の製造>
実施例1、2.
製造例1、2で合成したポリアルキレンオキシドを撹拌翼を付した4つ口のセパラブルフラスコに投入し、100℃2時間で減圧脱水を行い、室温に冷却後、窒素下でAldrich社製のフレーク状の4,4’−MDIを、ポリアルキレンオキシドと4,4’−MDIの比率がNCO/OH比で2となるようにセパラブルフラスコに投入し、窒素下で撹拌混合することによりポリアルキレンオキシド組成物を得た。
<Production of polyalkylene oxide composition>
Examples 1 and 2.
The polyalkylene oxide synthesized in Production Examples 1 and 2 was put into a four-necked separable flask equipped with a stirring blade, dehydrated under reduced pressure at 100 ° C. for 2 hours, cooled to room temperature, and then manufactured by Aldrich under nitrogen. The flake-like 4,4′-MDI is put into a separable flask so that the ratio of polyalkylene oxide and 4,4′-MDI is 2 in the NCO / OH ratio, and mixed by stirring under nitrogen. An alkylene oxide composition was obtained.

得られたポリアルキレンオキシド組成物を少量抜出し粘度を測定した結果を表2に記載した。同等の分子量の比較例と比較して粘度が低く、ハンドリング性に優れた。また、ポリアルキレンキシドの分子量により用途が選択されるが、実施例のポリアルキレンオキシド組成物は、官能評価では通常用いられる用途に使用と判断されるものであった。   Table 2 shows the results of extracting a small amount of the obtained polyalkylene oxide composition and measuring the viscosity. Compared with comparative examples having the same molecular weight, the viscosity was low and the handling property was excellent. Moreover, although a use is selected by the molecular weight of a polyalkylene oxide, the polyalkylene oxide composition of an Example was judged to be used for the use normally used by sensory evaluation.

Figure 2017141359
Figure 2017141359

実施例3.
実施例1、2において、ポリアルキレンオキシドと4,4’−MDIの比率をNCO/OH比で3とした以外は同様の方法によりポリアルキレンオキシド組成物を得た。得られたポリアルキレンオキシド組成物を少量抜出し粘度を測定した結果を表2に記載した。同等の分子量の比較例と比較して粘度が低く、ハンドリング性に優れた。また、ポリアルキレンキシドの分子量により用途が選択されるが、実施例のポリアルキレンオキシド組成物は、官能評価では通常用いられる用途に使用可能と判断されるものであった。
Example 3 FIG.
A polyalkylene oxide composition was obtained in the same manner as in Examples 1 and 2, except that the ratio of polyalkylene oxide to 4,4′-MDI was changed to 3 in the NCO / OH ratio. Table 2 shows the results of extracting a small amount of the obtained polyalkylene oxide composition and measuring the viscosity. Compared with comparative examples having the same molecular weight, the viscosity was low and the handling property was excellent. Moreover, although a use is selected by the molecular weight of a polyalkylene oxide, it was judged that the polyalkylene oxide composition of an Example can be used for the use normally used by sensory evaluation.

比較例1、2.
製造例4,5で合成したポリアルキレンオキシドを用いて、実施例1、2と同様の方法により、ポリアルキレンオキシド組成物を得た。得られたポリアルキレンオキシド組成物を少量抜出し粘度を測定した結果を表2に記載した。同等の分子量の比較例と比較して粘度が高く、ハンドリング性が劣るものであった。
Comparative Examples 1 and 2.
Using the polyalkylene oxide synthesized in Production Examples 4 and 5, a polyalkylene oxide composition was obtained in the same manner as in Examples 1 and 2. Table 2 shows the results of extracting a small amount of the obtained polyalkylene oxide composition and measuring the viscosity. Compared with comparative examples having the same molecular weight, the viscosity was high and the handleability was poor.

また、ポリアルキレンキシドの分子量により用途が選択されるが、比較例のポリアルキレンオキシド組成物は、官能評価では分子量に対応する用途で使用が困難と判断されるものであった。   Further, the use is selected depending on the molecular weight of the polyalkylene oxide, but the polyalkylene oxide composition of the comparative example was judged to be difficult to use in the use corresponding to the molecular weight in the sensory evaluation.

<ウレタンプレポリマーの製造>
実施例4〜5.
実施例1、2で得た4つ口のセパラブルフラスコ内に入ったポリアルキレンオキシド組成物に熱電対温度計を刺しオーバーシュートしないように撹拌しながら素早く内温80℃に加温し、反応開始とした。反応器内容物のNCO基をジブチルアミン逆滴定により追跡し、ポリアルキレンオキシド組成物中のポリアルキレンオキシド(A)とポリイソシアネート(B)の仕込み量から算出される理論NCO含量に達した段階で反応終了とした。得られたウレタンプレポリマーを少量抜出し、粘度を測定した結果を表に記載する。得られたウレタンプレポリマーは同等の分子量のポリアルキレンオキシドを用いて合成した比較例のウレタンプレポリマーに対して、粘度が低く、ハンドリング性に優れるものであった。
<Manufacture of urethane prepolymer>
Examples 4-5.
The polyalkylene oxide composition contained in the four-necked separable flask obtained in Examples 1 and 2 was quickly heated to an internal temperature of 80 ° C. while stirring so as not to overshoot by inserting a thermocouple thermometer, and the reaction. The start. The NCO groups in the reactor contents were tracked by dibutylamine back titration, and reached the theoretical NCO content calculated from the charged amounts of polyalkylene oxide (A) and polyisocyanate (B) in the polyalkylene oxide composition. The reaction was terminated. A small amount of the obtained urethane prepolymer was extracted and the viscosity was measured. The results are shown in the table. The obtained urethane prepolymer had a low viscosity and excellent handling properties compared to the urethane prepolymer of Comparative Example synthesized using a polyalkylene oxide having an equivalent molecular weight.

また、ポリアルキレンキシドの分子量により用途が選択されるが、実施例のウレタンプレポリマーは、官能評価では通常用いられる用途に使用可能と判断されるものであった。   Moreover, although a use is selected by the molecular weight of polyalkylene oxide, it was judged that the urethane prepolymer of an Example can be used for the use normally used by sensory evaluation.

Figure 2017141359
Figure 2017141359

比較例3、4.
比較例1、2で得たポリアルキレンオキシド組成物を用いた以外は同様の方法により、ウレタンプレポリマーを製造した。実施例1、2のポリアルキレンオキシド組成物と比較してプレポリマー化に時間を要し、生産性に劣るものであった。
Comparative Examples 3 and 4.
A urethane prepolymer was produced in the same manner except that the polyalkylene oxide compositions obtained in Comparative Examples 1 and 2 were used. Compared with the polyalkylene oxide compositions of Examples 1 and 2, prepolymerization took time and the productivity was poor.

得られたウレタンプレポリマーを少量抜出し、粘度を測定した結果を表3に記載した。   Table 3 shows the results of extracting a small amount of the obtained urethane prepolymer and measuring the viscosity.

比較例3、4で得られたウレタンプレポリマーは、同等の分子量のポリアルキレンオキシドを用いて合成した実施例3、4のウレタンプレポリマーに比べると、粘度が高く、ハンドリング性に劣るものであった。   The urethane prepolymers obtained in Comparative Examples 3 and 4 were higher in viscosity and inferior in handling properties than the urethane prepolymers of Examples 3 and 4 synthesized using polyalkylene oxide having the same molecular weight. It was.

また、ポリアルキレンキシドの分子量により用途が選択されるが、比較例のウレタンプレポリマーは、官能評価では分子量に対応する用途で使用が困難と判断されるものであった。   In addition, the use is selected depending on the molecular weight of the polyalkylene oxide, but the urethane prepolymer of the comparative example was judged to be difficult to use in the use corresponding to the molecular weight in the sensory evaluation.

参考例1.
市販のポリアルキレンオキシド(三洋化成社製、PP−2000:不飽和度0.043meq/g、分子量2000)を用いて実施例1と同様のポリアルキレンオキシド組成物を合成し、実施例4と同様の方法によりウレタンプレポリマーを合成した。
Reference Example 1
A polyalkylene oxide composition similar to that of Example 1 was synthesized using a commercially available polyalkylene oxide (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd., PP-2000: degree of unsaturation 0.043 meq / g, molecular weight 2000). A urethane prepolymer was synthesized by the method described above.

実施例1のポリアルキレンオキシド組成物と比較してプレポリマー化に時間を要し、生産性に劣るものであった。   Compared with the polyalkylene oxide composition of Example 1, it took time for prepolymerization and was inferior in productivity.

得られたウレタンプレポリマーを用いて、実施例6と同様の方法により、ウレタン硬化物を得た。実施例のウレタンプレポリマーと比較して、硬化速度が遅く、タックフリータイムも長いものであった。また得られた硬化物の外観はサンプルによってはごく僅かにゴミが取り込まれたものもあった。   A urethane cured product was obtained by the same method as in Example 6 using the obtained urethane prepolymer. Compared to the urethane prepolymers of the examples, the curing rate was slow and the tack-free time was long. In addition, the appearance of the obtained cured product was such that very little dust was taken in depending on the sample.

参考例2.
市販のポリアルキレンオキシド(三洋化成社製、PP−4000:不飽和度0.093meq/g、分子量4000)を用いて実施例1と同様のポリアルキレンオキシド組成物を合成し、実施例4と同様の方法によりウレタンプレポリマーを合成。得られたウレタンプレポリマーを用いて、実施例6と同様の方法により、ウレタン硬化物を得た。
Reference Example 2
A polyalkylene oxide composition similar to that of Example 1 was synthesized using a commercially available polyalkylene oxide (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd., PP-4000: degree of unsaturation 0.093 meq / g, molecular weight 4000). The urethane prepolymer was synthesized by the method described above. A urethane cured product was obtained by the same method as in Example 6 using the obtained urethane prepolymer.

<ウレタン硬化物の製造>
実施例6、7.
実施例4、5で得られたウレタンプレポリマーを窒素下で50度に加温して減圧脱泡後、ポリエチレン製の100μm厚みのシート状に、アプリケータを用いて塗工速度1.5m/minとして100μ厚みとなるように塗工した。
<Manufacture of urethane cured products>
Example 6,7.
The urethane prepolymer obtained in Examples 4 and 5 was heated to 50 ° C. under nitrogen and degassed under reduced pressure, and then applied to a sheet of 100 μm thickness made of polyethylene using an applicator at a coating speed of 1.5 m / Coating was performed so that the thickness was 100 μm as min.

塗工後23度55%RHの恒温室の空気の循環が十分な場所に静置し、NCO含量とタックの経時変化を評価した。1週間後得られたフィルムを透過IRを用いて測定し、NCO基が痕跡量以下であることを確認して反応終了とした。   After coating, the sample was allowed to stand in a place where the air circulation in a constant temperature room at 23 ° 55% RH was sufficient, and the NCO content and tack change with time were evaluated. The film obtained after one week was measured using transmission IR, and it was confirmed that the NCO group was less than the trace amount, and the reaction was completed.

得られたウレタン硬化物は、硬化時間が速く、タックフリータイムも短いものであった。また、得られた硬化物の外観も良好であった。   The obtained urethane cured product had a fast curing time and a short tack-free time. Moreover, the external appearance of the obtained hardened | cured material was also favorable.

次に、得られたウレタン硬化物(フィルム)の引張強度のバラツキを評価した。7サンプル中5サンプル以上が10%未満のバラツキであり、機械物性のバラツキが小さいものあった。   Next, variation in tensile strength of the obtained urethane cured product (film) was evaluated. Of the 7 samples, 5 or more samples had less than 10% variation, and mechanical property variation was small.

比較例5、6.
比較例3、4で得られたウレタンプレポリマーを用いた以外は、実施例6、7と同様の方法によりウレタン硬化物を得た。
Comparative Examples 5 and 6.
A urethane cured product was obtained by the same method as in Examples 6 and 7, except that the urethane prepolymer obtained in Comparative Examples 3 and 4 was used.

得られたウレタン硬化物は、実施例のウレタン硬化物と比較して、硬化時間が遅く、タックフリータイムも長いものであった。また得られた硬化物の外観は、サンプルによってはごく僅かにゴミが樹脂内に取り込まれたものや外観が不均一な箇所も微量あった。   The obtained urethane cured product was slower in curing time and longer in tack-free time than the urethane cured product of the examples. Further, the appearance of the obtained cured product was very small in some samples in which dust was taken into the resin or where the appearance was not uniform.

次に、得られたウレタン硬化物(フィルム)の引張強度のバラツキを評価した。7サンプル中3サンプル以上で十分な伸長前に破断し、引張強度のバラツキが10%以上と大きいものであった。またそれらのサンプルは、破断箇所がダンベルの中心部ではないものが多く、取り込まれたゴミや不均一な個所が破壊点となった可能性がある。   Next, variation in tensile strength of the obtained urethane cured product (film) was evaluated. Three or more of the seven samples broke before sufficient elongation, and the variation in tensile strength was as large as 10% or more. In many of these samples, the broken portion is not at the center of the dumbbell, and there is a possibility that the taken-in dust or a non-uniform portion becomes a break point.

実施例8.
実施例3で得たポリアルキレンオキシド組成物を減圧脱泡後、ポリエチレン製の100μm厚みのシート状に、アプリケータを用いて塗工速度1.5m/minとして100μ厚みとなるように塗工した。
Example 8 FIG.
The polyalkylene oxide composition obtained in Example 3 was degassed under reduced pressure, and then applied to a 100 μm-thick polyethylene sheet using an applicator so that the coating speed was 1.5 m / min to a thickness of 100 μm. .

塗工後23度55%RHの恒温室の空気の循環が十分な場所に静置し、NCO含量とタックの経時変化を評価した。1週間後得られたフィルムを透過IRを用いて測定し、NCO基が痕跡量以下であることを確認して反応終了とした。   After coating, the sample was allowed to stand in a place where the air circulation in a constant temperature room at 23 ° 55% RH was sufficient, and the NCO content and tack change with time were evaluated. The film obtained after one week was measured using transmission IR, and it was confirmed that the NCO group was less than the trace amount, and the reaction was completed.

次に、得られたウレタン硬化物(フィルム)の引張強度のバラツキを評価した。7サンプル中5サンプル以上が10%未満のバラツキであり、機械物性のバラツキが小さいものあった。   Next, variation in tensile strength of the obtained urethane cured product (film) was evaluated. Of the 7 samples, 5 or more samples had less than 10% variation, and mechanical property variation was small.

参考例3.
参考例1で得られたウレタンプレポリマーを用いた以外は、実施例6、7と同様の方法によりウレタン硬化物を得、得られたウレタン硬化物(フィルム)の引張強度のバラツキを評価した。モノオール量が低いポリアルキレンオキシドを用いて得られた実施例4、比較例5のウレタン硬化物と比較して、引張強度が2/3以下と強度に劣るものであった。また、7サンプル中3サンプル以上で十分な伸長前に破断し、引張強度のバラツキが10%以上と大きいものであった。またそれらのサンプルは、破断箇所がダンベルの中心部ではないものが多く、取り込まれたゴミが破壊点となった可能性がある。
Reference Example 3.
Except for using the urethane prepolymer obtained in Reference Example 1, a urethane cured product was obtained in the same manner as in Examples 6 and 7, and variations in tensile strength of the obtained urethane cured product (film) were evaluated. Compared to the urethane cured products of Example 4 and Comparative Example 5 obtained using a polyalkylene oxide having a low monool amount, the tensile strength was inferior to 2/3 or less. Further, 3 or more samples out of 7 samples were broken before sufficient elongation, and the variation in tensile strength was as large as 10% or more. In many of these samples, the broken part is not the center of the dumbbell, and the taken-in dust may have become the breaking point.

以上のウレタン硬化物の評価結果を表4に合わせて示す。   The evaluation results of the urethane cured product are shown in Table 4.

Figure 2017141359
Figure 2017141359

本発明のポリアルキレンオキシド組成物は、ポリウレタン原料、ポリエステル原料、界面活性剤原料、潤滑剤原料等に有用である。具体的には、機械物性のバラツキが小さいウレタンが求められる、建築用弾性接着剤等の接着剤、表面保護フィルム、塗料、エラストマー、塗膜防水材、床材、建築・土木用シーリング材、可塑剤、軟質ポリウレタンフォーム、半硬質ポリウレタンフォーム、硬質ポリウレタンフォーム等の用途への展開が期待される。   The polyalkylene oxide composition of the present invention is useful for polyurethane raw materials, polyester raw materials, surfactant raw materials, lubricant raw materials and the like. Specifically, urethanes with small variations in mechanical properties are required. Adhesives such as elastic adhesives for construction, surface protection films, paints, elastomers, waterproof coatings, flooring materials, sealing materials for construction and civil engineering, plastics Expansion to applications such as agents, flexible polyurethane foams, semi-rigid polyurethane foams and rigid polyurethane foams is expected.

Claims (10)

ポリアルキレンオキシド(A)とポリイソシアネート(B)を含む組成物であって、ポリアルキレンオキシド(A)が、ポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエッションクロマトグラフィー(GPC)法により求めた分子量分布(Mw/Mn)が1.029以下、かつ不飽和度が0.010meq/g以下であることを特徴とするポリアルキレンオキシド組成物。 A composition comprising a polyalkylene oxide (A) and a polyisocyanate (B), wherein the polyalkylene oxide (A) has a molecular weight distribution (Mw) determined by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard substance. / Mn) is 1.029 or less and the degree of unsaturation is 0.010 meq / g or less. ポリアルキレンオキシド(A)が、下記一般式(1)で表されることを特徴とする請求項1に記載のポリアルキレンオキシド組成物。
Figure 2017141359
[一般式(1)中、Rは、活性水素含有化合物(R[−H]m)からm個の活性水素を除いたm価の基;Zは炭素数2〜12のアルキレン基又はシクロアルキレン基であり、Aは炭素数3のアルキレン基である。複数のZ又はAがある場合、それぞれは同一でも異なっていてもよい;mは1又は2〜100の整数;pは0又は1〜500の整数、qは1〜1000の整数;rは0又は1〜500の整数である。]
2. The polyalkylene oxide composition according to claim 1, wherein the polyalkylene oxide (A) is represented by the following general formula (1).
Figure 2017141359
[In general formula (1), R represents an m-valent group obtained by removing m active hydrogens from an active hydrogen-containing compound (R [—H] m); Z represents an alkylene group or cycloalkylene having 2 to 12 carbon atoms; And A is an alkylene group having 3 carbon atoms. When there are a plurality of Z or A, each may be the same or different; m is an integer of 1 or 2 to 100; p is an integer of 0 or 1 to 500, q is an integer of 1 to 1000; r is 0 Or it is an integer of 1-500. ]
ポリアルキレンオキシド(A)のポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエッションクロマトグラフィー(GPC)法により求めた分子量分布(Mw/Mn)と水酸基価(OHV)から算出された数平均分子量(M)とが、下記数式(1):
Figure 2017141359
を満たすことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のポリアルキレンオキシド組成物
The number average molecular weight (M) calculated from the molecular weight distribution (Mw / Mn) determined by gel permeation chromatography (GPC) using the polyalkylene oxide (A) polystyrene as a standard substance and the hydroxyl value (OHV). The following mathematical formula (1):
Figure 2017141359
The polyalkylene oxide composition according to claim 1 or 2, wherein
ポリアルキレンオキシド(A)を50〜99.9重量%、ポリイソシアネート(B)を0.1〜50重量%の範囲で含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド組成物。 The polyalkylene oxide (A) is contained in an amount of 50 to 99.9% by weight, and the polyisocyanate (B) is contained in an amount of 0.1 to 50% by weight. Polyalkylene oxide composition. ポリアルキレンオキシド組成物の粘度が100〜10万mPa・sの範囲であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド組成物。 The polyalkylene oxide composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the polyalkylene oxide composition has a viscosity in a range of 100 to 100,000 mPa · s. ポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエッションクロマトグラフィー(GPC)法により求めた分子量分布(Mw/Mn)が、分離カラムに粒径3μmの充填剤を充填したカラム4本を直列接続し、レファレンス側に抵抗管を接続、展開溶媒にテトラヒドロフランを用いた条件で分析した分子量分布であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド組成物。 A molecular weight distribution (Mw / Mn) determined by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard substance was connected in series to four columns packed with a 3 μm particle size filler in a separation column, and the reference side was 6. The polyalkylene oxide composition according to claim 1, wherein the polyalkylene oxide composition is a molecular weight distribution analyzed under conditions using a resistance tube connected and tetrahydrofuran as a developing solvent. 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド組成物に含まれるポリアルキレンオキシド(A)とポリイソシアネート(B)との反応生成物からなるウレタンプレポリマー。 A urethane prepolymer comprising a reaction product of a polyalkylene oxide (A) and a polyisocyanate (B) contained in the polyalkylene oxide composition according to any one of claims 1 to 6. 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド組成物に含まれるポリアルキレンオキシド(A)とポリイソシアネート(B)とを反応させることを特徴とするウレタンプレポリマーの製造方法。 A method for producing a urethane prepolymer, comprising reacting a polyalkylene oxide (A) and a polyisocyanate (B) contained in the polyalkylene oxide composition according to any one of claims 1 to 6. 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド組成物、又は請求項7に記載のウレタンプレポリマーのウレタン硬化物。 The urethane hardened | cured material of the polyalkylene oxide composition in any one of Claim 1 thru | or 6, or the urethane prepolymer of Claim 7. 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド組成物、又は請求項7に記載のウレタンプレポリマー硬化させることを特徴とするウレタン硬化物の製造方法。 A method for producing a urethane cured product comprising curing the polyalkylene oxide composition according to any one of claims 1 to 6 or the urethane prepolymer according to claim 7.
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