JP2692864B2 - イソシアヌレート基含有ポリイソシアネートの製法 - Google Patents

イソシアヌレート基含有ポリイソシアネートの製法

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JP2692864B2 JP63157656A JP15765688A JP2692864B2 JP 2692864 B2 JP2692864 B2 JP 2692864B2 JP 63157656 A JP63157656 A JP 63157656A JP 15765688 A JP15765688 A JP 15765688A JP 2692864 B2 JP2692864 B2 JP 2692864B2
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敏章 仲野
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勝 本多
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住友バイエルウレタン株式会社
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、イソシアヌレート基含有ポリイソシアネー
トの製法に関する。
[従来の技術] ポリイソシアネートは、塗料、接着剤、エラストマ
ー、人工皮革などポリウレタンの原料として使用されて
いる。
種々の優れた性質を有するポリウレタンを与えるポリ
イソシアネートを製造する方法として、触媒の存在下に
単量体ジイソシアネートのイソシアネート基の一部を重
合し、りん酸、塩化ベンゾイル、p−トルエンスルホン
酸メチルなどの触媒被毒物質により重合反応を停止して
ポリイソシアネートを製造する方法が知られている(例
えば、特開昭47-9128号公報、特開昭50-131977号公報、
特開昭52-63999号公報、特開昭60-181078号公報、特開
昭61-76467号公報参照)。
しかし、従来の触媒被毒物質には、例えば、浮遊物が
ポリイソシアネートに発生する、加熱又は経時により製
品が変色する(特に、黄変する)、ポリイソシアネート
又は単量体ジイソシアネートの反応性に影響を及ぼすと
いう欠点がある。特に、重合反応を停止した後、未反応
の単量体ジイソシアネートの含有量の少ないポリイソシ
アネートを得るために単量体ジイソシアネートを留去す
る場合には、加熱によってポリイソシアネートが変色す
ることがある。また、触媒被毒物質が回収した単量体ジ
イソシアネートに混入し、単量体ジイソシアネートを再
使用するとき、その反応性を低下させるほか、例えば、
りん酸を用いた場合には、得られたポリイソシアネート
に浮遊物が生じて、浮遊物の除去が必要である。塩化ベ
ンゾイルを用いた場合には、ポリイソシアネートが加熱
により変色することがある。
[発明の目的] 本発明の目的は、浮遊物の発生がなく、かつ変色が生
じず、イソシアネートの反応性に影響を与えない、ポリ
イソシアネートの製法を提供することにある。
[発明の構成] 本発明は、第3級アミン又は第4級アンモニウム塩か
ら成る触媒の存在下に、単量体ジイソシアネート及び単
量体ジイソシアネートとヒドロキシ化合物との反応によ
りイソシアネート基の一部をウレタン化したイソシアネ
ートから成る群から選択された少なくとも1種のイソシ
アネート化合物のイソシアネート基の一部の三量化反応
を行い、触媒被毒物質により反応を停止することから成
るイソシアヌレート基含有ポリイソシアネートの製法に
おいて、 触媒被毒物質として酸性りん酸エステル及び酸性亜り
ん酸エステルから成る群から選択された少なくとも1種
のエステル化合物を用いることを特徴とする方法を提供
する。
イソシアネート化合物は、(a)単量体ジイソシアネ
ート、あるいは(b)単量体ジイソシアネートとヒドロ
キシ化合物との反応によりイソシアネート基の一部をウ
レタン化したイソシアネートである。
単量体ジイソシアネートは、脂肪族ジイソシアネート
又は芳香族ジイソシアネートのいずれであってもよい。
脂肪族ジイソシアネートの例は、ヘキサメチレンジイソ
シアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPD
I)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添M
DI)、水添キシリレンジイソシアネート(水添XDI)及
び2,4,4(又は2,2,4)−トリメチルヘキサメチレンジイ
ソシアネート(TMDI)である。芳香族ジイソシアネート
の例は、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニ
ルメタンジイソシアネート(ピュアMDI)、トルイジン
ジイソシアネート(TODI)、キシリレンジイソシアネー
ト(XDI)及びナフタリンジイソシアネート(NDI)であ
る。
ヒドロキシ化合物は脂肪族アルコールであることが好
ましい。脂肪族アルコールは、例えば、メタノール、エ
タノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール等の
低級脂肪族一価アルコールのほか、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタン
ジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、トリメチルペンタンジオ
ール、エチルヘキサンジオール、ジエチレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコー
ル、グリセリン、トリメチロールプロパン等の低級脂肪
族多価アルコールである。
三量化反応を行うイソシアネート化合物は、前記例示
の少なくとも2種以上のイソシアネート化合物からなる
混合物であってもよい。
触媒として使用する第3級アミン及び第4級アンモニ
ウム塩は、よく知られているいずれのものであってもよ
い。第3級アミンの例は、ジアルキルアミノアルキルフ
ェノール(例えば、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメ
チル)フェノール)、トリアルキルアミン(例えば、ト
リエチルアミン)、テトラアルキルアルキレンジアミン
(例えば、テトラメチルエチレンジアミン)、N,N′,
N″−トリス(ジメチルアミノアルキル)ヘキサヒドロ
トリアジン、トリスジメチルアミノプロピルトリアジ
ン、N,N,N′,N′−テトラメチル−1,3−ブタンジアミ
ン、ジメチルシクロヘキシルアミン、N−メチルピペリ
ジン、N,N′−ジメチルピペラジン、N−メチルモルホ
リン、ジアザビシクロオクタンである。第4級アンモニ
ウム塩の例は、トリメチル−2−ヒドロキシエチルアン
モニウムヒドロキシド、トリメチル−2−メチル−2−
ヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチ
ルベンジルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルア
ンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒ
ドロキシドである。触媒の使用量は、通常、イソシアネ
ート化合物に対して0.001〜2重量%である。
触媒については、例えば、特公昭40-5838号公報、特
公昭45-27982号公報、特開昭54-32490号公報及び特開昭
60-181114号公報に記載されている。
触媒被毒物質として、酸性りん酸エステル及び酸性亜
りん酸エステルから成る群から選択された少なくとも1
種のエステル化合物を用いる。
酸性りん酸エステルは、一般式: [式中、A1は、同一又は相異なり、炭素数1〜20のアル
キル基、アリール基又はアリールアルキル基であり、n
は、1又は2である。] の化合物である。酸性りん酸エステル(I)の例は、ジ
エチルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチ
ルホスフェート、ジラウリルホスフェート、ジフェニル
ホスフェート、モノエチルホスフェート、モノブチルホ
スフェート、モノオクチルホスフェート、モノラウリル
ホスフェート、モノフェニルホスフェートである。
酸性亜りん酸エステルは、一般式: [式中、A2は、同一又は相異なり、炭素数1〜20のアル
キル基、アリール基又はアリールアルキル基であり、m
は、1又は2である。] の化合物である。酸性亜りん酸エステル(II)の例は、
ジエチルホスファイト、ジブチルホスファイト、ジオク
チルホスファイト、ジラウリルホスファイト、ジフェニ
ルホスファイト、モノエチルホスファイト、モノブチル
ホスファイト、モノオクチルホスファイト、モノラウリ
ルホスファイト、モノフェニルホスファイトである。
エステル化合物は、少なくとも2種以上の酸性りん酸
エステル(I)又は酸性亜りん酸エステル(II)から成
る混合物であってもよい。
触媒被毒物質の使用量は、触媒1当量当たり、好まし
くは0.5〜10当量、さらに好ましくは0.8〜5当量であ
る。
イソシアネート化合物の三量化反応によって、イソシ
アヌレート基含有ポリイソシアネートが得られる。三量
化反応とともに二量化が部分的に生じることもある。反
応は、イソシアネート化合物の転化率が、5〜85%、好
ましくは10〜75%に達するまで行う。反応において溶媒
を使用してもよい。適した溶媒は、例えば、酢酸エチ
ル、酢酸ブチル及び酢酸メトキシプロピル等の脂肪酸エ
ステル、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素であ
る。反応終了後に、蒸留、好ましくは薄膜蒸留、又は抽
出のような分離方法によって、未反応単量体ジイソシア
ネートを生成ポリイソシアネートから分離除去すること
ができる。未反応単量体ジイソシアネートを除去したポ
リイソシアネートは、粘度が安定しており、変色がきわ
めて生じにくい。回収した未反応単量体ジイソシアネー
トは、再使用できる。
[発明の好ましい態様] 以下に、実施例及び比較例を示す。
実施例1 トリレンジイソシアネート450gとトリプロピレングリ
コール50gを反応させた後、酢酸ブチル500gに溶解してN
CO含量19.5%のプレポリマー溶液を得た。この溶液に2,
4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール2gを
加え室温で反応させた。反応液のNCO含量が8%になっ
たところでジブチルホスフェート3gを加え反応を停止さ
せた。反応は完全に停止し、NCO含量8%、APHA色数30
の透明なポリイソシアネートを得た。
実施例2 トリレンジイソシアネート450gとトリプロピレングリ
コール50gを反応させた後、酢酸ブチル500gに溶解してN
CO含量19.5%のプレポリマー溶液を得た。この溶液にト
リスジメチルアミノプロピルトリアジン2gを加え室温で
反応させた。反応液のNCO含量が8%になったところで
ジブチルホスフェート3gを加え反応を停止させた。反応
は完全に停止し、NCO含量8%、APHA色数30の透明なポ
リイソシアネートを得た。
実施例3 ヘキサメチレンジイソシアネート1000gと1,3−ブタン
ジオール15gを反応させNCO含量47.8%の溶液を得た。こ
の溶液にトリメチル−2−メチル−2−ヒドロキシエチ
ルアンモニウムヒドロキシドの4重量%メタノール溶液
1gを加え、50℃で反応させた。NCO含量が40%になった
ところでジオクチルホスフェート0.1gを加え反応を停止
させた。反応液の未反応ヘキサメチレンジイソシアネー
トを薄膜蒸発器により蒸留分離してNCO含量21.5%、未
反応ヘキサメチレンジイソシアネート含量1重量%以
下、APHA色数30の透明なポリイソシアネートを得た。
実施例4 ヘキサメチレンジイソシアネート1000gと1,3−ブタン
ジオール15gを反応させNCO含量47.8%の溶液を得た。こ
の溶液にトリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド
の4重量%メタノール溶液1gを加え、50℃で反応させ
た。NCO含量が40%になったところでジオクチルホスフ
ェート0.1gを加え反応を停止させた。この反応液の未反
応ヘキサメチレンジイソシアネートを薄膜蒸発器により
蒸留分離してNCO含量21.5%、未反応ヘキサメチレンジ
イソシアネート含量1重量%以下、APHA色数30の透明な
ポリイソシアネートを得た。
実施例5 トリレンジイソシアネート500gを酢酸ブチル500gに溶
解した。この溶液にトリスジメチルアミノプロピルトリ
アジン2gを加え室温で反応させた。反応液のNCO含量が
8%になったところでジブチルホスフェート3gを加え反
応を停止させた。反応は完全に停止し、NCO含量8%、A
PHA色数30の透明なポリイソシアネートを得た。
比較例1 ジオクチルホスフェート0.1gに代えて、りん酸0.04g
を使用する以外は、実施例4の手順を繰り返した。りん
酸を添加してまもなく、浮遊物が発生した。
比較例2 ジオクチルホスフェート0.1gに代えて、トリブチルホ
スフェート0.1gを使用する以外は、実施例4の手順を繰
り返した。トリブチルホスフェートを添加したが、反応
は停止しなかった。
[発明の効果] 酸性りん酸エステル(I)及び酸性亜りん酸エステル
(II)は、ポリイソシアネートに対して優れた溶解性を
有するので、透明なポリイソシアネートが得られる。ま
た、回収した単量体ジイソシアネート及び生成したポリ
イソシアネートへの悪影響がほとんどみられない。さら
に、本発明の製法によれば、得られたポリイソシアネー
トは、安定した粘度を有し、変色しにくい。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第3級アミン又は第4級アンモニウム塩か
    ら成る触媒の存在下に、単量体ジイソシアネート及び単
    量体ジイソシアネートとヒドロキシ化合物との反応によ
    りイソシアネート基の一部をウレタン化したイソシアネ
    ートから成る群から選択された少なくとも1種のイソシ
    アネート化合物のイソシアネート基の一部の三量化反応
    を行い、触媒被毒物質により反応を停止することから成
    るイソシアヌレート基含有ポリイソシアネートの製法に
    おいて、 触媒被毒物質として酸性りん酸エステル及び酸性亜りん
    酸エステルから成る群から選択された少なくとも1種の
    エステル化合物を用いることを特徴とする製法。
  2. 【請求項2】触媒被毒物質により反応を停止した後、未
    反応単量体ジイソシアネートを分離除去することによ
    り、単量体ジイソシアネート含有量の少ないポリイソシ
    アネートを得る請求項1記載の製法。
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