JP3403530B2 - ポリウレタン用新規ポリエーテルポリオールおよびその製造方法 - Google Patents
ポリウレタン用新規ポリエーテルポリオールおよびその製造方法Info
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Description
ポリエーテルポリオールおよびその製造方法に関する。
詳しくは、少くとも1個のビシクロ(2,2,1)ヘプ
タン環を有する化合物をアルキレンオキシドと反応させ
て得られるポリエーテルポリオールおよびその製造方法
に関する。
ンフォーム製造において、発泡剤としての特定フロン、
すなわち、クロロフルオロカーボン類の使用量を低減、
あるいは、代替した上で、従来の硬質ウレタンフォーム
の物性を保持することは困難になっており、レジン成分
としての新規なポリエーテルポリオールが求められてい
る。
の有望な原料として、−NH2を分子内に2ケ有するジ
アミノ化合物がある。特に新規なポリエーテルポリオー
ルの出発原料として考えられるジアミノメチル化合物
は、一般式(I)、
び、R6 はそれぞれ水素またはメチル基を示し、xおよ
びnはそれぞれ0または1を示す。)で表わされる化合
物であり、例えばシクロペンタジエンとブタジエン、イ
ソプレンおよび/またはアクリロニトリル等とのディー
ルスアルダー付加反応で合成される多環式不飽和化合物
をヒドロキシホルミル化反応またはシアン化水素付加反
応した後、水素還元あるいはアンモノ還元することによ
り容易に得ることができるものである。(特開昭51−
81850)
レンオキシドを付加しポリエーテルポリオールとすれ
ば、分子中の大半を占める極めて嵩高い脂肪族骨格がポ
リウレタン製品の強度等の諸物性向上に少からず効果を
もたらすものと期待される。このジアミノ化合物に対し
0.5〜2.0モルのアルキレンオキシドを付加した化
合物は特開昭54−4992にエポキシ硬化剤としての
有用性が記載されている。しかしながら、このエポキシ
硬化剤を硬質ポリウレタンフォーム製造用レジン成分と
して用いる場合、1級もしくは2級アミンが少からず残
存するためイソシアネートとの反応性が極めて高く、現
実的に硬質ポリウレタン製造用のレジン成分として使用
することは困難である。また、通常硬質ポリウレタン製
造用のレジン成分としては300〜800mgKOH/
gのヒドロキシル価が必要であるが、上記のエポキシ硬
化剤は、ヒドロキシル価が高すぎるため、レジン成分に
対するイソシアネート成分の重量比が高くなり、硬質ウ
レタンフォーム製造用のレジンとして、好ましいものと
は言えない。
ールの製造方法については多々知られている。その中で
も最も一般的な水酸化カリウムに代表わされるアルカリ
金属水酸化物を触媒として用いた場合、反応時の中間
体、すなわち、ジアミノメチル化合物にアルキレンオキ
シドが1モル以上付加し、少くとも分子内に1個以上の
1級または2級アミノ基を有する化合物のアルコール末
端へアルキレンオキシドの付加が優先し未反応の一級ま
たは2級アミンが少からず残り、ポリウレタン製造時の
反応性に極めて高い影響を及ぼす。
エーテルポリオールの合成触媒として色相、臭気等の品
質を悪化することなく、精製、濾過工程を必要としない
アミン触媒を用いる方法が記載されている。しかしなが
ら、本発明に該当する極めて嵩高い脂肪族骨格を有する
ジアミノ化合物に対するアルキレンオキシドの付加に関
する記述はなく、本発明における効果は皆目見当の及ば
ぬところであった。
は、ポリウレタンに良好な物性を与える新規なポリエー
テルポリオールを見出すことにある。すなわち、ジアミ
ノメチル化合物にアルキレンオキシドを付加重合する際
の上記問題点を解決し、かつ、ポリウレタンに良好な物
性を与える新規なポリエーテルポリオールを見出すこと
にある。
点を解決したポリエーテルポリオールを見出すべく鋭意
検討した結果、本発明に至った。すなわち、前記の一般
式(I)で表わされる少くとも1個のビシクロ(2,
2,1)ヘプタン環を有するジアミノメチル化合物1モ
ルに対し、4〜13モルのアルキレンオキシドを反応さ
せて得られる化合物を硬質ポリウレタン製造の際使用さ
れるレジン成分として用いることにより、硬質ポリウレ
タンの物性面の改良が可能であることを見出し、本発明
を完成するに至った。
れるジアミノメチル化合物の具体例としては、3(又は
4),8(又は9)ジアミノメチルトリシクロ(5,
2,1,02,6)デカン、4,9(又は10)ジアミノ
メチルテトラシクロ(6,2,1,1,3,604,7)ドデ
カン、2,5(又は6)ジアミノメチルビシクロ(2,
2,1)ヘプタン等を挙げることができるが、これら化
合物に限定される物ではない。 アルキレンオキシドに
は、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が含まれ、それぞれ単独
あるいは2種以上を混合して使用することができる。
法は特に限定されないが、好ましくはジアミノメチル化
合物1モルに対して4〜6モルのアルキレンオキシドを
付加する際には、無触媒または前記一般式(II)で示さ
れるアミン化合物を触媒として用い、また、6〜13モ
ルのアルキレンオキシドを付加する場合には無触媒また
はアミン化合物を触媒とする4〜6モルのアルキレンオ
キシドの付加反応に引き続き、一般式(II)で表わされ
るアミン化合物とは異なる触媒を用いアルキレンオキシ
ドの付加重合を行う2段階で製造する。アルキレンオキ
シドの付加モル数が、4モル以下では1級もしくは2級
アミンが未反応のまま残り、ポリウレタン製造時の反応
性に影響を及ぼすため好ましくない。また、13モル以
上では水酸基価が低くなり、硬質ポリウレタン製造用と
しては現実的に用いられない。
行う際、触媒として用いるアミン化合物は、特に限定さ
れないが、製品の色相、臭気等の品質を考慮してジメチ
ルオクチルアミン、トリオクチルアミン、ジメチルデシ
ルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルスチリル
アミン、ジメチルパルミチルアミン、ジメチルオレイル
アミン、ジメチルステアリルアミン、ジメチルリノレニ
ックアミン等が好ましい。これら触媒の使用量は特に制
限はないが、反応終了後の製品に対し、好ましくは0.
01〜5.0重量%、更に好ましくは、0.1〜1.0
重量%を使用する。また、開始剤であるジアミノメチル
化合物自身も触媒として作用するため特にアミン化合物
を触媒として用いずとも構わない。このとき例えばアル
カリ金属水酸化物を触媒として用いるのは、反応時の中
間体、すなわち、ジアミノメチル化合物にアルキレンオ
キシドが1モル以上付加し、少くとも分子内に1個以上
の1級または2級アミノ基を有する化合物のアルコール
末端へアルキレンオキシドの付加が優先し未反応の一級
または2級アミンが少からず残り、ポリウレタン製造時
の反応性に影響を及ぼすため好ましくない。
を行う際用いられる触媒は、上記の如きアミン化合物と
は異なる触媒として水酸化ナトリウムや水酸化カリウム
等に代表わされるアルカリ金属水酸化物等が好ましい
が、特に限定されるものではない。この時触媒の使用量
は特に制限はないが、反応終了後の製品に対して0.0
1〜5.0重量%が好ましい。この時アミン化合物を触
媒として用いると触媒活性が低いため過剰量の触媒が必
要となり、製品の臭気、色相等が悪化し、また、ポリウ
レタン製造時の反応性に極めて強い影響を及ぼし現実に
は使用が困難である。
50℃が好ましく、さらに好ましくは80〜120℃で
反応を行う。80℃以下では反応が遅く工業的に適さな
い。また、120℃以上では製品の色相が悪化し好まし
いものではない。本発明のポリエーテルポリオールすな
わちジアミノメチル化合物1モルに対し4〜13モルの
アルキレンオキシドを付加したポリエーテルポリオール
を硬質ポリウレタン製造用のレジンとして使用すると適
度の反応性を有し、発泡硬化して得られる製品は良好な
強度と寸法安定性を有し、しかも断熱性能に優れてい
た。このように本発明によれば物性面で優れた硬質ポリ
ウレタンを得ることができる。
体的に説明する。
びジメチルパルミチルアミン5.4gを2lオートクレ
ーブに仕込み、乾燥窒素で置換し、90℃に昇温して、
減圧下810g(13.97mol)のプロピレンオキ
シドをオートクレーブ内圧が4kg/cm2以上になら
ぬよう徐々に装入した。装入終了後、オートクレーブの
内圧低下が見られなくなるまで110℃で10時間反応
を行い、減圧下で未反応プロピレンオキシドを除去し、
製品とした。製品は無色透明液体1190gであり、水
酸基価は503mgKOH/gであった。一級および2
級アミン価は測定されなかった。
び水酸化カリウム3.6gを2lオートクレーブに仕込
み、以下実施例1と同様の操作を810g(13.97
mol)のプロピレンオキシドを装入し反応を行った。
反応終了後、減圧下で残存するプロピレンオキシドを減
圧下で除去した後、仕込み時加えた水酸化カリウムと等
モルの85%燐酸を用い中和精製を行い製品とした。製
品は無色透明液体1192gであり、水酸基価は498
mgKOH/gであった。また、一級および2級アミン
価が82.3mgKOH/gであった。本比較例1から
分かるとおり、1級もしくは2級アミンの存在下水酸化
カリウムを触媒として用いると製品に1級及び2級アミ
ン価が残る。後に示す参考例で比較例1で得られるポリ
エーテルポリオールを用いたポリウレタンフォームの製
造を行う際、極めて反応性が高く制御困難なものであっ
た。
lオートクレーブに仕込み、以下実施例1と同様の操作
で771g(13.30mol)のプロピレンオキシド
を装入し反応を行った。製品は無色透明液体1187g
であり、水酸基価は552mgKOH/gであった。
びジメチルパルミチルアミン5.4gを2lオートクレ
ーブに仕込み、以下実施例1と同様の操作を614g
(10.58mol)のプロピレンオキシドを装入し反
応を行った後、水酸化カリウム3.6gをオートクレー
ブに仕込み、充分攪拌混合し、110℃で237g
(4.09mol)のアルキレンオキシドを追加装入
し、オートクレーブの内圧低下が見られなくなるまで8
時間反応を行った。反応終了後、減圧下で残存するプロ
ピレンオキシドを減圧下で除去した後、仕込み時加えた
水酸化カリウムと等モルの85%燐酸を用い中和精製を
行い製品とした。製品は無色透明液体1185gであ
り、水酸基価は457mgKOH/gであった。
びジメチルパルミチルアミン5.4gを2lオートクレ
ーブに仕込み、以下実施例1と同様の操作を851g
(14.67mol)のプロピレンオキシドを装入し反
応を行った。得られた製品は無色透明液体1069gで
あり、水酸基価は497mgKOH/gであった。本比
較例2ではノルボルネンジアミン1モルに対して実施例
3と同量のプロピレンオキシドを添加しているものの水
酸基価は高く、製品の収量も仕込みに対して不足してい
る。また、反応中の内圧降下も極めて遅く、本発明で用
いられるジアミノ化合物を開始剤としたアルキレンオキ
シドの付加においてアミン触媒を用いる場合、工業的に
は水酸基価500mgKOH/g前後に相当するアルキ
レンオキシドの付加が限界である。
lオートクレーブに仕込み、乾燥窒素で置換し、90℃
に昇温し、乾燥窒素で2kg/cm2の加圧後、466
g(10.58mol)のエチレンオキシドを装入し、
110℃で圧降下が見られなくなるまで反応を行った
後、水酸化カリウム3.6gをオートクレーブに仕込
み、充分攪拌混合し、110℃で381g(8.66m
ol)のアルキレンオキシドを追加装入し、以下同様の
操作で反応を行った。反応終了後、減圧下で残存するプ
ロピレンオキシドを減圧下で除去した後、仕込み時加え
た水酸化カリウムと等モルの85%燐酸を用い中和精製
を行い製品とした。製品は無色透明液体1187gであ
り、水酸基価は451mgKOH/gであった。
た結果を表−1に示す。
ルについて、IRスペクトル及びGPCを測定した。使
用機器は以下に記載した。 IR;IR Report−100(日本分光) GPC;HLC−8020(東ソー) 使用カラム TOSOH TSK−GEL GMHXL G2000HXL G1000HXL IRスペクトルから3400cm-2にO−Hの伸縮振動
に由来する強い吸収が、また1125、1075cm-2
にそれぞれC−O−Cの伸縮振動、アルコール性C−O
に由来する吸収が見られることから、水酸基、エーテル
基を有するポリエーテルポリオールの構造を支持するも
のである。GPCチャートからは分子量分布が良好であ
ることがわかった。すなわち、開始剤分子に均一なアル
キレンオキシドの付加が行われているものである。
質ポリウレタンフォームを作り物性試験を行った。結果
を表−2に示す。また、比較のため比較例1で得られた
ポリエーテルポリオールおよびエチレンジアミンにプロ
ピレンオキシドを付加した水酸基価500mgKOH/
gのポリエーテルポリオールAを用いたフォーム物性を
表−2に併記した。
リコーン製泡剤L−5420(日本ユニカー社品)1.
0g、フレオン11B(三井デュポンケミカル社品)、
17.5g、テトラメチルヘキサメチレンジアミン2.
3g、純水0.5gを加え、よく混合してレジン液とし
た後、ジフェニルメタンジイソシアナート(NCO含有
率30.8%)を、レジン液の活性水素と反応する量を
標準にして1.05倍量加え、激しくかき混ぜて縦25
cm×横25cm×高さ18cmの段ボール製造箱に注
入した。
ションタイム)、フォーム表面の粘り気の無くなる時間
(タックフリータイム)を測定した後、室温で24時間
熟成後、得られた硬質ポリウレタンフォームの物性試験
を行った。物性試験方法は次の通りである。 (1)比重;ASTM D−1622 59Tによる。 (2)圧縮強さ;ASTM D−1621 59Tによ
る。 (3)寸法安定性;100×100×100mmのフォ
ームを表−2に記載の条件で24時間放置し、放置前の
長さに対する放置後の長さの変化率を求めた。 (4)200×200×25mmのサンプルでANAC
ON TCA−8にて測定。
場合の発泡特性は良好であり、比較例1で得られた1
級、2級アミン価があるものは反応性が高くその制御が
困難である。実施例1で得られるポリエーテルポリオー
ルを用い製造したポリウレタンフォームは、特に低温寸
法安定性、熱伝導率において比較参考例より優れてい
る。
のジアミノ化合物にアルキレンオキシドを付加して得ら
れる新規なポリウレタン製造用原料であり、特に硬質ポ
リウレタンフォーム製造時の反応性およびその得られる
製品の諸物性に優れ、その他、半硬質、軟質ポリウレタ
ンおよびウレタンエラストマー等の製造時の架橋剤とし
ても用いることができ、ポリウレタン製造用のレジンと
して特に有効性が認められる。
Claims (3)
- 【請求項1】下記一般式(I)、 【化1】 (式(I)中、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 およびR
6 はそれぞれ水素またはメチル基を示し、xおよびnは
それぞれ0または1を示す。)で表わされる少くとも1
個のビシクロ(2,2,1)ヘプタン環を有するジアミ
ノメチル化合物1モルと、4〜13モルのアルキレンオ
キシドを反応させて得られるポリウレタン用新規ポリエ
ーテルポリオール。 - 【請求項2】ジアミノメチル化合物1モルに対して4〜
6モルのアルキレンオキシドを付加させる際に、無触媒
または下記一般式(II)、 【化2】 (式(II)中、R1 は炭素数8〜18のアルキル基ある
いはアルケニル基を示し、R2 及びR3 は水素原子ある
いは炭素数1〜8のアルキル基を示す。)で表わされる
アミン化合物を、触媒として使用することを特徴とする
請求項1記載のポリウレタン用新規ポリエーテルポリオ
ールの製造方法。 - 【請求項3】ジアミノメチル化合物1モルに対して6〜
13モルのアルキレンオキシドを付加させる際に無触媒
または上記一般式(II)で表わされるアミン化合物を触
媒として4〜6モルのアルキレンオキシドの付加反応に
引き続き、一般式(II)で表わされるアミン化合物とは
異なる触媒を用い付加重合を行う2段階で反応を行うこ
とを特徴とする請求項1記載のポリウレタン用新規ポリ
エーテルポリオールの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32280494A JP3403530B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | ポリウレタン用新規ポリエーテルポリオールおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32280494A JP3403530B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | ポリウレタン用新規ポリエーテルポリオールおよびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08176291A JPH08176291A (ja) | 1996-07-09 |
JP3403530B2 true JP3403530B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=18147818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32280494A Expired - Lifetime JP3403530B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | ポリウレタン用新規ポリエーテルポリオールおよびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3403530B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6869543B2 (en) * | 2003-02-21 | 2005-03-22 | Bayer Polymers Llc | Amine-initiated polyether polyols and a process for their production |
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1994
- 1994-12-26 JP JP32280494A patent/JP3403530B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08176291A (ja) | 1996-07-09 |
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