JP6289180B2 - イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物の製造方法 - Google Patents
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Description
〔1〕
ヘキサメチレンジイソシアネートモノマーからイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を得るイソシアヌレート化反応工程と、
少なくとも2回の蒸留により、前記イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物から前記ヘキサメチレンジイソシアネートモノマーを除去する除去精製工程と、を有し、
該除去精製工程の1回目の蒸留後、前記ヘキサメチレンジイソシアネートモノマーを1〜12質量%含む前記イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を、120〜200℃の温度で30〜180分間熱処理し、
前記除去精製工程の2回目の蒸留後、前記ヘキサメチレンジイソシアネートモノマーを0〜0.5質量%含む前記イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を、70〜120℃の温度で45〜240分間熱処理する、
イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物の製造方法。
〔2〕
前記除去精製工程前に、前記イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を、80〜170℃の温度で20〜120分間熱処理するプレ熱処理工程をさらに有する、前項〔1〕に記載のイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物の製造方法。
イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物(以下、「ポリイソシアネート組成物」ともいう。)の製造方法は、
ヘキサメチレンジイソシアネートモノマーからイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を得るイソシアヌレート化反応工程と、
少なくとも2回の蒸留により、前記イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物から前記ヘキサメチレンジイソシアネートモノマーを除去する除去精製工程と、を有し、
該除去精製工程の1回目の蒸留後、前記ヘキサメチレンジイソシアネートモノマーを1〜20質量%含む前記イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を、60〜200℃の温度で10〜360分間熱処理し、
前記除去精製工程の2回目の蒸留後、前記ヘキサメチレンジイソシアネートモノマーを0〜1質量%含む前記イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を、50〜130℃の温度で30〜360分間熱処理する。
イソシアヌレート化反応工程は、ヘキサメチレンジイソシアネートモノマーからイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を得る工程である。脂肪族であるHDIモノマーを原料としたポリイソシアネート組成物は、塗料用硬化剤として使用した場合、耐候性等の塗膜物性に非常に優れる傾向にある。また、イソシアヌレート型ポリイソシアネートは、ビウレット型ポリイソシアネート等と比較すると、塗料用硬化剤として使用した場合、耐候性等の塗膜物性に非常に優れる傾向にある。なお、ポリイソシアネート組成物にはアロファネート構造が含まれていてもよい。
イソシアヌレート化反応終了後、未反応のHDIモノマーは後述する除去精製工程により除去するが、除去精製工程前に、イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を、80〜170℃の温度で20〜120分間熱処理するプレ熱処理工程を行うことが好ましい。プレ熱処理工程における熱処理温度は、好ましくは80〜170℃であり、より好ましくは85〜165℃であり、さらに好ましくは90〜160℃である。また、プレ熱処理工程における熱処理時間は、好ましくは20〜120分間であり、より好ましくは20〜100分間であり、さらに好ましくは20〜80分間である。熱処理温度が80℃以上であり、熱処理時間が20分以上であることにより、製造時及び長期貯蔵時の濁り、くすみ抑制効果が大きくなる傾向にある。また、熱処理温度が170℃以下であり、熱処理時間が120分以下であることにより、着色をより防止できる傾向にある。
除去精製工程は、少なくとも2回の蒸留により、イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物からヘキサメチレンジイソシアネートモノマーを除去する工程である。蒸留方法としては、特に限定されないが、例えば、薄膜蒸留等が挙げられる。
本実施形態の製造方法により得られたポリイソシアネート組成物を硬化剤として用いた塗料組成物は、ロール塗装、カーテンフロー塗装、スプレー塗装、ベル塗装、静電塗装等の塗料として用いることができる。例えば、金属(鋼板、表面処理鋼板等)、プラスチック、木材、フィルム、無機材料等の素材に対するプライマーや上中塗り塗料として有用である。また、防錆鋼板を含むプレコートメタル、自動車塗装などに美粧性、耐候性、耐酸性、防錆性、耐チッピング性などを付与するための塗料としても有用である。また、接着剤、粘着剤、エラストマー、フォーム、表面処理剤等のウレタン原料としても有用である。
ポリイソシアネート組成物の濁り、くすみの測定は、下記条件によりポリイソシアネート組成物のHaze値を測定することにより行った。まず、得られたポリイソシアネート組成物のHaze値を以下に記載した条件で測定した。次いで、ポリイソシアネート組成物100gを250mLの金属缶に入れ、缶内部を窒素置換した後、密閉した。その金属缶を50℃のオーブンに入れ、1ヶ月間貯蔵し、貯蔵後のHaze値を以下に記載した条件で測定した。貯蔵前後のHaze値を下記評価基準にて評価した。
装置:日本電色工業株式会社 NDH2000
セル:ガラス製70mm角セル
(評価基準)
×(濁りが多く使用不可) :Haze値が、3.0以上であった。
△(わずかに濁りがあるが使用可):Haze値が、1.5以上3.0未満であった。
○(濁りがほぼなし) :Haze値が、0.5以上1.5未満であった。
◎(濁りがまったくなし) :Haze値が、0.5未満であった。
最初に、20mLサンプル瓶をデジタル天秤に乗せ試料を約1g精秤した。次に、ニトロベンゼン(内部標準液)を0.03〜0.04g加え精秤した。最後に、酢酸エチルを約9mL加えた後、蓋をしっかりしてよく混合し、サンプルを調整した。得られたサンプルを以下の条件で、ガスクロマトグラフィー分析し、HDIモノマーの含有量を定量した。
装置 :SHIMADZU(株)GC−8A
カラム :信和化工(株)Silicone OV−17
カラムオーブン温度 :120℃
インジェクション/ディテクター温度:160℃
下記装置を用いて、ポリイソシアネート組成物の波長430nmの光の透過率の値を測定した。得られた透過率に基づいて、下記評価基準によりポリイソシアネート組成物の色度を評価した。
装置:JASCO 日本分光株式会社 V−650
セル:ガラス製2cm角セル
(評価基準)
×(着色が激しく使用不可) :透過率が90%未満であった。
△(わずかに着色しているが使用可):透過率が90%以上96%未満であった。
○(着色がまったく無し) :透過率が96%以上であった。
攪拌器、温度計、冷却管を取り付けた4つ口フラスコの内部を窒素置換し、HDI:1000gを仕込み、70℃で攪拌下、イソシアヌレート化触媒としてテトラメチルアンモニウム・カプリエート:0.1g、2−エチルヘキサノール:2.0gを同時に加えた。反応液の屈折率測定により転化率が25%になった時点でリン酸0.2gを添加してイソシアヌレート化反応を停止した。さらに、得られたイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を100℃にて150分加熱した。
実施例1に従って、表1に記載の条件で合成と熱処理を行い、ポリイソシアネート組成物を得た。得られたイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物の物性を表1に記載する。
攪拌器、温度計、冷却管を取り付けた4つ口フラスコの内部を窒素置換し、HDI:1000gを仕込み、70℃で攪拌下、イソシアヌレート化触媒としてテトラメチルアンモニウム・カプリエート:0.1g、2−エチルヘキサノール:4.0gを同時に加えた。反応液の屈折率測定により転化率が40%になった時点でリン酸0.2gを添加してイソシアヌレート化反応を停止した。さらに、得られたイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を90℃にて60分加熱した。
実施例1に従って、表1の条件で合成と熱処理を行い、ポリイソシアネート組成物を得た。得られたイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物の物性を表1に記載する。
Claims (2)
- ヘキサメチレンジイソシアネートモノマーからイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を得るイソシアヌレート化反応工程と、
少なくとも2回の蒸留により、前記イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物から前記ヘキサメチレンジイソシアネートモノマーを除去する除去精製工程と、を有し、
該除去精製工程の1回目の蒸留後、前記ヘキサメチレンジイソシアネートモノマーを1〜12質量%含む前記イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を、120〜200℃の温度で30〜180分間熱処理し、
前記除去精製工程の2回目の蒸留後、前記ヘキサメチレンジイソシアネートモノマーを0〜0.5質量%含む前記イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を、70〜120℃の温度で45〜240分間熱処理する、
イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物の製造方法。 - 前記除去精製工程前に、前記イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物を、80〜170℃の温度で20〜120分間熱処理するプレ熱処理工程をさらに有する、請求項1に記載のイソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物の製造方法。
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