JPH01125350A - ニトリロ(トリス)ポリオキシアルキレンアミン組成物 - Google Patents

ニトリロ(トリス)ポリオキシアルキレンアミン組成物

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JPH01125350A
JPH01125350A JP63192205A JP19220588A JPH01125350A JP H01125350 A JPH01125350 A JP H01125350A JP 63192205 A JP63192205 A JP 63192205A JP 19220588 A JP19220588 A JP 19220588A JP H01125350 A JPH01125350 A JP H01125350A
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JP
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oxide
amine
rim
reaction
methyl
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John M Larkin
マイケル・ジョン・ラーキン
Michael Cuscurida
マイケル・カスカリダ
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Texaco Development Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 光皿Ω会I 本発明は、次式: %式%] (式中、R1はメチル又はエチル基であり、R2は水素
又はR3と同様のものであり、AOはエチレンオキシド
、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド及びこれらの
混合物から選択されるアルキレンオキシド基であり、X
は1以上であり、x+yは2〜40である) の組成物に関するものである。
これらのポリアミンは、反応射出成形(RI M)法に
よって、イソシアネートと反応させて製品を製造するの
に特に適している。
咳 ′Eにおしる関連 法の説明 反応射出成形(RI M)は、大量の、速やかに硬化す
るウレタン部品を速やかに混合し成形するための技術で
ある。RIMポリウレタン部品は、自動車の外部車体に
おいて用いられており、その軽量性によって省エネルギ
ーに貢献している。
RIM部品は、−船釣に、活性水素含有物質とポリイソ
シアネートとを速やかに混合し、該混合物を成形型内に
配置し、そこで反応を進行させることによって製造され
る。反応及び離型後に、該部品を、部品を約121℃(
250’F)以上に保持されたオゾン中に配置すること
を含む更なる硬化段階にかけることができる。
水酸基を末端に有する長いアルコキシル化アルキル鎖の
アミノ化も当該技術において周知である。
E、L、 Yeakeyに与えられた米国特許第3゜6
54.370号においては、ポリオキシアルキレンポリ
オールを、アンモニア及び水素によって、ニッケル、銅
及びクロムの酸化物の混合物を還元することによって得
られる触媒上でアミノ化し、対応するアミンを生成させ
ることが教示されている。アミノ化は150°C〜27
5°Cの湿度、500〜500psigにおいて行なわ
れる。
H,E、 5w1ftらに与えられた米国特許第4゜4
09.399号においては、脂肪族アルコール及びアル
デヒドなアミノ化するための触媒が教示されている。担
持されていない触媒は、(1)酸化銅及び水酸化銅、及
び(2)酸化ニッケル又は水酸化ニッケル、並びに、場
合によっては(3)第1IA族、例えばマグネシウム、
バリウムの酸化物又は水酸化物を含んでいる。反応は、
150°C〜250°Cの温度、1〜100気圧におい
て、水を連続的に除去しながら行なわれる。
P、H,Mo5sらに与えられた米国特許第3゜390
.184号においては、ニッケル及びコバルトの金属及
び酸化物から成る群より選択される少なくとも一種の物
質を、銅並びに、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化マ
ンガン及び酸化トリウムからなる群より選択される金属
酸化物と共に含む水素化−脱水素化触媒によって、第2
級アルコールを高分子量第1級アミンに転化せしめる方
法が教示されている。反応は、225〜260°Cの温
度、2000〜4000psigの圧で、アミノ化剤と
してアンモニアを用いて行なわれる。
R,A、 Haiesらに与えられた米国特許第3゜3
73.204号においては、5〜40モルのエチレンオ
キシド及びプロピレンオキシドを含む、フェノール、ア
ルコール及びアミンの誘導体から第2級アミンを製造す
る接触法が教示されている。触媒はラネーニッケルであ
り、アミノ化剤としてアンモニア又は第1級アルキルア
ミンを用いる。反応は、200〜275°Cで、水を放
出しながら行なわれる。アミンとしては、ラウリルアミ
ン、ヘキサデシルアミン、オククデシルアミン、ロジン
アミン及び脂肪酸アミンが挙げられる。
J、D、 Zechに与えられた米国特許第3,347
゜926号においては、第1級及び第2級脂肪族アルコ
ールをアミノ化する接触方法が教示されている。触媒は
クロムで活性化したラネーニッケルを含む。反応は、1
50〜275°Cで、アンモニア、炭素原子数1〜6の
第1級アミン又は第2級アミンを用いて行なわれる。
K、E、 Harwellらに与えられた米国特許第2
゜923.696号においては、エポキシ樹脂と高沸点
アミン生成物とを反応させることによって生成される樹
脂状組成物が教示されている。該特許においては、更に
、銅、ニッケル、コバルト及びこれらの酸化物を用いた
水素化触媒が教示されている。
Hobbsらに与えられた米国特許第4−.130゜5
90号においては、N−(アルカジェニル)アミンのよ
うな長鎖不飽和アミン及び、その飽和又は水素化誘導体
の製造が教示されている。
免胛例亘ヱ 本発明は、次式: %式%] (式中、R1はメチル又はエチル基であり、R2は水素
、メチル又はエチル基であり、AOはエチレンオキシド
、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド及びこれらの
混合物から選択されるアルキレンオキシド基であり、X
は1以上であり、X+yは2〜40である) の組成物に関する。
これらのアミン末端ポリエーテルは、反応射出成形(R
I M)法においてポリイソシアネートと反応させると
特に有用である。RIM法において、アミン末端ポリエ
ーテル、ジアミン連鎖延長剤及びポリイソシアネートを
含む成分を密閉成形型内で反応させ、自動車の車体パネ
ルのような製品を製造する。
好ましい 施態 の説明 本発明の目的は、優れた特性を有するRIMポリウレタ
ン部品を製造することである。驚くべきことに、本発明
のヒドロキシル末端ポリエーテル開始剤によって、ヒド
ロキシルのアミン基への転化が、グリセリンを開始剤と
した同様の方法と比べて、より高収率で得られることが
見出された。
RIMエラストマーは、通常、アミン、連鎖延長剤及び
ポリイソシアネートを成形型内で一緒に反応させること
によって製造される。場合によって用いる添加剤として
は、触媒、充填材料、離型剤などが挙げられる。
この場合において、RIMエラストマーのアミン成分が
本発明のニトリロ(トリス)ポリオキシアルキレンアミ
ンである。RIM法において有用なアミン末端ポリエー
テルは、少なくとも500、好ましくは、少なくとも3
000の分子量を有する6分子量約3000〜7000
の本ニトリロ(トリス)ポリオキシアルキレンアミンを
ベースとしたこれらのポリエーテルアミンが特に好まし
い。ポリエーテルは、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、又は、プロピレンオキシド
、ブチレンオキシド及び/又はエチレンオキシドの混合
物から製造することができる。
ポリエーテルを、ポリオキシアルキレンポリオールをア
ミン化して対応するアミンを生成させることが開示され
ている、E、L、 Yeakeyに与えられた米国特許
第3,654.370号に記載のようにしてアミノ化す
る。アミノ化は、アンモニア及び水素の存在下、150
〜275°C1500〜5000psigにおいて、ニ
ッケル、銅及びクロムの酸化物の混合物から調製された
触媒によって接触的に行なわれる。アミンが立体障害を
示すならば、ポリエーテルポリオールが還元的にアミノ
化されうることが見出された。第3級アミンが立体障害
を示すことによって分子が安定になり、金属触媒による
ヒングード第3級アミンの開裂が防止される。本発明に
おいては、第3級アミンは、アルキレンオキシド分子に
結合した立体的に塊状(bulky )のアルキル基で
周りを取り囲むことによって封鎖(hinder)され
ている。第3級アミンが封鎖されていないと、ポリエー
テル鎖が窒素原子の部分で開裂し、トリアミンに代えて
種々の分解生成物が生成する。
本発明方法において有用な連鎖延長剤は、好ましくは二
官能性のものである。二官能性及び三官能性連鎖延長剤
の混合物もまた本発明において有用である。本発明にお
いて有用な連鎖延長剤としては、ジオール、アミノアル
コール、ジアミン又はこれらの混合物が挙げられる。1
.4−ブタンジオール及びエチレングリコールのような
低分子量直鎖ジオールが本発明において用いるのに有用
であることが見出された。エチレングリコールが特に好
ましい。これら連鎖延長剤によって、好適なジイソシア
ネートと反応させた際に、高いガラス転移温度及び/又
は高い融点を有するポリマーが製造される。高いガラス
転移温度及び高い融点を有する本発明のポリウレタンポ
リマーが、本発明方法において改良された特性を示すこ
ともまた見出された。1.4−シクロヘキサンジオール
のような環式ジオール、ビス−ヒドロキシエチルヒドロ
キノンのような環含有ジオール、アミド又はエステル含
有ジオール又はアミノアルコール、芳香族ジアミン及び
脂肪族アミンをはじめとする他の連鎖延長剤もまた、本
発明の実施における連鎖延長剤として好適である。
ニトリロ(トリス)ポリオキシアルキレンアミン開始剤
と反応させるために用いるポリイソシアネートは、芳香
族又は脂肪族ポリイソシアネートであってよい。
芳香族ポリイソシアネートの代表例としては、p−フェ
ニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイ
ソシアネート、2.6−トルエンジイソシアネート、ジ
アニシジンジイソシアネート、ビトリレンジイソシアネ
ート、ナフタレン−1,4−ジイソシアネート、ビス(
4−イソシアナトフェニル)メタン、ビス(3−メチル
−3−イソシアナトフェニル)メタン、ビス(3−メチ
ル−4−インシアナトフェニル)メタン及び4.4°−
ジフェニルプロパンジイソシアネートが挙げられる。
本発明の実施において用いる他の芳香族ポリイソシアネ
ートは、約2〜約4の官能価を有するメチレン架橋ポリ
フェニルポリイソシアネート混合物である。これらのイ
ソシアネート化合物は、通常、ホルムアルデヒドとアニ
リンのような第1級芳香族アミンとを、塩酸及び/又は
他の酸性触媒の存在下で反応させることによって製造さ
れる、対応するメチレン架橋ポリフェニルポリアミンを
ホスゲン化することによって製造される。ポリアミン、
及びそれから対応するメチレン架橋ポリフェニルポリイ
ソシアネートを製造する公知方法は、米国特許第2,6
83,730号:同第2.950,263号:同第3.
012,008号:同第3,344.162号及び同第
3゜362.979号に記載されている。
メチレン架橋ポリフェニルポリイソシアネート混合物は
1通常、約20〜約100重量%のメチレンジフェニル
ジイソシアネート異性体を含み、残りが、より高い官能
価及びより高い分子量を有するポリメチレンポリフエニ
ルジイソシアネートである。これらの代表例としては、
その20〜約95重量%が4.4°−異性体であるメチ
レンジフェニルジイソシアネート異性体約20〜100
重量%を含み、残りが、より高い分子量及び平均官能節
約2.1〜約3.5を有するポリメチレンポリフェニル
ポリイソシアネートであるポリフェニルポリイソシアネ
ート混合物が挙げられる。これらのイソシアネート混合
物は市販されており、Floyd E、 Bantle
yに与えられた米国特許第3.362,979号に記載
されている方法によって製造することができる。
最も好ましい芳香族ポリイソシアネートはメチレンビス
(4−フェニルイソシアネート)又はMDIである。純
粋なMDI、MDIの準プレポリマー、変性された純M
DIは全てRIMエラストマーの製造において有用なも
のである。純粋なMDIは固体であるため、使用するの
に不都合であることが多いので、MDIをベースとした
液体生成物がしばしば用いられ、これらもここで用いる
MDI又はメチレンビス(4−フェニルイソシアネート
)の用語の範囲内に含まれる。米国特許第3,394,
164号は液状MDI生成物の例である。更に一般的に
は、ウレトンイミンで変性された純MDIもまた含まれ
る。この生成物は、純MDIを触媒の存在下で加熱些、
純MDI及び変性MDIの混合物を得ることによって製
造される。好ましくは、用いるインシアネートの量は、
配合物中の全成分を基準とした化学量論量、又は該化学
量論量よりも多い量である。この種の市販生成物の例は
、Upjohn社のl5onate■125M(純MD
I)及びl5onate■143L (液状MDI)で
ある。
本発明の実施において必須のものではないが、ボリウレ
クンエラストマーの色相及び特性を向上せしめる添加剤
を用いることができる。例えば、チョツプドガラス繊維
又は粉砕ガラス繊維、チョツプド又は粉砕炭素繊維及び
/又は他の無機繊維が有用である。
本発明のRIMポリウレタンエラストマーは、通常の方
法で、成形型内において製造され、次に、約121℃〜
218℃(250″F〜425’F)、好ましくは約り
54℃〜約177℃(310T〜350下)の温度で後
硬化される。
後硬化温度を約204℃(400’F)以上に近付ける
のに必要な他の種類の添加剤は酸化防止剤である。当業
者に周知の物質としてはヒンダードフェノールが挙げら
れる。
以下の実施例によって本発明を示す。これらは本発明を
いかなるようにも制限するとみなされるものではなく、
改良点及び本発明が実施される方法を例示することのみ
を目的とするものである。
実」〔江よ 10ガロンの容器に、分子量657のTIPAのプロピ
レンオキシド付加物2.25kg(5ポンド)及び45
%水酸化カリウム水溶液1522gを入れた。次に、反
応容器を窒素でパージし、100℃に加熱した。次に、
開始剤を、減圧下、窒素下で、含水量0.1%未満まで
乾燥させた。次に、プロピレンオキシド[(19,9k
g(44,3ポンド)]を1105〜110°CC15
0psにおいて反応させた。プロピレンオキシドを添加
するのに約8.4時間を要した。次に、反応混合物を、
圧が平衡になるまで2時間熟成した。
珪酸マグネシウム408gを水性スラリーとして加えて
2時間撹拌することによってアルカリ性の生成物を中性
化した。次に、ジ−t−ブチル−p−クレゾール(22
,4g)を加えポリオールを安定化させた。中性化され
たポリオールを最小圧に減圧ストリッピングして窒素を
除去し、濾過した。最終生成物は次の特性を有していた
ヒドロキシル数(mgKOH/g)    32.5水
分(重量%)             0.02不飽
和量(meq/g )           0.05
5イソプロパツール/水10:6中のpH9,3粘度(
cs) 25℃(77’F)        105138℃(
100丁)621 全アミン(meq/g )           0.
16第3級アミン(meq/g )        0
.161℃の撹拌オートクレーブに、分子量5100を
有する実施例1のトリイソプロパツールアミンのプロピ
レンオキシド付加物605g、及び粉末状の相持47重
量%ニッケル触媒65.001g、並びにNH,74,
7gを、水素雰囲気下で入れた。オートクレーブの圧を
水素で350psigに上昇させた(28°C)。温度
を60分かけて243.1’C(1965’psig 
)に上昇させた。241.5℃〜247.3℃(平均的
245℃)に30分保持した。次に、速やかに室温に冷
却した(26℃で155psig)。オートクレーブの
内容物を濾過し、炉液なロータリーエバポレーク−上で
99℃15mmHgにおいてストリッピングした。分析
値は次の通りであった。
測定値   理論値 第3級アミン     0.16  meq/g  0
.16第3級アミン官能基が完全に保持されると同時に
高い転化率を示したことは注目すべきである。
触媒が無水ラネー3100 (W、R,Grace &
 Go。
製)60.02gであった以外は実施例2の手順を繰り
返した。ポリオール及びNHaの量は、それぞれ695
.6及び52.95gであり、開始圧は32.0℃にお
いて555psigであり、加熱時間は45分であり、
平均温度は246°Cで13分間であった。分離し濾過
された生成物の分析値は次の通りであった。
ここでも、第3級アミン官能基がほぼ完全に保持された
ことは注目すべきである。
触媒が、Teakeyに与えられた米国特許筒3゜65
4.370号の粉末N i / Cu / Cr触媒7
5、Olgであった以外は実施例2の手順を繰り返した
。開始圧は473psigであり、平均反応温度は24
8℃であった。次の分析値を有する生成物が得られた。
ポリプロポキシル化トリエタノールアミンのアミl北 ポリオールが次の分析値を有するポリプロポキシル化ト
リエタノールアミンであった以外は実施例3の手順を繰
り返した。
実施例3と同様の反応を行なった(平均操作温度245
℃、開始圧497psig)後、濾過レストリッピング
した生成物は次の分析値を有していた。
第3級アミン官能基が実質的に完全に分解し、全アセチ
ル化可能部位及び第2級アミンにおける不純物が増加し
たC差が0.05meq/gであったことから計算)こ
とは注目すべきである。
肛式亙浬亙1ゑ 100ccの管状反応基に6 X 8 meshのクロ
ム活性化ラネーニッケルを入れた。NHs、Ha及び実
施例1のポリオールを、四組の操作条件下で同時に導入
しながら圧を2000psigに保持した。それぞれの
場合において、水素速度は5I2/時であり、NH,濃
度(全液体重量のパーセント)は48〜53重量%であ
った。条件及び結果を次に示す。
実施例4の錠剤状N i / Cu / Cr触媒を用
いた以外は実施例6の手順を繰り返した。条件及び結果
を表1に示す。
史施拠互 実施例7において製造した生成物(生成物番号6222
−29−1)を用いてポリ尿素RIMを製造した。本生
成物を用いて製造されたプラスチックエラストマーの性
質は、 Jeffamine■T−5000、分子量的
5000のポリプロピレンオキシドトリアミンから製造
された標準エラストマーのものと同等又はそれより優れ
たものであった。
本生成物によって、対象生成物と比べて、ゲル化時間が
より長く、未処理強度がより高いことを特徴とするエラ
ストマーが得られた。
分子量5000の高反応性トリオールであるTHANO
L■5F−5505(40重量%)とl5ONATE■
143L (60重量%)とを反応させることによって
準プレポリマーAを製造した。
夾施盟五五 ポリアミン6277−6a (66,0重量部)、ジエ
チルトルエンジアミン(DETDA)(34,0重量部
)及びステアリン酸亜鉛(1,58重量部)を、Acc
urat、io V R−100二成分系RIM機のB
成分反応槽に入れ、93°C(200’F)に30分加
熱してステアリン酸亜鉛を溶解した。次に、B成分槽を
55℃(132″F)に冷却した8準プレポリマーA 
(109,3重量部)をA成分槽に入れ、この成分の温
度を53℃(127下)に調節した。二つの成分を、予
め716C(160°F)に加熱した、寸法45.7c
mX45.7cmX0.3cm(18インチX18イン
チxo、125インチ)の平板ブラック成形型内に射出
した。30秒後に製品を型材から取り出した。得られた
エラストマーを155°C(311’F)で60分、後
硬化させた。
得られたエラストマーの物性値を表2に示す。
この物質のゲル化時間を測定すると1.7秒であった。
この配合物の加工性は非常に良好であった。
施例8B 比メ例 JeffamineoT−5000(66、0重量部)
、DETDA (34,0重量部)及びステアリン酸亜
鉛(1,58重量部)を、Accuratio V R
−10〇二成分系RIM機のB成分反応槽に入れ、93
°C(200下)に30分加熱してステアリン酸亜鉛を
溶解した。次に、B成分槽を57℃(135’F)に冷
却した6準プレポリマーA(108,0重量部)をA成
分槽に入れ、この成分の温度を55°C(131’F)
に調節した。二つの成分を、予め71°C(160下)
に加熱した、寸法45.7cmX45.7cmX0.3
cm(18インチX18インチxo、125インチ)の
平板ブラック成形型内に射出した。30秒後に製品を型
材から取り出した。得られたエラストマーを155℃(
311”F)で60分、後硬化させた。
得られたエラストマーの物性値を表2に示す。この物質
のゲル化時間は1.6秒であった。
表λ 試秩法Q−蒐 本発明の特定の実施態様を記載したが、本発明はこれら
に制限されるものではないので修正を行なうことができ
ることが十分理解される。したがって、添付の特許請求
の範囲によって、本発明の精神及び範囲内のいかなる修
正も包含される。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、次式: N−[(CH_2CH(R_1)O)_x−AO_y−
    CH_2CH(R_2)NH_2]_3(式中、R_1
    はメチル又はエチル基であり、R_2は水素、メチル又
    はエチル基であり、AOはエチレンオキシド、プロピレ
    ンオキシド、ブチレンオキシド及びこれらの混合物から
    選択されるアルキレンオキシド基であり、xは1以上で
    あり、x+yは2〜40である) の組成物。 2、x+yが20〜30である請求項1記載の組成物。 3、次式: N−[(CH_2CH(CH_3)O)_x−CH_2
    CH(CH_3)NH_2]_3(式中、xは2〜40
    である)の組成物。 4、xが20〜30である請求項3記載の組成物。 5、アミン、アミン末端連鎖延長剤及びポリイソシアネ
    ートを含む成分を、密閉成形型内で反応させることを含
    む反応射出成形方法であって、次式: N−[(CH_2CH(R_1)O)_x−AO_y−
    CH_2CH(R_2)NH_2]_3(式中、R_1
    はメチル又はエチル基であ、R_2は水素、メチル又は
    エチル基であり、AOはエチレンオキシド、プロピレン
    オキシド、ブチレンオキシド及びこれらの混合物から選
    択されるアルキレンオキシド基であり、xは1以上であ
    り、x+yは組成物の平均分子量が少なくとも500で
    あるように選択される) のアミンを用いることを改良点とする方法。 6、AOがプロピレンオキシドであり、R_1及びR_
    2がいずれもメチルである請求項5記載の方法。 7、分子量が少なくとも3000である請求項5記載の
    方法。 8、分子量が3000〜7000である請求項7記載の
    方法。
JP63192205A 1987-08-03 1988-08-02 ニトリロ(トリス)ポリオキシアルキレンアミン組成物 Pending JPH01125350A (ja)

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US080930 1987-08-03
US07/080,930 US4827039A (en) 1987-08-03 1987-08-03 Nitrilo(tris)polyoxyalkyleneamines in a reaction injection molding process

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JP63192205A Pending JPH01125350A (ja) 1987-08-03 1988-08-02 ニトリロ(トリス)ポリオキシアルキレンアミン組成物

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EP (1) EP0302591B1 (ja)
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EP0302591A3 (en) 1989-09-20
DE3879576D1 (de) 1993-04-29
US4827039A (en) 1989-05-02
EP0302591B1 (en) 1993-03-24
EP0302591A2 (en) 1989-02-08
CA1303063C (en) 1992-06-09
DE3879576T2 (de) 1993-07-29

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