JPH02228317A - ウレツトジオン基及びイソシアヌレート基を含有する変性ポリイソシアネート並びに二成分系ポリウレタン被覆用組成物 - Google Patents

ウレツトジオン基及びイソシアヌレート基を含有する変性ポリイソシアネート並びに二成分系ポリウレタン被覆用組成物

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JPH02228317A JP89338889A JP33888989A JPH02228317A JP H02228317 A JPH02228317 A JP H02228317A JP 89338889 A JP89338889 A JP 89338889A JP 33888989 A JP33888989 A JP 33888989A JP H02228317 A JPH02228317 A JP H02228317A
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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】 産1上■且■公立 本発明は、第3級ホスフィン触媒を用いて(環状)脂肪
族ジイソシアネートからウレットジオン基及びイソシア
ヌレート基を含有する(環状)脂肪族ポリイソシアネー
トを製造するための改良法、この方法によって得られた
変性ポリイソシアネート並びに二成分系ポリウレタン被
膜におけるインシアネート成分としてのそれらの使用に
関する。
従来少肢止 触媒としての有機ホスフィンを用いて七ツマー状出発ジ
イソシアネートをオリゴマー化しそして次いでその変性
反応を所望のオリゴマー化度において停止させることに
より、ウレットジオン基及びイソシアヌレート基を含有
するラッカー用ポリイソシアネートを製造することは、
公知である(例えば、DE−O3(独国特許公開明細書
)第1.670.667号、DE−O3第1.670.
720号、DE−OS第1,954.093号又はUS
−PS (米国特許明細書)第4,614,785号参
照)、これらの先行刊行物に記載の方法によって得られ
るウレットジオン基及びイソシアヌレート基を含有する
ポリイソシアネートは一般に少なくとも5のヨウ素色値
を有し、このことによりそれらの有用性は淡色のポリウ
レタンラッカー用については制限される。
日 (オ°    5     − それ故、本発明の目的は、(環状)脂肪族出発ジイソシ
アネートからウレットジオン基及びイソシアヌレート基
を含有するポリイソシアネートを製造するための上記の
先行刊行物に開示された方法を、得られる生成物が多く
とも3好ましくは0〜lのヨウ素色値又は250より大
きくない好ましくは100未満のD I N53409
によるハーゼン色値を有するように改良することである
量 ゛ −の この目的は、以下に記載する本発明による方法により達
成され得る。
本発明は、(環状)脂肪族結合のイソシアネート基を含
有する有機ジイソシアネートのイソシアネート基の一部
を有機ホスフィン触媒の存在下でオリゴマー化し、次い
で所望のオリゴマー化度において触媒毒を添加してオリ
ゴマー化反応を停止させそして過剰の未反応の出発ジイ
ソシアネートの少なくとも一部を蒸留によって除去する
ことにより、ウレットジオン基及びイソシアヌレート基
を含有する変性ポリイソシアネートを製造する方法にお
いて、 a) 該オリゴマー化反応の前及び/又は該オリゴマー
化反応中少なくとも1種のアルコールを添加することに
より、出発ジイソシアネート中に存在するイソシアネー
ト基の約0.1〜lO%をウレタン基に変換すること、
かつ b)過剰の出発ジイソシアネートの除去後に得られる蒸
留残渣を該蒸留残渣の重量を基準として100〜to、
ooopp園の過酸化物の存在下で少なくとも50℃の
温度に加熱すること、 を特徴とする上記方法に向けられる。
本発明はまた、この方法によって得られたウレットジオ
ン基及びイソシアヌレート基を含有するポリイソシアネ
ート並びに二成分系ポリウレタン被膜におけるイソシア
ネート成分としての随意にブロックされた形態のそれら
の使用に向けられる。
本発明による方法のための出発物質は、300未満の分
子量を有するモノマー状(環状)脂肪族ジイソシ、7ネ
ートである0本発明によれば“(環状)脂肪族”ジイソ
シアネートは、脂肪族結合のイソシアネート基、環状脂
肪族結合のイソシアネート基あるいは脂肪族結合のイソ
シアネート基と環状脂肪族結合のイソシアネート基の両
方を含有するジイソシアネートである。これらのジイソ
シアネートの例には、1,4−ジイソシアナトブタン、
1.6−ジイソシアナトブタン(MD I) 、1.1
2−ジイソシアナトドデカン、1−イソシアナト−3,
3,5−トリメチル−5−イソシアナトメチルシクロヘ
キサン(IPDI)、4,4′−ジイソシアナトジシク
ロヘキシルメタン及びかかる(環状)脂肪族ジイソシア
ネートの混合物がある。MDIが、出発ジイソシアネー
トとして特に好ましい。
出発ジイソシアネートの部分ウレタン化は、アルコール
性ヒドロキシル基を含有するが本発明による方法の条件
下でそれ以外は不活性であるいかなるを様化合物を用い
ても行われ得る。しかしながら、この変性のために用い
られる化合物は、好ましくは低分子量の一価又は多価ア
ルコール特に32〜200の分子量を有するものあるい
はかかるアルコールの混合物である。適当なアルコール
の例には、メタノール、エタノール、n−プロパツール
、イソプロパツール、n−ブタノール、トヘキサノール
、2−エチル−1−ヘキサノール、エチレングリコミル
、プロピレングリコール、異性体のブタンジオール、異
性体のヘキサンジオール、異性体のオクタンジオール、
ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリ
セロール、トリメチロールプロパン及びかかるアルコー
ルの混合物である。
触媒は、いかなる第3級ホスフィンでもよく、例えば米
国特許明細書第4.614.785号の第4i!i第1
1〜47行に挙げられている化合物があり、これが参照
される。
適当な触媒毒は、この目的のために従来用いられている
もの例えば硫黄、アルキル化剤例えばジメチルサルフェ
ー)、P−)ルエンスルホン酸メチルエステル及びスル
ホニルイソシアネート(このタイプは米国特許明細書第
4.614.785号の第5欄第27行ないし第6欄第
35行に開示されており、これが参照される。)である
本発明による方法の最後の段階で用いられる過酸化物は
、無機過酸化物例えば過酸化水素でもあるいは有機過酸
化物例えばブタノンペルオキシド、ジクミルペルオキシ
ド、ジラウリルペルオキシド、第3級ブチルヒドロペル
オキシド、クメンヒドロペルオキシド又はジベンゾイル
ペルオキシドでもよい、ブタノンペルオキシドが好まし
い。
本発明による方法は、少なくともオリゴマー化反応が停
止されるまでは好ましくは不活性ガス雰囲気(例えば、
窒素)下で行われる0本方法の実施中、出発ジイソシア
ネート中に存在するイソシアネート基の約0.1〜10
%好ましくは約0.5〜5%が、上記に例示したタイプ
の1種又はそれ以上のアルコールの添加によりウレタン
基に変換される。これは、アルコールを室温にてジイソ
シアネートに添加しそして次いで随意に加熱(例えば、
100℃までの温度に)してウレタン化反応を促進する
ことにより行われ得る。
部分的にウレタン化された出発ジイソシアネートのオリ
ゴマー化は、同時に又は直後に触媒の添加により行われ
る。触媒として用いられる第3級ホスフィンは、一般に
未変性出発ジイソシアネートの重量を基準として約0.
1〜5.0重量%好ましくは約0.2〜2.0重量%の
量にて導入される。変性反応は、一般に約20〜100
℃好ましくは約50〜80゛Cの温度にて行われる。触
媒が添加される前にウレタン化反応を完了させることは
必要ではない、2つの反応は、少なくとも一部分は同時
に1テわれ得る。
所望のオリゴマー化度(オリゴマー化度=反応して三量
化又は三量化を受けるウレタン変性出発ジイソシアネー
トのイソシアネート基の百分率)が達成された時、反応
は触媒毒の添加により停止される0反応のこの停止は、
一般に約10〜80%好ましくは約20〜30%のオリ
ゴマー化度において行われる0反応を停止させるために
必要とされる触媒毒の量は、三量化触媒の使用量に依存
する。しかしながら、反応中の触媒の損失のために、反
応の始めに導入された触媒の量を基準として約20〜8
0当量の触媒毒が一般に充分である。
反応の停止後、未反応の過剰の出発ジイソシアネートの
大部分は、蒸発により公知のように除去されそして好ま
しくは別の反応回分のために再使用される。蒸留は、例
えばこの目的のために慣用的に用いられている薄層蒸発
器又は垂直パイプ型蒸発器にて行われ得る。得られる蒸
留残渣は、−般に2重量%未満好まし°くは0.5重量
%未満のモノマー状出発ジイソシアネート残渣を含有す
る。
本発明による方法の最後の段階において、得られた蒸留
残渣は、過酸化物の存在下で熱処理に付される。この目
的のために、蒸留残渣は、蒸留残渣の重量を基準として
約100〜10,000ppw (重量)好ましくは約
500〜2. OOOppmの総量の上記に例示した過
酸化物の少な(とも1種と混合される0次いで、蒸留残
渣と過酸化物との混合物は、少なくとも約50℃好まし
くは約50〜120℃の温度に少な(とも20分間好ま
しくは約30〜90分間加熱される。
本発明の方法に従って得られる変性ポリイソシアネート
(特に、1.6−ジイツシアナトヘキサンが出発ジイソ
シアネートとして用いられる場合)は、約20〜24重
量%のイソシアネート含有率、約1〜5重量%のウレタ
ン基含有率(−NH−Co−0−として計算)、0〜3
のD I N6162によるヨウ素色値及び250未満
のD I N53409によるハーゼン色値を有する。
ウレットジオン基対インシアヌレート基のモル比は、一
般に約l:工ないし4:1である。これらの生成物の2
3℃における粘度は、一般に約100〜300s+Pa
、sである。
本発明による方法の生成物特に1.6−ジイツシアナト
ヘキサンを基材とした本発明による好ましい生成物は、
特に価値あるラッカー用ポリイソシアネートである。イ
ソシアネート基に対する可逆性の単官能性ブロッキング
剤で随意にブロックされた形態にあるこれらの生成物は
、高品質の二成分系ポリウレタン被覆用組成物を作るた
めに有機ポリヒドロキシル化合物特に有機ポリヒドロキ
シポリエステル又はポリヒドロキシポリアクリレートと
公知のようにして一緒にされ得る。
1旌■ 本発明を次の例により更に説明するが、本発明をこれら
の例により限定する意図ではない、これらの例において
、側段指摘がなければ部及び百分率はすべて重量による
例I a) ウレタン化及びそれに続くオリゴマー化1344
g(4モル)の1.6−ジイツシアナトヘキサンを、無
水窒素下で適当な反応容器中に導入しそして13.4 
g (0,092モル)の2.2.4−トリメチルペン
タン−1,3−ジオールと一緒に室温にてかくはんした
。その混合物を、次いで60 ”Cに加熱しそしてイソ
シアネート基とヒドロキシル基との間の反応が完了する
までこの温度に維持した0次いで、4.0g(0,02
モル)のトリーn−ブチルホスフィンを添加した。温度
を、発熱反応中外部冷却により60℃に保った。60℃
にて6時間のかくはん後、インシアネート含有率は約3
9%に下がっていた。 2.8 g (0,015モル
)のトルエンスルホン酸メチルエステルを添加しそして
80”Cにて2時間の熟的後処理を行うことにより、反
応を停止させた0次いで、未反応の出発ジイソシアネー
トを、150℃及び0.5バ一ル未満の圧力にて薄層蒸
発器にて留去させた。溜め生成物として得られた反応生
成物は、0.5%未満の未反応出発ジイソシアネートの
残留モノマー含有率、1のヨウ素色値、21.6%のイ
ソシアネート含有率及び150@Pa、5(23℃)の
粘度を有していた。
得られた未反応出発ジイソシアネートを、上記の反応を
1行うために新鮮な1.6−ジイツシアナトヘキサンと
ともに引き続き再使用した。この処理操作を、合計20
回(20回の反応サイクル)繰り返した。第20回目の
反応サイクルの終わりに得られた蒸留残渣は、低いモノ
マー含有率及び3のヨウ素色値を有する生成物であった
。この生成物を、本発明に従って引き続き仕上げた0次
の例は、初期に高いヨウ素色値を有する場合でさえ本発
明の方法から最終的に得られる生成物は格別低いハーゼ
ン色値を有することを示している。
b)過酸化物の存在下での熱処理 例1a)で得られた3のヨウ素色値を有する蒸留残渣8
0重量部を、4つの平行実験において適当な反応容器中
でそれぞれ250ppm+500ppm。
1.000pp■及び2.500ppm (重量)のブ
タノンペルオキシドと混合した。該ブタノンペルオキシ
ドは、ジメチルフタレート中の50重量%溶液の形態で
用いられた。上記の債は、溶媒を除いたブタノンペルオ
キシドの量に基づいている。かくして得られた試料の各
々を、100℃に1時間加熱した。
表1は、過酸化物の量に対する色値の依存性を示してい
る。
l−上 過酸化物のppm  ヨウ素色値 ハーゼン色値500
1〜2 2500            <1       
   125上述の熱処理の時間を総計4時間まで増大
すると、生成物の色の更なる淡色化がもたらされた。
これに関して、下記の表2に示す。
表−」工 時間 温度      過酸化物(ppn+)(hr、
) (”C)                  0
色値   色値   色値   色値 ヨウ   ハーゼン ヨウ   ハーゼン ヨウ   
ハーゼン ヨウ   ハーゼン0 室温3 11002−1〜2      1   150   
<1   1252   100  1   150 
 4   125   <1   125   <1 
  1004   100<1   125   <1
   125   <1   100   <1   
 60別の実験系列において、過酸化物の量を同じ(5
00ppn+のブタノンペルオキシド)に保ちながら熱
処理の温度及び時間を変えた。得られた結果を表3に要
約する。
(hr、)  色値   色値   色値ヨウ   ハ
ーゼン ヨウ   ハーゼン ヨウ   八−ゼシ12
−2−1〜2 2   1〜2 −  1〜2−     <1   
 125411501〜2  150   <1   
 125別の実験系列において、過酸化物を変えた。次
の過酸物を用いた。即ち、ブタノンペルオキシド(ジメ
チルフタレート中50%溶液)、ジクミルペルオキシド
(エチルアセテート950%溶液)ジラウリルペルオキ
シド(メチレンクロライド930%溶液)、第3級ブチ
ルヒドロペルオキシド(エチルアセテート950%溶液
)、クメンヒドロペルオキシド(エチルアセテート95
0%溶液)ジベンゾイルペルオキシド(メチレンクロラ
イド中20%溶液)及び過酸化水素(水中30%溶液)
。これらの過酸化物を、75ppmの活性酸素(0)の
濃度に相当する量にて用いた。従って、すべての場合に
おいて、過酸化物の使用量は、その総重量を基準として
100〜10.000 ppmの範囲内にあった。結果
を下記の表4に要約する。
表−−1 時間  温度 過酸化物    ヨウ素色値劫L1−工
IL O室温   −3 21003〜4 2     100   ブタノジペルオキシE   
      1〜22     100   ジクミル
ペルオキシF          22     10
0   ジラウリルペルオキシF         2
2     100   第3級ブチルペルオキシF2
2     100   クメンヒFOペルオキシF 
       22     100   ジベンゾイ
ルペルオキシF22100  過酸化水素     2 使用アルコ一ル成分を変えた場合即ち2.2.4− ト
リメチルペンタン−1,3−ジオールの代わりに当量の
ジエチレングリコール、ブタン−1,3−ジオール、2
−エチルヘキサン−1,3−ジオール、2−エチルへキ
サノール−(1)、イソプロパツール及びメタノールを
用いた場合、得られた結果は実質的に同一であった。
例2 a) ウレタン化及びオリゴマー化 2.000kgの1,6−ジイツシアナトヘキサンを、
適当な反応容器中に導入しそして50℃に加熱した。
次いで、20kgの2.2.4− )ジメチルベンタン
−1,3−ジオールを連続的にか(はんしながら窒素雰
囲気下で導入し、その後30kgのトリードブチルホス
フィンを導入した。発熱反応の温度を、冷却により60
℃に維持した。6時間の反応時間後、反応混合物は4・
2.5%のイソシアネート含有率を有していた。この段
階で16.5 kgのトルエンスルホン酸メチルエステ
ルを添加しそして80℃にて2時間の熱的後処理を行う
ことにより、反応を停止させた0次いで、得られた粗製
生成物から過剰の出発ジイソシアネートを、垂直パイプ
型蒸発器(165℃/1ミリバール)そして薄層蒸発器
(150℃10,30ミリバール)において蒸発させる
ことにより除去した。得られた生成物は、次の性質を有
していた: NGO含有率     21.6 粘度(mPa、s/23℃)   <200ハーゼン色
値    <100 未反応の出発ジイソシアネート 0.5b)過酸化物の
存在下での熱的後処理 例2m)に従って得られた粗製生成物を、500ppm
  (重量)のブタノンペルオキシドと混合した。
該ブタノンペルオキシドは、ジメチルフタレート中の5
0%溶液の形態で用いられた。上記の量は、溶媒を除い
たブタノンペルオキシドの量に基づいている。生じた混
合物を、80℃に1時間加熱した。40未満のハーゼン
色値が得られた。
本発明は次の態様を含む: (1)  a)  (環状)脂肪族結合のイソシアネー
ト基を含有する有機ジイソシアネートのイソシアネート
基の一部を有機ホスフィン触媒の存在下でオリゴマー化
し、 b)工程a)のオリゴマー化反応の前及び/又は工程a
)のオリゴマー化反応中、出発ジイソシアネート中に存
在するイソシアネート基の約0.1〜lO%を少なくと
も1種のアルコールと反応させてウレタン基を形成させ
、 C) その後所望のオリゴマー化度において触媒毒を添
加することによりオリゴマー化反応を停止させ、 d)過剰の未反応の出発ジイソシアネートの少なくとも
一部を蒸留により除去しそしてe)工程d)で得られた
蒸留残渣を該蒸留残液の重量を基準として約100〜1
0.000 pp−の過酸化物の存在下で少な(とも5
0℃の温度に加熱する ことよりなる、ウレシトジオン基及びイソシアヌレート
基を含有する変性ポリイソシアネートの製造方法。
(2)有機ジイソシアネートが1.6−ジイツシアナト
ヘキサンよりなる、上記第1項の方法。
(3)アルコールが、32〜200の分子量を有する少
なくとも1種の一価又は多価アルコールよりなる、上記
第1項の方法。
(4)  アルコールが、32〜200の分子量を有す
る少なくとも1種の一価又は多価アルコールよりなる、
上記第2項の方法。
(5)過酸化物がブタノンペルオキシドよりなる、上記
第1項の方法。
(6)  過酸化物がブタノンペルオキシドよりなる、
上記第2項の方法。
■ 過酸化物がブタノンペルオキシドよりなる、上記第
3項の方法。
(8)  過酸化物がブタノンペルオキシドよりなる、
上記第4項の方法。
(9)  a)  (環状)脂肪族結合のイソシアネー
ト基を含有する有機ジイソシアネートのイソシアネート
基の一部を有機ホスフィン触媒の存在下でオリゴマー化
し、 b) 工程a)のオリゴマー化反応の前及び/又は工程
a)のオリゴマー化反応中、出発ジイソシアネート中に
存在するイソシアネート基の約0.1〜lO%を少なく
とも1種のアルコールと反応させてウレタン基を形成さ
せ、 C) その後所望のオリゴマー化度において触媒毒を添
加することによりオリゴマー化反応を停止させ、 d) 過剰の未反応の出発ジイソシアネートの少なくと
も一部を蒸留により除去しそしてe) 工程d)で得ら
れた蒸留残渣を該蒸留残渣の重量を基準として約100
〜10.000 ppmの過酸化物の存在下で少なくと
も50℃の温度に加熱する ことよりなる方法によって製造される、ウレットジオン
基及びイソシアヌレート基を含有する変性ポリイソシア
ネート。
0Φ 有機ジイソシアネートが1.6−ジイツシアナト
ヘキサンよりなる、上記第9項の変性ポリイソシアネー
ト。
OD  アルコールが、32〜200の分子量を有する
少な(とも1種の一価又は多価アルコールよりなる、上
記第9項の変性ポリイソシアネート。
(至)アルコールが、32〜200の分子量を有する少
な(とも1種の一価又は多価アルコールよりなる、上記
第10項の変性ポリイソシアネート。
01  過酸化物がブタノンペルオキシドよりなる、上
記第9項の変性ポリイソシアネート。
Q41  過酸化物がブタノンペルオキシドよりなる、
上記第1O項の変性ポリイソシアネート。
面 過酸化物がブタノンペルオキシドよりなる、上記第
11項の変性ポリイソシアネート。
0ω 過酸化物がブタノンペルオキシドよりなる、上記
第12項の変性ポリイソシアネート。
07)上記第9項の変性ポリイソシアネート及び有機ポ
リヒドロキシル化合物よりなる、二成分系ポリウレタン
被覆用組成物。
0団 変性ポリイソシアネートのイソシアネート基の少
なくとも一部が可逆性の単官能性ブロッキング剤でブロ
ックされている、上記第17項の被覆用組成物。
本発明は説明の目的のために上記に詳述されているけれ
ども、かかる詳述は専ら該目的のためであること、並び
に特許請求の範囲により限定され得る場合を除いて種々
の変更態様が本発明の精神及び範囲から逸脱することな
く当業者によりなされ得ること、が理解されるべきであ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)a)(環状)脂肪族結合のイソシアネート基を含
    有する有機ジイソシアネートのイソシアネート基の一部
    を有機ホスフィン触媒の存在下でオリゴマー化し、 b)工程a)のオリゴマー化反応の前及び/又は工程a
    )のオリゴマー化反応中、出発ジイソシアネート中に存
    在するイソシアネート基の約0.1〜10%を少なくと
    も1種のアルコールと反応させてウレタン基を形成させ
    、 c)その後所望のオリゴマー化度において触媒毒を添加
    することによりオリゴマー化反応を停止させ、 d)過剰の未反応の出発ジイソシアネートの少なくとも
    一部を蒸留により除去しそして e)工程d)で得られた蒸留残渣を該蒸留残渣の重量を
    基準として約100〜10,000ppmの過酸化物の
    存在下で少なくとも50℃の温度に加熱する ことよりなる方法によって製造される、ウレットジオン
    基及びイソシアヌレート基を含有する変性ポリイソシア
    ネート。
  2. (2)請求項1の変性ポリイソシアネート及び有機ポリ
    ヒドロキシル化合物よりなる、二成分系ポリウレタン被
    覆用組成物。
JP1338889A 1989-01-03 1989-12-28 ウレツトジオン基及びイソシアヌレート基を含有する変性ポリイソシアネート並びに二成分系ポリウレタン被覆用組成物 Expired - Fee Related JP2849932B2 (ja)

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