JPH03294327A - Production of urethane prepolymer containing terminal isocyanate group and having excellent storage stability - Google Patents

Production of urethane prepolymer containing terminal isocyanate group and having excellent storage stability

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JPH03294327A
JPH03294327A JP2098089A JP9808990A JPH03294327A JP H03294327 A JPH03294327 A JP H03294327A JP 2098089 A JP2098089 A JP 2098089A JP 9808990 A JP9808990 A JP 9808990A JP H03294327 A JPH03294327 A JP H03294327A
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JP
Japan
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polyol
storage stability
cpr
prepolymer
urethane prepolymer
Prior art date
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Application number
JP2098089A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirohisa Maki
牧 宏久
Hiroshi Samezawa
博 鮫沢
Shigenobu Miyamoto
重信 宮本
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DKS Co Ltd
Original Assignee
Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain the subject prepolymer having excellent storage stability and useful as a water-stopping material for building and construction using an inexpensive crude polyol as a raw material by adding an acidic compound in the reaction of a polyol with an organic polyisocyanate compound. CONSTITUTION:The objective prepolymer can be produced by reacting a polyol having a CPR of <=50 with an organic polyisocyanate compound at an NCO/OH equivalent ratio of 1.3-100 while adding an acidic compound sufficient to neutralize the CPR in the polyol. The acidic compound is e.g. phosphoric acid or acrylic acid and its amount is 0.8-5 times equivalent based on the existing KOH.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【発明の目的】[Purpose of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は、建築土木用防水材、床材、シーリング剤、注
型品、接着剤等のウレタン樹脂原料として用いられる、
貯蔵安定性の良好な末端イソシアネート基含有ウレタン
プレポリで−(以下NCOプレポリマーと略す)の製造
法に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、ポリオールとポリイソシアネートとの灰地で、 
NGOプレポリマーを製造する際、ポリオールのCP 
R(JIS K 1577−1970に基づく全塩基度
を意味する。以下同じ)を重要視して来た。その理由は
、CPHの原因となるアルカリ化合物が、ポリオールと
ポリイソシアネートの反応の触媒となる他、そのゲル化
を促進するためである(参考文献、岩田敬治著、日刊工
業新聞社発行、ポリウレタン樹脂、65頁)、このアル
カリ化合物は、低分子アルコールまたは低分子アミンに
フルキレンオキシドを付加してポリオールを製造する際
に使用する苛性カリや苛性ソーダのようなアルカリ触媒
に基因するものである。そこでこのアルカリ触媒を除去
するため、酢酸、塩酸、硫酸のような酸性物質で中和後
、濾過助剤を添加して濾過して精製を行い、普通、CP
 R1,0以下になるまで精製してからNCOプレポリ
マーの原料に供してきた。 〔発明が解決しようとする課題〕 このように、貯蔵安定性の良好なNCOプレポリマーを
得るためには、CPHの低い、例えばCP 11.0以
下のポリオールを使用する必要があるが、このためには
、上記のように精製に充分配慮する必要があることから
、濾過に時間が長くかかり、これが自ずとコストアップ
の要因となる。 特に高分子量ポリオールを製造する場合は、製品の粘度
が高いため、加温して低粘度化しても濾過に長い時間が
かかり、精製費が高くなる。 従って、CPR50以下といった安価な粗製ポリオール
を原料として貯蔵安定性良好なNGOプレポリマーを製
造することが工業的に要望されていた。 〔発明が解決しようとする課題〕 そこで本発明は1以上の要望に応え、CPR50以下と
いった安価な粗製ポリオールを原料として貯蔵安定性良
好なNCOプレポリマーの製造方法を開発することを目
的とする。
[Industrial Application Field] The present invention is used as a urethane resin raw material for waterproofing materials for construction and civil engineering, flooring materials, sealants, cast products, adhesives, etc.
The present invention relates to a method for producing a urethane prepolymer containing terminal isocyanate groups (hereinafter abbreviated as NCO prepolymer) having good storage stability. [Conventional technology] Conventionally, an ash base of polyol and polyisocyanate,
When producing NGO prepolymers, the CP of the polyol
Emphasis has been placed on R (meaning total basicity based on JIS K 1577-1970; the same shall apply hereinafter). The reason for this is that the alkali compound that causes CPH not only catalyzes the reaction between polyol and polyisocyanate, but also promotes their gelation (References, Keiji Iwata, published by Nikkan Kogyo Shimbun, polyurethane resin , p. 65), this alkaline compound is derived from an alkaline catalyst such as caustic potash or caustic soda used when producing a polyol by adding fullylene oxide to a low-molecular alcohol or low-molecular amine. Therefore, in order to remove this alkali catalyst, purification is performed by neutralizing with an acidic substance such as acetic acid, hydrochloric acid, or sulfuric acid, followed by filtration with the addition of a filter aid.
It has been purified to R1.0 or less and then used as a raw material for NCO prepolymer. [Problems to be Solved by the Invention] As described above, in order to obtain an NCO prepolymer with good storage stability, it is necessary to use a polyol with a low CPH, for example, a CP of 11.0 or less. Since it is necessary to pay sufficient attention to purification as described above, filtration takes a long time, which naturally causes an increase in costs. In particular, when producing high molecular weight polyols, the viscosity of the product is high, so even if the viscosity is lowered by heating, filtration takes a long time and refining costs increase. Therefore, there has been an industrial demand for producing an NGO prepolymer with good storage stability using an inexpensive crude polyol having a CPR of 50 or less as a raw material. [Problems to be Solved by the Invention] Therefore, the present invention aims to meet one or more demands and develop a method for producing an NCO prepolymer with good storage stability using an inexpensive crude polyol with a CPR of 50 or less as a raw material.

【発明の構成】[Structure of the invention]

帽1を解決するための手段及び作用〕 (1)概要 以上の課題を解決するため、本発明は、CP150以下
のポリオールと、有機ポリイソシアネート化合物を、I
Ic:010H当量比1.3〜10Gで反応させて末端
イソシアネートウレタンプレポリマーを製造するにあた
り、前記ポリオール中のCPRを中和するに充分な酸性
化合物を添加することを特徴とする貯蔵安定性の良好な
末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーの製造
法を要旨とする。 以下、発明の構成に関連する諸事項につき積別して説明
する。 (2)ポリオール 本発明で使用するポリオールとしては、例えばエチレン
グリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ジプロピレングリコール、ブチレンゲリコール、
テトラメチレングリコール、シフチレングリコール、ヘ
キシレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロ
パン、ペンタエリスリトール、ビスフェノールA等の低
分子ポリオールに、アルキレンオキシド、例えばエチレ
ンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等
を単独または混合付加重合して得られるポリエーテルポ
リオール等;及び前記ポリエーテルポリオール中でビニ
ルモノマー、例えばアクリルニトリル及び/又はスチレ
ンを重合させて得られる重合体ポリオール等が例示され
る。 そして、これらのポリオールは下記式で求められるCP
Rが50以下であることが必要である。 CPR=10x (A−B)xf ポリオールのCPRが50を超えた場合、NCOプレポ
リマーが着色したり、白濁の原因となったりして貯蔵安
定性が悪くなる。 (3)有機ポリイソシアネート化合物 本発明で使用する有機ポリイソシアネート化合物として
は1例えば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(MDI)、粗ジフェニ
ルメタンジイソシアネート、液状ジフェニルメタンジイ
ソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、キシリレ
ンジイソシアネー)(XDI)、ヘキサメチレンジイソ
シアネート(MDI)、  インフォロンジイソシアネ
ート(IPDI)、水素添加MDI、水素添加XD1.
HDIのビュウレット化物、HDIのインシアヌレート
化物、IPDIのインシアヌレート化物等が例示される
。 (4)酸性化合物 本発明において、ポリオールの中和に使用する酸性化合
物としては、リン酸、アクリル酸、硫酸、塩酸、ホウ酸
、リンゴ酸、シュウ酸、アジピン酸、フタル酸等の有機
及び/又は無機酸が挙げられる。酸性化合物の使用量は
前記式から求められるポリオールのCPR(1CPRは
KOHの1.87pp腸に相当する)に基づ< KOH
を中和するに充分な量であり、望ましくは存在するKO
H量の0.8当量〜5倍当量である。 (5)反応比等 ポリオールと有機ポリイソシアネート化合物を反応させ
る場合、NC:010H当量比は1.3〜+00である
のが好ましい、該比が1.3以下では、精製NGOプレ
ポリマーが不安定であり、100以上では有機ポリイソ
シアネートモノマーが過剰となり実用性に欠ける。 酸性化合物は、予め粗製ポリオールに添加しても又は粗
製ポリオールと有機ポ、リイソシアネートとを反応させ
る際、同時に添加しても良い。 〔実施例〕 以下実施例及び比較例により発明実施の態様及び効果に
つき記述するが1例示は説明用のもので発明思想の限定
を考慮したものではない。 (1)ポリオールの製造例 耐圧オートクレーブ中にグリセリン58部、苛性カリ1
5部を仕込み、120℃に加温しつつプロピレンオキシ
ド1000部、エチレンオキシド3500部を導入して
付加重合反応を行なった。 上の反応生成物に、合成硅酸アルミニウム40部を加え
て50℃で中和した後、120℃に加熱して減圧脱水し
てから、濾過助剤(合成硅酸マグネシウム)5部を加え
て吸引濾過した。 得られたポリオールは水酸基価23.0部gKOH/g
、CPR5,Oであった。 実施例1 上記製造例で得たポリオール(CPR5,O,水酸基価
23.O腸gKOH/g ) 8830部、トリL/7
ジイソシアネー) 1370部、リン酸0.14部(酸
のアルカリに対する当量比3.0)を100 ’C!で
2時間反応させてF−N111:05.0%、粘度18
.000cps/20 ”C(7)プレポリマーを合成
した(N(:010H当量比4.1)。 得られたプレポリマーをN2シールして缶に貯蔵し、−
5℃、5時間、次いで35℃、5時間のサイクルテスト
を6ケ月間繰り返し、開缶してNGOプレポリマーの粘
度を測定したところ。 18.500cps/20℃であり、ゲル化もなく安定
であった。 実施例2及び3 ポリオールの製造例に従ってCPR9,7と14,3の
ポリオールを調製し1次に表−1に示す量のアクリル酸
及び硫酸をそれぞれ使用し、実施例1に従ってNGOプ
レポリマーを合成し、同様のサイクルテストを実施した
ところ、6ケ月経過しても安定であった・ 比較例1 実施例1のポリオール863部、トリレン/イソシアネ
ー) 137部を100℃で2時間反応させてF−NC
:05.0%、粘度20,000a−、/20℃のプレ
ポリマーを調製した。これを実施例1と同様にしてサイ
クルテストを実施したところゲル化していた。 以下、各実施例及び比較例の各ポリオールのCPR値、
プレポリマーの合成に使用した酸の種類と量及び得られ
たプレポリマーの貯蔵安定性を括して表示する。 表−1
Means and Effects for Solving Problem 1] (1) Overview In order to solve the above problems, the present invention provides a polyol with a CP of 150 or less and an organic polyisocyanate compound,
A storage-stable method characterized by adding an acidic compound sufficient to neutralize CPR in the polyol when reacting at an Ic:010H equivalent ratio of 1.3 to 10G to produce a terminal isocyanate urethane prepolymer. The summary is a method for producing a good urethane prepolymer containing terminal isocyanate groups. Below, various matters related to the structure of the invention will be explained separately. (2) Polyol Examples of the polyol used in the present invention include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene gelcol,
Alkylene oxides, such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc., are added singly or in combination to low-molecular polyols such as tetramethylene glycol, cyphthylene glycol, hexylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, and bisphenol A. Examples include the resulting polyether polyol; and a polymer polyol obtained by polymerizing a vinyl monomer, such as acrylonitrile and/or styrene, in the polyether polyol. And, these polyols have CP calculated by the following formula.
It is necessary that R is 50 or less. CPR=10x (A-B)xf If the CPR of the polyol exceeds 50, the NCO prepolymer may be colored or become cloudy, resulting in poor storage stability. (3) Organic polyisocyanate compounds Examples of the organic polyisocyanate compounds used in the present invention include tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), crude diphenylmethane diisocyanate, liquid diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, xylylene diisocyanate) ( XDI), hexamethylene diisocyanate (MDI), infron diisocyanate (IPDI), hydrogenated MDI, hydrogenated XD1.
Examples include biuret-formed HDI, incyanurate-formed HDI, and in-cyanurate-formed IPDI. (4) Acidic compounds In the present invention, the acidic compounds used to neutralize the polyol include organic and/or Or an inorganic acid can be mentioned. The amount of acidic compound used is based on the CPR of the polyol determined from the above formula (1 CPR corresponds to 1.87 pp of KOH).
The amount of KO present is preferably sufficient to neutralize the
The amount is 0.8 to 5 times the amount of H. (5) Reaction ratio When reacting a polyol with an organic polyisocyanate compound, the NC:010H equivalent ratio is preferably 1.3 to +00. If the ratio is 1.3 or less, the purified NGO prepolymer will be unstable. If it is 100 or more, the organic polyisocyanate monomer becomes excessive and lacks practicality. The acidic compound may be added to the crude polyol in advance, or may be added at the same time when the crude polyol and the organic polyisocyanate are reacted. [Example] The embodiments and effects of the invention will be described below using Examples and Comparative Examples, but the examples are for illustrative purposes only and do not take into account any limitations on the idea of the invention. (1) Production example of polyol 58 parts of glycerin, 1 part of caustic potassium in a pressure-resistant autoclave
5 parts were charged, and while heating to 120°C, 1000 parts of propylene oxide and 3500 parts of ethylene oxide were introduced to carry out an addition polymerization reaction. After adding 40 parts of synthetic aluminum silicate to the above reaction product and neutralizing it at 50°C, it was heated to 120°C and dehydrated under reduced pressure, and then 5 parts of a filter aid (synthetic magnesium silicate) was added. Filtered with suction. The obtained polyol had a hydroxyl value of 23.0 parts gKOH/g
, CPR5,O. Example 1 Polyol obtained in the above production example (CPR5, O, hydroxyl value 23.0 gKOH/g) 8830 parts, tri L/7
diisocyanate) and 0.14 part of phosphoric acid (equivalence ratio of acid to alkali: 3.0) at 100'C! F-N111:05.0%, viscosity 18
.. 000 cps/20'' C(7) prepolymer was synthesized (N(:010H equivalent ratio 4.1). The obtained prepolymer was sealed with N2 and stored in a can.
A cycle test of 5 hours at 5°C and then 5 hours at 35°C was repeated for 6 months, the can was opened, and the viscosity of the NGO prepolymer was measured. The temperature was 18.500 cps/20°C, and it was stable without gelation. Examples 2 and 3 Polyols with CPR 9,7 and 14,3 were prepared according to polyol production examples, and then NGO prepolymers were synthesized according to Example 1 using acrylic acid and sulfuric acid in the amounts shown in Table 1, respectively. However, when a similar cycle test was conducted, it was found to be stable even after 6 months. Comparative Example 1 863 parts of the polyol of Example 1 and 137 parts of tolylene/isocyanate were reacted at 100°C for 2 hours to form F- N.C.
:05.0%, viscosity 20,000a-, /20°C prepolymer was prepared. When this was subjected to a cycle test in the same manner as in Example 1, gelation was found. Below, the CPR value of each polyol in each example and comparative example,
The type and amount of acid used in the synthesis of the prepolymer and the storage stability of the obtained prepolymer are collectively indicated. Table-1

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上説明した通り1本発明は、CPR50以下といった
安価な粗製ポリオールを原料として貯蔵安定性の良好な
NGOプレポリマーを製造するための手段を提供できた
ことにより産業界に貢献しうる。 (以下余白)
As explained above, the present invention can contribute to industry by providing a means for producing an NGO prepolymer with good storage stability using an inexpensive crude polyol having a CPR of 50 or less as a raw material. (Margin below)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 CPR50以下のポリオールと、有機ポリイソシア
ネート化合物を、NCO/OH当量比1.3〜100で
反応させて末端イソシアネートウレタンプレポリマーを
製造するにあたり、前記ポリオール中のCPRを中和す
るに充分な酸性化合物を添加することを特徴とする貯蔵
安定性の良好な末端イソシアネート基含有ウレタンプレ
ポリマーの製造法。
1. When producing a terminal isocyanate urethane prepolymer by reacting a polyol with a CPR of 50 or less and an organic polyisocyanate compound at an NCO/OH equivalent ratio of 1.3 to 100, sufficient acidity to neutralize the CPR in the polyol is required. A method for producing a urethane prepolymer containing terminal isocyanate groups with good storage stability, which comprises adding a compound.
JP2098089A 1990-04-13 1990-04-13 Production of urethane prepolymer containing terminal isocyanate group and having excellent storage stability Pending JPH03294327A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013512210A (en) * 2009-11-26 2013-04-11 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア Method for producing 1,6-hexanediol
JP5484620B1 (en) * 2013-06-07 2014-05-07 保土谷化学工業株式会社 Main agent for polyurethane coating waterproof material and production method thereof, polyurethane coating waterproofing material, polyurethane waterproof coating, and method for reducing free tolylene diisocyanate content
JP2014237801A (en) * 2014-01-14 2014-12-18 保土谷化学工業株式会社 Main agent for polyurethane waterproof coating material and manufacturing method thereof, polyurethane waterproof coating material, polyurethane waterproof coating, and method for reducing content of free tolylene diisocyanate

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