JPH0381316A - イソシアネート末端ウレタンプレポリマー組成物の製造法 - Google Patents

イソシアネート末端ウレタンプレポリマー組成物の製造法

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JPH0381316A
JPH0381316A JP21966389A JP21966389A JPH0381316A JP H0381316 A JPH0381316 A JP H0381316A JP 21966389 A JP21966389 A JP 21966389A JP 21966389 A JP21966389 A JP 21966389A JP H0381316 A JPH0381316 A JP H0381316A
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隆司 浜口
Sadaaki Tsuji
辻 定昭
Katsuji Ono
勝司 小野
Michiya Kurita
栗田 道弥
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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】 産業上の利用分野 本発明は、高粘度炭化水素系ポリオールを分子内に導入
した低粘度のイソシアネート末端プレポリマーに関する
ものである。
従来の技術 ポリオール成分とポリイソシアネート成分とからなるウ
レタンシステムは、産業上の利用分野において広く裸用
されている。
その中で、ポリブタジェンポリオールやポリオレフィン
ポリオール等の高粘度炭化水素系ポリオールをポリオー
ル成分(つまりウレタンポリオール)として用いたウレ
タンシステムは、電気絶縁性および耐水性がすぐれてい
る上、機械的性質、耐熱性、耐候性も良好であるので、
電気絶縁用、接着用、塗料用、封止用、成形物などの用
途に好適である。
高粘度炭化水素系ポリオールを用いたウレタンシステム
については、たとえば次のような出願がなされている。
■ 特開昭54−87737号公報には、ビスフェノー
ル型エポキシ樹脂−脂肪酸反応物、末端ヒドロキシル化
ポリブタジェンおよび3価アルコール−脂肪酸反応物を
用いた防食ウレタン塗料樹脂組成物が示されている。
■ 特開昭55−139422号公報および特開昭57
−82980号公報には、ポリヒドロキシブタジェン重
合体水素添加物と、ヒマシ油と、特定のイソシアネート
化合物とからなるケーブル接続部の絶縁処理方法または
硬化性重合体組成物が示されている。
■ 特開昭56−57818号公報には、OH基含有炭
化水素系ポリマーと、ヒマシ油または水添硬化ヒマシ油
と、硬化剤(ポリイソシアネート等)からなる硬化性重
合体組成物が示されている。
■ 特開昭57−80421号公報には、活性水素基含
有液状ジエン系重合体、ポリエーテルポリオール(エチ
レンオキサイド付加物を含む)、ヒマシ油系ポリオール
から選ばれた少なくとも液状ジエン系重合体を含む1種
以上の化合物と、有機ジイソシアネートを反応して得ら
れる末端イソシアネートプレポリマーとを、水酸基当量
220〜500の3官能以七のヒマシ油系ポリオールと
配合したポリウレタン組成物について開示がある。
■ 特開昭57−92060号公報には、ビスフェノー
ル類のオキシアルキレンエーテルと高分子ポリオール(
ポリブタジェンポリオールを含む)とを用いた防食塗料
用の組成物が示されている。
■ 特開昭58−93717号公報には、1,4−ブタ
ジェン系ポリオールおよびヒマシ油からなるポリオール
成分と、難燃剤と、低揮発性イソシアネート成分とから
なる電気絶縁用ボッティング剤が示されている。
■ 特開昭59−226016号公報には、ヒマシ油−
天然油脂エステル交換反応物と高粘度炭化水素系ポリオ
ールとからなる水酸基合力化合物(X)と、ポリイソシ
アネート(Y)とからなる硬化性組成物が示されている
■ 特開昭60−53522号公報には、高粘度炭化水
素系ポリオールと1部分的に脱水またはアシル化したヒ
マシ油とからなるポリオール組成物が示されている。
■ 特開昭60−215012号公報には、高粘度炭化
水素系ポリオールおよび特定のエステルポリオールから
なるポリオール成分と、ポリイソシアネート成分とから
なる電気絶縁用封止剤組成物が示されている。
0 特開昭64−22914号公報には、MDI系ポリ
イソシアネートとヒマシ油系モノオールとの反応物から
なるイソシアネート末端プレポリマーにつき開示があり
、このものはヒマシ油系ポリオールを含むポリオール成
分と反応させるためのポリイソシアネート成分として有
用であるとの説明がある。なお、上記ヒマシ油系モノオ
ールまたはヒマシ油系ポリオールと併用できる他のポリ
オールの例示として、ポリブタジェンポリオールやポリ
、オレフィンポリオールもあげられている。
なお上記のうち■〜[相]の発明は、本出願人の出願に
かかるものである。
上記のうち■の発明は、ポリオール成分とポリイソシア
ネート成分とからなるウレタンシステムにおいて、ポリ
イソシアネートa分側に高粘度炭化水素系ポリオール(
活性水素基合力液状ジエン系重合体)を用いている。上
記のうち[株]の発明においては、高粘度炭化水素系ポ
リオールを付加的にポリオール成分側またはポリイソシ
アネート成分側のいずれに用いてもよいとしている。他
の出願はポリオール成分側に高粘度炭化水素系ポリオー
ルを用いている。
そのほか、高粘度炭化水素系ポリオールに関するもので
はないが、ポリイソシアネートをポリオールでプレポリ
マー化してイソシアネート末端プレポリマーとする試み
も種々なされている。
たとえば、特開昭51−1596号公報には、ヒマシ油
とトリレンジイソシアネートとの反応で得られる末端に
イソシアネート基を有するプレポリマーを、分子内に第
三級アミノ基を有する多官能アルコールとヒマシ油との
混合物を用いて硬化させたポリウレタンエラストマーに
ついて開示がある。
特開昭53−98398号公報には、液状化ジフェニル
メタンジイソシアネートとヒマシ油またはヒマシ油誘導
体ポリオールとから得られたイソシアネート基末端プレ
ポリマーを、1分子中に2個以上の水酸基を有するポリ
オールで硬化した注型ポリウレタン樹脂について開示が
ある。
特開昭80−15418号公報には、ポリオールのリシ
ノール酸エステルを有機ポリイソシアネートと反応させ
て得たプレポリマーを、多価アルコールにエチレンオキ
サイドとプロピレンオキサイドとを付加重合して得たポ
リエーテルポリオールと反応させたポリウレタン成形物
につき開示がある。
発明が解決しようとする課題 ウレタンシステムには溶媒を使うものと無溶媒のものと
があるが、作業員の健康、環境汚染、火災の問題を考慮
すると、無溶媒ウレタンシステムに移行することが時代
の趨勢である。
電気絶縁、接着、塗料の用途に用いる無溶媒ウレタンシ
ステムにおいては、注型、コーティング、塗装時の作業
性が損なわれない程度の粘度制限を受ける。加えてこれ
らの用途には、機能付与の目的で、多量の無機材を着色
顔料や難燃材料素材として配合することがあるが、この
ような場合にはさらに低粘度であることが要求される。
さて、高粘度炭化水素系ポリオールを用いたウレタンシ
ステムにおいては、ポリイソシアネート成分側には無変
性のポリイソシアネート、たとえばTDI()リレンジ
イソシアネート)、MDI(ジフェニルメタンジイソシ
アネート)、液化MDI等を用い、ポリオール成分側に
高粘度炭化水素系ポリオールを用いるのが通常である。
しかしながらこの場合は、ポリイソシアネート成分とポ
リオール成分との配合に際し前者の重量割合が小さくな
るので、作業性の点から使用しにくくなる。また、ポリ
イソシアネート成分側に無変性のポリイソシアネートを
用いたものは、高粘度炭化水素系ポリオールを含むポリ
オール成分と混合したときにうま〈相溶するかどうか必
ずしも保証できるものではなく、そのため硬化不良を起
こすことがある。
この問題を解決すべく、無変性のポリイソシアネートに
可塑剤を加えたり、高粘度炭化水素系ポリオール以外の
一般のポリオールで変性したイソシアネート末端ウレタ
ンプレポリマーを用いることが行われているが、これら
の方法においてはポリオール成分側に高粘度炭化水素系
ポリオールを用いても、該高粘度炭化水素系ポリオール
の合力量が不足するため、ポリウレタン硬化物は所期の
物性を充分には右しないようになる。可塑剤を加える場
合は、硬化物の物性がさらに劣るようになる。
ウレタンシステムのポリイソシアネートを針側に高粘度
炭化水素系ポリオールで変性したイソシアネート末端ウ
レタンプレポリマーを用いようとすると、高粘度炭化水
素系ポリオールをポリオール成分側に用いるよりもはる
かに高粘度になるため、事実と使用不能になってしまう
、たとえば、ポリイソシアネートとしてTDI系のポリ
イソシアネートを用いたプレポリマーにあっては、粘度
が高いため可塑剤や溶剤で稀釈することが必要となるが
、可塑剤の使用は硬化物の物性を低下させる上、硬化物
を高温条件下におくと可塑剤が揮発する結果、硬化物が
減量、収縮すると共に硬度が上がるという問題が発生し
、溶剤の使用は作業環境の悪化、火災の危険を招き、い
ずれも本来の目的に沿わなくなる。MDI系のポリイソ
シアネートを用いたプレポリマーにあっては、粘度が高
い上に、プレポリマー自身が分離を起こしてしまうとい
う問題点がある。
以上のような背景から、本発明者らは、高粘度炭化水素
系ポリオールをプレポリマー分子内に導入したにもかか
わらず粘度の低いイソシアネート末端プレポリマーを提
供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 本発明のイソシアネート末端ウレタンプレポリマーは、
高粘度炭化水素系ポリオール(at)およびイソ系1価
アルコール(a1)を必須成分とする水酸基含有化合物
(A)と、ポリイソシアネート化合物(B)との反応物
からなるものである。
以下本発明の詳細な説明する。
水酸基含有化合物(A)は、高粘度炭化水素系ポリオー
ル(at)およびイソ系1価アルコール(a1)を必須
成分とする。
高粘度炭化水素系ポリオール(a1)としては、具体的
には、ポリブタジェンポリオール、その水素添加物、ポ
リオレフィンポリオールなどが用いられる。市販品とし
ては、出光石油化学株式会社製のrPB  R−45H
TJやrPB  R−15ITJ、三井日曹ウレタン株
式会社製のrG−1000J、三菱化成株式会社製の「
ポリテールHAJなどがある。なお、上記炭化水素系ポ
リオールは、ビニル糸上ツマ−との共重合体であっても
よい。
イソ系1価アルコール(a1)としては、イソプロパツ
ール、イソブタノール、2−エチルヘキシルアルコール
など比較的炭素数の小さいものから。
液状を有する限りにおいて炭素数の大きいものまで種々
のイソ系1価アルコールが用いられる。殊に、オキン法
やゲルベ(Guerbet)反応により得られるイソ系
1価アルコール、あるいは中級のアルデヒドを原料とし
てアルドール縮合と水添とを組み合せて得られるイソ系
1価アルコールが、工業的には有用である。
E述の高粘度炭化水素系ポリオール(a1)およびイソ
系1価アルコール(a1)と共に、必要に応じて他のポ
リオールやモノオールを用いることもできる。
他のポリオールの例としては、ヒマシ油系ポリオール、
ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、脂
肪酸変性ポリエステル、脂肪族グリコールまたは3価以
−ヒのポリオール、ビスフェノール類のアルキレンオキ
サイド付加物、アミン類のポリアルキレンオキサイド付
加物、水酸基を有する石油樹脂などがあげられる。
他のモノオールの例としては、ヒマシ油系モノオール、
オレイルアルコールやステアリルアルコール等の脂肪酸
の還元アルコール、アリルアルコールなどがあげられる
水酸基含有化合物(A)に占める高粘度炭化水素系ポリ
オール(a1)の割合は、99〜5重量%、殊に95〜
30重量%、水酸基含有化合物(A)に占めるイソ系1
価アルコール(a1)の割合は、1〜95重量%、殊に
5〜70重量%であることが好ましい、高粘度炭化水素
系ポリオール(a1)の過多、イソ系1価アルコール(
a1)の過少は粘度低下効果を欠き、高粘度炭化水素系
ポリオール(a1)の過少、イソ系1価アルコール(a
1)の過多は硬化物の物性の低下や電気絶縁性、耐水性
の不足を招く。
ポリイソシアネート    B ポリイソシアネート化合物(B)としては、価格および
揮発性、さらには毒性、粘性などの取り扱い性を総合考
慮して、MDI(4,4”−ジフェニルメタンジイソシ
アネート)を主体とし、これを常温で褒状となるように
変性したMDI系液状ポリイソシアネート、具体的には
、ポリメライズドMDIまたはカルボジイミド変性MD
Iが好適に用いられる。
場合により、トリレンジイソシアネート、キシリレンジ
イソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ヘキサ
メチレンジイソシアネートをはじめとするポリイソシア
ネートも用いることができる。
イソシアネート  ウレタンプレポリマープレポリマー
化反応は、不活性ガス雰囲気下に両溝を温度60〜10
0℃程度で3〜6時間程度加熱混合することにより達成
できる0反応の終点は、NGO含量を測定することによ
り容易に判定することができる。
水酸基含有化合物(A)とポリイソシアネート化合物(
B)との反応割合は、イソシアネート末端ウレタンプレ
ポリマー製造の目的から、得られるプレポリマー中の末
端イソシアネート基の割合が1〜25重量%となるよう
に設定することが望ましい、ただし、必ずしもこの範囲
に厳密に限られるものではない。
このようにして得られたイソシアネート末端プレポリマ
ーは、末端イソシアネート基の割合が比較的に低い場合
には、それ単独で湿気硬化型の一液型ウレタンとして用
いることができ、末端イソシアネート基の割合が比較的
に高い場合には、二液型ウレタンシステム(特に無溶媒
の)においてポリオール成分と反応させるためのポリイ
ソシアネート成分として特に有用である。
後者のウレタンシステムにおけるポリオール成分として
は、先に述べた高粘度炭化水素系ポリオール(a1)や
、先に述べた他のポリオールが用いられる。この場合、
その少なくとも一部は高粘度炭化水素系ポリオール(a
1)を用いることが好ましい。
上述のイソシアネート末端プレポリマーからなるポリイ
ソシアネート成分とポリオール成分との配合割合は、プ
レポリマー中のイソシアネート基がポリオール中の水酸
基の総量に対し0.8〜1.4当量、殊に1.0〜1.
1邑量になるようにするのが、十分な硬化が図られるの
で好ましい。
なおウレタン化反応に際しては、必要に応じ、充填剤、
顔料、難燃剤、硬化促進剤、架橋剤、触媒、補強材、酸
化防止剤、紫外線吸収剤、水分吸着剤、発泡剤、整泡剤
など各種の添加剤を配合することができる。溶剤や可塑
剤は通常は必要ではないが、用途によっては使用しても
差し支えない。
上述の二液型ウレタンシステムは、電気絶縁用、接着用
、塗料用、封止用、成形駒をはじめ種々の用途に適用で
きる。
作用および発明の効果 水酸基含有化合物(A)とポリイソシアネート化合物(
B)との反応物からなる本発明のイソシアネート末端プ
レポリマーは、水酸基含有化合物(A)として高粘度炭
化水素系ポリオール(a1)を用いているにもかかわら
ず粘度が低いという特長を有する。
そして、二液準ウレタンシステムに適用するときには、
ポリイソシアネート側に高粘度炭化水素系ポリオール(
a1)を含んでいるので、ポリオール側にも高粘[炭化
水素系ポリオール(at)を用いてその特性を生かすと
きの両者間の相溶性が良好である。
未発明のイソシアネート末端プレポリマーをポリイソシ
アネートを分として用いた二液型ウレタンシステムは、
上記のように粘度が低いので、溶剤や可塑剤による粘度
低下を図る必要がなく、また無機材を多量に配合する場
合や冬期の低温条件にも対処することができ、作業性が
よく、かつ安定した物性の硬化物が得られる。
実施例 次に実施例をあげて、本発明のイソシアネート末端プレ
ポリマーをさらに説明する。以下「部」、「%」とある
のは重量基準で表わしたものである。
く反応原料) 次の原料を用意した。
イ         (A) ◇高粘度炭化水素系ポリオール(at)ポリブタジェン
ポリオール(出光石油化学工業株会社製のrPB  R
−45HTJ 、官能基数2.2) ポリブタジェンポリオール(出光石油化学工業株会社製
のrPB  R−15HTJ 、官能基数2.2) ◇イソ系1価アルコール(a2) 石油からオキソ法により製造される炭素数12〜13の
イソアルコール(伊藤製油秩式%式% ) 炭素数24〜26のイソアルコール(伊藤製油秩式会社
製rHI 5OCOL#246J 、官能基数1.0) ◇他のポリオール ヒマシ油系ポリオール(伊藤製油株式会社製rURIC
Y−403J 、官能基数2.0)分子量1000のポ
リプロピレングリコール(官能基数2.0) ◇他のモノオール オレイルアルコール(官能基a t、o)ヒマシ油脂肪
酸メチル(官能基数0.8)ポリイソシアネート   
 B カルボジイミド変性MDI(日本ポリウレタン工業秩式
会社製「ミリオネートMTL」、NGO含量29%) トリレンジイソシアネート(旭硝子秩式会社製rTDI
−80J 、NCO含量48%)〈プレポリマーの製造
〉 実施例1 「  ミ  リ  オ、 ネ −  )   MT  
L  J   84.7 部 、    rPBR−1
5HTJ 17.7部およびrHIsOcOL# 24
6J 1?、7部を混合し、窒素雰囲気下に温度85℃
で4時間反応させることによりイソシアネート末端プレ
ポリマーを製造した。
実施例2 「  ミ  リ  オ ネ −  ト  MTL451
.5 部 、    rPBR−15HTJ 24.2
部およびrHIsOcOL# 246424.2部をを
用いたほかは実施例1と同様にして、イソシアネート末
端プレポリマーを製造した。
実施例3 r  ミ  リ  オ ネ −  ト  MTLJ47
.7 部 、    rPBR−45HTJ2B、2部
およびrHIsOcOL#246J2B、2部を用いた
ほかは実施例1と同様にして、イソシアネート末端プレ
ポリマーを製造した。
実施例4 r  ミ  リ  オ ネ −  ト  MTLJ13
1.8 部 、   rPBR−45HTJ19.1部
およびrHIsOcOL# 246J 19.1部を用
いたほかは実施例1と同様にして、イソシアネート末端
プレポリマーを製造した。
実施例5 「  ミ  リ  オ ネ −  ト  MTL448
.0 部 、    rPBR−45HTJ3B、0部
およびrHIsOcOL#246J1B、0部を用いた
ほかは実施例1と同様にして、イソシアネート末端プレ
ポリマーを製造した。
実施例6 「ミリオネートMTLJ48.4部、rPB  R−4
5HTJ 25.8部、 rHIsOcOL$246J
12.8部およびrURICY−403J 12.9部
を用いたほかは実施例1と同様にして、イソシアネート
末端プレポリマーを製造した。
実施例7 rミリオネートMTL448.8部、rPB  R−4
5HTJ 25.7部、 rl(ISOCOL#246
J20.8部およびオレイルアルコール5.1部を用い
たほかは実施例1と同様にして、イソシアネート末端プ
レポリマーを製造した。
実施例8 「  ミ  リ  オ ネ −  )MTLJ54.4
 部 、    rPBR−45HTJ22.8部およ
びrHIsOcOL#23J22.8部を用いたほかは
実施例1と同様にして、イソシアネート末端プレポリマ
ーを製造した。
実施例9 「  ミ  リ  オ ネ −  ト  MTLJ88
.7 部 、    rPBR−45HTJ IEl、
7都およびrHIsOcOL#23J1B、7部を用い
たほかは実施例1と同様にして、イソシアネート末端プ
レポリマーを製造した。
実施例10 「ミリオネートMTLJ48.9部、rPB  R−4
5HTJ 25.13部およびヒマシ油脂肪酸メチル2
5.6部を用いたほかは実施例1と同様にして、イソシ
アネート末端プレポリマーを製造した。
比較例1 「ミリオネー) MT L J 49.7部およびrP
BR−15HTJ 50.3郁を用いたほかは実施例1
と同様にして、イソシアネート末端プレポリマーを製造
した。
比較例2 「ミリオネートMTLJ41.9部およびrPBR−4
5HTJ5B、1剖を用いたほかは実施例1と同様にし
て、イソシアネート末端プレポリマーを製造した。
比較例3 「ミリオネートMTL448.8部およびrPBR−4
5HTJ51.4部を用いたほかは実施例1と同様にし
て、イソシアネート末端プレポリマーを製造した。
比較例4 「ミリオネートMTLJ46.2部、  rPB  R
−45HTJ 28.9部および分子量1000のポリ
プロピレングリコール26.9mを用いたほかは実施例
1と同様にして、イソシアネート末端プレポリマーを製
造した。
実施例1〜10および比較例1〜4で得られたイソシア
ネート末端プレポリマーの外観および一般分析値を第1
表にまとめて示す。
第 表 (注) 外観の槽中の符号は次の通り。
■・・・透明、    O・・・やや曇りありΔ・・・
曇りあり、  X・・・白濁 xx・・・分離 第1表から、実施例のイソシアネート末端プレポリマー
は、比較例のそれに比し顕著に粘度が低いことが理解で
きる。
実施例11 rTDI−80J33.9部、 rPB  R−15H
TJ33.0部およびrHI 5OCOL#246J3
3.0部を用いたほかは実施例1と同様にして、イソシ
アネート末端プレポリマーを製造した。
得られたイソシアネート末端プレポリマーの外観は透明
で、N00%は10%、粘度は1560cps/25℃
であった。
実施例12 rTDI−80J40.4部、rPB  R−45HT
J29.8部およびrHI 5OCOL#246J29
.8部を用いたほかは実施例1と同様にして、イソシア
ネート末端プレポリマーを製造した。
得られたイソシアネート末端プレポリマーの外観は透明
で、N00%は15%、粘度は700cps/25℃で
あった。
比較例5 rTDI−80438,2部およびrPB  R−15
HTJ 83.8部を用いたほかは実施例1と同様にし
て、イソシアネート末端プレポリマーを製造した。
得られたイソシアネート末端プレポリマーの外観は透明
で、N00%は15%、粘度は292゜cps/25℃
であった。この粘度は、実施例11および実施例12と
比較すると高いものである。
〈ポリウレタン組成物の調製〉 rPB  R−45HTJからなるポリオール成分に、
ポリイソシアネート成分としての実施例1〜10および
比較例1〜2で得たイソシアネート末端ウレタンプレポ
リマーをNC010Hが1.05となるように配合した
配合直後の外観を観察すると共に、ガラス板上に311
厚に流延して常温に24時間放置することにより硬化さ
せ、さらに60”0で16時間加熱して成形駒を得た。
この成形駒につき諸物性を測定した。
結果を第2表に示す。
第2表から、実施例で得られたポリウレタン成形物は、
ポリイソシアネート成分として粘度の低いイソシアネー
ト末端ウレタンプレポリマーをmいているにかかわらず
、実用的に好ましい物性を有していることがわかる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、高粘度炭化水素系ポリオール(a1)およびイソ系
    1価アルコール(a2)を必須成分とする水酸基含有化
    合物(A)と、ポリイソシアネート化合物(B)との反
    応物からなるイソシアネート末端ウレタンプレポリマー
    。 2、水酸基含有化合物(A)に占める高粘度炭化水素系
    ポリオール(a1)の割合が99〜5重量%で、水酸基
    含有化合物(A)に占めるイソ系1価アルコール(a2
    )の割合が1〜95重量%である請求項1記載のイソシ
    アネート末端ウレタンプレポリマー。 3、水酸基含有化合物(A)に占める高粘度炭化水素系
    ポリオール(a1)の割合が95〜30重量%で、水酸
    基含有化合物(A)に占めるイソ系1価アルコール(a
    2)の割合が5〜70重量%である請求項1記載のイソ
    シアネート末端ウレタンプレポリマー。 4、ポリイソシアネート化合物(B)が、MDI系ポリ
    イソシアネートである請求項1記載のイソシアネート末
    端ウレタンプレポリマー。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013216723A (ja) * 2012-04-04 2013-10-24 Yokohama Rubber Co Ltd:The 1液湿気硬化性樹脂組成物、それを用いたシーリング材及び接着剤

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