JPH05222007A - アロファネート基およびイソシアヌレート基を有するポリイソシアネートの製造方法 - Google Patents

アロファネート基およびイソシアヌレート基を有するポリイソシアネートの製造方法

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JPH05222007A
JPH05222007A JP21325592A JP21325592A JPH05222007A JP H05222007 A JPH05222007 A JP H05222007A JP 21325592 A JP21325592 A JP 21325592A JP 21325592 A JP21325592 A JP 21325592A JP H05222007 A JPH05222007 A JP H05222007A
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テリー・エー・ポツター
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】10:1〜1:5のモノイソシアヌレート対モ
ノアロファネートのモル比にてイソシアヌレート基とア
ロファネート基とを有しかつ低粘度と極性溶媒及びイソ
シアネート反応性成分に対し向上した適合性とを有する
ポリイソシアネート組成物の製造方法を提供する。 【構成】(a)(シクロ)脂肪族結合したイソシアネー
ト基を有する有機ジイソシアネートにおけるイソシアネ
ート基の1部を接触三量化させ、(b)前記有機ジイソ
シアネート1モル当り0.01〜0.5モルの6〜9個
の炭素原子を有するモノアルコールを工程(a)の三量
化反応の前またはその間に前記有機ジイソシアネートに
添加し、(c)三量化反応を所望の三量化程度にて触媒
毒の添加および/または触媒の熱失活により停止させ
る,ポリイソシアネート組成物の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アロファネート基とイ
ソシアヌレート基とを有しかつ低粘度と極性および僅か
極性の溶剤およびイソシアネート反応性成分に対し向上
した適合性とを有するポリイソシアネートの製造方法に
向けられる。
【0002】
【従来の技術】イソシアヌレート基を有するポリイソシ
アネートは公知であって米国特許第3,487,080
号、第3,996,223号、第4,324,879号
および第4,412,073号各公報に開示されてい
る。これらポリイソシアネートは多くの顕著な性質を有
するが、2つの面で改良を必要とする。第1に、イソシ
アヌレート基を有する市販ポリイソシアネートの粘度
は、適する処理粘度を得るのに必要な溶剤の量を減少さ
せるべく、低下させる必要がある。現在、被覆系に存在
させうる揮発性溶剤の量を制限する多数の政府規制が存
在する。したがって、イソシアヌレート基を有するポリ
イソシアネートは或る種の用途から排除される。何故な
ら、これらポリイソシアネートの粘度は多量の溶剤の使
用なしに適する処理粘度まで低下させることができない
からである。第2に、イソシアヌレート基を有するポリ
イソシアネートは、これら反応体から製造されるコーチ
ングにつき得られるイメージ測定値の光沢および特性で
証明されるように、高分枝鎖のポリエステル共反応体に
対し充分な適合性を持たない。
【0003】米国特許第4,801,663号には、
1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)か
ら製造されるイソシアヌレート基を有するポリイソシア
ネートの粘度を低下させることが提案されている。反応
を極めて低い三量化程度で停止させることにより高含有
量のHDIのモノイソシアヌレートが得られ、1個より
多いイソシアヌレート環を有するポリイソシアネートの
量が減少する。これらポリイソシアネートはモノイソシ
アヌレートよりずっと高い粘度を有するので、得られる
ポリイソシアネートは低下した粘度を有する。しかしな
がら、この系の顕著な欠点は、反応を極めて低い三量化
程度で停止させるので全収率が極めて低くなると共に生
成物から分離せねばならないHDIの量が著しく増加す
ることにある。換言すれば、粘度の僅かな低下は製品の
生産コストにおける顕著な増加によって相殺される。さ
らに、得られる生成物は高分枝鎖のポリエステル樹脂に
対し最適な適合性を持たない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、減少した粘度と架橋ポリエステル共反応体に対す
る向上した適合性とを有すると共に、イソシアヌレート
基を有する公知のポリイソシアネートにおける所望の性
質を有するポリイソシアネートを提供することにある。
さらに本発明の課題は、合理的な生産コストで製造する
ことができ、しかも高収率で得られるポリイソシアネー
トを提供することにある。驚ろくことに、これら課題は
後記する本発明によればイソシアヌレート基とアロファ
ネート基とを有するポリイソシアネートを製造するため
三量化工程の前またはその間に特定モノアルコールを混
入して解決することができる。米国特許第4,582,
888号、第4,604,418号、第4,647,6
23号および第4,789,705号は、或る種の溶剤
および共反応体に対する得られたポリイソシアネートの
適合性を向上させるべく各種のジオールの混入に向けら
れる。ジオールの使用はポリイソシアネートの適合性を
向上させうるが、これらジオールはポリイソシアヌレー
トの粘度を所定の収率につき低下させない。
【0005】これら引例および従来の引例の多くは、三
量化反応のための助触媒としてモノアルコールもしくは
グリコールの使用を開示している。しかしながら、これ
ら引例はいずれもアロファネート基を混入してイソシア
ヌレート基を有するポリイソシアネートの粘度を低下さ
せることにつき示唆していない。さらに、これら引例は
これら助触媒の使用を最小限に保たねばならないことを
教示している。何故なら、得られるウレタン基がポリイ
ソシアネートから作成されるコーチングの乾燥時間を減
少させるからである。特に米国特許第4,582,88
8号は、触媒を溶解させるのに要する量を越える量のモ
ノアルコールの使用を警告している。特公昭61−15
1179号は、助触媒の不存在下ではHDIを三量化さ
せない三量化触媒につき6〜9個の炭素原子を有するモ
ノアルコールを助触媒として使用することを開示してい
る。この引例は、これらモノアルコールを助触媒の不存
在下に三量化反応に対し有効である三量化触媒と組合せ
て使用することを示唆していない。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、10〜47重
量%のNCO含有量と2,500mPa.s未満の粘度
(この粘度は1重量%未満の出発有機ジイソシアネート
を含有する混合物から決定される)とを有しかつ10:
1〜1:5のモノイソシアヌレート対モノアロファネー
トのモル比にてイソシアヌレート基とアロファネート基
とを有するポリイソシアネート組成物を製造するに際
し、(a)(シクロ)脂肪族結合したイソシアネート基
を有する有機ジイソシアネートにおけるイソシアネート
基の1部を接触三量化させ、(b)前記有機ジイソシア
ネート1モル当り0.01〜0.5モルの6〜9個の炭
素原子を有するモノアルコールを工程(a)の三量化反
応の前またはその間に前記有機ジイソシアネートに添加
し、(c)三量化反応を所望の三量化程度にて触媒毒の
添加および/または触媒の熱失活により停止させ、前記
三量化触媒は10ppm未満の二酸化炭素を含有する
1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートと三量化触媒
とよりなる混合物のイソシアネート含有量を50重量%
から45重量%以下まで4時間以内に1,6−ヘキサメ
チレンジイソシアネートの重量に対し500ppmの触
媒濃度にて80℃の温度で減少させうるアミノシリル基
を有する化合物または触媒からなることを特徴とするポ
リイソシアネート組成物の製造方法に向けられる。
【0007】本発明によれば「モノイソシアヌレート」
という用語は1個のイソシアヌレート基を有すると共に
ジイソシアネート3分子から生成されるポリイソシアネ
ートを意味し、「ポリイソシアヌレート」という用語は
1個より多いイソシアヌレート基を有するポリイソシア
ネートを意味する。「モノアロファネート」という用語
は1個のアロファネート基を有すると共にジイソシアネ
ート2分子とモノアルコール1分子とから生成されるポ
リイソシアネートを意味し、「ポリアロファネート」と
いう用語は1個より多いアロファネート基を有するポリ
イソシアネートを意味する。「(シクロ)脂肪族結合し
たイソシアネート基」という用語は脂肪族および/また
は環式脂肪族結合したイソシアネート基を意味する。
【0008】本発明によりポリイソシアネートを製造す
べく出発物質として使用するのに適したジイソシアネー
トの例は式: R(NCO)2 〔式中、Rは(シクロ)脂肪族結合したイソシアネート
基と112〜1,000、好ましくは140〜400の
分子量とを有する有機ジイソシアネートからイソシアネ
ート基を除去して得られる有機基を示す〕により示され
る有機ジイソシアネートである。本発明の方法に好適な
ジイソシアネートは、Rが4〜18個の炭素原子を有す
る二価の脂肪族炭化水素基、5〜15個の炭素原子を有
する二価の脂環式炭化水素基または7〜15個の炭素原
子を有する二価の芳香脂肪族炭化水素基を示す上記式に
より示されるものである。本発明の方法に特に適する有
機ジイソシアネートの例は1,4−テトラメチレンジイ
ソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネー
ト、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサメチレン
ジイソシアネート、1,12−ドデカメチレンジイソシ
アネート、シクロヘキサン−1,3−および−1,4−
ジイソシアネート、1−イソシアナト−2−イソシアナ
トメチルシクロペンタン、1−イソシアナト−3−イソ
シアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサ
ン(イソホロンジイソシアネートもしくはIPDI)、
ビス−(4−イソシアナトシクロヘキシル)−メタン、
1,3−および1,4−ビス(イソシアナトメチル)−
シクロヘキサン、ビス−(4−イソシアナト−3−メチ
ル−シクロヘキシル)−メタン、α,α,α′,α′−
テトラメチル−1,3−および/または−1,4−キシ
リレンジイソシアネート、1−イソシアナト−1−メチ
ル−4(3)−イソシアナトメチルシクロヘキサンおよ
び2,4−および/または2,6−ヘキサヒドロトルイ
レンジイソシアネートを包含する。これらジイソシアネ
ートの混合物も使用することができる。好適ジイソシア
ネートは1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、イ
ソホロンジイソシアネートおよびビス−(4−イソシア
ナトシクロヘキシル)−メタンである。1,6−ヘキサ
メチレンジイソシアネート(HDI)が特に好適であ
る。
【0009】さらに本発明によれば、上記ジイソシアネ
ートと3個もしくはそれ以上のイソシアネート基を有す
るモノイソシアネートもしくはポリイソシアネートとの
配合物も使用することができ、ただしイソシアネート基
は(シクロ)脂肪族結合したものとする。本発明によれ
ば、たとえば窒素のような不活性ガスを出発ジイソシア
ネート中にバブリングさせて二酸化炭素の含有量を減少
させることにより、出発ジイソシアネートを処理するの
が好適である。この方法はドイツ公開公報第3,80
6,276号(米国特許出願第07/311,920
号)に検討されている。本発明の方法に適する三量化触
媒はアミノシリル基を有する化合物、並びにホスフィン
を例外としてウレタン基を有する助触媒の不存在下でポ
リイソシアネートの三量化につき有効な触媒(たとえば
ドイツ公開公報第1,935,763号に記載されたも
の)並びにマンニッヒ塩基(たとえば米国特許第3,9
96,223号および第4,115,373号公報に記
載された種類のノニルフェノールとホルムアルデヒドと
ジメチルアミンとに基づくもの)を包含する。ホスフィ
ンは、三量化反応を促進する他、さらにジイソシアネー
トの二量化をも促進する。芳香族ポリイソシアネートの
三量化には一般にマンニッヒ塩基が使用され、これらは
(シクロ)脂肪族ジイソシアネートの三量化につき効果
が極めて低いか或いは全く効果がない。したがって、こ
れら触媒は本発明による生成物の製造に適していない。
さらに、三量化触媒はウレタン基からのアロファネート
基の生成をも触媒すべきである。
【0010】アミノシリル基を有する化合物(たとえば
アミノシラン、ジアミノシラン、シリル尿素およびシラ
ザン)が米国特許第4,412,073号公報に記載さ
れており、その開示を参考のためここに引用する。助触
媒の不存在下にジイソシアネートの三量化につき効果的
である触媒は、10ppm未満の二酸化炭素を含有する
1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートと三量化触媒
とよりなる混合物のイソシアネート含有量を50重量%
から45重量%以下まで4時間以内に1,6−ヘキサメ
チレンジイソシアネートの重量に対し500ppmの触
媒濃度にて80℃の温度で減少させうるものとして規定
することができる。これら触媒の例は公知であり、英国
特許第1,391,066号もしくは英国特許第1,3
86,399号に記載された種類のアルカリフェノラー
ト;米国特許第3,919,218号公報(その開示を
参考のためここに引用する)に記載された種類の第三ア
ミンと組合せたアジリジン誘導体;米国特許第4,45
4,317号および第4,801,663号公報(その
開示を参考のためここに引用する)に記載された種類の
第四アンモニウムカルボン酸塩;米国特許第4,33
5,219号公報(その開示を参考のためここに引用す
る)に記載された種類の双性イオン型構造を有する第四
アンモニウムフェノラート;米国特許第4,499,2
53号(その開示を参考のためここに引用する)に記載
された種類のアンモニウムホスホン酸塩および燐酸塩;
米国特許第4,604,418号(その開示を参考のた
めここに引用する)に記載された種類のアルカリカルボ
ン酸塩;米国特許第4,379,905号(その開示を
参考のためここに引用する)に記載された非環式有機化
合物と錯形成した塩基性アルカリ金属塩、たとえば平均
して5〜8個の酸化エチレン単位を有するポリエチレン
グリコールと錯生成した酢酸カリウム;米国特許第4,
487,928号(その開示を参考のためここに引用す
る)に記載されたようなクラウンエーテルと錯生成した
塩基性アルカリ金属塩;並びに米国特許第4,960,
848号(その開示を参考のためここに引用する)に記
載されたようなアルカリ金属弗化物と第4アンモニウム
もしくはホスホニウム塩との混合物を包含する。
【0011】助触媒の不存在下にジイソシアネートの三
量化に対し有効である特に適する触媒は、式:
【化1】 に対応する第四アンモニウム水酸化物であり、これらは
米国特許第4,324,879号、並びにドイツ公開公
報第2,806,731号および第2,901,479
号に記載されている。好適な第四アンモニウム水酸化物
は、基R1 〜R4が1〜20個、好ましくは1〜4個の
炭素原子を有する同一もしくは異なるアルキル基(これ
は必要に応じヒドロキシル基で置換することもできる)
を示すものである。基R1 〜R4 のうち2個は3〜5個
の炭素原子を窒素原子と共におよび必要に応じ他の窒素
もしくは酸素原子と共に有する複素環を形成することが
できる。さらに、それぞれの場合、基R1 〜R3 は第四
窒素原子および他の第三窒素原子と一緒に二環式トリエ
チレンジアミン構造を形成するエチレン基を示すことも
でき、ただし基R4 は2〜4個の炭素原子を有するヒド
ロキシアルキル基を示し、ここでヒドロキシル基は好ま
しくは第四窒素原子に対し2−位置に位置する。ヒドロ
キシル置換基はさらに他の置換基、特にC1 〜C4 −ア
ルコキシ置換基を有することもできる。
【0012】これら第四アンモニウム触媒の製造は、第
三アミンを水性−アルコール媒体中で酸化アルキレンと
反応させることにより公知方法で行なわれる〔米国特許
第3,995,997号、第2欄、第19〜44行参
照)。適する第三アミンの例はトリメチルアミン、トリ
ブチルアミン、2−ジメチルアミノエタノール、トリエ
タノールアミン、ドデシルジメチルアミン、N,N−ジ
メチルシクロヘキシルアミン、N−メチルピロリジン、
N−メチルモルホリンおよび1,4−ジアザビシクロ−
〔2,2,2〕−オクタンを包含する。適する酸化アル
キレンの例は酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化1,
2−ブチレン、酸化スチレンおよび酸化メトキシ、エト
キシおよびフェノキシプロピレンを包含する。この群か
らの最も好適な触媒はN,N,N−トリメチル−N−
(2−ヒドロキシエチル)−アンモニウムヒドロキシド
およびN,N,N−トリメチル−N−(2−ヒドロキシ
プロピル)アンモニウムヒドロキシドである。他の特に
好適な触媒はN,N,N−トリメチル−N−ベンジル−
アンモニウムヒドロキシドである。
【0013】出発ジイソシアネートの三量化は、イソシ
アネート基に対し不活性である溶剤の存在下または不存
在下に行なうことができる。本発明による生成物の用途
分野に応じ、低〜中沸点溶剤または高沸点溶剤を使用す
ることができる。適する溶剤はたとえば酢酸エチルもし
くは酢酸ブチルのようなエステル類;たとえばアセトン
もしくはブタノンのようなケトン類;たとえばトルエン
もしくはキシレンのような芳香族化合物;たとえば塩化
メチレンおよびトリクロルエチレンのようなハロゲン化
炭化水素;たとえばジイソプロピルエーテルのようなエ
ーテル類;並びにたとえばシクロヘキサン、石油エーテ
ルもしくはリグロインのようなアルカン類を包含する。
三量化触媒は一般に、使用するジイソシアネートに対し
約0.0005〜5重量%、好ましくは約0.002〜
2重量%の量で使用される。たとえばN,N,N−トリ
メチル−N−(2−ヒドロキシプロピル)−アンモニウ
ムヒドロキシドのような好適触媒を使用する場合は、出
発ジイソシアネートに対し約0.0005〜1重量%、
好ましくは約0.001〜0.02重量%の量にて一般
に充分である。これら触媒は純粋型で或いは溶液として
使用することができる。イソシアネート基に対し不活性
な上記溶剤は、触媒の種類に応じ溶剤として適してい
る。触媒用の溶剤としては、ジメチルホルムアミドもし
くはジメチルスルホキシドも使用することができる。
【0014】助触媒の同時使用も本発明の方法にて可能
であるが、必要ではない。イソシアネートに対する重合
作用が知られている全ての物質が、たとえばドイツ公開
公報第2,806,731号に記載されたような助触媒
として適している。これら助触媒は必要に応じ、三量化
触媒の量に対し重量基準で、より少量にて使用される。
本発明によれば、ウレタン基および次いでアロファネー
ト基がモノアルコールの使用によりポリイソシアネート
中に組込まれる。モノアルコールは線状、分枝鎖もしく
は環式とすることができ、6〜9個(好ましくは6個も
しくは8個)の炭素原子を有する。これらモノアルコー
ルは必要に応じエーテル基を有することもできる。適す
るモノアルコールの例はn−ヘキサノール、n−ヘプタ
ノール、n−オクタノール、n−ノナノール、2−エチ
ルヘキサノール、トリメチルヘキサノール、シクロヘキ
サノールおよびベンジルアルコールを包含する。モノア
ルコールとジイソシアネートとのモル比は約0.01〜
0.5、好ましくは約0.04〜0.2である。
【0015】本発明によるイソシアヌレートおよびアロ
ファネートの生成の反応温度は約10〜160℃、好ま
しくは約50〜150℃、より好ましくは約90〜12
0℃である。本発明による方法は、たとえば下記するよ
うにバッチ式または連続式のいずれでも行なうことがで
きる。出発ジイソシアネートを、水分を排除すると共に
必要に応じ不活性ガスと一緒に適する撹拌容器もしくは
チューブに導入し、必要に応じたとえばトルエン、酢酸
ブチル、ジイソプロピルエーテルもしくはシクロヘキサ
ンのようなイソシアネート基に対し不活性な溶剤と混合
する。上記モノアルコールは、幾つかの実施例にしたが
い反応容器中へ導入することができる。モノアルコール
をジイソシアネートと予備反応させてウレタン基を生成
させた後、ジイソシアネートを反応容器中に導入するこ
とができ、またモノアルコールをジイソシアネートと混
合して反応容器中に導入することもでき、さらにモノア
ルコールをジイソシアネートの添加前または後(好まし
くは後)に反応容器へ別途に添加することもでき、或い
は触媒をモノアルコールに溶解させた後に溶液を反応容
器中へ導入することもできる。
【0016】本発明によるポリイソシアネートはさら
に、イソシアヌレート基を有するポリイソシアネートを
モノアロファネートと配合して製造することもできる。
約60℃の温度かつ所要の触媒もしくは触媒溶液の存在
下で三量化が開始し、これは発熱反応により示される。
反応温度が上昇するにつれ、ウレタン基からアロファネ
ート基への変換速度はイソシアヌレート基の生成よりも
急速に増大する。所望の三量化程度が達成される85℃
より高い温度にて、ウレタン基は一般にアロファネート
基まで完全に変換され、未反応モノマーと存在する全て
の溶剤とを除去した後に生成物は得られる収率に対し低
い粘度を有する。同じイソシアネート基の消費程度にて
85℃未満の温度では、若干のウレタン基が未変換のま
ま残留し、生成物は若干高いが得られる収率に対しまだ
低い粘度を有する。反応の進行はたとえば滴定、屈折率
もしくはIR分析のような適する方法によりNCO含有
量を測定して追跡される。かくして、反応は所望の三量
化程度にて停止させることができる。三量化反応の停止
は、たとえば約15〜47%、好ましくは約20〜40
%のNCO含有量にて行なうことができる。
【0017】三量化反応の停止は、たとえば上記引例に
挙げられる種類の触媒毒を添加して行なうことができ
る。たとえば塩基性触媒を使用する場合、反応は少なく
とも触媒量に等しい量のたとえば塩化ベンゾイルのよう
な酸塩化物を添加して停止される。熱不安定性の触媒
(たとえば上記した第四アンモニウム水酸化物)を使用
する場合、触媒毒の添加による触媒の被毒は省略するこ
とができる。何故なら、これら触媒は反応の過程で分解
するからである。この種の触媒を使用する場合、触媒量
および反応温度は好ましくは、連続的に分解する触媒が
所望の三量化程度に達した際に完全に分解するよう選択
される。この分解を達成するのに必要な触媒の量または
反応温度は予備実験により決定することができる。さら
に、最初に所望の三量化程度を達成するのに必要な量よ
りも少ない量の感熱性触媒を使用し次いで触媒をさらに
増量添加して反応を触媒することもでき、これにより後
に添加する触媒の量を所望の三量化程度に達した際に触
媒の全量が消費されるよう計算する。懸濁させた触媒の
使用も可能である。これら触媒は、反応混合物を濾過す
ることにより所望の三量化程度に達した後に除去され
る。
【0018】必要に応じ予め不溶性触媒成分を分離した
後に、反応混合物の後処理は反応を行なった方式および
イソシアネートの用途分野に応じ種々の方法で行なうこ
とができる。遊離モノマー含有量を減少させる必要がな
ければ、精製段階なしに溶液で製造された本発明による
ポリイソシアネートをラッカー原料として直接に使用す
ることができる。三量化反応に際し使用する溶剤および
ポリイソシアネート生成物中に存在する未反応モノマー
も公知方法での蒸留により除去することができる。生成
物は一般に全部で2%未満、好ましくは1%未満の遊離
(未反応)モノマージイソシアネートを含有する。本発
明による生成物は10,000mPa.s未満、好まし
くは2000mPa.s未満、より好ましくは1300
mPa.s未満の粘度を有する。本発明による生成物
は、イソシアヌレート基とアロファネート基とを有する
ポリイソシアネートである。さらに生成物は、反応の際
に維持される温度およびイソシアネート基の消費程度に
応じアロファネート基まで変換されなかった残留ウレタ
ン基を有することもある。本発明によるポリイソシアネ
ートに存在するモノイソシアヌレート基とモノアロファ
ネート基との比は約10:1〜1:5、好ましくは約
5:1〜1:2である。
【0019】本発明による生成物は、少なくとも2個の
イソシアネート反応性基を有する化合物との反応により
ポリイソシアネート重付加生成物を製造するための貴重
な出発物質である。好適な生産物は最も好ましくは1−
成分もしくは2−成分ポリウレタン被覆である。必要に
応じ封鎖型で存在させうる本発明による生成物のための
好適反応相手はポリヒドロキシポリエステル、ポリヒド
ロキシポリエーテル、ポリヒドロキシポリアクリレート
および必要に応じ低分子量のポリウレタン被覆技術から
公知の多価アルコールである。特に封鎖型のたとえばポ
リケチミンもしくはオキサゾリジンのようなポリアミン
も本発明による生成物の適する反応相手である。本発明
によるポリイソシアネートの量およびその反応相手は、
約0.8〜3(好ましくは約0.9〜1.1)のイソシ
アネート基(封鎖型または非封鎖型のいずれで存在して
もよい)とイソシアネート反応性基との当量比を与える
よう選択される。
【0020】硬化を促進するため被覆組成物は公知のポ
リウレタン触媒、たとえば第三アミン、たとえばトリエ
チルアミン、ピリジン、メチルピリジン、ベンジルジメ
チルアミン、N,N−ジメチルアミノシクロヘキサン、
N−メチル−ピペリジン、ペンタメチルジエチレントリ
アミン、1,4−ジアザビシクロ〔2,2,2〕オクタ
ンおよびN,N′−ジメチルピペラジン;または金属
塩、たとえば塩化鉄(III) 、塩化亜鉛、2−エチルカプ
ロン酸亜鉛、エチルカプロン酸錫(II)、ジラウリン酸
ジブチル錫(IV)およびグリコール酸モリブデンを含有
することができる。さらに本発明による生成物は、イソ
シアネート基を公知の封鎖剤によりブロックした型で使
用する2−成分ポリウレタン焼付エナメルのための貴重
な出発物質でもある。封鎖反応は、イソシアネート基を
適する封鎖剤と好ましくは高められた温度(たとえば約
40〜160℃)にて必要に応じたとえば上記した第三
アミンもしくは金属塩のような適する触媒の存在下に反
応させて公知方法で行なわれる。
【0021】適する封鎖剤はモノフェノール類、たとえ
ばフェノール、クレゾール、トリメチルフェノールおよ
びt−ブチルフェノール;第三級アルコール、たとえば
t−ブタノール、t−アミルアルコールおよびジメチル
フェニルカルビノール;エノールを容易に生成する化合
物、たとえばアセト酢酸エステル、アセチルアセトンお
よびマロン酸誘導体(たとえばマロン酸ジエチルエステ
ル);第二芳香族アミン、たとえばN−メチルアニリ
ン、N−メチルトルイジン、N−フェニルトルイジンお
よびN−フェニルキシリジン;イミド類、たとえばスク
シンイミド;ラクタム類、たとえばε−カプロラクタム
およびδ−バレロラクタム;オキシム類、たとえばブタ
ノンオキシムおよびシクロヘキサノンオキシム;メルカ
プタン類、たとえばメチルメルカプタン、エチルメルカ
プタン、ブチルメルカプタン、2−メルカプトベンズチ
アゾール、α−ナフチルメルカプタンおよびドデシルメ
ルカプタン;並びにトリアゾール類、たとえば1H−
1,2,4−トリアゾールを包含する。
【0022】被覆組成物はさらに他の添加剤、たとえば
顔料、染料、充填剤、均展剤および溶剤を含有すること
もできる。これら被覆組成物は、被覆すべき基板に対し
溶液で或いは溶融物からたとえば塗布、ロール掛け、流
延もしくは噴霧のような常法により施すことができる。
本発明によるポリイソシアネートを含有した被覆組成物
は、驚ろくほど良好に金属基板に付着すると共に特に耐
光性、熱の存在下における色安定性かつ極めて耐磨耗性
であるコーチングを与える。さらに、これらは高い硬
度、弾力性、極めて良好な薬品耐性、高い光沢、優秀な
耐候性および良好な着色品質を特徴とする。本発明によ
るポリイソシアネートはさらに高分枝鎖のポリエステル
樹脂に対し良好な適合性をも有する。
【0023】
【実施例】以下、限定することを意図しないが実施例に
より本発明をさらに例示し、ここで部数および%は特記
しない限り全て重量による。表におけるppmの使用
は、溶剤を除く触媒の量を意味する。実施例1 ガスバブリング装置と機械撹拌機と温度計と凝縮器とを
装着した500mlの三首フラスコに300gのヘキサ
メチレンジイソシアネートと23.1gの2−オクタノ
ールとを添加した。撹拌反応混合物に乾燥窒素をバブリ
ングさせると共に、これを60℃で加熱した。ウレタン
反応が完結した後(約1時間)、温度を90℃まで上昇
させた。90℃の反応混合物に、2−ブタノール中に溶
解された0.294gのトリメチルベンジルアンモニウ
ムヒドロキシドの4.4%溶液を添加した。反応温度を
90〜100℃に維持した。反応混合物が34.2%の
NCO含有量に達した際、反応を0.294gの燐酸ジ
−(2−エチルへキシル)の添加により停止させた。過
剰のモノマーを薄膜蒸発により除去して、720mP
a.s(25℃)の粘度と19.0%のNCO含有量と
0.2%の遊離モノマー(HDI)含有量とを有するほ
ぼ無色の透明液を得た。蒸留前の生成物の遊離HDI%
を測定して計算された収率は49.1%であった。
【0024】実施例2〜6 上記装置に、表1に示したアルコールとヘキサメチレン
ジイソシアネートとの比にて添加した。撹拌混合物を示
した反応温度まで1〜2時間かけて加熱すると共に、乾
燥窒素を反応混合物中にバブリングさせた。触媒溶液
(トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド)を反
応混合物に添加し、次いで混合物を「粗製NCO」とし
て標識したNCO含有量に達するまで示した温度に保っ
た。触媒に対し当モル量の燐酸ジ−(2−エチルヘキシ
ル)を添加して反応を停止させた。過剰のモノマーを薄
層蒸発により除去して、表1に示す性質を持った透明な
生成物を得た。
【0025】
【表1】 表 1 ストリップした生成物 実施 アルコール/ 触媒 反応 粗製 % 粘度 NCO 例No. 重量* (ppm) 温度 NCO HDI mPa.s, % 収率 25℃ 2 2−エチル 76 50 41.9 0.2 770 20.8 20% ヘキサノール 4.0 3 1−オクタノール 179 90 37.3 0.5 780 20.6 43 4.4 4 1−オクタノール 174 90 34.0 0.4 750 18.4 52 7.7 5 3−オクタノール 171 90 37.2 0.5 1070 20 43 4.4 6 3−オクタノール 211 90 34.3 0.5 990 17.9 50 7.7 * HDI 100部当りのアルコールの重量
【0026】実施例7 ガスバブリング装置と機械撹拌機と温度計と凝縮器とを
装着した500mlの三首フラスコに、334gのヘキ
サメチレンジイソシアネートと21.0gのベンジルア
ルコールとを添加した。乾燥窒素を撹拌反応混合物にバ
ブリングさせると共に、これを60℃で加熱した。ウレ
タン反応が完結した際(約1時間)、温度を90℃まで
上昇させた。90℃の反応混合物に、1−ブタノール中
に溶解された0.24gのトリメチルベンジルアンモニ
ウムヒドロキシドの4.4%溶液を添加した。反応温度
を90〜100℃に維持した。反応混合物が35.0%
のNCO含有量に達した際、0.24gの燐酸ジ−(2
−エチルへキシル)を添加して反応を停止させた。過剰
のモノマーを薄膜蒸発により除去して、610mPa.
s(25℃)の粘度と18.6%のNCO含有量と0.
1%の遊離モノマー(HDI)含有量とを有するほぼ無
色の透明液を得た。蒸留前の生成物の遊離HDI%を測
定して計算された収率は34.4%であった。以上、例
示の目的で本発明を詳細に説明したが、この詳細は単に
例示の目的に過ぎず、本発明の思想および範囲を逸脱す
ることなく多くの改変をなしうることが当業者には了解
されよう。
【0027】以下、本発明の実施態様を要約すれば次の
通りである 1.10〜47重量%のNCO含有量と2,500mP
a.s未満の粘度(この粘度は1重量%未満の出発有機
ジイソシアネートを含有する混合物から決定される)と
を有しかつ10:1〜1:5のモノイソシアヌレート対
モノアロファネートのモル比にてイソシアヌレート基と
アロファネート基とを有するポリイソシアネート組成物
を製造するに際し、(a)(シクロ)脂肪族結合したイ
ソシアネート基を有する有機ジイソシアネートにおける
イソシアネート基の1部を三量化触媒の存在下に接触三
量化させ、(b)前記有機ジイソシアネート1モル当り
0.01〜0.5モルの6〜9個の炭素原子を有するモ
ノアルコールを工程(a)の三量化反応の前またはその
間に前記有機ジイソシアネートに添加し、(c)三量化
反応を所望の三量化程度にて触媒毒の添加および/また
は触媒の熱失活により停止させ、前記三量化触媒は10
ppm未満の二酸化炭素を含有する1,6−ヘキサメチ
レンジイソシアネートと三量化触媒とよりなる混合物の
イソシアネート含有量を50重量%から45重量%以下
まで4時間以内に1,6−ヘキサメチレンジイソシアネ
ートの重量に対し500ppmの触媒濃度にて80℃の
温度で減少させうるアミノシリル基を有する化合物また
は触媒からなることを特徴とするポリイソシアネート組
成物の製造方法。
【0028】2.有機ジイソシアネートが1,6−ヘキ
サメチレンジイソシアネートからなる上記第1項に記載
の方法。 3.モノアルコールが6個もしくは8個の炭素原子を有
する上記第1項または第2項に記載の方法。 4.モノアルコールが2−エチルヘキサノールからなる
上記第1項または第2項に記載の方法。
【0029】5.10〜47重量%のNCO含有量と
1,500mPa.s未満の粘度(この粘度は1重量%
未満の出発有機ジイソシアネートを含有する混合物から
決定される)とを有しかつ10:1〜1:5のモノイソ
シアヌレート:モノアロファネートのモル比にてイソシ
アヌレート基とアロファネート基とを有するポリイソシ
アネート組成物を製造するに際し、(a)(シクロ)脂
肪族結合したイソシアネート基を有する有機ジイソシア
ネートにおけるイソシアネート基の1部を三量化触媒の
存在下に接触三量化させ、(b)前記有機ジイソシアネ
ート1モル当り0.01〜0.5モルの6〜9個の炭素
原子を有するモノアルコールを工程(a)の三量化反応
の前またはその間に前記有機ジイソシアネートに添加
し、(c)三量化反応を所望の三量化程度にて触媒毒の
添加および/または触媒の熱失活により停止させ、前記
三量化触媒は10ppm未満の二酸化炭素を含有する
1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートと三量化触媒
とよりなる混合物のイソシアネート含有量を50重量%
から45重量%以下まで4時間以内に1,6−ヘキサメ
チレンジイソシアネートの重量に対し500ppmの触
媒濃度にて80℃の温度で減少させうるアミノシリル基
を有する化合物または触媒からなることを特徴とするポ
リイソシアネート組成物の製造方法。
【0030】6.有機ジイソシアネートが1,6−ヘキ
サメチレンジイソシアネートからなる上記5項に記載の
方法。 7.モノアルコールが6個もしくは8個の炭素原子を有
する上記第5項または第6項に記載の方法。 8.モノアルコールが2−エチルヘキサノールからなる
上記第7項または第8項に記載の方法。 9.三量化触媒が第四アンモニウム水酸化物、第四アン
モニウム弗化物、第四アンモニウムカルボン酸塩、アル
カリ金属カルボン酸塩およびアミノシリル基を有する化
合物よりなる群から選択される一員からなる上記第5〜
8項のいずれか一項に記載の方法。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 10〜47重量%のNCO含有量と2,
    500mPa.s未満の粘度(この粘度は1重量%未満
    の出発有機ジイソシアネートを含有する混合物から決定
    される)とを有しかつ10:1〜1:5のモノイソシア
    ヌレート対モノアロファネートのモル比にてイソシアヌ
    レート基とアロファネート基とを有するポリイソシアネ
    ート組成物を製造するに際し、 (a)(シクロ)脂肪族結合したイソシアネート基を有
    する有機ジイソシアネートにおけるイソシアネート基の
    1部を三量化触媒の存在下に接触三量化させ、 (b)前記有機ジイソシアネート1モル当り0.01〜
    0.5モルの6〜9個の炭素原子を有するモノアルコー
    ルを工程(a)の三量化反応の前またはその間に前記有
    機ジイソシアネートに添加し、 (c)三量化反応を所望の三量化程度にて触媒毒の添加
    および/または触媒の熱失活により停止させ、前記三量
    化触媒は10ppm未満の二酸化炭素を含有する1,6
    −ヘキサメチレンジイソシアネートと三量化触媒とより
    なる混合物のイソシアネート含有量を50重量%から4
    5重量%以下まで4時間以内に1,6−ヘキサメチレン
    ジイソシアネートの重量に対し500ppmの触媒濃度
    にて80℃の温度で減少させうるアミノシリル基を有す
    る化合物または触媒からなることを特徴とするポリイソ
    シアネート組成物の製造方法。
JP21325592A 1991-07-22 1992-07-20 アロファネート基およびイソシアヌレート基を有するポリイソシアネートの製造方法 Pending JPH05222007A (ja)

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