JPH05310676A - メチレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネートの精製方法 - Google Patents

メチレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネートの精製方法

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JPH05310676A
JPH05310676A JP12333492A JP12333492A JPH05310676A JP H05310676 A JPH05310676 A JP H05310676A JP 12333492 A JP12333492 A JP 12333492A JP 12333492 A JP12333492 A JP 12333492A JP H05310676 A JPH05310676 A JP H05310676A
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    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
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    • C08G18/76Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 ジフェニルメタンジイソシアネートを50%
以下含有する一般式1のポリイソシアネート混合物か
ら、炭素数が5以上の脂肪族及び/又は脂環式炭化水素
を用い、温度40℃未満で抽出し、3核体/4核体以上
の比が1.5以上のイソシアネート混合物を分離、精製
する方法。 (nは0又は正の整数である。) 【効果】 ポリアミンの縮合条件を変更することなく、
ポリMDIの段階で核体組成を制御することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はメチレン架橋ポリフェニ
レンポリイソシアネート(以下ポリMDIと略記)特
に、3核体/4核体以上の比が1.5以上のポリイソシ
アネート混合物を分離する方法に関する。
【0002】ポリMDIは極めて反応性に富む物質で、
ポリウレタンフォーム、エラストマー、接着剤、および
塗料等の広範囲の製造に利用されている。
【0003】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ポリM
DIは、通常アニリンとホルムアルデヒドとの縮合によ
り生成するポリアミン混合物のホスゲン化によって得ら
れ、一般式(1)〔化2〕で示される混合物である。
【0004】
【化2】 (式中、nは0又は正の整数である。) 従って、生成するポリMDIの組成は原料のポリアミン
の組成によって決まるが、ウレタン形成時の反応性や分
子構造を左右する重要な因子であるため、その組成を自
由に変える技術が望まれている。
【0005】例えばポリMDI中のタールの低減はフォ
ームの脆さを抑え、また3核MDIの含有率を高くした
場合、3核MDIの3つのイソシアネート基のうち1つ
が立体障害により反応性が低いため発泡させたときゲル
化速度が遅くなり可使時間の延長や発泡倍率の上昇が予
想される。これは、CAFE(メーカー別燃費効率基
準)規制に対応するための自動車の軽量化に寄与すると
期待されている。
【0006】また、特開昭63−309512に示され
るように、3核、4核及び5核MDIの含有量を増大し
たポリMDIからは耐炎性および低表面脆性を有するポ
リウレタン発泡体が製造されている。
【0007】ポリMDIの2核体、3核体、4核体以上
の核体比を制御する方法としては、原料であるポリアミ
ンを製造する時点で調整する方法が提案されている。例
えば、特開昭50−38095に示されるように、ポリ
アミン縮合時のアニリン/塩酸/ホルムアルデヒド比、
縮合温度等を変える方法が挙げられる。具体的には、3
核MDI/4核アップMDI比を大きくするには、アニ
リン/ホルムアルデヒド比を上げる方法であるが、3核
MDIと4核アップMDIの量が減少し、生成物中に
2,4’体が多量生成するために、 得られる製品の反
応性が落ちて使用時に支障をきたす。ポリMDAはホス
ゲン化するとタール化する。そのためにアミン合成時に
核体を制御したとしてもホスゲン化反応によりイソシア
ネート化合物とした場合、タール化が起きて4核体以上
の成分が生成し、望ましい核体組成のイソシアネート混
合物を得ることができない。
【0008】更に、2核MDIはポリMDIから蒸留あ
るいは晶析によって単離されるので比較的容易に制御す
ることができるのに対し、3核体以上のMDIは沸点が
高いためポリMDIから蒸留によって単離することは難
しい。したがって3核MDI/4核アップMDI比を蒸
留あるいは晶析によって制御することは困難である。
【0009】一方、ポリMDIの抽出による精製につい
ては特開昭60−58955に記載されているがタール
成分の除去を目的にしており、核体比の制御については
何ら記載されてなく容易に核体組成を制御する方法が望
まれていた。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記のポ
リMDIからの3核MDIの濃縮を検討した結果、ポリ
MDIを1〜10重量倍の炭素数が5以上の炭化水素で
処理すると、上相と下相とに分離し、上相に3核MDI
を濃縮できることを見いだした。さらにこれらの知見を
もとに鋭意検討した結果、抽出温度を変えることによっ
て核体比を制御できることを見いだし本発明に至った。
【0011】即ち、ジフェニルメタンジイソシアナート
を50%以下含有する一般式(1)〔化3〕で示される
ポリイソシアネート混合物から
【0012】
【化3】 (式中、nは0又は正の整数である。) 1)炭素数が5以上の脂肪族および/または脂環式炭化
水素を用い、 2)温度40℃未満で抽出し、 3)3核体/4核体以上の比が1.5以上のポリイソシ
アネート混合物を分離することを特徴とするメチレン架
橋ポリフェニレンポリイソシアネートの精製方法であ
る。
【0013】以下に本発明を詳細に説明する。本発明に
使用できるメチレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネ
ートは、酸触媒の存在下、アニリンとホルムアルデヒド
との縮合により生成するポリアミン混合物のホスゲン化
によって得られるポリイソシアネート混合物あるいは、
この混合物から蒸留または晶析によって2核MDIの一
部が除去されたポリイソシアネート混合物である。
【0014】原料ポリMDI中の2核MDI含有量はポ
リアミンの縮合条件によって異なり、通常20〜80%
であるが、2核MDI含有量が多いと核体組成を制御す
るのに多量の溶媒が必要になるため、50%以下が有利
である。2核MDIには2,4’−ジフェニルメタンジ
イソシアネート(以下2,4’−MDIと略記)と4,
4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下4,
4’−MDIと略記)の異性体が存在するが、これらの
異性体は同じ比で抽出されるため何ら問題はない。
【0015】本発明に使用できる溶媒は、ペンタン,ヘ
キサン,ヘプタン,オクタン等の炭素数5以上の脂肪族
炭化水素、シクロヘキサン,メチルシクロヘキサン,シ
クロオクタン等の炭素数5以上の脂環式炭化水素あるい
は、これらの溶媒を任意の割合で混合した溶媒である。
好ましくは、抽出後の脱溶媒のコストを考慮すると、炭
素数5〜7の炭化水素である。脂肪族炭化水素よりも脂
環式炭化水素が多核MDIを溶解しやすいことは当然の
事実である。従って、同一原料を用い抽出を行うとき
は、3核MDI/4核アップMDI比の大きいポリMD
Iを得るには脂肪族炭化水素を用い、逆に3核MDI/
4核アップMDI比の小さいポリMDIを得るには脂環
式炭化水素を用いる。必要ならば、脂肪族炭化水素と脂
環式炭化水素を任意の割合で混合した溶媒を使用するこ
ともできる。
【0016】抽出に必要な溶媒量は原料イソシアネート
に対し、1〜10重量倍であり、好ましくは容積効率を
考慮すると1〜5重量倍である。当然のことながら、溶
媒量/原料比も2核MDI含有量に影響を与える。溶媒
量/原料比が大きくなるにしたがい2核MDI含有量も
増大する。しかし、溶媒量/原料比が1〜10重量倍の
範囲内では3核MDI/4核アップMDI比は原料ポリ
MDI中の核体比によって決まり、溶媒量の大きな影響
は見られない。3核MDI/4核アップMDI比の変更
は、抽出時の温度を変えることによって達成される。先
に示した溶媒量/原料比の範囲内では抽出温度が高いと
3核MDI/4核アップMDI比は減少し、低いと増大
する。しかし、10℃より低いと抽出率が悪く、40℃
以上になると各MDIの抽出率の差が小さくなり、効率
の良い核体制御ができなくなるため好ましくない。した
がって好ましい抽出温度は10〜40℃未満である。
【0017】MDIを用いたウレタン樹脂は適度の伸び
と強度が必要であり、そのために現在ではポリオール、
ポリアミンの組成によって樹脂設計を行っているが、M
DIの核体組成を制御出来ればイソシアネート側からの
樹脂設計が可能となる。2核体が2官能であり架橋反応
をしないのに対し、3核体の場合いは3官能であるため
に架橋反応し、イソシアネート側での樹脂設計の可能性
が出てくる。 しかし、4核体以上になると4官能以上
であるため架橋点が集中して脆くなってしまう。従って
3核体と4核体以上の比は、ある値以上に保たないと、
ポリウレタン樹脂の性質を発現する事が出来ない。すな
わち、本発明に示したように、3核体と4核体の比は
1.5以上が好ましくそれ以下では伸びと強度が低下す
る。
【0018】これらの核体比が制御された精製ポリMD
Iは、抽出後下相を分液し、上相から溶媒を留去するこ
とによって単離される。留去回収された溶媒は新たな精
製を行わずに再度抽出に使用しても何ら問題はない。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、ポリアミンの縮合条件
を変更することなく、ポリMDIの段階で核体組成を制
御することができ、工業的に大量に且つ連続的に製造さ
れるポリMDIの精製方法として有用な方法である。
【0020】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。 実施例1 100重量部の41%の2核MDI(2,4’−MD
I:4,4’−MDI=8:92)、28%の3核MD
I、31%の4核アップMDIを含んだポリMDIに1
50重量部のヘキサンを加え、20℃で30分間撹拌
し、30分間静置した後、下相を分液除去した。上相か
ら溶媒を留去すると13重量部のポリMDIが得られ
た。得られたポリMDIの分析値を表1に示す。
【0021】実施例2 150重量部のシクロヘキサンを用いた以外は、実施例
1と同様に行なった。得られたポリMDI(22重量
部)の分析値を表1に示す。
【0022】実施例3 500重量部のヘキサンを用いた以外は、実施例1と同
様に行なった。得られたポリMDI(34重量部)の分
析値を表1に示す。
【0023】実施例4 500重量部のシクロヘキサンを用いた以外は、実施例
1と同様に行なった。得られたポリMDI(55重量
部)の分析値を表1に示す。
【0024】実施例5 100重量部の37%の2核MDI(2,4’−MD
I:4,4’−MDI=4:96)、26%の3核MD
I、37%の4核アップMDIを含んだポリMDIを5
00重量部のシクロヘキサンで抽出する以外は、実施例
1と同様に行なった。得られたポリMDI(48重量
部)の分析値を表1に示す。
【0025】実施例6 30℃で抽出する以外は、実施例5と同様に行った。得
られたポリMDI(55重量部)の分析値を表1に示
す。
【0026】実施例7 38℃で抽出する以外は、実施例5と同様に行なった。
得られたポリMDI(62重量部)の分析値を表1に示
す。
【0027】比較例1 80℃で抽出する以外は、実施例5と同様に行なった。
得られたポリMDI(84重量部)の分析値を表1に示
す。
【0028】
【表1】
【0029】参考例1 以下に示す3つの組成のプレポリマーから常法によるハ
ンド発泡を行った。尚、表中の数値はNCO(%)を除
き重量部を表す。
【表2】
【0030】MDI−CRは三井東圧化学社製ポリメタ
リックMDIを用いた。 [1]のMDI−CRはNCOを31%有し、42重量
%の2核MDI,24重量%の3核MDI及び34重量
%の4核アップMDIを含むポリMDIであった。 [2]のMDI−CRはNCOを31%有し、46重量
%の2核MDI,26重量%の3核MDI及び28重量
%の4核アップMDIをふくむポリMDIであった。
【0031】表3にその発泡処方とその結果を示す。 フリー発泡
【表3】
【0032】表3の発泡の結果より、3核MDI/4核
アップMDI比が2.14の実施例6のサンプルを用い
た発泡体[3]は、発泡体[1]と比較して発泡倍率が
かなり高くなり低密度化も進んでいる。これはフォーム
の軽量化に寄与する。これに対し3核MDI/4核アッ
プMDI比が0.93のMDI−CRを用いた発泡体
[2]では発泡倍率と密度の両方とも発泡体[1]と余
り変化がなかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 一元 福岡県大牟田市浅牟田町30 三井東圧化学 株式会社内 (72)発明者 新田 一成 福岡県大牟田市浅牟田町30 三井東圧化学 株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ジフェニルメタンジイソシアネートを50
    %以下含有する一般式(1)〔化1〕で示されるポリイ
    ソシアネート混合物から 【化1】 (式中、nは0又は正の整数である。) 1)炭素数が5以上の脂肪族および/または脂環式炭化
    水素を用い、 2)温度40℃未満で抽出し、 3)3核体/4核体以上の比が1.5以上のイソシアネ
    ート混合物を分離することを特徴とするメチレン架橋ポ
    リフェニレンポリイソシアネートの精製方法。
JP4123334A 1992-05-15 1992-05-15 メチレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネートの精製方法 Expired - Lifetime JP2912494B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007051740A1 (de) * 2005-11-04 2007-05-10 Basf Se Verfahren zur herstellung von polyisocyanatgemischen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007051740A1 (de) * 2005-11-04 2007-05-10 Basf Se Verfahren zur herstellung von polyisocyanatgemischen

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