JPH06199979A - Production of prepolymer - Google Patents

Production of prepolymer

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JPH06199979A
JPH06199979A JP5000264A JP26493A JPH06199979A JP H06199979 A JPH06199979 A JP H06199979A JP 5000264 A JP5000264 A JP 5000264A JP 26493 A JP26493 A JP 26493A JP H06199979 A JPH06199979 A JP H06199979A
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JP
Japan
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prepolymer
polyoxyalkylene polyol
polyoxyalkylenepolyol
ppm
ion
Prior art date
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Application number
JP5000264A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyoshi Tsutsui
寛善 筒井
Yasunobu Hara
康宣 原
Tsukuru Izukawa
作 伊豆川
Seiji Asai
清次 浅井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a prepolymer excellent in reactivity and storage stability and used for polyurethane elastomers by reacting an organic polyisocyanate with a polyoxyalkylenepolyol specified in the contents of specific ion components. CONSTITUTION:An organic polyisocyanate is reacted with a polyoxyalkylenepolyol containing potassium ions and sodium ions in amounts of<=0.1ppm, respectively, and containing anionic components in a total amount of<=0.2ppm to provide the objective prepolymer. The crude polyoxyalkylenepolyol is preferably brought into contact with a cation exchange resin to provide the desired polyoxyalkylenepolyol.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ポリウレタンエラスト
マー用プレポリマーの製造方法に関するものであり、特
に、有機ポリイソシアネートとともにイオン含有量が極
めて少ないポリオキシアルキレンポリオールを用いるこ
とによる反応性及び貯蔵安定性に優れたプレポリマーを
得る為の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a prepolymer for a polyurethane elastomer, and particularly to the reactivity and storage stability obtained by using a polyoxyalkylene polyol having an extremely low ion content together with an organic polyisocyanate. The present invention relates to a production method for obtaining a prepolymer excellent in heat resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】有機イソシアネートとの反応によりプレ
ポリマーを得る場合に用いるポリオキシアルキレンポリ
オールの精製法として、アルカリ性触媒の存在下アルキ
レンオキシドを重合して得られる粗製ポリオキシアルキ
レンポリオールに鉱酸、有機酸あるいはリン酸を加え中
和した後、過剰の酸を合成ケイ酸マグネシウム、合成ケ
イ酸アルミニウム等の吸着剤で吸着処理する方法が知ら
れている。
As a method for purifying a polyoxyalkylene polyol used when a prepolymer is obtained by a reaction with an organic isocyanate, a crude polyoxyalkylene polyol obtained by polymerizing an alkylene oxide in the presence of an alkaline catalyst is used. A method is known in which an acid or phosphoric acid is added and neutralized, and then excess acid is subjected to adsorption treatment with an adsorbent such as synthetic magnesium silicate or synthetic aluminum silicate.

【0003】ポリオキシアルキレンポリオール合成時の
触媒などの残存により、ポリオキシアルキレンポリオー
ル中に不純物としてカリウムイオン、ナトリウムイオン
等が存在する場合には、有機ポリイソシアネートとのウ
レタン化反応以外の副反応が起こる事が知られている。
また、ポリオキシアルキレンポリオール中に中和に用い
た酸に基づくアニオンや有機酸成分が残存する場合に
は、これらの成分がプレポリマー化反応の遅延物質とな
ることも公知のことである。プレポリマー化反応の際
に、この様な有機ポリイソシアネートとの反応性に悪影
響をもたらすイオン種が極めて少ない高品質のポリオキ
シアルキレンポリオールを用いることが要求されてい
る。
When potassium ions, sodium ions and the like are present as impurities in the polyoxyalkylene polyol due to the remaining catalysts during the polyoxyalkylene polyol synthesis, side reactions other than the urethanization reaction with the organic polyisocyanate occur. It is known to happen.
It is also known that when an anion based on the acid used for neutralization or an organic acid component remains in the polyoxyalkylene polyol, these components serve as a retarding substance for the prepolymerization reaction. At the time of prepolymerization reaction, it is required to use a high quality polyoxyalkylene polyol having extremely few ionic species which adversely affects the reactivity with such an organic polyisocyanate.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は反応性
及び貯蔵安定性に優れたポリウレタンエラストマー用プ
レポリマーを得る為の製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a production method for obtaining a prepolymer for polyurethane elastomer which is excellent in reactivity and storage stability.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を解決する為に鋭意検討した結果、カリウムイオン、ナ
トリウムイオンが各々0.1ppm以下、アニオン成分
が総量で0.2ppm以下であるポリオキシアルキレン
ポリオールを用いればよいことを見出し、遂に本発明に
達した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies for solving the above-mentioned object, the present inventors have found that potassium ion and sodium ion are each 0.1 ppm or less, and the total amount of anion components is 0.2 ppm or less. The present inventors finally found out that it is sufficient to use a polyoxyalkylene polyol, and finally reached the present invention.

【0006】即ち、本発明の要旨は、ポリウレタンエラ
ストマー用プレポリマーを得る際に、有機ポリイソシア
ネートとともにカリウムイオン、ナトリウムイオンが各
々0.1ppm以下、また、アニオン成分が総量で0.
2ppm以下であるポリオキシアルキレンポリオールを
用いることを特徴とするプレポリマーの製造方法であ
る。
That is, the gist of the present invention is that when a prepolymer for a polyurethane elastomer is obtained, potassium ion and sodium ion are each 0.1 ppm or less together with an organic polyisocyanate, and the anion component is a total amount of 0.
A method for producing a prepolymer is characterized by using a polyoxyalkylene polyol having a content of 2 ppm or less.

【0007】本発明におけるポリオキシアルキレンポリ
オールとしては、公知の活性水素化合物にアルカリ性触
媒の存在下、アルキレンオキシドを付加重合して得られ
るあらゆる分子量のものが挙げられる。
Examples of the polyoxyalkylene polyol in the present invention include those having any molecular weight obtained by addition-polymerizing an alkylene oxide with a known active hydrogen compound in the presence of an alkaline catalyst.

【0008】公知の活性水素化合物としては、例えばメ
タノール、エタノール、ブタノール等の1価アルコー
ル、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール等
の2価アルコール、グリセリン、ペンタエリスリトー
ル、ソルビトール、砂糖等の多価アルコール、エチレン
ジアミン等のアルカノールアミン類、ビスフェノール
A、ノボラック等のフェノール化合物がある。
Known active hydrogen compounds include, for example, monohydric alcohols such as methanol, ethanol and butanol, dihydric alcohols such as propylene glycol and 1,4-butanediol, polyhydric alcohols such as glycerin, pentaerythritol, sorbitol and sugar. There are alcohols, alkanolamines such as ethylenediamine, and phenol compounds such as bisphenol A and novolac.

【0009】本発明におけるアルカリ性触媒としては、
水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、カリウムアルコラ
ート、ナトリウムアルコラート、金属カリウム、金属ナ
トリウム、水酸化セシウム、金属セシウム等が挙げられ
る。上記アルカリ性触媒使用量としては、アルキレンオ
キシド付加重合後のポリオキシアルキレンポリオールに
対して、0.01〜5重量%の範囲が好ましい。
As the alkaline catalyst in the present invention,
Examples thereof include potassium hydroxide, sodium hydroxide, potassium alcoholate, sodium alcoholate, potassium metal, sodium metal, cesium hydroxide, and cesium metal. The amount of the alkaline catalyst used is preferably 0.01 to 5% by weight based on the polyoxyalkylene polyol after the alkylene oxide addition polymerization.

【0010】本発明におけるアルキレンオキシドとして
は、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、ブチレン
オキシド、スチレンオキシド等の公知のものが挙げら
れ、これらは2種類以上併用して用いることもできる。
アルキレンオキシドの付加量としては、特に限定されな
いが通常、活性水素化合物中の水酸基1モルに対して1
〜90モルの範囲が好ましい。また、これらの付加重合
は、公知の方法及び条件下で行うことができる。
Examples of the alkylene oxide in the present invention include known ones such as propylene oxide, ethylene oxide, butylene oxide and styrene oxide, and these may be used in combination of two or more kinds.
The amount of alkylene oxide added is not particularly limited, but is usually 1 per 1 mol of the hydroxyl group in the active hydrogen compound.
The range of to 90 mol is preferable. Further, these addition polymerizations can be carried out under known methods and conditions.

【0011】本発明の高品質のポリオキシアルキレンポ
リオールは、前記付加重合により得られた粗製ポリオキ
シアルキレンポリオールに10〜120℃の条件下で水
を添加し水洗処理した後、陽イオン交換樹脂と接触させ
ることにより得られる。除去されるイオンは、カリウム
イオン、ナトリウムイオン等の陽イオンおよび硫酸イオ
ン、リン酸イオン、臭素イオン等のアニオン成分であ
る。
The high-quality polyoxyalkylene polyol of the present invention is obtained by adding water to the crude polyoxyalkylene polyol obtained by the above-mentioned addition polymerization under the condition of 10 to 120 ° C., washing with water, and then using a cation exchange resin. Obtained by contacting. The ions to be removed are cations such as potassium ions and sodium ions and anion components such as sulfate ions, phosphate ions and bromine ions.

【0012】水は、工業用水、イオン交換水、蒸留水等
が目的に応じて使用され、添加量としては0.05〜2
00wt%が好ましい。
As water, industrial water, ion-exchanged water, distilled water, etc. are used according to the purpose, and the addition amount is 0.05 to 2
00 wt% is preferable.

【0013】本発明における陽イオン交換樹脂として
は、スチレンージビニルベンゼン共重合体のスルホン酸
化物やカルボン酸化物が好ましく用いられ、また、ゲル
型とマクロポーラス型のどちらの形態のものも使用する
ことができる。イオン交換樹脂の使用温度は、特に限定
されるものではないが、通常10〜120℃の範囲で好
ましく用いられる。
As the cation exchange resin in the present invention, a styrene-divinylbenzene copolymer sulfone oxide or carboxylic oxide is preferably used, and either gel type or macroporous type is used. be able to. The use temperature of the ion exchange resin is not particularly limited, but it is usually preferably used in the range of 10 to 120 ° C.

【0014】本発明における有機ポリイソシアネートと
しては、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジ
イソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソ
シアネート、1,5−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トなどの種々のジイソシアネー
トが挙げられる。
Examples of the organic polyisocyanate in the present invention include various diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate and xylylene diisocyanate.

【0015】本発明におけるプレポリマーはポリオキシ
アルキレンポリオールと過剰の有機ポリイソシアネート
を常法に従って反応させることにより得られ、ポリオキ
シアルキレンポリオールの水酸基に対する有機ポリイソ
シアネートのイソシアネート基のモル比は1.8〜2.
5の範囲が好ましく用いられる。また、プレポリマー化
反応時にはジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジマレ
エート、第一錫オクテート、オクチル酸鉛などの公知の
触媒を用いることができる。
The prepolymer in the present invention is obtained by reacting a polyoxyalkylene polyol with an excess of organic polyisocyanate according to a conventional method, and the molar ratio of the isocyanate group of the organic polyisocyanate to the hydroxyl group of the polyoxyalkylene polyol is 1.8. ~ 2.
A range of 5 is preferably used. In addition, known catalysts such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin dimaleate, stannous octoate and lead octylate can be used during the prepolymerization reaction.

【0016】[0016]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明について説明す
る。 実施例1 窒素置換した反応器内に活性水素化合物としてグリセリ
ン360g、アルカリ性触媒として水酸化カリウム(以
下KOHと省略)を41g仕込んだ。次いで、反応器内
温度を105℃に昇温し10mmHgの減圧下にて脱水
率90%を超えるまで続けた後、内温105℃、内圧4
kg/cm2の条件下で、アルキレンオキシドとしてプ
ロピレンオキシド11730gを徐々に装入し、、粗製
ポリオキシアルキレンポリオール(以下ポリオールXと
省略)を得た。次に、ポリオールXに100重量%の水
を添加し水洗処理した後分液するまで静置させた。得ら
れた含水ポリオキシアルキレンポリオール層をイオン交
換樹脂(レバチットSP112;バイエル社製)と接触
させることによりカチオン成分の吸着除去を行った。得
られたポリオキシアルキレンポリオール中のカリウムイ
オンは0.06ppm、ナトリウムイオンは0.08p
pm、硫酸イオンは0.12ppmであった。得られた
ポリオキシアルキレンポリオール300g、ジフェニル
メタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI−PH、
三井東圧化学(株)製)86.8g、オクチル酸鉛(M
INICO P−24、活材ケミカル(株)製)0.0
66%を混合し70℃×4hr反応した後、60℃×2
週間貯蔵安定性テストを行った。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples. Example 1 360 g of glycerin as an active hydrogen compound and 41 g of potassium hydroxide (hereinafter abbreviated as KOH) as an alkaline catalyst were charged in a reactor purged with nitrogen. Then, the temperature inside the reactor was raised to 105 ° C., and the reaction was continued under a reduced pressure of 10 mmHg until the dehydration rate exceeded 90%.
Under the condition of kg / cm 2 , 11730 g of propylene oxide was gradually charged as an alkylene oxide to obtain a crude polyoxyalkylene polyol (hereinafter abbreviated as polyol X). Next, 100% by weight of water was added to the polyol X, washed with water, and then allowed to stand until liquid separation. The obtained hydrous polyoxyalkylene polyol layer was brought into contact with an ion exchange resin (Levatit SP112; manufactured by Bayer) to adsorb and remove the cation component. 0.06 ppm of potassium ion and 0.08 p of sodium ion in the obtained polyoxyalkylene polyol.
The pm and sulfate ions were 0.12 ppm. 300 g of the obtained polyoxyalkylene polyol, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate (MDI-PH,
Mitsui Toatsu Chemicals Co., Ltd. 86.8 g, lead octylate (M
INICO P-24, manufactured by Active Material Chemical Co., Ltd. 0.0
After mixing 66% and reacting at 70 ° C x 4 hr, 60 ° C x 2
A weekly storage stability test was performed.

【0017】比較例1 実施例1と同様にして得たポリオールXに12重量%の
水とKOHに対し1.03倍モル過剰のリン酸を添加し
中和後、減圧脱水を行い、含水率が3.1wt%の時点
で吸着剤トミックスAD−600NS(富田製薬(株)
製)をポリオールXの0.044重量%添加し減圧脱水
しながら吸着処理を行った。含水率が0.05wt%以
下になったところで塩、吸着剤を濾別除去しポリオキシ
アルキレンポリオールを得た。得られたポリオキシアル
キレンポリオール中のカリウムイオンは0.62pp
m、ナトリウムイオンは0.21ppm、硫酸イオンは
0.12ppm、リン酸イオンは2.2ppm、臭素イ
オンは1.5ppmであった。得られたポリオキシアル
キレンポリオール300g、MDI−PH(三井東圧化
学(株)製)86.8g、MINICO P−24(活
材ケミカル(株)製)0.066%を混合し70℃×4
hr反応した後、60℃×2週間貯蔵安定性テストを行
った。
Comparative Example 1 To the polyol X obtained in the same manner as in Example 1, 12% by weight of water and 1.03 times molar excess of phosphoric acid with respect to KOH were added and neutralized, and then dehydrated under reduced pressure to obtain a water content. Admixture Tomix AD-600NS (Tomita Pharmaceutical Co., Ltd.)
Was manufactured by adding 0.044% by weight of Polyol X, and an adsorption treatment was performed while dehydrating under reduced pressure. When the water content became 0.05 wt% or less, the salt and the adsorbent were removed by filtration to obtain a polyoxyalkylene polyol. 0.62 pp of potassium ion in the obtained polyoxyalkylene polyol
m, sodium ion was 0.21 ppm, sulfate ion was 0.12 ppm, phosphate ion was 2.2 ppm, and bromine ion was 1.5 ppm. 300 g of the obtained polyoxyalkylene polyol, 86.8 g of MDI-PH (manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Inc.), and 0.066% of MINICO P-24 (manufactured by Active Material Chemical Co., Ltd.) were mixed to obtain 70 ° C. × 4.
After the hr reaction, a storage stability test was conducted at 60 ° C. for 2 weeks.

【0018】表1の結果からポリオキシアルキレンポリ
オール中のカリウムイオン、ナトリウムイオン、アニオ
ン成分のイオン含量を低減する事によりMDI−PHと
のプレポリマー化反応時のNCO%の低下が良好であ
り、また、得られたプレポリマーの貯蔵安定性にも優れ
ていることが判った。
From the results shown in Table 1, the reduction of NCO% during the prepolymerization reaction with MDI-PH is favorable by reducing the ion content of potassium ion, sodium ion and anion component in the polyoxyalkylene polyol. It was also found that the obtained prepolymer was excellent in storage stability.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明の方法によれば、ポリオキシアル
キレンポリオール中のイオン含量を極めて少なくするこ
とにより有機ポリイソシアネートとの優れた反応性なら
びに貯蔵安定性の良好なプレポリマーを効果的に得る事
ができる。
According to the method of the present invention, a prepolymer having excellent reactivity with an organic polyisocyanate and good storage stability can be effectively obtained by extremely reducing the ion content in the polyoxyalkylene polyol. I can do things.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅井 清次 愛知県名古屋市南区丹後通2丁目1番地 三井東圧化学株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kiyoji Asai 2-1-1, Tangodori, Minami-ku, Nagoya-shi, Aichi Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリウレタンエラストマー用プレポリマ
ーを得る際に、有機ポリイソシアネートとともにカリウ
ムイオン、ナトリウムイオンが各々0.1ppm以下、
また、アニオン成分が総量で0.2ppm以下であるポ
リオキシアルキレンポリオールを用いることを特徴とす
るプレポリマーの製造方法。
1. When obtaining a prepolymer for a polyurethane elastomer, potassium ion and sodium ion are each 0.1 ppm or less together with an organic polyisocyanate,
Moreover, the manufacturing method of the prepolymer characterized by using the polyoxyalkylene polyol whose anion component is 0.2 ppm or less in total.
【請求項2】 ポリオキシアルキレンポリオールがアル
カリ性触媒の存在下アルキレンオキシドを重合して得ら
れる粗製ポリオキシアルキレンポリオールを水洗処理
後、陽イオン交換樹脂に接触させイオン成分を低減して
得られたものであることを特徴とする請求項1のプレポ
リマーの製造方法。
2. A polyoxyalkylene polyol obtained by polymerizing alkylene oxide in the presence of an alkaline catalyst to obtain a crude polyoxyalkylene polyol, which is washed with water and then contacted with a cation exchange resin to reduce the ionic component. The method for producing the prepolymer according to claim 1, wherein
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016138230A (en) * 2014-03-10 2016-08-04 三洋化成工業株式会社 Polyether polyol composition, and urethane prepolymer and polyurethane resin using the same
CN115141335A (en) * 2021-03-30 2022-10-04 万华化学集团股份有限公司 Preparation method of low-viscosity polyisocyanate composition

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