JPH0723421B2 - ポリオレフィン系ポリイソシアネート組成物 - Google Patents

ポリオレフィン系ポリイソシアネート組成物

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JPH0723421B2
JPH0723421B2 JP59132984A JP13298484A JPH0723421B2 JP H0723421 B2 JPH0723421 B2 JP H0723421B2 JP 59132984 A JP59132984 A JP 59132984A JP 13298484 A JP13298484 A JP 13298484A JP H0723421 B2 JPH0723421 B2 JP H0723421B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリウレタン系の電気絶縁材料・発泡材・被覆
材・接着剤・注型樹脂等の製造の原料として用いられる
新規なポリオレフィン系ポリイソシアネート組成物に関
するものである。
〔従来の技術〕
従来、脂肪族のポリイソシアネートは耐候性に優れた無
黄変型のポリウレタン樹脂原料として使用出来る事が知
られている。これら無黄変型のポリイソシアネートの代
表製品原料としては、ヘキサメチレンジイソシアネート
(以下HMDIという)や2,2,4−(又は2,4,4−)トリメチ
ル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(以下IPDIという)等のジイソシアネートモ
ノマーが有るが、これらは常温での蒸気圧が比較的高い
為にその刺激性や吸入による毒性が問題となる。従って
一般的に用いられる脂肪族系ポリイソシアネートは、HM
DIやIPDI等をブタンジオールの如きジオール類やトリメ
チロールプロパンの如きトリオール類と反応させたアダ
クト体、または水、第3級ブタノール等のビュレット化
剤と反応させたビュレット体、もしくは触媒により3量
体化したイソシアヌレート体等にオリゴマー化し、かつ
未反応モノマーを除去する事により蒸気圧を下げたもの
である。
これら脂肪族系ポリイソシアネートオリゴマーは概して
平均分子量600〜1500程度、NCO含有率11〜24重量%程度
のものであり、もっぱらポリオール類等の主剤として組
み合せる為の塗料用硬化剤として用いられている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
一方たとえばポリウレタン樹脂系の電気絶縁用封止材料
や電子部品用特殊塗料等の分野においては、その電気特
性等の硬化後の樹脂性能の要求から主剤としてポリオレ
フィン系ポリオールを使用する必要が生ずる。この場合
上記脂肪族系ポリイソシアネートオリゴマーはこの様な
ポリオレフィン系ポリオールとの相溶性が非常に悪く、
生成する樹脂は白濁や層分離を起こしてしまい良好な物
性が得られないという欠点が有る。またポリイソシアネ
ートとして変性MDIやTDI系プレポリマー等の芳香族系の
ものを使用すれば、上記のポリオレフィン系ポリオール
との相溶性の悪さはある程度解消出来るが、この様な芳
香族系ポリイソシアネートの使用はポットライフが短く
なる、樹脂の黄変が激しく耐熱性・耐光性に劣る等の大
きな欠点が有る。
HMDIやIPDIモノマーを単独で使用すればポリオレフィン
系樹脂とは良好に相溶するが、これらは前述の吸入によ
る刺激性・毒性の問題で実用には程遠い。またこれらHM
DIやIPDI等脂肪族ジイソシアネートモノマーとポリオレ
フィン系ジオール又はポリオール等を反応させたポリイ
ソシアネートも考えられるが、これも反応生成物中にジ
イソシアネートモノマーが必然的に残存し、その刺激性
・毒性のために使用が制限される。
従って当業界では、無黄変性脂肪族系であり、またジイ
ソシアネートモノマーの刺激性・毒性の問題が無く、か
つポリオレフィン系ポリオールとの相溶性に優れたポリ
イソシアネートの出現が待たれていた。
本発明はこのような要求にこたえ得る新規なポリオレフ
ィン系ポリイソシアネートを提供する事を目的とするも
のである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは上記問題点を解決すべく鋭意研究の結果、
1,8−ジイソシアナト−4−イソシアナトメチルオクタ
ンと2官能性ポリオレフィン系ジオールによる反応生成
物を含むポリオレフィン系ポリイソシアネート組成物に
よりその目的を達成し得る事を見出し本発明を完成する
に至った。
即ち、本発明は、1,8−ジイソシアナト−4−イソシア
ナトメチルオクタンと、数平均分子量200〜10,000の2
官能性ポリオレフィンジオールとを、NCO/OHの当量比3
〜20で反応させることにより得られる、下記一般式
(1)で示される化合物を含むことを特徴とするポリオ
レフィン系ポリイソシアネート組成物に関するものであ
る。
〔一般式(1)中、R1,R2,R3はそれぞれ独立に下記一般
式(2)又は−NCOを示し、かつR1,R2,R3のうち少なく
とも1つは一般式(2)の構造を有しており、 (一般式(2)中、R4,R5はそれぞれ独立に下記一般式
(3)又は−NCOを示し、 かつ、一般式(2)及び(3)の中のZは式 なる3官能性残基を示し、Qは数平均分子量200〜10,00
0のポリオレフィンジオールから両末端水酸基を除いた
残基を表す。〕 本発明のポリオレフィン系ポリイソシアネートは、1,8
−ジイソシアナト−4−イソシアナトメチルオクタン
と、数平均分子量200〜10,000の2官能性ポリオレフィ
ン系ジオールを反応させる事により製造される。
1,8−ジイソシアナト−4−イソシアナトメチルオクタ
ンは例えば特開昭56−127341号公報にみられる如く、1,
8−ジアミノ−4−アミノメチルオクタンもしくはその
塩をホスゲンと反応させる事により得られる。
2官能性ポリオレフィン系ジオールとしては例えば両末
端を水酸基を有するポリブタジエンホモポリマー、同じ
く両末端に水酸基を有するブタジエン/スチレン コポ
リマーあるいはブタジエン/アクリロニトリル コポリ
マー、更には1分子中に平均1.5個以上の水酸基を有す
る水素添加されたポリブタジエン等で数平均分子量200
〜10,000のものが挙げられる。これらポリオレフィン系
ジオール類は適宜混合して用いる事も可能である。
これらポリオレフィン系ジオールの数平均分子量は200
〜10,000である事が好ましい。分子量が低すぎる場合は
各種樹脂との相溶性に欠点を生じ、また分子量が高すぎ
る場合は生成するプレポリマーの粘度が上昇し過ぎて不
都合である。
ポリオレフィン系ジオールの数平均分子量が200より小
さいとポリイソシアネート製造工程でゲル化が起こりや
すくなり、また10,000より大きい場合には生成物の粘度
や他の樹脂との相溶性に欠点が生じる場合があり好まし
くない。
反応は一般的には常温〜180℃、好ましくは60〜140℃で
行なわれる。反応温度が低すぎる場合は反応完結に長時
間を要し、また反応温度が高すぎる場合は副反応の生成
が起り好ましくない。反応の際、必要に応じて例えばベ
ンゼン、トルエン、キシレンの如き芳香族炭化水素、酢
酸ブチル、酢酸エチル、エチレングリコールモノエチル
エーテルアセテートの如きエステル類、2−ブタノン、
4−メチル−2−ペンタノンの如きケトン類等のような
不活性溶剤や、例えば錫系化合物や第三級アミン系化合
物の如き反応促進触媒を用いる事が出来る。
反応に供する1,8−ジイソシアナト−4−イソシアナト
メチルオクタンとポリオレフィン系ジオールの仕込比は
生成するポリオレフィン系ポリイソシアネート組成物の
物性に大きな影響を及ぼすため目的に応じて慎重に選択
する必要が有るが、通常NCO/OHの当量比で3〜20より選
択される。NCO/OHの当量比が小さい程生成するプレポリ
マーの平均分子量及び粘度が増大し、NCO含有量が低下
する。このモル比が3未満の場合、製造工程でゲル化を
起しやすく、また20を越えると1,8−ジイソシアナト−
4−イソシアナトメチルオクタンの改質効果に乏しい。
かくして得られたポリオレフィン系ポリイソシアネート
組成物は、前記一般式(1)で示される化合物群及び場
合によっては更に高分子化された化合物及び未反応で残
存する1,8−ジイソシアナト−4−イソシアナトメチル
オクタンを含み得るポリイソシアネート混合物である。
また所望によっては前述したHMDIやIPDI等のアダクト
体、ビュレット体、イソシアヌレート体等の既存のポリ
イソシアネート化合物と混合して用いる事も可能であ
る。
本発明のポリオレフィン系ポリイソシアネート組成物
は、熱や光に対し安定な無黄変型脂肪族系ポリイソシア
ネートであるにもかかわらず、HMDIやIPDIの如き揮発性
の高いジイソシアネートモノマーを全く含有しない為、
刺激臭や吸入による毒性の心配が無い事に加えて、ポリ
オレフィン系樹脂との相溶性が非常に優れているという
著しい特徴を有しており、二液硬化型無黄変性ポリウレ
タン樹脂のイソシアネート成分として、また一液型無黄
変湿気硬化性樹脂として使用される。
二液型ポリウレタン樹脂のイソシアネート成分として用
いる場合は、末端水酸基化ポリオレフィン系ポリオール
及びその水素添加物は勿論、例えばアクリル系ポリオー
ル、ポリエステル系ポリオール、エポキシ系ポリオー
ル、ポリカーボネート系ポリオール等一分子内に2個以
上の水酸基を有している樹脂や、3,3′−ジクロロ−4,
4′−ジアミノジフェニルメタンやその変性体の如きポ
リアミン類等多価活性水素化合物と組合せて硬化させ
る。得られるポリウレタン樹脂は電気絶縁材料、フォー
ム、注型樹脂、接着剤、塗料、シーラント、床材、エラ
ストマー及びコーティング剤等多岐の用途に使用出来
る。
一液型無基変湿気硬化性樹脂として本発明のポリオレフ
ィン系ポリイソシアネート組成物を使用する場合はその
NCO含有量が12重量%以下の比較的低いものが有効であ
る。このようなNCO含量の低いポリオレフィン系ポリイ
ソシアネート組成物は1,8−ジイソシアナト−4−イソ
シアナトメチルオクタンとポリオレフィン系ジオールと
をNCO/OHの当量比3〜4.5程度で反応する事により得ら
れる。
得られたポリイソシアネート組成物は無溶剤系又は溶剤
希釈系にて必要に応じ触媒・顔料その他の添加剤を加え
て用いる事により塗料・接着剤・床材・シーラント・コ
ーティング剤等の分野での一液型湿気硬化樹脂として有
用である。
以下実施例により本発明を具体的に説明する。なお実施
例中に用いた測定機器及び測定方法は以下の通りであ
る。
(測定機器) 粘度:エミラ回転粘度計 赤外線吸収スペクトル(IR):日本分光工業(株)IR−
1 ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC):島
津製作所LC−3A(カラムHSG−40+HSG−20+HSG−15) (測定方法) NCO含有率:JIS K−1556に準じて行った。
平均分子量:ポリスチレン標品によるGPC検量線より算
出した。
実施例1 分子量2800、水酸基価46.6の末端水酸基を有するポリブ
タジエン(出光石油化学(株);商品名Polybd R−45H
T)332gと1,8−ジイソシアナト−4−イソシアナトメチ
ルオクタン100gに触媒としてジブチル錫ジラウレート0.
005gを加え、トルエン432gにて不揮発分50重量%に希釈
した後、100℃にて4時間反応させた。得られたポリオ
レフィン系ポリイソシアネート組成物の50%トルエン溶
液の25℃における粘度は620cps、NCO含有量は4.2重量%
であった。GPC分析から、このものは9重量%の1,8−ジ
イソシアナト−4−イソシアナトメチルオクタン及び91
重量%の分子量1000以上の高分子量体からなり、ポリイ
ソシアネート組成物全体の重量平均分子量は64000、数
平均分子量は3300であった。また得られたポリオレフィ
ン系ポリイソシアネート組成物の赤外吸収スペクトル分
析(IR)からは、2240cm-1にNCO基吸収、1720cm-1にウ
レタン基に起因する吸収が認められ、GPCの結果とあわ
せて一般式(1)の構造を有する事が確認された。
このポリオレフィン系ポリイソシアネート組成物溶液か
ら溶剤であるトルエンを留去した後の不揮発分は常温に
おいて全く有臭感は無く、安全に取扱う事が可能であっ
た。
第2図にこのポリオレフィン系ポリイソシアネート組成
物のGPC溶出曲線、第1図にIRスペクトルを示す。
実施例2 実施例1で用いたポリブタジエン99gと1,8−ジイソシア
ナト−4−イソシアナトメチルオクタン100gに触媒とし
てジブチル錫ジラウレート0.002gを加え100℃にて4時
間反応させた。得られた不揮発分100%のポリオレフィ
ン系ポリイソシアネート組成物の25℃における粘度は50
00cps、NCO含有量は10.1重量%であった。GPC分析から
このものは26.2重量%の1,8−ジイソシアナト−4−イ
ソシアナトメチルオクタン及び73.8重量%の分子量1000
以上の高分子量体からなり、ポリイソシアネート組成物
全体の重量平均分子量は11000、数平均分子量は710であ
った。本ポリオレフィン系ポリイソシアネート組成物も
IR分析の結果実施例1と同様、2240cm-1及び1720cm-1
特性吸収が認められた。
実施例3 水酸基価60の末端水酸基を有する水素添加ポリブタジエ
ン(日本曹達(株):商品名NISSO−PBGI−1000)269g
と1,8−ジイソシアナト−4−イソシアナトメチルオク
タン100gをトルエン369gに溶解し、溶媒としてジブチル
錫ジラウレート0.01gを加え80℃にて5時間反応を行っ
た。得られたポリイソシアト組成物の50重量%トルエン
溶液の粘度は25℃において50cps、NCO含有量は4.5重量
%であった。GPC分析から得られたポリイソシアネート
組成物は8重量%の1,8−ジイソシアナト−4−イソシ
アナトメチルオクタン及び92重量%の分子量1000以上の
高分子量体からなり、ポリオレフィン系ポリイソシアネ
ート組成物全体の重量平均分子量は18000、数平均分子
量は1700であった。本ポリオレフィン系ポリイソシアネ
ート組成物のIRスペクトルも実施例1と同様2240cm-1
び1720cm-1に特性吸収を示した。
実施例4 GI−1000の量を179gとする以外は実施例3と同様に反応
を行い、25℃における粘度20cps、NCO含有量6.8重量%
の不揮発分50重量%のプレポリマー/トルエン溶液を得
た。GPC分析から得られたポリオレフィン系ポリイソシ
アネート組成物は15重量%の1,8−ジイソシアナト−4
−イソシアナトメチルオクタン及び85重量%の分子量10
00以上の高分子量体から成り、ポリオレフィン系ポリイ
ソシアネート組成物全体の重量平均分子量は6800、数平
均分子量は980であった。本ポリオレフィン系ポリイソ
シアネート組成物のIRスペクトルも実施例1と同様2240
cm-1及び1720cm-1に特性吸収を示した。
実施例5 水酸基価46の末端水酸基を有する水素添加ポリブタジエ
ン(日本曹達(株):商品名NISSO−PBGI−2000)398g
と1,8−ジイソシアナト−4−イソシアナトメチルオク
タン100gをトルエン498gに溶解し、触媒としてジブチル
錫ジラウレート0.01gを加え100℃にて4時間反応を行っ
た。得られたポリオレフィン系ポリイソシアネート組成
物の50重量%トルエン溶液の25℃における粘度は80cp
s、NCO含有量は3.5重量%であった。GPC分析から、得ら
れたポリオレフィン系ポリイソシアネート組成物は6重
量%の1,8−ジイソシアナト−4−イソシアナトメチル
オクタン及び94重量%の分子量1000以上の高分子量体か
らなり、ポリオレフィン系ポリイソシアネート組成物全
体の重量平均分子量は27000、数平均分子量は28000であ
った。本ポリオレフィン系ポリイソシアネート組成物も
実施例3と同様のIRスペクトルを示した。
比較例1 1,8−ジイソシアナト−4−イソシアナトメチルオクタ
ン100gの代りにHMDIを100g使用したこと以外は実施例2
と全く同様に反応を行った。
得られたプレポリマーの50重量%トルエン溶液の25℃に
おける粘度は180cps、NCO含有量は5.0重量%であった。
このものは遊離のHMDIを8.8重量%含有しており強い刺
激臭を有していた。
応用例1 実施例2で得られたポリオレフィン系ポリイソシアネー
ト組成物と水酸基含有ポリブタジエン(出光石油化学
(株):商品名R−45M)をNCO/OH当量比1.0に配合し
(R−45M/ポリイソシアネート重量比=3.2/1)、50℃
にて混合後、上部開放金型内で80℃・20分加熱硬化させ
てポリウレタン樹脂を成型した。プレポリマーとポリブ
タジエンは均一に相溶し、得られたポリウレタン樹脂も
無色透明であった。
比較応用例1 実施例2のポリオレフィン系ポリイソシアネート組成物
の代りに、HMDIのビュレット体(NCO含有量=23.3重量
%、25℃における粘度1900cps)を用いたこと以外は、
応用例1と同様にしてポリウレタン樹脂を得た。HMDIの
ビュレット体とポリブタジエンは均一に相溶せず、得ら
れたポリウレタン樹脂も白濁不透明でありベタつきを有
していた。
応用例2 実施例5で得られたポリオレフィン系ポリイソシアネー
ト組成物100gにジブチル錫ジラウレート0.3gを加え、こ
れにシンナーとして酢酸エチル/トルエン/酢酸ブチル
/キシレン/酢酸セロソルブ(重量比=30/30/20/15/
5)の混合溶剤を加え、フォードカップ#4で20秒/20℃
に調製した。得られた塗料溶液をエアスプレーガンにて
乾燥膜厚50μになるように塗装した。
得られた塗膜は20℃/65RH%下で20時間以内に湿気硬化
し、同条件下10日放置後の物性は第1表に示した如く優
れたものであった。
比較応用例2 実施例2のポリオレフィン系ポリイソシアネート組成物
の代りに1,8−ジイソシアナト−4−イソシアナトメチ
ルオクタンを用いたこと以外は、応用例1と同様に配合
した。この時のR−45Mとポリイソシアネートとの配合
比は16/1と両者重量に差があり過ぎ、かつ両者の粘度に
も大きな差が有るため均一混合が困難であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例1で得られたポリオレフィン系ポリイ
ソシアネート組成物のIRスペクトル、第2図は、そのGP
C溶出曲線を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1,8−ジイソシアナト−4−イソシアナト
    メチルオクタンと、数平均分子量200〜10,000の2官能
    性ポリオレフィンジオールとを、NCO/OHの当量比3〜20
    で反応させることにより得られる、下記一般式(1)で
    示される化合物を含むことを特徴とするポリオレフィン
    系ポリイソシアネート組成物。 〔一般式(1)中、R1,R2,R3はそれぞれ独立に下記一般
    式(2)又は−NCOを示し、かつR1,R2,R3のうち少なく
    とも1つは一般式(2)の構造を有しており、 (一般式(2)中、R4,R5はそれぞれ独立に下記一般式
    (3)又は−NCOを示し、 かつ、一般式(2)及び(3)の中のZは式 なる3官能性残基を示し、Qは数平均分子量200〜10,00
    0のポリオレフィンジオールから両末端水酸基を除いた
    残基を表す。〕
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