JPH08157555A - メチレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネート組成物 - Google Patents

メチレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネート組成物

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JPH08157555A
JPH08157555A JP6307620A JP30762094A JPH08157555A JP H08157555 A JPH08157555 A JP H08157555A JP 6307620 A JP6307620 A JP 6307620A JP 30762094 A JP30762094 A JP 30762094A JP H08157555 A JPH08157555 A JP H08157555A
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methylene
polyphenylene polyisocyanate
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Kazumoto Kuroda
一元 黒田
Naoki Sato
直樹 佐藤
Masaaki Iijima
正章 飯島
Michiya Takasaki
道哉 高崎
Masashi Obata
雅司 小幡
Katsuji Miyata
勝治 宮田
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 赤外吸光度法により測定したメチレン架橋ポ
リフェニレンポリイソシアネートのベンゼン環による吸
収帯の吸光度に対するウレトンイミン結合のカルボニル
基による吸収帯の吸光度の比が2.0以下であるメチレ
ン架橋ポリフェニレンポリイソシアネート組成物。 【効果】 ウレトンイミン結合の含有率の低いメチレン
架橋ポリフェニレンポリイソシアネート組成物を原料と
することにより、耐熱性、耐候性に優れたウレタンフォ
ームが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規なメチレン架橋ポリ
フェニレンポリイソシアネートに関する。詳しくは赤外
吸光度法によりメチレン架橋ポリフェニレンポリイソシ
アネートのベンゼン環による1900cm-1の吸収帯の
吸光度に対するウレトンイミン結合のカルボニル基によ
る1710cm-1の吸収帯の吸光度の比が2.0以下で
あるメチレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネート組
成物に関する。特にアニリン−ホルムアルデヒド縮合物
のホスゲン化により得られた粗イソシアネート混合物中
のウレトンイミン結合を有する化合物の含有率を低減し
たメチレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネート組成
物に関する。
【0002】メチレン架橋ポリフェニレンポリイソシア
ネートは極めて反応性に富む物質であり、ポリウレタン
フォーム、エラストマー、接着剤及び塗料等の広範囲の
製品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】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M
DIと略記)は、工業的には酸触媒の存在下、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
混合物を溶媒の存在下、ホスゲンと反応させることによ
って製造されており、続いて減圧蒸留によってジフェニ
ルメタンジイソシアネート(以下MDIと略記)を分離
し、必要に応じたMDI含有量および粘度を有するポリ
MDIに調製されるのが一般的である。ポリアミンとホ
スゲンの反応によりポリMDIを製造する場合、生成す
るポリMDIとポリアミンの反応によるウレア化合物が
生成する。またポリアミンとホスゲンの反応によりカル
バモイルクロライド化合物及びアミン塩酸塩が生成す
る。アミン塩酸塩はカルバモイルクロライド化合物又は
ポリMDIとの反応によりウレア化合物を生成する。ウ
レア化合物はホスゲン化によりカルボジイミド化合物を
生成する、従って、ポリアミンのホスゲン化によって得
られるポリMDIはカルボジイミド結合を有する化合物
を含有することになる。
【0004】すなわち、上記方法により得られたポリM
DIは不純物としてカルボジイミド結合を有する化合物
を含んでおり、カルボジイミド結合を有する化合物を含
有したポリMDIはカルボジイミド結合に対するイソシ
アネート基の付加反応が起きてウレトンイミン結合を生
成する。
【0005】上述のようにウレトンイミン結合を生成す
るためにポリMDIは室温で放置すると経日的に粘度上
昇をおこす。ウレトンイミン結合生成はIRスペクトル
で1710cm-1の吸収帯の吸光度増加により認める事
ができる。
【0006】従来、MDIの融点が40℃以上と高く取
り扱いにくいため、工業的に多量に取り扱う場合はカル
ボジイミド変性し、ウレトンイミン結合を有する化合物
を生成せしめ液状のMDI組成物として使用されてい
る。
【0007】ウレトンイミン結合は加熱した場合イソシ
アネート基とカルボジイミド結合を生成するため製品の
耐久性を悪化せしめることが知られている。
【0008】フォーム及びエラストマー中に存在するウ
レトンイミン結合の加熱により生成したイソシアネート
基は水や酸などの活性水素化合物と徐々に反応 する
し、生成したカルボジイミド結合は水と反応した場合に
はウレア結合を生じる。したがって、ウレトンイミン結
合を含有する製品は、ポリマー構造に化学的変化が生じ
やすく、耐候性、耐熱性等の耐久性が劣っている。
【0009】例えば、自動車等のクッション材に使用さ
れる軟質フォームには、圧縮永久歪が小さく、繰り返し
圧縮試験後の歪み及び、硬さの変化が小さいことが要望
される。しかしながら、従来のポリMDIではこの軟質
フォームの高耐久性を達成する事ができなかった。
【0010】また、フォームおよびエラストマー等を製
造する際、反応熱及び活性水素との反応性のバラツキあ
るいは、ライン生産等短時間で複雑な形状の物を成形す
る場合に成形不良を起こす原因となるカルボジイミド結
合及びウレトンイミン結合を有する化合物の含有率が低
いメチレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネートが望
まれていた。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、従来のポ
リMDIに比べてウレトンイミン結合含有率の低いメチ
レン架橋ポリフェニレンポリイソシアネートの製造方法
について鋭意検討した結果、赤外吸光度法により測定し
たメチレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネートのベ
ンゼン環による1900cm-1の吸収帯の吸光度に対す
るウレトンイミン結合のカルボニル基による1710c
-1の吸収帯の吸光度の比が2.0以下であるメチレン
架橋ポリフェニレンポリイソシアネート組成物がクッシ
ョン材に使用される軟質フォームの原料として使用した
場合に、圧縮永久歪みが小さく、硬さの変化が小さい高
耐久性のフォームを与える事を見出した。
【0012】また、製造方法として、ホスゲン化反応に
おいてカルボジイミド結合を生成しない条件で、すなわ
ち、不活性溶媒にポリアミンの濃度を5%以下にし、大
過剰のホスゲンと低温で反応させポリMDIを製造する
方法を見出した。更に、もう一つの方法として、驚くこ
とに、ウレトンイミン結合を含有するメチレン架橋ポリ
フェニレンポリイソシアネートとウレトンイミン結合を
含有しないメチレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネ
ートが有機溶媒に対して溶解性が異なる事、従来のポリ
MDIを有機溶媒と混合し、溶解した成分と不溶成分を
分離し有機溶媒層の部分を濃縮して得られたメチレン架
橋ポリフェニレンポリイソシアネートのIRスペクトル
を測定するとベンゼン環による1900cm-1の吸収強
度に対するウレトンイミン結合に由来する1710cm
-1の吸収強度の比が非常に小さくなる事を見い出し、本
発明を完成するに至った。
【0013】すなわち、本発明は赤外吸光度法により測
定したメチレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネート
のベンゼン環による吸収帯の吸光度に対するウレトンイ
ミン結合のカルボニル基による吸収帯の吸光度の比が
2.0以下であるメチレン架橋ポリフェニレンポリイソ
シアネート組成物に関する。
【0014】以下に本発明を詳細に説明する。本発明に
係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
混合物から蒸留あるいは晶析によって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。
【0015】更に本発明に係るウレトンイミン結合含有
率の低いメチレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネー
ト組成物は一般に公知の方法で製造されたメチレン架橋
ポリフェニレンポリイソシアネートを溶媒を用い抽出分
離する事で得られる。
【0016】抽出分離で使用できる溶媒はペンタン、ヘ
キサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪 族炭化水素、シ
クロペンタン、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脂環式炭化水素、あるいはこれ
らの溶媒を任意に混合した溶媒、または脂肪族炭化水素
または脂環族炭化水素にベンゼン、トルエン、キシレ
ン、クロルベンゼン、ジクロルベンゼン等の芳香族炭化
水素、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート
等のエステル系溶剤、塩化メチレン、四塩化炭素、クロ
ロホルム等のハロゲン系溶媒、アセトン、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒を添
加した混合溶媒である。好ましくは炭素数5〜7の脂肪
族炭化水素又は脂環族炭化水素である。
【0017】ウレトンイミン結合を含有するメチレン架
橋ポリフェニレンポリイソシアネートの含有率は抽出溶
媒の極性によって調整することが出来る。すなわち、炭
素数5〜7の脂肪族炭化水素または脂環族炭化水素にベ
ンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素を30%以下好ま
しくは10%以下添加する事によりウレトンイミン結合
含有メチレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネートの
含有率を調整する事が出来る。また、抽出温度を変える
ことによっても調整することが出来る。温度を高めると
含有率が増加し、最適温度は使用する溶媒によっても異
なるが、0℃〜200℃、好ましくは20℃〜70℃で
ある。20℃以下では原料組成によってはジフェニルメ
タンジイソシアネートの析出が起きるため好ましくな
い。80℃以上では加圧下で抽出する事になり過大な設
備が必要になり、更にウレトンイミン結合を有するポリ
MDIが多量混入するため吸光度比が2.0を越え、こ
れを原料として使用したフォームの耐湿性、耐熱性が著
しく悪くなり好ましくない。
【0018】また、ホスゲン化または、抽出分離で得ら
れた本発明に係るポリMDI組成物に必要に応じてジフ
ェニルメタンジイソシアネートまたはポリMDIを添加
して核体組成を調製する事もできる。
【0019】
【実施例】以下本発明を実施例により更に詳しく説明す
る。実施例中、赤外吸光度法によりメチレン架橋ポリフ
ェニレンポリイソシアネートのベンゼン環による190
0cm-1の吸収帯の吸光度に対するウレトンイミン結合
のカルボニル基による1710cm-1の吸収帯の吸光度
の比をウレトンイミン結合比と定義した。
【0020】実施例1 ウレトンイミン結合比6.2のメチレン架橋ポリフェニ
レンポリイソシアネート組成物100gを1Lの四つ口
フラスコに入れ、n−ヘキサン500mlを仕込み30
℃、回転数500rpmで、1時間攪拌抽出を行った。
1時間静置後、分液ロートにて下層抽残層を分液し上層
の抽出層を減圧濃縮して19.8gのメチレン架橋ポリ
フェニレンポリイソシアネートを得た。ウレトンイミン
結合比は0.50であった。
【0021】実施例2〜4 抽出温度を50℃、70℃、120℃(加圧)にした以
外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示した。
【表1】 実施例5、6 抽出溶媒をシクロヘキサンにし、抽出温度を変えて、実
施例1と同様に行った。結果を表2に示した。
【0022】
【表2】
【0023】比較例1 抽出溶媒にシクロヘキサンを使用し、抽出温度を70℃
に変えて実施例1と同様に実施した。69.5gのメチ
レン架橋ポリフェニレンポリイソシアネートを得た。ウ
レトンイミン結合比は2.05であった。
【0024】比較例2 抽出溶媒にシクロヘキサンを使用し、抽出温度を75℃
に変えて実施例1と同様に実施した。72.4gのメチ
レン架橋ポリフェニレンポリイソシアネートを得た。ウ
レトンイミン結合比は2.85であった。
【0025】試験例 実施例5、6、比較例1及び2より得られたメチレン架
橋ポリフェニレンポリイソシアネートについて軟質フォ
ーム処方での評価を行った。 (プレポリマーの合成)2lの四つ口フラスコに窒素気
流下、2,4’−異性体を16.7%含有するジフェニ
ルメタンジイソシアネートを429gを仕込み、ポリプ
ロピレングリコール230gを加え80℃に昇温し、2
時間保温撹拌して反応を完結させた。この反応混合物に
実施例5、6、比較例1及び2で得られたメチレン架橋
ポリフェニレンポリイソシアネート341gを仕込み、
1時間撹拌混合してプレポリマーを合成した。プレポリ
マーのNCO%及び粘度を表3に示した。
【0026】
【表3】 (ベースレジンの調整)下記の各成分を記載の量比で混
合しベースレジンを調整した。 ポリエーテルポリオール(f=3,Mw=6000、EO含量=16%) 100 水 3.8 SRX−274C(シリコン整泡剤、東レ・ダウコーニング社製)1.0 L−1020(アミン触媒、活剤ケミカル社製) 0.5 A−1(アミン触媒、活剤ケミカル社製) 0.15
【0027】(発泡方法)上記プレポリマー425gと
ベースレジン625gをディスパーザーで5秒間撹拌混
合し400×400×100mmのアルミ製テストモー
ルドに注入し4分後脱型した。得られたフォームについ
ての物性はJIS−K 6301及びJIS −K 6
401により評価した。
【0028】表4に実施例及び比較例のメチレン架橋ポ
リフェニレンポリイソシアネートを使用した軟質フォー
ムの物性測定結果を示す。本発明の実施例に相当する
5、6のメチレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネー
トを使用した軟質フォーム1及び2は反発弾性が高く、
圧縮永久歪みが小さく、繰り返し圧縮試験による歪み率
及び硬さ変化率が小さい。すなわち、このことは本発明
のウレトンイミン結合比が2.0以下のメチレン架橋ポ
リフェニレンポリイソシアネートを使用し得られた軟質
フォームは耐久性に優れることを示す。 一方、比較例
1のメチレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネートを
使用し得られた軟質フォーム3はウレトンイミン結合比
が大きいためフォーム物性が劣っていた。
【0029】
【表4】
【0030】
【発明の効果】本発明に係るウレトンイミン結合の含有
率の低いポリMDIを原料とすることにより、耐熱性、
耐候性に優れたウレタンフォームが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例5で得たポリMDIの赤外吸収スペクト
ル図
【図2】比較例1で得たポリMDIの赤外吸収スペクト
ル図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高崎 道哉 福岡県大牟田市浅牟田町30番地 三井東圧 化学株式会社内 (72)発明者 小幡 雅司 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 宮田 勝治 福岡県大牟田市浅牟田町30番地 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】 赤外吸光度法により測定したメチレン架
    橋ポリフェニレンポリイソシアネートのベンゼン環によ
    る吸収帯の吸光度に対するウレトンイミン結合のカルボ
    ニル基による吸収帯の吸光度の比が2.0以下であるメ
    チレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネート組成物。
JP30762094A 1994-12-12 1994-12-12 メチレン架橋ポリフェニレンポリイソシアネート組成物 Expired - Fee Related JP3213499B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010515798A (ja) * 2007-01-12 2010-05-13 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 硬質ポリウレタンフォーム

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