JPH10139777A - 新規潜在性硬化剤およびその製造法 - Google Patents

新規潜在性硬化剤およびその製造法

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JPH10139777A
JPH10139777A JP8292765A JP29276596A JPH10139777A JP H10139777 A JPH10139777 A JP H10139777A JP 8292765 A JP8292765 A JP 8292765A JP 29276596 A JP29276596 A JP 29276596A JP H10139777 A JPH10139777 A JP H10139777A
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JP
Japan
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compound
molecule
epoxy
curing agent
group
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JP8292765A
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English (en)
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Kazunori Ishikawa
川 和 憲 石
Akihiro Isaka
坂 明 洋 井
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】貯蔵安定性と硬化性に優れた潜在性硬化剤とし
て有用で安価に用いることのできる新規化合物のの提
供。 【解決手段】1分子中に2個以上の1,3−ジオキソラ
ン環を有する下記式(1)により表される化合物。 【化1】 (R1 、R2 は、同一であっても異なっていてもよく、
それぞれ独立に、炭素数1〜6の炭化水素基であり、も
しくは、R1 とR2 が環状に結合した基であってもよ
い。R3 は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する
エポキシ化合物からグリシジル基を除いて得られる残
基、nは2以上の整数である。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、1,3−ジオキソ
ラン環を有する新規化合物およびその製造法に関するも
のである。詳しくは、防水材、シーラントおよび接着剤
として利用される1液湿気硬化型ポリウレタン樹脂組成
物用、あるいは熱硬化性樹脂用の潜在性硬化剤、また、
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂への接着付与剤としても有
用な1,3−ジオキソラン環を有する化合物およびその
製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリウレタン樹脂組成物用の湿気硬化型
潜在性硬化剤としては、オキサゾリン系、エナミン系、
ケチミン系、シリルエーテル系、チオシリルエーテル系
などが知られている。しかし、オキサゾリン系、エナミ
ン系、ケチミン系はアミン化合物の誘導体であり基本的
にはイソシアネート基と反応するため、長期保存中に組
成物の粘度が上昇し貯蔵安定性が著しく損なわれるとい
う問題点を有する。一方、シリルエーテル系、チオシリ
ルエーテル系は、貯蔵安定性には優れるが、原料として
シリル化剤を使用するため高価であるという問題点を有
する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の持つ問題点を省みて成されたものであり、その目的
は、貯蔵安定性と硬化性に優れた潜在性硬化剤として有
用で安価に用いることのできる新規な化合物を提供しよ
うとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の問
題点を解決するために、1分子中に2個以上の1,3−
ジオキソラン環を有する構造をもつ新規化合物を合成
し、貯蔵安定性と硬化性に優れた潜在性硬化剤であるこ
とを知見し、本発明に至った。
【0005】すなわち、本発明は、1分子中に2個以上
の1,3−ジオキソラン環を有する下記式(1):
【化2】
【0006】(R1 、R2 は、同一であっても異なって
いてもよく、それぞれ独立に、炭素数1〜6の炭化水素
基であり、もしくは、R1 とR2 が環状に結合した基で
あってもよい。R3 は、1分子中に2個以上のエポキシ
基を有するエポキシ化合物からグリシジル基を除いて得
られる残基、nは2以上の整数である。)により表され
る化合物を提供するものである。
【0007】また、本発明は、1分子中に2個以上のエ
ポキシ基を有するエポキシ化合物とケトンをルイス酸存
在下で反応させる前記化合物の製造法を提供するもので
ある。
【0008】
【発明の実施の態様】以下に、本発明についてさらに詳
細に説明する。本発明の1分子中に2個以上の1,3−
ジオキソラン環を有する化合物は、下記式(1)により
示される。
【0009】
【化3】
【0010】ここで、R1 、R2 は、同一であっても異
なっていてもよく、それぞれ独立に、炭素数1〜6の炭
化水素基であり、R1 、R2 は、炭素数1〜6の直鎖状
または分岐鎖を有する一価の炭化水素基、または、置換
されていてもよい芳香族炭化水素基、あるいは、R1
2 は結合する炭素原子とともに脂環式炭化水素基を形
成するものであってもよい。例えば、炭素数1〜6のア
ルキル基、アリール基、アラルキル基、炭素数4〜7の
シクロアルキル基等が挙げられる。具体的には、メチル
基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−
ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、フェニル基、
1 とR2 が結合するシクロペンチル基、シクロヘキシ
ル基、シクロヘプチル基等が例示される。
【0011】R3 は、1分子中に2個以上のエポキシ基
を有するエポキシ化合物からグリシジル基を除いて得ら
れる残基である。R3 の具体例としては、後述の本発明
の1分子中に2個以上の1,3−ジオキソラン環を有す
る化合物の製造に使用されるエポキシ化合物からグリシ
ジル基を除いて得られる残基が例示される。これらの中
でも、下記式(2)で示される有機基が、原料が入手し
やすい、得られる原料の純度が高いという理由で好まし
い。
【0012】
【化4】
【0013】nは2以上の整数である。好ましくは、2
〜4の整数である。nが1では、1分子中の1,3−ジ
オキソラン環は1個であり、このような化合物では硬化
性が十分ではなく潜在性硬化剤として作用しない。ま
た、nが5以上であると、合成のための原料の入手が困
難である。
【0014】上記式(1)で表される本発明の1分子中
に2個以上の1,3−ジオキソラン環を有する化合物の
具体例としては、下記式で表される化合物を挙げること
ができる。これらの本発明の新規化合物の中でも、下記
式(3)で示される化合物が、純度の高いものが得られ
るという理由で好ましい。
【0015】
【化5】
【化6】
【化7】
【0016】本発明の1分子中に2個以上の1,3−ジ
オキソラン環を有する化合物は、1分子中に2個以上の
エポキシ基を有するエポキシ化合物とケトンとを、ルイ
ス酸の存在下に反応させることにより製造される。エポ
キシ化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ化合
物、ノボラック型エポキシ化合物、さらには、下記式に
より例示されるエポキシ化合物を用いることができ、ま
た、エポキシ樹脂を用いてもよい。下記式により例示さ
れるエポキシ化合物の中でも、下記式(4)で示される
化合物が、入手しやすく且つ純度が高いという理由で好
ましい。
【0017】
【化8】
【化9】
【化10】
【0018】ケトンとしては、アセトン、2−ブタノ
ン、2−ペンタノン、3−メチル−2−ブタノン、3−
ペンタノン、2−ヘキサノン、4−メチル−2−ペンタ
ノン、4−ヘプタノン、3,3−ジメチル−2−ブタノ
ン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等が例示され
る。この中でも、特にアセトン、2−ブタノンが、硬化
性の点で好ましい。
【0019】ルイス酸としては、塩化鉄(II)、塩化
錫(IV)、塩化亜鉛、三フッ化ホウ素エーテルコンプ
レックスが好適に例示される。この中でも三フッ化ホウ
素エーテルコンプレックスが好ましい。
【0020】本発明の1分子中に2個以上の1,3−ジ
オキソラン環を有する化合物は、1分子中に2個以上の
エポキシ基を有するエポキシ化合物とケトンとを、ルイ
ス酸の存在下に反応させることにより製造することがで
きる。しかし、エポキシ化合物のルイス酸による開環反
応、ケトンとの1,3−ジオキソラン環の生成反応に
は、ルイス酸によるエポキシ化合物の重合反応が副反応
として起こりうるので、エポキシ化合物、ケトン、およ
びルイス酸の反応に供する量比および反応温度には注意
が必要である。エポキシ化合物とケトンは、ケトンのモ
ル数に対応するエポキシ基の等モル量で反応するが、ケ
トンをエポキシ基の好ましくは1.5〜10倍当量、よ
り好ましくは2〜7倍当量使用し、ルイス酸を好ましく
は50〜2000ppm、より好ましくは100〜10
00ppm添加し、反応温度を好ましくは40℃以下、
より好ましくは30℃以下で反応させると、重合反応を
抑えることができるので好ましい。
【0021】以上のようにして得られる本発明の1分子
中に2個以上の1,3−ジオキソラン環を有する化合物
は、1,3−ジオキソラン環の加水分解反応により生成
する水酸基とイソシアネート基が反応することによりウ
レタン化合物の硬化に優れ、加えて、従来より1液湿気
硬化型ポリウレタン樹脂用の潜在性硬化剤として使用さ
れているオキサゾリジン系、エナミン系、ケチミン系の
化合物のようにアミン化合物の誘導体ではないので、貯
蔵安定性にも優れる。また、シリルエーテル系、チオシ
リルエーテル系の化合物のように原料としてシリル化剤
を用いないので安価である。このため、本発明の1分子
中に2個以上の1,3−ジオキソラン環を有する化合物
は、1液湿気硬化型ポリウレタン樹脂組成物用の潜在性
硬化剤として有用である。本発明の1,3−ジオキソラ
ン環を有する化合物を潜在性硬化剤として用いる時は、
単独で用いても2種以上を用いてもよい。また、本発明
の1分子中に2個以上の1,3−ジオキソラン環を有す
る化合物は、上記の用途に加え、熱可塑性樹脂、熱硬化
性樹脂への接着性付与剤としても用いることができる。
【0022】本発明の1分子中に2個以上の1,3−ジ
オキソラン環を有する化合物を潜在性硬化剤として添加
する1液湿気硬化型ポリウレタン樹脂組成物としては、
公知のポリウレタン樹脂組成物を用いることができ、ポ
リオール化合物に過剰のポリイソシアネート化合物を反
応させて得られる反応生成物である。該反応生成物は、
公知の方法により合成することができる。このようにし
て得られる反応生成物は、好ましくは0.5〜5重量
%、より好ましくは0.7〜3重量%のイソシアネート
基を分子末端に有することが好ましい。
【0023】本発明の1分子中に2個以上の1,3−ジ
オキソラン環を有する化合物を、潜在性硬化剤として、
ポリウレタン樹脂に用いて1液湿気硬化型組成物とする
際の添加量は、イソシアネート基1個に対し、1,3−
ジオキソラン環が好ましくは0.3〜1.5個、より好
ましくは0.7〜1.2個であるのが好ましい。
【0024】本発明の1分子中に2個以上の1,3−ジ
オキソラン環を有する化合物を、1液湿気硬化型ポリウ
レタン樹脂組成物の潜在性硬化剤として用いる際、加水
分解促進触媒を併用することができ、このような触媒を
併用することにより、1,3−ジオキソラン環の加水分
解が促進される。加水分解促進触媒としては、酢酸、ク
ロロ酢酸、p−トルエンスルホン酸等が挙げられる。ま
た、1,3−ジオキソラン環の加水分解により生じる水
酸基とイソシアネート基の反応を促進する触媒として
は、錫、鉛、ビスマス等の金属を含むカルボン酸金属塩
を挙げることができる。
【0025】本発明の1分子中に2個以上の1,3−ジ
オキソラン環を有する化合物を、1液湿気硬化型ポリウ
レタン樹脂組成物の潜在性硬化剤として用いる際、上記
加水分解促進触媒の他に、各種の添加剤、例えば、充填
剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、溶剤
等を添加してもよい。
【0026】本発明の1分子中に2個以上の1,3−ジ
オキソラン環を有する化合物を潜在性硬化剤として含有
する1液湿気硬化型ポリウレタン樹脂組成物は、貯蔵安
定性と硬化性に優れている。得られるウレタン組成物
は、防水材、シーラント、接着剤として有用である。
【0027】
【実施例】以下に、本発明をさらに具体的に説明する
が、本発明はこれらに限られるものではない。 (合成例) (1)1,3−ジオキソラン環を有する化合物の合成 エポキシ樹脂DER332(ダウケミカル社製)50
g、アセトン120gを三口フラスコにいれ、三フッ化
ホウ素エーテルコンプレックス(BF3 ・OEt 2 )2
0mgを添加し、室温で12時間攪拌した。反応終了
後、炭酸水素ナトリウム0.1g、硫酸ナトリウム2g
を加え、さらに30分攪拌した。炭酸水素ナトリウムと
硫酸ナトリウムを濾過後、アセトンを留去した。得られ
た1,3−ジオキソラン環を有する化合物の構造を、N
MRにて確認した。NMRチャートを図1に示す。化学
構造式は前記式(3)により示される。GPC(ゲル浸
透クロマトグラフィー)にて純度を測定した。純度は9
0%であった。 (2)ウレタンプレポリマーの合成 平均分子量3,000のポリプロピレングリコール1,
120g、平均分子量3,000のポリプロピレントリ
オール261g、ジオクチルフタレート520gを、撹
拌機を備えた2L反応容器に仕込み、90℃で5時間減
圧乾燥し、60℃に冷却後、ジフェニルメタンジイソシ
アネート174gおよびビスマス触媒15mgを加え、
80℃で12時間攪拌し反応させてイソシアネート基含
有率0.93重量%のウレタンプレポリマーを合成し
た。
【0028】(実施例)上述のようにして得られたウレ
タンプレポリマー100重量部に対して、炭酸カルシウ
ム120重量部、酸化チタン20重量部、ジオクチルフ
タレート40重量部、上述の(1)で得られた1,3−
ジオキソラン環を有する化合物2重量部、オクチル酸鉛
0.2重量部、2−エチルヘキサン酸0.2重量部を配
合して、混合ミキサーにて均一に分散させ、1液湿気硬
化型ポリウレタン樹脂組成物を得た。組成物中、イソシ
アネート基1個に対し、ジオキソラン環は約0.4個で
あった。 (比較例)上述の(1)で得られた1,3−ジオキソラ
ン環を有する化合物、ならびにオクチル酸鉛、2−エチ
ルヘキサン酸を配合しない他は、実施例と同様にして組
成物を得た。
【0029】(物性試験)実施例、比較例にて得られた
組成物について、タックフリータイム(TFT)と経時
の粘度変化を下記の方法で測定した。 タックフリータイム(TFT) 得られた各組成物を硬化させシート状に成形し、タック
フリータイムを測定した。タックフリータイムは、シー
ト状成形物をポリエチレンフィルムで押さえても成形物
がポリエチレンフィルムに付かなくなるまでにかかった
時間(hr)で示す。 粘度変化 得られた各組成物を、密封して保存し、70℃にて1日
放置し粘度を測定した。粘度変化は保存前の粘度に対す
る、放置後の粘度の比で示す。結果を表1に示す。
【0030】
【0031】本発明の1分子中に2個以上の1,3−ジ
オキソラン環を有する新規化合物を潜在性硬化剤として
用いた実施例は、比較例より硬化性が向上し、しかも粘
度変化は潜在性硬化剤を入れない比較例と同等であり貯
蔵安定性も高い。
【0032】
【発明の効果】本発明の1,3−ジオキソラン環を有す
る新規化合物は,貯蔵安定性、硬化性に優れ、且つ安価
に得ることのできる潜在性硬化として有用である。ま
た、本発明の製造法によれば、潜在性硬化剤として有用
である新規な本発明の1,3−ジオキソラン環を有する
化合物を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 式(3)で表される1,3−ジオキソラン環
を有する化合物のNMRチャートを示す図である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08G 59/14 C08G 59/14

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1分子中に2個以上の1,3−ジオキソラ
    ン環を有する下記式(1)により表される化合物。 【化1】 (R1 、R2 は、同一であっても異なっていてもよく、
    それぞれ独立に、炭素数1〜6の炭化水素基であり、も
    しくは、R1 とR2 が環状に結合した基であってもよ
    い。R3 は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する
    エポキシ化合物からグリシジル基を除いて得られる残
    基、nは2以上の整数である。)
  2. 【請求項2】1分子中に2個以上のエポキシ基を有する
    エポキシ化合物とケトンをルイス酸存在下で反応させる
    ことを特徴とする請求項1に記載の化合物の製造法。
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