JPS6127953A - ウレタンプレポリマ−およびその製法 - Google Patents

ウレタンプレポリマ−およびその製法

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JPS6127953A
JPS6127953A JP59146947A JP14694784A JPS6127953A JP S6127953 A JPS6127953 A JP S6127953A JP 59146947 A JP59146947 A JP 59146947A JP 14694784 A JP14694784 A JP 14694784A JP S6127953 A JPS6127953 A JP S6127953A
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JP
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prepolymer
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JP59146947A
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Kaoru Kamiyanagi
薫 上柳
Hiroshi Kobayashi
博司 小林
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ポリウレタン樹脂を用いた発泡材、被覆材、
接着剤、注型樹脂等に用いられる新規なポリウレタンプ
レポリi−およびその製法ならびにポリウレタン樹脂に
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できること
が知られている。これら無黄変型のポリイノシアネート
の代表製品としては、ヘキサメチレンジイソシアネート
(以ド、HMDIという)や2,2.4 + (または
2..4.4− ) トリメチルへキサメチレンジイソ
シアネート、インホロンジイソシアネート(以下、IP
DIという)等のジインシアネートモノマーがあるが、
これらは常温での蒸気圧が比較的高いために1その刺激
性や吸入による毒性が問題となる。したがって、一般的
に用いられる脂肪族系ポリインシアネートは、HMDI
4’IPDI等をブタンジオールのようなジオール類や
トリメチロールプロパンのような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ユ
レット化剤と反応させたビユレット体、もしくは触媒に
より3量体化しタインシアヌレート体等にオリゴマー化
シ、カつ未反応モノマーを除去することKよシ蒸気圧を
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、NCQ含有含有率
11捲24 もっばらアクリル系ポリオール類等の主剤と離合せるた
めの塗料用硬化剤として用いられている。
しかしながら、これら脂肪族系ポリイソシアネートオリ
ゴマーは、塗料用主剤として設計されたアクリル系樹脂
やポリエステル系樹脂とは優れた相溶性を示すものの、
例えば黄変型芳香族系ポリイソシアネートとの組合せで
フオーム分野等に通常使用されるポリエーテル系樹脂や
、電気絶縁材料等に使用されるポリオレフィン系樹脂等
との相溶性が極端に悪いという欠点を有しておシ、これ
ら分野への無黄変型脂肪族ポリインシアネートの応用の
障害となっている。
(発明が解決しようとする問題点) 前述したような従来の欠点のない、すなわち、無黄変型
脂肪族系であシ、また、ジインシアネートモノマーの刺
激性、毒性の問題がなく、かつポリエーテル樹脂やポリ
オレフィン樹脂との相溶性に優れたプレポリマーの出現
が待たれていた。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、前記のような要求にこたえることのでき
るポリウレタンプレポリマーを提供することを目的とし
て鋭意研究の結果、1.8−ジイソシアナト  −4−
インシアナトメチルオクタンと炭素数2〜15のジオー
ル化合物とを、NCo10H当量比3〜20で反応させ
ることKよシ得られる新規化合物圧よシ、その目的を達
成できることを見出し、本発明を完成するに至りた。
すなわち、本発明は、下記一般式(I)で示される化合
物群からなるウレタンプレポリマーである。
R’−cH,−cH,−cH,−cH−cH,−cH,
−cH,−cH,−R” (I)CH,−R8 〔式中、R’ 、 R” 、 Raはそれぞれ−N=C
=O基または一般式(II) −Nu−Co−0−Q−0−Co−NH−Z−R’  
  (n)R器 を表わし、かつ該プレポリマー中には R1、R” 、
 Haのうち少なくとも1個は一般式(n)であるもの
を必ず含有しており、ここで、一般式(II)中のV。
R8はそれぞれ−N=C−0基または一般式(III)
−NH−CO−0−Q−0−Co−NH−Z−NCO(
III)NCO を表わし、かつ一般式(n)および(III)中、2は
式−C馬−CD、−CH,−CH−CH,−CH,−C
H,−CH,−■ CH,− なる3官能性残基を表わし、Qは炭素数2〜15のジオ
ール化合物から両末端水酸基を除いた残基を表わす。〕 また、本発明は、1.8−ジイソシアナトム4−インシ
アナトメチルオクタンと炭素数2〜15のジオール化合
物とをNC010)iの当量比3〜20で反応させるこ
とを特徴とする前記一般式(I)で示されるプレポリマ
ーの製造法であり、さらに、本発明は、ポリイソシアネ
ート成分として前記一般式(I)で示されるプレポリマ
ーを使用してなるポリウレタン樹脂である。
本発明によるプレポリマーは、1,8−ジイソシアナト
−4−イソシアナトメチルオクタンと炭素数2〜15の
ジオール化合物とをN G Olo H当量比3〜20
の範囲で反応させることにより製造される。
1.8−ジイソシアナト−4〜インシアナトメチルオク
タンは、例えば特開昭56−j27541にみられるよ
うlc、  1.9−ジアミノ−4−7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ことKよシ
得られる。
炭素数2〜15のジオール化合物としては、直鎖状ジオ
ールの例として、例えば、エチレングリコール、1.3
−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5
−ベンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール等、分岐を
有するジオールの例としては、例えば、1,2−プロパ
ンジオール、1,2−プタンジオール、2.3−ブタン
ジオール、2−メ゛チルー1.2−プロパンジオール、
1,2−ベンタンジオール、2,3−ベンタンジオール
、3−メチル−1,2−ブタンジオール、2−メチル−
1,2−ブタンジオール、2−メチル−2,6−ブタン
ジオール、2.5−ジメチル−2,3−ブタンジオール
、2.4−ベンタンジオール、1,3−ブタンジオール
、2−メチル−2,4−ブタンジオール、2−メチル−
2,4−ベンタンジオール、2,4−ジメチル、−2,
4−ベンタンジオール、ヘキサメチルトリメチレy /
 I)コール、ネオペンチルグリコール、2,2−ジメ
チル−1,3−ブタンジオール、2,2−ジメチル−1
,6−ベンタンジオール、2,2.4−トリメチA/ 
−1,3−ヘンタンジオ−#、1.4−ベンタンジオー
ル、2−メチル−2,5−ベンタンジオール、3−メチ
ル−2,5−ベンタンジオール、1.4−ヘキサンジオ
ール、2.5−ヘキサンジオール、2,5−ジメチル−
2,5−ヘキサンジオール、ジプロピレンクリコール、
2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオールモノヒド
ロキシビバレート等が挙ケラれ、環状ジオールとしては
、例えば、1,2−シクロヘキサンジオール、1.5−
シフ誼ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオ
ール、1.2−シクロヘキサンジメタツール、1,3−
シクロヘキサンジメタツール、1,4−シクロヘキサン
ジメタツール、ハイドロキノン、ビスフェノールA、 
 ビスフェノールss水添ビスフェノールA1ハイドロ
キノン−ビス−(2−とドロキシエチル)エーテル、3
.9−ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロキジエチル
) −2,4,8,10−テトラオキサ(5,5]ウン
デカン等が挙げられる。
これらジオール類は適宜混合して用いることも可能であ
る。
反応は一般的には常温〜180Cx好ましくは60〜1
40C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、例えばべ/イン、トルエン、キシレンのような
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ようなエステ
ル類、2−ブタノン、4−メチル−2−ペンタノンのよ
うなケトン類等の不活性溶剤や、例えば錫系化合物や第
三級アミン系化合物のような反応促進触媒を用いること
ができる。
反応に供する1、8−ジインシアナト−4−インシアナ
トメチルオクタンと炭素数2〜15のジオール化合物の
仕込比は、生成するプレポリマーの物性に大きな影響を
及はすため、目的に応じて慎、重に選択する必要がある
が、通常N COlo Hの邑童比で3N20よυ選択
される。NC010Hの当量比が小さいほど、生成する
プレポリマーの平均分子量および粘度が増大し、NCO
含有量が低下する。このモル比が11下の場合、生成す
るプレポリマーがゲル化を起しやすく、また20以上で
はプレポリマー化による1、8−ジイソシアナト−4−
インシアナトメチルオクタンの改質効果に乏しい。
本プレポリマーは二液硬化型無黄変性ポリウレタン樹脂
のインシアネート成分とし使用される。
二液型ポリウレタン樹脂のインシアネート成分として用
いる場合は、ポリエーテル系ポリオール、末端水酸基化
ポリオレフィン系ポリオールおよ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−分子内に2個以上の水酸基を有する樹脂
や、3.5’+ −/ p ty o −4,4’−ジ
アミノジフェニルメタンあるいはその変性体のようなポ
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
(発明の、効果) 本プレポリマ、−は熱や元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のような揮発性の高いジインシアネートモノ
マーを全く含有しないため、刺激臭や吸入による毒性の
心配がないことに加えて、ポリエーテル系樹脂やポリオ
レフィン系樹脂との相溶性が非常に優れているという従
来の脂肪族系ポリイソシアネートオリゴマーに見られな
かった著しい特徴を有している。そして、本プレポリマ
ーを使用してなるポリウレタン樹脂は、フオーム、注型
樹脂、接着剤、塗料、シーラント、電気絶縁材料、床材
、ニジストマーおよびコーティング剤等多岐の用途に使
用できる。
(実施例) 以下、実施例によシ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および測定方法は、
以下のとおりである。
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■IR−
1ゲルバーミエイションクロマ)/ラフイー(GPC)
:高滓製作所LC−36(カラム H2C−40十H8
G−20+H8G−15)測定方法 NCO含有率:JI8に−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検量線よシ
算出した。
実施例1 1.5−ブタンジオール11.9 fと1.8−ジイソ
シアナト−4−イソシアナトメチルオクタ/(以下、T
Iという)100fに、触媒としてジブチル錫ジラウレ
ート0.002 fを加え、100Cで4時間反応を行
った( N COlo H当量比= 4.5)。
得られたプレポリマーの25Cにおける粘度は1200
cps 、NGO含有量は31.8重量%であった。G
PC分析から、このものは34重量%のTIおよび66
重量−の分子量500以上の高分子量体からなり、プレ
ポリマー全体の重量平均分子量は1650、数平均分子
量は540であった。第1図に示したGPCチャートの
最も低分子量ピークはTIであシ、次に低分子量のピー
クはGPC検量線より約600の分子量を持つ化合物で
あシ、この値は、1,3−ブタンジオールの両末端にT
Iが付加した一般式(I)を満足する化合物の分子量5
92とよい一致を示した。また、得られたプレポリマー
のIR分析からは、第2図に示すように、2260(m
’にNCO基の吸収、170001−’にウレタン基吸
収の特徴的なピークが観測され、GPCの結果とあわせ
て、一般式(I)の構造を有することが確認された。
このものは常温において全く有実感はなく、安全に取り
扱うことが可能であった。
実施例2 1.3−ブタンジオールの量を17,9 fにする以外
は、実施例1と全く同様罠反応を行い、25cKおける
粘度40000 cps5 N CO含有量24.1重
量−のプレポリマーを得た(NGO10H4量比=3)
。GPC分析から、このものは11重量%のTIと89
重量%の分子量500以上の高分子量体からなっており
、プレポリマー全体の重量平均分子量は5600、数平
均分子量は770であった。得られたプレポリマーのI
Rスペクトルは、実施例1と同様に、22600g−’
および1700偏−lに特徴的な吸収を示した。
実施例5 1.3−ブタンジオールの量を6.72とする以外は、
実施例1と同様に反応を行い、25Cにおける粘度が7
0 cps、 N’CO含有量は31.8重量%であっ
た(NCOloHW量比=8)。このものは42重量%
のTIと、分子量500以上の高分子量体58重量%か
らなり、重量平均分子量690、数平均分子量670で
あった。
実施例4 ネオペンチルグリコール13.8 tと1002のTI
を120Cで2時間反応を行い、25Cにおける粘度8
20cps、NCO含有量50.9重量%のプレポリマ
ーを得喪(NGO10HW量比#4.5)。得られたプ
レポリマーは、32重−量チのTIと分子量500以上
の高分子量体68重量−からなり、その重量平均分子量
は1900、数平均分子量は590であった。
実施例5 2.2−ジメチル−1,3−プロパンジオールモノヒド
ロキシビバレー) 10.7 fと100fのTIを実
施例1と同様に反・応させた(NGO10Hfi量比=
10)。得られたプレポリマーの25Cにおける粘度は
70 cps、 NCO含有量はS5.2重量%であっ
た。GPC分析から、このものは35重量−のTIと分
子量500以上の高分子量体65重量%からなシ、その
重量平均分子量は980、数平均分子量は490であっ
た。
実施例6 水添ヒスフェノールA 31,8 fと1002のTI
をトルエン13L8PK溶解し、触媒としてジプチル錫
ジラウレート0.005 Fを加え、100Cで4時間
反応を行った。得られたプレポリマーの50重量%)ル
エン溶液の粘度は、25Cにお砂て30cps 、 N
CO含有量は12.6重量%゛艶った。
比較例1 1.3−ブタンジオールの量を21.52とする( N
 Co / OH当量比−2,5)以外は、実施例1と
同様に反応を行ったところ、反応混合物はゲル化した。
実施例7 実施例1で得られたプレポリマーとポリプロピレングリ
コール(分子量2000、水酸基価56)をN COl
o H当量比1.OK配合混合し、上部開放金型内で8
0C,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プロピレングリコールは均一に
相溶し、得られたポリウレタン樹脂も無色透明であった
比較例2 実施例1のプレポリマーの代りにHMDIのビユレット
体(NCO含有量23.3重量%、25Cにおける粘度
19008P8)を用いる他は、実施例7と同様にして
ポリウレタン樹脂を得た。
HMDIのビユレット体とボリプ党ピレングリコ−ルと
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、ペタつきを有していた。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1で得られたプレポリマーのGPC溶出
曲線、第2図は同じ〈実施例1で得られたプレポリマー
のIRスペクトルを示す。 第1図 (分号量)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記一般式( I )で示される化合物群からなる
    ウレタンプレポリマー。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) 〔式中、R^1、R^2、R^3はそれぞれ−N=C=
    O基または一般式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) を表わし、かつ該プレポリマー中には、R^1、R^2
    、R^3のうち少なくとも1個は一般式(II)であるも
    のを必ず含有しており、ここで、一般式(II)中のR^
    4、R^5はそれぞれ−N=C=O基または一般式(I
    II)▲数式、化学式、表等があります▼(III) を表わし、かつ一般式(II)および(III)中、Zは式
    ▲数式、化学式、表等があります▼ なる3官能性残基を表わし、Qは炭素数2〜15のジオ
    ール化合物から両末端水酸基を除いた残基を表わす。〕
  2. (2)1,8−ジイソシアナト−4−イソシアナトメチ
    ルオクタンと炭素数2〜15のジオール化合物とをNC
    O/OHの当量比3〜20で反応させることを特徴とす
    る下記一般式( I )で示されるプレポリマーの製造法
    。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) 〔式中、R^1、R^2、R^3はそれぞれ−N=C=
    O基または一般式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) を表わし、かつ該プレポリマー中には、R^1、R^2
    、R^3のうち少なくとも1個は一般式(II)であるも
    のを必ず含有しており、ここで、一般式(II)中のR^
    4、R^5はそれぞれ−N=C=O基または一般式(I
    II)▲数式、化学式、表等があります▼(III) を表わし、かつ一般式(II)および(III)中、Zは式
    ▲数式、化学式、表等があります▼ なる3官能性残基を表わし、Qは炭素数2〜15のジオ
    ール化合物から両末端水酸基を除いた残基を表わす。〕
  3. (3)ポリイソシアネート成分として下記一般式( I
    )で示されるプレポリマーを使用してなるポリウレタン
    樹脂。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) 〔式中、R^1、R^2、R^3はそれぞれ−N=C=
    O基または一般式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) を表わし、かつ該プレポリマー中には、R^1、R^2
    、R^3のうち少なくとも1個は一般式(II)であるも
    のを必ず含有しており、ここで、一般式(II)中のR^
    4、R^5はそれぞれ−N=C=O基または一般式(I
    II)▲数式、化学式、表等があります▼(III) を表わし、かつ一般式(II)および(III)中、Zは式
    ▲数式、化学式、表等があります▼ なる3官能性残基を表わし、Qは炭素数2〜15のジオ
    ール化合物から両末端水酸基を除いた、残基を表わす。 〕
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