JPS6142523A - ヘキサメチレンイソシアヌラ−ト化合物の製造方法 - Google Patents

ヘキサメチレンイソシアヌラ−ト化合物の製造方法

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JPS6142523A
JPS6142523A JP59162798A JP16279884A JPS6142523A JP S6142523 A JPS6142523 A JP S6142523A JP 59162798 A JP59162798 A JP 59162798A JP 16279884 A JP16279884 A JP 16279884A JP S6142523 A JPS6142523 A JP S6142523A
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hexamethylene diisocyanate
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isocyanurate
mdi
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Yasuyoshi Torisu
鳥巣 恭義
Makoto Aiga
相賀 誠
Hisashi Fujimoto
藤本 尚志
Muneyasu Samejima
鮫島 宗泰
Masanobu Ajioka
正伸 味岡
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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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】 下MDIと略す)又はそのウレタン変性体を三量化重合
させて得られるヘキサメチレンイソシアヌラート化合物
の製造方法に関する◎ 従来の技術 MDIを原料とし、これから得られたウレタン化物は耐
光性に優れた無黄変塗料などとして知られているが、反
面芳香族ジイソシアナートを原料に用いたウレタン化物
に比べて耐熱性に劣り、又HDI自身の毒性も問題があ
る。
したがってMDIのこれらの欠点を改良して無黄変、耐
熱、耐水、耐候の各種特性に優れ、かつ低毒性のウレタ
ン組成物のイソシアナート源として、HDIまたはその
ウレタン変性プレポリマ中にイソシアヌラート環を含有
させるためMDIを三量化させる製造方法が知られてい
る。
一般に有機イソシアナート化合物のイソシアヌラート化
は公知であり各種の触媒が用いられている。例えば第3
級アミンを用いる方法(特公昭4O−5838)、アセ
チルアセトン金属塩を用いる方法(特開昭52−694
97)、多硫化アルカリ金属化合物(特公昭46−28
776)、第3級アルキルホスフィン(特開昭58−1
62623)などを用いる方法が知られている。
しかしこれらの触媒は芳香族イソシアナートに対しては
有効であるが、脂肪族ジイソシアナートには有効なもの
が少ない。
脂肪族ジイソシアナートの中でもMDIのイソシアヌラ
ート化は特に困難で、イソシアヌラート化が全く進行し
ないか、又は三量化と並行して二量化反応が生じ、この
二量化物は不安定で解離しやすいために、これを含有し
ているイソシアヌラート化MDI重合体を用いて得られ
たつにタンポリマーは、イソシアヌラート環の有する優
れた性能を与えることが出来ない。
これらの改良方法として、脂肪酸のナトリウム又はカリ
ウム金属塩を触媒に用いた方法も提案されている。(特
開昭58−162581)しかしながら上記のナトリウ
ム又はカリウム金属塩触媒は残念なことにHDIあるい
はMDIとそのポリオール付加体の中では完全に溶解す
ることが困難であるため、局部的な不均一反応を生じや
すく、高分子化された不溶物や、触媒を反応後濾過工程
を加えて除去する必要があり、分離時の′ロスはまぬが
れない。
が 決しようとする問題点 本発明者らはこれらの欠点を改善すべく鋭意検討の結果
、一般式(CnHzn+1COO)2Zn  (但しn
=と、容易かつ安定的短時間に少量の触媒量でイソシア
ヌラート重合体、示生成することを見出した。
上記の触媒は比較的活性が高く、従来公知の°触媒より
多量に用いる必要はなく、低温で反応を進めることがで
き、しかもMDIあるいはMDIとそのポリオール付加
体の中で完全に溶解するので、溶剤を用いなくとも均一
に反応が進むために生成物反応液中iQ濁りや不溶解分
を全く生じることがない。したがって反応終了後のf過
を行なうことなく次の蒸留工程に進めることが可能であ
る。
間 占を   るための手段 本発明に用いる触媒は例えばプロピオン酸、酪酸、カプ
ロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、バルミチン酸、およ
びステアリン酸などの亜鉛塩が使用される。酢酸並塩は
通常結晶水を含むために解? 離した水がHDIと反応してウレア化合物上生成し、タ
ール状の不溶物を形成する欠点があり、又アルキル残基
18以上の脂肪酸亜鉛はMDIとの相容性に劣り、反応
中不溶物として存在するので好ましくない。
反応温度は通常100℃以下、好ましくは35〜80℃
で実施する。100℃以上では過剰反応になり不溶解分
の生成あるいは着色の原因になりやすい。
及落時間は触媒の種類、量あるいは反応温度によって異
なるが通常3〜10時間で十分である。
触媒量は原料MDIに対して0.01〜0.2%使用す
ればよく、助触媒との併用でその量はo、oos〜0.
1チに減量できる。
助触媒としては通常用いられているフェノール性ヒドロ
キシ化合物、アルコール性ヒドロキシ化合物、または第
3級アミン類を用いると反応はさらに円滑に進む。その
使用量は原料MDIの0.05〜0,3チの使用で十分
であり、フェノール性ヒドロキシ化合物としてはフェノ
ール、クレゾールなどであり、アルコール性ヒドロキシ
化合物としてはエタノール、エチル≦キサノール、シク
ロヘキサノール、エチレングリコールなどがあり、第3
級アミンには1−リエチルアミン、メチルビリジンなど
が挙げられる。
本発明においてイソシアヌラート化反応は溶剤の不存在
下で実施するのが好ましい。しかしながら溶剤使用は反
応終了後にこれを留去する必要゛があるので好ましいこ
とではないが、溶剤の存在下でも行なうことができる。
溶剤を用いる場合は、酢酸セロソルブx芸寡セi<酢七
 ロ)などのイソシアナート基に不活性で、一般にウレ
タン化反応に使用可能の溶剤を用いることができる。
イソシアヌラート基の進行にともなうNCOCO2量下
は、滴定分析によりて測定できるので、所定のNGO含
量になった時に反応を停止すればよい。
反応停止時のNGO含量によってイソシアヌラート化H
DI重合体のNCOCO2量度などが自由に変更できる
停止剤としては酸性化合物たとえば塩酸、リン酸、リン
酸ジメチル、P−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホ
ン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アセチルクロライ
ド、ベンゾイルクロライドなどおよびこれら類似化合物
が挙げられる。
停止縁としては触媒中の亜鉛含量1モルに対して0.5
〜5倍モル量、好ましくは1〜3倍量が用いられる。
得られた反応生成物は、溶剤を用いた場合には溶剤を回
収した後、抽出、蒸雀等の公知の方法により、未反応H
DIを可及的に取り除いてイソシアヌラート化合物を得
ることができる。
一般に生成物中のHDI含量は、単体として、又は生成
物を有機溶媒溶液として用いる場合には溶液中に、3.
0重量%以下、好ましくは1.0重量−以下とすること
がその毒性の上から好ましく、また三量体以上の多環生
成物が製品中に多く存在すると、粘度や硬度など物性上
の問題の外に溶剤との相客性が低下して白濁を生ずるの
で蒸留後の重合液中のNCO基含基量有量0重量−前後
となるよう前記停止剤を用いて反応を調整する。HDI
含量はガスクロマトグラフィーにより測定出来、また生
成物中の三量体は液体クロマトグラフィーにより分子量
504附近に明確に現われるので、これを定量すること
ができ、又赤外線吸収スペクトルにより16”8°Oα
″旬ご明確、とができる。又二量体の生成は赤外吸収ス
ペクトしたポリオール付加体を用いて、上記と同じ条件
下でイソシアヌレート化を行なうこともでき好ましい方
法であり、ポリオール付加体生成のためのポリオールと
しては分子量3000以下、官能度2〜3のものを用い
−HDI全イソシアネ−1・基の15モルチ以下をポリ
オール付加体生成したプレポリマーを用いると良い結果
が得られる。
ポリオール付加体を生成させるウレタン化反応は、通常
行なわれている方法によってHDI中ヘボリオールを添
加し、反応温度は100℃以下、好ましくは70〜90
°Cで、約2時間反応を行なうことにより達成すること
ができる。110℃以上では生成物が音色したり、副反
応が起るため好ましくない。
ウレタン化に用いるポリオールとしては、分子量が30
00以下の2〜3官能ポリオールが適しており、その例
としてはジオールとしてエチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、1.3−ブタンジオール(1,3B G
と略す)1.4−ブタンジオール、プロピレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール
、1.6−へキサングリコール(lv6aGと略す)等
の2価のアルコールやポリエステルポリオールまたは、
ポリエーテル−ポリオール等が挙げられ、トリオールと
しては、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチ
ロールプロパン等の3価アルコールやポリエステルポリ
オールまたはポリエーテルポリオール等が挙げられる。
ポリオールは、これらポリオールの混合物を用いてもよ
い。
本発明によって得られたイソシアヌラート基含有MDI
重合体は、遊離MDIが1%以下でありながら副反応な
どによる高分子化合物が極めて少ないために、従来のM
DI重合体と比較して低粘度で、又NCOCO2量いと
いう利点がある。
本発明方法で得られたイソシアヌラート化合物は塗料、
接着剤はもとよりエラストマー、プラスチックフオーム
などの原料としても有用であり、耐黄変性、耐熱性、耐
水性、耐候性などに優れた性能を発揮する。
以下に実施例によりさらに本発明を説明するが。
本発明はこれに制限されるものではない。
〔実施例−1〕 温度計、撹拌機および窒素シール管を持つ50011L
14ツロガラスフラスコにMDI200部を入れ、1.
3−BG6.8部を加えてフラスコ中の1.3− B 
G付加体を含む反応液は無色透明の液体であった。
反応液を約60″Cに冷却したのち、カプリル酸亜鉛0
.04部およびフエグール0.1部を加えて約帯びた透
明液体で、不溶解物嘗全く認められ一誌一過することな
くこれを薄膜蒸留装置により遊離MDIを留去した。
得られた液は淡黄色透明でそのNGO含量、粘度および
遊11jlHD Iは表に示すとおりであった。
この液のIRスペクトルでは1680crfL″−1に
イソシアヌラート基特有の強い吸収が見られ、二量体特
有の17802’の吸収は全く認められなかった。
〔実施例−2,3,5,8〕 HDI、1,3−BG、及び種々の触媒と助触媒を表の
割合で用いて実施例1と同様に反応させ引続き蒸留に付
した。結果を表に示す。
〔実施例−4〕 (V HDI、1.G−IIGおよびカプリか酸亜鉛を表の割
合で用いて実施例1と同様に反応させ引続き蒸留に付し
た。結果を表に示す。
〔実施例6.7〕 酸セロソルブ2を溶剤として用い、 HDI、ポリオール、触媒および助触媒(実施例7は除
く)を表の割合で使用し、実施例1と同様に反応させ引
続き蒸留に付した。結果を表に示す。
〔実施例−9,10〕 HI)I@原料とし、触媒および助触媒を表の割合で使
用して実施例1に準じた方法で反応させ引続き蒸留に付
した。結果を表に示す。
〔比較例〕
MDIポリオール付加体を実施例1と同様に生成させ、
プロピオン酸カリウム0.04部およびフェノール0.
2部を加えて約60℃に5時間反応した。反応終了液に
は触媒に冨づくものと見られる白色結晶が浮遊し、蒸留
前に濾過を行なってこれを除去しなければならなかった

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)ヘキサメチレンジイソリアナートおよび/又は末端
    イソシアナート基を有するヘキサメチレンジイソリアナ
    ートのポリオール付加体を、溶剤の存在下または不存在
    下にイソシアヌラート化重合させるに当り、式( I ) (CnH_2_n_+_1COO)_2Zn( I )〔
    式( I )中nは2〜17の整数〕 で示される飽和脂肪酸亜鉛を、触媒として単独使用又は
    併用することを特徴とするヘキサメチレンイソシアヌラ
    ート化合物の製造方法。 2)末端イソシアナート基を有するヘキサメチレンジイ
    ソリアナートのポリオール付加体として、ヘキサメチレ
    ンジイソリアナートと分子量3000以下、官能基2〜
    3のポリオールとの反応によつて得られるヘキサメチレ
    ンジイソリアナートポリオール付加体を使用する特許請
    求の範囲第1項記載の方法。
JP59162798A 1984-08-03 1984-08-03 ヘキサメチレンイソシアヌラ−ト化合物の製造方法 Granted JPS6142523A (ja)

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