JPS62143926A - Lactone-modified diol - Google Patents

Lactone-modified diol

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JPS62143926A
JPS62143926A JP60283980A JP28398085A JPS62143926A JP S62143926 A JPS62143926 A JP S62143926A JP 60283980 A JP60283980 A JP 60283980A JP 28398085 A JP28398085 A JP 28398085A JP S62143926 A JPS62143926 A JP S62143926A
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JP
Japan
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lactone
tetramethyl
reaction
hydroxyethyl
hydroxypiperidine
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JP60283980A
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JPH0562891B2 (en
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Tomohisa Isobe
磯部 知久
Takuya Miho
三保 卓也
Ei Yamamoto
山本 映
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Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the titled novel compound of high weatherability, requiring no additive, by incorporating hydroxy ethyl-tetramethyl-hydroxypiperidine with specified amount of specific lactone followed by reaction. CONSTITUTION:The objective compound of formula II (Y is mole number of 4-8C lactone; n+m=2-15) can be obtained by incorporating (A) 1-(2'- hydroxyethyl)-2,2,6,6-tetramethyl-4-hydroxy-piperidine of formula I with (B) 2-15 moles of a 4-8C lactone (pref. epsilon-caprolactone) followed by reaction at 130-220 deg.C, pref. in a nitrogen atmosphere under ambient pressure.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は新規なラクトン変性ジオールに関づるものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to a novel lactone-modified diol.

さらに詳しくは、1−(2′−ヒドロキシエチル)−2
,2,6,6,テトラメチル−4−ヒドロキシビペリジ
ンを開始剤に用いてラクトン類を開環重合させることを
特徴とする耐候性に優れた新規なラクトン重合体に関す
るものである。
More specifically, 1-(2'-hydroxyethyl)-2
, 2,6,6,tetramethyl-4-hydroxybiperidine as an initiator to carry out ring-opening polymerization of lactones, and relates to a novel lactone polymer having excellent weather resistance.

ラクトン重合体はエラストマー、接着剤、合成皮革等の
ポリウレタン重合体及び塗料等の原料として非常に有用
なものである。
Lactone polymers are very useful as raw materials for elastomers, adhesives, polyurethane polymers such as synthetic leather, and paints.

又、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩
化ビニール樹脂、アクリロニトリル−スチレン系樹脂等
の強靭性、加工性等を付与するための改質剤及びウレタ
ンアクリル樹脂原料等に利用されている。
It is also used as a modifier for imparting toughness, processability, etc. to polyester resins, polycarbonate resins, polyvinyl chloride resins, acrylonitrile-styrene resins, etc., and raw materials for urethane acrylic resins.

(従来技術) しかし、従来から知られているエチレングリコール、ジ
エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1.4
ブタンジオール、等の開始剤を用いてラクトン類を開環
重合させて得られたラクトン重合体とジイソシアネート
化合物を反応させて得られたポリウレタン重合体の場合
、耐候性が不足しているという欠点がある。
(Prior art) However, conventionally known ethylene glycol, diethylene glycol, neopentyl glycol, 1.4
Polyurethane polymers obtained by reacting diisocyanate compounds with lactone polymers obtained by ring-opening polymerization of lactones using an initiator such as butanediol have the disadvantage of insufficient weather resistance. be.

従って一般的には耐候性を付与する目的で紫外線吸収剤
、酸化防止剤等を添加して使用している。
Therefore, in general, ultraviolet absorbers, antioxidants, etc. are added for the purpose of imparting weather resistance.

(発明が解決しようとする問題点) しかし、これらは添加剤であり、多量に添加した場合、
製品の表面に粉吹き現象(ブルーミング)が起きやすい
・欠点がある。
(Problem to be solved by the invention) However, these are additives, and when added in large amounts,
There is a drawback that powder blowing phenomenon (blooming) tends to occur on the surface of the product.

本発明者らはこれらの欠点を改良すべく鋭意検討した結
果、分子内にヒンダードアミン構造を有するラクトン変
性ジオールを用いてウレタン化した場合、そのウレタン
樹脂自身が耐候性を有しており、前記のような添加剤を
添加する必要がなく、他の特性を損なうことがないこと
を見出し、本発明に到達した。
The inventors of the present invention conducted intensive studies to improve these drawbacks, and found that when urethane is formed using a lactone-modified diol having a hindered amine structure in the molecule, the urethane resin itself has weather resistance, and the above-mentioned The present invention was achieved based on the discovery that there is no need to add such additives and other properties are not impaired.

(発明の構成) すなわち本発明は、[式(I)で示される1−(2′−
ヒドロキシエチル)−2,2,6,6゜テトラメチル−
4−ヒドロキシピペリジン1モルに対し炭素数4ないし
8のラクトン類を2〜15モル添加して反応させて得ら
れる式(II)で示される新規なラクトン変性ジオール
」である。
(Structure of the Invention) That is, the present invention provides 1-(2'-
hydroxyethyl)-2,2,6,6゜tetramethyl-
A novel lactone-modified diol represented by formula (II) obtained by adding 2 to 15 moles of a lactone having 4 to 8 carbon atoms to 1 mole of 4-hydroxypiperidine and reacting the mixture.

(I) (X−) (但し、Yは炭素数4ないし8のラクトン類のモル数で
n+m=2〜15である) 次に本発明の詳細な説明する。
(I) (X-) (However, Y is the number of moles of a lactone having 4 to 8 carbon atoms, and n+m=2 to 15.) Next, the present invention will be explained in detail.

先ずヒンダードアミン構造を有する式(I)で示される
1−(2′−ヒドロキシエチル)−2゜2.6,6.ブ
トラメチル−4−ヒドロキシピペリジンは公知の物質で
あり、たとえば特開昭57−21368号公報に開示さ
れているように以下の方法で合成される。
First, 1-(2'-hydroxyethyl)-2゜2.6,6. represented by formula (I) having a hindered amine structure. Butramethyl-4-hydroxypiperidine is a known substance, and can be synthesized by the following method, for example, as disclosed in JP-A-57-21368.

1−(2”−ヒドロキシエチル)−2,2,6゜6、テ
トラメチル−4−ヒドロキシピペリジンを水に溶解し、
25〜30℃でエチレンオキサイドを吹き込み溶解させ
る。
Dissolve 1-(2″-hydroxyethyl)-2,2,6゜6,tetramethyl-4-hydroxypiperidine in water,
Ethylene oxide is blown in and dissolved at 25-30°C.

その後、反応器を加熱し、還流下1時間攪拌した後、6
0℃まで冷却し、さらにエチレンオキサイドを吹き込ん
だ後、還流下2時間さらに攪拌する。
Thereafter, the reactor was heated and stirred under reflux for 1 hour, and then 6
After cooling to 0° C. and blowing in ethylene oxide, the mixture was further stirred under reflux for 2 hours.

次に室温まで冷却後析出した結晶を濾別、乾燥後、トル
エンより再結晶させて融点180〜182℃の自然結晶
を15%以上の収率で得ることができる。
Next, after cooling to room temperature, the precipitated crystals are separated by filtration, dried, and recrystallized from toluene to obtain natural crystals with a melting point of 180 to 182° C. in a yield of 15% or more.

(I)式で表わされる化合物とラクトン類との反応モル
比は(I)の化合物1モルに対してラクトン類2〜15
モルが適切である。
The reaction molar ratio of the compound represented by formula (I) and lactones is 2 to 15 lactones per mole of compound (I).
Moles are appropriate.

2モル以下では生成されたラクトン付加物中のラクトン
鎖の有する可どう性が充分付与されない。
If the amount is less than 2 moles, the lactone chains in the produced lactone adduct will not have sufficient flexibility.

逆に15モルを越えると分子量が大きくなり過ぎ、ウレ
タン化の際、粘度が高くなり、取り扱いにくくなる。
On the other hand, if it exceeds 15 moles, the molecular weight becomes too large and the viscosity increases during urethane formation, making it difficult to handle.

また、1分子中に占める物質(I)の割合が低下するの
で目的とする耐候性が付与されない。
Furthermore, since the proportion of substance (I) in one molecule decreases, the desired weather resistance cannot be imparted.

本発明に用いる化合物(I)は結晶性の固体であるので
ラクトンとの付加反応に用いる場合、液体であるラクト
ンに溶解して所定の触媒を添加して反応させる。
Since the compound (I) used in the present invention is a crystalline solid, when it is used for an addition reaction with a lactone, it is dissolved in a liquid lactone and a specified catalyst is added thereto for the reaction.

本発明に用いるラクトン類としてはγ−ブチロラクトン
、ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン等をあげる
ことが出来る。中でもε−カプロラクトンが種々の点か
ら好ましい。
Examples of the lactones used in the present invention include γ-butyrolactone, ε-caprolactone, and δ-valerolactone. Among them, ε-caprolactone is preferred from various points of view.

1−(2′−ヒドロキシエチル)−2,2,6゜6、テ
トラメチル−4−ヒドロキシピペリジンを開始剤として
ラクトン類の開環重合を行なうには常圧の窒素雰囲気中
で50℃ないし230℃、好ましくは130℃ないし2
20℃に加熱する。
To carry out ring-opening polymerization of lactones using 1-(2'-hydroxyethyl)-2,2,6゜6,tetramethyl-4-hydroxypiperidine as an initiator, the reaction time is 50°C to 230°C in a nitrogen atmosphere at normal pressure. °C, preferably 130 °C to 2
Heat to 20°C.

雰囲気を窒素ガ スにする理由は生成物が著しく着色するのを防止するた
めである。
The reason why the atmosphere is nitrogen gas is to prevent the product from being significantly colored.

50℃以下では反応速度が著しくおそく、230℃を越
えると熱分解によりオギシカブロン酸が生成し、酸価が
高くなるので好ましくない。
If the reaction rate is below 50°C, the reaction rate is extremely slow, and if it exceeds 230°C, ogicicabronic acid is produced by thermal decomposition, which increases the acid value, which is not preferable.

本発明に用いられる化合物([)は一般的なラクトンの
開環反応の開始剤であるアルキレングリコールなどと比
較しても反応性において劣ることはない。
The compound ([) used in the present invention is not inferior in reactivity to alkylene glycol, which is a general initiator for the ring-opening reaction of lactone.

なお、間環反重合にあたって反応を促進させるため触媒
を存在させることが好ましい。
In addition, it is preferable to have a catalyst present in order to promote the reaction during intercyclic depolymerization.

触媒としてはテトラブチルチタネート、テトラプロピル
チタネート、テトラエチルチタネート等の有機チタン系
化合物、オクチル酸スズ、ジブチルスズオキサイド、ジ
ブチルスズラウレート等の有機スズ化合物、塩化第1ス
ズ、臭化第1スズ、ヨウ化第1スズ等のハロゲン化第1
スズ等が用いられる。
Examples of catalysts include organic titanium compounds such as tetrabutyl titanate, tetrapropyl titanate, and tetraethyl titanate, organic tin compounds such as tin octylate, dibutyltin oxide, and dibutyltin laurate, stannous chloride, stannous bromide, and stannous iodide. 1 halogenated material such as tin
Tin etc. are used.

触媒の添加量は出発原料に対して0.05〜11000
pp 、好ましくは、0.1〜100pl)Ilrある
The amount of catalyst added is 0.05 to 11000 relative to the starting material.
pp, preferably 0.1 to 100 pl) Ilr.

反応は約6時間で終了し、 未反応のラクトンがガスクロマトグラフなどで1%以下
であることを確認することによつ工行なう。
The reaction completes in about 6 hours, and the process is carried out by confirming that the unreacted lactone is less than 1% using a gas chromatograph.

得られた反応生成物は常温で白色ワックス状の固体物質
であり、これをウレタン化する場合には加熱して融解し
て使用する。
The obtained reaction product is a white wax-like solid substance at room temperature, and when it is to be converted into urethane, it is heated and melted before use.

(発明の効果) 本発明  のヒンダードアミン構造を有するラクトン変
性ジオールは、耐候性を右する添加剤を添加する方式の
ものとは異なり、耐候性成分が分子内に結合しているの
でブルーミング現象も起こさず、また他の特性を損なう
こともない。
(Effects of the Invention) The lactone-modified diol having a hindered amine structure of the present invention does not cause blooming because the weathering component is bonded within the molecule, unlike diols that add additives that affect weather resistance. It also does not impair other properties.

そして構造は両末端が水酸基である線状重合体であり、
分子量は目的・用途に応じてラクトン類の吊を加減する
ことにより広範囲に設定することができる。
The structure is a linear polymer with hydroxyl groups at both ends.
The molecular weight can be set within a wide range by adjusting the amount of lactone depending on the purpose and use.

たとえば、ポリウレタン重合体、ポリニスデル及びウレ
タンアクリル樹脂等のジオール成分として用いる場合は
ウレタン化やエステル化のプロセスから考えて500〜
1ooooが適切であるが、ポリエステル樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、ポリ塩化ビニール、アクリロニトリル 一スチレン系樹脂等の変性改質剤として使用する場合は
ある程度分子ti1が高い方が好ましく、数平均分子量
としては少なくとも1000以上、好ましくは5000
ないし50.000である。
For example, when used as a diol component in polyurethane polymers, polynisdel, urethane acrylic resins, etc., the
1oooo is appropriate, but when used as a modification modifier for polyester resins, polycarbonate resins, polyvinyl chloride, acrylonitrile monostyrene resins, etc., it is preferable that the molecular ti1 is higher to some extent, and the number average molecular weight is at least 1000 or more. , preferably 5000
to 50,000.

次に実施例を挙げて、本発明の内容を具体的に説明する
が、実施例に示す水8m価はJISK−1557に基づ
き、無水フター弗酸−ビリジン法で測定した値であり、
酸価はアセトン溶剤を使用し中和通宝して得られた値で
ある。
Next, the contents of the present invention will be specifically explained with reference to examples. The 8m value of water shown in the examples is a value measured by the anhydrous hydrofluoric acid-pyridine method based on JISK-1557,
The acid value is the value obtained by neutralization using acetone solvent.

融点は柳本製作所製の微量融点測定器を用い測定した値
である。なお、例中の部はいずれも重量部を示す。
The melting point is a value measured using a micro melting point meter manufactured by Yanagimoto Seisakusho. Note that all parts in the examples indicate parts by weight.

実施例−1゜ 攪拌曙、温度計、窒素ガス導入管、コンデンサーをセッ
トした四ツロフラスコに1−(2=−ヒドロキシエチル
)−2,2,6,6,テトラメチル−4−ヒドロキシピ
ペリジン[三共株式会社(品名C10−2625)1 
201部、ε−カプロラクトン1799部、[1−(2
”−ヒドロキシエチル)−2,2,6,6,テトラメチ
ル−4−ヒドロキシピペリジンとε−カプロラクトンの
モル比1:15]テトラブチルチタネート0.002部
を仕込み、110℃で6時間反応させ水酸基価(K O
Hrng/び)56.3、酸価(KOGIftg/g)
1.25、融点43℃を有する常温で固体のラクトン変
性ジオールを得た。このものの分子量は1990であっ
た。実施例−2、 実施例−1と同様の装置に1−(2′−ヒドロキシエチ
ル)−2,2,6,6,テトラメチル−4−ヒドロキシ
ピペリジン[三共株式会社(品名C10−2625)]
 2201部ε−カプロラクトン1049部、[1−(
2′−とドロキシエチル)−2,2,6,6,テトラメ
チル−4−ヒドロキシピペリジンとε−カプロラクトン
のモル比1:9]、テトラブチルチタネート0.003
部を仕込み、170℃で8時間反応させ、水酸基価(K
OHIItg/!? > 90.2、酸価1.05 、
融点42〜46℃を右する。iδ温で固体のワックス状
ラクトン変性ジオールを1qだ。
Example-1゜1-(2=-hydroxyethyl)-2,2,6,6,tetramethyl-4-hydroxypiperidine [Sankyo Co., Ltd. (product name C10-2625) 1
201 parts, ε-caprolactone 1799 parts, [1-(2
"-Hydroxyethyl)-2,2,6,6,tetramethyl-4-hydroxypiperidine and ε-caprolactone molar ratio 1:15] 0.002 part of tetrabutyl titanate was charged and reacted at 110°C for 6 hours to remove hydroxyl groups. Value (K O
Hrng/bi) 56.3, acid value (KOGIftg/g)
A lactone-modified diol having a melting point of 43° C. and a solid at room temperature was obtained. The molecular weight of this product was 1,990. Example-2, 1-(2'-hydroxyethyl)-2,2,6,6,tetramethyl-4-hydroxypiperidine [Sankyo Co., Ltd. (product name C10-2625)] in the same apparatus as in Example-1.
2201 parts ε-caprolactone 1049 parts, [1-(
2'- and droxyethyl)-2,2,6,6,tetramethyl-4-hydroxypiperidine and ε-caprolactone molar ratio 1:9], tetrabutyl titanate 0.003
of hydroxyl value (K
OHIItg/! ? >90.2, acid value 1.05,
The melting point is 42-46°C. 1 q of waxy lactone-modified diol that is solid at iδ temperature.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 下記式( I )で示される1−(2′−ヒドロキシエチ
ル)−2,2,6,6、テトラメチル−4−ヒドロキシ
ピペリジンに炭素数4ないし8のラクトン類を2〜15
モル添加して反応して得られる式(II)で示されるラク
トン変性ジオール ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (但し、Yは炭素数4ないし8のラクトン類のモル数で
n+m=2〜15である)
[Scope of Claims] 1-(2'-hydroxyethyl)-2,2,6,6,tetramethyl-4-hydroxypiperidine represented by the following formula (I) is combined with 2 lactones having 4 to 8 carbon atoms. ~15
Lactone-modified diol shown by formula (II) obtained by adding moles and reacting ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(I) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(II) (However, Y The number of moles of lactones having 4 to 8 carbon atoms, n+m=2 to 15)
JP60283980A 1985-12-17 1985-12-17 Lactone-modified diol Granted JPS62143926A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4868267A (en) * 1988-01-11 1989-09-19 Owens-Corning Fiberglas Corporation Aminated hydroxylated polyester polyol resin and molding compositions comprised thereof
WO2004106303A1 (en) * 2003-05-28 2004-12-09 Daicel Chemical Industries, Ltd. Lactone-added hindered amine compound

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US4868267A (en) * 1988-01-11 1989-09-19 Owens-Corning Fiberglas Corporation Aminated hydroxylated polyester polyol resin and molding compositions comprised thereof
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