JPS6247882B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Description
本発明は、耐候性に優れ、とりわけウレタン塗
料として使用した場合に、無溶媒もしくはハイソ
リツドウレタン塗料となし得るポリウレタン樹脂
の製造法に関するものである。
ポリウレタン樹脂の原料となるイソシアネート
化合物としては、トリレンジイソシアネート
(TDI)やジフエニルメタンジイソシアネート
(MDI)などの芳香族系のイソシアネートが大量
に用いられているが、これらの芳香族系イソシア
ネート化合物から得られるポリウレタンは、時間
の経過とともに黄変化していくという大きな欠点
があり、この欠点が用途上の制約のひとつなつて
いる。
耐黄変性の改善されたポリウレタン化合物を得
るためにこれまで多くの試みがなされ、ヘキサメ
チレンジイソシアネート(HDI)、キシリレンジ
イソシアネート(XDI)、核水添キシリレンジイ
ソシアネート(H6XDI)、核水添ジフエニルメタ
ンジイソシアネート(H12MDI)、イソホロンジイ
ソシアネート(IPDI)、リジンジイソシアネート
エステル(LDI)などの脂肪族あるいは芳香脂肪
族ポリイソシアネートのポリウレタン樹脂への応
用がこころみられている。しかし、これらは1分
子当りの官能基数が少なく、常温での蒸気圧も高
いために、塗料などとして適用する場合には、多
官能アルコール類、アミン類、水などとの付加体
や二量体、三量体、カルボジイミドなどイソシア
ネート同志の付加体にする必要があつた。ところ
が、これらの付加体は、付加反応のためにイソシ
アネート基が消費されるので、さらに利用できる
イソシアネート基含量が低下するうえに粘度の高
いものとなる。このため、近時公害規制の面から
強く要望されている無溶媒あるいはハイソリツド
塗料にすることは極めて困難である。また、付加
体製造に際して、作業現場でその衛生上大きな問
題となるイソシアネートモノマー含量を下げるた
めに、複雑な技術や高価な製造設備が必要であ
る。
本発明者らは、一般式()
(式中
The present invention relates to a method for producing a polyurethane resin that has excellent weather resistance and can be used as a solvent-free or high-solids urethane paint, especially when used as a urethane paint. Aromatic isocyanates such as tolylene diisocyanate (TDI) and diphenylmethane diisocyanate (MDI) are used in large quantities as isocyanate compounds that are raw materials for polyurethane resins. The major drawback of polyurethane is that it yellows over time, and this drawback is one of the restrictions on its use. Many attempts have been made to obtain polyurethane compounds with improved yellowing resistance, including hexamethylene diisocyanate (HDI), xylylene diisocyanate (XDI), nuclear hydrogenated xylylene diisocyanate (H 6 XDI), nuclear hydrogenation Application of aliphatic or araliphatic polyisocyanates such as diphenylmethane diisocyanate (H 12 MDI), isophorone diisocyanate (IPDI), and lysine diisocyanate ester (LDI) to polyurethane resins is being considered. However, since these have a small number of functional groups per molecule and a high vapor pressure at room temperature, when used as paints, etc., adducts or dimers with polyfunctional alcohols, amines, water, etc. It was necessary to create adducts of isocyanates such as , trimers, and carbodiimides. However, since the isocyanate groups of these adducts are consumed due to the addition reaction, the usable isocyanate group content further decreases and the viscosity becomes high. For this reason, it is extremely difficult to create solvent-free or high-solid paints, which are strongly desired in recent years from the perspective of pollution control. In addition, when producing the adduct, complicated techniques and expensive production equipment are required in order to reduce the content of isocyanate monomer, which poses a major hygiene problem at the work site. The inventors have proposed the general formula () (In the ceremony
【式】は【ceremony
【式】または[expression] or
【式】を示す。)
で表わされるトリイソシアネート化合物は、現在
用いられているイソシアネート化合物の欠点を持
たず、ウレタン樹脂とした場合、耐候性にすぐ
れ、塗料の無溶媒あるいはハイソリツド化が可能
であることを見い出した。
すなわち、本発明は、一般式()
(式中[Formula] is shown. It has been discovered that the triisocyanate compound represented by ) does not have the drawbacks of currently used isocyanate compounds, has excellent weather resistance when used as a urethane resin, and can be used as a solvent-free or high-solid paint. That is, the present invention provides the general formula () (In the ceremony
【式】は【ceremony
【式】または[expression] or
【式】を示す。)
で表わされるトリイソシアネート化合物と活性水
素化合物とを反応させることを特徴とするポリウ
レタン樹脂の製造法である。
一般式()で表わされるトリイソシアネート
化合物は、文献未載の新規化合物である。
式()中、[Formula] is shown. ) This is a method for producing a polyurethane resin, which is characterized by reacting a triisocyanate compound represented by the following with an active hydrogen compound. The triisocyanate compound represented by the general formula () is a new compound that has not been described in any literature. In the expression (),
【式】が[Formula] is
【式】であ
る化合物は1・3・5−トリス(イソシアネート
メチル)ベンゼン(以下、MTIと略することが
ある。)であり、The compound with the formula is 1,3,5-tris(isocyanatomethyl)benzene (hereinafter sometimes abbreviated as MTI),
【式】が[Formula] is
【式】である化合物は1・
3・5−トリス(イソシアナトメチル)シクロヘ
キサン(以下、H6TMIと略することがある。)で
あるが、これらはそれぞれに対応するトリアミン
化合物()、すなわち、1・3・5−トリス
(アミノメチル)ベンゼン(以下、MTAと略する
ことがある。)および1・3・5−トリス(アミ
ノメチル)シクロヘキサン(以下、H6MTAと略
することがある。)をホスゲン化することにより
製造することができる。
トリアミン化合物()のホスゲン化は、自体
公知の方法に従つて行なうことができる。そのう
ちの1つは、いわゆる、コールド・ホツトホスゲ
ン化と呼ばれている方法で、冷却した液体ホスゲ
ンまたはホスゲンの有機溶媒溶液中に原料トリア
ミン化合物もしくは該トリアミン化合物の有機溶
媒溶液を撹拌下滴下し、次いでホスゲンの供給下
に反応温度を上昇させ、反応を進行、完了させる
方法である。もう1つの方法は、原料トリアミン
化合物の塩を有機溶媒に加えてスラリー状にする
か、あるいはトリアミン化合物の有機溶媒溶液中
に酸を加えてトリアミン塩のスラリーを得、これ
にホスゲンを供給しながら徐々に昇温してホスゲ
ン化反応を進行、完結させる方法である。
原料トリアミン化合物は純度の高いものを用い
てもよいが該トリアミン化合物製造時に副生して
くる不純物を少量含む原料であつても同様に使用
することができる。
ホスゲン化反応の場合に用いられる有機溶媒と
しては、芳香族炭化水素、ハロゲン化芳香族炭化
水素、ハロゲン化脂肪族炭化水素、ハロゲン化脂
環族炭化水素などがあげられるが、特に、クロル
ベンゼン、O−ジクロルベンゼンなどのハロゲン
化芳香族炭化水素が望ましい。またトリアミン化
合物の塩としては、酢酸塩、塩酸塩、硫酸塩、カ
ルバミン酸塩などがあげられるが、なかでも好ま
しいのはトリアミンと炭酸ガスを反応させたカル
バミン酸塩である。ホスゲンはガス状および液状
のいずれでも使用でき、また、当業界で公知のホ
スゲンの前駆体とみなされるホスゲンダイマー
(トリクロロメチルクロロホーメート)を使用す
ることもできる。トリアミン化合物()とホス
ゲンとの反応温度に関しては、あまり高温では副
生物が多く、またあまり低くては反応速度が低い
ので−20〜180℃の間で選択するのが好ましい。
この様にしてホスゲン化を終了した反応液から過
剰のホスゲンおよび反応溶媒を除去し、次いで真
空蒸留を行なうことにより目的のトリイソシアネ
ート化合物()を高純度で得ることができる。
前記一般式()のトリアミン化合物もまた文
献未載の新規化合物であつて、たとえば次に述べ
る方法により製造することができる。
すなわち、1・3・5−トリス(アミノメチ
ル)ベンゼン(MTA)は、たとえば1・3・5
−トリスシアノベンゼン(以下MTNと略称する
ことがある。)を触媒の存在下水素化することに
より得ることができるし、H6MTAは、MTAを触
媒の存在下水素化するか、MTAを触媒の存在下
シアノ基の水素化、ベンゼン核の核還元を一挙に
行なうことにより得ることができる。
まず、MTNの水素化によるMTAの製造は、液
相下水素の存在で行ない、溶媒を使用することに
より、より好適に行なうことができる。
溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、メタノール、エタノール、プロパノール、イ
ソプロパノール、イソブタノール、ジオキサン、
テトラヒドロフラン、液体アンモニア、水など反
応条件下で安定な溶媒を単独もしくは2種以上の
混合物として使用することができるが、アルコー
ル系あるいは芳香族炭化水素−アルコール混合系
溶媒が安価な触媒を用いたり、触媒量を減少させ
た場合でも収率の低下がすくないので、より好ま
しい溶媒ということができる。
溶媒の使用量については、原料トリニトリル化
合物に対して0.5〜10倍容量、好ましくは1〜6
倍容量が良好な結果を与える範囲である。勿論こ
れ以上の溶媒を用いても反応に大きな支障はない
が、工業的見地からみれば溶媒を大量に使用する
ことは経済的に不利なことがある。またLiOH、
NaOH、KOH等のアルカリ金属の水酸化物やア
ルコーラートを原料トリニトリル化合物に対し
0.05〜40重量%、好ましくは0.5〜20重量%添加
することにより、より好ましい還元条件が得られ
る。水素化は水素ガスを使用し、好ましくは、オ
ートクレーブのような耐圧容器中で反応をおこな
う。反応圧力は、30〜300Kg/cm2G、好ましく
は、30〜150Kg/cm2G、反応温度は−10〜150℃、
好ましくは、40〜120℃である。水素化にあたつ
ては、通常、触媒を使用するのが望ましい。触媒
の例としては、ラネーコバルト、ラネーニツケ
ル、ラネーニツケル・クロム、白金、パラジウ
ム、ルテニウム、ロジウムなどをあげることがで
き、これらは単独もしくは2種以上の混合物とし
て用いられるが、中でもラネーニツケル・クロム
がより好ましい結果を与える。また、適当な溶媒
系およびアルカリの添加量を選択することによ
り、より安価なラネーニツケル触媒を用いたり、
触媒量を減少させても収率低下の比較的すくない
条件を得ることができる。
このMTAは常温で無色の結晶であり、約50℃
に加熱することにより無色透明な液体となる。通
常の条件で精製されたものは、融点49−51℃、沸
点136−139℃/0.4mmHgを示す。H6MTAはMTA
を水素化するか、MTNを水素化することにより
得られる。MTAを水素化するにあたつては、液
相下、水素の存在でおこなうのが普通であり、必
要に応じて溶媒を使用する。溶媒としては、たと
えば水、エタノール、メタノール、プロパノー
ル、イソプロパノール、イソブタノール、ジオキ
サン、酢酸、テトラヒドロフランなどを単独もし
くは2種以上の混合物として使用することができ
るが、水が安価という点で有利であり、またアル
コール−水の混合溶媒が触媒量を減少させた場合
でも収率の低下がすくなく、より好ましい溶媒と
いうことができる。溶媒は選択する反応条件の中
でかならずしも必要とするものではないが、使用
する場合は、原料MTAに対して0.05〜10倍容
量、好ましくは、0.1〜5倍容量が良好な結果を
与える範囲である。また、水酸化リチウム、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウ
ム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウムなどのよう
なアルカリ金属水酸化物やアルカリ土類金属水酸
化物、それらの炭酸塩をMTAに対して0.05〜20
重量%、好ましくは0.1〜10重量%添加すること
により、より好ましい核還元条件が得られる。水
素化は水素ガスを使用し、反応容器は、対応する
反応条件に耐えるものであれば特に制限はない
が、反応圧力が高い場合には、オートクレーブの
ような耐圧容器を用いる。反応圧力は5〜300
Kg/cm2G、好ましくは、5〜150Kg/cm2G、反応
温度は−10〜200℃好ましくは、50〜150℃で反応
が進行する。水素化にあたつては、通常、触媒を
使用するのが望ましい。触媒の例としては、ラネ
ーニツケル・クロム、パラジウム、白金、ロジウ
ム、ルテニウムなどをあげることができ、これら
は、単独もしくは2種以上の混合物として用いら
れ、場合により活性炭、シリカゲル、アルミナ、
ケイソウ土、軽石などのような担体の上に担持さ
せることによつてより好ましい触媒を得ることが
できる。これらの中でも、ルテニウム触媒が特に
少量のアルカリ金属の水酸化物もしくは炭酸塩を
含む水、アルコール類あるいは両者の混合物を溶
媒として用いた場合、触媒の添加量を減少させて
も収率の低下がすくなく、極めて望ましいものと
いうことができる。
さらに、H6MTAはMTNを直接水素添加するこ
とによつても得ることができる。MTNを水素添
加するにあたつては、液相下水素の存在下におこ
ない、溶媒を使用することにより、より望ましい
結果が得られる。溶媒としては、ベンゼン、トル
エン、キシレン、メタノール、エタノール、プロ
パノール、イソプロパノール、イソブタノール、
ジオキサン、テトラヒドロフラン、酢酸、液体ア
ンモニア、水などを単独もしくは2種以上の混合
物として使用することができるが、中でも水、エ
タノールあるいは両者の混合物が高い収率で目的
物を与える好ましい溶媒である。反応に際し、ア
ンモニアを同時に存在させるか、あるいは液体ア
ンモニア溶媒中でおこなうと、副生物の生成を極
力防止することができるが、同様の効果は溶媒中
に0.01〜5%、好ましくは0.05〜3.0%程度の苛性
ソーダ、苛性カリなどの苛性アルカリを添加して
反応させることによつても得ることができる。溶
媒の使用量は、MTNに対して50−1000V/W
%、好ましくは、100−600V/W%が良好な結果
を与える範囲である。
水素添加は水素ガスを使用し、反応容器は選択
する反応条件に耐えるものであれば特に制約はな
いが、反応圧力が特に高い場合はオートクレーブ
のような耐圧容器中で反応をおこなうのがよい。
反応圧力は、5〜300Kg/cm2G、好ましくは30〜
200Kg/cm2G、反応温度は−10〜250℃、好ましく
は50〜200℃である。
水素添加にあたつて、通常触媒を使用するのが
望ましい。触媒の例としてはラネーコバルト、ラ
ネーニツケル、ラネーニツケル・クロム、パラジ
ウム、白金、ロジウム、ルテニウムなどをあげる
ことができ、これらは単独もしくは2種以上の混
合物として用いられるが、中でも、ロジウム触媒
が高収率でH6MTAを与える触媒としても好まし
いものである。とくに、水、エタノールあるいは
両者の混合物を溶媒として使用した場合に、水素
添加反応の収率が高く、MTNからH6MTAを一段
で得る場合の最も好ましい反応条件ということが
できる。H6MTAは常温で無色透明の液体であ
り、0℃に冷却しても固化したり析出物が生じた
りすることはない。
本発明で用いるトリイソシアネート化合物は、
従来知られているポリイソシアネートに比して
種々の長所を持つている。すなわち室温において
全く無臭で刺激性がなく、極めて粘度の低い無色
透明な液体であり、とくに無溶媒あるいはハイソ
リツドウレタン塗料用成分として有用性が高く、
また素原料が比較的安価で、製造法も単純である
ため工業的価値は極めて高い。
本発明においては、かかるトリイソシアネート
化合物と活性水素化合物との反応を利用して、各
種の重付加プロセスにより種々のポリウレタン樹
脂を作ることができる。本発明で用いるトリイソ
シアネートは、そのままのかたちで利用できるこ
とはもちろん、当業界で公知の各種変性体(ダイ
マー、トリマー、カーボジイミドなど)としても
利用でき、さらにまたポリオール、ポリアミン、
アミノアルコール、水などと反応させたプレポリ
マーの形態としても使用できる。また焼き付け塗
料などの用途の場合にはこれも公知の各種ブロツ
ク剤を用いたいわゆるマスクされたイソシアネー
トの形でも使用できる。
適当なマスキング剤としては、たとえば、フエ
ノール、クレゾール、イソノニルフエノールなど
のフエノール類、ブタノンオキシム、ベンゾフエ
ノンオキシムなどのオキシム類、カプロラクタム
などのラクタム類、メタノールなどのアルコール
類、アセト酢酸エステル、マロン酸エステルなど
のエステル類、ベンゾトリアゾールなどのトリア
ゾール類、メルカプタンなどがあげられる。
本発明に係るポリイソシアネートまたはこれに
対応するマスクされたポリイソシアネートとの反
応のために適当な活性水素化合物の例としては、
イソシアネート反応性の水素原子を少なくとも2
個含み、そして一般に400−10000の分子量を有す
る化合物があげられる。この種の化合物のうちで
非常に適当な化合物はポリヒドロキシ化合物であ
つて、ヒドロキシ基を2−8個有する化合物、特
に分子量800−10000(一層好ましくは1000−
6000)の化合物が好ましい。たとえば、ヒドロキ
シ基を少なくとも2個、一般に2−8個、好まし
くは2−4個有するポリエステル、ポリエーテ
ル、ポリチオエーテル、ポリアセタール、ポリカ
ーボネート、ポリエステルアミドまたはそれに類
似の化合物が使用できる。一般にこの種の化合物
は、ポリウレタンの製造原料としてそれ自体公知
のものである。
適当なヒドロキシ基含有ポリエステルの例に
は、多価好ましくは2価アルコール(これに3価
アルコールを添加してもよい)と多塩基性好まし
くは2塩基性カルボン酸との反応生成物があげら
れる。このような酸の例としてはコハク酸、アジ
ピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、
イソフタル酸、トリメリツト酸、フタル酸無水
物、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロ
フタル酸無水物、マレイン酸、マレイン酸無水
物、フマル酸などがあげられ適当な多価アルコー
ルの例にはエチレングリコール、プロピレングリ
コール−(1・2)および−(1・3)、ブチレン
グリコール−(1・4)および−(2・3)、ヘキ
サンジオール−(1・6)、ネオペンチルグリコー
ル、シクロヘキサンジメタノール(1・4−ビス
−ヒドロキシメチルシクロヘキサン)、グリセロ
ール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリ
トール、ジエチレングリコール、トリエチレング
リコール、テトラエチレングリコール、ポリエチ
レングリコール、ジプロピレングリコール、ポリ
プロピレングリコール、ブチレングリコール、ポ
リブチレングリコールなどがあげられる。前記ポ
リヒドロキシポリエステルの他に、ポリウレタン
化学分野において公知のポリヒドロキシポリエー
テルもまた、この新規トリイソシアネートのため
に使用できる。このようなポリヒドロキシポリエ
ーテルの例には、ヒドロキシ基を少なくとも2
個、一般に2−8個、好ましくは2−3個有する
それ自体公知のポリエーテルがあげられる。この
ポリエーテルは、エチレンオキサイド、プロピレ
ンオキサイド、ブチレンオキサイド、テトラヒド
ロフラン、スチレンオキサイドまたはエピクロロ
ヒドリンの如きエポキシド自体を、たとえば三弗
化硼素の存在下に重合させることにより製造で
き、あるいは、これらのエポキシド類を混合物の
形で、または順番に次々と、反応性水素原子含有
出発成分に化学的に付加させることにより製造で
きる。反応性水素含有出発成分の例には水、アル
コール、アミン、たとえばエチレングリコール、
プロピレングリコール−(1・3)または−(1・
2)、トリメチロールプロパン、4・4′−ジヒド
ロキシジフエニルプロパン、アニリン、アンモニ
ア、エタノーアミン、エチレンジアミンがあげら
れる。
本発明において使用できるこれらの化合物の具
体例は、たとえば次の刊行物に記載されている:
「ハイ・ポリマーズ;第巻、ポリウレタン
ズ・ケミストリー・アンド・テクノロジー」サー
ンダーズ−フリシユ、インターサイエンスパブリ
シヤーズ・ニユーヨーク・ロンドン、第1巻、
1962年、第32頁−第42頁、第44頁−第54頁、第
巻、1964年、第5頁−第6頁、第198頁−第199頁
ヒドロキシル基含有ビニル重合体もまた、本発
明に係るトリイソシアネートのための反応体とし
て使用できる。このビニル重合体は、ヒドロキシ
ル基含有エチレン型不飽和単量体および他のエチ
レン型不飽和化合物、たとえばエチレン型不飽和
エステルおよび炭化水素の共重合体から構成され
た公知化合物である。その例には次のヒドロキシ
ル単量体成分を含む共重合体があげられる:モノ
ヒドロキシおよびポリヒドロキシアルキルマレエ
ートおよびフマレートたとえばヒドロキシエチル
フマレートおよびその類似物;ヒドロキシル基を
有するアクリレートおよびメタクリレートたとえ
ばトリメチロールプロパンモノメタクリレート、
2−ヒドロキシエチルアクリレートおよび2−ヒ
ドロキシエチルメタクリレート、2(または−
3)−ヒドロキシプロピルアクリレートおよびメ
タクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレー
トおよびメタクリレート、およびヒドロキシビニ
ル化合物たとえばヒドロキシエチルビニルエーテ
ルおよびアリルアルコール。さらに、酢酸ビニル
などの単独重合体もしくは他のエチレン型不飽和
化合物との共重合体の部分ケン化物もポリオール
として使用できる。
マレイン酸、アクリル酸またはメタクリル酸の
如き不飽和酸の共重合により得られる酸基含有重
合体もまた前記ラツカーに使用できる。
本発明に係る新規トリイソシアネート、または
それに対応するマスクされたトリイソシアネート
を前記2成分系ポリウレタンラツカーに使用する
場合には、これらは、前記の比較的高分子量のポ
リヒドロキシ化合物のみならず、62−400の範囲
内の分子量を有する任意の低分子量ポリオールと
も混和し得る。多くの場合において、前記の高分
子量ポリヒドロキシル化合物と前記の種類の低分
子量ポリヒドロキシル化合物との混合物を使用す
るのが有利である。この2成分系ポリウレタンラ
ツカーにおけるNCO/OH比率は一般に0.8:1
ないし1.2:1である。
前記の範囲内の分子量を有する適当な低分子量
ポリヒドロキシル化合物の例には、脂肪族型また
は環式脂肪族型の結合型式で結合したヒドロキシ
ル基を有するジオールおよび/またはトリオー
ル、たとえばエチレングリコール、プロパン−
1・2−ジオール、プロパン−1・3−ジオー
ル、ヘキサメチレンジオール、トリメチロールプ
ロパン、グリセロール、トリヒドロキシヘキサ
ン、1・2−ヒドロキシシクロヘキサン、1・4
−ジヒドロキシシクロヘキサンがあげられる。エ
ーテル基を有する低分子量ポリオール、たとえば
ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、テトラエチレングリコール、ジプロピレング
リコール、トリプロピレングリコール、テトラプ
ロピレングリコールもまた適当である。
原則として、前記のポリヒドロキシ化合物の混
合物も使用できる。ただしその中の各成分は相互
に融和し得るものでなければならない。
本発明に従つて新規トリイソシアネートまたは
それに対応するマスクされたトリイソシアネート
を用いて製造されたラツカーは、次の如き大きい
長所を有する。すなわちこのラツカーは溶媒なし
で使用でき、これによつて、すぐれた機械的性質
を有する耐候性塗膜(被膜)を、気泡の発生を伴
うことなく生成し得るのである。
このラツカー混合物(ラツカー組成物)の製造
時には、水分吸収剤または脱水剤の添加は一般に
不必要である。
本発明のラツカーは、ラツカー工業界で常用さ
れている装置において顔料および充填剤と混合し
得る。
このラツカー用原料および/または助剤たとえ
ばセルロースエステル、均質化剤(levelling
agents)、可塑剤、シリコーンオイル、樹脂およ
び/または他の慣用物質もまた勿論添加できる。
このポリウレタンラツカーの反応性を調節するた
めに公知触媒が使用できる。このラツカーは被塗
装面の上に常法に従つて被覆でき、たとえばはけ
ふり、噴霧、浸漬等により被覆できる。これは木
材、金属、プラスチツクまたは他の材料から作ら
れた任意の物品の被覆のために特に有用である。
本発明は、ウレタン塗料の他のポリウレタン接着
剤、フオーム、人造皮革、充填剤などの製造法と
しても用いることができる。
参考例 1
1・3・5−トリシアノベンゼン(MTN)15
gを常法で展開したラネーニツケル・クロム(原
子比Ni:Cr=49:1)15g、メタノール27ml、
キシレン63ml、可性ソーダ0.18gと共に容量300
mlの電磁撹拌式オートクレーブ中に封入し、初圧
100Kg/cm2Gで高圧水素を圧入し、100℃で反応を
おこなつたところ、35分で0.59モルの水素吸収が
おこつた。触媒をろ別し、溶媒を留去後減圧蒸留
により1・3・5−トリス(アミノメチル)ベン
ゼン(MTA)12.8gを得た。
このMTAは融点49−51℃、沸点136−139℃/
0.4mmHgの常温で無色の結晶であり約50℃に加熱
することにより無色透明の液体となつた。
参考例 2
1・3・5−トリス(アミノメチル)ベンゼン
(MTA)30gを5%ルテニウム−アルミナ触媒
(日本エンゲルハルト社製)3g、水60g、可性
ソーダ0.75gと共に容量300mlの電磁撹拌式オー
トクレーブに封入し、初圧120Kg/cm2Gの高圧水
素を圧入し、115℃で25分反応させたところ0.61
モルの水素吸収が起つた。
触媒をろ別し、溶媒を留去後減圧蒸留により、
1・3・5−トリス(アミノメチル)シクロヘキ
サン(H6MTA)26.8gを得た。この方法によつ
て得られたこのH6MTAは沸点127〜8℃/1mm
Hgの無色透明な低粘度の液体であつた。
参考例 3
1・3・5−トリシアノベンゼン(MTN)20
gを25%NH3水80ml、可性ソーダ300mg及び市販
の5%ロジウム−アルミナ触媒4gと共に300ml
電磁撹拌式オートクレーブに封入し、初圧120
Kg/cm2Gの高圧水素下、105℃で70分反応させた
ところ、0.95モルの水素吸収が起り、ニトリルと
核の双方が還元されたH6MTAが45%の収率で得
られた。
参考例 4
1・3・5−トリス(アミノメチル)ベンゼン
(MTA)90.0gを24口フラスコ中で1200mlの
o−ジクロルベンゼンに加温溶解した。得られた
アミン溶液に炭酸ガスを重量増加が認められなく
なるまで通じたところ、無色結晶のスラリーを得
た。このスラリー状物に撹拌下ホスゲンガスを吹
きこみながら10℃以下で30分間保つた後に、ホス
ゲン供給を続けながら2時間で130℃まで昇温
し、130℃で5時間保つた。ホスゲン化反応の進
行にともなつてスラリーは溶液に変化し、最終的
には均一なわずかに黄色を帯びた透明溶液となつ
た。
ホスゲン化反応終了液は、窒素ガスを吹きこん
で溶解しているホスゲンを除いたあと、減圧下、
溶媒のo−ジクロルベンゼンを留去した。得られ
た粗イソシアネートを真空蒸留したところ、沸点
173〜175℃/0.4mmHgの1・3・5−トリス(イ
ソシアナトメチル)ベンゼン(MTI)112.9gが
得られた(モル比率85.21%)。このMTIは5℃で
も低粘度の液状物で、イソシアネート臭はまつた
くなかつた。アミン当量を測定したところ83.25
であつた(理論値81.1)。得られたMTIのIRスペ
クトルを第1図に示した。
なお、得られたMTI中には微量の不純物が含
まれているので、これを除き同定を確かにするた
めに次の実験を行なつた。すなわち、MTIの少
量を大量のメチルアルコールと反応させて、メチ
ルウレタン化物を得、これをアセトンを溶媒とし
て再結晶をすることにより白色のMTIトリメチ
ルウレタンの結晶を得た(再結晶収率71.5%)。
精製トリメチルウレタン化合物は元素分析の結果
理論値とよく一致し、その融点は155〜156℃であ
つた。
元素分析値(C15H21N3O6として)
理論値(%) 測定値(%)
C 53.09 53.03
H 6.24 6.01
N 12.38 12.09
参考例 5
1・3・5−トリス(アミノメチル)ベンゼン
(MTA)に代えて、1・3・5−トリス(アミノ
メチル)シクロヘキサン(H6MTA)70.0gを用
い、6時間かけて10℃から120℃まで昇温させ、
120℃で6時間保つ以外は参考例4と同様にホス
ゲン化をおこなつたところ、沸点170〜174℃/
0.53mmHgの1・3・5−トリス(イソシアナト
メチル)シクロヘキサン(H6MTI)91.8gを得
た。(モル収率90.1%)。このH6MTIは5℃でも低
粘度の液体で無臭であつた。アミン当量の実測値
は84.71(理論値83.08)であつた。得られた
H6MTIのIRスペクトルを第2図に示した。
なおMTIの場合と同様にメチルウレタン化お
よび再結晶(溶媒アセトン)により精製した
H6MTIのトリスメチルウレタン化物の元素分析
値は下記のとおりであつた。
元素分析値(C15H27N3O6として)
理論値(%) 測定値(%)
C 52.16 52.27
H 7.88 8.00
N 12.17 11.88
参考例 6
1の四口フラスコに250gのo−ジクロルベ
ンゼンを仕込み、氷冷下ホスゲンを吸収させた。
ホスゲンガスを吹きこみながら、あらかじめ45.2
gの1・3・5−トリス(アミノメチル)ベンゼ
ン(MTA)をo−ジクロルベンゼン500gに溶解
させた溶液を100分間かけて滴下した。滴下が進
むにつれてフラスコ内部の液の粘度が上昇し、ス
ラリー状になつた。アミン滴下終了後30分間は10
℃以下に保つたのちホスゲンを吹きこみながら反
応液を5時間かけて130℃まで昇温し、130℃で6
時間反応させることによりホスゲン化が完了し
た。
参考例4と同様な操作により、54.8g(収率
82.4%)のMTIが得られた。
参考例 7
参考例4と同様にして、42.3gの1・3・5−
トリス(アミノメチル)シクロヘキサン
(H6MTA)のホスゲン化を行ない、53.0g(収率
86.1%)のH6MTIが得られた。
実施例 1
参考例4で得られたMTIを用いて、高不揮発
型の二液型ウレタン塗料を調整した。
成分A: アクリルポリオール[スチレン50
%、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル23.2
%、アクリル酸、n−ブチル26.8%をトルエン
−酸化ブチル(1:1)中で共重合させたもの
で、不揮発分65%、OH価65] 863部
酸化チタン粉末 429.5部
酸化エチル/酢酸ブチル/セロソルブアセテ
ート(1/1/1) 276.1部
成分B:MTI 83.3部
ボールミルで十分に顔料分散をおこなつたA成
分と、B成分とをNCO/OH=1/1となるよう
に上記の割合で混合した。この混合物の不揮発分
は65%であり、その粘度はフオードカツプ#4を
用いて25℃で測定したところ、24秒であつた。こ
のものをただちに表面リン酸鉄処理をした軟鋼板
に乾燥塗膜厚みが30〜40μになるようにスプレー
塗装した。25℃で7日間の養生をおこなつた後に
塗膜の物性評価と耐候性試験を行なつた。
塗膜厚み 30〜40μ
鉛筆硬度 H
エリクセン押出試験 8.5mm
ゴバン目試験(密着性) 100/100
サンシヤインタイプ・ウエザオメータ500時間
△E 1.2
実施例 2〜4
参考例4で得られたMTI、または参考例5で
得られたH6MTIと各種のポリオールを用いて実
施例1と同様にして高不揮発型の二液型ウレタン
塗料の調製をおこない、その塗膜物性および耐候
性を調べた。結果を第1表にまとめたThe compound with the formula is 1, 3, 5-tris(isocyanatomethyl)cyclohexane (hereinafter sometimes abbreviated as H 6 TMI), and these are the corresponding triamine compounds (), i.e. , 1,3,5-tris(aminomethyl)benzene (hereinafter sometimes abbreviated as MTA) and 1,3,5-tris(aminomethyl)cyclohexane (hereinafter sometimes abbreviated as H 6 MTA) ) can be produced by phosgenation. Phosgenation of the triamine compound () can be carried out according to a method known per se. One of them is a method called cold hot phosgenation, in which a raw material triamine compound or an organic solvent solution of the triamine compound is dropped into a cooled liquid phosgene or an organic solvent solution of phosgene under stirring, and then This is a method in which the reaction temperature is raised while phosgene is supplied to proceed and complete the reaction. Another method is to add the salt of the raw triamine compound to an organic solvent to form a slurry, or add an acid to the organic solvent solution of the triamine compound to obtain a slurry of the triamine salt, and then supply phosgene to this slurry. This is a method in which the phosgenation reaction proceeds and is completed by gradually raising the temperature. Although a highly pure raw triamine compound may be used, it is also possible to use a raw material containing a small amount of impurities that are by-produced during the production of the triamine compound. Examples of organic solvents used in the phosgenation reaction include aromatic hydrocarbons, halogenated aromatic hydrocarbons, halogenated aliphatic hydrocarbons, and halogenated alicyclic hydrocarbons, but in particular, chlorobenzene, Halogenated aromatic hydrocarbons such as O-dichlorobenzene are preferred. Salts of triamine compounds include acetates, hydrochlorides, sulfates, carbamates, etc., and among them, carbamates prepared by reacting triamine with carbon dioxide are preferred. Phosgene can be used in either gaseous or liquid form, and phosgene dimer (trichloromethyl chloroformate), which is considered a precursor of phosgene and is known in the art, can also be used. Regarding the reaction temperature between the triamine compound () and phosgene, it is preferable to select a reaction temperature between -20 and 180°C, since too high a temperature will produce a large number of by-products, and a too low temperature will result in a low reaction rate.
Excess phosgene and the reaction solvent are removed from the reaction solution that has been phosgenated in this manner, and then vacuum distillation is performed to obtain the desired triisocyanate compound () with high purity. The triamine compound of the general formula () is also a new compound that has not been described in any literature, and can be produced, for example, by the method described below. That is, 1,3,5-tris(aminomethyl)benzene (MTA) is, for example, 1,3,5-tris(aminomethyl)benzene (MTA)
- H 6 MTA can be obtained by hydrogenating MTA in the presence of a catalyst or by hydrogenating MTA in the presence of a catalyst. It can be obtained by hydrogenating the cyano group and reducing the benzene nucleus all at once in the presence of . First, the production of MTA by hydrogenation of MTN is carried out in the presence of hydrogen in the liquid phase, and can be carried out more preferably by using a solvent. Solvents include benzene, toluene, xylene, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, isobutanol, dioxane,
Solvents that are stable under the reaction conditions such as tetrahydrofuran, liquid ammonia, and water can be used alone or as a mixture of two or more, but alcohol-based or aromatic hydrocarbon-alcohol mixed solvents can be used as inexpensive catalysts, Even when the amount of catalyst is reduced, the yield does not decrease much, so it can be said to be a more preferable solvent. The amount of solvent to be used is 0.5 to 10 times the volume of the raw material trinitrile compound, preferably 1 to 6 times the volume.
This is the range where double capacity gives good results. Of course, there is no major problem in the reaction even if a larger amount of solvent is used, but from an industrial standpoint, it may be economically disadvantageous to use a large amount of solvent. Also LiOH,
Alkali metal hydroxides and alcoholates such as NaOH and KOH are added to raw trinitrile compounds.
By adding 0.05 to 40% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight, more preferable reduction conditions can be obtained. Hydrogenation uses hydrogen gas, and the reaction is preferably carried out in a pressure-resistant container such as an autoclave. The reaction pressure is 30 to 300 Kg/cm 2 G, preferably 30 to 150 Kg/cm 2 G, and the reaction temperature is -10 to 150°C.
Preferably it is 40-120°C. In hydrogenation, it is usually desirable to use a catalyst. Examples of the catalyst include Raney cobalt, Raney nickel, Raney nickel chromium, platinum, palladium, ruthenium, rhodium, etc. These may be used alone or as a mixture of two or more, but among them, Raney nickel chromium is more preferable. Give results. In addition, by selecting an appropriate solvent system and the amount of alkali added, it is possible to use a cheaper Raney nickel catalyst,
Even if the amount of catalyst is reduced, conditions can be obtained in which the yield is relatively less reduced. This MTA is a colorless crystal at room temperature, approximately 50℃
When heated, it becomes a colorless and transparent liquid. When purified under normal conditions, it has a melting point of 49-51°C and a boiling point of 136-139°C/0.4 mmHg. H6 MTA is MTA
or by hydrogenating MTN. When hydrogenating MTA, it is usually carried out in the presence of hydrogen in a liquid phase, and a solvent is used if necessary. As the solvent, for example, water, ethanol, methanol, propanol, isopropanol, isobutanol, dioxane, acetic acid, tetrahydrofuran, etc. can be used alone or in a mixture of two or more, but water is advantageous in that it is cheap; In addition, even when the amount of catalyst is reduced, the alcohol-water mixed solvent does not reduce the yield so much that it can be said to be a more preferable solvent. The solvent is not necessarily required depending on the reaction conditions selected, but if used, the volume should be 0.05 to 10 times, preferably 0.1 to 5 times the volume of the raw material MTA, as long as it gives good results. be. Additionally, alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, and their carbonates, such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, sodium carbonate, and their carbonates, are added to MTA. 0.05~20
More preferable nuclear reduction conditions can be obtained by adding % by weight, preferably 0.1 to 10% by weight. Hydrogenation uses hydrogen gas, and the reaction vessel is not particularly limited as long as it can withstand the corresponding reaction conditions; however, if the reaction pressure is high, a pressure vessel such as an autoclave is used. Reaction pressure is 5-300
Kg/cm 2 G, preferably 5 to 150 Kg/cm 2 G, and the reaction temperature is -10 to 200°C, preferably 50 to 150°C. In hydrogenation, it is usually desirable to use a catalyst. Examples of catalysts include Raney chromium, palladium, platinum, rhodium, ruthenium, etc., which may be used alone or as a mixture of two or more, and optionally activated carbon, silica gel, alumina,
A more preferred catalyst can be obtained by supporting it on a carrier such as diatomaceous earth or pumice. Among these, when the ruthenium catalyst is used as a solvent, especially water containing a small amount of alkali metal hydroxide or carbonate, alcohol, or a mixture of both, the yield does not decrease even if the amount of catalyst added is reduced. It can be said that it is extremely desirable. Furthermore, H 6 MTA can also be obtained by directly hydrogenating MTN. When hydrogenating MTN, more desirable results can be obtained by carrying out hydrogenation in the presence of liquid phase hydrogen and using a solvent. Solvents include benzene, toluene, xylene, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, isobutanol,
Dioxane, tetrahydrofuran, acetic acid, liquid ammonia, water, etc. can be used alone or in a mixture of two or more, and among these, water, ethanol, or a mixture of both are preferred solvents that give the desired product in high yield. During the reaction, by-products can be prevented as much as possible by having ammonia present at the same time or in a liquid ammonia solvent, but the same effect can be obtained by adding 0.01 to 5%, preferably 0.05 to 3.0%, in the solvent. It can also be obtained by adding a certain amount of caustic alkali, such as caustic soda or caustic potash, to the reaction. The amount of solvent used is 50-1000V/W for MTN.
%, preferably 100-600 V/W% is the range that gives good results. Hydrogen gas is used for hydrogenation, and there are no particular restrictions on the reaction vessel as long as it can withstand the selected reaction conditions, but if the reaction pressure is particularly high, it is preferable to carry out the reaction in a pressure-resistant vessel such as an autoclave.
The reaction pressure is 5 to 300 Kg/cm 2 G, preferably 30 to
200 Kg/cm 2 G, reaction temperature is -10 to 250°C, preferably 50 to 200°C. In hydrogenation, it is usually desirable to use a catalyst. Examples of catalysts include Raney cobalt, Raney nickel, Raney nickel chromium, palladium, platinum, rhodium, and ruthenium, which can be used alone or as a mixture of two or more, but among them, rhodium catalysts have a high yield. It is also preferable as a catalyst that provides H 6 MTA. In particular, when water, ethanol, or a mixture of both is used as a solvent, the yield of the hydrogenation reaction is high, and this can be said to be the most preferable reaction condition for obtaining H 6 MTA from MTN in one step. H 6 MTA is a colorless and transparent liquid at room temperature, and does not solidify or form precipitates even when cooled to 0°C. The triisocyanate compound used in the present invention is
It has various advantages over conventionally known polyisocyanates. In other words, it is completely odorless and non-irritating at room temperature, and is a colorless and transparent liquid with extremely low viscosity, and is particularly useful as a component for solvent-free or high-solid urethane paints.
In addition, the raw materials are relatively cheap and the manufacturing method is simple, so the industrial value is extremely high. In the present invention, various polyurethane resins can be produced by various polyaddition processes by utilizing the reaction between such triisocyanate compounds and active hydrogen compounds. The triisocyanate used in the present invention can be used not only as it is, but also as various modified products (dimer, trimer, carbodiimide, etc.) known in the art, as well as polyols, polyamines, etc.
It can also be used in the form of a prepolymer reacted with amino alcohol, water, etc. In the case of applications such as baking paints, it can also be used in the form of so-called masked isocyanates using various known blocking agents. Suitable masking agents include, for example, phenols such as phenol, cresol, and isononylphenol, oximes such as butanone oxime and benzophenone oxime, lactams such as caprolactam, alcohols such as methanol, acetoacetate, and malon. Examples include esters such as acid esters, triazoles such as benzotriazole, and mercaptans. Examples of active hydrogen compounds suitable for reaction with the polyisocyanates according to the invention or the corresponding masked polyisocyanates include:
At least 2 isocyanate-reactive hydrogen atoms
and generally have a molecular weight of 400-10,000. Very suitable compounds of this type are polyhydroxy compounds having 2 to 8 hydroxy groups, especially those having a molecular weight of 800 to 10,000 (more preferably 1,000 to 10,000).
6000) is preferred. For example, polyesters, polyethers, polythioethers, polyacetals, polycarbonates, polyesteramides or similar compounds having at least 2, generally 2-8, preferably 2-4 hydroxy groups can be used. Compounds of this type are generally known per se as raw materials for the production of polyurethanes. Examples of suitable hydroxy group-containing polyesters include reaction products of polyhydric, preferably dihydric alcohols (to which trihydric alcohols may also be added) and polybasic, preferably dibasic carboxylic acids. . Examples of such acids are succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, phthalic acid,
Isophthalic acid, trimellitic acid, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, etc. Examples of suitable polyhydric alcohols include ethylene glycol, Propylene glycol-(1,2) and -(1,3), butylene glycol-(1,4) and -(2,3), hexanediol-(1,6), neopentyl glycol, cyclohexanedimethanol (1, - 4-bis-hydroxymethylcyclohexane), glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, butylene glycol, polybutylene glycol, etc. In addition to the polyhydroxy polyesters mentioned, the polyhydroxy polyethers known in the field of polyurethane chemistry can also be used for the novel triisocyanates. Examples of such polyhydroxy polyethers include at least two hydroxy groups.
Mention may be made, in general, of polyethers known per se having 2 to 8, preferably 2 to 3, polyethers. The polyether can be prepared by polymerizing the epoxide itself, such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, tetrahydrofuran, styrene oxide or epichlorohydrin, for example in the presence of boron trifluoride, or by polymerizing these epoxides, for example in the presence of boron trifluoride. can be prepared by chemical addition of the compounds in the form of a mixture or one after the other to reactive hydrogen atom-containing starting components. Examples of reactive hydrogen-containing starting components include water, alcohols, amines such as ethylene glycol,
Propylene glycol -(1.3) or -(1.
2), trimethylolpropane, 4,4'-dihydroxydiphenylpropane, aniline, ammonia, ethanolamine, and ethylenediamine. Specific examples of these compounds that can be used in the present invention are described, for example, in the following publications:
"High Polymers; Volume 1, Polyurethanes Chemistry and Technology", Saunders-Frissuille, Interscience Publishers New York London, Volume 1,
1962, pp. 32-42, 44-54, Vol. 1964, pp. 5-6, pp. 198-199 Hydroxyl group-containing vinyl polymers are also described in this book. It can be used as a reactant for the triisocyanate according to the invention. This vinyl polymer is a known compound composed of a copolymer of a hydroxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer and other ethylenically unsaturated compounds, such as ethylenically unsaturated esters and hydrocarbons. Examples include copolymers containing the following hydroxyl monomer components: monohydroxy and polyhydroxyalkyl maleates and fumarates such as hydroxyethyl fumarate and its analogues; acrylates and methacrylates containing hydroxyl groups such as trimethylol. propane monomethacrylate,
2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate, 2 (or -
3)-Hydroxypropyl acrylate and methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate and methacrylate, and hydroxyvinyl compounds such as hydroxyethyl vinyl ether and allyl alcohol. Furthermore, partially saponified products of homopolymers such as vinyl acetate or copolymers with other ethylenically unsaturated compounds can also be used as polyols. Polymers containing acid groups obtained by copolymerization of unsaturated acids such as maleic acid, acrylic acid or methacrylic acid can also be used in the lacquer. When the novel triisocyanates according to the invention, or the corresponding masked triisocyanates, are used in the two-component polyurethane lacquers, they are suitable not only for the relatively high molecular weight polyhydroxy compounds mentioned above, but also for the 62 It is also miscible with any low molecular weight polyol having a molecular weight within the range of -400. In many cases it is advantageous to use mixtures of the high molecular weight polyhydroxyl compounds mentioned above and low molecular weight polyhydroxyl compounds of the above type. The NCO/OH ratio in this two-component polyurethane lacquer is generally 0.8:1.
or 1.2:1. Examples of suitable low molecular weight polyhydroxyl compounds having molecular weights within the aforementioned ranges include diols and/or triols having hydroxyl groups attached in an aliphatic or cycloaliphatic type of bond, such as ethylene glycol, propane, etc. −
1,2-diol, propane-1,3-diol, hexamethylene diol, trimethylolpropane, glycerol, trihydroxyhexane, 1,2-hydroxycyclohexane, 1,4
-dihydroxycyclohexane. Low molecular weight polyols having ether groups, such as diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, tetrapropylene glycol, are also suitable. In principle, mixtures of the polyhydroxy compounds mentioned can also be used. However, each component therein must be mutually compatible. Lacquers prepared according to the invention using the new triisocyanates or the corresponding masked triisocyanates have the following great advantages: This means that the lacquer can be used without solvents, thereby producing weather-resistant coatings with excellent mechanical properties without the formation of bubbles. When producing this lacquer mixture (lacquer composition), the addition of moisture absorbers or dehydrating agents is generally unnecessary. The lacquers of this invention may be mixed with pigments and fillers in equipment commonly used in the lacquer industry. Raw materials and/or auxiliaries for this lacquer, such as cellulose esters, leveling agents, etc.
agents), plasticizers, silicone oils, resins and/or other customary substances can of course also be added.
Known catalysts can be used to control the reactivity of the polyurethane lacquer. This lacquer can be coated on the surface to be coated in a conventional manner, for example, by brushing, spraying, dipping, or the like. It is particularly useful for coating any article made of wood, metal, plastic or other materials.
The present invention can also be used as a method for producing polyurethane adhesives, foams, artificial leathers, fillers, etc. other than urethane paints. Reference example 1 1,3,5-tricyanobenzene (MTN)15
15 g of Raney nickel chromium (atomic ratio Ni:Cr = 49:1) developed by conventional method, 27 ml of methanol,
Capacity 300 with 63ml xylene and 0.18g possible soda
ml in a magnetically stirred autoclave, and the initial pressure
When high-pressure hydrogen was injected at 100 kg/cm 2 G and the reaction was carried out at 100°C, 0.59 mol of hydrogen was absorbed in 35 minutes. The catalyst was filtered off, the solvent was distilled off, and 12.8 g of 1,3,5-tris(aminomethyl)benzene (MTA) was obtained by distillation under reduced pressure. This MTA has a melting point of 49-51℃ and a boiling point of 136-139℃/
It is a colorless crystal at room temperature of 0.4mmHg, and becomes a colorless and transparent liquid when heated to about 50℃. Reference Example 2 30 g of 1,3,5-tris(aminomethyl)benzene (MTA) was mixed with 3 g of 5% ruthenium-alumina catalyst (manufactured by Nippon Engelhard), 60 g of water, and 0.75 g of sodium chloride in a 300 ml electromagnetic stirrer. When it was sealed in an autoclave, high-pressure hydrogen with an initial pressure of 120 kg/cm 2 G was injected, and the reaction was carried out at 115°C for 25 minutes, the result was 0.61
Molar hydrogen uptake occurred. After filtering the catalyst and distilling off the solvent,
26.8 g of 1,3,5-tris(aminomethyl)cyclohexane (H 6 MTA) was obtained. This H 6 MTA obtained by this method has a boiling point of 127-8℃/1mm
It was a colorless and transparent low viscosity liquid of Hg. Reference example 3 1,3,5-tricyanobenzene (MTN) 20
g of 25% NH 3 with 80 ml of water, 300 mg of sodium hydroxide and 4 g of commercially available 5% rhodium-alumina catalyst.
Enclosed in a magnetic stirring autoclave, initial pressure 120
When reacted for 70 minutes at 105℃ under high pressure hydrogen of Kg/cm 2 G, 0.95 mol of hydrogen was absorbed and H 6 MTA with both nitrile and nucleus reduced was obtained with a yield of 45%. . Reference Example 4 90.0 g of 1,3,5-tris(aminomethyl)benzene (MTA) was dissolved under heating in 1200 ml of o-dichlorobenzene in a 24-necked flask. When carbon dioxide gas was passed through the obtained amine solution until no weight increase was observed, a slurry of colorless crystals was obtained. This slurry was kept at 10°C or less for 30 minutes while blowing phosgene gas under stirring, then the temperature was raised to 130°C over 2 hours while continuing to supply phosgene, and the temperature was kept at 130°C for 5 hours. As the phosgenation reaction progressed, the slurry turned into a solution and finally became a homogeneous, slightly yellowish, transparent solution. After removing the dissolved phosgene by blowing nitrogen gas into the phosgenation reaction completed liquid, it is heated under reduced pressure.
The solvent o-dichlorobenzene was distilled off. When the obtained crude isocyanate was vacuum distilled, the boiling point was
112.9 g of 1,3,5-tris(isocyanatomethyl)benzene (MTI) was obtained at 173-175°C/0.4 mmHg (molar ratio 85.21%). This MTI was a liquid with low viscosity even at 5°C, and there was no strong isocyanate odor. When the amine equivalent was measured, it was 83.25.
(Theoretical value 81.1). The IR spectrum of the obtained MTI is shown in Figure 1. Since the obtained MTI contained a trace amount of impurity, the following experiment was conducted to remove this and confirm the identification. That is, a small amount of MTI was reacted with a large amount of methyl alcohol to obtain a methylurethane compound, and this was recrystallized using acetone as a solvent to obtain white crystals of MTI trimethylurethane (recrystallization yield 71.5%). ).
The results of elemental analysis of the purified trimethylurethane compound were in good agreement with the theoretical value, and its melting point was 155-156°C. Elemental analysis value (as C 15 H 21 N 3 O 6 ) Theoretical value (%) Measured value (%) C 53.09 53.03 H 6.24 6.01 N 12.38 12.09 Reference example 5 1,3,5-tris(aminomethyl)benzene (MTA ), 70.0 g of 1,3,5-tris(aminomethyl)cyclohexane (H 6 MTA) was used, and the temperature was raised from 10°C to 120°C over 6 hours.
When phosgenation was carried out in the same manner as in Reference Example 4 except that it was kept at 120℃ for 6 hours, the boiling point was 170-174℃/
91.8 g of 1,3,5-tris(isocyanatomethyl)cyclohexane (H 6 MTI) of 0.53 mmHg was obtained. (Molar yield 90.1%). This H 6 MTI was a low viscosity liquid and odorless even at 5°C. The actual value of amine equivalent was 84.71 (theoretical value 83.08). obtained
The IR spectrum of H 6 MTI is shown in Figure 2. As in the case of MTI, it was purified by methylurethanization and recrystallization (solvent acetone).
The elemental analysis values of trismethylurethanide of H 6 MTI were as follows. Elemental analysis value (as C 15 H 27 N 3 O 6 ) Theoretical value (%) Measured value (%) C 52.16 52.27 H 7.88 8.00 N 12.17 11.88 Reference example 6 250 g of o-dichlorobenzene was placed in the four-neck flask from 1. The mixture was prepared and allowed to absorb phosgene under ice-cooling.
45.2 in advance while blowing in phosgene gas.
A solution of 1,3,5-tris(aminomethyl)benzene (MTA) dissolved in 500 g of o-dichlorobenzene was added dropwise over 100 minutes. As the dropping progressed, the viscosity of the liquid inside the flask increased and became slurry-like. 10 minutes for 30 minutes after the completion of amine dripping.
After keeping the temperature below ℃, the reaction solution was heated to 130℃ over 5 hours while blowing phosgene, and then heated to 130℃ for 6 hours at 130℃.
Phosgenation was completed by reacting for hours. By the same operation as in Reference Example 4, 54.8g (yield
An MTI of 82.4%) was obtained. Reference example 7 In the same manner as reference example 4, 42.3g of 1, 3, 5-
Tris(aminomethyl)cyclohexane (H 6 MTA) was phosgenated to yield 53.0 g (yield
A H6 MTI of 86.1%) was obtained. Example 1 Using the MTI obtained in Reference Example 4, a highly nonvolatile two-component urethane paint was prepared. Component A: Acrylic polyol [styrene 50
%, 2-hydroxyethyl methacrylate 23.2
%, acrylic acid, n-butyl 26.8% in toluene-butyl oxide (1:1), non-volatile content 65%, OH value 65] 863 parts Titanium oxide powder 429.5 parts Ethyl oxide/butyl acetate /Cellosolve acetate (1/1/1) 276.1 parts Component B: MTI 83.3 parts Component A, whose pigment was sufficiently dispersed in a ball mill, and component B were mixed in the above ratio so that NCO/OH = 1/1. mixed with. The non-volatile content of this mixture was 65% and its viscosity was 24 seconds as measured at 25°C using a #4 food cup. This product was immediately spray-painted onto a mild steel plate whose surface had been treated with iron phosphate so that the dry coating thickness was 30 to 40 μm. After curing for 7 days at 25°C, the physical properties of the coating film were evaluated and a weather resistance test was conducted. Coating film thickness 30-40μ Pencil hardness H Erichsen extrusion test 8.5mm Goban test (adhesion) 100/100 Sunshine type weatherometer 500 hours
△E 1.2 Examples 2 to 4 Highly non-volatile two-component urethane was produced in the same manner as in Example 1 using the MTI obtained in Reference Example 4 or the H 6 MTI obtained in Reference Example 5 and various polyols. A paint was prepared and its physical properties and weather resistance were investigated. The results are summarized in Table 1.
【表】
ポリエステルポリオール:アジピン酸2モ
ル、ジプロピレングリコール1モル、トリメチ
ロールプロパン2モル、ヤシ油脂肪酸1モルの
共縮合物で、不揮発分100%、OH価220
アクリルポリオール:スチレン50%、メタクリル
酸2ヒドロキシエチル23.2%、アクリル酸n−
ブチル26.8%をトルエン−酢酸ブチル(1:
1)中で共重合させたもので、不揮発分65%、
OH価65
ポリエステルポリオール:アジピン酸2モル、
ジエチレングリコール1モル、トリメチロール
プロパン2モル、ヤシ油脂肪酸1モルの共縮合
物で不揮発分100%、OH価230
BA:酢酸ブチル
EA:酢酸エチル
CA:セロソルブアセテート
実施例 5
H6MTI254.1部を1・3−ブチレングリコール
45.1部と混合し、75〜80℃で4時間加熱してイソ
シアネート基含有量28.1%の付加体を得た。ポリ
エステルポリオール(トリメチロールプロパン1
モル、エチレングリコール2モル、ジプロピレン
グリコール2モルおよびアジピン酸4モルを縮合
して得られたもので、固形分100%、OH価185の
もの)300部を酸化チタン300部とシンナー321部
と共にボールミルで分散させ、上記イソシアネー
ト付加体150部を混合した。この混合物の不揮発
分は70%であり、またそのフオードカツプ#4粘
度は25秒であつた。
リン酸塩処理した軟鋼板にスプレー塗装し、25
℃で7日間の養生を行なつた後に塗膜の性能評価
を行なつた。
鉛筆硬度 HB
エリクセン押出試験 8.5mm
ゴバン目試験 100/100
耐候性 △E 0.7
(サンシヤインタイプ・ウエザオメータ500時
間)
実施例 6
エトキシエチルアセテート117部にH6MTI49.8
部を溶解させ、これにポリエチレンブチレンアジ
ペート(分子量3000)300部を加え、70〜75℃で
3時間反応させた(NCO/OH=3)。イソシア
ネート基含量が3.6%であるポリイソシアネート
の溶液(NV=75wt%)が得られた。この溶液を
表面リン酸処理した軟鋼板にスプレー塗装した。
25℃で7日間の養生を行なつた後に塗膜の物性評
価と耐候性試験を行なつた。
鉛筆硬度 2B
エリクセン押出試験 8.0mm
ゴバン目試験 100/100
耐候性 △E 0.7
デユーサイクル・ウエザオメータ500時間
異常なし
実施例 7
MTI243部とポリオキシプロピレングリコール
(分子量1000)500部とをキシレン248部中で70〜
75℃に保ちながら、3時間反応させた。(NCO/
OH=3)イソシアネート基含量が8.5%のポリイ
ソシアネート溶液(固型分75%)が得られた。こ
の溶液を軟鋼板にスプレー塗装し、25℃で7日間
養生を行なつた後に塗膜の物性評価と耐候性試験
を行なつた。
鉛筆硬度 HB
エリクセン押出試験 8.0mm
ゴバン目試験 100/100
耐候性 △E 0.7
デユーサイクル・ウエザオメータ250時間
異常なし
実施例 8〜10
実施例6と同様にして、H6MTIと種々の活性
水素化合物とからポリイソシアネート溶液を製造
した。それらを塗膜性能とともに第2表に示し
た。[Table] Polyester polyol: Cocondensate of 2 moles of adipic acid, 1 mole of dipropylene glycol, 2 moles of trimethylolpropane, and 1 mole of coconut oil fatty acid, non-volatile content 100%, OH value 220 Acrylic polyol: 50% styrene, methacrylic 23.2% dihydroxyethyl acid, n-acrylic acid
Butyl 26.8% toluene-butyl acetate (1:
1) Copolymerized in 65% non-volatile content,
OH value 65 Polyester polyol: 2 moles of adipic acid,
A co-condensate of 1 mole of diethylene glycol, 2 moles of trimethylolpropane, and 1 mole of coconut oil fatty acid with a non-volatile content of 100% and an OH value of 230 BA: Butyl acetate EA: Ethyl acetate CA: Cellosolve acetate Example 5 254.1 parts of H 6 MTI 1,3-butylene glycol
45.1 parts and heated at 75-80°C for 4 hours to obtain an adduct with an isocyanate group content of 28.1%. Polyester polyol (trimethylolpropane 1
(obtained by condensing 2 moles of ethylene glycol, 2 moles of dipropylene glycol, and 4 moles of adipic acid, with a solid content of 100% and an OH value of 185), 300 parts of titanium oxide, 300 parts of titanium oxide, and 321 parts of thinner. The mixture was dispersed using a ball mill, and 150 parts of the above isocyanate adduct were mixed therein. The non-volatile content of this mixture was 70% and its food cup #4 viscosity was 25 seconds. Spray-painted on phosphate-treated mild steel plate, 25
After curing for 7 days at ℃, the performance of the coating film was evaluated. Pencil hardness HB Erichsen extrusion test 8.5mm Goblin test 100/100 Weather resistance △E 0.7 (Sunshine type weatherometer 500 hours) Example 6 H6 MTI49.8 in 117 parts of ethoxyethyl acetate
300 parts of polyethylene butylene adipate (molecular weight 3000) was added thereto, and the mixture was reacted at 70 to 75°C for 3 hours (NCO/OH=3). A solution of polyisocyanate with an isocyanate group content of 3.6% (NV=75 wt%) was obtained. This solution was spray-painted onto a mild steel plate whose surface had been treated with phosphoric acid.
After curing at 25°C for 7 days, the physical properties of the coating film were evaluated and a weather resistance test was conducted. Pencil hardness 2B Erichsen extrusion test 8.0mm Goban test 100/100 Weather resistance △E 0.7 Ducycle Weatherometer 500 hours
No abnormality Example 7 243 parts of MTI and 500 parts of polyoxypropylene glycol (molecular weight 1000) were mixed in 248 parts of xylene at 70 to 70 parts.
The reaction was allowed to proceed for 3 hours while maintaining the temperature at 75°C. (NCO/
OH=3) A polyisocyanate solution (solid content 75%) with an isocyanate group content of 8.5% was obtained. This solution was spray-painted onto a mild steel plate, and after curing at 25°C for 7 days, the physical properties of the coating film were evaluated and a weather resistance test was conducted. Pencil hardness HB Erichsen extrusion test 8.0mm Goban test 100/100 Weather resistance △E 0.7 Ducycle Weatherometer 250 hours
No abnormalities Examples 8 to 10 Polyisocyanate solutions were produced from H 6 MTI and various active hydrogen compounds in the same manner as in Example 6. These are shown in Table 2 along with the coating film performance.
第1図は参考例4で得られたMTIのIRスペク
トルであり、第2図は参考例5で得られた
H6MTIのIRスペクトルである。
Figure 1 is the IR spectrum of MTI obtained in Reference Example 4, and Figure 2 is the IR spectrum of MTI obtained in Reference Example 5.
This is an IR spectrum of H 6 MTI.
Claims (1)
素化合物を反応させることを特徴とするポリウレ
タン樹脂の製造法。[Claims] 1 General formula () (In the formula, [Formula] represents [Formula] or [Formula].) A method for producing a polyurethane resin, which comprises reacting a triisocyanate compound represented by the following with an active hydrogen compound.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61251131A JPS62149720A (en) | 1979-05-29 | 1986-10-21 | Production of polyurethane resin using novel triisocyanate compound |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6717179A JPS55167269A (en) | 1979-05-29 | 1979-05-29 | Novel triisocyanate compound and its preparation |
JP61251131A JPS62149720A (en) | 1979-05-29 | 1986-10-21 | Production of polyurethane resin using novel triisocyanate compound |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6717179A Division JPS55167269A (en) | 1979-05-29 | 1979-05-29 | Novel triisocyanate compound and its preparation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62149720A JPS62149720A (en) | 1987-07-03 |
JPS6247882B2 true JPS6247882B2 (en) | 1987-10-09 |
Family
ID=26408345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP61251131A Granted JPS62149720A (en) | 1979-05-29 | 1986-10-21 | Production of polyurethane resin using novel triisocyanate compound |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS62149720A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08283690A (en) * | 1995-04-10 | 1996-10-29 | Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd | Curing adhesive |
-
1986
- 1986-10-21 JP JP61251131A patent/JPS62149720A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62149720A (en) | 1987-07-03 |
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