JPS63308022A - ポリイソシアヌレート重合体組成物の製法 - Google Patents

ポリイソシアヌレート重合体組成物の製法

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JPS63308022A
JPS63308022A JP63054740A JP5474088A JPS63308022A JP S63308022 A JPS63308022 A JP S63308022A JP 63054740 A JP63054740 A JP 63054740A JP 5474088 A JP5474088 A JP 5474088A JP S63308022 A JPS63308022 A JP S63308022A
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alkylene carbonate
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ウサマ・イー・ヤウンズ
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Arco Chemical Co
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は少くとも2a[の流れを反応射出成型(RIM
)マシンの凹所に射出することよシなる剛い反応射出成
型されたポリウレタン変性ポリイソシアヌレート熱硬化
性重合体組成物の製法に関する。
〔従来の技術〕
離型剤を有する反応射出成型されたエラストマー例えば
ポリウレタン発泡生成物の製造は周知で6Dそして自動
車の車体パーツ及び他の応用物の製造に知られてきてい
る(米国特許第4.420.570号明細書参照)。一
般に市販のRIMマンンは2樵の流れのものであって発
泡製品を製造するが3棟、4種又はそれ以上のものも用
いられうる。
広範囲の三量化触媒を用いるポリイソシアヌレート発泡
体の製造が示唆されそして用いられている(例えば米国
特許第4,033,908号明細書及びそこに引用され
ている文献参照)。
米国特許第3,878,156;3,883,466及
び3.886,102号明細書はすべてポリエーテルポ
リオール、イソシアナート、有機カーボネート及び非ア
ミン含有金属触媒からの剛い非海綿状ポリウレタン組成
物の製法を記載している。
米国特許第4,035,331号明細書はアミン開始ポ
リオール、イソシアナート及び有機カーボネートの液状
変性剤を用いる剛い非海綿状ポリウレタン組成物を開示
している。
米国特許第3,703,520号明細書はエチレンカー
ボネート及びトリエチレンジアミンの不溶性三蓋化付加
物触媒の製造を記載している。
〔発明の概要〕
本発明によれば 少くとも2種の流れをRIMマシンを経て所望の形状の
型の凹所に射出して外界温度から約140℃の温度で有
機ジ又はポリイソシアナートの少くとも1種の流れ並び
にインシアナート・カーボネート・ポリオール組成物の
100部に基づいて約2〜約50重量部の環状アルキレ
ンカーボネート及び約2〜約50@i1部のポリエーテ
ルポリオールの第二の流れを全組成物に基づいて約0.
01〜約5.0重量%の濃度の触媒としての第三級アミ
ン及び環状アルキレンカーボネートの可溶性付加物の存
在下反応させることを含む剛いRIMポリウレタン変性
ポリイソシアヌレート熱硬化性東合体組成物を製造する
改良された方法が提供される。
付加物触媒にあるものを除いて環状アルキレンカーボネ
ートはジ又はポリイソシアヌレートとともに射出されう
る。
それ故反応射出成型(RIM)マシンを経て改良された
性質を有する剛いポリウレタン変性ポリイソシアヌレー
ト熱硬化性組成物を製造する改良された方法を提供する
のが本発明の主な目的である。
外部の離型剤を用いる従来の標準のRIMウレタンよシ
も100℃で10倍も型から離れるポリウレタン変性ポ
リイソ7アヌレー)RIM組成物を提供するのが本発明
の他の目的である。
本発明のこれら及び他の目的及び利点は本発明の記載及
び特許請求の範囲から明らかになるだろう口 本発明によれば剛いポリウレタン変性ポリイソシアヌレ
ート熱硬化性重合体組成物は少くとも2種の流れを所望
の形状のRIMマク/の型の凹所に射出して大体外界温
度〜約140℃で有機ジ又はポリイソシアネートの少く
とも1種の流れ並びにインシアナート・カーボネート−
ポリオール組成物に基づいて約2〜約50重量部好まし
くけ約10〜約25重量部の環状アルキレンカーボネー
ト及び約2〜約50重量部好ましくは約10〜約25重
量部のポリエーテルポリオールの第二の流れそして全組
成物に基づいて約0.01〜約5.0重tS好ましくは
約0.02〜約0.2重蓋チの濃度で触媒として第三級
アミン及び環状アル千しンカーボネートの可溶性付加物
を含む反応混合物を反応させることにより反応射出成型
(RIM)することによって製造される。前述した如く
環状アルキレンカーボネートのあるものはジ又はポリイ
ソシアナートを含む流れとともに射出されうる。
脂肪族、脂項族及び芳香族ポリイソシアナートを含む広
範囲の有機インシアナートが本発明に用いられそして1
分子当り2個以上のイソシアナー) (NGO)基を含
む特徴を有する。代表的な有機ジ又はポリイソシアナー
トはp−フ二二しンジインンアナート、ポリメチレンポ
リフェニルイソシアナート、トルエン2.4−及び2.
6−ジイソシアナート又は七の混合物、ジアンフジ/ジ
イソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、ナ
フタレン−1,4−ジイソシアナート、オクテレンー1
.8−ジイソシアナート、4,4′ −ジフェニルプロ
パンジイソシアナート、3.3’−ジメチルジフェニル
メタン−4,4’−ジイソシアナート、トリフェニルメ
タントリイソシアナート、3.3′−ジトリレアー4.
4’−ジイソシアナート。
4−りaロー1,3−フェニレンジイソシアナート、1
.4−.1.3−及び1.2−7クロヘキシレンジイソ
ンアナートそして一般に米国特許第3.577.358
号明細書に開示されたイソシアナートを含む。ポリイン
シアナートの混合物も用いられ例えばアニロ/・ホルム
アルデヒド縮合物のホスゲン化によシ製造されるジ及び
高い官能性のポリイソシアネートの粗混合物又は米国特
許第3.962,302及び3,919,279号明細
書に記載された適当な溶媒中VC浴解した対応するカル
バメートの熱分解によシ製造されるものでろシ、両者は
粗MDI又はPMDIとして知られている。有機ポリイ
ンシアナートは標準の周知の条件下で過剰のポリインシ
アナートとポリオール(ポリイソシアナート対ポリオー
ルを基にして約20=1〜2:1に及びそして例えばポ
リエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジ
ェテレングリコールモノプテルエーテル、エチレングリ
コールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールな
どそしてポリエステルポリオール及びポリエーテルポリ
オールを含むカルボン酸により部分的にエステル化され
たグリコール又はポリグリコールを含む)とを反応させ
ることによ#)製造されたイソシアナート末端プレポリ
マーでありうる。ポリアミン及びそれからの対応するメ
チレン橋かけポリフェニルポリイソシアナートを製造す
る周知の方法は文献及び多くの特許例えば米国特許第礼
683゜730:2,950,263:3,012,0
08:3,334゜162及び3,362,979号明
細書に開示されている。インシアナートは不純物又は添
加物例えばカルボジイミド又はウレトニミン変性MDI
生成物を含みうる。好ましいポリインシアナートはジフ
ェニルメタンジイソシアナー)2.4’異性体でありそ
れは2,2′異性体及び高い官能性のポリイソ/アナー
トポリメチレンボリフェニルインシアナート混合物を含
みそれは約20〜約85重量−のジフェニルメタンジイ
ンシアナート異性体を含みうる。一般にM機インシアナ
ートは約100〜約10.000 の範囲の分子量を有
する。好ましいポリイソシアナートの代表的なものはア
ップジョ/・カンパニーによシ「インナー) (I烏o
nate)143−LJ及び「インナート181」とし
て市販されているそれぞれカルボジイミド変性ジフェニ
ルメタンジイソシアナート及びエチレングリコールを中
ヤップされたインンアナートブレボリマー(22,9%
NC0)、rルビネー) (Rubinate)−MJ
(ルビコン・ケミカル・インコーポレテッド)及び同様
なジイソシアナートである。RIM法で用いられるイソ
シアナートの量は反応混合物中のイソシアナート・アル
キレンカーボネート拳ポリオール成分に基づいて約95
〜約50重量部好ましくは約80〜約65重量部であろ
う。
インシアナート・カーボネート・ポリオール組成物に基
づいて約2〜約50重量部好ましくは約10〜約25重
量部の量で本発明で用いられる環状アルキレンカーボネ
ートは一般式 (式中Rは水素、 CH,、C,H,又はCm 〜CI
<1炭化水素である)を有する。代表的な環状アルキレ
/カーボネートは例えばエチレンカーボネート、プロピ
レンカーボネート、ブチレンカーボネート、スチレンカ
ーボネート、オクテレンヵーボネート。
それらの混合物などを含む。液状のアルキレンカーボネ
ートが好ましいがしがしもし他の液状アルキレンカーボ
ネートによシ又はそれらが用いられる反応温度によシ液
状となるならば固体又は半固体のカーボネートが用いら
れうる。プロビレ/カーボネートは好ましい環状アルキ
レンカーボネートである。粘度を低下させるためにイン
シアナートとともにそして混合してRIM射出法におい
てアルキレンカーボネートの成るものも文論えられうる
ポリエーテルポリオール又はポリエーテルポリオールの
混合物は本発明で用いられるポリオ中ジアルキレンポリ
エーテルポリオールであって2〜約10個のヒドロキン
ル基を有するものを含む。
このようなポリエーテルポリオール及びそれらの製法は
サウ/ダーズ(Saund@rs)及びフリンシュ(F
risch)により「ポリウレタンズ:ケミストリー拳
アンド拳テクノロジー」インターサイエンス・パブリツ
シャーズ% 1964に記載されている。特に好適なポ
リエーテルポリオールは約200〜約10.000又は
それ以上好ましくは約2000〜約8000の分子量を
有しそして2〜約8個のヒドロキンル基を有する開始剤
化合物とアル中しンオキンド又はこのような陵化物の混
合物との反応によシ製造されるものを含む。好適な開始
剤化合物は例t ハエテレングリコール、プロピレング
リコール、水、ジグロピレングリコール、トリメテレ/
グリコール%1. 2−、 1. 3−及び1.4−ブ
タンジオール、グリセロール、1.2.6−ヘキサンド
リオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロ
パン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、砂糖など
を含む。使用に適したアルキレンオキンドはエテレンオ
中シト、プロピレンオキシ)’、1.2−及び2.3−
プロレンオキシド、スチレンオキシド、エビクロロヒド
リン、エビブロモヒドリン及びこれらの混合物などを含
む。ポリエーテルポリオールはジオール又はトリオール
そしてキャップされたジオール又はトリオール又はこれ
らの混合物でありうる。アミン又はヒドロ中シル末端−
ポリプタジエンも文相いられうる。鎖延長剤又はこれら
の混合物は又全処方中でポリエーテルポリオールととも
に用いられうる。このような鎖延長剤は二官能性及び三
官能性鎖延長剤の混合物を含む。用いられつる代表的な
周知の鎖延長剤はジオール、アミノアルコール及びジア
ミン又はこれらの混合物を含む。
ポリウレタン変性ポリイソシアヌレート冨合体の形成用
の本発明で用いられる触媒は三量化触媒でろりそして前
述の如き第三級アミンと環状アルキレンカーボネートと
の反応の可溶性複合体(eomplex)付加物でるる
。好ましい触媒はトリエチレンジアミ7(DABCO)
  及びプロピレンカーボネートの付加物である。本発
明の触媒が最適のRIM結果部ち2分以内にRIM反応
を触媒化させるためにそれらは約1時間〜約90日間主
として十分に熟成されるべきであシ七の期間は所定の触
媒#度及び熟成温度に依存しよう。外界温度の熟成は用
いられそして一般に例えば約0.5重量%の濃度で約1
2時間であろう。より短い期間はよシ高い温度例えば約
り0℃〜約120℃及び/又は増大した濃度で実現され
よう。
複合体付加物触媒を形成するのに用いられうる第三級ア
ミンは例えばN−メチルモルホリン、N−エチルモルホ
リン、ジメチルアミノンクロヘキサン、トリエチレンジ
アミン、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル、ジメ
チルエタノールアミン、1.4−ジメチルピペラジン、
トリメチルアミノプロピルエタノールアミン、トリメチ
ルヒドロキシエチルエチレンジアミy N、 N、 N
′、N’−テトラメチルエチレンジアミンなどを含む。
本発明の実施について必須ではないがポリウレタン変性
ポリイソシアヌレート軍合体の色又は性質を増大させる
通常周知の添加物の使用も所望ならば用いられうる。例
えば補強物〔粉末、顆粒又は長いファイバーの形例えば
チョップされた又はミルされたガラスファイバー、チョ
ップされ又はミルされたカーボンファイバー、けい素フ
ァイバ−1合成ファイバー例えばナイロン又は「ケブラ
ー (K・マJar)J、ポリエチレ/又はポリプロピ
レンファイバー又はストランド、天然ファイバー(羊毛
又は木M)、セルロース性ファイバーなど〕が用いられ
うる。ファイバーの織られた又は織られていないマット
も用いられうる。
本発明のポリウレタン変性ポリイソシアヌレート組成物
は主として非海綿状である。しかし反応成分即ちポリイ
ソシアナート、ポリオールそしてアルキレ/カーボネー
ト式らに付加物触媒に存在しうる少量の水のために組成
物は重合体に小さい又は微小のセルを含みうる。
優れた離型が本発明のRIM処方のみで得られるが外部
又は内部の離型剤例えは有磯酸基を有するジメチルシロ
キサンが用いられうる。
〔実施例〕
本発明は下記の実施例(本発明の特別な特徴を含む)に
よりさらに十分に説明される。しかし実施例は本発明を
制限するものと決して考えてはならず本発明の趣旨及び
範囲から離れることなく多くの変化が可能であることは
理解されよう。
実施例1 下記の処方が1−テン・スウイーツ(MartlnSv
e e t s )の「フレキサマチック(Fl@ca
matle)HP−206JRIMマシンで反応射出成
型されて約20X20X0.32m(s’xB’x14
#)の7/I/ミニウム型に入れられた。
gast」−49,87− 米ポリオール「ニアツクスE351Jはユニオン・カー
バイド・コーポレーショ/により市販されているポリエ
ーテルポリオールであって第一級ヒドロキシル基を含む
ポリオ中ジプロピレンジオールのエチレンオ中シト付加
物を含む中ヤップされたジオールである。
成分Bを室温で24時間放置(熟成)してアミン・カー
ボネート付加物を形成した。132.8Fの成eA及び
94.6fの成分Bをアルミニ9ムの型に衝突混合した
。材料を約1分で型から取シ出した。形成されたポリウ
レタン変性ポリイソシアヌレートは次に1200で2時
間後硬化された。
「インストロ7 (Inatron)J  による材料
のテストでは引張強さ及びヤング率がそれぞれ約272
=3Kq/cnl (3890psi)及び約8629
々/al (123270psl)でアリソして曲げ強
さ及び曲【デモジエラスがそれぞれ約385Kf/i(
5500pat)及び約8629Kf/cM2(123
270psi)であり、アイゾツト衝撃強さは約0.0
21 m、 Kf/6I4(0,39ft・jb/in
)でおりシヨアD硬度は70であった。
実施例2 同一量の成分人及びB組成物を用い実施例1の方法を繰
返し七の中に繊ったガラスマットを敷いたアルミニウム
の型中に衝突混入した。反応重合体組成物を約1分で離
型させ2時間120℃で後硬化した。得られた成型した
ポリウレタン変性ポリイソシアヌレートをテストすると
引張強さ約900KI/ls” (12850palχ
ヤング率約31112Kf/cwt” (444450
pal)、曲げ強さ約565す/−(8070psi)
、曲げモジュラス約18561Kf/cnt”(265
160psi)、ノツチ付アイゾツト衝撃強さ約0.9
77 m、Kf/am(18,1ft@tb/in) 
 そしてシヨアD硬度7Bであった。
実施例3 下記の処方を実施例1におけるようにマーテン・スウイ
ーツマシンで反応射出成型した。
(鎖延長剤)   33.75% トリエチレンジアミン・ プロビレ/カーボネート 付加物      0.36% ジプチル錫ジ ラウレート    0.02% 70部の成分A及び30部の成分B(49,3%インシ
アナート、30チボリオール、15.3襲1゜4ブタン
ジオール及び6.2%プロピレンカーボネートの全処方
を有する)をアルミニウムの型に衝突混合させた。材料
を約1分で離型した。形成したポリウレタン変性ポリイ
ン7アヌレートを次に2時間120℃で後硬化した。「
インストロン」による重合体のテストでは引張強さ約2
44Kf/1(3485psi)%ヤング率約4341
Kf/2(62019pal)、曲げ強さ約294h/
cPR” (4196pal) 、曲げモジュラス約7
398に、/備” (105690psl)及び伸び1
44.9儂であった。
実施例4 本発明に用いられる可溶性第三級アミン・プロピレンカ
ーボネート付加物三量体化触媒の製造5.5Fのトリエ
チレンジアミン(DABCO)を558.4tのプロピ
レンカーボネート(アトランチツクeリッチフィールド
・力/パニーの^RCO−ケミカル・ディビジョンによ
り市販されている「^RCONATEJ5000)  
に浴解しそして溶液を約500 時間寥温で放置して(
付加物を形成させそして混合物を熟成)#褐色の触媒溶
液を得た。
熟成の関数としての触媒の活性をMDI(rインナート
143LJ)及びプロピレンカーボネート中の触媒溶液
の0.11の70:30重量部混合物の外界温度25℃
における硬化温度を測定することによシ立証した。
0          2.000時間硬化せず21.
5          150045.5      
     90069.5           24
094.5          13.6190.5 
          6.0220.5       
    4.5268.5           3・
3335.5           3.2507.5
           2.0671.5      
     1.5実施例5 プロピレンカーボネート中のN、 N、 N’、 N’
−テトラメチルエチレンジアミンの5%溶液を製造しヤ
してf#液を21時間60℃で熟成させ溶液の濃色化が
認められ活性触媒付加物の形成を示した。
この触媒溶液を、実施例1の方法に従ったRIM処万中
で、熟成なしの新しく製造し九N、 N、N’、N’−
テトラメチルエチレンジアミンと、70%MDI(「イ
ンナート143LJ)、 10%ポリエーテルポリオー
ル(「ナイアツクスE351J)、10%プロビレ/カ
ーボネート及び5%触媒付加物溶液の10チ(11度、
全組成物の0.5チ)について比較し丸。反応性の結果
は新しい熟成なしの溶液では硬化時間がなく21時間熟
成した触媒浴液では硬化時間は0.95分でめった。
実施例6〜9 下記の反応混合物を実施例1におけるようにマーデン・
スウイーツRIMマ7ン中VC(lIi突混合した。1
ffleAUユニオン+1カーバイド・コーポレーショ
/の「インナート18」でめった。テスト結果は下記の
表に示される。実施例7〜8は不織ガラスマットを含み
成型した重合体は40重量−のガラスを含有した。
成分A       成    分    B6 7B
、4  10.64  10.80  .167 78
.1  10.79  10.95  .168 63
.6  18.04  18.20  .169 64
.4  17.64  1?、80  .16引ジ長強
き      引張モジュラス    沖び6 約57
9[8273)  約14091(201300)  
 7.27 約960C13711)  約31408
[:4486801 8.08 約928(13259
)  約23172[331030)  10.99 
約401[5726)  約8610(123000)
 11.0曲げ強さ  曲はモジュラス   アイゾツ
ト   ショアD約669C9557)約14753(
210750)FJo、037C0,69)    7
9.0約1470(21000)翔1282(4468
803約α734(13,60)   78.0約60
6(8658]約17056(243660)約1.0
2 (14,60)   75.0約489(6987
)約11724(167490)約(資)32(0,5
9]    78.01、事件の表示 待願昭/3−第f=z 7グ0号 3、補正をする者 居 所 東京都中央区日本橋兜町12番1号大洋ビル4
1′“6の日付昭和  年  月  日(発送)5・ 
拒+8埋山通知

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少くとも2種の流れをRIMマシンを経て所望の
    形状の型の凹所に射出して外界温度から約140℃の温
    度で有機ジ又はポリイソシアナートの少くとも1種の流
    れ並びにイソシアナート・カーボネート・ポリオール組
    成物の100部に基づいて約2〜約50重量部の環状ア
    ルキレンカーボネート及び約2〜約50重量部のポリエ
    ーテルポリオールの第二の流れ及び全組成物に基づいて
    約0.01〜約5.0重量%の濃度の触媒としての第三
    級アミン及び環状アルキレンカーボネートの可溶性付加
    物を反応させることを含む 剛い反応射出成形されたポリウレタン変性ポリイソシア
    ヌレート熱硬化性重合体組成物の製法。
  2. (2)環状アルキレンカーボネートが約10〜約25重
    量部の量で用いられる請求項1記載の方法。
  3. (3)ポリエーテルポリオールが約10〜約25重量部
    の量で用いられる請求項1記載の方法。
  4. (4)付加物が約0.02〜約0.2重量%の濃度で用
    いられる請求項1記載の方法。
  5. (5)有機ジ又はポリイソシアナートがジフェニルメタ
    ンジイソシアナートである請求項1記載の方法。
  6. (6)ジフェニルメタンジイソシアナートがカルボジイ
    ミド変性されている請求項4記載の方法。
  7. (7)アルキレンカーボネートがプロピレンカーボネー
    トである請求項1記載の方法。
  8. (8)アルキレンカーボネートがエチレンカーボネート
    である請求項1記載の方法。
  9. (9)アルキレンカーボネートがジ又はポリイソシアナ
    ートとともに加えられる請求項1記載の方法。
  10. (10)可溶性付加物がトリエチレンジアミン及びプロ
    ピレンカーボネートの反応複合体である請求項1記載の
    方法。
  11. (11)付加物が第三級アミン及び環状アルキレンカー
    ボネートを有効な触媒濃度の付加物を形成するのに十分
    な時間反応・熟成させることにより形成される請求項1
    記載の方法。
  12. (12)ポリイソシアヌレート処方の流れがガラスファ
    イバーマット中に反応射出成型される請求項1記載の方
    法。
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