WO2015133494A1 - イソシアヌレート組成物 - Google Patents

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WO2015133494A1
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isocyanurate
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和幸 福田
英晶 大塚
吉田 力
中嶋 辰也
敏明 守屋
史朗 本間
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三井化学株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an isocyanurate composition that is a raw material of a polyurethane resin.
  • Polyurethane resins are usually produced by the reaction of polyisocyanates and active hydrogen group-containing compounds, and are widely used in various industrial fields such as paints, adhesives, and elastomers.
  • xylylene diisocyanate (XDI) is known as a polyisocyanate used in the production of a polyurethane resin, and it has been proposed to use xylylene diisocyanate by inducing it into an isocyanurate derivative.
  • m-XDI is denatured with benzyl alcohol and then reacted in 2-ethyl-hexanol using a 50% strength solution of zinc (II) 2-ethylhexanoate as a trimerization catalyst. Then, it has been proposed to produce an m-XDI allophanate polyisocyanate containing an isocyanurate group by adding orthophosphoric acid to stop the reaction (for example, the polyisocyanate in Examples of Patent Document 1). See A3). ).
  • the polyurethane resin obtained from the polyisocyanate described in Patent Document 1 has insufficient weather resistance.
  • An object of the present invention is to provide an isocyanurate composition capable of obtaining a polyurethane resin having excellent weather resistance and durability.
  • the isocyanurate composition of the present invention consists essentially of an isocyanurate derivative of 1,3-xylylene diisocyanate, the isocyanurate derivative is modified with an aliphatic alcohol, and the amount of modification of the aliphatic alcohol is: It is characterized by being 0.5 mass% or more and 15 mass% or less.
  • the modified amount of the aliphatic alcohol is 3.0% by mass or more and 7.0% by mass or less.
  • the aliphatic alcohol is an aliphatic alcohol having 4 to 20 carbon atoms.
  • the aliphatic alcohol is a divalent aliphatic alcohol.
  • FIG. 1 is a gel permeation chromatogram of the isocyanurate composition of Example 4.
  • FIG. 2 is a 1 H-NMR chart of the isocyanurate composition of Example 4.
  • the isocyanurate composition of the present invention comprises an isocyanurate derivative of 1,3-xylylene diisocyanate (m-xylylene diisocyanate (m-XDI)).
  • the isocyanurate composition of the present invention contains an isocyanurate derivative of 1,3-xylylene diisocyanate as a single main component, but is an inevitable accessory component (for example, isocyanurate).
  • the isocyanurate composition of the present invention does not contain an isocyanurate derivative of 1,2- or 1,4-xylylene diisocyanate, and consists only of an isocyanurate derivative of 1,3-xylylene diisocyanate.
  • the isocyanurate derivative of 1,3-xylylene diisocyanate is a trimer of 1,3-xylylene diisocyanate.
  • the trimer includes an isocyanurate derivative which is a symmetric trimer and an iminooxadiazinedione derivative which is an asymmetric trimer.
  • the isocyanurate composition of the present invention has 1,3-xylylene diene. It consists essentially of an isocyanurate derivative of isocyanate, and the iminooxadiazinedione derivative of 1,3-xylylene diisocyanate is, for example, 6% by mass or less, preferably 2% by mass, based on the total amount of the isocyanurate composition. Hereinafter, more preferably 1% by mass or less, and still more preferably 0.5% by mass or less.
  • An isocyanurate derivative of 1,3-xylylene diisocyanate is obtained by subjecting 1,3-xylylene diisocyanate to an isocyanurate reaction in the presence of an isocyanurate-forming catalyst.
  • the isocyanuration catalyst is not particularly limited as long as it is a catalyst that activates isocyanuration.
  • Secondary amines, and tertiary amines such as 2-dimethylaminomethylphenol, 2,4, and the like, and polycondensates of monomers copolymerizable with secondary amines (for example, polycondensates of phenol, formaldehyde, etc.) Mannich bases such as 6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, for example tetraalkylammonium hydroxides such as tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrabutylammonium, trimethylbenzylammonium, tributylbenzylammonium And its weak organic acid salts, such as trimethylhydroxypropylam
  • Trialkylhydroxyalkylammonium hydroxide and its weak organic acid salts such as metal salts of alkyl carboxylic acids such as acetic acid, caproic acid, octylic acid, myristic acid, naphthenic acid (for example, alkali metal salts, magnesium salts, tin salts, Zinc salts, lead salts, etc.), for example, metal chelate compounds of ⁇ -diketones such as aluminum acetylacetone, lithium acetylacetone, etc., such as aluminum chloride, boron trifluoride, etc.
  • metal salts of alkyl carboxylic acids such as acetic acid, caproic acid, octylic acid, myristic acid, naphthenic acid (for example, alkali metal salts, magnesium salts, tin salts, Zinc salts, lead salts, etc.)
  • metal chelate compounds of ⁇ -diketones such as aluminum acetylacetone, lithium acet
  • Friedel-Crafts catalysts for example, various organometallic compounds such as titanium tetrabutyrate and tributylantimony oxide, for example, aminosilyl group-containing compounds such as hexamethylsilazane, and halogen-substituted organics such as tetrabutylphosphonium hydrogen fluoride. Examples thereof include phosphorus compounds.
  • the isocyanuration catalyst is preferably a tetraalkylammonium hydroxide or a trialkylhydroxyalkylammonium hydroxide, more preferably a tetraalkylammonium hydroxide, and even more preferably a trimethylbenzylammonium hydroxide. Hydroxide and tetrabutylammonium hydroxide are mentioned.
  • 1,3-xylylene diisocyanate can be isocyanurated with a particularly excellent reaction rate, so that the production efficiency is excellent.
  • the blending ratio of the isocyanurate-forming catalyst is, for example, 0.001 parts by mass (phr) or more, preferably 0.009 parts by mass with respect to 100 parts by mass of 1,3-xylylene diisocyanate. (Phr) or more, more preferably 0.015 parts by mass (phr) or more, for example, 0.1 parts by mass (phr) or less, preferably 0.024 parts by mass (phr) or less, more preferably It is 0.021 mass parts (phr) or less, More preferably, it is 0.018 mass parts (phr) or less.
  • the isocyanurate-forming catalyst is added to 1,3-xylylene diisocyanate at the above-mentioned mixing ratio and heated to cause the isocyanurate-forming reaction.
  • the reaction conditions for the isocyanuration reaction include, for example, an inert gas atmosphere such as nitrogen gas, normal pressure (atmospheric pressure), and a reaction temperature (attainable maximum temperature) of, for example, 20 ° C. or higher, preferably 40 ° C. Exceeding, more preferably 45 ° C. or higher, further preferably 60 ° C. or higher, particularly preferably 70 ° C. or higher, for example, 90 ° C. or lower, preferably 80 ° C. or lower, more preferably 75 ° C. or lower. .
  • the reaction time is, for example, 30 minutes or more, preferably 60 minutes or more, more preferably 120 minutes or more, further preferably 250 minutes or more, particularly preferably 350 minutes or more, for example, 720 minutes or less. Preferably, it is 600 minutes or less, More preferably, it is 480 minutes or less, More preferably, it is 450 minutes or less.
  • the isocyanuration catalyst may be blended in the preparation stage (initial stage) of the isocyanuration reaction, or may be added during the isocyanuration reaction, and the blending ratio described above is the start of the isocyanuration reaction. This is the total blending ratio of the blending ratio (preparation ratio) of the isocyanurate-forming catalyst blended before (initial) and the blending ratio (addition ratio) of the isocyanurate-catalyzing catalyst added during the isocyanuration reaction.
  • the blending ratio (feeding ratio) of the isocyanuration catalyst blended before the start of the isocyanuration reaction (initial stage) is 1, For example, 0.001 parts by mass (phr) or more, preferably 0.002 parts by mass (phr) or more, more preferably 0.003 parts by mass (phr) or more with respect to 100 parts by mass of 3-xylylene diisocyanate.
  • 0.1 parts by mass (phr) or less preferably 0.005 parts by mass (phr) or less, more preferably 0.004 parts by mass (phr) or less, and isocyanuration reaction
  • the blending ratio (addition ratio) of the isocyanurate conversion catalyst added to the inside is 100 parts by mass of 1,3-xylylene diisocyanate.
  • 0.001 part by mass (phr) or more preferably 0.006 part by mass (phr) or more, more preferably 0.012 part by mass (phr) or more, for example, 0.1 part by mass ( phr) or less, preferably 0.021 parts by mass (phr) or less, more preferably 0.018 parts by mass (phr) or less, and still more preferably 0.015 parts by mass (phr) or less.
  • the blending ratio (feeding ratio / addition ratio) of the charging ratio and the additional ratio of the isocyanurate-forming catalyst is, for example, 10/90 or more, preferably, when the total blending ratio of the charging ratio and the additional ratio is 100. 15/85 or more, more preferably 20/80 or more, for example, 90/10 or less, preferably 50/50 or less, more preferably 30/70 or less.
  • an organic phosphite described in JP-A-61-129173 can be added as a co-catalyst in order to control isocyanuration. .
  • organic phosphites examples include aliphatic organic phosphites and aromatic organic phosphites.
  • Examples of the aliphatic organic phosphite include triethyl phosphite, tributyl phosphite, tris (2-ethylhexyl) phosphite, tridecyl phosphite, trilauryl phosphite, tris (tridecyl) phosphite, and tristearyl phosphite.
  • Alkyl monophosphites such as distearyl pentaerythritol diphosphite, di-dodecyl pentaerythritol diphosphite, di-tridecyl pentaerythritol diphosphite, tripentaerythritol triphosphite and other aliphatic polyhydric alcohols Derivatized di-, tri- or tetraphosphites, as well as alicyclic polyphosphites such as hydrogenated bisphenol A phosphite polymers (molecular weight 2400-3000), Such as tris (2,3-dichloro-propyl) phosphite.
  • the aliphatic organic phosphite an alkyl monophosphite is preferable, and a tridecyl phosphite is more preferable.
  • aromatic organic phosphites include triphenyl phosphite, tris (nonylphenyl) phosphite, tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, diphenyldecyl phosphite, diphenyl (tridecyl)
  • Aryl monophosphites such as phosphites, for example, aromatic polyhydric alcohols such as dinonylphenyl, pentaerythritol, diphosphite, tetraphenyl, tetra, tridecyl, pentaerythrityl, tetraphosphite, tetraphenyl, dipropylene glycol, diphosphite Di-, tri- or tetraphosphites derived from, for example, dialkyl bisphenol A diphosphite having 1 to 20 carbon atoms, 4,4'-butylidene-bis (3-methyl-6-t
  • organic phosphites can be used alone or in combination of two or more.
  • the organic phosphite is preferably an alkyl monophosphite or a di, tri or tetraphosphite derived from an aromatic polyhydric alcohol, more preferably tridecyl phosphite or tetraphenyl dipropylene glycol. -Diphosphite is mentioned.
  • the blending ratio of the organic phosphite is, for example, 0.01 parts by mass (phr) or more, preferably 0.03 parts by mass (phr) or more with respect to 100 parts by mass of 1,3-xylylene diisocyanate. For example, it is 0.1 parts by mass (phr) or less, preferably 0.07 parts by mass (phr) or less.
  • the reaction rate and the reaction rate can be improved, and gelation can be suppressed.
  • a hindered phenol antioxidant for example, 2,6-di (tert-butyl) -4-methylphenol (also called dibutylhydroxytoluene, hereinafter may be abbreviated as BHT).
  • BHT 2,6-di (tert-butyl) -4-methylphenol
  • a stabilizer such as Irganox 1010, Irganox 1076, Irganox 1135, Irganox 245 (manufactured by Ciba Japan Co., Ltd., trade name) can also be blended.
  • the blending ratio of the stabilizer is, for example, 0.01 parts by mass (phr) or more, preferably 0.02 parts by mass (phr) or more with respect to 100 parts by mass of 1,3-xylylene diisocyanate. 0.05 parts by mass (phr) or less, preferably 0.03 parts by mass (phr) or less.
  • a known reaction solvent may be blended if necessary, and further, a known catalyst deactivator (for example, phosphoric acid, monochloroacetic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, paratoluenesulfone, etc. at any timing). Acid, benzoyl chloride, etc.) can also be added.
  • a known catalyst deactivator for example, phosphoric acid, monochloroacetic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, paratoluenesulfone, etc. at any timing.
  • Acid benzoyl chloride, etc.
  • the reaction mixture When preparing a mixed solution of the isocyanurate composition and 1,3-xylylene diisocyanate monomer, the reaction mixture is used as it is without removing the unreacted 1,3-xylylene diisocyanate monomer. It can also be used as a mixed liquid of a nurate composition and a 1,3-xylylene diisocyanate monomer.
  • the yield of the isocyanurate composition obtained by the thin film distillation (distillation yield)
  • the ratio of the mass of the nurate composition for example, 30% by mass or more, preferably 40% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, still more preferably 60% by mass or more, for example 70% by mass.
  • it is preferably 68% by mass or less, more preferably 64% by mass or less.
  • distillation yield of an isocyanurate composition can be calculated
  • the isocyanurate composition is modified with an aliphatic alcohol, a polyurethane resin (described later) having excellent weather resistance (for example, color difference and gloss retention) and durability (for example, impact resistance, elixir, etc.) can be obtained.
  • examples of the aliphatic alcohol include a monovalent aliphatic alcohol, a divalent aliphatic alcohol, a trivalent aliphatic alcohol, a tetravalent or higher aliphatic alcohol, and the like.
  • Examples of monovalent aliphatic alcohols include linear monovalent aliphatic alcohols and branched monovalent aliphatic alcohols.
  • linear monohydric aliphatic alcohols examples include methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol, n-pentanol, n-hexanol, n-heptanol, n-octanol, n-nonanol, and n-decanol.
  • N-undecanol N-undecanol, n-dodecanol (lauryl alcohol), n-tridecanol, n-tetradecanol, n-pentadecanol, n-hexadecanol, n-heptadecanol, n-octadecanol (stearyl alcohol) , N-nonadecanol, eicosanol and the like.
  • branched monohydric aliphatic alcohols examples include isopropanol (also known as isopropyl alcohol, IPA), isobutanol (also known as isobutyl alcohol, IBA), sec-butanol, tert-butanol, isopentanol, isohexanol, iso Heptanol, isooctanol, 2-ethylhexanol (also known as 2-ethylhexyl alcohol, 2-EHA), isononanol, isodecanol, 5-ethyl-2-nonanol, trimethylnonyl alcohol, 2-hexyldecanol, 3,9-diethyl-6 -Tridecanol, 2-isoheptylisoundecanol, 2-octyldodecanol, and other branched alkanols (C (carbon number, the same shall apply hereinafter) 5 to 20).
  • divalent aliphatic alcohol examples include ethylene glycol, 1,3-propanediol (1,3-PG), 1,4-butylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, , 4-dihydroxy-2-butene, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, and other linear dihydric aliphatic alcohols such as linear alkane (C7-20) diols such as 1,2- Propanediol, 1,3-butylene glycol (also known as 1,3-butanediol), 1,2-butylene glycol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol (MPD), 2,2,4 Trimethyl-1,3-pentanediol (TMPD), 3,3-dimethylol heptane, 2,6-di Branched divalent aliphatic alcohols such as til-1-octene-3,
  • trivalent aliphatic alcohol examples include glycerin and trimethylolpropane.
  • tetrahydric or higher aliphatic alcohol examples include tetramethylolmethane, D-sorbitol, xylitol, D-mannitol and the like.
  • aliphatic alcohols have one or more hydroxy groups in the molecule, other molecular structures do not contain an aromatic ring in the molecule unless the excellent effects of the present invention are inhibited.
  • the molecule may have an ester group, an ether group, a cyclohexane ring, or the like.
  • examples of such aliphatic alcohols include, for example, an addition polymer (random and / or block polymerization of two or more types of alkylene oxides) of the monovalent aliphatic alcohol and an alkylene oxide (for example, ethylene oxide, propylene oxide, etc.).
  • aliphatic alcohols can be used alone or in combination of two or more.
  • aliphatic alcohol monovalent and divalent aliphatic alcohols are preferable, and divalent aliphatic alcohols are more preferable.
  • the aliphatic alcohol is preferably an aliphatic alcohol having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an aliphatic alcohol having 4 to 20 carbon atoms (an aliphatic alcohol having 4 to 20 carbon atoms), Preferably, an aliphatic alcohol having 4 to 15 carbon atoms is used.
  • the aliphatic alcohol is preferably branched monovalent and divalent aliphatic alcohols, more preferably branched divalent aliphatic alcohols.
  • the aliphatic alcohol is particularly preferably 1,3-butanediol.
  • the aliphatic alcohol is blended so that the average number of functional groups of the isocyanurate composition is 2 or more, and the blending ratio is, for example, 0 to 100 parts by weight of 1,3-xylylene diisocyanate. .3 parts by mass or more, preferably 1.0 parts by mass or more, more preferably 1.5 parts by mass or more, and for example, 11 parts by mass or less, preferably 8.0 parts by mass or less, more preferably Is 7.0 parts by mass or less, more preferably 5.0 parts by mass or less, and particularly preferably 3.0 parts by mass or less.
  • 1,3-xylylene diisocyanate and aliphatic alcohol have an equivalent ratio (NCO / OH) of the isocyanate group of 1,3-xylylene diisocyanate to the hydroxy group of aliphatic alcohol, for example, 5 or more, preferably 10 or more, more preferably 20 or more, still more preferably 25 or more, usually in a mixing ratio of 1000 or less.
  • an isocyanurate composition with an aliphatic alcohol for example, first, 1,3-xylylene diisocyanate and an aliphatic alcohol are reacted, and then an isocyanuration reaction in the presence of an isocyanuration catalyst. And then removing unreacted 1,3-xylylene diisocyanate, for example, by first converting only 1,3-xylylene diisocyanate to isocyanurate by the method described above, and then unreacted 1,3-xylylene diisocyanate. Examples thereof include a method of removing xylylene diisocyanate and then reacting the obtained isocyanurate derivative of 1,3-xylylene diisocyanate with an aliphatic alcohol.
  • 1,3-xylylene diisocyanate is reacted with an aliphatic alcohol, then isocyanurated in the presence of an isocyanuration catalyst, and then unreacted 1,3-xylylene diisocyanate (That is, 1,3-xylylene diisocyanate monomer) is removed.
  • the reaction liquid contains 1,3-xylylene diisocyanate and a reaction product of 1,3-xylylene diisocyanate and an aliphatic alcohol (that is, alcohol-modified 1,3-xylylene diisocyanate).
  • the reaction between 1,3-xylylene diisocyanate and an aliphatic alcohol is a urethanization reaction (including an allophanatization reaction).
  • the reaction conditions include, for example, an inert gas atmosphere such as nitrogen gas, normal pressure (high pressure). Under atmospheric pressure), the reaction temperature is, for example, room temperature (for example, 25 ° C.) or more, preferably 40 ° C. or more, for example, 100 ° C. or less, preferably 90 ° C. or less.
  • the reaction time is, for example, 0.05 hours or more, preferably 0.2 hours or more, for example, 10 hours or less, preferably 6 hours or less, more preferably 2.5 hours or less.
  • a known urethanization catalyst such as amines and organometallic compounds may be added at an arbitrary addition ratio, if necessary.
  • amines include tertiary amines such as triethylamine, triethylenediamine, bis- (2-dimethylaminoethyl) ether, N-methylmorpholine, and quaternary ammonium salts such as tetraethylhydroxylammonium, such as imidazole, And imidazoles such as 2-ethyl-4-methylimidazole.
  • tertiary amines such as triethylamine, triethylenediamine, bis- (2-dimethylaminoethyl) ether, N-methylmorpholine
  • quaternary ammonium salts such as tetraethylhydroxylammonium, such as imidazole, And imidazoles such as 2-ethyl-4-methylimidazole.
  • organometallic compounds include tin acetate, tin octylate, tin oleate, tin laurate, dibutyltin diacetate, dimethyltin dilaurate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dimercaptide, dibutyltin maleate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin Organic tin compounds such as dineodecanoate, dioctyltin dimercaptide, dioctyltin dilaurate, dibutyltin dichloride, for example, organic lead compounds such as lead octoate and lead naphthenate, for example, organic nickel compounds such as nickel naphthenate, Examples thereof include organic cobalt compounds such as cobalt naphthenate, organic copper compounds such as copper octenoate, and organic bismuth compounds such as bismuth octylate and bismuth
  • examples of the urethanization catalyst include potassium salts such as potassium carbonate, potassium acetate, and potassium octylate.
  • urethanization catalysts can be used alone or in combination of two or more.
  • an isocyanurate-forming catalyst is added to the resulting reaction liquid, and 1,3-xylylene diisocyanate and alcohol-modified 1,3-xylylene diisocyanate are converted to an isocyanurate-forming reaction. Let Then, after completion of the isocyanuration reaction, unreacted 1,3-xylylene diisocyanate monomer is removed by a known method as described above.
  • an isocyanurate composition comprising an isocyanurate derivative of 1,3-xylylene diisocyanate modified with an aliphatic alcohol can be obtained.
  • An isocyanate composition comprising an isocyanurate derivative of 1,3-xylylene diisocyanate modified with an aliphatic alcohol can provide a polyurethane resin (described later) having excellent optical properties and durability.
  • an isocyanurate derivative of 1,3-xylylene diisocyanate is an isocyanurate derivative of 1,3-xylylene diisocyanate modified with an aliphatic alcohol.
  • the modification amount of the aliphatic alcohol relative to the isocyanurate composition (the alcohol modification rate of the isocyanurate composition) is 0.5% by mass or more, preferably 1.0% by mass or more, based on the total amount of the isocyanurate composition. More preferably, it is 3.0% by mass or more, 15% by mass or less, preferably 10% by mass or less, more preferably 7.0% by mass or less, still more preferably 6.0% by mass or less, particularly preferably. Is 5.0% by mass or less, and particularly preferably 4.0% by mass or less.
  • the amount of modification of the aliphatic alcohol with respect to the isocyanurate composition is within the above range, a polyurethane resin (described later) having excellent optical properties, quick drying properties, weather resistance and durability can be obtained.
  • the amount of modification of the aliphatic alcohol relative to the isocyanurate composition is preferably 0.5% relative to the total amount of the isocyanurate composition.
  • % By mass or more, preferably 7.0% by mass or less, more preferably 6.0% by mass or less, further preferably less than 5.0% by mass, further preferably 4.0% by mass or less, Preferably, it is less than 3.0% by mass, particularly preferably 1.0% by mass or less.
  • the amount of modification of the aliphatic alcohol relative to the isocyanurate composition is preferably 3.0 with respect to the total amount of the isocyanurate composition. More preferably, it is 5.0 mass% or more, More preferably, it is 10 mass% or more, Preferably, it is 15 mass% or less.
  • the alcohol modification rate in the reaction mixture is a modification amount of the aliphatic alcohol relative to the 1,3-xylylene diisocyanate and isocyanurate composition in the reaction mixture, and the fat modification amount relative to the charged mass of 1,3-xylylene diisocyanate. It can be calculated as the blending ratio of the charged mass of the group alcohol.
  • the alcohol modification rate can also be calculated by 1 H-NMR measurement.
  • a benzene proton peak of 6.5 to 8.0 ppm is assigned to 1,3-xylylene diisocyanate.
  • the methyl proton peak of 0.9 to 1.4 ppm is taken as the attribution peak of the aliphatic alcohol.
  • the peak area ratio can be calculated as the molar ratio of 1,3-xylylene diisocyanate and aliphatic alcohol. From the calculated molar ratio, the mass ratio of 1,3-xylylene diisocyanate and aliphatic alcohol can be calculated to calculate the alcohol modification rate.
  • the isocyanurate composition has an isocyanate group concentration (solid content of 100% by weight) of, for example, 10.0% by mass or more, preferably 15.0% by mass or more, more preferably 18.0% by mass or more, For example, it is 22.0% by mass or less, preferably 21.0% by mass or less, more preferably 20.0% by mass or less, and further preferably 19.0% by mass or less.
  • concentration (100 weight% of solid content) of an isocyanurate composition can be calculated
  • the isocyanate monomer concentration concentration of unreacted 1,3-xylylene diisocyanate
  • concentration of unreacted 1,3-xylylene diisocyanate is, for example, 2% by mass or less, preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass. % Or less.
  • the conversion rate (reaction rate) of the isocyanate group in the reaction (urethanization reaction and isocyanuration reaction) for obtaining the isocyanurate composition is, for example, 20% by mass or more, preferably 30% by mass or more, more preferably 35 mass% or more, for example, 50 mass% or less, preferably 45 mass% or less, and more preferably 40 mass% or less.
  • the conversion rate (reaction rate) of the isocyanate group in the reaction for obtaining the isocyanurate composition is preferably 20% by mass or more, and preferably 40% by mass. Less than, more preferably 35% by mass or less, and still more preferably 33% by mass or less.
  • the conversion rate (reaction rate) of the isocyanate group in the reaction for obtaining the isocyanurate composition is preferably 40% by mass or more, more preferably 45% by mass or more. Preferably, it is 50 mass% or less.
  • the isocyanate group conversion (reaction rate) in the reaction for obtaining the isocyanurate composition is the urethane conversion by the reaction of 1,3-xylylene diisocyanate and aliphatic alcohol, and 1,3-xylylene. It is a total value with the isocyanurate conversion rate by the isocyanurate conversion reaction of a diisocyanate.
  • the urethane conversion is, for example, 0.5% by mass or more, preferably 2.0% by mass or more, more preferably 5.0% by mass or more, for example, 25% by mass or less, preferably Is 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and still more preferably 8.8% by mass or less and 8.0% by mass or less.
  • the isocyanurate conversion rate is, for example, 15% by mass or more, preferably 25% by mass or more, for example, 30% by mass or less, preferably 29% by mass or less.
  • the conversion rate of isocyanate group, urethane conversion rate and isocyanurate conversion rate of 1,3-xylylene diisocyanate were determined according to the examples described later (1,3-xylylene diisocyanate, promoter, stable It can be determined by calculating the decreasing rate of the isocyanate group concentration of the reaction solution or the reaction mixture with respect to the isocyanate group concentration of the agent (if necessary, comprising a reaction solvent).
  • the isocyanurate composition includes an isocyanurate derivative not modified with an aliphatic alcohol (non-modified isocyanurate derivative) and an isocyanurate derivative modified with an aliphatic alcohol (alcohol-modified isocyanurate derivative).
  • it consists of an unmodified isocyanurate derivative and an alcohol-modified isocyanurate derivative.
  • Non-modified isocyanurate derivatives include, for example, isocyanurate mononuclear compounds (specifically, three molecules of 1,3-xylylene diisocyanate form one isocyanurate ring, and the isocyanurate ring is the other isocyanurate ring.
  • examples of the alcohol-modified isocyanurate derivative include a reaction product of the above-mentioned unmodified isocyanurate derivative and an aliphatic alcohol or an allophanate derivative (described later).
  • the isocyanurate composition allows the inclusion of allophanate derivatives.
  • allophanate derivatives include the reaction product of 1,3-xylylene diisocyanate and a monohydric aliphatic alcohol (monohydric alcohol-modified allophanate derivative), and the reaction of 1,3-xylylene diisocyanate with a dihydric aliphatic alcohol.
  • Resulting product dihydric alcohol-modified allophanate derivative
  • reaction result of 1,3-xylylene diisocyanate and trihydric or higher aliphatic alcohol trihydric or higher alcohol-modified allophanate derivative
  • 1,3-xylylene diene examples include reaction products of isocyanate and the above reaction products (monohydric alcohol-modified allophanate derivatives, dihydric alcohol-modified allophanate derivatives, or trivalent or higher alcohol-modified allophanate derivatives).
  • the monohydric alcohol-modified allophanate derivative specifically includes one molecule of 1,3-xylylene diisocyanate reacting with a monohydric aliphatic alcohol to form a urethane bond, and one molecule to the urethane bonding site.
  • 1,3-xylylene diisocyanate is an allophanate-bonded compound.
  • dihydric alcohol-modified allophanate derivative two molecules of 1,3-xylylene diisocyanate are bonded via a divalent aliphatic alcohol, and at least one of the bonding sites (urethane bond).
  • a compound in which one molecule of 1,3-xylylene diisocyanate is allophanate-bonded, preferably two molecules of 1,3-xylylene diisocyanate are bonded via a divalent aliphatic alcohol, and the bond This is a compound (trimolecular body of dihydric alcohol-modified allophanate derivative) in which one molecule of 1,3-xylylene diisocyanate is allophanate bonded to one of the sites (urethane bond).
  • the trivalent or higher alcohol-modified allophanate derivative conforms to the above divalent alcohol-modified allophanate derivative.
  • the area ratio (hereinafter referred to as the trimolecular area ratio) is the isocyanurate mononuclear content with respect to the total amount of the isocyanurate composition, and among the above allophanate derivatives, the polystyrene equivalent molecular weight is 400 to 1000, preferably Corresponds to the total amount of allophanate derivatives (preferably trimolecular bodies of dihydric alcohol-modified allophanate derivatives) of 600 to 900, for example, 30% or more, preferably 35% or more, 51% or less, preferably 45% or less, more Mashiku is 40% or less.
  • the trimolecular area ratio is based on the molecular weight distribution of the isocyanurate composition of 1,3-xylylene diisocyanate according to the examples described later, and is a gel permeation chromatography equipped with a differential refractive index detector (RID). It can be calculated as a peak area ratio in the chromatogram (chart) obtained by measurement with a graph (GPC).
  • RID differential refractive index detector
  • a compound containing a sulfonamide group can be added to the isocyanurate composition.
  • Examples of the compound containing a sulfonamide group include aromatic sulfonamides and aliphatic sulfonamides.
  • aromatic sulfonamides include benzenesulfonamide, dimethylbenzenesulfonamide, sulfanilamide, o- and p-toluenesulfonamide, hydroxynaphthalenesulfonamide, naphthalene-1-sulfonamide, naphthalene-2-sulfonamide, Examples thereof include m-nitrobenzenesulfonamide and p-chlorobenzenesulfonamide.
  • Examples of the aliphatic sulfonamides include methanesulfonamide, N, N-dimethylmethanesulfonamide, N, N-dimethylethanesulfonamide, N, N-diethylmethanesulfonamide, N-methoxymethanesulfonamide, N- Examples include dodecylmethanesulfonamide, N-cyclohexyl-1-butanesulfonamide, and 2-aminoethanesulfonamide.
  • These compounds containing a sulfonamide group can be used alone or in combination of two or more.
  • the compound containing a sulfonamide group is preferably an aromatic sulfonamide, more preferably o- or p-toluenesulfonamide.
  • the addition ratio of the compound containing a sulfonamide group is such that the compound containing a sulfonamide group is 0.001 to 0.5 parts by mass, preferably 0.005 to 0 with respect to 100 parts by mass of the isocyanurate composition. .4 parts by mass, more preferably 0.01 to 0.3 parts by mass.
  • the storage stability of the polyisocyanurate composition can be improved.
  • the isocyanurate composition does not contain a solvent, it can be prepared as a diluted solution of the isocyanurate composition by diluting with an organic solvent if necessary.
  • organic solvent examples include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone, nitriles such as acetonitrile, alkyl esters such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, and isobutyl acetate, such as n- Aliphatic hydrocarbons such as hexane, n-heptane and octane, for example, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane, for example, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and ethylbenzene, such as methyl cellosolve acetate , Ethyl cellosolve acetate, methyl carbitol acetate, ethyl carbitol acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propy
  • examples of the organic solvent include nonpolar solvents (nonpolar organic solvents).
  • nonpolar organic solvents include aliphatic and naphthenic hydrocarbon organic solvents having an aniline point of, for example, 10 to Examples include non-polar organic solvents having low toxicity and weak dissolving power at 70 ° C., preferably 12 to 65 ° C., and vegetable oils represented by terpene oil.
  • Such a nonpolar organic solvent is available as a commercial product.
  • Examples of such a commercial product include House (manufactured by Shell Chemical Co., aniline point 15 ° C.), Swazol 310 (manufactured by Maruzen Petroleum Co., Ltd., aniline point 16 ° C.) Essonaphtha No. 6 (manufactured by Exxon Chemical, aniline point 43 ° C.), wax (manufactured by Shell Chemical Co., aniline point 43 ° C.), Essonaphtha No.
  • organic solvents can be used alone or in combination of two or more.
  • the isocyanurate composition is diluted by mixing with these organic solvents at an arbitrary ratio. Thereby, the dilution liquid of an isocyanurate composition can be prepared.
  • an isocyanurate derivative of 1,3-xylylene diisocyanate may be pre-mixed with an organic solvent, and the isocyanurate composition may be separately prepared.
  • An organic solvent may be blended.
  • the concentration of the isocyanurate composition is, for example, 20% by mass or more, preferably 30% by mass or more, for example, 95% by mass with respect to the total amount of the diluted solution.
  • it is preferably 90% by mass or less.
  • the viscosity (measured with a B-type viscometer) of the diluted isocyanurate composition at 25 ° C. is, for example, 10 mPa ⁇ s or more, preferably 20 mPa ⁇ s or more, for example, 10,000 mPa ⁇ s or less, preferably 5000 mPa ⁇ s or less.
  • Such an isocyanurate composition consists essentially of an isocyanurate derivative of 1,3-xylylene diisocyanate, wherein the isocyanurate derivative is modified with an aliphatic alcohol,
  • the modification amount of the aliphatic alcohol with respect to the isocyanurate composition is 0.5% by mass or more and 15% by mass or less.
  • the isocyanurate composition is suitably used in the production of a polyurethane resin.
  • the isocyanurate composition can be mixed with other polyisocyanate monomers and / or derivatives in the case of producing the polyurethane resin described below.
  • polyisocyanates examples include known or general-purpose polyisocyanates such as aliphatic polyisocyanates (including alicyclic polyisocyanates), aromatic polyisocyanates, and araliphatic polyisocyanates.
  • the polyurethane resin can be obtained by reacting the polyisocyanate component containing the above isocyanurate composition with the active hydrogen group-containing compound-containing component.
  • the polyisocyanate component contains the above-described isocyanurate composition and, if necessary, the above-mentioned other polyisocyanate monomers and / or derivatives.
  • Examples of the active hydrogen group-containing compound-containing component include a polyol component, a polythiol component, a polyamine component, and the like, and preferably a polyol component.
  • examples of the polyol component include low molecular weight polyols and high molecular weight polyols.
  • the low molecular weight polyol is a compound having two or more hydroxyl groups and having a number average molecular weight of usually 40 or more and less than 300, preferably less than 400, such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol.
  • 1,4-butylene glycol 1,3-butylene glycol, 1,2-butylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol 2,2,2-trimethylpentanediol, 3,3-dimethylolheptane, alkane (C7-20) diol, 1,3- or 1,4-cyclohexanedimethanol and mixtures thereof, 1,3- or 1 , 4-Cyclohexanediol and mixtures thereof, hydrogenated bisphenol A Dihydric alcohols such as 1,4-dihydroxy-2-butene, 2,6-dimethyl-1-octene-3,8-diol, bisphenol A, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, such as glycerin, trimethylol Trivalent alcohols such as propane and triisopropanolamine, for example,
  • These low molecular weight polyols can be used alone or in combination of two or more.
  • the high molecular weight polyol is a compound having two or more hydroxyl groups and a number average molecular weight of 300 or more, preferably 400 or more, more preferably 500 or more, usually 20000 or less, preferably 10,000 or less.
  • Polyether polyol for example, polyoxyalkylene polyol, polytetramethylene ether polyol, etc.
  • polyester polyol for example, adipic acid type polyester polyol, phthalic acid type polyester polyol, lactone type polyester polyol, etc.
  • polycarbonate polyol for example, polyether polyol, polyester polyol, polyol obtained by urethane modification of polyisocyanate with polyisocyanate
  • These high molecular weight polyols can be used alone or in combination of two or more.
  • an acrylic polyol is preferable.
  • the polyisocyanate component and the active hydrogen group-containing compound-containing component are combined with the active hydrogen group-containing compound.
  • the equivalent ratio of the isocyanate group in the polyisocyanate component (NCO / active hydrogen group) to the active hydrogen group (eg, hydroxyl group, mercapto group, amino group, etc.) in the contained component is, for example, 0.75 to 1.3, preferably Is blended and polymerized so as to be 0.9 to 1.1.
  • Examples of the polymerization method include bulk polymerization and solution polymerization.
  • an active hydrogen group-containing compound-containing component is added to a polyisocyanate component under stirring in a nitrogen stream, and the reaction temperature is 50 to 250 ° C., more preferably 50 to 200 ° C. React for about 5 to 15 hours.
  • a polyisocyanate component and an active hydrogen group-containing compound-containing component are added to an organic solvent similar to the organic solvent used for diluting the isocyanurate composition described above, and the reaction temperature is 50 to 120 ° C., preferably The reaction is carried out at 50 to 100 ° C. for about 0.5 to 15 hours.
  • the above urethanization catalyst may be added as necessary.
  • the polyurethane resin can be obtained by a known method such as a one-shot method or a prepolymer method.
  • a polyisocyanate component and an active hydrogen group-containing compound-containing component are mixed in an active hydrogen group (for example, a hydroxyl group, a mercapto group, an amino group, etc.) in the active hydrogen group-containing compound-containing component.
  • an active hydrogen group for example, a hydroxyl group, a mercapto group, an amino group, etc.
  • the curing reaction is performed at 250 ° C., preferably at room temperature to 200 ° C., for example, for 5 minutes to 72 hours, preferably for 4 to 24 hours.
  • the curing temperature may be a constant temperature, or may be raised or cooled stepwise.
  • a polyisocyanate component is reacted with a part of an active hydrogen group-containing compound-containing component (preferably, a high molecular weight polyol) to terminate an isocyanate group having an isocyanate group at the molecular end.
  • a prepolymer is synthesized.
  • the obtained isocyanate group-terminated prepolymer is reacted with the remainder of the active hydrogen group-containing compound-containing component (preferably, a low molecular weight polyol and / or polyamine component) to cause a chain extension reaction.
  • the remainder of the active hydrogen group-containing compound-containing component is used as a chain extender.
  • a polyisocyanate component and a part of the active hydrogen group-containing compound-containing component are mixed in the polyisocyanate component with respect to the active hydrogen group in a part of the active hydrogen group-containing compound-containing component Formulated (mixed) such that the equivalent ratio of isocyanate groups (NCO / active hydrogen group) is, for example, 1.1 to 20, preferably 1.3 to 10, more preferably 1.3 to 6,
  • the reaction is performed at room temperature to 150 ° C., preferably 50 to 120 ° C., for example, for 0.5 to 18 hours, preferably 2 to 10 hours.
  • the urethanization catalyst described above may be added, and after completion of the reaction, the isocyanurate composition in the unreacted polyisocyanate component or other may be added as necessary.
  • the polyisocyanate can also be removed by a known removal means such as distillation or extraction.
  • the isocyanate group-terminated prepolymer and the remainder of the active hydrogen group-containing compound-containing component are reacted with active hydrogen groups.
  • the equivalent ratio of isocyanate groups in the isocyanate group-terminated prepolymer (NCO / active hydrogen groups) to active hydrogen groups in the remainder of the containing compound-containing component is, for example, 0.75 to 1.3, preferably 0.9 to It is formulated (mixed) so as to be 1.1, and is cured at room temperature to 250 ° C., preferably at room temperature to 200 ° C., for example, for 5 minutes to 72 hours, preferably 1 to 24 hours.
  • additives such as a plasticizer, an anti-blocking agent, a heat stabilizer, a light stabilizer, an antioxidant, a release agent, a catalyst, Furthermore, pigments, dyes, lubricants, fillers, hydrolysis inhibitors and the like can be blended at an appropriate ratio. These additives may be added at the time of synthesis of each component, or may be added at the time of mixing / dissolving each component, and may be added after the synthesis.
  • the haze (measured in accordance with Examples described later) of the polyurethane resin produced using the isocyanurate composition of the present invention is, for example, 0.3 or more, for example, 0.7 or less, preferably 0.6 or less, more preferably 0.4 or less.
  • the touch drying time (measured in accordance with Examples described later) of the polyurethane resin produced using the isocyanurate composition of the present invention is, for example, 100 seconds or more, for example, 140 seconds or less, preferably Is 135 seconds or less, more preferably 115 seconds or less, even more preferably 110 seconds or less, and particularly preferably 105 seconds or less.
  • the curing and drying time (measured in accordance with Examples described later) of the polyurethane resin produced using the isocyanurate composition of the present invention is, for example, 95 minutes or more, for example, 125 minutes or less, preferably 120 minutes or less, more preferably 105 minutes or less, and still more preferably 100 minutes or less.
  • the color difference (measured in accordance with Examples described later) of the polyurethane resin produced using the isocyanurate composition of the present invention is, for example, 2.9 or more, for example, 4.5 or less, preferably 4.3 or less, more preferably 3.8 or less, still more preferably 3.6 or less, still more preferably 3.5 or less, still more preferably 3.4 or less, further preferably 3.2 or less. Particularly preferably, it is 3.1 or less.
  • the gloss retention (measured in accordance with Examples described later) of the polyurethane resin produced using the isocyanurate composition of the present invention is, for example, 81% or more, preferably 83% or more, more preferably 85% or more, more preferably 87% or more, more preferably 88% or more, still more preferably 90% or more, and particularly preferably 91% or more, for example, 92% or less.
  • the impact resistance (measured in accordance with Examples described later) of the polyurethane resin produced using the isocyanurate composition of the present invention is, for example, 40 cm or more, preferably 45 cm or more, for example, 50 cm. It is as follows.
  • the elixir of the polyurethane resin produced using the isocyanurate composition of the present invention is, for example, 7.6 mm or more, preferably 7.7 mm or more, more preferably 7.8 mm or more, more preferably 8.0 mm or more, particularly preferably 8.1 mm or more, particularly preferably 8.2 mm or less, for example, 8.3 mm or less.
  • polyurethane resins include, for example, film coating agents, various inks, adhesives, sealing materials, various microcapsules, plastic lenses, artificial and synthetic leather, RIM molded products, slash powders, elastic molded products (spandex), It can be widely used in a wide range of fields such as urethane foam.
  • the polyurethane resin (coating resin) obtained using the isocyanurate composition of the present invention can also be produced from a two-component curable polyurethane composition.
  • the two-component curable polyurethane composition contains a polyisocyanate component prepared as a curing agent and a polyol component prepared as a main agent.
  • the polyisocyanate component contains the above-described isocyanurate composition of the present invention.
  • the polyisocyanate component (curing agent) can contain the above-mentioned other polyisocyanate monomers and / or derivatives and the above-described organic solvents as necessary.
  • the content ratio is not particularly limited, and is appropriately set according to the purpose and application.
  • polyol component main agent
  • the polyol component can be used alone or in combination of two or more.
  • a polyol component Preferably, high molecular weight polyol is mentioned, More preferably, acrylic polyol is mentioned.
  • polyol component (main agent) can contain the above-described organic solvent as necessary.
  • the content ratio is not particularly limited, and is appropriately set according to the purpose and application.
  • the polyisocyanate component (curing agent) and the polyol component (main agent) are prepared separately and mixed and used at the time of use.
  • the blending ratio of the polyisocyanate component (curing agent) and the polyol component (main agent) is such that the equivalent ratio (OH / NCO) of the hydroxyl group in the polyol component (main agent) to the isocyanate group in the polyisocyanate component (curing agent) is For example, it is adjusted to 0.5 or more, preferably 0.75 or more, for example, 2 or less, preferably 1.5 or less.
  • the polyisocyanate component (curing agent) and the polyol component (main agent) for example, an epoxy resin, a catalyst, a coating improver, a leveling agent, or an antifoaming agent may be added to one or both of them as necessary.
  • Stabilizers such as antioxidants and ultraviolet absorbers, plasticizers, surfactants, pigments (eg, titanium oxide), fillers, organic or inorganic fine particles, antifungal agents, silane coupling agents, and other additives May be blended. The amount of these additives is appropriately determined depending on the purpose and application.
  • such a two-component curable polyurethane composition is suitably used in various fields such as paints (plastic paints and automotive paints), adhesives, coating agents, inks and sealants.
  • blending ratio content ratio
  • physical property values and parameters used in the following description are described in the above-mentioned “Mode for Carrying Out the Invention”, and the corresponding blending ratio (content ratio) ), Physical property values, parameters, etc.
  • the upper limit value number defined as “less than” or “less than”
  • lower limit value number defined as “greater than” or “exceeded”
  • distillation yield of isocyanurate composition was determined by measuring the masses of the reaction mixture (pre-distillation solution) and the isocyanurate composition (distillation solution), respectively, and the mass of the isocyanurate composition relative to the mass of the reaction mixture according to the following formula: It calculated
  • Distillation yield (mass%) of isocyanurate composition (mass of isocyanurate composition (g) / mass of reaction mixture (g)) ⁇ 100 ⁇ Amount modified with aliphatic alcohol relative to isocyanurate composition (alcohol modification rate of isocyanurate composition)>
  • the modification amount of the aliphatic alcohol relative to the 1,3-xylylene diisocyanate and isocyanurate composition is equal to that of the aliphatic alcohol relative to the charged mass of 1,3-xylylene diisocyanate. Calculated as the charge mass.
  • the amount of modification of the aliphatic alcohol relative to the isocyanurate composition was calculated by the following formula.
  • Alcohol modification rate of isocyanurate composition (alcohol modification ratio in reaction mixture (mass%) / distillation yield (mass%)) ⁇ 100 ⁇ Isocyanate group concentration (% by mass) and conversion rate of isocyanate group (reaction rate) (% by mass)>
  • the isocyanate group concentrations of the charged solution, the reaction solution, the reaction mixture solution, and the isocyanurate composition were measured in accordance with the n-dibutylamine method of JIS K-1556 (2006).
  • the conversion rate of the isocyanate group (by calculating the decreasing rate of the isocyanate group concentration of the reaction solution or the reaction mixed solution with respect to the isocyanate group concentration of the charged solution ( Reaction rate).
  • the conversion rate of the isocyanate group (the conversion rate of the isocyanate group in the reaction solution) after the blending of the aliphatic alcohol and before the blending of the isocyanurate conversion catalyst is the urethane conversion rate, and the isocyanate after the blending of the isocyanurate conversion catalyst
  • the conversion rate of the group (the conversion rate of the isocyanate group in the reaction mixture) is the isocyanurate conversion rate.
  • ⁇ Trimolecular area ratio> The sample of the isocyanurate composition was measured by gel permeation chromatography (GPC), and in the obtained chromatogram (chart), the area of the peak with a polystyrene top molecular weight of 400 to 1000 as the peak top relative to the area of all peaks From the area ratio, a trimolecular area ratio was determined.
  • the trimolecular area ratio is the area of the peak area with a retention time of 26.8 minutes to 27.1 minutes as the peak top in the chromatogram (chart) obtained by the following apparatus relative to the area of all peaks. It is also a rate (see FIG. 1).
  • Example 1 In a reactor equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introduction tube and a cooling tube, 100 parts by mass of 1,3-xylylene diisocyanate (Mitsui Chemicals, m-XDI) and 2,6- Di (tert-butyl) -4-methylphenol (also known as dibutylhydroxytoluene, BHT, hindered phenol antioxidant) 0.025 phr and tetraphenyl dipropylene glycol diphosphite (JPP-100 (trade name, Johoku) Chemical Industry Co., Ltd.), organic phosphite ester, cocatalyst) 0.05 phr, and then 0.5 parts by mass of 1,3-butanediol was added
  • reaction solution After the reaction at the same temperature for 120 minutes, the temperature was lowered to 60 ° C. At this time (reaction solution), the isocyanate group concentration was 44.0% by mass. Then, 0.008 phr of a 37 mass% methanol solution of tetrabutylammonium hydroxide (TBAOH) (active ingredient (catalyst) 100% conversion: 0.003 phr) was blended as an isocyanurate forming catalyst, and wasocyanurated. .
  • TSAOH tetrabutylammonium hydroxide
  • the resulting reaction mixture was passed through a thin-film distillation apparatus (temperature 150 ° C., vacuum 50 Pa) to remove unreacted 1,3-xylylene diisocyanate, An isocyanurate composition comprising an isocyanurate derivative was obtained.
  • the distillation yield of the isocyanurate composition was 56.2% by mass.
  • the amount of modification of the aliphatic alcohol relative to the isocyanurate composition is 0.5 mass% in the reaction mixture (before distillation), and in the isocyanurate composition (after distillation).
  • the conversion rate of the isocyanate group was 30.5% by mass, the urethane conversion rate was 0.9% by mass, and the isocyanurate conversion rate was 29.6% by mass.
  • the isocyanate group concentration (solid content: 100% by weight) of the isocyanurate composition was 20.6% by mass, and the trimolecular area ratio was 48%.
  • Examples 2 to 15 and Comparative Examples 1 to 5 An isocyanurate composition comprising an isocyanurate derivative was obtained in the same manner as in Example 1 except that the formulation and production conditions shown in Tables 1 to 4 were changed.
  • Tables 1 to 4 show the formulations, production conditions and properties of the isocyanurate compositions produced in Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 5.
  • Comparative Example 7 Commercially available isocyanurate derivative of 1,6-hexamethylene diisocyanate (trade name: D-170N, NCO group content: 20.7 wt%, solid content 100 wt%, viscosity (25 ° C.): 200 mPa ⁇ s, Mitsui Chemicals, Inc. Used).
  • Comparative Example 8 Commercially available isocyanurate derivative of bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (trade name: D-127N, NCO group content: 13.5 wt%, solid content 75 wt%, solvent: ethyl acetate, viscosity (25 ° C.): 40 mPa ⁇ S, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. was used as it was.
  • Tables 5 and 6 show the types of aliphatic alcohols used to produce the isocyanurate compositions of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 8 and the alcohol modification rates of the isocyanurate compositions.
  • the types of aliphatic alcohols of Comparative Examples 6 to 8 and the alcohol modification rate of the isocyanurate compositions are not shown.
  • the molar ratio of 1,3-xylylene diisocyanate to 1,3-butanediol was calculated from the peak area ratio.
  • the mass ratio of 1,3-xylylene diisocyanate and 1,3-butanediol was calculated from the calculated molar ratio, and the alcohol modification rate of the isocyanurate composition of Example 4 was calculated.
  • the area ratio of the benzene proton attribute peak (4H) of 1,3-xylylene diisocyanate to the methyl proton attribute peak (3H) of 1,3-butanediol is 1,3-xylylene diisocyanate.
  • Benzene proton attribute peak of range isocyanate: methyl proton attribute peak of 1,3-butanediol (3H) 400.0000: 28.9229.
  • the isocyanurate composition of Example 4 is The modified amount of butanediol (the alcohol modification rate of the isocyanurate composition) was obtained as 4.4% by mass by the following calculation.
  • the alcohol modification rate of the isocyanurate composition can be calculated from the charged amounts of 1,3-xylylene diisocyanate and aliphatic alcohol.
  • Isocyanurate compositions obtained in each of Examples and Comparative Examples and acrylic polyol (trade name: Olester Q666, hereinafter abbreviated as Q666) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. areocyanates in the isocyanurate compositions.
  • the equivalent ratio (NCO / OH) of the hydroxyl group in the acrylic polyol to the group was 1.0, and thinner (ethyl acetate / propylene glycol monomethyl ether acetate / butyl acetate was mixed at a weight ratio of 1: 1: 1.
  • the product was diluted to a solid content of 50% by mass and stirred at 23 ° C. for 5 minutes. Furthermore, defoaming was performed by ultrasonic treatment for 10 minutes to obtain a coating solution.
  • the coating solution obtained by the above method has a dry film thickness on the glass plate so that the dry film thickness is 40 ⁇ m on each of the steel plate (SPCC, PBN-144 treated product) and the polymethyl methacrylate (PMMA) plate. Each coating was carried out to 100 ⁇ m. Next, after drying at 23 ° C. for 2 hours, heat treatment was performed at 80 ° C. for 30 minutes. Thereafter, aging was performed at 23 ° C. and a relative humidity of 55% for 7 days to obtain urethane films on the steel plate, the PMMA plate, and the glass plate, respectively.
  • the obtained film was used for the following physical property evaluation.
  • ⁇ Physical property evaluation> (Dry touch drying time) The coating solution was coated on a glass plate so as to have a thickness of 100 ⁇ m (thickness before drying) using an applicator. After coating, the time until tack disappears when touched with a finger was measured under conditions of 23 ° C. and 30% relative humidity. (Curing and drying time) The coating solution was coated on a glass plate so as to have a thickness of 100 ⁇ m (thickness before drying) using an applicator. After coating, the time until a fingerprint was not traced when the finger was pressed strongly was measured under conditions of 23 ° C. and 30% relative humidity.
  • the urethane film before and after the treatment was evaluated with a color difference meter (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., SE2000), and the color difference ( ⁇ E) before and after the treatment was calculated. Further, the glossiness was evaluated with a glossmeter (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., VG2000), and the gloss retention (after 600 hours) when the initial glossiness was taken as 100 was calculated.
  • Table 5 and Table 6 show the evaluation of each example and each comparative example.
  • the impact resistance and elixir of Comparative Examples 8 and 9 are not shown because they were not measured.
  • D-170N 1,6-hexamethylene diisocyanate isocyanurate derivative (NCO group content: 20.7 wt%, solid content 100 wt%, viscosity (25 ° C.): 200 mPa ⁇ s, manufactured by Mitsui Chemicals)
  • D-127N Isocyanurate derivative of bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (NCO group content: 13.5 wt%, solid content 75 wt%, solvent: ethyl acetate, viscosity (25 ° C.): 40 mPa ⁇ s, Mitsui Chemicals (Made by company)
  • NCO group content 20.7 wt%, solid content 100 wt%, viscosity (25 ° C.): 200 mPa ⁇ s, manufactured by Mitsui Chemicals
  • D-127N Isocyanurate derivative of bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (N
  • the isocyanurate composition of the present invention is useful as a raw material for a polyurethane resin, and the polyurethane resin obtained from the isocyanurate composition of the present invention can be widely used in various industrial fields.

Abstract

 イソシアネート組成物は、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体から本質的になり、前記イソシアヌレート誘導体が、脂肪族アルコールにより変性されており、前記脂肪族アルコールの変性量が、0.5質量%以上15質量%以下である。

Description

イソシアヌレート組成物
 本発明は、ポリウレタン樹脂の原料であるイソシアヌレート組成物に関する。
 ポリウレタン樹脂は、通常、ポリイソシアネートと活性水素基含有化合物との反応により製造されており、例えば、塗料、接着剤、エラストマーなどとして、各種産業分野において広範に使用されている。
 ポリウレタン樹脂の製造に用いられるポリイソシアネートとしては、例えば、キシリレンジイソシアネート(XDI)が知られており、また、キシリレンジイソシアネートを、イソシアヌレート誘導体などに誘導して用いることが、提案されている。
 より具体的には、例えば、m-XDIをベンジルアルコールにより変性させた後、2-エチル-ヘキサノール中で2-エチルヘキサン酸亜鉛(II)の50%濃度溶液を三量化触媒として用いて反応させ、次いで、オルトリン酸を添加して、反応を停止させることにより、イソシアヌレート基を含有するm-XDIアロファネートポリイソシアネートを製造することが提案されている(例えば、特許文献1の実施例のポリイソシアネートA3)参照。)。
特表2013-531123号公報
 しかし、特許文献1に記載の上記ポリイソシアネートから得られるポリウレタン樹脂では、耐候性が不十分である。
 また、各種産業分野から、ポリウレタン樹脂のさらなる耐久性の向上も求められている。
 本発明の目的は、優れた耐候性および耐久性を有するポリウレタン樹脂を得ることができるイソシアヌレート組成物を提供することにある。
 本発明のイソシアヌレート組成物は、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体から本質的になり、前記イソシアヌレート誘導体が、脂肪族アルコールにより変性されており、前記脂肪族アルコールの変性量が、0.5質量%以上15質量%以下であることを特徴としている。
 本発明のイソシアヌレート組成物では、前記脂肪族アルコールの変性量が、3.0質量%以上7.0質量%以下であることが好適である。
 本発明のイソシアヌレート組成物では、前記脂肪族アルコールが、炭素数4以上20以下の脂肪族アルコールであることが好適である。
 本発明のイソシアヌレート組成物では、前記脂肪族アルコールが、二価の脂肪族アルコールであることが好適である。
 本発明のイソシアヌレート組成物によると、優れた耐候性および耐久性を有するポリウレタン樹脂を得ることができる。
図1は、実施例4のイソシアヌレート組成物のゲルパーミエーションクロマトグラムである。 図2は、実施例4のイソシアヌレート組成物のH-NMRチャートである。
 本発明のイソシアヌレート組成物は、1,3-キシリレンジイソシアネート(m-キシリレンジイソシアネート(m-XDI))のイソシアヌレート誘導体からなる。なお、本発明のイソシアヌレート組成物は、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体を単一の主成分として含有するが、イソシアヌレート組成物に、不可避的に含まれる副成分(例えば、イソシアヌレート誘導体製造時に配合する触媒、助触媒および安定剤、1,3-キシリレンジイソシアネートのイミノオキサジアジンジオン誘導体、1,3-キシリレンジイソシアネートモノマーなど)の含有を許容する。
 また、本発明のイソシアヌレート組成物は、1,2-または1,4-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体を含んでおらず、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体のみからなる。
 1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体は、1,3-キシリレンジイソシアネートの三量体(トリマー)である。三量体には、対称三量体であるイソシアヌレート誘導体と、非対称三量体であるイミノオキサジアジンジオン誘導体とが含まれるが、本発明のイソシアヌレート組成物は、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体から本質的になり、1,3-キシリレンジイソシアネートのイミノオキサジアジンジオン誘導体は、イソシアヌレート組成物の総量に対して、例えば、6質量%以下、好ましくは、2質量%以下、より好ましくは、1質量%以下、さらに好ましくは、0.5質量%以下含まれる場合がある。
 1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体は、1,3-キシリレンジイソシアネートを、イソシアヌレート化触媒の存在下において、イソシアヌレート化反応させることにより得られる。
 本発明において、イソシアヌレート化触媒としては、イソシアヌレート化を活性化する触媒であれば、特に限定されず、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリエチレンジアミン、2級アミン共重合体(例えば、ジアルキルアミンなどの2級アミン、および、2級アミンと共重合可能な単量体(例えば、フェノール、ホルムアルデヒドなど)の重縮合物)などの3級アミン、例えば、2-ジメチルアミノメチルフェノール、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールなどのマンニッヒ塩基、例えば、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、トリメチルベンジルアンモニウム、トリブチルベンジルアンモニウムなどのテトラアルキルアンモニウムのハイドロオキサイドやその有機弱酸塩、例えば、トリメチルヒドロキシプロピルアンモニウム(別名:N-(2-ヒドロキシプロピル)-N,N,N-トリメチルアンモニウム)、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウム、トリエチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリエチルヒドロキシエチルアンモニウムなどのトリアルキルヒドロキシアルキルアンモニウムのハイドロオキサイドやその有機弱酸塩、例えば、酢酸、カプロン酸、オクチル酸、ミリスチン酸、ナフテン酸などのアルキルカルボン酸の金属塩(例えば、アルカリ金属塩、マグネシウム塩、スズ塩、亜鉛塩、鉛塩など)、例えば、アルミニウムアセチルアセトン、リチウムアセチルアセトンなどのようなβ-ジケトンの金属キレート化合物、例えば、塩化アルミニウム、三フッ化ホウ素などのフリーデル・クラフツ触媒、例えば、チタンテトラブチレート、トリブチルアンチモン酸化物などの種々の有機金属化合物、例えば、ヘキサメチルシラザンなどのアミノシリル基含有化合物、二フッ化水素テトラブチルホスホニウムなどのハロゲン置換有機リン化合物などが挙げられる。
 これらイソシアヌレート化触媒は、単独使用または2種類以上併用することができる。
 イソシアヌレート化触媒として、好ましくは、テトラアルキルアンモニウムのハイドロオキサイド、トリアルキルヒドロキシアルキルアンモニウムのハイドロオキサイドが挙げられ、より好ましくは、テトラアルキルアンモニウムのハイドロオキサイドが挙げられ、さらに好ましくは、トリメチルベンジルアンモニウムのハイドロオキサイド、テトラブチルアンモニウムのハイドロオキサイドが挙げられる。
 イソシアヌレート化触媒として、上記の触媒を用いれば、とりわけ優れた反応率で1,3-キシリレンジイソシアネートをイソシアヌレート化することができるため、製造効率に優れる。
 イソシアヌレート化触媒(有効成分100%換算)の配合割合は、1,3-キシリレンジイソシアネート100質量部に対して、例えば、0.001質量部(phr)以上、好ましくは、0.009質量部(phr)以上、より好ましくは、0.015質量部(phr)以上であり、例えば、0.1質量部(phr)以下、好ましくは、0.024質量部(phr)以下、より好ましくは、0.021質量部(phr)以下、さらに好ましくは、0.018質量部(phr)以下である。
 そして、この方法では、1,3-キシリレンジイソシアネートに、イソシアヌレート化触媒を上記した配合割合で配合し、加熱することにより、イソシアヌレート化反応させる。
 イソシアヌレート化反応の反応条件としては、例えば、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気、常圧(大気圧)下、反応温度(到達最高温度)が、例えば、20℃以上、好ましくは、40℃を超過、より好ましくは、45℃以上、さらに好ましくは、60℃以上、特に好ましくは、70℃以上であり、例えば、90℃以下、好ましくは、80℃以下、より好ましくは、75℃以下である。また、反応時間が、例えば、30分以上、好ましくは、60分以上、より好ましくは、120分以上、さらに好ましくは、250分以上、特に好ましくは、350分以上であり、例えば、720分以下、好ましくは、600分以下、より好ましくは、480分以下、さらに好ましくは、450分以下である。
 なお、イソシアヌレート化触媒は、イソシアヌレート化反応の仕込み段階(初期)で配合してもよく、また、イソシアヌレート化反応中に追加してもよく、上記した配合割合は、イソシアヌレート化反応開始前(初期)に配合するイソシアヌレート化触媒の配合割合(仕込み割合)とイソシアヌレート化反応中に追加するイソシアヌレート化触媒の配合割合(追加割合)との合計の配合割合である。
 イソシアヌレート化反応の仕込み段階および反応中の両方でイソシアヌレート化触媒を配合する場合において、イソシアヌレート化反応開始前(初期)に配合するイソシアヌレート化触媒の配合割合(仕込み割合)は、1,3-キシリレンジイソシアネート100質量部に対して、例えば、0.001質量部(phr)以上、好ましくは、0.002質量部(phr)以上、より好ましくは、0.003質量部(phr)以上であり、例えば、0.1質量部(phr)以下、好ましくは、0.005質量部(phr)以下、より好ましくは、0.004質量部(phr)以下であり、また、イソシアヌレート化反応中に追加するイソシアヌレート化触媒の配合割合(追加割合)は、1,3-キシリレンジイソシアネート100質量部に対して、例えば、0.001質量部(phr)以上、好ましくは、0.006質量部(phr)以上、より好ましくは、0.012質量部(phr)以上であり、例えば、0.1質量部(phr)以下、好ましくは、0.021質量部(phr)以下、より好ましくは、0.018質量部(phr)以下、さらに好ましくは、0.015質量部(phr)以下である。
 また、イソシアヌレート化触媒の仕込み割合と追加割合との配合比(仕込み割合/追加割合)は、仕込み割合と追加割合との合計の配合割合を100とすると、例えば、10/90以上、好ましくは、15/85以上、より好ましくは、20/80以上であり、例えば、90/10以下、好ましくは、50/50以下、より好ましくは、30/70以下である。
 また、上記の反応においては、イソシアヌレート化を調節するために、例えば、特開昭61-129173号公報に記載されているような有機亜リン酸エステルなどを、助触媒として配合することもできる。
 有機亜リン酸エステルとしては、脂肪族有機亜リン酸エステル、芳香族有機亜リン酸エステルなどが挙げられる。
 脂肪族有機亜リン酸エステルとしては、例えば、トリエチルホスファイト、トリブチルホスファイト、トリス(2-エチルヘキシル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリス(トリデシル)ホスファイト、トリステアリルホスファイトなどのアルキルモノホスファイト、例えば、ジステアリル・ペンタエリスリチル・ジホスファイト、ジ・ドデシル・ペンタエリスリトール・ジホスファイト、ジ・トリデシル・ペンタエリスリトール・ジホスファイト、トリペンタエリスリトール・トリホスファイトなどの脂肪族多価アルコールから誘導されたジ、トリあるいはテトラホスファイト、さらに、水添ビスフェノールAホスファイトポリマー(分子量2400~3000)などの脂環族ポリホスファイト、トリス(2,3-ジクロロプロピル)ホスファイトなどが挙げられる。脂肪族有機亜リン酸エステルとして、好ましくは、アルキルモノホスファイトが挙げられ、より好ましくは、トリデシルホスファイトが挙げられる。
 芳香族有機亜リン酸エステルとしては、例えば、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト、ジフェニルデシルホスファイト、ジフェニル(トリデシル)ホスファイトなどのアリールモノホスファイト、例えば、ジノニルフェニル・ペンタエリスリトール・ジホスファイト、テトラフェニル・テトラ・トリデシル・ペンタエリスリチル・テトラホスファイト、テトラフェニル・ジプロピレングリコール・ジホスファイトなどの芳香族多価アルコールから誘導されたジ、トリあるいはテトラホスファイト、さらに、例えば、炭素数が1~20のジ・アルキル・ビスフェノールA・ジホスファイト、4,4’-ブチリデン-ビス(3-メチル-6-t-ブチルフェニル-ジ・トリデシル)ホスファイトなどのビスフェノール系化合物から誘導されたジホスファイトなどが挙げられる。芳香族有機亜リン酸エステルとして、好ましくは、芳香族多価アルコールから誘導されたジ、トリあるいはテトラホスファイトが挙げられ、より好ましくは、テトラフェニル・ジプロピレングリコール・ジホスファイトが挙げられる。
 これら有機亜リン酸エステルは、単独使用または2種類以上併用することができる。
 有機亜リン酸エステルとして、好ましくは、アルキルモノホスファイト、芳香族多価アルコールから誘導されたジ、トリあるいはテトラホスファイトが挙げられ、より好ましくは、トリデシルホスファイト、テトラフェニル・ジプロピレングリコール・ジホスファイトが挙げられる。
 有機亜リン酸エステルの配合割合は、1,3-キシリレンジイソシアネート100質量部に対して、例えば、0.01質量部(phr)以上、好ましくは、0.03質量部(phr)以上であり、例えば、0.1質量部(phr)以下、好ましくは、0.07質量部(phr)以下である。
 助触媒として上記の有機亜リン酸エステルを、上記の配合割合で配合することにより、反応速度および反応率の向上を図ることができ、また、ゲル化を抑制することができる。
 また、上記の反応では、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、例えば、2,6-ジ(tert-ブチル)-4-メチルフェノール(別名:ジブチルヒドロキシトルエン、以下、BHTと略する場合がある。)、イルガノックス1010、イルガノックス1076、イルガノックス1135、イルガノックス245(以上、チバ・ジャパン社製、商品名)などの安定剤を配合することもできる。
 安定剤の配合割合は、1,3-キシリレンジイソシアネート100質量部に対して、例えば、0.01質量部(phr)以上、好ましくは、0.02質量部(phr)以上であり、例えば、0.05質量部(phr)以下、好ましくは、0.03質量部(phr)以下である。
 また、上記の反応では、必要により、公知の反応溶媒を配合してもよく、さらに、任意のタイミングで公知の触媒失活剤(例えば、リン酸、モノクロロ酢酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、ベンゾイルクロリドなど)を添加することもできる。
 そして、イソシアヌレート化反応終了後、得られる1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体からなるイソシアヌレート組成物と、1,3-キシリレンジイソシアネートモノマーとの反応混合液から、未反応の1,3-キシリレンジイソシアネートモノマー(反応溶媒および/または触媒失活剤を配合する場合には、反応溶媒および/または触媒失活剤も)を、例えば、薄膜蒸留(スミス蒸留)などの蒸留や、抽出などの公知の方法で除去する。なお、イソシアヌレート組成物と、1,3-キシリレンジイソシアネートモノマーとの混合液を調製する場合には、未反応の1,3-キシリレンジイソシアネートモノマーを除去せずに、反応混合液をそのままイソシアヌレート組成物と1,3-キシリレンジイソシアネートモノマーとの混合液として用いることもできる。
 本発明において、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート化反応終了後に薄膜蒸留する場合、その薄膜蒸留により得られるイソシアヌレート組成物の収率(蒸留収率)は、反応混合液の質量に対するイソシアヌレート組成物の質量の割合であり、例えば、30質量%以上、好ましくは、40質量%以上、より好ましくは、55質量%以上、さらに好ましくは、60質量%以上であり、例えば、70質量%以下、好ましくは、68質量%以下、より好ましくは、64質量%以下である。
 なお、イソシアヌレート組成物の蒸留収率は、後述する実施例に準拠して、反応混合液の質量に対するイソシアヌレート組成物の質量の割合を算出することにより求めることができる。
 また、上記の反応では、脂肪族アルコールを配合する。すなわち、イソシアヌレート組成物は、脂肪族アルコールにより変性されている。
 イソシアヌレート組成物を脂肪族アルコールにより変性すれば、耐候性(例えば、色差、光沢保持性)および耐久性(例えば、耐衝撃性、エリクセンなど)に優れるポリウレタン樹脂(後述)を得ることができる。
 本発明において、脂肪族アルコールとしては、例えば、1価の脂肪族アルコール、2価の脂肪族アルコール、3価の脂肪族アルコール、4価以上の脂肪族アルコールなどが挙げられる。
 1価の脂肪族アルコールとしては、例えば、直鎖状の1価脂肪族アルコール、分岐状の1価脂肪族アルコールなどが挙げられる。
 直鎖状の1価脂肪族アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、n-ブタノール、n-ペンタノール、n-ヘキサノール、n-ヘプタノール、n-オクタノール、n-ノナノール、n-デカノール、n-ウンデカノール、n-ドデカノール(ラウリルアルコール)、n-トリデカノール、n-テトラデカノール、n-ペンタデカノール、n-ヘキサデカノール、n-ヘプタデカノール、n-オクタデカノール(ステアリルアルコール)、n-ノナデカノール、エイコサノールなどが挙げられる。
 分岐状の1価脂肪族アルコールとしては、例えば、イソプロパノール(別名:イソプロピルアルコール、IPA)、イソブタノール(別名:イソブチルアルコール、IBA)、sec-ブタノール、tert-ブタノール、イソペンタノール、イソヘキサノール、イソヘプタノール、イソオクタノール、2-エチルヘキサノール(別名:2-エチルヘキシルアルコール、2-EHA)、イソノナノール、イソデカノール、5-エチル-2-ノナノール、トリメチルノニルアルコール、2-ヘキシルデカノール、3,9-ジエチル-6-トリデカノール、2-イソヘプチルイソウンデカノール、2-オクチルドデカノール、その他の分岐状アルカノール(C(炭素数、以下同様)5~20)などが挙げられる。
 2価の脂肪族アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール(1,3-PG)、1,4-ブチレングリコール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,4-ジヒドロキシ-2-ブテン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、その他の直鎖状のアルカン(C7~20)ジオールなどの直鎖状の2価脂肪族アルコール、例えば、1,2-プロパンジオール、1,3-ブチレングリコール(別名:1,3-ブタンジオール)、1,2-ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール(MPD)、2,2,4-トリメチルー1,3-ペンタンジオール(TMPD)、3,3-ジメチロールヘプタン、2,6-ジメチル-1-オクテン-3,8-ジオール、その他の分岐状のアルカン(C7~20)ジオールなどの分岐状の2価脂肪族アルコール、例えば、1,3-または1,4-シクロヘキサンジメタノールおよびそれらの混合物、1,3-または1,4-シクロヘキサンジオールおよびそれらの混合物、水素化ビスフェノールAなどの脂環式の2価脂肪族アルコールなどが挙げられる。
 3価の脂肪族アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。
 4価以上の脂肪族アルコールとしては、例えば、テトラメチロールメタン、D-ソルビトール、キシリトール、D-マンニトールなどが挙げられる。
 また、これら脂肪族アルコールは、分子中に1つ以上のヒドロキシ基を有していれば、それ以外の分子構造は、本発明の優れた効果を阻害しない限り、分子中に芳香環を含有しないこと以外は特に制限されず、例えば、分子中に、エステル基、エーテル基、シクロヘキサン環などを有することもできる。このような脂肪族アルコールとしては、例えば、上記1価の脂肪族アルコールとアルキレンオキサイド(例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなど)との付加重合物(2種類以上のアルキレンオキサイドのランダムおよび/またはブロック重合物)であるエーテル基含有1価脂肪族アルコール、上記1価の脂肪族アルコールとラクトン(例えば、ε-カプロラクトン、δ-バレロラクトンなど)との付加重合物であるエステル基含有1価脂肪族アルコールなどが挙げられる。
 これら脂肪族アルコールは、単独使用または2種類以上併用することができる。
 脂肪族アルコールとして、好ましくは、1価および2価の脂肪族アルコールが挙げられ、より好ましくは、2価の脂肪族アルコールが挙げられる。
 また、脂肪族アルコールとして、好ましくは、炭素数が1~20の脂肪族アルコール、より好ましくは、炭素数が4~20の脂肪族アルコール(炭素数が4以上20以下の脂肪族アルコール)、さらに好ましくは、炭素数が4~15の脂肪族アルコールが挙げられる。
 また、脂肪族アルコールとして、好ましくは、分岐状の1価および2価脂肪族アルコールが挙げられ、より好ましくは、分岐状の2価脂肪族アルコールが挙げられる。
 本発明において、脂肪族アルコールとして、とりわけ好ましくは、1,3-ブタンジオールが挙げられる。
 脂肪族アルコールは、イソシアヌレート組成物の平均官能基数が2以上となるように配合され、その配合割合は、1,3-キシリレンジイソシアネート100質量部に対して、脂肪族アルコールが、例えば、0.3質量部以上、好ましくは、1.0質量部以上、より好ましくは、1.5質量部以上であり、また、例えば、11質量部以下、好ましくは、8.0質量部以下、より好ましくは、7.0質量部以下、さらに好ましくは、5.0質量部以下、特に好ましくは、3.0質量部以下である。
 脂肪族アルコールの配合割合が、上記範囲内であれば、光学特性、速乾性、耐候性および耐久性に優れるポリウレタン樹脂(後述)を得ることができる。
 また、この反応において、1,3-キシリレンジイソシアネートと脂肪族アルコールとは、脂肪族アルコールのヒドロキシ基に対する、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアネート基の当量比(NCO/OH)が、例えば、5以上、好ましくは、10以上、より好ましくは、20以上、さらに好ましくは、25以上、通常、1000以下となる配合割合にて、配合される。
 また、この反応においては、本発明の優れた効果を阻害しない範囲において、必要に応じて、上記した脂肪族アルコールと、例えば、チオール類、オキシム類、ラクタム類、フェノール類、βジケトン類などの活性水素基含有化合物とを併用することができる。
 イソシアヌレート組成物を、脂肪族アルコールにより変性する方法としては、例えば、まず、1,3-キシリレンジイソシアネートと脂肪族アルコールとを反応させ、次いで、イソシアヌレート化触媒の存在下にイソシアヌレート化反応させた後、未反応の1,3-キシリレンジイソシアネートを除去する方法や、例えば、まず、上記した方法で1,3-キシリレンジイソシアネートのみをイソシアヌレート化した後、未反応の1,3-キシリレンジイソシアネートを除去し、その後、得られた1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体と脂肪族アルコールとを反応させる方法などが挙げられる。
 好ましくは、まず、1,3-キシリレンジイソシアネートと脂肪族アルコールとを反応させ、次いで、イソシアヌレート化触媒の存在下にイソシアヌレート化反応させた後、未反応の1,3-キシリレンジイソシアネート(すなわち、1,3-キシリレンジイソシアネートモノマー)を除去する。
 このような方法、すなわち、1,3-キシリレンジイソシアネートと脂肪族アルコールとを反応させた後に、イソシアヌレート化反応させれば、イソシアヌレート化反応の反応速度を向上させ、イソシアヌレート化反応の反応効率を向上させることができる。
 具体的には、この方法では、まず、1,3-キシリレンジイソシアネートと脂肪族アルコールとを、混合し、反応させ、反応液を得る。
 反応液には、1,3-キシリレンジイソシアネート、および、1,3-キシリレンジイソシアネートと脂肪族アルコールの反応物(すなわち、アルコール変性1,3-キシリレンジイソシアネート)が含まれる。
 1,3-キシリレンジイソシアネートと脂肪族アルコールとの反応は、ウレタン化反応(アロファネート化反応を含む)であり、その反応条件としては、例えば、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気、常圧(大気圧)下において、反応温度が、例えば、室温(例えば、25℃)以上、好ましくは、40℃以上であり、例えば、100℃以下、好ましくは、90℃以下である。また、反応時間が、例えば、0.05時間以上、好ましくは、0.2時間以上であり、例えば、10時間以下、好ましくは、6時間以下、より好ましくは、2.5時間以下である。
 また、上記したウレタン化反応においては、必要に応じて、例えば、アミン類や有機金属化合物などの公知のウレタン化触媒を任意の添加割合で添加してもよい。
 アミン類としては、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ビス-(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、N-メチルモルホリンなどの3級アミン類、例えば、テトラエチルヒドロキシルアンモニウムなどの4級アンモニウム塩、例えば、イミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾールなどのイミダゾール類などが挙げられる。
 有機金属化合物としては、例えば、酢酸錫、オクチル酸錫、オレイン酸錫、ラウリル酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジメチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジメルカプチド、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジネオデカノエート、ジオクチル錫ジメルカプチド、ジオクチル錫ジラウリレート、ジブチル錫ジクロリドなどの有機錫系化合物、例えば、オクタン酸鉛、ナフテン酸鉛などの有機鉛化合物、例えば、ナフテン酸ニッケルなどの有機ニッケル化合物、例えば、ナフテン酸コバルトなどの有機コバルト化合物、例えば、オクテン酸銅などの有機銅化合物、例えば、オクチル酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマスなどの有機ビスマス化合物などが挙げられる。
 さらに、ウレタン化触媒として、例えば、炭酸カリウム、酢酸カリウム、オクチル酸カリウムなどのカリウム塩が挙げられる。
 これらウレタン化触媒は、単独使用または2種類以上併用することができる。
 そして、この方法では、得られる反応液に、上記したように、イソシアヌレート化触媒を配合し、1,3-キシリレンジイソシアネート、および、アルコール変性1,3-キシリレンジイソシアネートを、イソシアヌレート化反応させる。そして、イソシアヌレート化反応終了後、未反応の1,3-キシリレンジイソシアネートモノマーを、上記したように、公知の方法で除去する。
 これにより、脂肪族アルコールにより変性された、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体からなるイソシアヌレート組成物を得ることができる。
 また、例えば、1,3-キシリレンジイソシアネートのみをイソシアヌレート化した後、必要により、未反応の1,3-キシリレンジイソシアネートを除去し、得られた1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体と脂肪族アルコールとを反応させる方法(上記の後者の方法)を採用する場合には、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体と脂肪族アルコールとが反応する。なお、この反応もウレタン化反応であり、上記したウレタン化反応の反応条件で反応させる。
 これによっても、脂肪族アルコールにより変性された、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体からなるイソシアヌレート組成物を製造することができる。
 脂肪族アルコールにより変性されている、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体からなるイソシアネート組成物であれば、光学特性および耐久性に優れるポリウレタン樹脂(後述)を得ることができる。
 以下、特に言及がない限り1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体は、脂肪族アルコールにより変性されている、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体である。
 イソシアヌレート組成物に対する脂肪族アルコールの変性量(イソシアヌレート組成物のアルコール変性率)は、イソシアヌレート組成物の総量に対して、0.5質量%以上、好ましくは、1.0質量%以上、より好ましくは、3.0質量%以上であり、15質量%以下、好ましくは、10質量%以下、より好ましくは、7.0質量%以下、さらに好ましくは、6.0質量%以下、特に好ましくは、5.0質量%以下、とりわけ好ましくは、4.0質量%以下である。
 イソシアヌレート組成物に対する脂肪族アルコールの変性量が上記範囲内であれば、光学特性、速乾性、耐候性および耐久性に優れるポリウレタン樹脂(後述)を得ることができる。
 また、速乾性および耐候性の観点から、イソシアヌレート組成物に対する脂肪族アルコールの変性量(イソシアヌレート組成物のアルコール変性率)は、イソシアヌレート組成物の総量に対して、好ましくは、0.5質量%以上であり、好ましくは、7.0質量%以下、より好ましくは、6.0質量%以下、さらに好ましくは、5.0質量%未満、さらに好ましくは、4.0質量%以下、さらに好ましくは、3.0質量%未満、とりわけ好ましくは、1.0質量%以下である。
 また、光学特性および耐久性の観点から、イソシアヌレート組成物に対する脂肪族アルコールの変性量(イソシアヌレート組成物のアルコール変性率)は、イソシアヌレート組成物の総量に対して、好ましくは、3.0質量%以上、より好ましくは、5.0質量%以上、さらに好ましくは、10質量%以上であり、好ましくは、15質量%以下である。
 なお、イソシアヌレート組成物に対する脂肪族アルコールの変性量(イソシアヌレート組成物のアルコール変性率)は、下記式により算出することができる。
  イソシアヌレート組成物のアルコール変性率(質量%)=(反応混合液におけるアルコール変性率(質量%)/蒸留収率(質量%))×100
 そして、反応混合液におけるアルコール変性率は、反応混合液における1,3-キシリレンジイソシアネートおよびイソシアヌレート組成物に対する脂肪族アルコールの変性量であって、1,3-キシリレンジイソシアネートの仕込み質量に対する脂肪族アルコールの仕込み質量の配合割合として算出することができる。
 また、一般的には、アルコール変性率は、H-NMR測定により算出することもできる。
 例えば、イソシアヌレート組成物のH-NMR測定(400MHz、溶剤CDCL3(3%)、積算128回)において、6.5~8.0ppmのベンゼンプロトンピークを1,3-キシリレンジイソシアネートの帰属ピークとし、また、0.9~1.4ppmのメチルプロトンピークを脂肪族アルコールの帰属ピークとする。そして、それらのピーク面積比を、1,3-キシリレンジイソシアネートと脂肪族アルコールとのモル比として算出できる。そして、算出されたモル比から、1,3-キシリレンジイソシアネートおよび脂肪族アルコールの質量比を算出し、アルコール変性率を算出することができる。
 イソシアヌレート組成物は、イソシアネート基濃度(固形分100重量%)が、例えば、10.0質量%以上、好ましくは、15.0質量%以上、より好ましくは、18.0質量%以上であり、例えば、22.0質量%以下、好ましくは、21.0質量%以下、より好ましくは、20.0質量%以下、さらに好ましくは、19.0質量%以下である。
 なお、イソシアヌレート組成物のイソシアネート基濃度(固形分100重量%)は、後述する実施例に準拠して求めることができる。
 また、イソシアヌレート組成物において、イソシアネートモノマー濃度(未反応の1,3-キシリレンジイソシアネートの濃度)が、例えば、2質量%以下、好ましくは、1質量%以下、より好ましくは、0.5質量%以下である。
 また、イソシアヌレート組成物を得る反応(ウレタン化反応およびイソシアヌレート化反応)における、イソシアネート基の転化率(反応率)は、例えば、20質量%以上、好ましくは、30質量%以上、より好ましくは、35質量%以上であり、例えば、50質量%以下、好ましくは、45質量%以下、より好ましくは、40質量%以下である。
 また、速乾性および耐候性の向上を図る観点から、イソシアヌレート組成物を得る反応における、イソシアネート基の転化率(反応率)は、好ましくは、20質量%以上であり、好ましくは、40質量%未満、より好ましくは、35質量%以下、さらに好ましくは、33質量%以下である。
 また、光学特性および耐久性の向上を図る観点から、イソシアヌレート組成物を得る反応における、イソシアネート基の転化率(反応率)は、好ましくは、40質量%以上、より好ましくは、45質量%以上であり、好ましくは、50質量%以下である。
 なお、本発明では、イソシアヌレート組成物を得る反応における、イソシアネート基の転化率(反応率)は、1,3-キシリレンジイソシアネートおよび脂肪族アルコールの反応によるウレタン転化率と、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート化反応によるイソシアヌレート転化率との合計値である。
 このような場合、ウレタン転化率は、例えば、0.5質量%以上、好ましくは、2.0質量%以上、より好ましくは、5.0質量%以上であり、例えば、25質量%以下、好ましくは、20質量%以下、より好ましくは、10質量%以下、さらに好ましくは、8.8質量%以下、8.0質量%以下である。
 また、イソシアヌレート転化率は、例えば、15質量%以上、好ましくは、25質量%以上であり、例えば、30質量%以下、好ましくは、29質量%以下である。
 なお、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアネート基の転化率、ウレタン転化率およびイソシアヌレート転化率は、後述する実施例に準拠して、仕込み液(1,3-キシリレンジイソシアネート、助触媒、安定剤、必要により、反応溶媒からなる)のイソシアネート基濃度に対する、反応液または反応混合液のイソシアネート基濃度の減少率を算出することにより求めることができる。
 また、イソシアヌレート組成物は、脂肪族アルコールにより変性されていないイソシアヌレート誘導体(無変性のイソシアヌレート誘導体)と、脂肪族アルコールにより変性されているイソシアヌレート誘導体(アルコール変性イソシアヌレート誘導体)とを含み、好ましくは、無変性のイソシアヌレート誘導体とアルコール変性イソシアヌレート誘導体とからなる。
 無変性のイソシアヌレート誘導体としては、例えば、イソシアヌレート一核体(具体的には、3分子の1,3-キシリレンジイソシアネートが1つのイソシアヌレート環を形成し、そのイソシアヌレート環が他のイソシアヌレート環と結合していない化合物、すなわち、イソシアヌレート環を介する1,3-キシリレンジイソシアネートの3分子体)およびイソシアヌレート多核体(例えば、イソシアヌレート二核体(具体的には、1つのイソシアヌレート一核体が他のイソシアヌレート一核体の1つと結合している化合物)、イソシアヌレート三核体以上(具体的には、イソシアヌレート一核体同士が3つ以上結合している化合物)など)などが挙げられる。
 また、アルコール変性イソシアヌレート誘導体としては、例えば、上記した無変性のイソシアヌレート誘導体と、脂肪族アルコールまたはアロファネート誘導体(後述)との反応結果物などが挙げられる。
 また、イソシアヌレート組成物は、アロファネート誘導体の含有を許容する。
 アロファネート誘導体としては、例えば、1,3-キシリレンジイソシアネートと1価脂肪族アルコールとの反応結果物(1価アルコール変性アロファネート誘導体)、1,3-キシリレンジイソシアネートと2価脂肪族アルコールとの反応結果物(2価アルコール変性アロファネート誘導体)、1,3-キシリレンジイソシアネートと3価以上の脂肪族アルコールとの反応結果物(3価以上アルコール変性アロファネート誘導体)、さらには、1,3-キシリレンジイソシアネートと上記の反応結果物(1価アルコール変性アロファネート誘導体または2価アルコール変性アロファネート誘導体または3価以上アルコール変性アロファネート誘導体)との反応結果物などが挙げられる。
 なお、1価アルコール変性アロファネート誘導体は、具体的には、1分子の1,3-キシリレンジイソシアネートが1価脂肪族アルコールと反応してウレタン結合し、かつ、そのウレタン結合部位に対して1分子の1,3-キシリレンジイソシアネートが、アロファネート結合している化合物である。
 2価アルコール変性アロファネート誘導体は、具体的には、2分子の1,3-キシリレンジイソシアネートが、2価脂肪族アルコールを介して結合し、かつ、その結合部位(ウレタン結合)の少なくとも一方に対して1分子の1,3-キシリレンジイソシアネートがアロファネート結合している化合物であり、好ましくは、2分子の1,3-キシリレンジイソシアネートが2価脂肪族アルコールを介して結合し、かつ、その結合部位(ウレタン結合)の一方に対して1分子の1,3-キシリレンジイソシアネートがアロファネート結合している化合物(2価アルコール変性アロファネート誘導体の3分子体)である。
 3価以上アルコール変性アロファネート誘導体は、上記2価アルコール変性アロファネート誘導体に準拠する。
 そして、イソシアヌレート組成物をゲルパーミエーションクロマトグラフ測定したときのクロマトグラムにおいて、ポリスチレン換算分子量400~1000、好ましくは、600~900の間をピークトップとするピークの面積の、全ピークの面積に対する面積率(以下、3分子体面積率とする。)が、イソシアヌレート組成物の総量に対する、イソシアヌレート一核体の含有率と、上記したアロファネート誘導体のうち、ポリスチレン換算分子量が400~1000、好ましくは、600~900であるアロファネート誘導体(好ましくは、2価アルコール変性アロファネート誘導体の3分子体)の含有率との総量に相当し、例えば、30%以上、好ましくは、35%以上であり、例えば、51%以下、好ましくは、45%以下、より好ましくは、40%以下である。
 なお、3分子体面積率は、後述する実施例に準拠して、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート組成物の分子量分布を、示差屈折率検出器(RID)を装備したゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)によって測定し、得られたクロマトグラム(チャート)におけるピーク面積比率として、算出することができる。
 また、イソシアヌレート組成物には、必要により、スルホンアミド基を含有する化合物を添加することができる。
 スルホンアミド基を含有する化合物としては、例えば、芳香族スルホンアミド類、脂肪族スルホンアミド類などが挙げられる。
 芳香族スルホンアミド類としては、例えば、ベンゼンスルホンアミド、ジメチルベンゼンスルホンアミド、スルファニルアミド、o-およびp-トルエンスルホンアミド、ヒドロキシナフタレンスルホンアミド、ナフタレン-1-スルホンアミド、ナフタレン-2-スルホンアミド、m-ニトロベンゼンスルホンアミド、p-クロロベンゼンスルホンアミドなどが挙げられる。
 脂肪族スルホンアミド類としては、例えば、メタンスルホンアミド、N,N-ジメチルメタンスルホンアミド、N,N-ジメチルエタンスルホンアミド、N,N-ジエチルメタンスルホンアミド、N-メトキシメタンスルホンアミド、N-ドデシルメタンスルホンアミド、N-シクロヘキシル-1-ブタンスルホンアミド、2-アミノエタンスルホンアミドなどが挙げられる。
 これらスルホンアミド基を含有する化合物は、単独使用または2種類以上併用することができる。
 スルホンアミド基を含有する化合物として、好ましくは、芳香族スルホンアミド類が挙げられ、より好ましくは、o-またはp-トルエンスルホンアミドが挙げられる。
 スルホンアミド基を含有する化合物の添加割合は、イソシアヌレート組成物100質量部に対して、スルホンアミド基を含有する化合物が、0.001~0.5質量部、好ましくは、0.005~0.4質量部、より好ましくは、0.01~0.3質量部である。
 スルホンアミド基を含有する化合物が、上記割合で添加されていれば、ポリイソシアヌレート組成物の貯蔵安定性の向上を図ることができる。
 また、イソシアヌレート組成物は、溶媒を含んでいないが、必要により、有機溶剤で希釈することにより、イソシアヌレート組成物の希釈液として調製することができる。
 有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、例えば、アセトニトリルなどのニトリル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチルなどのアルキルエステル類、例えば、n-ヘキサン、n-ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素類、例えば、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環族炭化水素類、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類、例えば、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、メチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、エチル-3-エトキシプロピオネートなどのグリコールエーテルエステル類、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、例えば、塩化メチル、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、臭化メチル、ヨウ化メチレン、ジクロロエタンなどのハロゲン化脂肪族炭化水素類、例えば、N-メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、N,N’-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホニルアミドなどの極性非プロトン類などが挙げられる。
 さらに、有機溶剤としては、例えば、非極性溶剤(非極性有機溶剤)が挙げられ、これら非極性溶剤としては、脂肪族、ナフテン系炭化水素系有機溶剤を含む、アニリン点が、例えば、10~70℃、好ましくは、12~65℃の、低毒性で溶解力の弱い非極性有機溶剤や、ターペン油に代表される植物性油などが挙げられる。
 かかる非極性有機溶剤は、市販品として入手可能であり、そのような市販品としては、例えば、ハウス(シェル化学製、アニリン点15℃)、スワゾール310(丸善石油製、アニリン点16℃)、エッソナフサNo.6(エクソン化学製、アニリン点43℃)、ロウス(シェル化学製、アニリン点43℃)、エッソナフサNo.5(エクソン製、アニリン点55℃)、ペガゾール3040(モービル石油製、アニリン点55℃)などの石油炭化水素系有機溶剤、その他、メチルシクロヘキサン(アニリン点40℃)、エチルシクロヘキサン(アニリン点44℃)、ガムテレピンN(安原油脂製、アニリン点27℃)などのターペン油類などが挙げられる。
 これら有機溶剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。
 イソシアヌレート組成物は、これら有機溶剤と、任意の割合で混合することにより、希釈される。これにより、イソシアヌレート組成物の希釈液を調製することができる。
 なお、イソシアヌレート組成物の希釈液を調製する場合、例えば、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体に、予め有機溶媒を配合していてもよく、また、イソシアヌレート組成物に、別途、有機溶剤を配合してもよい。
 イソシアヌレート組成物の希釈液を調製する場合、イソシアヌレート組成物の濃度は、希釈液の総量に対して、例えば、20質量%以上、好ましくは、30質量%以上であり、例えば、95質量%以下、好ましくは、90質量%以下である。
 また、イソシアヌレート組成物の希釈液の25℃における粘度(B型粘度計により測定)は、例えば、10mPa・s以上、好ましくは、20mPa・s以上であり、例えば、10000mPa・s以下、好ましくは、5000mPa・s以下である。
 そして、このようなイソシアヌレート組成物は、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体から本質的になり、上記イソシアヌレート誘導体が、脂肪族アルコールにより変性されているイソシアヌレート組成物であって、上記イソシアヌレート組成物に対する上記脂肪族アルコールの変性量が、0.5質量%以上15質量%以下である。
 そのため、このようなイソシアヌレート組成物によれば、光学特性、耐候性、速乾性および耐久性に優れるポリウレタン樹脂を得ることができる。
 したがって、イソシアヌレート組成物は、ポリウレタン樹脂の製造において、好適に用いられる。
 なお、イソシアヌレート組成物は、次に述べるポリウレタン樹脂を製造する場合などにおいて、他のポリイソシアネートのモノマーおよび/または誘導体と混合することができる。
 他のポリイソシアネートとしては、例えば、脂肪族ポリイソシアネート(脂環族ポリイソシアネートを含む)、芳香族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネートなどの公知または汎用のポリイソシアネートが挙げられる。
 ポリウレタン樹脂は、上記したイソシアヌレート組成物を含むポリイソシアネート成分と、活性水素基含有化合物含有成分とを反応させることにより、得ることができる。
 ポリイソシアネート成分は、上記したイソシアヌレート組成物と、必要により、上記した他のポリイソシアネートのモノマーおよび/または誘導体とを含んでいる。
 活性水素基含有化合物含有成分としては、例えば、ポリオール成分、ポリチオール成分、ポリアミン成分などが挙げられ、好ましくは、ポリオール成分が挙げられる。
 本発明において、ポリオール成分としては、低分子量ポリオールおよび高分子量ポリオールが挙げられる。
 低分子量ポリオールは、水酸基を2つ以上有する、数平均分子量が、通常、40以上、300未満、好ましくは、400未満の化合物であって、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブチレングリコール、1,3-ブチレングリコール、1,2-ブチレングリコール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,2-トリメチルペンタンジオール、3,3-ジメチロールヘプタン、アルカン(C7~20)ジオール、1,3-または1,4-シクロヘキサンジメタノールおよびそれらの混合物、1,3-または1,4-シクロヘキサンジオールおよびそれらの混合物、水素化ビスフェノールA、1,4-ジヒドロキシ-2-ブテン、2,6-ジメチル-1-オクテン-3,8-ジオール、ビスフェノールA、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどの2価アルコール、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリイソプロパノールアミンなどの3価アルコール、例えば、テトラメチロールメタン(ペンタエリスリトール)、ジグリセリンなどの4価アルコール、例えば、キシリトールなどの5価アルコール、例えば、ソルビトール、マンニトール、アリトール、イジトール、ダルシトール、アルトリトール、イノシトール、ジペンタエリスリトールなどの6価アルコール、例えば、ペルセイトールなどの7価アルコール、例えば、ショ糖などの8価アルコールなどが挙げられる。
 これら低分子量ポリオールは、単独使用または2種類以上併用することができる。
 高分子量ポリオールは、水酸基を2つ以上有する、数平均分子量が、300以上、好ましくは、400以上、さらに好ましくは、500以上、通常、20000以下、好ましくは、10000以下の化合物であって、例えば、ポリエーテルポリオール(例えば、ポリオキシアルキレンポリオール、ポリテトラメチレンエーテルポリオールなど)、ポリエステルポリオール(例えば、アジピン酸系ポリエステルポリオール、フタル酸系ポリエステルポリオール、ラクトン系ポリエステルポリオールなど)、ポリカーボネートポリオール、ポリウレタンポリオール(例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールなどをポリイソシアネートによりウレタン変性したポリオール)、エポキシポリオール、植物油ポリオール、ポリオレフィンポリオール、アクリルポリオール、ビニルモノマー変性ポリオールなどが挙げられる。
 これら高分子量ポリオールは、単独使用または2種類以上併用することができる。
 高分子量ポリオールとして、好ましくは、アクリルポリオールが挙げられる。
 そして、上記したポリイソシアネート成分と、上記した活性水素基含有化合物含有成分とを反応させポリウレタン樹脂を得るには、例えば、ポリイソシアネート成分と活性水素基含有化合物含有成分とを、活性水素基含有化合物含有成分中の活性水素基(例えば、水酸基、メルカプト基、アミノ基など)に対するポリイソシアネート成分中のイソシアネート基の当量比(NCO/活性水素基)が、例えば、0.75~1.3、好ましくは、0.9~1.1となるように配合して重合させる。
 重合方法としては、例えば、バルク重合、溶液重合などが挙げられる。
 バルク重合では、例えば、窒素気流下において、ポリイソシアネート成分を撹拌しつつ、これに、活性水素基含有化合物含有成分を加えて、反応温度50~250℃、さらに好ましくは50~200℃で、0.5~15時間程度反応させる。
 溶液重合では、上記したイソシアヌレート組成物の希釈に用いられる有機溶剤と同様の有機溶媒に、ポリイソシアネート成分と、活性水素基含有化合物含有成分とを加えて、反応温度50~120℃、好ましくは50~100℃で、0.5~15時間程度反応させる。
 さらに、上記重合反応においては、必要に応じて、上記したウレタン化触媒を添加してもよい。
 また、上記重合反応をより工業的に実施する場合には、ポリウレタン樹脂は、例えば、ワンショット法およびプレポリマー法などの公知の方法により、得ることができる。
 ワンショット法では、例えば、ポリイソシアネート成分と活性水素基含有化合物含有成分とを、活性水素基含有化合物含有成分中の活性水素基(例えば、水酸基、メルカプト基、アミノ基など)に対するポリイソシアネート成分中のイソシアネート基の当量比(NCO/活性水素基)が、例えば、0.75~1.3、好ましくは、0.9~1.1となるように処方(混合)した後、例えば、室温~250℃、好ましくは、室温~200℃で、例えば、5分~72時間、好ましくは、4~24時間硬化反応させる。なお、硬化温度は、一定温度であってもよく、あるいは、段階的に昇温または冷却することもできる。
 また、プレポリマー法では、例えば、まず、ポリイソシアネート成分と、活性水素基含有化合物含有成分の一部(好ましくは、高分子量ポリオール)とを反応させて、分子末端にイソシアネート基を有するイソシアネート基末端プレポリマーを合成する。次いで、得られたイソシアネート基末端プレポリマーと、活性水素基含有化合物含有成分の残部(好ましくは、低分子量ポリオールおよび/またはポリアミン成分)とを反応させて、鎖伸長反応させる。なお、プレポリマー法において、活性水素基含有化合物含有成分の残部は、鎖伸長剤として用いられる。
 イソシアネート基末端プレポリマーを合成するには、ポリイソシアネート成分と、活性水素基含有化合物含有成分の一部とを、活性水素基含有化合物含有成分の一部中の活性水素基に対するポリイソシアネート成分中のイソシアネート基の当量比(NCO/活性水素基)が、例えば、1.1~20、好ましくは、1.3~10、さらに好ましくは、1.3~6となるように処方(混合)し、反応容器中にて、例えば、室温~150℃、好ましくは、50~120℃で、例えば、0.5~18時間、好ましくは、2~10時間反応させる。なお、この反応においては、必要に応じて、上記したウレタン化触媒を添加してもよく、また、反応終了後には、必要に応じて、未反応のポリイソシアネート成分中のイソシアヌレート組成物や他のポリイソシアネートを、例えば、蒸留や抽出などの公知の除去手段により、除去することもできる。
 次いで、得られたイソシアネート基末端プレポリマーと、活性水素基含有化合物含有成分の残部とを反応させるには、イソシアネート基末端プレポリマーと、活性水素基含有化合物含有成分の残部とを、活性水素基含有化合物含有成分の残部中の活性水素基に対するイソシアネート基末端プレポリマー中のイソシアネート基の当量比(NCO/活性水素基)が、例えば、0.75~1.3、好ましくは、0.9~1.1となるように処方(混合)し、例えば、室温~250℃、好ましくは、室温~200℃で、例えば、5分~72時間、好ましくは、1~24時間硬化反応させる。
 これにより、ポリウレタン樹脂を得ることができる。
 なお、ポリウレタン樹脂を製造する場合においては、必要に応じて、さらに、公知の添加剤、例えば、可塑剤、ブロッキング防止剤、耐熱安定剤、耐光安定剤、酸化防止剤、離型剤、触媒、さらには、顔料、染料、滑剤、フィラー、加水分解防止剤などを、適宜の割合で配合することができる。これら添加剤は、各成分の合成時に添加してもよく、あるいは、各成分の混合・溶解時に添加してもよく、さらには、合成後に添加することもできる。
 そして、このようなポリウレタン樹脂は、本発明のイソシアヌレート組成物を用いて製造されるため、光学特性、耐候性、速乾性および耐久性に優れる。
 すなわち、本発明のイソシアヌレート組成物を用いて製造されるポリウレタン樹脂のヘイズ(後述する実施例に準拠して測定)は、例えば、0.3以上であり、例えば、0.7以下、好ましくは、0.6以下、より好ましくは、0.4以下である。
 また、本発明のイソシアヌレート組成物を用いて製造されるポリウレタン樹脂の指触乾燥時間(後述する実施例に準拠して測定)は、例えば、100秒以上であり、例えば、140秒以下、好ましくは、135秒以下、より好ましくは、115秒以下、さらに好ましくは、110秒以下、特に好ましくは、105秒以下である。
 また、本発明のイソシアヌレート組成物を用いて製造されるポリウレタン樹脂の硬化乾燥時間(後述する実施例に準拠して測定)は、例えば、95分以上であり、例えば、125分以下、好ましくは、120分以下、より好ましくは、105分以下、さらに好ましくは、100分以下である。
 また、本発明のイソシアヌレート組成物を用いて製造されるポリウレタン樹脂の色差(後述する実施例に準拠して測定)は、例えば、2.9以上であり、例えば、4.5以下、好ましくは、4.3以下、より好ましくは、3.8以下、さらに好ましくは、3.6以下、さらに好ましくは、3.5以下、さらに好ましくは、3.4以下、さらに好ましくは、3.2以下、とりわけ好ましくは、3.1以下である。
 また、本発明のイソシアヌレート組成物を用いて製造されるポリウレタン樹脂の光沢保持率(後述する実施例に準拠して測定)は、例えば、81%以上、好ましくは、83%以上、より好ましくは、85%以上、さらに好ましくは、87%以上、さらに好ましくは、88%以上、さらに好ましくは、90%以上、とりわけ好ましくは、91%以上であり、例えば、92%以下である。
 また、本発明のイソシアヌレート組成物を用いて製造されるポリウレタン樹脂の耐衝撃性(後述する実施例に準拠して測定)は、例えば、40cm以上、好ましくは、45cm以上であり、例えば、50cm以下である。
 また、本発明のイソシアヌレート組成物を用いて製造されるポリウレタン樹脂のエリクセン(後述する実施例に準拠して測定)は、例えば、7.6mm以上、好ましくは、7.7mm以上、より好ましくは、7.8mm以上、さらに好ましくは、8.0mm以上、特に好ましくは、8.1mm以上、とりわけ好ましくは、8.2mm以下であり、例えば、8.3mm以下である。
 そのため、このようなポリウレタン樹脂は、例えば、フィルムコート剤、各種インキ、粘着剤、シーリング材、各種マイクロカプセル、プラスチックレンズ、人工および合成皮革、RIM成形品、スラッシュパウダー、弾性成形品(スパンデックス)、ウレタンフォームなどの幅広い分野において広範に使用することができる。
 また、本発明のイソシアヌレート組成物を用いて得られるポリウレタン樹脂(コーティング樹脂)は、二液硬化型ポリウレタン組成物から製造することもできる。
 二液硬化型ポリウレタン組成物は、硬化剤として調製されるポリイソシアネート成分と、主剤として調製されるポリオール成分とを含んでいる。
 ポリイソシアネート成分(硬化剤)は、上記した本発明のイソシアヌレート組成物を含有している。
 また、ポリイソシアネート成分(硬化剤)は、必要により、上記した他のポリイソシアネートのモノマーおよび/または誘導体や上記した有機溶剤を含有することができる。
 ポリイソシアネート成分(硬化剤)が有機溶剤を含有する場合、その含有割合は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。
 ポリオール成分(主剤)としては、上記したポリオール成分が挙げられる。ポリオール成分は、単独使用または2種類以上併用することができる。ポリオール成分として、好ましくは、高分子量ポリオールが挙げられ、さらに好ましくは、アクリルポリオールが挙げられる。
 また、ポリオール成分(主剤)は、必要により、上記した有機溶剤を含有することができる。
 ポリオール成分(主剤)が有機溶剤を含有する場合、その含有割合は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。
 そして、二液硬化型ポリウレタン組成物において、ポリイソシアネート成分(硬化剤)とポリオール成分(主剤)とは、それぞれ別々に調製され、使用時に配合および混合して使用される。
 ポリイソシアネート成分(硬化剤)とポリオール成分(主剤)との配合割合は、ポリイソシアネート成分(硬化剤)中のイソシアネート基に対する、ポリオール成分(主剤)中の水酸基の当量比(OH/NCO)が、例えば、0.5以上、好ましくは、0.75以上であり、例えば、2以下、好ましくは、1.5以下となるように、調整される。
 また、ポリイソシアネート成分(硬化剤)およびポリオール成分(主剤)には、必要に応じて、そのいずれか一方またはその両方に、例えば、エポキシ樹脂、触媒、塗工改良剤、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤や紫外線吸収剤などの安定剤、可塑剤、界面活性剤、顔料(例えば、酸化チタンなど。)、充填剤、有機または無機微粒子、防黴剤、シランカップリング剤などの添加剤を配合してもよい。これらの添加剤の配合量は、その目的および用途により適宜決定される。
 そして、このような二液硬化型ポリウレタン組成物は、本発明のイソシアヌレート組成物を用いて得られるため、光学特性、耐候性および速乾性に優れる。
 そのため、このような二液硬化型ポリウレタン組成物は、塗料(プラスチック用塗料、自動車用塗料)、接着剤、コーティング剤、インキ、シーラントなどの各種分野において、好適に用いられる。
 以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。
 また、各実施例および各比較例において採用される測定方法を下記する。
<イソシアヌレート組成物の蒸留収率>
 イソシアヌレート組成物の蒸留収率は、反応混合液(蒸留前液)およびイソシアヌレート組成物(蒸留後液)の質量をそれぞれ測定し、下記式により反応混合液の質量に対するイソシアヌレート組成物の質量の割合を算出することにより求めた。
  イソシアヌレート組成物の蒸留収率(質量%)=(イソシアヌレート組成物の質量(g)/反応混合液の質量(g))×100
<イソシアヌレート組成物に対する脂肪族アルコールによる変性量(イソシアヌレート組成物のアルコール変性率)>
 反応混合液における、1,3-キシリレンジイソシアネートおよびイソシアヌレート組成物に対する脂肪族アルコールの変性量(反応混合液におけるアルコール変性率)は、1,3-キシリレンジイソシアネートの仕込み質量に対する脂肪族アルコールの仕込み質量として算出した。
 また、イソシアヌレート組成物に対する脂肪族アルコールの変性量(イソシアヌレート組成物のアルコール変性率)は、下記式により算出した。
  イソシアヌレート組成物のアルコール変性率(質量%)=(反応混合液におけるアルコール変性率(質量%)/蒸留収率(質量%))×100
<イソシアネート基濃度(質量%)、および、イソシアネート基の転化率(反応率)(質量%)>
 仕込み液、反応液、反応混合液、および、イソシアヌレート組成物のイソシアネート基濃度を、JIS K-1556(2006年)のn-ジブチルアミン法に準拠してそれぞれ測定した。
 次いで、仕込み液、反応液および反応混合液のイソシアネート基濃度から、仕込み液のイソシアネート基濃度に対する、反応液または反応混合液のイソシアネート基濃度の減少率を算出することにより、イソシアネート基の転化率(反応率)を求めた。
 なお、脂肪族アルコールの配合後かつイソシアヌレート化触媒の配合前におけるイソシアネート基の転化率(反応液のイソシアネート基の転化率)がウレタン転化率であり、また、イソシアヌレート化触媒の配合後におけるイソシアネート基の転化率(反応混合液のイソシアネート基の転化率)が、イソシアヌレート転化率である。
<3分子体面積率>
 イソシアヌレート組成物のサンプルをゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)測定し、得られたクロマトグラム(チャート)において、ポリスチレン換算分子量400~1000の間をピークトップとするピークの面積の、全ピークの面積に対する面積率から、3分子体面積率を求めた。
 なお、3分子体面積率は、下記装置において得られたクロマトグラム(チャート)において、保持時間26.8分から27.1分の間をピークトップとするピークの面積の、全ピークの面積に対する面積率でもある(図1参照)。
 GPC測定においては、サンプル約0.04g採取し、メタノールでメチルウレタン化させた後、過剰のメタノールを除去し、テトラヒドロフラン10mLを添加して溶解させた。そして、得られた溶液を、以下の条件でGPC測定した。
(1)分析装置 : Alliance(Waters)
(2)ポンプ : Alliance 2695(Waters)
(3)検出器 : 2414型示差屈折検出器(Waters)
(4)溶離液 : Tetrahydrofuran
(5)分離カラム :Plgel GUARD + Plgel 5μmMixed-C×3本(50×7.5mm,300×7.5mm)
   メーカー ; Polymer Laboratories
   品番  ; PL1110-6500
(6)測定温度 : 40℃
(7)流速 : 1mL/min
(8)サンプル注入量 : 100μL
(9)解析装置 : EMPOWERデータ処理装置(Waters)
・システム補正
(1)標準物質名 : Polystyrene
(2)検量線作成方法 : 分子量の異なるTOSOH社製 TSKstandard Polystyreneを用い、リテンションタイム(保持時間)と分子量とのグラフを作成。
(3)注入量、注入濃度 : 100μL、 1mg/mL
 なお、実施例4のイソシアヌレート組成物のゲルパーミエーションクロマトグラムを図1に示す。
<イソシアヌレート組成物の製造>
  実施例1
 温度計、撹拌装置、窒素導入管および冷却管が装着された反応器に、窒素雰囲気下、1,3-キシリレンジイソシアネート(三井化学社製、m-XDI)100質量部と、2,6-ジ(tert-ブチル)-4-メチルフェノール(別名:ジブチルヒドロキシトルエン、BHT、ヒンダードフェノール系酸化防止剤)0.025phrと、テトラフェニル・ジプロピレングリコール・ジホスファイト(JPP-100(商品名、城北化学工業社製)、有機亜リン酸エステル、助触媒)0.05phrとを仕込んだ後、この仕込み液に、1,3-ブタンジオール0.5質量部を加え、仕込み液を75℃に昇温して、ウレタン化反応させた。1,3-ブタンジオールのヒドロキシ基に対する、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアネート基の当量比(NCO/OH)は96であった。なお、仕込み液のイソシアネート基濃度は、44.4質量%であった。
 次いで、同温度で120分間反応後、60℃に降温した。このとき(反応液)のイソシアネート基濃度は、44.0質量%であった。そして、イソシアヌレート化触媒として、テトラブチルアンモニウムのハイドロオキサイド(TBAOH)の37質量%メタノール溶液0.008phr(有効成分(触媒)100%換算:0.003phr)を配合し、イソシアヌレート化反応させた。その後、反応中に、テトラブチルアンモニウムのハイドロオキサイド(TBAOH)の37質量%メタノール溶液0.040phr(有効成分(触媒)100%換算:0.015phr)を追加して、反応開始から430分でイソシアヌレート化反応を終了させた。反応中の到達最高温度は、70℃であった。このとき(反応混合液)のイソシアネート基濃度は、30.9質量%であった。
 そして、得られた反応混合液を、薄膜蒸留装置(温度150℃、真空度50Pa)に通液して、未反応の1,3-キシリレンジイソシアネートを除去し、1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体からなるイソシアヌレート組成物を得た。なお、イソシアヌレート組成物の蒸留収率は56.2質量%であった。
 この反応における、イソシアヌレート組成物に対する脂肪族アルコールの変性量(イソシアヌレート組成物のアルコール変性率)は、反応混合液(蒸留前)において0.5質量%、イソシアヌレート組成物(蒸留後)において0.89質量%であり、イソシアネート基の転化率は、30.5質量%であり、ウレタン転化率は0.9質量%であり、イソシアヌレート転化率は29.6質量%であった。
 また、イソシアヌレート組成物の、イソシアネート基濃度(固形分100重量%)は、20.6質量%であり、3分子体面積率は48%であった。
  実施例2~15および比較例1~5
 表1~4に示す処方および製造条件に変更したこと以外は、実施例1と同様にしてイソシアヌレート誘導体からなるイソシアヌレート組成物を得た。
 実施例1~15および比較例1~5で製造したイソシアヌレート組成物の処方、製造条件および性状を表1~4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 なお、表1~4中の略号の詳細を下記する。
m-XDI:1,3-キシリレンジイソシアネート(三井化学社製)
HDI:1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート
1,3-BG:1,3-ブタンジオール
IBA:イソブチルアルコール
2-EHA:2-エチルヘキシルアルコール
TMPD:2,2,4-トリメチルー1,3-ペンタンジオール
MPD:3-メチル-1,5-ペンタンジオール
1,3-PG:1,3-プロパンジオール
IPA:イソプロピルアルコール
BA:ベンジルアルコール
JPP-100:テトラフェニル・ジプロピレングリコール・ジホスファイト(芳香族有機亜リン酸エステル、城北化学工業社製、商品名)
JP-310:トリデシルホスファイト(脂肪族有機亜リン酸エステル、城北化学工業社製、商品名)
BHT:2,6-ジ(tert-ブチル)-4-メチルフェノール(ヒンダードフェノール系酸化防止剤)
Irg1076:イルガノックス1076(ヒンダードフェノール系酸化防止剤、チバ・ジャパン社製、商品名)
TBAOH:テトラブチルアンモニウムのハイドロオキサイドの37質量%メタノール溶液
DABCO-TMR:N-(2-ヒドロキシプロピル)-N,N,N-トリメチルアンモニウム-2-エチルヘキサノエート、エアープロダクツ社製
  比較例6
 市販のキシリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン変性体(商品名:D-110N、NCO基含有率:11.5重量%、固形分75重量%、溶剤:酢酸エチル、粘度(25℃):500mPa・s、三井化学社製)をそのまま用いた。
  比較例7
 市販の1,6-ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体(商品名:D-170N、NCO基含有率:20.7重量%、固形分100重量%、粘度(25℃):200mPa・s、三井化学社製)をそのまま用いた。
  比較例8
 市販のビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンのイソシアヌレート誘導体(商品名:D-127N、NCO基含有率:13.5重量%、固形分75重量%、溶剤:酢酸エチル、粘度(25℃):40mPa・s、三井化学社製)をそのまま用いた。
 実施例1~15および比較例1~8のイソシアヌレート組成物を製造するのに用いた脂肪族アルコールの種類およびイソシアヌレート組成物のアルコール変性率を表5および6に示す。なお、比較例6~8の脂肪族アルコールの種類およびイソシアヌレート組成物のアルコール変性率は示していない。
<評価>
(1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート組成物に対する脂肪族アルコールの変性量(イソシアヌレート組成物のアルコール変性率)の測定)
 実施例4で製造されたイソシアヌレート組成物において、イソシアヌレート組成物に対する脂肪族アルコール(1,3-ブタンジオール)の変性量(イソシアヌレート組成物のアルコール変性率)を、仕込み量から算出したものと、H-NMRにより算出したものとで比較した。
[仕込み質量からのイソシアヌレート組成物のアルコール変性率の算出]
 上記したイソシアヌレート組成物の脂肪族アルコールによる変性量の測定方法で示されている計算式にそれぞれを数値を代入して、実施例4のイソシアヌレート組成物において、イソシアヌレート組成物に対する1,3-ブタンジオールの変性量(イソシアヌレート組成物のアルコール変性率)は、下記式のようにして、4.4質量%となった。
  1.96(仕込み質量から算出された混合反応液におけるアルコール変性率)/44.7(蒸留収率))×100=4.4(質量%)
H-NMRによるイソシアヌレート組成物のアルコール変性率の算出]
 実施例4のイソシアヌレート組成物について、H-NMR測定(400MHz、溶剤CDCL3(3%)、積算128回)をして、その6.5~8.0ppmのベンゼンプロトンピークを1,3-キシリレンジイソシアネートの帰属ピークとし、また、0.9~1.4ppmのメチルプロトンピークを1,3-ブタンジオールの帰属ピークとした。そして、それらのピーク面積比から、1,3-キシリレンジイソシアネートと1,3-ブタンジオールとのモル比を算出した。そして、算出されたモル比から、1,3-キシリレンジイソシアネートおよび1,3-ブタンジオールの質量比を算出し、実施例4のイソシアヌレート組成物のアルコール変性率を算出した。
 実施例4のイソシアヌレート組成物のH-NMRチャートを図2に示す。
 このH-NMRチャートにおいて、1,3-キシリレンジイソシアネートのベンゼンプロトン帰属ピーク(4H)と、1,3-ブタンジオールのメチルプロトン帰属ピーク(3H)との面積比は、1,3-キシリレンジイソシアネートのベンゼンプロトン帰属ピーク:1,3-ブタンジオールのメチルプロトン帰属ピーク(3H)=400.0000:28.9229であった。
 そのため、1,3-キシリレンジイソシアネートと1,3-ブタンジオールとのモル比は、1,3-キシリレンジイソシアネート:1,3-ブタンジオール=400.0000/4:28.9229/3=100:9.64であった。
 したがって、1,3-キシリレンジイソシアネートの分子量を188.2、1,3-ブタンジオールの分子量を90.1とすると、実施例4のイソシアヌレート組成物において、イソシアヌレート組成物に対する1,3-ブタンジオールの変性量(イソシアヌレート組成物のアルコール変性率)は、以下の計算により、4.4質量%として得られた。
  (9.64(1,3-ブタンジオールのモル量)×90.1)/(100(1,3-キシリレンジイソシアネートのモル量)×188.2+9.64(1,3-ブタンジオールのモル量)×90.1)×100=4.4(質量%)
 以上より、1,3-キシリレンジイソシアネートの仕込み質量に対する、脂肪族アルコールの仕込み質量の割合から、イソシアヌレート組成物のアルコール変性率を算出した場合と、イソシアヌレート組成物のH-NMRチャートから、イソシアヌレート組成物のアルコール変性率を算出した場合とでは、そのアルコール変性率は同じ数値が得られた。
 このことから、イソシアヌレート組成物のアルコール変性率を、1,3-キシリレンジイソシアネートと脂肪族アルコールとの仕込み量から算出できることが確認された。
(塗工溶液の調製)
 各実施例および各比較例で得られたイソシアヌレート組成物と、アクリルポリオール(三井化学社製、商品名:オレスターQ666、以下、Q666と略する。)とを、イソシアヌレート組成物中のイソシアネート基に対するアクリルポリオール中の水酸基の当量比(NCO/OH)が1.0となる割合で配合し、シンナー(酢酸エチル/プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/酢酸ブチルを重量比1:1:1で混合したもの)で、固形分50質量%になるように希釈した後に、23℃で5分間攪拌した。さらに、10分間超音波処理することにより、脱泡して、塗工溶液を得た。
(ウレタン皮膜の作製)
 上記方法により得られた塗工溶液を、鋼板(SPCC、PBN-144処理品)およびポリメチルメタクリレート(PMMA)板上にそれぞれ乾燥膜厚が40μmになるように、ガラス板上に乾燥膜厚が100μmになるように、それぞれ塗工した。次いで、23℃で2時間乾燥後に、80℃で30分熱処理した。その後、23℃、相対湿度55%で7日間熟成することにより鋼板、PMMA板、およびガラス板上それぞれにウレタン皮膜を得た。
 得られた皮膜は、下記の物性評価に用いた。
<物性評価>
(指触乾燥時間)
 アプリケータ―を用いて100μmの厚み(乾燥前厚み)になるように塗工溶液をガラス板上に塗工した。塗工後、23℃、相対湿度30%の条件下で、指で触った時にタックがなくなるまでの時間を測定した。
(硬化乾燥時間)
 アプリケータ―を用いて100μmの厚み(乾燥前厚み)になるように塗工溶液をガラス板上に塗工した。塗工後、23℃、相対湿度30%の条件下で、指を強く押し付けた時に指紋の跡がつかなくなるまでの時間を測定した。
(フィルム状態の相溶性の評価)
 ガラス板上に塗工したウレタン皮膜のヘイズを、ヘイズメーター(日本電色工業社製、NDH2000)にて評価した。
(耐候性の評価)
 促進耐候性試験機(デューパネル光コントロールウェザーメーター、スガ試験機社製)にて、PMMA板上に塗工したウレタン皮膜を、昼間(60℃×相対湿度10%×4時間×光照射)、夜間(50℃×相対湿度95%×4時間×光照射なし)のサイクルで600時間処理した。処理前後のウレタン皮膜を色差計(日本電色工業社製、SE2000)にて評価し、処理前後の色差(ΔE)を算出した。また、光沢度を光沢度計(日本電色工業社製、VG2000)にて評価し、初期の光沢度を100としたときの光沢保持率(600時間後)を算出した。
(耐衝撃性(デュポン衝撃)の評価)
 鋼板上に塗工したウレタン皮膜を、デュポン式衝撃試験器の1/2インチの撃ち型と受け台との間に挟み、おもり(300g)を用いて、鋼板におけるウレタン皮膜が形成された面(表面)から衝撃を加え、ウレタン皮膜に損傷が現れるおもりの高さ(cm)を測定した。
(エリクセン試験の評価)
 JIS K 5600-5-2(1999年)に準拠して、鋼板上に塗工したウレタン皮膜表面と反対側とから20mm径の押し込み器をあて、鋼板をしっかり固定しておき、所定の速度で押し込み器を押し出しウレタン皮膜表面に割れ、剥れを生じた時の押し出し長さをエリクセン(mm)として評価した。
 各実施例および各比較例の評価を表5および表6に示す。なお、比較例8および9の耐衝撃性およびエリクセンは、測定しなかったため示していない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 なお、表5および6中の略号の詳細を下記する(上記表1~4中の略号の詳細で示したものは省略する。)。
D-110N:キシリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン変性体(NCO基含有率:11.5重量%、固形分75重量%、溶剤:酢酸エチル、粘度(25℃):500mPa・s、三井化学社製)
D-170N:1,6-ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体(NCO基含有率:20.7重量%、固形分100重量%、粘度(25℃):200mPa・s、三井化学社製)
D-127N:ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンのイソシアヌレート誘導体(NCO基含有率:13.5重量%、固形分75重量%、溶剤:酢酸エチル、粘度(25℃):40mPa・s、三井化学社製)
 なお、上記発明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記特許請求の範囲に含まれる。
 本発明のイソシアヌレート組成物は、ポリウレタン樹脂の原料として有用であり、本発明のイソシアヌレート組成物から得られるポリウレタン樹脂は、各種産業分野において、広範囲に用いることができる。
 

Claims (4)

  1.  1,3-キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート誘導体から本質的になり、
     前記イソシアヌレート誘導体が、脂肪族アルコールにより変性されており、
     前記脂肪族アルコールの変性量が、0.5質量%以上15質量%以下であることを特徴とする、イソシアヌレート組成物。
  2.  前記脂肪族アルコールの変性量が、3.0質量%以上7.0質量%以下であることを特徴とする、請求項1に記載のイソシアヌレート組成物。
  3.  前記脂肪族アルコールが、炭素数4以上20以下の脂肪族アルコールであることを特徴とする、請求項1に記載のイソシアヌレート組成物。
  4.  前記脂肪族アルコールが、2価の脂肪族アルコールであることを特徴とする、請求項1に記載のイソシアヌレート組成物。
     
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