JP2000297130A - ポリイソシアネートプレポリマー - Google Patents

ポリイソシアネートプレポリマー

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JP2000297130A
JP2000297130A JP11107986A JP10798699A JP2000297130A JP 2000297130 A JP2000297130 A JP 2000297130A JP 11107986 A JP11107986 A JP 11107986A JP 10798699 A JP10798699 A JP 10798699A JP 2000297130 A JP2000297130 A JP 2000297130A
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polyisocyanate
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岳志 野村
Goji Koyama
剛司 小山
Yutaka Kono
豊 河野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】耐候性に優れ、また高強度で、かつ柔軟性、伸
長性等機械物性に優れ、さらに硬化性の良好で安全性の
高いポリイソシアネートプレポリマー、特に一液型湿気
硬化性ポリイソシアネートプレポリマーを提供する。 【解決手段】ポリオキシアルキレンポリオールと特定の
多価アルコール及びビス(イソシアナートメチル)シク
ロヘキサンからなり、末端イソシアネート基のNCO基
含量及びウレタン基含量等が特定の範囲であるポリイソ
シアネートプレポリマー

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐候性に優れ、ま
た高強度で、かつ柔軟性、伸長性等機械物性に優れ、さ
らに硬化性の良好な各種シーリング材、防水材、コーテ
ィング材、塗料、接着剤、舗装材などの用途として有用
な低粘度で安全性の高いポリイソシアネートプレポリマ
ーに関し、特に一液型湿気硬化性ポリイソシアネートプ
レポリマーに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より各種シーリング材、防水材、コ
ーティング材、塗料、接着剤、舗装材などにあっては、
ポリウレタンが耐水性、耐薬品性、基材に対する密着
性、機械物性などが優れていることから多く用いられて
いる。このポリウレタンは通常主剤と硬化剤との混合に
より反応硬化させる、いわゆる二液型のポリウレタン組
成物として多く用いられているが、二液混合に伴う取扱
い上の煩わしさを有する。そのため近年では二液混合に
伴う取扱い上の煩わしさを解消した一液型の湿気硬化タ
イプ、例えば特開昭57−94056号等に記載されて
いるように、末端NCO基であるポリイソシアネートプ
レポリマーを大気中の水分により硬化させるものが多く
なっている。しかしながら一般的に用いられている一液
型湿気硬化性ポリイソシアネートプレポリマーは、硬化
性が悪く、湿気硬化後も硬化物表面が長期にわたってベ
トつき、ホコリを吸着し表面が汚染すると同時に十分な
機械物性が得られおらず、耐候性も不十分である。耐候
性を向上させるためには脂肪族ポリイソシアネートや脂
環族ポリイソシアネートを用いることが必須であると見
られるが、芳香族ポリイソシアネートが一般的に用いら
れている。
【0003】そのため表面の汚染性、機械物性及び耐候
性などを改良した一液型湿気硬化性ポリイソシアネート
プレポリマーについて種々の研究開発が行われている。
例えば特開平1−268769号では、分子量500〜
6000の長鎖及び官能基数2〜8、分子量62〜40
0の短鎖ポリオールを用いており、特開平3−2476
17号では長鎖ポリオール及び分子量62〜300の直
鎖状脂肪族グリコールを用いているが、未だ十分な表面
の非汚染性及び機械物性を有するに至っておらず、耐候
性については芳香族ポリイソシアネートを用いているこ
とから全く不十分である。特開平5−17553号では
特定の水酸基数1のアルコールを成分として反応させて
おり、特開平3−140364号ではジオールを反応さ
せており、特開平7−278247号ではアクリル系を
導入しているが、脂肪族ポリイソシアネートや脂環族ポ
リイソシアネートを必ずしも用いるものではなく、耐候
性については十分に考慮されていない。
【0004】またアロファネート結合を導入する特開平
10−168155号では、脂肪族ジイソシアネートや
脂環族ジイソシアネートを使用しているが、アロファネ
ート結合を促進するため反応中に各種触媒を用いられて
いることから、反応液の貯蔵安定性について十分な検討
がなされていない。また使用ポリオールの分子量が高い
ため(6000〜30000)硬化性、特に硬化速度が
非常に遅く、機械物性の改良についても不十分である。
同様にアロファネート結合を導入する特開平7−304
724号では、脂肪族ジイソシアネートや脂環族ジイソ
シアネートを使用しているものの、ウレタン基を含有す
る有機化合物と有機ポリイソシアネートとを反応するに
当たってスズ触媒を用いているので、反応生成物の貯蔵
安定性が非常に不安定となる。更にアクリル系を導入す
る特開平6−172483号、特開平6−172484
号及び特開平10−102406号では、硬化速度が非
常に遅いため作業効率が著しく低下し、得られた硬化物
は十分な柔軟性・伸長性が得られていない。分子量62
〜499の分岐低分子ポリオールを用いる特開昭62−
252416号でも、十分な表面の非汚染性や機械物性
が得られておらず、また脂肪族ポリイソシアネートや脂
環族ポリイソシアネートを必ずしも用いるものではな
く、耐候性については十分には考慮されていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上の如く一液型湿気
硬化性ポリイソシアネートプレポリマーについて種々の
研究開発が行われているが、耐候性に優れ、また高強度
で、かつ柔軟性、伸長性等機械物性に優れ、さらに硬化
性の良好なポリイソシアネートプレポリマーは未だ得ら
れていないのが現状である。本発明の目的は、耐候性に
優れ、また高強度で、かつ柔軟性、伸長性等機械物性に
優れ、さらに硬化性の良好な各種シーリング材、防水
材、コーティング材、塗料、接着剤、舗装材などの用途
として有用な低粘度で安全性の高いポリイソシアネート
プレポリマー、特に一液型湿気硬化性ポリイソシアネー
トプレポリマーを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】発明者らは上記の如き課
題を有するポリイソシアネートプレポリマーについて鋭
意検討を重ねた結果、NCO基含量、ウレタン基含量及
びその総和を特定範囲内とし、かつ樹脂組成物中に特定
のアルコールを配合し、さらに特定の有機ポリイソシア
ネートを用いることにより、耐候性に優れ、高強度で、
かつ柔軟性、伸長性等機械物性に優れ、さらに硬化性の
良好なポリイソシアネートプレポリマーが得られること
を見出し本発明に至った。
【0007】即ち本発明は、ポリオキシアルキレンポリ
オール(A)、多価アルコール(B)及び有機ポリイソ
シアネート(C)からなる末端イソシアネート基を有す
るポリイソシアネートプレポリマーであって、(1)該
ポリイソシアネートプレポリマーのNCO基含量が8重
量%以上、ウレタン基含量が8重量%以上、NCO基含
量及びウレタン基含量の総和が16〜30重量%であり、
(2)多価アルコール(B)が分子量90〜250、水酸基
数2〜3で、分岐アルキル基及び/又はシクロヘキサン
環を有するアルコールであり、(3)有機ポリイソシア
ネートモノマー(C)がビス(イソシアナートメチル)
シクロヘキサンであり、(4)ポリイソシアネートプレ
ポリマー中に残存する有機ポリイソシアネートモノマー
(C)濃度が1重量%以下であることを特徴とするポリ
イソシアネートプレポリマーである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明のポリオキシアルキレンポ
リオール(A)成分としては、例えばエチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジ
プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリ
セリン、トリメチロールプロパン、グルコース、ソルビ
トール、シュクロースなどの多官能脂肪族グリコールに
エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキ
シドを付加して得られるもの、テトラヒドロフランを開
環重合させて得られるポリテトラメチレングリコールな
どが挙げられる。ポリオキシアルキレンポリオール
(A)成分の分子量は、得られるポリイソシアネートプ
レポリマーの機械物性、硬化性などの各種性能を考慮し
て適宜決定されるが、通常は200〜6000、好ましくは300
〜3000である。また分子量の異なるポリオキシアルキレ
ンポリオールの2種類以上を混合して使用しても良く、
さらには官能基数の異なるポリオキシアルキレンポリオ
ールを混合して使用しても良い。
【0009】本発明における多価アルコール(B)は、
分子量が90〜250、水酸基数が2〜3であり、分岐アル
キル基及び/又はシクロヘキサン環を有するものであ
る。例えば2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネ
オペンチルグリコール、2−メチル−1,4−ブタンジ
オール、2,2−ジメチル−1,4−ブタンジオール、
2,3−ジメチル−1,4−ブタンジオール、2−メチ
ル−1,5−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−
1,5−ペンタンジオール、2,3−ジメチル−1,5
−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジ
オール、3,3−ジメチル−1,5−ペンタンジオー
ル、2,4−ジメチル−1,5−ペンタンジオール、ト
リメチロールプロパン、1,3−シクロヘキサンジメタ
ノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、水添ビ
スフェノール−Aなどが挙げられる。多価アルコール
(B)は、分子量の異なるアルコールの2種類以上を使
用しても良く、さらには官能基数の異なるアルコールを
使用しても良い。直鎖状脂肪族グリコールを用いた場
合、ポリイソシアネートプレポリマーの硬化性は悪化
し、硬化後の機械物性特に引張強度及び弾性率は極端に
低下し、耐候性特に機械物性の保持率が極端に悪化する
という欠点を生じる。また多価アルコール(B)の分子
量が250を上回ると、得られるポリイソシアネートプレ
ポリマーの硬化後の機械物性、特に引張強度及び弾性率
が極端に低下するという欠点を生じる。
【0010】本発明では有機ポリイソシアネートモノマ
ー(C)として、無黄変型ポリイソシアネート化合物で
あるビス(イソシアナートメチル)シクロヘキサンを使
用する。ビス(イソシアナートメチル)シクロヘキサン
としては、1,3−ビス(イソシアナートメチル)シク
ロヘキサン及び1,4−ビス(イソシアナートメチル)
シクロヘキサンが好適に用いられる。このビス(イソシ
アナートメチル)シクロヘキサンは実質的にハロゲンを
含有しないものが好ましい。本発明において実質的にハ
ロゲンを含有しないということは、無機性及び有機性に
かかわらずハロゲン元素の含有量が20ppm以下であ
ることである。このような有機ポリイソシアネートモノ
マーはどの様な方法によって製造されたものであっても
良い。しかしながら従来工業的に製造されているイソシ
アネートモノマーは、ホスゲンを使用して製造されてい
るため多量のハロゲンを含有しており、ハロゲンが実質
的に含有しないものとすることは多大な困難を伴う。従
って本発明にて用いるハロゲン原子を含まない有機ポリ
イソシアネートモノマー(C)は、例えば該当するウレ
タン化合物を熱的に分解することにより得られたものが
好ましい(例えば特開昭50−30832号、特開昭6
0−231640号)。このウレタン化合物の製造方法
としては、ジアミノ化合物を一酸化炭素及び有機ヒドロ
キシル化合物と酸化的に反応させる方法、あるいはジニ
トロ化合物、ジニトロソ化合物、アゾ化合物、アゾキシ
化合物等を一酸化炭素及び有機ヒドロキシル化合物と還
元的に反応させる方法、ジアミノ化合物とジアルキルま
たはジアリールカーボネートとを反応させる方法(例え
ば特開昭63−162662号、特開平1−23055
0号)、ジアミノ化合物と尿素及び有機ヒドロキシル化
合物とを反応させる方法(例えば特開昭63−2322
78号、特公平1−14218号)等の方法がある。そ
の他のハロゲン原子を含有しないイソシアネート化合物
の製造方法として、ジアミノ化合物と炭酸ジアリールと
から直接得る方法(例えば特開昭62−149654
号)等の種々の方法がある。
【0011】本発明では、有機ポリイソシアネートモノ
マー(C)としてハロゲン原子の有無に関わらずビス
(イソシアナートメチル)シクロヘキサンという特定の
ポリイソシアネート化合物を用いることが非常に重要で
ある。良好な耐候性を得るには、脂肪族ポリイソシアネ
ートや脂環族ポリイソシアネートを用いることが必須で
あるが、脂肪族系ポリイソシアネートを用いた場合、特
に2官能のものでは、得られた硬化物について良好な機
械物性特に引張強度及び弾性率が得られない。また耐候
性特に機械物性の保持率については、硬化物がさらに軟
化するため極端な保持率の低下を生じてしまう。また他
の脂環族ポリイソシアネート、特にイソホロンジイソシ
アネートなどシクロヘキサン環に直接NCO基が結合し
ているものを持つものは、極端に反応性が低いため、得
られるポリイソシアネートプレポリマーの硬化性は著し
く悪化し、得られる硬化物については非常に硬く柔軟性
及び伸長性に乏しいため良好な機械物性特に伸び性能が
得られない。さらに耐候性特に機械物性の保持率につい
ては、硬化物がさらに硬化収縮するため極端な保持率の
低下を生じてしまう。しかしながら本発明にて用いられ
るビス(イソシアナートメチル)シクロヘキサンという
特定のポリイソシアネート化合物により得られるポリイ
ソシアネートモノマーは低粘度、耐候性に優れ、また高
強度で、かつ柔軟性、伸長性等機械物性に優れ、さらに
良好な硬化性を有する。また有機ポリイソシアネートプ
レポリマーとして実質的にハロゲン原子を含有しないビ
ス(イソシアナートメチル)シクロヘキサンを用いるこ
とにより、低粘度化、耐候性、機械物性がさらに改善さ
れる。
【0012】本発明のポリイソシアネートプレポリマー
のNCO基含量は、8重量%以上、ウレタン基含量が8
重量%以上、NCO基含量及びウレタン基含量の総和が
16〜30重量%である。このNCO基含量[重量%]と
は、NCO基末端のポリイソシアネートプレポリマー中
に存在するNCO基の割合を示したものであり、ジブチ
ルアミンの塩酸逆滴定法で求められる。ウレタン基含量
[重量%]とはNCO基末端のポリイソシアネートプレ
ポリマー中に存在するウレタン基の割合を示したもので
ある。計算式は、ウレタン基1当量当たりの質量が59.0
2gなので、 ウレタン基含量[重量%]=ウレタン基濃度[m当量/g]
×59.02 ×100/1000 であり、ウレタン基濃度[m当量/g]=(仕込んだポリオ
キシアルキレンポリオール(A)及び分子量が90〜250であ
る水酸基2〜3のアルコール(B) の水酸基当量の総和)/
(ポリイソシアネートプレポリマー重量)×1000であ
る。
【0013】NCO基含量及びウレタン基含量が8重量
%を下回ると、得られるポリイソシアネートプレポリマ
ーの機械物性、特に引張強度及び弾性率が極端に低下
し、さらに硬化性においては大気中の湿気の吸収性が小
さくなるため、特に冬期の如き低温低湿時においては硬
化が極端に遅くなるという欠点を生じる。またNCO基
含量及びウレタン基含量の総和が30重量%を上回ると、
得られるポリイソシアネートプレポリマーの粘度は極端
に上昇するため、作業性は悪化し、また機械物性、特に
伸び性能及び柔軟性が極端に低下し、さらに硬化性にお
いては大気中の湿気の吸収性が極端に高くなるため、得
られるポリイソシアネートプレポリマーに極端な発泡現
象が発生してしまうという欠点を生じる。
【0014】本発明の末端イソシアネート基を有するポ
リイソシアネートプレポリマーは、前記のポリオキシア
ルキレンポリオール(A) 、多価アルコール(B)、及び有
機ポリイソシアネート(C) を、イソシアネート基/水酸
基の当量比を通常2/1〜50/1、好ましくは4/1
〜20/1にて反応させて得られる。反応方法として
は、前記構成成分の添加順序として特に制限はなく、各
成分の全量を逐次又は同時に混合し、あるいは必要に応
じて反応途中に適宜、有機ポリイソシアネートを再添加
することなど、従来本分野にて用いられている種々の方
法を採用することができる。前記当量比が2/1を下回
ると、得られるポリイソシアネートプレポリマー中のウ
レタン基含有量が極端に増加し、分子量分布も極端に広
がるため著しい粘度上昇が生じる。また50/1を上回
ると、得られるポリイソシアネートプレポリマーの収率
が低下するので好ましくない。また反応時には、必要に
応じて有機溶剤を用いることができる。有機溶剤として
は、例えばトルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチ
ル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、セ
ロソルブアセテートなどが用いられる。
【0015】本発明においてポリイソシアネートプレポ
リマー中に残存する有機ポリイソシアネートモノマー
(C) 濃度が1重量%以下である。これは前記のポリオキ
シアルキレンポリオール(A) 、多価アルコール(B)、及
び有機ポリイソシアネート(C)を反応後、未反応の有機
ポリイソシアネートモノマー及び有機溶剤を薄膜蒸留装
置、抽出などの工業的分離装置を用いて除去することに
より達成される。有機ポリイソシアネートモノマー(C)
濃度を1重量%以下とすることにより、本発明のポリイ
ソシアネートプレポリマーは、分類上毒物指定とされる
モノマー相当品から樹脂となり毒物指定から外れること
となる(国連分類区分より)。安全性を第一に考えポリ
イソシアネートプレポリマー中に残存する有機ポリイソ
シアネートモノマー(C) 濃度を1重量%以下としたが、
得られたポリイソシアネートプレポリマーは硬化する際
の発泡度合いが極めて少ないことは予想外であった。
【0016】本発明のポリイソシアネートプレポリマー
を各種用途に用いる際には、必要に応じて有機溶剤、無
機充填材、可塑剤、揺変剤などを添加する。また本発明
のポリイソシアネートプレポリマーは単独においても十
分な耐候性を有しているが、必要に応じて紫外線吸収
剤、酸化防止剤などを添加しても良い。さらには本発明
のポリイソシアネートプレポリマーは単独においても十
分な硬化性を有しているが、必要に応じて硬化促進剤な
どを添加しても良い。有機溶剤としては、例えばトルエ
ン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン、セロソルブアセテー
トなどの通常のウレタン用溶剤が使用できる。無機充填
材としては、例えばカーボンブラック、炭酸カルシウ
ム、タルク、クレー、シリカ、酸化チタンなどが挙げら
れる。可塑剤としては、例えばプロセスオイル、、ジオ
クチルフタレート、ジブチルフタレート、ジノニルフタ
レートなど一般的な可塑剤が使用できる。プロセスオイ
ルとは石油精製で得られる通常の高沸点オイルなどであ
る。揺変剤としては、例えばポリ塩化ビニルパウダー、
微粉末シリカ、ベントナイトなどがあげられる。硬化促
進剤としては、公知の有機金属化合物(鉛または錫化合
物)、3級アミンなどが使用できる。
【0017】
【実施例】以下に実施例、比較例、製造例及び試験例を
挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実
施例に限定されるものではない。なお各例中、部及び%
は全て重量基準である。
【0018】実施例1 攪拌機、温度計、還流冷却管及び乾燥窒素ガス導入管を
備えた4つ口フラスコに平均分子量2000で2官能で
あるポリプロピレングリコールを4600部、平均分子
量300で3官能であるポリプロピレングリコールを1
200部、ネオペンチルグリコールを807部、ハロゲ
ン含有量が2ppmである1,3−ビス(イソシアナー
トメチル)シクロヘキサンを30040部仕込み、窒素
気流下に130℃で6時間反応させた後、流下式薄膜蒸
留装置を用いて残存イソシアネートモノマーを留去し、
キシレン溶剤を添加し固形分濃度(不揮発分濃度)90
%の均一溶液とした。得られたポリイソシアネートプレ
ポリマーは、粘度3700mPa・s/25℃であり、
作業性は極めて良好であった。
【0019】実施例2 攪拌機、温度計、還流冷却管及び乾燥窒素ガス導入管を
備えた4つ口フラスコに平均分子量2000で2官能で
あるポリプロピレングリコールを157.3部、平均分
子量300で3官能であるポリプロピレングリコールを
41.4部、ネオペンチルグリコールを41.8部、ハ
ロゲン含有量が2ppmである1,3−ビス(イソシア
ナートメチル)シクロヘキサンを1300部仕込み、窒
素気流下に130℃で6時間反応させた後、流下式薄膜
蒸留装置を用いて残存イソシアネートモノマーを留去
し、キシレン溶剤を添加し固形分濃度(不揮発分濃度)
90%の均一溶液とした。得られたポリイソシアネート
プレポリマーは、粘度4600mPa・s/25℃であ
り、作業性は極めて良好であった。
【0020】実施例3 攪拌機、温度計、還流冷却管及び乾燥窒素ガス導入管を
備えた4つ口フラスコに平均分子量2000で2官能で
あるポリプロピレングリコールを145.2部、平均分
子量200で2官能であるポリプロピレングリコールを
33.7部、ネオペンチルグリコールを60.0部、ハ
ロゲン含有量が2ppmである1,3−ビス(イソシア
ナートメチル)シクロヘキサンを1600部仕込み、窒
素気流下に130℃で6時間反応させた後、流下式薄膜
蒸留装置を用いて残存イソシアネートモノマーを留去
し、キシレン溶剤を添加し固形分濃度(不揮発分濃度)
90%の均一溶液とした。得られたポリイソシアネート
プレポリマーは、粘度5100mPa・s/25℃であ
り、作業性は良好であった。
【0021】実施例4 攪拌機、温度計、還流冷却管及び乾燥窒素ガス導入管を
備えた4つ口フラスコに平均分子量2000で2官能で
あるポリプロピレングリコールを150.6部、平均分
子量300で3官能であるポリプロピレングリコールを
39.3部、水添ビスフェノール−Aを26.0部、ハ
ロゲン含有量が2ppmである1,3−ビス(イソシア
ナートメチル)シクロヘキサンを700部仕込み、窒素
気流下に130℃で6時間反応させた後、流下式薄膜蒸
留装置を用いて残存イソシアネートモノマーを留去し、
キシレン溶剤を添加し固形分濃度(不揮発分濃度)90
%の均一溶液とした。得られたポリイソシアネートプレ
ポリマーは、粘度5500mPa・s/25℃であり、
作業性は良好であった。
【0022】実施例5 攪拌機、温度計、還流冷却管及び乾燥窒素ガス導入管を
備えた4つ口フラスコに平均分子量2000で2官能で
あるポリプロピレングリコールを150.6部、平均分
子量300で3官能であるポリプロピレングリコールを
39.3部、トリメチロールプロパンを9.7部、ハロ
ゲン含有量が2ppmである1,3−ビス(イソシアナ
ートメチル)シクロヘキサンを700部仕込み、窒素気
流下に130℃で6時間反応させた後、流下式薄膜蒸留
装置を用いて残存イソシアネートモノマーを留去し、キ
シレン溶剤を添加し固形分濃度(不揮発分濃度)90%
の均一溶液とした。得られたポリイソシアネートプレポ
リマーは、粘度4500mPa・s/25℃であり、作
業性は極めて良好であった。
【0023】実施例6 攪拌機、温度計、還流冷却管及び乾燥窒素ガス導入管を
備えた4つ口フラスコに平均分子量2000で2官能で
あるポリプロピレングリコールを53.4部、平均分子
量300で3官能であるポリプロピレングリコールを1
3.9部、シクロヘキサンジメタノールを13.0部、
ハロゲン含有量が2ppmである1,3−ビス(イソシ
アナートメチル)シクロヘキサンを350部仕込み、窒
素気流下に130℃で6時間反応させた後、流下式薄膜
蒸留装置を用いて残存イソシアネートモノマーを留去
し、キシレン溶剤を添加し固形分濃度(不揮発分濃度)
90%の均一溶液とした。得られたポリイソシアネート
プレポリマーは、粘度4000mPa・s/25℃であ
り、作業性は極めて良好であった。
【0024】実施例7 攪拌機、温度計、還流冷却管及び乾燥窒素ガス導入管を
備えた4つ口フラスコに平均分子量2000で2官能で
あるポリプロピレングリコールを66.8部、平均分子
量300で3官能であるポリプロピレングリコールを1
7.4部、ネオペンチルグリコールを11.7部、加水
分解性塩素含有量が254ppm(酸度HCl:40p
pmを含む)である1,3−ビス(イソシアナートメチ
ル)シクロヘキサンを350部仕込み、窒素気流下に1
30℃で6時間反応させた後、流下式薄膜蒸留装置を用
いて残存イソシアネートモノマーを留去し、キシレン溶
剤を添加し固形分濃度(不揮発分濃度)90%の均一溶
液とした。得られたポリイソシアネートプレポリマー
は、粘度4300mPa・s/25℃であり、作業性は
極めて良好であった。
【0025】比較例1 攪拌機、温度計、還流冷却管及び乾燥窒素ガス導入管を
備えた4つ口フラスコに平均分子量2000で2官能で
あるポリプロピレングリコールを215.2部、平均分
子量300で3官能であるポリプロピレングリコールを
56.2部、ハロゲン含有量が2ppmである1,3−
ビス(イソシアナートメチル)シクロヘキサンを700
部仕込み、窒素気流下に130℃で6時間反応させた
後、流下式薄膜蒸留装置を用いて残存イソシアネートモ
ノマーを留去し、キシレン溶剤を添加し固形分濃度(不
揮発分濃度)90%の均一溶液とした。得られたポリイ
ソシアネートプレポリマーは、粘度2500mPa・s
/25℃であり、作業性は極めて良好であった。
【0026】比較例2 攪拌機、温度計、還流冷却管及び乾燥窒素ガス導入管を
備えた4つ口フラスコに平均分子量2000で2官能で
あるポリプロピレングリコールを42.7部、平均分子
量300で3官能であるポリプロピレングリコールを1
1.3部、ネオペンチルグリコールを30.1部、ハロ
ゲン含有量が2ppmである1,3−ビス(イソシアナ
ートメチル)シクロヘキサンを700部仕込み、窒素気
流下に130℃で6時間反応させた後、流下式薄膜蒸留
装置を用いて残存イソシアネートモノマーを留去し、キ
シレン溶剤を添加し固形分濃度(不揮発分濃度)90%
の均一溶液とした。得られたポリイソシアネートプレポ
リマーは、粘度7600mPa・s/25℃であり、作
業性は不良であった。
【0027】比較例3 攪拌機、温度計、還流冷却管及び乾燥窒素ガス導入管を
備えた4つ口フラスコに平均分子量2000で2官能で
あるポリプロピレングリコールを53.4部、平均分子
量300で3官能であるポリプロピレングリコールを1
3.9部、1,3−プロパンジオールを6.9部、ハロ
ゲン含有量が2ppmである1,3−ビス(イソシアナ
ートメチル)シクロヘキサンを350部仕込み、窒素気
流下に130℃で6時間反応させた後、流下式薄膜蒸留
装置を用いて残存イソシアネートモノマーを留去し、キ
シレン溶剤を添加し固形分濃度(不揮発分濃度)90%
の均一溶液とした。得られたポリイソシアネートプレポ
リマーは、粘度6600mPa・s/25℃であり、作
業性は不良であった。
【0028】比較例4 攪拌機、温度計、還流冷却管及び乾燥窒素ガス導入管を
備えた4つ口フラスコに平均分子量2000で2官能で
あるポリプロピレングリコールを58.3部、平均分子
量300で3官能であるポリプロピレングリコールを1
5.2部、ネオペンチルグリコールを10.2部、イソ
ホロンジイソシアネート(IPDI)を350部仕込
み、窒素気流下に130℃で8時間反応させた後、流下
式薄膜蒸留装置を用いて残存イソシアネートモノマーを
留去し、キシレン溶剤を添加し固形分濃度(不揮発分濃
度)90%の均一溶液とした。得られたポリイソシアネ
ートプレポリマーは、粘度22000mPa・s/25
℃であり、作業性は極めて不良であった。
【0029】比較例5 攪拌機、温度計、還流冷却管及び乾燥窒素ガス導入管を
備えた4つ口フラスコに平均分子量2000で2官能で
あるポリプロピレングリコールを74.9部、平均分子
量300で3官能であるポリプロピレングリコールを1
9.5部、ネオペンチルグリコールを13.2部、ヘキ
サメチレンジイソシアネート(HDI)を340部仕込
み、窒素気流下に130℃で6時間反応させた後、流下
式薄膜蒸留装置を用いて残存イソシアネートモノマーを
留去し、キシレン溶剤を添加し固形分濃度(不揮発分濃
度)90%の均一溶液とした。得られたポリイソシアネ
ートプレポリマーは、粘度3000mPa・s/25℃
であり、作業性は良好であった。
【0030】製造例 上記実施例1〜7、比較例1〜5にて得られたポリイソ
シアネートプレポリマーを一液型湿気硬化性組成物とし
て、次の処方にて樹脂フイルムを作製した。 ポリイソシアネートプレポリマー 100部 ジブチル錫ジラウレート 3.6部 キシレン 6.4部 上記の原料をディゾルバーを用いて撹拌後、真空脱気し
た。離型剤を塗布した6×300×300[mm]のガラス板にバ
ーコーダーを用いて厚さの均一なフィルムを作製した。
フィルムの厚さは0.15mmであった。フィルムの硬
化性についてはフィルム作製後5時間で完全硬化してお
り、かつ試験片が作製可能であったかについて評価し
た。評価については完全硬化しており、かつ試験片作製
が可能であったものには○、不可能であったものには×
とし、可能となった時間を記載した。なお完全硬化につ
いてはJIS K 5400に準拠した。 バーコーダーNo. : No.75 硬化条件 : 23℃/50%RH 7日間
【0031】試験例 製造例にて得られた上記実施例1〜7、比較例1〜5の
樹脂フィルムから試験片を作製した。試験片の作製はJI
S K 6301、試験方法はJIS K 5400に準拠した。引張強
度、弾性率、及び伸び測定用の試験片は1号形に準拠し
た.引張強度、弾性率及び伸び測定については (株) 東
洋精機製作所製 STROGRAPHV1-C,100kg ロードセルを用
いた。測定条件は23℃/50%RHの恒温室にて、ヘッドスピ
ード200mm/minを用いた。耐候性試験については、サン
シャイン・ウェザー・オー・メーターを用い、初期の機
械物性に対し500時間後のフィルムについて、機械物
性がどの程度保持していたか、またフィルムの着色度合
い(ΔYI)について評価した。各実施例および比較例
の試験結果を表1〜4に示す。なお表中に記載されてい
る固形分100%とは、実施例及び比較例におけるキシ
レン溶剤を添加する前の状態であるということである。
【0032】
【表1】 実施例1 実施例2 実施例3 NCO基含量(固形分100%) [%] 10.8 11.6 12.8 ウレタン基含量(固形分100%) [%] 12.9 14.7 15.4 残存イソシアネートモノマー(固形分100%) 0.31 0.31 0.18 硬化性 硬化5時間後の試験片作製状況 ○ ○ ○ 試験片作製可能までの時間 [h] 初期機械物性 引張強度[kg/cm2 ] 260 330 460 弾性率 [kg/cm2 ] 4700 6100 10000 伸び [%] 300 300 250 初期着色 YI 0.8 0.9 0.7 耐候性 500時間後の機械物性保持率 引張強度 [%] 90 95 95 弾性率 [%] 95 95 95 伸び [%] 90 90 95 500時間後の着色度合い ΔYI 1.0 1.0 0.9
【0033】
【表2】 実施例4 実施例5 実施例6 NCO基含量(固形分100%) [%] 9.4 9.6 10.7 ウレタン基含量(固形分100%) [%] 10.6 11.3 12.2 残存イソシアネートモノマー(固形分100%) 0.10 0.10 0.33 硬化性 硬化5時間後の試験片作製状況 ○ ○ ○ 試験片作製可能までの時間 [h] 初期機械物性 引張強度[kg/cm2 ] 200 200 280 弾性率 [kg/cm2 ] 3700 3000 5500 伸び [%] 300 250 300 初期着色 YI 0.8 0.8 0.7 耐候性 500時間後の機械物性保持率 引張強度 [%] 85 85 95 弾性率 [%] 90 90 95 伸び [%] 90 85 90 500時間後の着色度合い ΔYI 1.0 1.0 0.9
【0034】
【表3】 実施例7 比較例1 比較例2 NCO基含量(固形分100%) [%] 10.6 7.7 13.4 ウレタン基含量(固形分100%) [%] 13.3 8.0 17.7 残存イソシアネートモノマー(固形分100%) 0.45 0.10 0.27 硬化性 硬化5時間後の試験片作製状況 ○ × 発泡 試験片作製可能までの時間 [h] 10 初期機械物性 引張強度[kg/cm2 ] 250 100 弾性率 [kg/cm2 ] 4500 340 伸び [%] 300 400 初期着色 YI 1.2 0.8 耐候性 500時間後の機械物性保持率 引張強度 [%] 85 65 弾性率 [%] 80 60 伸び [%] 80 70 500時間後の着色度合い ΔYI 2.0 5.0
【0035】
【表4】 比較例3 比較例4 比較例5 NCO基含量(固形分100%) [%] 11.0 10.3 11.0 ウレタン基含量(固形分100%) [%] 13.1 13.0 13.7 残存イソシアネートモノマー(固形分100%) 0.36 0.22 0.22 硬化性 硬化5時間後の試験片作製状況 × × × 試験片作製可能までの時間 [h] 初期機械物性 引張強度[kg/cm2 ] 150 200 100 弾性率 [kg/cm2 ] 2500 4000 70 伸び [%] 300 50 250 初期着色 YI 1.0 2.0 1.5 耐候性 500時間後の機械物性保持率 引張強度 [%] 40 30 測定不能 弾性率 [%] 45 60 測定不能 伸び [%] 45 10 測定不能 500時間後の着色度合い ΔYI 7.0 8.0 10.0
【0036】
【発明の効果】以上の試験例からも明らかなように、本
発明のポリイソシアネートプレポリマーは、硬化性に優
れており、高強度で、かつ柔軟性、伸長性等機械物性に
も優れ、さらに耐候性にも優れている。本発明により、
以上の如き優れた特性を有する安全性の高い一液型湿気
硬化性ウレタン樹脂が提供され、各種シーリング材、防
水材、コーティング材、塗料、接着剤、舗装材などの用
途として好適に用いられることから、本発明の工業的意
義が大きい。
フロントページの続き Fターム(参考) 4J034 BA08 CA03 CA04 CB03 CB04 DC50 DG02 DG03 DG04 DG05 HA01 HA07 HC17 HC22 HC73 JA42 LA08 QA01 QA05 QB12 RA07 RA08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリオキシアルキレンポリオール(A)、
    多価アルコール(B)及び有機ポリイソシアネート
    (C)からなる末端イソシアネート基を有するポリイソ
    シアネートプレポリマーであって、(1)該ポリイソシ
    アネートプレポリマーのNCO基含量が8重量%以上、
    ウレタン基含量が8重量%以上、NCO基含量及びウレ
    タン基含量の総和が16〜30重量%であり、(2)多価ア
    ルコール(B)が分子量90〜250、水酸基数2〜3で、
    分岐アルキル基及び/又はシクロヘキサン環を有するア
    ルコールであり、(3)有機ポリイソシアネートモノマ
    ー(C)がビス(イソシアナートメチル)シクロヘキサ
    ンであり、(4)ポリイソシアネートプレポリマー中に
    残存する有機ポリイソシアネートモノマー(C)濃度が
    1重量%以下であることを特徴とするポリイソシアネー
    トプレポリマー。
  2. 【請求項2】多価アルコール(B)がネオペンチルグリ
    コール及び/又はシクロヘキサンジメタノールである請
    求項1に記載のポリイソシアネートプレポリマー。
  3. 【請求項3】有機ポリイソシアネートモノマー(C)が
    実質的にハロゲンを含有しないビス(イソシアナートメ
    チル)シクロヘキサンである請求項1に記載のポリイソ
    シアネートプレポリマー。
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