JPH04283214A - ポリエーテルウレタン尿素アミン類の製造方法およびその用途 - Google Patents

ポリエーテルウレタン尿素アミン類の製造方法およびその用途

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JPH04283214A
JPH04283214A JP3258102A JP25810291A JPH04283214A JP H04283214 A JPH04283214 A JP H04283214A JP 3258102 A JP3258102 A JP 3258102A JP 25810291 A JP25810291 A JP 25810291A JP H04283214 A JPH04283214 A JP H04283214A
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nco
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Elmar Wolf
エルマール・ウオフル
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Huels AG
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Huels AG
Chemische Werke Huels AG
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリエーテルウレタン
尿素アミン類(Poly−EUHA)の製造方法並びに
本発明に従って製造された方法生成物の用途に関する。
【0002】
【従来の技術】エポキシ樹脂(ビスフェノールAを基礎
とするもの)と組合せたポリエーテルウレタン尿素アミ
ン類は良好な接着性、耐薬品性、柔軟性および弾性が要
求されるあらゆる用途分野において硬化性混合物、接着
剤、シーリング剤および成形部材を製造するのに適して
いる。
【0003】ポリエーテルウレタン尿素アミン類にて硬
化したエポキシ樹脂は久しい以前から公知である。ドイ
ツ特許出願公開第2,338,256号明細書によれば
、高分子量の末端アミン化ポリエーテルウレタン尿素ア
ミン類は遊離NCO基含有イソシアネートプレポリマー
をアミン類と著しく希釈された溶液状態で反応させるこ
とによって製造され、次いでエポキシ樹脂と硬化する。 ポリエーテルウレタン尿素アミン類のこの製法の場合に
は、溶剤を用いることに必然的に多大な費用が掛かる。 しかしながら溶剤を除いた後にドイツ特許出願公開第2
,338,256号明細書に従って製造された生成物は
実地にとって高すぎる粘度を有している。
【0004】ドイツ特許出願公告第2,418,041
号明細書には弾性化した成形部材の製法が開示されてい
る。この方法によると特定のエポキシ樹脂を特定のプレ
ポリマーのケチミンを加水分解することによって得られ
るアミン化合物と反応させる。
【0005】ドイツ特許出願公告第2,418,041
号明細書で使用されるポリエーテルウレタン尿素アミン
類は多大な費用の掛かる方法──NCO−プレポリマー
と、一つの第一アミノ基の他に後でNH2 /NCO─
反応によって加水分解しなければならないケチミン基を
含有するジアミン類(H2 N−R−N=CR’2 )
との反応──によって製造しなければならないことは別
として、更に、硬化した生成物の弾性を更に改善するこ
とが望まれている。ポリエーテルウレタン尿素アミン類
を製造する場合の比較的大きな進歩はドイツ特許出願公
開第3,151,592号明細書(ヨーロッパ特許出願
公開第0,084,106号明細書)の教示によって示
されている。この場合、NCOプレポリマーを過剰に存
在するポリアミンとの反応の前にノニルフェノールでブ
ロックし、アミン成分とイソシアネート成分との間の不
所望の反応が排除される。こうして製造されるポリエー
テルウレタン尿素アミン類はしかしながらノニルフェノ
ールでブロックしたNCOプレポリマーとポリアミンと
の長い反応期間(3.5〜3時間、70〜80℃)によ
って、著しい黄変を生じる。更に、ドイツ特許出願公開
第3,151,592号明細書には記載されていない粘
度の更なる低下も望ましいことである。このことは、全
ての用途例で反応性希釈剤を含有しているので、ドイツ
特許出願公開第3,151,592号明細書において間
接的に明らかにされている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、ドイツ特許出願公開第3,151,592号明細書
のポリエーテルウレタン尿素アミン類の有利な性質を有
し且つそれの欠点を持たないポリエーテルウレタン尿素
アミン類を製造することを可能とする方法を提供するこ
とである。
【0007】
【課題を解決するための手段】驚くべきことにこの課題
は、アミンとイソシアネートプレポリマーとの反応を1
40〜170℃、特に150〜160℃で実施する場合
に、ドイツ特許出願公開第3,151,592号明細書
の教示に従って製造されるポリエーテルウレタン尿素ア
ミン類の有利な性質を持ち且つそれの欠点を持たないポ
リエーテルウレタン尿素アミン類が得られることを見出
した。
【0008】従って本発明の対象は、ポリエーテルウレ
タン尿素アミン類を製造するに当たって、イソシアネー
トプレポリマーを式
【0009】
【化3】 〔式中、Rは場合によっはアルキル置換されたC2 〜
C12−アルキレン−、C4 〜C14−シクロアルキ
レン基であり、R1 は水素原子、−CH2 −CH2
 −CN、シクロアルキル基あるいは式
【0010】
【化4】 で表される基であり、nは1〜5であり、xは2または
3であり、R2 はRと同じ意味を有し、R3 は〔C
H2 −CH2 −O〕m 、〔CH2 −CH(CH
3)−O〕m 、〔−CH2 −CH2 −CH2 −
CH2 −O〕m であり、mは5〜200である。〕
で表されるポリアミンと1:(2〜12)のNCO:N
H−当量比で140〜170℃、好ましくは150〜1
60℃の温度で反応させることを特徴とする、上記ポリ
エーテルウレタン尿素アミン類の製造方法に関する。
【0011】反応は、アミンにNCOプレポリマーを激
しい攪拌下に二三分間に配量供給するように進める。本
発明の方法にとって、各成分の反応を特に140℃以上
、特に150〜160℃で行うことが必ず必要である。 反応を140℃より下で実施例する場合には、エポキシ
樹脂との混合状態で濁ったミルク状生成物に硬化するア
ミンが得られる。これに対して、本発明の方法に従って
製造されるアミンはエポキシ樹脂と硬化して明るい透明
な成形体となる。
【0012】本発明の方法の為に使用できるNCOプレ
ポリマーは一般に、ジイソシアネートをポリエチレング
リコールと2:1のNCO:OH−比で80〜100℃
のもとで、所望のNCO値が達成されるまで反応させる
ようにして製造される。若干の場合には、NCOプレポ
リマーを二段階で製造するのが有利であることが判って
いる。この場合、第一反応段階でジイソシアネートの大
過剰モル量をポリエーテルグリコールと80〜100℃
で反応させそして第二反応段階で未反応のジイソシアネ
ートを薄膜蒸発器によって反応生成物から除く。かゝる
NCOプレポリマーはなかでも、特に低い粘度の反応生
成物を得るべき場合に本発明の方法に使用される。
【0013】イソシアネートプレポリマーを製造する為
には、原則としてあらゆるジイソシアネートが適してい
る。(シクロ)脂肪族ジイソシアネートとしては例えば
以下のものがある:イソホロンジイソシアネート(IP
DI)、2,4,4(2,2,4)−トリメチル−1,
6−ジイソシアネートヘキサン(TMDI)、2−メチ
ル−1,5−ジイソシアネートペンタン、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート、m,p−キシリレンジイソシアネ
ート、メチレン−ビス(4−シクロヘキシルイソシアネ
ート)、トランス−1,4−ジイソシアネートシクロヘ
キサン。芳香族ジイソシアネート、例えば2,4−トル
イレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシ
アネート、メチレン−ビス−(4−フェニルイソシアネ
ート)も挙げられる。
【0014】250〜6,000の平均分子量を持つ線
状のまたは枝分かれしたポリエーテルグリコール成分と
しては、原料成分としての例えば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と
二官能性−または多官能性アルコール、例えばエタノー
ル、プロパンジオール−1,3、ブタンジオール−1,
4および特に高官能性アルコール、例えばトリメチロー
ルエタノール、1,1,1−トリメチロールプロパン、
グリセリンまたはアミン類、例えばエチレンジアミンま
たはヘキサメチレンジアミンを共重合、ブロック共重合
またはアニオン重合することによってまたは環状エーテ
ル、例えばテトラヒドロフラン、エチレンオキサイドお
よびプロピレンオキサイドを酸性触媒を用いてカチオン
重合および共重合することによって得られるポリアルキ
レン−ポリエーテルポリオールが適している。
【0015】本発明に従って使用できるポリアミンの例
としては以下のものが挙げられる:エチレンジアミン、
ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テト
ラエチレンペンタミン、1,2−ジアミノプロパン、2
−メチル−ペンタメチレンジアミン、ドデカメチレンジ
アミン、2,2,4(2,4,4)−トリメチルヘキサ
メチレンジアミン、1−シクロヘキシルアミノ−3−ア
ミノプロパン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミ
ノ−ジシクロヘキシルメタン、キシリレンジアミンおよ
び特にイソホロンジアミン。
【0016】ポリアミンを柔軟にする為に必要とされる
量のNCOポリエーテルグリコール−プレポリマーにつ
いて、柔軟にする為にあらゆるポリアミンの為に別の量
のイソシアネート−プレポリマーが必要とされるので、
一般に有利な報告はない。イソシアネート−プレポリマ
ーの柔軟性化特性は用いるジイソシアネートの他に相当
の程度にポリエーテルグリコールに左右される。この性
質は、ポリエーテルグリコールの分子量が大きければ大
きい程および反応生成物中のポリエーテルグリコールの
濃度が高ければ高い程にポリアミンにとってますます大
きい。ポリエチレン−あるいはプロピレンエーテルグリ
コールは、相応する(同じ分子量の)ポリテトラヒドロ
フラン−グリコールよりも柔軟化するのに本質的に適し
ている。本発明の方法に従って製造されたポリアミンの
本質的特徴は、ドイツ特許出願公開第3,151,59
2号明細書の教示に従って製造されるものと反対にほと
んど無色である点にある。
【0017】更に本発明は本発明の方法生成物を高温で
の改善された引裂剪断強度を示す二成分系接着剤の製造
に使用することに関する。金属の接合に最も使用される
接着剤は、二成分エポキシ系接着剤である。室温におい
てこの接着剤にて造られる金属/金属−接合物は、確か
に室温では良好乃至非常に良好な引張剪断強度(ZSF
、DIN52,283)を示すが、この引張剪断強度は
80℃では非常に顕著に低下する。これに対して、本発
明に従う方法生成物では、市販されている二成分エポキ
シ系金属用接着剤と反対に80℃でさえ10〜15N/
mm2 の注目すべき引張剪断強度を示す金属接合物が
製造される。
【0018】金属接合物を製造する為には、アミンを液
状のエポキシ樹脂と当量比で混合しそして約10〜15
分のエージング時間の後に注意深く脱脂したスチール製
薄板の上に塗布し、次いで凝固が終了するまで(約7日
)固定する。本発明に従う接合物の為のエポキシ樹脂と
しては原則として室温で液体の、少なくとも二つのエポ
キシ基を持つあらゆるエポキシが適している。しかしな
がらビスフェノールAを基礎とするエポキシ樹脂が特に
有利であることが判っている。ZSFの高さは所定のエ
ポキシ樹脂の場合には、先ずポリアミンの構造に左右さ
れ、第二に柔軟化剤の量に左右される。室温および80
℃で高いZSFを達成する為には、脂環式ポリアミン類
、例えばイソホロンジアミン、シクロヘキサンジアミン
−1,4(あるいは−1,2)、メチレンビス(4−シ
クロヘキシルアミン)が必要である。金属接合物でのZ
SFはアミン成分中の柔軟化剤の含有量の増加と共に高
まる。極大に達した後に、ZSFは柔軟化剤濃度を更に
高めると再び著しく低下する。
【0019】更に本発明は、二成分エポキシ系反応性塗
料および−被覆剤を製造する為に本発明の方法生成物を
用いることに関する。本発明の方法生成物と併用される
エポキシ樹脂は平均して分子当たり一つより多いエポキ
シ基を含有しておりそして多価アルコールのグリシジル
エーテル、例えばグリセリン、水素化ジフェニロールプ
ロパンまたは多価フェノール類、例えばレゾルシン、ジ
フェニロールプロパンまたはフェノールアルデヒド縮合
生成物のグリシジルエーテルがある。多価カルボン酸の
グリシジルエステル、例えば2,2,4(2,4,4)
−トリメチルアジピン酸、ヘキサヒドロフタル酸または
二量体の脂肪酸も使用できる。上記化合物のエポキシ価
は約0.1〜0.7である。特に、ビスフェノールAを
基礎とするまたはビスフェノールFを基礎とする350
〜450の分子量の液状のエポキシ樹脂を用いるのが特
に有利である。
【0020】塗料および被覆剤の為の反応性組成物の調
整には、鉱物および有機物を基礎とする通例のフィラー
、顔料、可塑剤、助触媒およびその他の添加物が使用さ
れる。例えば触媒としては2,4,6−トリス(ジメチ
ルアミノメチル)−フェノール(DMP30)またはペ
ンタメチルジエチレントリアミンが適している。本発明
に従って得られる塗料は1日後でも粘着性がなく且つ硬
さおよび柔軟性に関して広い範囲で任意に調整できる。 勿論、本発明の反応性組成物を被覆剤として用いる場合
にも同じことが言える。特に高い伸び率(DIN534
55)を意図する場合には、本発明のポリアミン類にモ
ノアミン類、例えば2−エチルヘキシルアミン、ラウリ
ルアミン、ヘキソキシプロピルアミンまたは二つだけの
活性水素原子を持つジアミン類、例えばエチレンジアミ
ン、ヘキサメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン
の如きジアミンとアクリルニトリル、アクリル酸第三ブ
チルエステルまたはモノグリシジルエーテル、例えばブ
チルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジ
ルエーテルとの1:2のモル比での反応によって得られ
る該ジアミン類を添加するのが特に有利であることが判
っている。ただし、この硬化剤混合物の平均N−H−官
能度は3.8〜2.4、特に約3である。
【0021】本発明の被覆剤は良好な耐薬品性に特徴が
あり、150℃で2時間加熱した後の良好な耐引裂伝播
性──室温で非常に僅かしか硬化しないエポキシ系被覆
剤が有している性質──を持っている点で優れている。
【0022】
【実施例】以下の実施例にて本発明を更に詳細に説明す
る。しかし本発明はこれらに制限されない。 I.ポリエーテルウレタン尿素ポリアミン類の製造A.
ポリエーテルウレタンポリイソシアネートの製造実施例
1 a)  2,000重量部の線状ポリプロピレングリコ
ール(OH価  56.1)を444重量部のイソホロ
ンジイソシアネート(IPDI)および1.2重量部の
ジブチル錫ジラウレート(DBTL)と混合する。この
混合物を、NCO含有量が3.3% に低下するまでの
間、80℃に加熱する。モノマー含有量は2.1% で
ある。 b)  2,000重量部の実施例1aで用いたポリプ
ロピレングリコールを2,220重量部のIPDIおよ
び2.2重量部のDBTLと一緒に、NCO含有量が1
8% に達するまでの間、80℃に加熱する。未反応の
IPDIを次いで薄膜蒸発器中で180℃、0.1To
rrで反応生成物から分離する。反応生成物は3.1%
 のNCO含有量および0.1% のモノマー含有量を
有している。 実施例2 3,000重量部の枝分かれした(三官能性)ポリプロ
ピレングリコール(OH価:56.1)を666重量部
のIPDIおよび1.8重量部のDBTLと実施例1a
と同様に加熱する。反応生成物のNCO含有量は3.4
% であり、モノマー含有量は2.3% である。 実施例3 2,000重量部の線状ポリプロピレングリコール(O
H価:28)を222重量部のIPDIおよび1.1重
量部のDBTLと実施例1aと同様に反応させる。反応
生成物のNCO含有量は1.9% であり、モノマー含
有量は1.7% である。 実施例4 650重量部の分子量約650のポリテトラヒドロフラ
ンおよび444重量部のIPDIおよび0.55重量部
のDBTLを実施例1aと同様に加熱する。反応生成物
は7.6重量% のNCO含有量および4.9% のモ
ノマー含有量を有している。 B.本発明のポリエーテルウレタン尿素ポリアミン類の
製造 一般的製造処方:反応容器中にジアミンを場合によっは
ノニルフェノールと一緒に最初に導入し、約150℃に
加熱する。激しい攪拌(300〜500回転/分)下に
IPDI−プレポリマー(実施例I.A.1〜4)を配
量供給する。反応器の内部温度は145℃を越えてはな
らない。
【0023】プレポリマーを添加する場合には、プレポ
リマーがアミン雰囲気に直接的に曝されないように厳し
く注意すべきである。ヘッドから、プレポリマーを内部
導管を通してそしてN2 を約10cmの外側管を通し
て反応容器に導入することができる。このN2 雰囲気
なしにはIPDIプレポリマーは配量供給しない。 実施例16 比較:本発明の方法──本発明のでない方法実施例17 750重量部のIPDI−プレポリマーI.A.1aを
250重量部のTMDと、一般的処方に従って反応させ
る。反応生成物は2.63mmol/gのアミン含有量
を有し、25℃での粘度は39,000mPa.sであ
る。
【0024】実施例18 780重量部のIPDI−プレポリマーI.A.1aを
220重量部のm−キシリレンジアミンと実施例17に
従って反応させる。反応生成物は2.64mmol/g
のアミン含有量を有し、25℃での粘度は47,000
mPa.sである。
【0025】実施例19 826重量部のIPDI−プレポリマーI.A.1aを
174重量部のヘキサメチレンジアミンと、実施例17
に従って反応させる。反応生成物は2.41mmol/
gのアミン含有量を有し、25℃での粘度は42,00
0mPa.sである。
【0026】実施例20 700重量部のIPDI−プレポリマーI.A.3を3
00重量部のIPDと、実施例17に従って反応させる
。反応生成物は3.21mmol/gのアミン含有量を
有し、25℃での粘度は6,200mPa.sである。 II. 二成分系接着剤(室温で硬化)としての本発明
の化合物の用途 本発明の硬化剤、ビスフェノールAを基礎とする0.5
3のEP価のエポキシ樹脂および2重量% のDMP(
登録商標)30(エポキシ樹脂+硬化剤を基準として)
を激しく混合する。約10〜15分のエージング時間の
後にこの反応混合物を用いて、スコッチ−ブリット(S
cotch−Brite)で浄化した鋼鉄製薄板(1.
5mmの厚さ)をDIN53,283に従って接合する
。 凝固が終了するまで、接合した鋼鉄製薄板をスクリュー
クランプで固定する。室温で7日硬化した後のこの鋼鉄
接合部の引張剪断強度を次の表に掲載する:III.反
応性塗料および被覆剤の製造実施例1 65.25重量部のポリアミン(実施例17)、8重量
部の2−エチルヘキソキシプロピルアミン、21重量部
のノニルフェノール、8重量部のベンジルアルコール、
3重量部のDMP30を、 a)  80.2重量部の、ビスフェノールAを基礎と
するEP価0.53のエポキシ樹脂(EP  I)b)
  80.2重量部の、脂肪族ジグリシジルエーテルを
基礎とするEP価0.52のエポキシ樹脂(EP II
)と激しく混合し、約10〜15分のエージング時間の
後に A)  脱脂した鋼鉄製薄板に塗布し、B)  カスチ
ングにより4mmの厚さの板を得る。
【0027】室温で7日硬化させた後に塗膜特性並びに
物理的性質を測定した。その結果並びに以下の実施例の
それを後記の表に総括掲載する: 実施例2 60.9重量部のポリアミン(実施例15)、8重量部
の2−エチルヘキソキシプロピルアミン、21重量部の
ノニルフェノール、8重量部のベンジルアルコール、3
重量部のDMP30を、 a)  80.2重量部のEP  I b)  80.2重量部のEP II と一緒に実施例1に相応して加工する。
【0028】実施例3 63重量部のポリアミン(実施例18)、10.4重量
部のラウリルオキシプロピルアミン、21重量部のノニ
ルフェノール、8重量部のベンジルアルコール、3重量
部のDMP30および79重量部のEP  I を実施
例1に相応して加工する。
【0029】実施例4 59.3重量部のポリアミン(実施例19)、8重量部
の2−エチルヘキソキシプロピルアミン、21重量部の
ノニルフェノール、8重量部のベンジルアルコール、3
重量部のDMP30および67.3重量部のEP  I
 を実施例1に相応して加工する。
【0030】実施例5 60.9重量部のポリアミン(実施例15)、8重量部
の2−エチルヘキソキシプロピルアミン、21重量部の
ノニルフェノール、8重量部のベンジルアルコール、3
重量部のペンタメチルジエチレントリアミンを80.2
重量部のEPIと一緒に実施例1に相応して加工する。 略字の説明: SD:  膜厚(μm ) HK1、3、7:1、3、7日後のケーニッヒの硬度(
DIN53151) ET:エリクセン試験値(mm)(DIN53151)
衝撃戻り:(g・m) ZSF:引張剪断強度(N/mm2)(DIN5328
3) 本発明は特許請求の範囲に記載のポリエーテルウレタン
尿素アミン類の製造方法並びにその製造物の用途に関す
るものであるが、実施の態様として以下を包含する:1
)150〜160℃の温度で反応させる請求項1に記載
の方法。 2)ポリエポキシと組み合わせておよびモノアミンある
いは2つの活性水素原子を持つジアミンとの混合状態で
二成分系の反応性塗料および被覆剤の為に請求項3に従
う方法生成物を用いる方法。 2)触媒としてのペンタメチルジエチレントリアミンと
組み合わせて二成分系反応性塗料および被覆物の為に請
求項3または上記1)に従う方法生成物を用いる方法。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ポリエーテルウレタン尿素アミン類を
    製造するに当たって、イソシアネートプレポリマーを式
    【化1】 〔式中、Rは場合によっはアルキル置換されたC2 〜
    C12−アルキレン−、C4 〜C14−シクロアルキ
    レン基であり、R1 は水素原子、−CH2 −CH2
     −CN、シクロアルキル基あるいは式 【化2】 で表される基であり、nは1〜5であり、xは2または
    3であり、R2 はRと同じ意味を有し、R3 は〔C
    H2 −CH2 −O〕m 、〔CH2 −CH(CH
    3)−O〕m 、〔−CH2 −CH2 −CH2 −
    CH2 −O〕m であり、mは5〜200である。〕
    で表されるポリアミン類と1:(2〜12)のNCO:
    NH−当量比で140〜170℃の温度で反応させるこ
    とを特徴とする、上記ポリエーテルウレタン尿素アミン
    類の製造方法。
  2. 【請求項2】  請求項1に記載の方法生成物をポリエ
    ポキシドと組合せて、室温で硬化する二成分系接着剤に
    用いる方法。
  3. 【請求項3】  請求項1に記載の方法生成物をポリエ
    ポキシドと組合せて二成分系塗料および被覆剤の為に用
    いる方法。
JP3258102A 1990-10-08 1991-10-04 ポリエーテルウレタン尿素アミン類の製造方法およびその用途 Withdrawn JPH04283214A (ja)

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