JPH0562610B2 - - Google Patents
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- JPH0562610B2 JPH0562610B2 JP59266505A JP26650584A JPH0562610B2 JP H0562610 B2 JPH0562610 B2 JP H0562610B2 JP 59266505 A JP59266505 A JP 59266505A JP 26650584 A JP26650584 A JP 26650584A JP H0562610 B2 JPH0562610 B2 JP H0562610B2
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Description
本発明は一般的に障害(hindered)脂肪族イソ
シアネート類からポリウレタン類を製造する方法
に関するものであり、そして特に障害脂肪族イソ
シアネート類およびヒドロキシル−含有化合物類
の間の反応の触媒作用における改良に関するもの
である。より特に、本発明はヒドロキシル−含有
化合物類と第二級および/または第三級脂肪族ジ
イソシアネート類の間の反応によるポリウレタン
生成用の新規な相乗性触媒組成物類に関するもの
である。 「脂肪族イソシアネート」という語はイソシア
ネート基(−NCO)が芳香族環中のではない炭
素原子に結合している化合物類を称するものであ
り、そして障害イソシアネート類はイソシアネー
ト基が結合している炭素原子が少なくとも1個の
他の不活性置換基、一般的には低級(C1−C8)
アルキル基、を有するようなものである。脂肪族
イソシアネート類からのポリウレタン類の製造は
公知であり、そしてそれらから誘導される利点は
当技術の専門家により認識されている。第一級脂
肪族イソシアネート類、例えば1,6−ヘキサメ
チレンジイソシアネート、は第二級または第三級
イソシアネート類より相当迅速に、アミノ、カル
ボキシルおよびヒドロキシル基を含有している化
合物類と反応する。しかしながら、第二級およ
び/または第三級イソシアネート基を含有してい
る多くのイソシアネート類は公知であり、そして
それらのあるものは非常に有用なポリウレタン生
成物類を供給する。残念なことにそれらは、特に
ヒドロキシル−含有化合物類との反応において、
普通非常にゆつくりと反応しそして触媒作用を必
要とする。 一般的には頭文字RIMにより表わされている
反応射出成型がポリウレタン技術において比較的
最近開発されてきている。該方法には迅速な、す
なわち約25−40℃の範囲内の温度では秒単位程度
の、ポリウレタン反応が必要である。例えばナフ
テン酸鉛およびジアルキル錫ジカルボキシレート
類の如き一般的に使用されているポリウレタン触
媒類は障害脂肪族イソシアネート類およびヒドロ
キシル−含有化合物類の間の反応をこれらの条件
下で促進させるのに適していない。ジヨルクイン
(Jourquin)およびデユプレツツ(DuPprez)の
米国特許第4150206(ドイツ公開明細書2710901と
共通の開示)はポリウレタン製造用の触媒混合物
類を記載している。部分式
シアネート類からポリウレタン類を製造する方法
に関するものであり、そして特に障害脂肪族イソ
シアネート類およびヒドロキシル−含有化合物類
の間の反応の触媒作用における改良に関するもの
である。より特に、本発明はヒドロキシル−含有
化合物類と第二級および/または第三級脂肪族ジ
イソシアネート類の間の反応によるポリウレタン
生成用の新規な相乗性触媒組成物類に関するもの
である。 「脂肪族イソシアネート」という語はイソシア
ネート基(−NCO)が芳香族環中のではない炭
素原子に結合している化合物類を称するものであ
り、そして障害イソシアネート類はイソシアネー
ト基が結合している炭素原子が少なくとも1個の
他の不活性置換基、一般的には低級(C1−C8)
アルキル基、を有するようなものである。脂肪族
イソシアネート類からのポリウレタン類の製造は
公知であり、そしてそれらから誘導される利点は
当技術の専門家により認識されている。第一級脂
肪族イソシアネート類、例えば1,6−ヘキサメ
チレンジイソシアネート、は第二級または第三級
イソシアネート類より相当迅速に、アミノ、カル
ボキシルおよびヒドロキシル基を含有している化
合物類と反応する。しかしながら、第二級およ
び/または第三級イソシアネート基を含有してい
る多くのイソシアネート類は公知であり、そして
それらのあるものは非常に有用なポリウレタン生
成物類を供給する。残念なことにそれらは、特に
ヒドロキシル−含有化合物類との反応において、
普通非常にゆつくりと反応しそして触媒作用を必
要とする。 一般的には頭文字RIMにより表わされている
反応射出成型がポリウレタン技術において比較的
最近開発されてきている。該方法には迅速な、す
なわち約25−40℃の範囲内の温度では秒単位程度
の、ポリウレタン反応が必要である。例えばナフ
テン酸鉛およびジアルキル錫ジカルボキシレート
類の如き一般的に使用されているポリウレタン触
媒類は障害脂肪族イソシアネート類およびヒドロ
キシル−含有化合物類の間の反応をこれらの条件
下で促進させるのに適していない。ジヨルクイン
(Jourquin)およびデユプレツツ(DuPprez)の
米国特許第4150206(ドイツ公開明細書2710901と
共通の開示)はポリウレタン製造用の触媒混合物
類を記載している。部分式
【式】のアミ
ン化合物および鉛化合物および任意に錫化合物か
ら典型的に構成されているそのような混合物類は
反応を急速に開始させ、反応の終了時に発泡セル
を開放し、そして人工光線の下での改良された耐
展色性を有するポリウレタン類を製造するために
作用する。 ’206に例示されている化合物類の中には一般
式: [式中、 mは3〜7であり、そして nは2〜4である] のものがある。上記の式の一化合物である1,8
−ジアザビシクロ(5.4.0)−ウンデセン−7も例
示されているがmが3でありそしてnが5である
ものは例示されていない。この化合物およびそれ
とフエノールとの塩は、酢酸ナトリウムまたはナ
トリウムオクトエートと組合せてのみ、触媒系と
して有用であることが’206特許中に示されてい
るが、錫化合物ともしくは単独でましてや錫化合
物と組合せたものは示されていない。 (i) 1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)−ウンデセ
ン−7またはそれのフエノレート塩、 (ii) 錫触媒、例えばジメチル錫ジアセテートある
いはCOTIN−22,有機錫カルボキシレートの
如きジアルキル錫カルボキシレート、および任
意であるのが好適には錫化合物、例えばナフテ
ン酸鉛の如き有機鉛化合物、からなるポリウレ
タン組成物類用の優れた触媒を今発見した。そ
のような組成物類はこの面に関して鉛/錫組合
せ物より優れている予期せぬほどの急速な硬化
を与える。このため同程度の活性を維持しなが
ら鉛の使用量を減少させることができ、または
省略することさえでき、そして毒性問題も避け
られる。さらに、本発明の触媒組成物により実
現する極端に速い速度のために例えばRIMお
よびある種のコーテイング適用の如きテトラメ
チル−m−キシリレンジイソシアネート−ポリ
オール系用のこれまで除外されていたある種の
用途も可能になる。 原則的な一面においては、本発明は (a) ポリオール化合物、 (b) 障害脂肪族第二級または第三級イソシアネー
ト基を含有している化合物、並びに (c) 触媒的に有効量の (i) 1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)−ウンデセ
ン−7またはそれのフエノレート塩、 (ii) ジアルキル錫ジカルボキシレート、および (iii) 二価の鉛有機酸塩 からなり、(i):(ii):(iii)の重量比がそれぞれ0.5:
1:0〜2:1:3の範囲である触媒組成物、 からなる硬化可能な組成物を提供するものであ
る。 他の原則的な面においては、本発明は反応混合
物中に約0.05〜約5重量%の上記の触媒組成物を
加えることからなる、反応混合物中での脂肪族ヒ
ドロキシル−含有化合物類と障害脂肪族第二級お
よび/または第三級イソシアネート化合物類との
間の反応に触媒作用を行う方法も提供する。 他の態様では、本発明は (1) 50〜100重量部の重合体ポリオールおよび0
〜50重量部のポリエーテルポリオール、 (2) ポリイソシアネート化合物、またはNCO基
が直接芳香族環に結合されていないポリエーテ
ルポリオールとのプリポリマー、 (3) アミノアルコール、アルキレングリコールま
たは脂肪族ポリオールから選択された交叉結合
剤、 (4)触媒としての、有効量の上記の触媒組成物、 (5) 発泡剤、例えば低−結合性ハロゲン化炭化水
素、および (6) 光安定剤 を反応させることにより、黄色化しない一体外皮
型のフオームを製造する方法を提供するものであ
る。 本発明の触媒組成物類は当技術で一般的に使用
されている如き第一級および/または第二級ポリ
オール類と反応する脂肪族第二級および/または
第三級ジイソシアネートを用いて一般的なポリウ
レタン技術に従いポリウレタン生成物類、例えば
コーテイング類および射出成型生成物類、を製造
するのに適している。そのような一般的に用いら
れるポリオール類には、例えばエチレングリコー
ル、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパ
ンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−
ヘキサンジオール、グリセロール、トリメチロー
ルプロパン、p,p′−ビス(ヒドロキシエトキ
シ)ベンゼンなど、低分子量(分子量500−5000)
重合体類またはオリゴマー類、例えばヒドロキシ
ル−末端ポリエーテルポリオール類、例えばポリ
テトラメチレンエーテルグリコール、ポリエチレ
ングリコール、ポリプロピレングリコール、およ
びプロピレングリコール/エチレングリコールブ
ロツク共重合体類、およびヒドロキシル−末端ポ
リエステルポリオール類、例えばポリエチレンア
ジペート、ポリ(エチレン−プロピレン)アジペ
ート、およびそれらから製造されたヒドロキシル
−末端ポリウレタンプレポリマー類が包含され
る。 黄色化しないフオーム中で使用されるポリエー
テルポリオール類は、酸化エチレン、酸化プロピ
レンおよび酸化ブチレンから選択された1種もし
くは2種以上と水または例えばエチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ジプロピレングリ
コール、ブタンジオールおよびヘキサンジオール
の如きジオール類と付加重合することにより得ら
れた2個のOH基を有するポリエーテルポリオー
ル類、並びに酸化エチレン、酸化プロピレンおよ
び酸化ブチレンから選択された1種もしくは2種
以上と水または例えばグリセリン、トリメチロー
ルプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリト
リツト、α−メチルグリコツド、ソルビトールお
よびサクロースの如き多価アルコール類を付加重
合することにより得られた3〜8個のOH基を有
するポリエーテルポリオール類である。2個の
OH基を有するポリエーテルポリオールおよび3
〜8個のOH基を有するポリエーテルポリオール
のOH価の好適範囲は20〜60である。これらの型
のポリエーテルポリオール類は単独でまたは混合
して使用される。 フオーム中で使用される重合体ポリオールは、
ビニル単量体を公知の方法により上記のポリエー
テルポリオール中で重合することにより製造され
る。この使用に非常に適しているビニル単量体類
から選択される単量体類は、一種以上の例えばア
クリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン
およびメチルメタクリレートである。非常に望ま
しい範囲の単量体量は、100重量部のポリエーテ
ルポリオールに対して10〜30部である。 本発明では、ポリエーテルポリオールおよび重
合体ポリオールを混合しそして混合ポリオールと
して使用することができる。特に好適な混合範囲
はポリオール混合物の重量当たり50〜100重量部
の重合体ポリオールおよび50〜0重量部のポリエ
ーテルポリオールである。 重合体ポリオール類はポリオール類またはアミ
ノアルコール類と組合せて使用できる。これらは
交叉結合剤として作用できる。本発明用に好適な
交叉結合剤として使用される代表的なアミノアル
コール類はモノエタノールアミン、ジエタノール
アミンおよびトリエタノールアミンであり、そし
てそれらは単独でまたは混合して使用される。特
に、N,N,N′,N′−テトラキス(2−ヒドロ
キシプロピル)エチレンジアミンが挙げられる。 また、交叉結合剤として使用される低分子量ポ
リオール類に包含される化合物類は、例えば3〜
6価アルコール類の酸化エチレン付加物類であ
る。他の適当なアルコール類は、グリセロール、
トリメチロールプロパン、1,3,6−ヘキサン
トリオール、ペンタエリトリツトおよびソルビト
ールである。トリメチロールプロパンが特に挙げ
られる。 使用する場合には、交叉結合剤は好適には100
重量部のポリオール当たり約5〜約25重量部を与
えるような量で存在している。 障害イソシアネート類に関しては、スタルマン
(Stallmann)の米国特許2723265が広範囲の式: [式中、 R1およびR2は低級アルキル(C1−C8)基を表
わし、そして Xは架橋単位を表わす] により表わされる障害イソシアネート類の製造を
記している。 第二級および第三級イソシアネート類を含有し
ている化合物類の製造方法はフーバー(Hoover)
の米国特許3290350により開示されている。この
特許に開示されている方法では、イソシアン酸を
式: [式中、 R1は水素およびヒドロカルビル(C1−C12)基
からなる群から選択され、そしてR2は水素、ヒ
ドロカルビル(C1−C12)または置換されたヒド
ロカルビルであり、ここで置換基はイソシアン酸
に対して不活性でありそしてエチレン結合から少
なくとも2個分の炭素原子だけ離れて炭素原子に
結合しており、或いは R1およびR2が一緒になつて炭素数が1〜12の
ヒドロカルビレンである] の少なくとも1個の反応性ビニリデン基を含有し
ている化合物に加える。この方法に従い製造され
たイソシアネート類は基: を含有している。フーバーの特許の方法に従い製
造される特に有用な種類のイソシアネート類は1
個より多いビニリデン基を有する化合物類から誘
導されたものであり、生成物であるイソシアネー
ト類は式: [式中、 R1は水素またはC1−C4アルキルであり、そし
て R2は水素またはC1−C4アルキルである] により表わされる。 広い範囲の第二級および/または第三級の両者
のイソシアネート類およびジイソシアネート類は
上記の先行技術に従い製造でき、それとヒドロキ
シル−含有化合物類との反応は本発明の触媒組成
物により効果的に触媒作用を受けることができ
る。そのようなイソシアネートおよびジイソシア
ネート類には例えば下記の化合物類が包含される
がそれらに限定されるものではない: α,α′−ジメチル−−キシリレンジイソシアネ
ート、 α,α,α′−α′−テトラメチル−m−キシリレ
ンジイソシアネート、 α,α,α′,α′−テトラメチル−p−キシリレ
ンジイソシアネート、 α−メチル−α,α′−ジメチル−m−キシリレ
ンジイソシアネート、 ビス(4−(1−イソシアナト−1−メチル−
エチル)フエニル)メタン、 α−エチル−α′−メチル−p−キシリレンジイ
ソシアネート、 2,6−ビス(1−イソシアナト−1−メチル
エチル)ナフタレン、 1,4−ビス(1−イソシアナト−1−メチル
エチル)シクロヘキサン、 1,3−ビス(1−イソシアナト−1−メチル
エチル)シクロヘキサン、 1,8−ジイソシアネート−p−メ量タン、 イソフオロンジイソシアネート、 など。α,α,α′,α′−テトラメチル−m−キシ
リレンジイソシアネートが特筆される。 本発明の発泡された態様において使用するのに
好適なポリイソシアネート化合物類の例は下記の
ものである: エチレンジイソシアネート、プロピレンジイソ
シアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチ
レンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシ
アネート(HDI)、シクロヘキシレン−1,2−
ジイソシアネート、3−イソシアナトメチル−
3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシア
ネート(IPDI)、m−およびp−キシリレンジイ
ソシアネート(XDI)、m−およびp−テトラメ
チルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、
4,4′−メチレン−ビス(シクロヘキシルイソシ
アネート)(HMDI)、1−メチル−2,4−シ
クロヘキシレンジイソシアネート(2,4−
HTDI)、1−メチル−2,6−シクロヘキシレ
ンジイソシアネート(2,6−HTDI)、および
1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキ
サン(HXDI)。 本発明の組成物中でのポリイソシアネートまた
はイソシアネート基−末端プレポリマーの使用量
に関して言えば、ポリオールおよび存在している
場合には交叉結合剤と反応させるためには0.9〜
1.2倍当量が好適である。 イソシアネート基−末端プレポリマーに関して
は、例えば3〜8個のOH基を有するポリエーテ
ルポリオール類をこれらのポリイソシアネート類
に加えそして反応を窒素流中で80〜100℃におい
て1〜2時間実施して、イソシアネート基−末端
プレポリマーを得る。プリポリマー中の上記の
NCO基含有量を得るために必要な計算された量
が使用される。 1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)−ウンデセン
−7(POLYCAT DBU)、並びにそれのフエノ
ール系塩(POLYCAT SA−1)およびそれの
2−エチルヘキサエート塩(POLYCAT SA−
102)はイリノイ州60064、ノース・シカゴのサン
−アボツト・カンパニイ、アボツト・ラボラトリ
イスから入手可能である。 構造式: [式中、 Rは炭素原子が1〜8のアルキル基を表わし、
そして R′は炭素原子1〜18のアルキル基を表わす] により表わされるジアルキル錫ジカルボキシレー
ト類を使用することが好適であり、これらはそれ
自体は公である触媒化合物類である。適当なジア
ルキル錫ジカルボキシレート類は、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
錫ジアセテートなどである。ジメチル錫ジアセテ
ートであるUL−28および有機錫カルボキシレー
トであるCOTIN−222が特に挙げられる。 有機化合物に関しては、少なくとも1個の
COOH基を含有しているカルボン酸の2価の鉛
有機酸、例えば酢酸、アジピン酸、クエン酸、2
−エチルヘキサン酸、ラウリン酸、リノール酸、
ナフテン酸、オクタン酸、オレイン酸、シユウ
酸、パルミチン酸、レシン酸、シリノール酸、サ
リチル酸、ステアリン酸、タール酸および酒石酸
鉛、である。ナフテン酸鉛が特に挙げられる。 NCO基が直接芳香族環に結合していない非−
芳香族ポリイソシアネート系の反応性は低いた
め、成分類(i)、(ii)および任意に(iii)を混合して最良
の生成物を製造することが必要である。適当な混
合比は上記の如く、0.5〜2重量部のアミン成分
(i):0.5〜1重量部の錫成分(ii):および0〜3重
量部の任意の鉛成分(iii)である。 これもすでに述べられている如く、組成物中の
100重量部のポリオール成分(i)を基にして0.05〜
6重量部の、好適には0.05〜約5重量部の、そし
て特に好適には約2〜約5重量部の、触媒組成物
が使用される。 本発明の発泡された態様に関しては、発泡剤と
して使用される典型的な低沸点ハロゲン化炭化水
素類は例えばトリクロロモノフルオロメタンおよ
び塩化メチレンである。 光抵抗性安定剤しては、酸化防止剤、紫外線安
定剤から選択される1種以上の型を使用できる。 酸化防止剤としては、障害フエノール類、例え
ばIrganox1010およびIrganox1076(チバ−ガイギ
ー・カンパニイ製)、並びにYoshinox BHT、
Yoshinox BBおよびYoshinox GSY−930(ヨシ
トミ製薬工業会社製)を使用できる。 紫外線吸収剤としては、例えばTinuvin P、
Tinuvin327およびTinuvin328(チバ−ガイギー・
カンパニイ製)の如きベンゾトリアゾール類、並
びに例えばTomisorb800(ヨシトミ製薬製)を使
用できる。 また、紫外線安定剤としては、例えばThanol
LS770、LS744、およびTinuvin144(チバ−ガイ
ギー・カンパニイ製)、並びにTinuvin120および
Irgastab200w(チバ−ガイギー・カンパニイ製)
の如き障害アミン類を使用できる。 前記の光抵抗性安定剤と使用量としては、それ
ぞれ100部のポリオールに対して0.2〜2.0部が適
している。 一体外皮フオームを着色するためには、顔料ま
たは染料を混合ポリオールに加えることができ、
そしてそれを希望する色彩に着色する。 例えば充填剤および可塑剤の如き他の添加物を
加えることもできる。 本発明のこの面を使用するときには、混合ポリ
オール、交叉結合剤、触媒、発泡剤および光抵抗
性安定剤、並びに必要に応じて他の添加物類を充
分撹拌混合することにより樹脂溶液が得られる。 次に樹脂溶液にポリイソシアネートまたはイソ
シアネート基−末端プレポリマーを加えそして充
分混合した後に、これを直ちに型の中に注ぐ。 これを連続的に実施するときには、発泡機械を
使用し、そしてポリイソシアネートまたはプレポ
リマー成分を低圧において型の中に注ぐか、或い
はRIM成型を使用する場合には物質類を高圧下
で型の中に射出する。これを型の中に1〜5分間
放置した後に、成型された一体外皮フオームをと
り出す。この面の方法を使用するときには、一体
外皮フオームを短時間で成型することができ、さ
れに生成物は適当な強度および負荷−支持性能を
有するだけでなく、紫外線による変色が生じな
い。従つて、淡色のクツシヨン、肘かけ、パツド
などの容易にしかも単一工程で得ることができ
る。 下記の非−限定用の実施例で本発明を説明す
る。全ての部数および百分率は、断わらない限り
重量によるものである。 実施例 1−7 410部の重合体ポリオール(NIAX LHT−
42、ユニオン・カーバイド、当量1420)を1000部
のα,α,α′,α′−テトラメチル−m−キシリレ
ンジイソシアネートおよび0.14部の錫触媒である
ジブチル錫ジラウレート、(T−12、M&Tケミ
カル・カンパニイ)を混合しそして85℃に4時間
加熱することにより、プレポリマーを製造した。
NCO含有量は23%であつた。次にプレポリマー
15部を、100部のポリプロピレンポリオール
(VORANOL 5148、当量2340、ダウ・ケミカ
ル)および16部のトリメチロールプロパンの混合
物25部と混合した。触媒成分類を特定温度におい
て0.3分間(0.3分間=20秒間)にわたつて充分混
合した。混合物を放置すると発熱しそしてゲル化
した。混合物が流動停止した時がゲル時間に達し
たことになり、そして組成物が粘着性でなくなり
始めたときに硬化時間に達した。比較目的用に、
本発明の範囲外の触媒組成物類も試験した。使用
した組成物類および得られた結果を表1に示す:
ら典型的に構成されているそのような混合物類は
反応を急速に開始させ、反応の終了時に発泡セル
を開放し、そして人工光線の下での改良された耐
展色性を有するポリウレタン類を製造するために
作用する。 ’206に例示されている化合物類の中には一般
式: [式中、 mは3〜7であり、そして nは2〜4である] のものがある。上記の式の一化合物である1,8
−ジアザビシクロ(5.4.0)−ウンデセン−7も例
示されているがmが3でありそしてnが5である
ものは例示されていない。この化合物およびそれ
とフエノールとの塩は、酢酸ナトリウムまたはナ
トリウムオクトエートと組合せてのみ、触媒系と
して有用であることが’206特許中に示されてい
るが、錫化合物ともしくは単独でましてや錫化合
物と組合せたものは示されていない。 (i) 1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)−ウンデセ
ン−7またはそれのフエノレート塩、 (ii) 錫触媒、例えばジメチル錫ジアセテートある
いはCOTIN−22,有機錫カルボキシレートの
如きジアルキル錫カルボキシレート、および任
意であるのが好適には錫化合物、例えばナフテ
ン酸鉛の如き有機鉛化合物、からなるポリウレ
タン組成物類用の優れた触媒を今発見した。そ
のような組成物類はこの面に関して鉛/錫組合
せ物より優れている予期せぬほどの急速な硬化
を与える。このため同程度の活性を維持しなが
ら鉛の使用量を減少させることができ、または
省略することさえでき、そして毒性問題も避け
られる。さらに、本発明の触媒組成物により実
現する極端に速い速度のために例えばRIMお
よびある種のコーテイング適用の如きテトラメ
チル−m−キシリレンジイソシアネート−ポリ
オール系用のこれまで除外されていたある種の
用途も可能になる。 原則的な一面においては、本発明は (a) ポリオール化合物、 (b) 障害脂肪族第二級または第三級イソシアネー
ト基を含有している化合物、並びに (c) 触媒的に有効量の (i) 1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)−ウンデセ
ン−7またはそれのフエノレート塩、 (ii) ジアルキル錫ジカルボキシレート、および (iii) 二価の鉛有機酸塩 からなり、(i):(ii):(iii)の重量比がそれぞれ0.5:
1:0〜2:1:3の範囲である触媒組成物、 からなる硬化可能な組成物を提供するものであ
る。 他の原則的な面においては、本発明は反応混合
物中に約0.05〜約5重量%の上記の触媒組成物を
加えることからなる、反応混合物中での脂肪族ヒ
ドロキシル−含有化合物類と障害脂肪族第二級お
よび/または第三級イソシアネート化合物類との
間の反応に触媒作用を行う方法も提供する。 他の態様では、本発明は (1) 50〜100重量部の重合体ポリオールおよび0
〜50重量部のポリエーテルポリオール、 (2) ポリイソシアネート化合物、またはNCO基
が直接芳香族環に結合されていないポリエーテ
ルポリオールとのプリポリマー、 (3) アミノアルコール、アルキレングリコールま
たは脂肪族ポリオールから選択された交叉結合
剤、 (4)触媒としての、有効量の上記の触媒組成物、 (5) 発泡剤、例えば低−結合性ハロゲン化炭化水
素、および (6) 光安定剤 を反応させることにより、黄色化しない一体外皮
型のフオームを製造する方法を提供するものであ
る。 本発明の触媒組成物類は当技術で一般的に使用
されている如き第一級および/または第二級ポリ
オール類と反応する脂肪族第二級および/または
第三級ジイソシアネートを用いて一般的なポリウ
レタン技術に従いポリウレタン生成物類、例えば
コーテイング類および射出成型生成物類、を製造
するのに適している。そのような一般的に用いら
れるポリオール類には、例えばエチレングリコー
ル、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパ
ンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−
ヘキサンジオール、グリセロール、トリメチロー
ルプロパン、p,p′−ビス(ヒドロキシエトキ
シ)ベンゼンなど、低分子量(分子量500−5000)
重合体類またはオリゴマー類、例えばヒドロキシ
ル−末端ポリエーテルポリオール類、例えばポリ
テトラメチレンエーテルグリコール、ポリエチレ
ングリコール、ポリプロピレングリコール、およ
びプロピレングリコール/エチレングリコールブ
ロツク共重合体類、およびヒドロキシル−末端ポ
リエステルポリオール類、例えばポリエチレンア
ジペート、ポリ(エチレン−プロピレン)アジペ
ート、およびそれらから製造されたヒドロキシル
−末端ポリウレタンプレポリマー類が包含され
る。 黄色化しないフオーム中で使用されるポリエー
テルポリオール類は、酸化エチレン、酸化プロピ
レンおよび酸化ブチレンから選択された1種もし
くは2種以上と水または例えばエチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ジプロピレングリ
コール、ブタンジオールおよびヘキサンジオール
の如きジオール類と付加重合することにより得ら
れた2個のOH基を有するポリエーテルポリオー
ル類、並びに酸化エチレン、酸化プロピレンおよ
び酸化ブチレンから選択された1種もしくは2種
以上と水または例えばグリセリン、トリメチロー
ルプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリト
リツト、α−メチルグリコツド、ソルビトールお
よびサクロースの如き多価アルコール類を付加重
合することにより得られた3〜8個のOH基を有
するポリエーテルポリオール類である。2個の
OH基を有するポリエーテルポリオールおよび3
〜8個のOH基を有するポリエーテルポリオール
のOH価の好適範囲は20〜60である。これらの型
のポリエーテルポリオール類は単独でまたは混合
して使用される。 フオーム中で使用される重合体ポリオールは、
ビニル単量体を公知の方法により上記のポリエー
テルポリオール中で重合することにより製造され
る。この使用に非常に適しているビニル単量体類
から選択される単量体類は、一種以上の例えばア
クリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン
およびメチルメタクリレートである。非常に望ま
しい範囲の単量体量は、100重量部のポリエーテ
ルポリオールに対して10〜30部である。 本発明では、ポリエーテルポリオールおよび重
合体ポリオールを混合しそして混合ポリオールと
して使用することができる。特に好適な混合範囲
はポリオール混合物の重量当たり50〜100重量部
の重合体ポリオールおよび50〜0重量部のポリエ
ーテルポリオールである。 重合体ポリオール類はポリオール類またはアミ
ノアルコール類と組合せて使用できる。これらは
交叉結合剤として作用できる。本発明用に好適な
交叉結合剤として使用される代表的なアミノアル
コール類はモノエタノールアミン、ジエタノール
アミンおよびトリエタノールアミンであり、そし
てそれらは単独でまたは混合して使用される。特
に、N,N,N′,N′−テトラキス(2−ヒドロ
キシプロピル)エチレンジアミンが挙げられる。 また、交叉結合剤として使用される低分子量ポ
リオール類に包含される化合物類は、例えば3〜
6価アルコール類の酸化エチレン付加物類であ
る。他の適当なアルコール類は、グリセロール、
トリメチロールプロパン、1,3,6−ヘキサン
トリオール、ペンタエリトリツトおよびソルビト
ールである。トリメチロールプロパンが特に挙げ
られる。 使用する場合には、交叉結合剤は好適には100
重量部のポリオール当たり約5〜約25重量部を与
えるような量で存在している。 障害イソシアネート類に関しては、スタルマン
(Stallmann)の米国特許2723265が広範囲の式: [式中、 R1およびR2は低級アルキル(C1−C8)基を表
わし、そして Xは架橋単位を表わす] により表わされる障害イソシアネート類の製造を
記している。 第二級および第三級イソシアネート類を含有し
ている化合物類の製造方法はフーバー(Hoover)
の米国特許3290350により開示されている。この
特許に開示されている方法では、イソシアン酸を
式: [式中、 R1は水素およびヒドロカルビル(C1−C12)基
からなる群から選択され、そしてR2は水素、ヒ
ドロカルビル(C1−C12)または置換されたヒド
ロカルビルであり、ここで置換基はイソシアン酸
に対して不活性でありそしてエチレン結合から少
なくとも2個分の炭素原子だけ離れて炭素原子に
結合しており、或いは R1およびR2が一緒になつて炭素数が1〜12の
ヒドロカルビレンである] の少なくとも1個の反応性ビニリデン基を含有し
ている化合物に加える。この方法に従い製造され
たイソシアネート類は基: を含有している。フーバーの特許の方法に従い製
造される特に有用な種類のイソシアネート類は1
個より多いビニリデン基を有する化合物類から誘
導されたものであり、生成物であるイソシアネー
ト類は式: [式中、 R1は水素またはC1−C4アルキルであり、そし
て R2は水素またはC1−C4アルキルである] により表わされる。 広い範囲の第二級および/または第三級の両者
のイソシアネート類およびジイソシアネート類は
上記の先行技術に従い製造でき、それとヒドロキ
シル−含有化合物類との反応は本発明の触媒組成
物により効果的に触媒作用を受けることができ
る。そのようなイソシアネートおよびジイソシア
ネート類には例えば下記の化合物類が包含される
がそれらに限定されるものではない: α,α′−ジメチル−−キシリレンジイソシアネ
ート、 α,α,α′−α′−テトラメチル−m−キシリレ
ンジイソシアネート、 α,α,α′,α′−テトラメチル−p−キシリレ
ンジイソシアネート、 α−メチル−α,α′−ジメチル−m−キシリレ
ンジイソシアネート、 ビス(4−(1−イソシアナト−1−メチル−
エチル)フエニル)メタン、 α−エチル−α′−メチル−p−キシリレンジイ
ソシアネート、 2,6−ビス(1−イソシアナト−1−メチル
エチル)ナフタレン、 1,4−ビス(1−イソシアナト−1−メチル
エチル)シクロヘキサン、 1,3−ビス(1−イソシアナト−1−メチル
エチル)シクロヘキサン、 1,8−ジイソシアネート−p−メ量タン、 イソフオロンジイソシアネート、 など。α,α,α′,α′−テトラメチル−m−キシ
リレンジイソシアネートが特筆される。 本発明の発泡された態様において使用するのに
好適なポリイソシアネート化合物類の例は下記の
ものである: エチレンジイソシアネート、プロピレンジイソ
シアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチ
レンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシ
アネート(HDI)、シクロヘキシレン−1,2−
ジイソシアネート、3−イソシアナトメチル−
3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシア
ネート(IPDI)、m−およびp−キシリレンジイ
ソシアネート(XDI)、m−およびp−テトラメ
チルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、
4,4′−メチレン−ビス(シクロヘキシルイソシ
アネート)(HMDI)、1−メチル−2,4−シ
クロヘキシレンジイソシアネート(2,4−
HTDI)、1−メチル−2,6−シクロヘキシレ
ンジイソシアネート(2,6−HTDI)、および
1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキ
サン(HXDI)。 本発明の組成物中でのポリイソシアネートまた
はイソシアネート基−末端プレポリマーの使用量
に関して言えば、ポリオールおよび存在している
場合には交叉結合剤と反応させるためには0.9〜
1.2倍当量が好適である。 イソシアネート基−末端プレポリマーに関して
は、例えば3〜8個のOH基を有するポリエーテ
ルポリオール類をこれらのポリイソシアネート類
に加えそして反応を窒素流中で80〜100℃におい
て1〜2時間実施して、イソシアネート基−末端
プレポリマーを得る。プリポリマー中の上記の
NCO基含有量を得るために必要な計算された量
が使用される。 1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)−ウンデセン
−7(POLYCAT DBU)、並びにそれのフエノ
ール系塩(POLYCAT SA−1)およびそれの
2−エチルヘキサエート塩(POLYCAT SA−
102)はイリノイ州60064、ノース・シカゴのサン
−アボツト・カンパニイ、アボツト・ラボラトリ
イスから入手可能である。 構造式: [式中、 Rは炭素原子が1〜8のアルキル基を表わし、
そして R′は炭素原子1〜18のアルキル基を表わす] により表わされるジアルキル錫ジカルボキシレー
ト類を使用することが好適であり、これらはそれ
自体は公である触媒化合物類である。適当なジア
ルキル錫ジカルボキシレート類は、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
錫ジアセテートなどである。ジメチル錫ジアセテ
ートであるUL−28および有機錫カルボキシレー
トであるCOTIN−222が特に挙げられる。 有機化合物に関しては、少なくとも1個の
COOH基を含有しているカルボン酸の2価の鉛
有機酸、例えば酢酸、アジピン酸、クエン酸、2
−エチルヘキサン酸、ラウリン酸、リノール酸、
ナフテン酸、オクタン酸、オレイン酸、シユウ
酸、パルミチン酸、レシン酸、シリノール酸、サ
リチル酸、ステアリン酸、タール酸および酒石酸
鉛、である。ナフテン酸鉛が特に挙げられる。 NCO基が直接芳香族環に結合していない非−
芳香族ポリイソシアネート系の反応性は低いた
め、成分類(i)、(ii)および任意に(iii)を混合して最良
の生成物を製造することが必要である。適当な混
合比は上記の如く、0.5〜2重量部のアミン成分
(i):0.5〜1重量部の錫成分(ii):および0〜3重
量部の任意の鉛成分(iii)である。 これもすでに述べられている如く、組成物中の
100重量部のポリオール成分(i)を基にして0.05〜
6重量部の、好適には0.05〜約5重量部の、そし
て特に好適には約2〜約5重量部の、触媒組成物
が使用される。 本発明の発泡された態様に関しては、発泡剤と
して使用される典型的な低沸点ハロゲン化炭化水
素類は例えばトリクロロモノフルオロメタンおよ
び塩化メチレンである。 光抵抗性安定剤しては、酸化防止剤、紫外線安
定剤から選択される1種以上の型を使用できる。 酸化防止剤としては、障害フエノール類、例え
ばIrganox1010およびIrganox1076(チバ−ガイギ
ー・カンパニイ製)、並びにYoshinox BHT、
Yoshinox BBおよびYoshinox GSY−930(ヨシ
トミ製薬工業会社製)を使用できる。 紫外線吸収剤としては、例えばTinuvin P、
Tinuvin327およびTinuvin328(チバ−ガイギー・
カンパニイ製)の如きベンゾトリアゾール類、並
びに例えばTomisorb800(ヨシトミ製薬製)を使
用できる。 また、紫外線安定剤としては、例えばThanol
LS770、LS744、およびTinuvin144(チバ−ガイ
ギー・カンパニイ製)、並びにTinuvin120および
Irgastab200w(チバ−ガイギー・カンパニイ製)
の如き障害アミン類を使用できる。 前記の光抵抗性安定剤と使用量としては、それ
ぞれ100部のポリオールに対して0.2〜2.0部が適
している。 一体外皮フオームを着色するためには、顔料ま
たは染料を混合ポリオールに加えることができ、
そしてそれを希望する色彩に着色する。 例えば充填剤および可塑剤の如き他の添加物を
加えることもできる。 本発明のこの面を使用するときには、混合ポリ
オール、交叉結合剤、触媒、発泡剤および光抵抗
性安定剤、並びに必要に応じて他の添加物類を充
分撹拌混合することにより樹脂溶液が得られる。 次に樹脂溶液にポリイソシアネートまたはイソ
シアネート基−末端プレポリマーを加えそして充
分混合した後に、これを直ちに型の中に注ぐ。 これを連続的に実施するときには、発泡機械を
使用し、そしてポリイソシアネートまたはプレポ
リマー成分を低圧において型の中に注ぐか、或い
はRIM成型を使用する場合には物質類を高圧下
で型の中に射出する。これを型の中に1〜5分間
放置した後に、成型された一体外皮フオームをと
り出す。この面の方法を使用するときには、一体
外皮フオームを短時間で成型することができ、さ
れに生成物は適当な強度および負荷−支持性能を
有するだけでなく、紫外線による変色が生じな
い。従つて、淡色のクツシヨン、肘かけ、パツド
などの容易にしかも単一工程で得ることができ
る。 下記の非−限定用の実施例で本発明を説明す
る。全ての部数および百分率は、断わらない限り
重量によるものである。 実施例 1−7 410部の重合体ポリオール(NIAX LHT−
42、ユニオン・カーバイド、当量1420)を1000部
のα,α,α′,α′−テトラメチル−m−キシリレ
ンジイソシアネートおよび0.14部の錫触媒である
ジブチル錫ジラウレート、(T−12、M&Tケミ
カル・カンパニイ)を混合しそして85℃に4時間
加熱することにより、プレポリマーを製造した。
NCO含有量は23%であつた。次にプレポリマー
15部を、100部のポリプロピレンポリオール
(VORANOL 5148、当量2340、ダウ・ケミカ
ル)および16部のトリメチロールプロパンの混合
物25部と混合した。触媒成分類を特定温度におい
て0.3分間(0.3分間=20秒間)にわたつて充分混
合した。混合物を放置すると発熱しそしてゲル化
した。混合物が流動停止した時がゲル時間に達し
たことになり、そして組成物が粘着性でなくなり
始めたときに硬化時間に達した。比較目的用に、
本発明の範囲外の触媒組成物類も試験した。使用
した組成物類および得られた結果を表1に示す:
【表】
特徴 − −
− 不透明 透明 透明 不透明
− 不透明 透明 透明 不透明
【表】
*対照用
表1の結果は、ポリオール−トリメチロールプ
ロパン−テトラメチルキシリレンジイソシアネー
ト組成物類はそれらだけで使用されたときには
DBUおよびそれの塩類によりそしてある種の錫
化合物類によりゆつくりとだけ触媒作用を受けた
ことを示している。しかし、組合せると、それら
は鉛/錫組合せ物(当技術の現状)より迅速であ
つた。一般的なポリアミンはDBUおよびそれの
塩類ほど有効ではなかつた。両方の錫触媒類は
DBUおよびそれの塩類と組み合わせるとほぼ同
等な活性となり、そしてDBU化合物対錫化合物
の最良の比は約2:1重量であるようだ。 実施例 8−14 触媒組成物中で異る比を使用しそして環式ジア
ミンをある場合にはそれの酸付加塩類で置換し
て、実施例1−7の一般的な工程を繰り返した。
使用した組成物および得られた結果を表2にまと
める:
表1の結果は、ポリオール−トリメチロールプ
ロパン−テトラメチルキシリレンジイソシアネー
ト組成物類はそれらだけで使用されたときには
DBUおよびそれの塩類によりそしてある種の錫
化合物類によりゆつくりとだけ触媒作用を受けた
ことを示している。しかし、組合せると、それら
は鉛/錫組合せ物(当技術の現状)より迅速であ
つた。一般的なポリアミンはDBUおよびそれの
塩類ほど有効ではなかつた。両方の錫触媒類は
DBUおよびそれの塩類と組み合わせるとほぼ同
等な活性となり、そしてDBU化合物対錫化合物
の最良の比は約2:1重量であるようだ。 実施例 8−14 触媒組成物中で異る比を使用しそして環式ジア
ミンをある場合にはそれの酸付加塩類で置換し
て、実施例1−7の一般的な工程を繰り返した。
使用した組成物および得られた結果を表2にまと
める:
【表】
* 対照用
表2の結果は、環式ジアミンが鉛/錫組成物の
活性を相当強めることを示している。同水準の活
性を維持するために鉛の使用量を減らせたことも
示されている。環式ジアミンのフエノール系塩は
遊離塩基とほとんど同等に有効であつた。 実施例 15−18 本発明に従う触媒作用を受けたジイソシアネー
トとのポリオール混合物類を調合しそして試験す
るために実施例1−7の一般的工程を使用した。
重合体ポリオールはユニオン・カーバイドの
NIAX D440、2050であつた。 使用した組成物類および得られた結果を表3に
示す。
表2の結果は、環式ジアミンが鉛/錫組成物の
活性を相当強めることを示している。同水準の活
性を維持するために鉛の使用量を減らせたことも
示されている。環式ジアミンのフエノール系塩は
遊離塩基とほとんど同等に有効であつた。 実施例 15−18 本発明に従う触媒作用を受けたジイソシアネー
トとのポリオール混合物類を調合しそして試験す
るために実施例1−7の一般的工程を使用した。
重合体ポリオールはユニオン・カーバイドの
NIAX D440、2050であつた。 使用した組成物類および得られた結果を表3に
示す。
【表】
【表】
* 対照用
** ポリオール混合物 28g/m−TMXDI 10g(15A*−
16)
ポリオール混合物 30g/m−TMXDI 12g(17A*−
18)
表3は、環式ジアミン−含有組成物類が重合体
ポリオールを含有している混合物類の反応を効果
的に促進させることを示している。三元触媒組成
物類(鉛を含む)を用いると最良の結果が得られ
た。 実施例 19−20 アルキルポリオール類の代わりに強力なアミン
−含有交叉結合剤類を使用して実施例1−7の一
般的な工程を繰り返した。イソシアネート−含有
プレポリマーは実施例1中の如くであつた。使用
した組成物類および得られた結果を表4に示す。
** ポリオール混合物 28g/m−TMXDI 10g(15A*−
16)
ポリオール混合物 30g/m−TMXDI 12g(17A*−
18)
表3は、環式ジアミン−含有組成物類が重合体
ポリオールを含有している混合物類の反応を効果
的に促進させることを示している。三元触媒組成
物類(鉛を含む)を用いると最良の結果が得られ
た。 実施例 19−20 アルキルポリオール類の代わりに強力なアミン
−含有交叉結合剤類を使用して実施例1−7の一
般的な工程を繰り返した。イソシアネート−含有
プレポリマーは実施例1中の如くであつた。使用
した組成物類および得られた結果を表4に示す。
【表】
* 対照用
強力なアミン−含有交叉結合剤類の存在下で
は、鉛は最も迅速な速度を与えたが、二環式ジア
ミンは鉛の必要水準を相当減じさせることができ
た。 全ての上記の特許類および刊行物類はここでは
参照用に記しておく。明らかに、上記の詳細な説
明に照らして多くの改変が当技術の専門家には示
唆されるであろう。例えば、広範囲の脂肪族イソ
シアネート類、例えば1,8−ジイソシアネート
−o−メンタン、イソシアネート類の付加物類、
およびプレポリマー類(全てNCO末端を有する)
を使用することもできる。同様に、ヒドロキシル
末端ポリエステル類またはポリエーテル類、簡単
なジオール類またはポリオール類、例えばエチレ
ングリコール、ブタンジオール、グリセロールな
どを包含している広範囲のヒドロキシ化合物類、
並びに分子中に例えばN、S、P、Siなどの如き
炭素以外の原子を含有しているヒドロキシル化合
物類、並びに活性水素原子を含有している付加物
類も使用できる。全てのそのような明白な改変は
特許請求の範囲の意図する全範囲内のものであ
る。
強力なアミン−含有交叉結合剤類の存在下で
は、鉛は最も迅速な速度を与えたが、二環式ジア
ミンは鉛の必要水準を相当減じさせることができ
た。 全ての上記の特許類および刊行物類はここでは
参照用に記しておく。明らかに、上記の詳細な説
明に照らして多くの改変が当技術の専門家には示
唆されるであろう。例えば、広範囲の脂肪族イソ
シアネート類、例えば1,8−ジイソシアネート
−o−メンタン、イソシアネート類の付加物類、
およびプレポリマー類(全てNCO末端を有する)
を使用することもできる。同様に、ヒドロキシル
末端ポリエステル類またはポリエーテル類、簡単
なジオール類またはポリオール類、例えばエチレ
ングリコール、ブタンジオール、グリセロールな
どを包含している広範囲のヒドロキシ化合物類、
並びに分子中に例えばN、S、P、Siなどの如き
炭素以外の原子を含有しているヒドロキシル化合
物類、並びに活性水素原子を含有している付加物
類も使用できる。全てのそのような明白な改変は
特許請求の範囲の意図する全範囲内のものであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (i) 1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)−ウン
デセン−7またはそれの塩、 (ii) ジアルキル錫ジカルボキシレート、および (iii) 二価の鉛有機酸塩 からなり、(i):(ii):(iii)の重量比がそれぞれ0.5:
1:0〜2:1:3の範囲である、脂肪族ヒドロ
キシル−含有化合物および障害脂肪族第二級また
は第三級イソシアネート基含有化合物の間の反応
の触媒用組成物。 2 成分(i)がフエノレート塩である、特許請求の
範囲第1項記載の組成物。 3 成分(ii)のジアルキル錫ジカルボキシレートが
式: [式中、 RはC1−C8アルキルであり、そして R′はC1−C18アルキルである] を有する、特許請求の範囲第1項記載の組成物。 4 該ジアルキル錫ジカルボキシレートがジメチ
ル錫ジラウレートおよびジブチル錫ジラウレート
から選択される、特許請求の範囲第3項記載の組
成物。 5 成分(iii)がナフテン酸鉛である、特許請求の範
囲第1項記載の組成物。
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