JPH0627280B2 - 塗料用ウレタンプレポリマーの製造方法 - Google Patents

塗料用ウレタンプレポリマーの製造方法

Info

Publication number
JPH0627280B2
JPH0627280B2 JP24004189A JP24004189A JPH0627280B2 JP H0627280 B2 JPH0627280 B2 JP H0627280B2 JP 24004189 A JP24004189 A JP 24004189A JP 24004189 A JP24004189 A JP 24004189A JP H0627280 B2 JPH0627280 B2 JP H0627280B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tdi
tmp
urethane prepolymer
reaction
prepolymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP24004189A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03103485A (ja
Inventor
卓 名郷
一成 新田
片岡  真
祐一 大川
敏幸 谷口
一元 黒田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Toatsu Chemicals Inc filed Critical Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority to JP24004189A priority Critical patent/JPH0627280B2/ja
Publication of JPH03103485A publication Critical patent/JPH03103485A/ja
Publication of JPH0627280B2 publication Critical patent/JPH0627280B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はジオール類、グリセリンおよびトリメチロール
プロパン(以下、TMPと略記する)とトルエンジイソシ
アネート(以下、TDIと略記する)を反応させ、塗料用
ウレタンプレポリマーとする製造方法に関する。
更に詳しくは、グリセリンをジオールあるいは、これら
とTDIを反応させて生成できる末端に水酸基を有するプ
レポリマーと混合した後にTMPを加え、過剰のTDIと反応
させる、改良された塗料用ウレタンプレポリマーの製造
方法に関する。
〔従来の技術〕
塗料用ウレタンプレポリマーはジイソシアネートをポリ
オールでウレタン変性したものや、水でビュレット変性
したもの、トリマー変性したものなどが広く使用されて
いる。
ジイソシアネートをポリオールでウレタン変性する場
合、長鎖ジオールを使用すると、塗料として使用した場
合、塗膜にたわみ性とゴム弾性性状を与える。一方、短
鎖のジオール、トリオールを使用すると、連鎖延長また
は橋かけ(三次元構造)をして塗膜に靱性と剛性を与え
る。
例えば、ジイソシアネートにTDIを用いた場合、問題点
としては、TDIの分子量が小さく揮発性があり、さらに
有毒であることである。この揮発性と有毒生のためにTD
Iを取り扱う場合注意が必要である。このような観点か
らTDIのようなジイソンアネートをポリオールと反応さ
せ分子量を増加させることによって揮発性を減少させる
ことは有効な方法といえる。
これらポリオールによる延長芳香族ジイソシアネートの
代表的組成と合成法に関するものが下記の文献中に開示
されている。
米国特許第2,969,386号は、TDIのような芳香族ジイソシ
アネートをエチレングリコールやTMPのような短連鎖ジ
オールまたはトリオールとで反応させたウレタンポリイ
ソシアネートの製法を示している。
米国特許第2,969,386号は遊離TDIを1%以下とし、さら
に高分子量のポリイソシアネートの生成を抑制すること
を目的としている。すなわち、 (a)化学量論量以上のジイソシアネートをポリオールと
反応させて、好ましくない高分子化合物を抑制する。
(b)前記反応混合物を脂肪族または非環式炭化水素と接
触させて、前記混合物から未反応ジイソシアネートを抽
出する。
(c)未反応ジイソシアネート及びポリオールを含有する
溶剤層を分離することによって除去する。この合成法に
より、未反応ジイソシアネートと高分子化合物を含有し
ないウレタン結合芳香族ジイソシアネートを得ている。
また、たの合成法として、エステル系の溶剤中にTDIを
溶解した後、末端がイソシアネート基となるために必要
な化学量論量の1,3−ブタンジオールのようなジオール
類と、TMPのようなトリオール類を反応させてウレタン
プレポリマーを得ている。
この方法はTDIとポリオールをNCO/OH官能基モル比をほ
ぼ2.0で使用するため、反応終了時の未反応TDIは1%以
下となり、未反応TDIを除去する必要がなく、長期貯蔵
安定性は良好である。しかし、この方法は高分子化合物
の生成量が多くなり硬化剤として使用するポリエステル
ポリオール、アクリルポリオール、稀釈剤として使用す
るトルエン、キシレン等の各種溶媒との相溶性が悪くな
り、塗料用イソシアネートとして必要なNCO基含有量が
低下し、さらに溶液粘度が高くなる等、塗料とした場合
の品質及び作業性に問題がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記米国特許第2,969,386号はTDIのような芳香族ジイソ
シアネートをエチレングリコールやTMPのような短連鎖
ジオールまたはトリオールとで反応させたウレタンプレ
ポリマーの製法を示したものであり、この方法により未
反応ジイソシアネートと高分子化合物の少ないウレタン
結合芳香族ジイソシアネートを得ることが可能である。
またこの方法によって得られるウレタンプレポリマーを
塗料として使用した場合、連鎖延長と橋かけ三次元構造
をとるため強靱な塗膜が得られる。
このウレタンプレポリマーは、通常、酢酸エチル等のエ
ステル系あるいはキシレン等の芳香族炭化水素の溶剤に
溶解して使用する。このウレタンプレポリマーを直ちに
塗料として使用すれば問題はないが、溶剤に溶解した状
態でも長時間保存すると、ウレタンプレポリマー、特に
トリメチロールプロパン1分子にTDI3分子が付加した
トリメチロールプロパン3TDI(以下、TMP-3TDIと略
す)が結晶化を起こし、析出するという問題があった。
TMP-3TDIは、塗料として使用した際、橋かけ三次元構造
をとるため、塗膜に強度を与える反面、TMP-3TDIが結晶
化しやすく、溶剤に溶解しても長期間保存すると結晶が
析出してしまうため、製造後の長期貯蔵安定性が悪い、
この欠点を改良するためには種々の方法が提案されてい
るが各々欠点がある。
例えばTMP/ジオールのモル比を下げてTMP-3TDIを減少
させると塗料とした場合の塗膜の強度が悪くなる。
また、プレポリマー製造時のイソシアネート基過剰率を
下げプレポリマー中の高分子体を多くすると貯蔵安定性
は改良されるがプレポリマーのNCO%が低下する、粘度
が高くなる、溶剤稀釈性が悪くなる等の欠点が生じる為
これらの欠点を生じることなく長期貯蔵安定性の改善さ
れた塗料用ウレタンプレポリマーが望まれていた。
〔課題を解決する為の手段〕
TMP-3TDIは結晶化を起こしやすい。ならばウレタンプレ
ポリマー中のTMP-3TDIの絶対量を減らせば結晶化を防ぐ
ことは可能である。しかし、TMP-3TDIは三官能イソシア
ネート成分として塗料に使用した際、三次元の橋かけ構
造をとり塗膜に強度を与えるため、三官能のイソシアネ
ート成分の絶対量はできるかぎり減らしたくない。
本発明者等は鋭意検討した結果、塗料用ウレタンプレポ
リマーとする場合、トリオールとしてTMPの他にグリセ
リンを使用するとTMP-3TDIの結晶化が抑制されることを
見い出した。
グリセリンは3価の水酸基をもつものとしては、低コス
トで経済的に有利であるが、グリセリン単体とTDIとの
反応においてはグリセリンの分散性が悪く高分子体が生
成する為、プレポリマーにおけるNCO%の低下、高粘度
化、溶剤希釈性の悪化の原因となる。
そこでグリセリンの分散性を良くするため、グリセリン
を1種又は2種以上のジオール、あるいはそれらとTDI
を反応させて生成できる末端に水酸基をもつプレポリマ
ーと混合する。そして、これにTMPを加えるか、又は別
々に過剰のTDIを加えることにより改良されたウレタン
プレポリマー組成物は、TMP-3TDIの結晶化が抑制され、
かつ溶剤との相溶性が良いことをを確認し、本発明を完
成した。
すなわち、本発明は、1種又は2種以上のジオール類及
びトリオール類とTDIを反応し、塗料用ウレタンプレポ
リマーを製造する方法に於いて、1種又は2種以上のジ
オール類あるいは、これらとTDIを反応させて生成でき
る末端に水酸基をもつプレポリマーにグリセリンを混合
した後、該混合液にTMPを混合し、更に、水酸基に対し
て過剰のTDIと反応させ、末端にイソシアネート基を有
するウレタンプレポリマーとし、未反応のTDIを除去す
ることを特徴とする塗料用ウレタンプレポリマーの製造
方法である。
本発明の目的は、酢酸エチル等のエステル系あるいはト
ルエン等の芳香族炭化水素系の溶剤に溶解し、長期間安
定に保存できる改良された塗料用ウレタンプレポリマー
の製造方法を提供するものである。
本発明の方法に使用するジオール類としては、脂肪族ジ
オールであり、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、トリプロピレングリ
コール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、
1,4−ブタンジオール等が挙げられる。
トリオールとしてはグリセリン、トリメチロールプロパ
ンが用いられる。トルエンジイソシアネートとしては、
2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソ
シアネートあるいは、それらの混合物が用いられる。
本発明の方法は2段階の操作からなる。
第1段階としては、不活性ガス雰囲気下、好ましくは窒
素雰囲気下、反応容器にジオール類を装入し、TDIを滴
下、反応し、末端に水酸基を有するジオールプレポリマ
ーとした後、グリセリンを混合するかあるいはジオール
類にグリセリンを混合する。反応に使用するジオールは
1種又は2種以上の混合物として用いる。ジオール類と
TDIの使用割合はNCO/OH官能基モル比が通常0.01〜0.5の
範囲内、好ましくは0.1〜0.4の範囲である。反応温度及
び反応時間は20〜100℃、好ましくは40〜60℃の範囲で3
0分〜5時間、好ましくは1〜2時間である。
第2段階の操作は不活性ガスの雰囲気下、好ましくは窒
素雰囲気下、大過剰のTDI中に第1段階の反応で得られ
た混合液とTMPを滴下し、ウレタンプレポリマーとす
る。混合液とTMPを滴下する方法は、同時あるいはいず
れが先でもかまわない、また混合液とTMPを混ぜて滴下
してもよい。
反応温度および反応時間は20〜100℃、好ましくは50〜8
0℃の範囲で30分〜5時間、好ましくは1〜2時間であ
る。
反応に使用するTDIの使用割合はNCO/OH官能基モル比が
通常1.5〜10の範囲、好ましくは4〜6の範囲である。
このようにして得た反応液から過剰の未反応TDIを、一
般的な分離方法、例えばポット蒸留、薄膜蒸留、フラッ
シュ蒸留、あるいは抽出などの操作によって除去し、ウ
レタンプレポリマー組成物を得る。
ウレタンプレポリマー組成物は、各種の溶剤、例えば酢
酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類あるいはトルエ
ン、キシレンなどの芳香族炭化水素に溶解し40〜80%の
ウレタンプレポリマー溶液の形態で塗料用として用いら
れる。
〔発明の効果〕
本発明の方法で得られるウレタンプレポリマーは各種溶
剤中で長期間、安定に保存ができ、かつNCO%が高く、
低粘度で、溶剤稀釈性が良い製品であり工業的に経済性
のメリットが大きい。
〔実施例〕
次に本発明の方法を実施例によって具体的に説明する。
(貯蔵)安定性試験方法 20mlのサンプル管に試料15g、n−ヘキサン3.75gを
加え十分に振った後、30℃にて4週間保管し、目視によ
り観察する。
20mlのサンプル管に試料15g、キシレン2.25g、TMP-
3TDIの固体1mgを加え十分に振って混合した後、−5℃
にて4週間保管し、目視により観察する。
20mlのサンプル管に試料15gをとり、TMP-3TDI固体0.
2〜0.3gを加え十分に混合した後、20℃で4週間保管
し、目視より観察する。
20mlのサンプル管に試料15g、n−ヘキサン3.75gを
とり、TMP-3TDIの固体1mgを加え、十分に振った後30℃
で4週間保管し、目視により観察する。
(判定は濁り、又は沈澱物がない場合は○、濁り、又は
沈澱物を生じた場合は×とする。) 溶剤稀釈性試験方法 20mlのサンプル管に試料1g、キシレン10gを加え充分
に混合し目視により白濁の有無を観察する。
(判定は濁り、又は沈澱物がない場合は○、濁り、又は
沈澱物を生じた場合は×とする。) 実施例1 プロピレングリコール8g、ジプロピレングリコール8
g、1,3−ブタンジオール8gを反応容器に入れ窒素雰
囲気下50℃に加熱した後、グリセリン4gを混合し、こ
れを窒素雰囲気下2.4-TDIと2.6-TDIKの65/35の混合物
(以下、TDI65/35と略する。)、482.5g中に滴下後、6
0℃で2時間反応させ、次にTMP21.5gを滴下し、60℃で
2時間反応させた。
この反応液から過剰のTDIを薄膜蒸留(170℃/1mmHg)
によって除去した後、得られた無色の固体244.5gに酢
酸エチル81.5gを加えて溶解し、75%稀釈品を得た。こ
の溶液の粘度は1080cps/25℃であった。
ジブチルアミンによるNCO基含有率は13.65%でトルエン
に対する溶解性も良好であった。また、TMP-3TDIの結晶
化も見られなかった。
実施例2 プロピレングリコール6g、ジプロピレングリコール6
g、1,3−ブタンジオール6gを反応容器にいれ、窒素
雰囲気下50℃に加熱した後、グリセリン6gを混合し、
これを窒素雰囲気下TDI65/35、367.5g中に滴下後、80
℃で2時間反応後、TMP21.5gを滴下し、80℃で2時間
反応させた。この反応液から過剰のTDIを薄膜蒸留(170
℃/1mmHg)によって除去した後、得られた無色の固体
231.3gに酢酸エチル77.1gを加えて溶解し、75%稀釈
品を得た。この溶液の粘度は1200cps/25℃であった。
ジブチルアミンによるNCO基含有率は13.48%でトルエン
に対する溶解性も良好であった。またTMP-3TDIの結晶化
も見られなかった。
実施例3 プロピレングリコール8g、ジプロピレングリコール8
g、1,3−ブタンジオール8g、グリセリン8gを反応
容器に入れ、窒素雰囲気下50℃に加熱し、これをTMP21.
5gと同時に窒素雰囲気下、TDI65/35、482.5g中に滴下
し、80℃で2時間反応させた。この反応液から過剰のTD
Iを薄膜蒸留(170℃/1mmHg)によって除去した後、得
られた無色の固体245.gに酢酸エチル81.93gを加えて
溶解し、75%稀釈品を得た。この溶液の粘度は1160cps/
25℃であった。
ジブチルアミンによるNCO基含有率は13.61%でトルエン
に対する溶解性も良好であった。またTMP-3TDIの結晶化
も見られなかった。
実施例4 プロピレングリコール8g、ジプロピレングリコール8
g、1,3−ブタンジオール8gグリセリン8gを反応容
器に入れ、窒素雰囲気下50℃に加熱した後、これを窒素
雰囲気下、TDI65/35、429.6g中に滴下後、60℃で2時
間反応させ、次にTMP21.5gを滴下し、60℃で2時間反
応させた。
この反応液から過剰のTDIを薄膜蒸留(170℃/1mmHg)
によって除去した後、得られた無色の固体223.4gに酢
酸エチル74.5gを加えて溶解し、75%稀釈品を得た。こ
の溶液の粘度は960cps/25℃であった。
ジブチルアミンによるNCO基含有率は13.88%でトルエン
に対する溶解性も良好であった。
比較例1 プロピレングリコール6g、ジプロピレングリコール6
g、1,3−ブタンジオール6gを反応容器に入れ、窒素
雰囲気下50℃に加熱した後、これを窒素雰囲気下、TDI6
5/35、300.0g中に滴下後、80℃で2時間反応させ、さ
らにTMP21.5gを滴下し、80℃で2時間反応させた。
この反応液から過剰のTDIを薄膜蒸留(170℃/1mmHg)
によって除去した後、得られた無色の固体190.8gに酢
酸エチル63.6gを加えて溶解し、75%稀釈品を得た。こ
の溶液の粘度は1090cps/25℃であった。
ジブチルアミンによるNCO基含有率は13.40%でトルエン
に対する溶解性も良好であった。
比較例2 窒素雰囲気下グリセリン4gをTDI65/35、482.5g中に
滴下し、50℃で1時間反応させた後、50℃に加熱したプ
ロピレングリコール8g、ジプロピレングリコール8
g、1,3−ブタンジオール8gを滴下し、80℃で1時間
反応させ、さらにTMP21.5gを滴下、80℃で1時間反応
させた。
フラスコ壁及び攪拌羽根にグリセリン、TDIよりなるウ
レタンポリマーが付着した。この付着物は反応終了時に
も溶解しなかった。
比較例3 酢酸エチル72.8g、ジプロピレングリコール8g、1,3
−ブタンジオール8gを反応容器に入れ、窒素雰囲気下
50℃に加熱した後、この溶液を窒素雰囲気下、TDI65/3
5、173.0g中に滴下後、80℃で2時間反応させ、更にTM
P21.5gを滴下し同温度で2時間反応させた。
この結果、75%稀釈品を得た。この溶液の粘度は8200cp
s/25℃であった。ジブチルアミンによるNCO基含有率は1
0.6%でトルエンに溶解しなかった。
実施例1〜4、比較例1、3の貯蔵安定性試験、及び溶
剤稀釈性試験の結果を表−1に記載した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−261816(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1種又は2種以上のジオール類およびトリ
    メチロールプロパンとトルエンジイソシアネートを反応
    し、塗料用ウレタンプレポリマーを製造する方法に於い
    て、1種又は2種以上のジオール類および/または、こ
    れらとトルエンジイソシアネートとを反応させて生成す
    る末端に水酸基を有するプレポリマーに、グリセリンを
    混合し、該混合液及びトリメチロールプロパンの水酸基
    に対して過剰のトルエンジイソシアネートと反応させ、
    ウレタンプレポリマーとした後、未反応のトルエンジイ
    ソシアネートを除去することを特徴とする塗料用ウレタ
    ンプレポリマーの製造方法。
JP24004189A 1989-09-18 1989-09-18 塗料用ウレタンプレポリマーの製造方法 Expired - Fee Related JPH0627280B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24004189A JPH0627280B2 (ja) 1989-09-18 1989-09-18 塗料用ウレタンプレポリマーの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24004189A JPH0627280B2 (ja) 1989-09-18 1989-09-18 塗料用ウレタンプレポリマーの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03103485A JPH03103485A (ja) 1991-04-30
JPH0627280B2 true JPH0627280B2 (ja) 1994-04-13

Family

ID=17053594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24004189A Expired - Fee Related JPH0627280B2 (ja) 1989-09-18 1989-09-18 塗料用ウレタンプレポリマーの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0627280B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190083528A (ko) * 2018-01-04 2019-07-12 주식회사 케이씨씨 우레탄 도료 조성물

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007301347A (ja) * 2006-04-10 2007-11-22 Canon Inc 摂取物投与装置及び摂取物投与方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190083528A (ko) * 2018-01-04 2019-07-12 주식회사 케이씨씨 우레탄 도료 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03103485A (ja) 1991-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3169461B2 (ja) エーテル基およびウレタン基を含有するポリイソシアネート、それの製造方法およびそれをポリウレタンラッカーの製造において使用する方法
WO2007039133A1 (de) Zweikomponenten-systeme für die herstellung flexibler beschichtungen
DE102011089783A1 (de) Niedrigviskose reaktive Polyurethan-Zusammensetzungen
EP1824904B1 (de) Alkoxysilanterminierte prepolymere
JP2003503414A (ja) アルコキシシラン基を有するピペラジノン誘導体
DE4102341A1 (de) Ether- und estergruppen aufweisende isocyanat-praepolymere, ein verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
EP1735363B1 (de) Verfärbungsstabile polyetherallophanate
US5415799A (en) Pur hot melt cleaning method
JP2000336140A (ja) ポリウレタン用ポリカーボネートジオール
JP2005502748A (ja) 残留イソシアネートの減少方法
JP2007530751A (ja) 触媒として亜鉛化合物を使用するポリエーテルアロファネートの製造方法
EP3559067B1 (de) Verfahren zur herstellung von organyloxysilylterminierten polymeren
US3383400A (en) Acylated urea polyisocyanates and process for the preparation thereof
WO2005097865A1 (de) Verfahren zur herstellung von polyisocyanat-prepolymeren mit allophanat-struktureinheiten
EP3976684B1 (de) Verfahren zur herstellung eines gemischten silanterminierten polymers
JPH0689095B2 (ja) 塗料用ウレタンプレポリマーの製造方法
JP7690769B2 (ja) ウレタンプレポリマーの製造方法
JP7711418B2 (ja) ウレタンプレポリマー組成物溶液
JPH03103485A (ja) 塗料用ウレタンプレポリマーの製造方法
US11219888B2 (en) Method for preparing and processing catalyst solutions
ES2364757T3 (es) Procedimiento para la preparación de prepolímeros de poliuretano aminofuncionales.
JPH0632859A (ja) 湿気硬化型ポリウレタン樹脂組成物およびその製造方法
WO2017055552A1 (fr) Composition polyisocyanate biuret
JP2569659B2 (ja) イソシアネート化合物の乳化方法
JPH0643481B2 (ja) ポリイソシアネート混合物

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees