JPS62223213A - 湿気硬化型ウレタンプレポリマ− - Google Patents

湿気硬化型ウレタンプレポリマ−

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JPS62223213A
JPS62223213A JP61066564A JP6656486A JPS62223213A JP S62223213 A JPS62223213 A JP S62223213A JP 61066564 A JP61066564 A JP 61066564A JP 6656486 A JP6656486 A JP 6656486A JP S62223213 A JPS62223213 A JP S62223213A
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JP
Japan
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urethane prepolymer
moisture
weight
parts
chloride
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JP61066564A
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English (en)
Inventor
Naomitsu Takegawa
竹川 直光
Naoki Nakajima
直樹 中嶋
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Tokyo Eizai Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Eizai Laboratory Co Ltd
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、塗料、接着剤等として、或は整形外科用ギプ
ス包帯に含浸させて利用する貯蔵安定性に優れた湿気硬
化型ワレタンプレポリマーに関する。
(従来の技術) 湿気硬化型ウレタンプレポリマーは、塗料。
接着剤等として利用される他C,近年、ガラス布、ポリ
エステル布等に含浸させて整形外科用ギブス包帯として
の利用が活発になっている。そのうち整形外科用ギプス
包帯としての必須要件は、(1)患者にセット後、短時
間で硬化すること(21硬化後のギブス包帯が適度の強
度を有すること (31ギプス包帯としての製品を長期に保存、在庫して
も製品に変化、劣化が生じないこと等が挙げられる。上
記必須要件のうち(υ及び(2)は早期に処方が確立さ
れ、製品として市場に出されているが、必須要件(8)
を満たしていないものかはとんであり、医用品ディーラ
ー1医師等が在庫、保管中に製品形態が変化し、使用に
耐えなくなる場合が極めて多い。この製品形態の変化と
しては、具体的(:は在庫、保管中(ニガラス布、ポリ
エステル布等に含浸したウレタンプレポリマーが固化し
てしまう場合かはとんである。それは、パッケージング
が不十分であり、空気中の湿分を吸収して整形外科用ギ
プス包帯として使用する前に固化していることもあるが
、必須要件(11を満たさんがために硬化触媒な増加し
、それがために、在庫、貯幀保管中Cニウレタンプレボ
リマーにアロ八ネート反応の進行速度が増し、自己重合
のために固化してしまう場合かはとんである。
(発明の目的) 本発明Q)目的は、整形外科用ギプス包帯の上述の必須
要件+11. +21を清足させることはもちろんのこ
と、従来製品に欠如しているfatの要件をも同時に溝
足させ得る湿気硬化型ウレタンプレポリマーを提供する
ことにある。
(発明の構成) この目的は本発明によれば、ウレタンプレポリマーが4
.4′−ジフェニルメタンジイソシアネートとポリプロ
ピレンポリオールとからなり、末端が4.4′−ジフェ
ニルメタンジイソシアネートであり、その末端の−NC
O基が7へ151L像チ含有されるものであって、該ウ
レタンプレポリマーに硬化触媒と貯蔵安定剤とをウレタ
ンプレポリマーに対しそれぞれ0.1−2.07llj
1部添加することによって達成されるものである。
ここでポリプロピレンポリオールは、1分子中に2個の
水酸基を有し、かつ数平均分子量が400S2500の
軸回にあるもの、又は及び1分子中に3gの水酸基を有
しかつ数平均分子量が400〜2500の範囲にあるも
のを混合し、1分子当りの平均水酸基数が2以上、2.
5以下になるよう調合したものである。従って、1分子
中に2個の水酸基を有し、かつ数平均分子量が400〜
2500 の範囲(:あるものを単独で使用することも
可能である。
ここでポリプロピレンポリオールの1分子当りの平均水
酸基数が2未満の場合(:は、ウレタンプレポリマーの
末端に必ずしもイソンアネート基が存在するとは限らな
いために水との反応による分子の伸長鳴;制限が加えら
れること1;より、長鎖の分子構造を取ることができな
くなる。従って水との反応による硬化終了後のポリマー
は塗料、接着剤、整形外科用ギプス包帯として適用した
場合には十分な強度を発現することができず使用l:耐
えない。
一方、ポリプロピレンポリオールの1分子当りの平均水
酸基数が2.0を越えろ場合には、ウレタンプレポリマ
ーと水との反応(=よって網目構造を形成する部分が生
じ、この網目構造が増えるに従って次第に硬さを増して
行く。このよう(=シて、ポリプロピレンポリオールの
1分子当りの平均水酸基数が2.5を越えてくると、逆
に構成分子中の網目構造がかなりの数を占めてくるため
に、セグメントの長さが短くなりすぎ、硬さの増加とと
も【=もろさの発現が目立ち始め、塗料、接着剤、整形
外科用ギプス包帯等として利用する場合には適当ではな
くなる。
本発明においては湿気硬化型ウレタンプレポリマーを塗
料、接着剤、整形外科用ギプス包帯として利用する場合
g二、ポリプロピレンポリオールと4.41−ジフェニ
ルメタンジイソシアネートを反応させ、末端の−NCO
基が7へ15%の範囲にあるものが適度な強度、ねばり
を有することを見出しものである。
これ≦:対し、−NCO基が7〜151LIF、%の範
囲C:あるウレタンプレポリマーを合成する際に、ポリ
プロピレンポリオールの数平均分子間が400以下のも
のを使用すると、ウレタンプレポリマーの粘度が上昇し
すぎるためシニ塗工しずらくなるという欠点を生じる。
このものを仮り(=塗工したとしても、水との反応によ
る硬化物は硬く、もろすぎるために、塗料、接着剤、整
形外科用ギプス包帯等の使用には適さない。
逆に、ポリプロピレンポリオールの数平均分子量が25
00以上のものを使用し、−NCO基が7〜15重量係
の範囲にあるウレタンプレポリマーは、粘度が低くなり
すぎるために塗工憬が確保できず、十分なバインダー効
果の発現を期待できない。仮を月:整形ギプス用包帯と
して、ガラス繊維布帛に塗工したとしても、パッケージ
ング後、貯蔵保管中に液ダレが生じ、使用に耐えなくな
る。
更に水との反応C;よる硬化物は硬さが十分でなくギプ
ス包帯として患部を固定するという役割を果たすことは
できない。
本発明の水酸基数調整による調合効果としては、官能基
数を調整してやることによって、同一の−NCO基含有
量(本発明においては7〜15重量%)のプレポリマー
であっても、 (II  粘度の調整が可能になり、所望する粘度のも
のが得られる 12ν 硬化塗膜の硬さ及び強度の調整が可能になる ことが挙げられる。
本発明の硬化触媒である三級アミンは、具体的にはトリ
エチレンジアミン、N、  N、 N’、 N’、 N
〃−ペンタメチルジプロピレントリアミン、N、N、 
N’、Nl、N’−ペンタメチルジエチレントリアミン
、N、 N、 N’、 N’−テトラメチルへキナメチ
レンジアミン、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル
、2−IN、N’−ジメチルアミノ)工tルー3−(N
、Nジメチルアミノ)プロピルエーテル、N、N’−ジ
メチルシクロヘキシルアミン、N、  N−ジシクロヘ
キシルメチルアミン、メチレンビス(ジメチルシクロヘ
キシル)アミン、トリエチルアミン、N、N−ジメチル
セチルアミン、N、N−ジメチルドデシルアミン、N、
N−ジメチルヘキサデシルアミン、N、 N、N’、 
NI−テトラメチル−1,3−ブタンジアミン、N、N
−ジメチルベンジルアミン、モルホリン、N−メチルモ
ルホリン、N−エテルモルホリン、N−+2−ジメチル
アミノエチル)モルホリン、4.4’−オキシジエチレ
ンジモルホリン、N、Nl−ジエチルピペラジン、N、
N’−ジメチルピペラジン、N−メチル+ Nl−ジメ
チルアミノエテルピペラジン、2I4.6−トリ(ジメ
チルアミノメチル)フェノール、テトラメテルグワニジ
ン、3−ジメチルアミノ−N、N−ジメチルプロピオン
アミド、N、N。
N1. Nl−テトラ(3−ジメチルアミノプロビル)
メタンジアミン、N、N−ジメチルアミノエチルール、
エトキン化ヒドロキシルアミン、N、  N。
W、 NI−テトラメチル−1,3−ジアミノ−2−プ
ロパツール、N、N、N’−トリメテルアミノエtルエ
タノールアミン、1.4−ビス(2−ヒドロキシプロピ
ル)2−メチルピペラジン、1−(2−ヒドロキシプロ
ピル)イミダゾール、3.3−ジアミツーN−メチルジ
プロピルアミン、1゜8−ジアゾビシクロ(5,4,0
)−ウンデセン−7、N−メチル−NI−ヒドロキシエ
チルピペラジン等があるが、好ましくは、ビス(ジメチ
ルアミノエチル)エーテル、2−(N、N−ジメチルア
ミノ)エチル−3−(N、N−ジメチルアミノ)プロピ
ルエーテル、トリエチルアミン、N−(2−ジメチルア
ミノエチル)モルホリン、3−ジメチルアミノ−N、N
−ジメチルプロピオンアミド、N、N−9メチルアミノ
エタノールのうちの1種又は2種以上の組み合せから成
るものであり、ウレタンプレポリマーC:対して0.1
〜2重量部添加すると艮い。
本発明≦二相いる貯蔵安定剤としては、酸クロライド化
合物を添加することによりウレタンプレポリマーの貯蔵
安定性を憎子ことができる。酸クロライドの具体的な化
合物としては以下のものを用いると良い。例えば塩化イ
ソフタロイル、塩化2−エチルヘキチノイル、塩化オク
タノイル、塩化−クロロベンゾイル、塩化ベンゾイル、
塩(ヒステアロイル、塩化セバコイル、塩化デカノイル
、塩化ドデカノイル、塩化ノナノイル、塩化バルミトイ
ル、Jln化3−フェニルプロペノイル、塩化n−ブタ
メイル、塩化ヘキサノイル、塩化2−メチルプロパノイ
ル、2.4−ジクロロ塩化ベンゾイル、2.6−ジクロ
ロ塩化ベンゾイル、塩化ラウロイル、メチル塩化ベンゾ
イル等である。上記の酸クロライドのうちの1種又は2
種以上の組み合わせで用いることが可能である。
酸クロライドの添加像がウレタンプレポリマーr00重
量部に対して0.1電気部より少ない場合ζ二は、塗工
、パッケージング等のプロセスの過程でわずかな空気中
の湿分と反応してしまい、貯蔵安定剤としての効果が失
なわれるために貯蔵安定効果が発揮されない。また空気
中の湿分に十分(=注意を払って処理した場合でも効果
は見られなかったO 逆に酸クロライドの添加量が2.0重量部より多い場合
には、貯絨安定性は優れた効果をもたらすものの、使用
時の水との反応1:よる効果速度が遅すぎるため≦二、
塗料、接着剤、整形外科用ギプス包帯として使用する場
合の作業性が悪い。更(=、酸クロライド独特の刺激臭
が発生し、作@C悪影醤を及ぼすことにもなる。
又、湿気硬化型ウレタンプレポリマーは、水分と反応し
て高分子化してゆく反応5二伴なって炭酸ガスを生成す
るため、塗料、接着剤、整形外科用ギプス包帯等に使用
する際、樹脂が発泡して強度低下を引き起こしたり、外
観上の汚点となったりする場合がある。この炭酸ガスの
発生による発泡を押える方法としては、シリコン系の消
泡剤をウレタンプレポリマー(一対して0.01〜1.
0iid部添加することで満足される。このシリコン系
消泡剤は、常(=用いるというのではなく、その時々の
ケースに合わせて用いれば艮い。
次に前記操作C=より、硬化触媒、貯蔵安定剤、消泡剤
等を配合した湿気硬化型ウレタンプレポリマーを整形外
科用ギプス包帯として利用する場合であるが、配合後の
ウレタンプレポリマーをガラス、ポリエステル、ケプラ
ー、ポリアラミド、セラミック、ホウ素、ステンレスウ
ール等の繊維からなる布、メツシュ等に含浸させ、空気
中の湿分から作穫すべくパッケージングする。使用の際
にはパッケージングを解き、湿気硬化型ウレタンプレポ
リマーを含浸させた布、又はメツシュを水中に浸漬し、
速やかに患部に巻きつけ、ウレタンプレポリマーが硬化
し強度が発現してくるまで静置しておくこと(:よって
患部が固定される。
なお基布に対するウレタンプレポリマーの含浸漬は基布
の重量を100としたとき30〜300の範囲が望まし
い。30より少ない場合は基布へのバインダー効果が十
分でなく必要な強度を保持できない。又、300より多
い場合は、含浸時に液ダレを起こしたり、パッケージン
グ後保管中に底部C=樹脂だまりができて適当でないば
かりか、水浸漬したときに内部まで水が浸入しにくいた
めに硬化時間が長くなって患者を長い間待たせることに
なったり、硬化時の発生炭酸ガスの抜けが悪くなり、発
泡の原因になったりするので好ましくない。
(実施例) 以下、本発明を実施例及び比較例(:ついて説明する。
〔比較例−1〕 三ツ口のセパラブルフラスコに4.4
′−ジフェニルメタンジイソシアネートを775g秤り
収り、50℃(:昇温した。次いで平均分子11270
0のポリプロピレングリコールを27007簡下ロート
に秤り収り、セパラブルフラスコC;セットし、フラス
コを攪拌しながら1時間をかけてポリプロピレングリコ
ールの全量を滴下した。このときフラスコの内温が50
−80℃の範囲にあるよう温度をコントロールした。ポ
リプロピレングリコールの全量の滴下終了後、フラスコ
内温を75℃C:保持し、3時間攪拌を続けてウレタン
プレポリマーを合成した。このものの末端の−NCO基
の含有量を滴定により測定したところ、50直徴俤であ
った。
次いでウレタンプレポリマー100!を鎖部に対して硬
化触媒としてのジメチルアミノエタノールを0.8奮惺
部、貯絨安定剤としての塩化ラウロイルを0.5i[像
部添加し、更にシリコン系消泡剤をO1′@量部加え、
十分に混合攪拌した。このもの’ljf 5001&l
の容器に分収、密栓し、湿気硬化型ウレタンプレぷリマ
ーの合成を終了した。
〔実施例−1〕 比較例−1と同様の装置を用い、4.
4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを775g、
平均分子毎1700のポリプロピレングリコール170
0gを秤り、比較例−1と同様の操作により、ウレタン
プレポリマーを合成した。
このものの末端の−NCO基の含有像は7.111(1
1%であった。次いでウレタンプレポリマー100!惺
部に対して、ジメチルアミノエタノールを0.8重像部
、塩化ラウロイルを0.5奮惺部、シリコン消泡剤を0
.1重量部加え、十分C:混合攪拌2して、500st
の容器≦:分収、密栓した。
〔実施例−2〕 比較例−1と同様の装置を用い4.4
1−ジフェニルメタンジイソシアネート1550g、平
均分子l1700のポリプロピレングリコール14GG
gを秤り取り、比較例−1と同様の操作により、ウレタ
ンプレポリマーな合成した。このものの末端の−NCO
基の含有像はlx、911N1%であった。次いでウレ
タンプレポリマー100重量部に対して、ジメチルアミ
ノエタノールを0.8奮惺部、塩化ラウロイルを0.5
を像部、シリコン消泡剤を0.11[41部加え、十分
に混合攪拌した後、500IIIItの容器に分取、密
栓した。
〔実施例−3〕 比較例−1と同様の装置を用い、4.
4’−ジフェニルメタンジイソシアネート1550g、
平均分子l11400のポリプロピレングリコール80
0りを秤り収り、比較例−1と同様の操作により、ウレ
タンプレポリマーを合成した。このものの末端の−NC
O基の含有量は15.0tt1%であった。次いでウレ
タンプレポリマーx00tt1部に対して、ジメチルア
ミノエタノールを0.8重量部、塩化ラウロイルをo、
5lj1部、シリコン消泡剤を0.1奮惺部加え、十分
(=混合攪拌した後、500stの容器に分取、密栓し
た。
〔比較例−2〕 比較例−1と同様の装置を用い、4.
4’−ジフェニルメタンジイソシアネート1550g、
平均分子l1300のポリプロピレングリコール600
gを秤り取り、比較例−1と同様の操作により、ウレタ
ンプレポリマーを合成した。このものの末端の−NCO
基の含有像は16,4憲憬チであった。次いでウレタン
プレポリマーtook1部に対して、ジメチルアミノエ
タノールを0.8奮惺部、塩化ラウロイルを0.5重量
部、シリコン消泡剤90.1重量部加え、十分に混合攪
拌した後、soomtの容器に分取、密栓した。
前記の実施例1,2.3及び比較例1. 2の5サンプ
ルについて、それぞれ以下の操作を行ない、整形外科用
ギプス包帯としての評価を行なった。
〔評価方法〕 E−ガラス繊維からなる布帛相関Q、0
35クハが、メツシュ数90開口数/ in”で布帛幅
7.5 cwaの布帛テープに湿気硬化型りレタンプレ
ポリマーを2本ローラーのコーターヘッドを用いて含浸
し、長さ4sの含浸テープを作成し、そのテープを直径
IQcmのプラスチック円筒に5層になるよう巻き付け
、水中(130秒間浸漬した後空気中で1時間放置し、
直ちにプラスチック円筒を抜き収り、5@テープの直径
方向(:抑圧荷重をかけて、その耐圧荷重及び破断ひず
みを測定した。ここで、整形外科用ギプス包帯としての
必要条件は、耐圧荷1110に2以上、破断ひすみ20
%以上の両条件を有することである。
〔測定結果〕
ここで 耐圧荷置(K))−降伏点を示す時の荷重初めの円筒直
径 〔実施例−4〕 比較例−1と同様の装置を用い、4.
4’−ジフェニルメタンジイソシアネート885gに平
物分子l700のポリプロピレングリコール490りと
平均分子411000のポリプロピレントリオール30
0gを混合したものから、比較例−1と同様の操作によ
ってウレタンプレポリマーを合成した。このものの末端
の−NCO基の含宵恒は11.9tt1%であった。次
Cニクレタンプレボリマー100重醸部に対して、ジメ
チルアミノエタノールを0.8重像部、塩化ラウロイル
を0.5重像部、シリコン消泡剤を0,1重像部加え、
十分に攪拌混合して後、500stの容器に分取した。
〔実施例−5〕 比較例−1と同様の装置を用い、4.
4’−ジフェニルメタンジイソシアネート960gに平
均分子量Tooのポリプロピレングリコール350りと
平均分子@1000のポリプロピレントリオール5oo
yを混合したものから、比較例−1と同様の操作によっ
てウレタンプレポリマーを合成した。このものの末端の
−NCO基の含を像は11.9重量慢であった。次l:
ウレタンブレボリマー100重量部に対して、ジメチル
アミノエタノールを0.8重量部、塩化ラウロイルを0
.5重′@部、シリコン消泡剤を0.1重量部加え、十
分に攪拌混合して後SOO鶴lの容器に分取した。
〔比較例−3〕 比較例−1と同様の装置を用い、4.
4’−ジフェニルメタンジイソシアネート1030 g
C平均分子11700のポリプロピレングリコール21
0gと平均分子111000のポリプロピレントリオー
ル700gを混合したものから、比較例−1と同様の操
作によってウレタンプレポリマーを合成した。このもの
の末幻の−NCO基の含有像は111重量%であった。
次Cニクレタンプレボリマー100重徴部!二対して、
ジメチルアミノエタノール20.8重量部、塩化ラウロ
イルを0.5 @置部、シリコン消泡剤を0.1重量部
加え、十分t′−攪拌混合して後s o o wagの
容器口分取した。
これらの実施例−4,−5及び比較例−3についで、前
記のfFfllli方法に従って整形外科用ギブス包帯
としての評価を行なった結果を次に示す。なお先の実施
例−2の結果をも参考のため列挙しである。
次に同じプレポリマーに対し3級アミンと酸クロライド
?種々A’lJ合せた実mi L<II目二ついて説明
する。
〔プレポリマーの合成〕 3ツロのセパラブルフラスコ
に4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネ−トを31
00g秤り取り50℃に昇温した。次いで平均分子量7
00のポリプロピレングリコール2800gを滴下用ロ
ー)!−秤り取り、セパラブルフラスコにセットし、フ
ラスコを攪拌しながら、1時間をかけてプロピレングリ
コールの全叡を滴下した。このとき、フラスコの内温か
50〜80℃の範囲(=あるよう温度をコントロールし
た。ポリプロピレングリコールの全像を滴下終了後、フ
ラスコ内温を75℃に保持し、3時間攪拌を続けてウレ
タンプレポリマーを合成した。このものの末端の−NC
O基の含有量を滴定により測定したところ11.9電像
%であった。
合成した全ウレタンプレポリマーに対して0.1重量部
のシリコン系消泡剤を添加し、更に30分間撹拌して、
500%/の容器に分収密栓した。
このものを以後プレポリマーのと称する。
上迅の方法で分取したプレポリマーのに辺下に示す配合
により3級アミン、酸クロライドを添加し、前記評価方
法に従い、耐圧荷重、破断ひずみを測定し、更に、硬化
時間、貯戯安定性加速テストを測定した。
ここで硬化時間とは、湿気硬化型ウレタンプレポリマー
をE−ガラス繊維からなる布帛テープに含浸させたもの
を30秒間水中に浸漬した後、空気中に室温で放置し、
布帛面を指でタッチし、タックがなくなるまでの時間を
いい、好ましくは5分以上、20分以内である。
また、貯蔵安定性加速テストは次のよう4二行なった。
湿気硬化型ウレタンプレポリマーを100@を容のポリ
プロピレン製容器に509秤り取り、密栓する。このも
のを130℃の雰囲気に装置し、100分毎(;容器内
のプレポリマーの流動性を観察する。容器を傾けても内
容物に流動性が観察されなくなった時点を終点とし、そ
の時の経時を記録する。この終点までの時間が長ければ
長い程貯蔵安定性(=優れたプレポリマーである。
以下余白 (発明の効果) 以上述べたようC駄本発明によれば、貯蔵安定性C:優
れ、かつ使用時の硬化時間が適度に調整aS能な湿気硬
化型ウレタンプレポリマー乞得ることができ、塗料、接
着剤、整形外科用ギブス包帯等の分野において優れた性
能を発揮するものである。
f’AlTl’Dでl:l’%1.=、・・−1i。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)ウレタンプレポリマーが4,4′−ジフェニルメタ
    リンイソリアネートとポリプロピレンポリオールとから
    成り、末端が4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネ
    ートであり、その末端の−NCO基が7〜15重量%含
    有されるものであつて、該ウレタンプレポリマーに硬化
    触媒をウレタンプレポリマーに対して0.1〜2.0重
    量部及び貯蔵安定剤をウレタンプレポリマーに対して0
    .1〜2.0重量部添加したことを特徴とする湿気硬化
    型ウレタンプレポリマー。 2)ポリプロピレンポリオールが1分子中に2又は及び
    3個の水酸基を有し、かつ1分子当りの平均水酸基数が
    2以上2.5以下、数平均分子量が400〜2500の
    範囲にあることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の湿気硬化型ウレタンプレポリマー。 3)硬化触媒が三級アミンであつて、1種又は2種以上
    の三級アミンの組合せからなることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の湿気硬化型ウレタンプレポリマー
    。 4)貯蔵安定剤が酸クロライドであつて、1種又は2種
    以上の酸クロライドの組合せからなることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の湿気硬化型ウレタンプレポ
    リマー。
JP61066564A 1986-03-25 1986-03-25 湿気硬化型ウレタンプレポリマ− Pending JPS62223213A (ja)

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CN1296452C (zh) * 2004-05-11 2007-01-24 北京市建筑材料科学研究院 一种用于橡胶地砖的聚氨酯胶粘剂的制备方法
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JPS591522A (ja) * 1982-06-29 1984-01-06 Yokohama Rubber Co Ltd:The 一液性湿気硬化型ウレタンプレポリマ−

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