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JP6845653B2 - Method for producing polyisocyanate composition - Google Patents
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Description

本発明は、ポリイソシアネート組成物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a polyisocyanate composition.

脂肪族ジイソシアネ一卜又は脂環族ジイソシアネ一卜からなるポリイソシアネー卜を硬化剤としたポリウレタン樹脂は、耐薬品性、可撓性、耐候性等の点で優れている。このポリイソシアネー卜を、ポリウレタン塗料用硬化剤として使用する場合、塗布する基材は多岐にわたる。薄板、プラスチックフィルム、布、皮革、ゴムなどの変形する基材に塗布した後、もしくはアルミニウム板や鉄板、銅板、ステンレス板など、硬質な基材に塗布した後で意図的に変形させる場合、この変形に追従するため、その塗膜には伸展性が求められる。この伸展性を付与する方法としては、副原料としてポリオールを使い、ポリイソシアネー卜をあらかじめ修飾する方法が挙げられる。
例えば、特許文献1では前記ポリオールとしてポリカーボネートジオールを用いたポリイソシアネート組成物が提案されている。
A polyurethane resin containing a polyisocyanate composed of an aliphatic diisocyanate or an alicyclic diisocyanate as a curing agent is excellent in chemical resistance, flexibility, weather resistance and the like. When this polyisocyanate is used as a curing agent for polyurethane paints, a wide variety of substrates are applied. This is the case when the product is intentionally deformed after being applied to a deformable base material such as a thin plate, plastic film, cloth, leather, or rubber, or after being applied to a hard base material such as an aluminum plate, iron plate, copper plate, or stainless steel plate. In order to follow the deformation, the coating film is required to have extensibility. Examples of the method for imparting this extensibility include a method in which a polyol is used as an auxiliary raw material and the polyisocyanate is modified in advance.
For example, Patent Document 1 proposes a polyisocyanate composition using a polycarbonate diol as the polyol.

国際公開第2014/208567号パンフレットInternational Publication No. 2014/208567 Pamphlet

上記特許文献1に記載のポリイソシアネート組成物は、伸展性に加え、優れた乾燥性、耐熱性、耐水性を示す。
しかし、さらなる乾燥性、硬度、および高い降伏点応力を求められる場合があり、これらの性能を両立させるためには、さらなる改良が必要であった。
そこで、本発明は、塗膜としたときの乾燥性をより向上させ、加えて、硬度及び降伏点応力にも優れる、ポリイソシアネート組成物の製造方法を提供することを目的とする。
The polyisocyanate composition described in Patent Document 1 exhibits excellent drying property, heat resistance, and water resistance in addition to extensibility.
However, further drying properties, hardness, and high yield point stress may be required, and further improvement is required in order to achieve both of these performances.
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a polyisocyanate composition, which further improves the drying property when formed into a coating film and is also excellent in hardness and yield point stress.

本発明者らは、上記従来技術の課題を解決するために鋭意検討した結果、ポリイソシアネート前駆体と、ポリカーボネートジオールと、を第一の工程においてウレタン化反応させ、第二の工程においてアロファネート化反応させる製造方法により上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present inventors have made a urethanization reaction of a polyisocyanate precursor and a polycarbonate diol in the first step, and an allophanate reaction in the second step. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by the manufacturing method to be used, and the present invention has been completed.

即ち、本発明は下記の通りである。
[1]脂肪族ジイソシアネート及び脂環族ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種のジイソシアネートから得られ、イソシアヌレート基を有するポリイソシアネート前駆体と、炭素数2〜20のジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種のジオール及びカーボネート化合物を重合したポリカーボネートジオールと、をウレタン化反応させる第一の工程と、得られた反応生成物中のウレタン基をアロファネート化反応させる第二の工程と、を有するポリイソシアネート組成物の製造方法であって、前記ポリイソシアネート組成物のアロファネート基とウレタン基のモル比が10:90以上90:10以下であり、前記ポリイソシアネート組成物の平均イソシアネート官能基数が4.0以上9.0以下である、製造方法
]前記ジイソシアネートがヘキサメチレンジイソシアネートを含む、[1]記載のポリイソシアネート組成物の製造方法。
That is, the present invention is as follows.
[1] Obtained from at least one diisocyanate selected from the group consisting of aliphatic diisocyanates and alicyclic diisocyanates, and selected from the group consisting of a polyisocyanate precursor having an isocyanurate group and a diol having 2 to 20 carbon atoms. A poly having a first step of subjecting a polycarbonate diol obtained by polymerizing at least one diol and a carbonate compound to a urethanization reaction, and a second step of subjecting a urethane group in the obtained reaction product to an allophanate reaction. A method for producing an isocyanate composition , wherein the molar ratio of allophanate group to urethane group of the polyisocyanate composition is 10:90 or more and 90:10 or less, and the average number of isocyanate functional groups of the polyisocyanate composition is 4.0. A manufacturing method of more than 9.0 or less .
[ 2 ] The method for producing a polyisocyanate composition according to [1], wherein the diisocyanate contains hexamethylene diisocyanate.

本発明によれば、塗膜としたときの乾燥性をより向上させ、加えて、硬度及び降伏点応力にも優れる、ポリイソシアネート組成物の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a polyisocyanate composition, which further improves the drying property when formed into a coating film and is also excellent in hardness and yield point stress.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。本明細書中では、組成物又は化合物が有する特定の官能基の量を「モル比」で表すことができる。すなわち、組成物又は化合物が有する特定の官能基の数を、アボガドロ数で除した値の次元をモルとして定義する。これにより、当該特定の官能基の量を他の特定の官能基の量に対して「モル比」として表す。なお、組成物が有する特定の官能基とは、組成物中に含まれる化合物が有する特定の官能基をいう。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. The following embodiments are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents. The present invention can be modified in various ways without departing from the gist thereof. In the present specification, the amount of a specific functional group contained in the composition or compound can be expressed as a "molar ratio". That is, the dimension of the value obtained by dividing the number of specific functional groups of the composition or compound by the Avogadro's number is defined as mole. Thereby, the amount of the specific functional group is expressed as a "molar ratio" with respect to the amount of other specific functional groups. The specific functional group contained in the composition means a specific functional group contained in the compound contained in the composition.

本明細書において、「ポリイソシアネート」とは、1つ以上のイソシアネート基(−NCO)を有するモノマーが複数結合した重合体をいう。
本明細書において、「ポリオール」とは、2つ以上のヒドロキシ基(−OH)を有する化合物をいう。
As used herein, the term "polyisocyanate" refers to a polymer in which a plurality of monomers having one or more isocyanate groups (-NCO) are bonded.
As used herein, the term "polypoly" refers to a compound having two or more hydroxy groups (-OH).

<ポリイソシアネート組成物の製造方法>
本実施形態のポリイソシアネート組成物の製造方法は、ポリイソシアネート前駆体と、ポリカーボネートジオールと、をウレタン化反応させる第一の工程と、得られた反応生成物中のウレタン基をアロファネート化反応させる第二の工程と、を有する。
本実施形態のポリイソシアネート組成物の製造方法は、まず、第一の工程でポリイソシアネート前駆体とポリカーボネートジオールとの間でウレタン基を生成する。次に、第二の工程で、第一の工程で生成したポリイソシアネート前駆体とポリカーボネートジオールとの間のウレタン基をアロファネート化する。本実施形態では、ウレタン基を生成する第一の工程と、生成したウレタン基をアロファネート化する第二の工程とを組み合わせることにより、ポリイソシアネート前駆体とポリカーボネートジオールとの間のアロファネート基を高い割合で導入することができる。
<Manufacturing method of polyisocyanate composition>
In the method for producing a polyisocyanate composition of the present embodiment, a first step of urethanizing a polyisocyanate precursor and a polycarbonate diol, and a first step of urelating the urethane group in the obtained reaction product are performed. It has two steps.
In the method for producing a polyisocyanate composition of the present embodiment, first, a urethane group is generated between the polyisocyanate precursor and the polycarbonate diol in the first step. Next, in the second step, the urethane group between the polyisocyanate precursor produced in the first step and the polycarbonate diol is allophanated. In the present embodiment, a high proportion of allophanate groups between the polyisocyanate precursor and the polycarbonate diol is produced by combining the first step of producing urethane groups and the second step of allophanating the produced urethane groups. Can be introduced at.

また、本実施形態のポリイソシアネート組成物の製造方法に用いるポリイソシアネート前駆体は、脂肪族ジイソシアネート及び脂環族ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種のジイソシアネートから得られるポリイソシアネート前駆体である。さらに、本実施形態のポリイソシアネート組成物の製造方法に用いるポリカーボネートジオールは、炭素数2〜20のジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種のジオールと、カーボネート化合物と、を重合したポリカーボネートジオールである。
以下、本実施形態のポリイソシアネート組成物の製造方法の各工程について説明する。
The polyisocyanate precursor used in the method for producing the polyisocyanate composition of the present embodiment is a polyisocyanate precursor obtained from at least one diisocyanate selected from the group consisting of aliphatic diisocyanates and alicyclic diisocyanates. Further, the polycarbonate diol used in the method for producing the polyisocyanate composition of the present embodiment is a polycarbonate diol obtained by polymerizing at least one diol selected from the group consisting of diols having 2 to 20 carbon atoms and a carbonate compound. ..
Hereinafter, each step of the method for producing the polyisocyanate composition of the present embodiment will be described.

[第一の工程]
第一の工程は、ポリイソシアネート前駆体と、ポリカーボネートジオールと、をウレタン化反応させる工程である。
第一工程は、無溶剤の条件下で反応させてもよく、必要に応じて、イソシアネート基を有する化合物との反応性を有していない有機溶剤中で反応させてもよい。このような有機溶剤としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素系溶剤;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環族炭化水素系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、乳酸メチル、乳酸エチル等のエステル系溶剤;トルエン、キシレン、ジエチルベンゼン、メシチレン、アニソール、ベンジルアルコール、フェニルグリコール、クロロベンゼン等の芳香族系溶剤;エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコール系溶剤;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤;ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素系溶剤;N−メチル−2−ピロリドン等のピロリドン系溶剤;N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶剤;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤;γ−ブチロラクトン等のラクトン系溶剤;モルフォリン等のアミン系溶剤;これらの混合物が挙げられる。これらの溶剤は単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
[First step]
The first step is a step of urethanizing the polyisocyanate precursor and the polycarbonate diol.
In the first step, the reaction may be carried out under solvent-free conditions, and if necessary, the reaction may be carried out in an organic solvent which does not have reactivity with a compound having an isocyanate group. Examples of such organic solvents include aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, heptane, and octane; alicyclic hydrocarbon solvents such as cyclohexane and methylcyclohexane; and ketone solvents such as acetone, methylethylketone, methylisobutylketone, and cyclohexanone. Ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate; aromatic solvents such as toluene, xylene, diethylbenzene, mesitylene, anisole, benzyl alcohol, phenylglycol, chlorobenzene; ethylene glycol Glycol solvents such as monoethyl ether acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, dipropylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether; ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane; dichloromethane, 1,2-dichloroethane , Halogenated hydrocarbon solvent such as chloroform; Pyrrolidone solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone; Amid solvent such as N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide; Lactone-based solvents such as γ-butyrolactone; amine-based solvents such as morpholin; mixtures thereof. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

第一の工程の反応温度は、副反応の抑制及び製造の効率性の観点から、−20℃以上150℃以下が好ましく、30℃以上120℃以下がより好ましい。また、反応に際して、錫、亜鉛、鉛等の有機金属塩;3級アミン系化合物;ナトリウム等のアルカリ金属のアルコラート等を触媒として用いてもよい。 The reaction temperature in the first step is preferably −20 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, and more preferably 30 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, from the viewpoint of suppressing side reactions and manufacturing efficiency. Further, in the reaction, an organometallic salt such as tin, zinc or lead; a tertiary amine compound; an alkali metal alcoholate such as sodium may be used as a catalyst.

第一の工程において、ポリイソシアネート前駆体とポリカーボネートジオールの質量比は、95:5以上30:70以下が好ましく、90:10以上50:50以下がより好ましく、80:20以上60:40以下がさらに好ましい。これらの質量比がこのような範囲にあることで、塗膜としたときに高い降伏点応力を有し、かつ硬度が優れる傾向にある。 In the first step, the mass ratio of the polyisocyanate precursor to the polycarbonate diol is preferably 95: 5 or more and 30:70 or less, more preferably 90:10 or more and 50:50 or less, and 80:20 or more and 60:40 or less. More preferred. When these mass ratios are in such a range, the coating film tends to have a high yield point stress and excellent hardness.

[第二の工程]
第二の工程は、前記第一工程により得られたポリイソシアネート前駆体とポリカーボネートジオールとの間のウレタン基をアロファネート化反応させる工程である。
第二の工程は、無溶剤の条件下で反応させてもよく、必要に応じて、イソシアネート基を有する化合物との反応性を有していない有機溶剤中で反応させてもよい。このような有機溶剤としては、特に限定されないが、上述した第一の工程で用いることができる有機溶剤が挙げられる。この有機溶剤は、反応後に除去することもできる。
第二の工程の反応温度は、副反応の抑制及び製造の効率性の観点から、50℃以上180℃以下が好ましく、80℃以上150℃以下がより好ましい。
[Second step]
The second step is a step of allophanizing the urethane group between the polyisocyanate precursor obtained by the first step and the polycarbonate diol.
In the second step, the reaction may be carried out under solvent-free conditions, and if necessary, the reaction may be carried out in an organic solvent which is not reactive with the compound having an isocyanate group. Such an organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include an organic solvent that can be used in the first step described above. This organic solvent can also be removed after the reaction.
The reaction temperature in the second step is preferably 50 ° C. or higher and 180 ° C. or lower, and more preferably 80 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, from the viewpoint of suppressing side reactions and manufacturing efficiency.

第二の工程は、アロファネート化触媒の存在下で行う。第二の工程に用いるアロファネート化触媒としては、例えば、鉛、亜鉛、ビスマス、錫、ジルコニル、若しくはジルコニウムのカルボン酸塩等が挙げられる。アロファネート化触媒の使用量は、前記第一の工程で得られた生成物100質量部に対し、0.005質量部以上0.1質量部以下が好ましい。アロファネート化触媒の使用量を上記の範囲とすることにより、第一の工程で生成したポリイソシアネート前駆体とポリカーボネートジオールとの間のウレタン基を効率よくアロファネート基にすることができる。 The second step is carried out in the presence of an allophanation catalyst. Examples of the allophanation catalyst used in the second step include lead, zinc, bismuth, tin, zirconyl, zirconium carboxylate and the like. The amount of the allophanation catalyst used is preferably 0.005 part by mass or more and 0.1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the product obtained in the first step. By setting the amount of the allophanation catalyst used in the above range, the urethane group between the polyisocyanate precursor produced in the first step and the polycarbonate diol can be efficiently converted into an allophanate group.

第二の工程において、得られるポリイソシアネート組成物のアロファネート基とウレタン基のモル比は、10:90以上90:10以下が好ましく、10:90以上50:50以下がより好ましく、20:80以上50:50以下がさらに好ましく、20:80以上30:70以下が特に好ましい。このような範囲にあることで、乾燥性、硬度、降伏点応力、伸展性のバランスに優れ、かつ作業性にも優れる傾向にある。 In the second step, the molar ratio of the allophanate group to the urethane group of the obtained polyisocyanate composition is preferably 10:90 or more and 90:10 or less, more preferably 10:90 or more and 50:50 or less, and 20:80 or more. 50:50 or less is more preferable, and 20:80 or more and 30:70 or less is particularly preferable. Within such a range, the balance between dryness, hardness, yield stress, and extensibility tends to be excellent, and workability tends to be excellent.

また第二の工程において、得られるポリイソシアネート組成物の平均イソシアネート官能基数は、4.0以上9.0以下が好ましく、4.0以上6.0以下がより好ましい。このような範囲にあることで、乾燥性と降伏点応力のバランスに優れ、かつ作業性にも優れる傾向にある。 Further, in the second step, the average number of isocyanate functional groups of the obtained polyisocyanate composition is preferably 4.0 or more and 9.0 or less, and more preferably 4.0 or more and 6.0 or less. Within such a range, the balance between drying property and yield point stress tends to be excellent, and workability tends to be excellent.

本実施形態では、ポリイソシアネート前駆体とポリカーボネートジオールとの間のウレタン基を生成する第一の工程と、生成したポリイソシアネート前駆体とポリカーボネートジオールとの間のウレタン基をアロファネート化する第二の工程とを組み合わせることにより、ポリイソシアネート前駆体とポリカーボネートジオールとの間のアロファネート基を高い割合で導入することができる。本実施形態により製造されるポリイソシアネート組成物は、ポリイソシアネート前駆体とポリカーボネートジオールとの間のアロファネート基の導入量が多いため、塗膜としたときの乾燥性をより向上させ、加えて、硬度及び降伏点応力にも優れたものとすることができる。 In the present embodiment, the first step of forming a urethane group between the polyisocyanate precursor and the polycarbonate diol and the second step of allofanating the urethane group between the produced polyisocyanate precursor and the polycarbonate diol. By combining with, the allophanate group between the polyisocyanate precursor and the polycarbonate diol can be introduced in a high proportion. Since the polyisocyanate composition produced by the present embodiment has a large amount of allophanate groups introduced between the polyisocyanate precursor and the polycarbonate diol, the drying property when formed into a coating film is further improved, and in addition, the hardness is improved. It can also be excellent in yield point stress.

本実施形態では、アロファネート化触媒の非存在下で、所定時間ウレタン化反応(第一の工程)を行った後、アロファネート化触媒を添加してアロファネート化反応(第二の工程)を行うことが好ましい。
また本実施形態において、前記第一の工程と、前記第二の工程とを同時に行ってもよい。
前記第一の工程と、前記第二の工程とを同時に行う場合、アロファネート化触媒の存在下で、所定時間ウレタン化反応(第一の工程)と、アロファネート化反応(第二の工程)とを行えばよい。
In the present embodiment, the urethanization reaction (first step) is carried out for a predetermined time in the absence of the allophanation catalyst, and then the allophanization catalyst is added to carry out the allophanization reaction (second step). preferable.
Further, in the present embodiment, the first step and the second step may be performed at the same time.
When the first step and the second step are performed at the same time, the urethanization reaction (first step) and the allophanization reaction (second step) are carried out for a predetermined time in the presence of an allophanization catalyst. Just do it.

以下、本実施形態のポリイソシアネート組成物の製造方法に用いる各材料について説明する。 Hereinafter, each material used in the method for producing the polyisocyanate composition of the present embodiment will be described.

≪ポリイソシアネート前駆体≫
本実施形態で用いるポリイソシアネート前駆体は、脂肪族ジイソシアネート及び脂環族ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種のジイソシアネートから得られる。脂肪族ジイソシアネート及び脂環族ジイソシアネートは、その構造の中にベンゼン環を含まない化合物をいう。
≪Polyisocyanate precursor≫
The polyisocyanate precursor used in the present embodiment is obtained from at least one diisocyanate selected from the group consisting of aliphatic diisocyanates and alicyclic diisocyanates. Aliphatic diisocyanates and alicyclic diisocyanates refer to compounds that do not contain a benzene ring in their structure.

脂肪族ジイソシアネートとしては、炭素数4以上30以下のものが好ましく、具体的には、テトラメチレン−1,4−ジイソシアネート、ペンタメチレン−1,5−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下、「HDI」ともいう。)、2,2,4−トリメチル−ヘキサメチレン−1,6−ジイソシアネート、リジンジイソシアネートが挙げられる。脂環族ジイソシアネートとしては、炭素数8以上30以下のものが好ましく、具体的には、イソホロンジイソシアネート(以下、「IPDI」ともいう。)、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネートが挙げられる。 The aliphatic diisocyanate preferably has 4 to 30 carbon atoms, and specifically, tetramethylene-1,4-diisocyanate, pentamethylene-1,5-diisocyanate, and hexamethylene diisocyanate (hereinafter, also referred to as “HDI”). ), 2,2,4-trimethyl-hexamethylene-1,6-diisocyanate, and lysine diisocyanate. The alicyclic diisocyanate preferably has 8 or more carbon atoms and 30 or less carbon atoms, and specifically, isophorone diisocyanate (hereinafter, also referred to as “IPDI”), hydrogenated xylylene diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, 1,4. -Cyclohexane diisocyanate can be mentioned.

上記の脂肪族ジイソシアネート及び脂環族ジイソシアネートの中でも、工業的に入手し易いため、HDI、IPDI、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネートがより好ましく、HDIがさらに好ましい。HDIを用いることにより、ポリイソシアネート組成物を塗膜としたときの耐候性と柔軟性とがより優れる傾向にある。なお、脂肪族ジイソシアネート及び脂環族ジイソシアネートは、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記ジイソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)を含むことが好ましい。これにより、ポリイソシアネート組成物を塗膜としたときの耐候性と柔軟性とがより優れる傾向にある。
Among the above aliphatic diisocyanates and alicyclic diisocyanates, HDI, IPDI, hydrogenated xylylene diisocyanate, and hydrogenated diphenylmethane diisocyanate are more preferable, and HDI is further preferable, because they are easily available industrially. By using HDI, the weather resistance and flexibility when the polyisocyanate composition is used as a coating film tend to be more excellent. The aliphatic diisocyanate and the alicyclic diisocyanate may be used alone or in combination of two or more.
The diisocyanate preferably contains hexamethylene diisocyanate (HDI). As a result, the weather resistance and flexibility when the polyisocyanate composition is used as a coating film tend to be more excellent.

ポリイソシアネート前駆体は、上記のジイソシアネートと、1価以上6価以下のアルコールとから得られてもよい。1価以上6価以下のアルコールとしては、非重合ポリオール及び重合ポリオールが挙げられる。非重合ポリオールとは、重合を履歴しないポリオールであり、重合ポリオールとは、モノマーを重合して得られるポリオールである。 The polyisocyanate precursor may be obtained from the above-mentioned diisocyanate and alcohols having a valence of 1 or more and 6 or less. Examples of monohydric or higher and hexavalent or lower alcohols include non-polymerized polyols and polymerized polyols. The non-polymerized polyol is a polyol that does not have a history of polymerization, and the polymerized polyol is a polyol obtained by polymerizing a monomer.

非重合ポリオールとして、具体的には、モノアルコール類、ジオール類、トリオール類、テトラオール類が挙げられる。モノアルコール類としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、i―ブタノール、s−ブタノール、n−ペンタノール、n−ヘキサノール、n−オクタノール、n−ノナノール、2−エチルブタノール、2,2−ジメチルヘキサノール、2−エチルヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、エチルシクロヘキサノールが挙げられる。ジオール類としては、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−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、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、2,3−ブタンジオール、2−メチル−1,2−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,3−ジメチル−2,3−ブタンジオール、2−エチル−ヘキサンジオール、1,2−オクタンジオール、1,2−デカンジオール、2,2,4−トリメチルペンタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオールが挙げられる。トリオール類としては、グリセリン、トリメチロールプロパンが挙げられる。テトラオール類としては、ペンタエリトリトールが挙げられる。 Specific examples of the non-polymerized polyol include monoalcohols, diols, triols and tetraols. Examples of monoalcohols include methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, s-butanol, n-pentanol, n-hexanol, n-octanol, n-nonanol, and 2-ethyl. Examples thereof include butanol, 2,2-dimethylhexanol, 2-ethylhexanol, cyclohexanol, methylcyclohexanol and ethylcyclohexanol. Examples of diols include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, and 1,3-. Butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 2-methyl-1,2-propanediol, 1,5-pentanediol, 2-methyl-2,3-butanediol, 1,6- Hexanediol, 1,2-hexanediol, 2,5-hexanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,3-dimethyl-2,3-butanediol, 2-ethyl-hexanediol, 1, 2-octanediol, 1,2-decanediol, 2,2,4-trimethylpentanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol Can be mentioned. Examples of triols include glycerin and trimethylolpropane. Examples of tetraols include pentaerythritol.

重合ポリオールとして、具体的には、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール、ポリオレフィンポリオールが挙げられる。 Specific examples of the polymerized polyol include polyester polyol, polyether polyol, acrylic polyol, and polyolefin polyol.

ポリエステルポリオールとして、具体的には、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のジカルボン酸の単独又は混合物と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン等の多価アルコールの単独又は混合物との縮合反応によって得られるポリエステルポリオール;多価アルコールを用いてε−カプロラクトンを開環重合して得られるようなポリカプロラクトン類が挙げられる。 Specific examples of the polyester polyol include dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, dimer acid, maleic anhydride, phthalic anhydride, isophthalic acid, and terephthalic acid, and ethylene glycol, propylene glycol, and the like. Polyester polyol obtained by condensation reaction with a polyvalent alcohol such as diethylene glycol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, glycerin, etc. alone or in a mixture; a poly obtained by ring-opening polymerization of ε-caprolactone using a polyhydric alcohol. Caprolactones can be mentioned.

ポリエーテルポリオールとして、具体的には、リチウム、ナトリウム、カリウム等の水酸化物、アルコラート、アルキルアミン等の強塩基性触媒、金属ポルフィリン、ヘキサシアノコバルト酸亜鉛錯体等の複合金属シアン化合物錯体等を用いて、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、スチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドの単独又は混合物を、多価ヒドロキシ化合物の単独又は混合物に、ランダム及び/又はブロック付加して得られるポリエーテルポリオール類;エチレンジアミン類等のポリアミン化合物にアルキレンオキサイドを反応させて得られるポリエーテルポリオール類;これらポリエーテルポリオール類を媒体としてアクリルアミド等を重合して得られる、いわゆるポリマーポリオール類が挙げられる。 Specifically, as the polyether polyol, a hydroxide such as lithium, sodium and potassium, a strong basic catalyst such as alcoholate and alkylamine, and a composite metal cyan compound complex such as a metal porphyrin and a zinc hexacyanocobalate complex are used. Polyether polyols obtained by randomly and / or blocking addition of an alkylene oxide alone or a mixture such as ethylenediamine, propylene oxide, butylene oxide, cyclohexene oxide, and styrene oxide to a polyvalent hydroxy compound alone or a mixture. Polyether polyols obtained by reacting a polyamine compound such as ethylenediamine with an alkylene oxide; so-called polymer polyols obtained by polymerizing acrylamide or the like using these polyether polyols as a medium can be mentioned.

アクリルポリオールとして、具体的には、ヒドロキシル基を有するエチレン性不飽和結合含有単量体の単独又は混合物と、これと共重合可能な他のエチレン性不飽和結合含有単量体の単独又は混合物とを共重合したものが挙げられる。ヒドロキシル基を有するエチレン性不飽和結合含有単量体として、具体的には、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸ヒドロキシブチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシブチル等が挙げられる。これらの中でも、アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシエチルが好ましい。 As the acrylic polyol, specifically, an ethylenically unsaturated bond-containing monomer having a hydroxyl group alone or a mixture thereof, and another ethylenically unsaturated bond-containing monomer copolymerizable therewith alone or a mixture thereof. Can be mentioned as a copolymer of the above. Specific examples of the ethylenically unsaturated bond-containing monomer having a hydroxyl group include hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl methacrylate and the like. Can be mentioned. Among these, hydroxyethyl acrylate and hydroxyethyl methacrylate are preferable.

ポリオレフィンポリオールとして、具体的には、水酸基を2個以上有するポリブタジエン、水素添加ポリブタジエン、ポリイソプレン、水素添加ポリイソプレンが挙げられる。
ポリイソシアネート前駆体は、2以上のジイソシアネートが重合した成分(例えば、2量体)を含むことが好ましく、3以上のジイソシアネートが重合した成分(例えば、3量体)を含むことがより好ましい。これにより、塗膜としたときの耐候性、乾燥性、硬度、降伏点応力がより優れる傾向にある。
Specific examples of the polyolefin polyol include polybutadiene having two or more hydroxyl groups, hydrogenated polybutadiene, polyisoprene, and hydrogenated polyisoprene.
The polyisocyanate precursor preferably contains a component obtained by polymerizing two or more diisocyanates (for example, a dimer), and more preferably contains a component obtained by polymerizing three or more diisocyanates (for example, a trimer). As a result, the weather resistance, dryness, hardness, and yield point stress of the coating film tend to be more excellent.

2以上のジイソシアネートが重合した成分を含む、ポリイソシアネート前駆体は、イソシアヌレート基、ビウレット基、ウレトジオン基、オキサジアジントリオン基、イミノオキサジアジンジオン基、アロファネート基、ウレタン基、及びウレア基を同時に有することができる。これらの中でも、イソシアヌレート基を有することにより、ポリイソシアネート組成物を塗膜としたときの耐候性、乾燥性、硬度、降伏点応力とがより優れる傾向にある。 The polyisocyanate precursor containing a component obtained by polymerizing two or more diisocyanates includes an isocyanurate group, a biuret group, a uretdione group, an oxadiazine trione group, an iminooxadiazine dione group, an allophanate group, a urethane group, and a urea group. Can have at the same time. Among these, by having an isocyanurate group, the weather resistance, drying property, hardness, and yield point stress when the polyisocyanate composition is used as a coating film tend to be more excellent.

イソシアヌレート基を有するポリイソシアネート前駆体を製造する方法としては、例えば、ジイソシアネートを触媒等によりイソシアヌレート化反応を行い、所定の転化率になったときに該反応を停止し、未反応のジイソシアネートを除去する方法が挙げられる。 As a method for producing a polyisocyanate precursor having an isocyanurate group, for example, a diisocyanate is subjected to an isocyanurate conversion reaction using a catalyst or the like, and when a predetermined conversion rate is reached, the reaction is stopped to obtain an unreacted diisocyanate. There is a method of removing it.

上記のイソシアヌレート化反応に用いられる触媒としては、塩基性を示すものが好ましく、具体的には、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム等のテトラアルキルアンモニウムのハイドロオキサイド、及び、酢酸、カプリン酸等の有機弱酸塩;トリメチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウム、トリエチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリエチルヒドロキシエチルアンモニウム等のヒドロキシアルキルアンモニウムのハイドロオキサイド、及び、酢酸、カプリン酸等の有機弱酸塩;酢酸、カプロン酸、オクチル酸、ミリスチン酸等のアルキルカルボン酸の錫、亜鉛、鉛等のアルカリ金属塩;ナトリウム、カリウム等の金属アルコラート;ヘキサメチルジシラザン等のアミノシリル基含有化合物;マンニッヒ塩基類;第3級アミン類とエポキシ化合物との併用;トリブチルホスフィン等の燐系化合物が挙げられる。これらの触媒の使用量は、原料である、ジイソシアネート及びアルコールの総量に対して、10ppm以上1%以下が好ましい。また、イソシアヌレート化反応を終了させるために、触媒を中和するリン酸、酸性リン酸エステル等の酸性物質の添加、熱分解、化学分解により不活性化してもよい。 The catalyst used in the above isocyanurate-forming reaction is preferably one showing basicity, and specifically, a hydroxide of tetraalkylammonium such as tetramethylammonium and tetraethylammonium, and an organic such as acetic acid and capric acid. Weak salts; hydroxyalkylammonium hydroxides such as trimethylhydroxypropylammonium, trimethylhydroxyethylammonium, triethylhydroxypropylammonium and triethylhydroxyethylammonium, and organic weak salts such as acetic acid and capric acid; acetic acid, caproic acid and octyl acid. , Alkali metal salts of alkylcarboxylic acids such as myristic acid such as tin, zinc and lead; metal alcoholates such as sodium and potassium; aminosilyl group-containing compounds such as hexamethyldisilazane; Mannig bases; tertiary amines and epoxy Combined use with a compound; Examples thereof include phosphorus compounds such as tributylphosphine. The amount of these catalysts used is preferably 10 ppm or more and 1% or less with respect to the total amount of the raw materials, diisocyanate and alcohol. Further, in order to terminate the isocyanurate-forming reaction, the catalyst may be inactivated by addition of an acidic substance such as phosphoric acid or acidic phosphoric acid ester, which neutralizes the catalyst, thermal decomposition, or chemical decomposition.

ポリイソシアネート前駆体の収率は、通常、10質量%以上70質量%以下となる傾向にある。より高い収率で得られたポリイソシアネート前駆体は、より粘度が高くなる傾向にある。収率は、後述する実施例に記載の方法により測定する。 The yield of the polyisocyanate precursor usually tends to be 10% by mass or more and 70% by mass or less. Polyisocyanate precursors obtained in higher yields tend to be more viscous. The yield is measured by the method described in Examples described later.

イソシアヌレート化反応の反応温度は、50℃以上200℃以下であることが好ましく、50℃以上150℃以下であることがより好ましい。反応温度が50℃以上であることで、反応が進み易くなる傾向にあり、反応温度が200℃以下であることで、着色を引き起こすような副反応を抑制することができる傾向にある。 The reaction temperature of the isocyanurate-forming reaction is preferably 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and more preferably 50 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. When the reaction temperature is 50 ° C. or higher, the reaction tends to proceed easily, and when the reaction temperature is 200 ° C. or lower, side reactions that cause coloring tend to be suppressed.

イソシアヌレート化反応の終了後には、未反応のジイソシアネートモノマーを薄膜蒸発缶、抽出等により除去することが好ましい。ポリイソシアネート前駆体は、未反応のジイソシアネートを含んでいた場合であっても、ジイソシアネートを3質量%以下含むことが好ましく、1質量%以下含むことがより好ましく、0.5質量%以下がさらに好ましいで。残留未反応ジイソシアネートモノマー濃度が上記範囲内であることにより、硬化性及び硬度が優れる傾向にある。 After completion of the isocyanurate-forming reaction, it is preferable to remove the unreacted diisocyanate monomer by a thin film evaporator, extraction or the like. Even when the polyisocyanate precursor contains unreacted diisocyanate, it preferably contains 3% by mass or less of diisocyanate, more preferably 1% by mass or less, and further preferably 0.5% by mass or less. so. When the residual unreacted diisocyanate monomer concentration is within the above range, the curability and hardness tend to be excellent.

ポリイソシアネート前駆体の粘度は、25℃において、100mPa・s以上50000mPa・s以下であることが好ましく、200mPa・s以上4000mPa・s以下であることがより好ましく、200mPa・s以上2000mPa・s以下であることがさらに好ましい。25℃における粘度は、後述する実施例に記載の方法により測定する。
ポリイソシアネート前駆体の数平均分子量は、500以上2000以下が好ましく、500以上1000以下がより好ましい。数平均分子量は、後述する実施例に記載の方法により測定する。
The viscosity of the polyisocyanate precursor is preferably 100 mPa · s or more and 50,000 mPa · s or less, more preferably 200 mPa · s or more and 4000 mPa · s or less, and 200 mPa · s or more and 2000 mPa · s or less at 25 ° C. It is more preferable to have. The viscosity at 25 ° C. is measured by the method described in Examples described later.
The number average molecular weight of the polyisocyanate precursor is preferably 500 or more and 2000 or less, and more preferably 500 or more and 1000 or less. The number average molecular weight is measured by the method described in Examples described later.

ポリイソシアネート前駆体の平均イソシアネート官能基数(ポリイソシアネート前駆体1分子が有するイソシアネート基の、統計的な平均数)は、架橋性を高くする観点から、2.5以上が好ましく、ポリイソシアネート組成物の溶剤等への溶解性を良くする観点から、20以下が好ましく、2.5以上10以下がより好ましく、2.5以上7以下がさらに好ましい。平均イソシアネート官能基数は、後述する実施例に記載の方法により測定する。 The average number of isocyanate functional groups of the polyisocyanate precursor (statistical average number of isocyanate groups contained in one molecule of the polyisocyanate precursor) is preferably 2.5 or more from the viewpoint of increasing the crosslinkability, and the polyisocyanate composition. From the viewpoint of improving the solubility in a solvent or the like, 20 or less is preferable, 2.5 or more and 10 or less is more preferable, and 2.5 or more and 7 or less is further preferable. The average number of isocyanate functional groups is measured by the method described in Examples described later.

ポリイソシアネート前駆体のイソシアネート基濃度は、5質量%以上25質量%以下であることが好ましく、10質量%以上24質量%以下であることがより好ましく、15質量%以上24質量%以下であることがさらに好ましい。イソシアネート基濃度は、後述する実施例に記載の方法により測定する。 The isocyanate group concentration of the polyisocyanate precursor is preferably 5% by mass or more and 25% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 24% by mass or less, and 15% by mass or more and 24% by mass or less. Is even more preferable. The isocyanate group concentration is measured by the method described in Examples described later.

≪ポリカーボネートジオール≫
本実施形態で用いるポリカーボネートジオールは、炭素数2〜20のジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種のジオールと、カーボネート化合物と、を共重合することにより得られる。
≪Polycarbonate diol≫
The polycarbonate diol used in the present embodiment is obtained by copolymerizing at least one diol selected from the group consisting of diols having 2 to 20 carbon atoms with a carbonate compound.

ポリカーボネートジオールの数平均分子量は、300以上4000以下が好ましく、400以上2500以下がより好ましく、500以上2000以下がさらに好ましい。数平均分子量が上記範囲内であることにより、柔軟性及び作業性がより優れる傾向にある。数平均分子量は、後述する実施例に記載の方法により測定する。 The number average molecular weight of the polycarbonate diol is preferably 300 or more and 4000 or less, more preferably 400 or more and 2500 or less, and further preferably 500 or more and 2000 or less. When the number average molecular weight is within the above range, flexibility and workability tend to be more excellent. The number average molecular weight is measured by the method described in Examples described later.

ポリカーボネートジオールは、2つのアルコール基と1つのカーボネート基が脱水縮合した構造単位を、繰り返し有する。また、ポリカーボネートジオールは、炭素数2以上20以下の第一のジオールと、炭素数2以上20以下の第二のジオール(以下、単に「2種のジオール」ともいう。)と、カーボネート化合物と、を共重合して得られるものが好ましい。これにより、作業性がより優れる傾向にある。 Polycarbonate diols repeatedly have structural units in which two alcohol groups and one carbonate group are dehydrated and condensed. Further, the polycarbonate diol includes a first diol having 2 or more and 20 or less carbon atoms, a second diol having 2 or more and 20 or less carbon atoms (hereinafter, also simply referred to as “two kinds of diols”), a carbonate compound, and the like. Is preferably obtained by copolymerizing. As a result, workability tends to be better.

ポリカーボネートジオールの製造方法としては、例えば、2種のジオールとカーボネート化合物とを脱アルコール反応及び/又は脱フェノール反応する方法、高分子量のポリカーボネートポリオールを2種のジオールを用いてエステル交換反応する方法が挙げられる。また、2種のジオールとカーボネート化合物とを反応する方法は、特に限定はなく公知の方法が挙げられ、H.Schnell著「Polymer Reviews 第9巻」(米国Interscience Publishers社より1964年に発行)の第9〜20頁に記載する種々の方法のいずれかを用いてもよい。 Examples of the method for producing the polycarbonate diol include a method of dealcoholizing and / or dephenolizing two kinds of diols and a carbonate compound, and a method of transesterifying a high molecular weight polycarbonate polyol with two kinds of diols. Can be mentioned. The method for reacting the two types of diols with the carbonate compound is not particularly limited, and known methods can be mentioned. Any of the various methods described on pages 9-20 of Schnell's "Polymer Reviews Vol. 9" (published by Interscience Publishing, Inc., USA, 1964) may be used.

2種のジオールとして、具体的には、脂肪族ジオール及び芳香族ジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種のジオールが挙げられる。これらのなかでも、2つの水酸基を有し、炭素数が2以上20以下のアルキレングリコールが好ましい。当該アルキレングリコールを用いることにより、ポリイソシアネート組成物を塗膜としたときの耐候性及び耐薬品性がより優れる傾向にある。ここで「アルキレン」とは、分岐を有していてもよく、脂環構造を含んでいてもよいものをいう。これらのジオールは、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of the two diols include at least one diol selected from the group consisting of aliphatic diols and aromatic diols. Among these, an alkylene glycol having two hydroxyl groups and having 2 or more and 20 or less carbon atoms is preferable. By using the alkylene glycol, the weather resistance and chemical resistance when the polyisocyanate composition is used as a coating film tend to be more excellent. Here, the term "alkylene" refers to one that may have a branch and may contain an alicyclic structure. These diols may be used alone or in combination of two or more.

2種のジオールとして、より具体的には、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、1,2−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、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、2−エチル−1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−1,3プロパンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、2,2’−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−プロパン、p−キシリレンジオール、p−テトラクロロキシリレンジオール、1,4−ジメチロールシクロヘキサン、ビスヒドロキシメチルテトラヒドロフラン、ジ(2−ヒドロキシエチル)ジメチルヒダントイン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、2,6’−ジヒドロキシエチルヘキシルエーテル、2,4’−ジヒドロキシエチルブチルエーテル、2,5’−ジヒドロキシエチルペンチルエーテル、2,3’−ジヒドロキシ−2’,2’−ジメチルエチルプロピルエーテル、チオグリコールが挙げられる。
これらの中でも、炭素数2以上11以下のジオールが好ましく、炭素数3以上6以下のジオールがより好ましい。
More specifically, as two kinds of diols, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 2-ethyl-1,6-hexanediol, 2-methyl- 1,3 propanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,3-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 2,2'-bis (4-hydroxycyclohexyl) -propane, p-Xylylenediol, p-tetrachloroxylylenediol, 1,4-dimethylolcyclohexane, bishydroxymethyltetrahexane, di (2-hydroxyethyl) dimethylhydantoin, diethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol , 2,6'-Dihydroxyethylhexyl ether, 2,4'-dihydroxyethylbutyl ether, 2,5'-dihydroxyethylpentyl ether, 2,3'-dihydroxy-2', 2'-dimethylethylpropyl ether, thioglycol Can be mentioned.
Among these, a diol having 2 or more and 11 or less carbon atoms is preferable, and a diol having 3 or more and 6 or less carbon atoms is more preferable.

2種のジオールの組み合わせとしては、炭素数5のジオールと炭素数6のジオールとの組み合わせ、炭素数4のジオールの2種以上の異性体の組み合わせ、及び炭素数4のジオールと炭素数6のジオールとの組み合わせが好ましい。このような2種のジオールを用いることにより、ポリイソシアネート組成物を塗膜としたときの伸展性、耐熱性、及び耐水性(耐加水分解性)がより優れる傾向にある。このような2種のジオールの組合せとして、具体的には、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、及び2−メチル−1,3プロパンジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種の組合せが好ましく、1,6−ヘキサンジオールと1,5−ペンタンジオールの組合せ、1,6−ヘキサンジオールと1,4−ブタンジオールの組合せ、1,4−ブタンジオールと2−メチル−1,3プロパンジオールの組合せがより好ましい。 The combination of the two diols includes a combination of a diol having 5 carbon atoms and a diol having 6 carbon atoms, a combination of two or more isomers of a diol having 4 carbon atoms, and a diol having 4 carbon atoms and 6 carbon atoms. The combination with diol is preferable. By using these two types of diols, the extensibility, heat resistance, and water resistance (hydrolysis resistance) when the polyisocyanate composition is used as a coating film tend to be more excellent. As a combination of such two kinds of diols, specifically, a group consisting of 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, and 2-methyl-1,3 propanediol. At least one combination selected from the above is preferable, with a combination of 1,6-hexanediol and 1,5-pentanediol, a combination of 1,6-hexanediol and 1,4-butanediol, and 1,4-butanediol. A combination of 2-methyl-1,3-propanediol is more preferred.

カーボネート化合物として、具体的には、アルキレンカーボネート、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート、及びホスゲンが挙げられ、より具体的には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジフェニルカーボネートが挙げられる。これらの中でも、製造の容易さの観点から、ジエチルカーボネートが好ましい。 Specific examples of the carbonate compound include alkylene carbonate, dialkyl carbonate, diaryl carbonate, and phosgene, and more specific examples thereof include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate, and diphenyl carbonate. .. Among these, diethyl carbonate is preferable from the viewpoint of ease of production.

{用途}
本実施形態に係る製造方法により得られるポリイソシアネート組成物は、例えば、塗料組成物、粘着剤組成物、接着剤組成物、注型剤組成物等の硬化性組成物;繊維処理剤等の各種表面処理剤組成物;各種エラストマー組成物;発泡体組成物等の架橋剤;改質剤;添加剤として用いられる。
{Use}
The polyisocyanate composition obtained by the production method according to the present embodiment is, for example, a curable composition such as a coating composition, a pressure-sensitive adhesive composition, an adhesive composition, a casting composition, and various kinds of fiber treatment agents. Surface treatment agent composition; various elastomer compositions; cross-linking agent such as foam composition; modifier; additive.

塗料組成物としては、例えば、ロール塗装、カーテンフロー塗装、スプレー塗装、静電塗装、ベル塗装により、各種素材に、プライマー、中塗り、及び上塗りとして好適に用いられる。また、この塗料組成物は、さらに、防錆鋼板を含むプレコートメタル、自動車塗装、プラスチック塗装に、美粧性、耐候性、耐酸性、防錆性、耐チッピング性、密着性等を付与するために、好適に用いられる。 The coating composition is preferably used as a primer, an intermediate coating, and a top coating on various materials by, for example, roll coating, curtain flow coating, spray coating, electrostatic coating, and bell coating. In addition, this coating composition further imparts cosmetic properties, weather resistance, acid resistance, rust resistance, chipping resistance, adhesion, etc. to pre-coated metals including rust-preventive steel sheets, automobile coatings, and plastic coatings. , Suitable for use.

粘着剤組成物及び接着剤組成物としては、例えば、自動車、建材、家電、木工、太陽電池用積層体が挙げられる。これらの中でも、テレビ、パソコン、デジタルカメラ、携帯電話等の家電の液晶ディスプレイ用等の光学部材は、各種機能を発現するため、各種被着体のフィルム及びプレートを積層させる必要がある。よって、各種被着体のフィルム及びプレート間には十分な粘着性又は接着性が要求されることから、本実施形態の粘着剤組成物、接着剤組成物の使用例として好ましい。 Examples of the pressure-sensitive adhesive composition and the pressure-sensitive adhesive composition include automobiles, building materials, home appliances, woodworking, and laminates for solar cells. Among these, optical members for liquid crystal displays of home appliances such as televisions, personal computers, digital cameras, and mobile phones need to be laminated with films and plates of various adherends in order to exhibit various functions. Therefore, since sufficient adhesiveness or adhesiveness is required between the films and plates of various adherends, it is preferable as an example of using the pressure-sensitive adhesive composition and the adhesive composition of the present embodiment.

硬化性組成物が用いられうる被着体としては、例えば、ガラス;アルミニウム、鉄、亜鉛鋼板、銅、ステンレスのような各種金属;木材、紙、モルタル、石材のような多孔質部材;フッ素塗装、ウレタン塗装、アクリルウレタン塗装等がされた部材;シリコーン系硬化物、変性シリコーン系硬化物、ウレタン系硬化物等のシーリング材硬化物;塩化ビニル、天然ゴム、合成ゴム等のゴム類;天然皮革、人工皮革等の皮革類;植物系繊維、動物系繊維、炭素繊維、ガラス繊維などの繊維類;不織布、ポリエステル、アクリル、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、ポリオレフィン等の樹脂類のフィルム及びプレート;紫外線硬化型アクリル樹脂層、印刷インキ、UVインキ等のインキ類が挙げられる。 As the adherend to which the curable composition can be used, for example, glass; various metals such as aluminum, iron, zinc steel plate, copper and stainless steel; porous members such as wood, paper, mortar and stone; fluorine coating , Urethane coating, acrylic urethane coating, etc .; Sealant cured product such as silicone-based cured product, modified silicone-based cured product, urethane-based cured product; Rubbers such as vinyl chloride, natural rubber, synthetic rubber; Natural leather , Artificial leather and other leathers; Plant-based fibers, animal-based fibers, carbon fibers, glass fibers and other fibers; Non-woven fabrics, polyesters, acrylics, polycarbonates, triacetyl celluloses, polyolefins and other resins films and plates; UV curing Examples thereof include a mold acrylic resin layer, printing ink, and inks such as UV ink.

以下に、具体的な実施例及び比較例を示して本実施形態をより詳しく説明するが、本実施形態はその要旨を超えない限り、以下の実施例及び比較例によって何ら限定されるものではない。実施例及び比較例における、各種の物性及び評価は、以下のとおり測定及び評価した。 Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail with reference to specific examples and comparative examples, but the present embodiment is not limited to the following examples and comparative examples as long as the gist of the present embodiment is not exceeded. .. Various physical properties and evaluations in Examples and Comparative Examples were measured and evaluated as follows.

(物性1)収率
ポリイソシアネート前駆体を試料として、反応液屈折率の測定により、ポリイソシアネート前駆体の収率を求めた。
(Physical characteristics 1) Yield Using the polyisocyanate precursor as a sample, the yield of the polyisocyanate precursor was determined by measuring the refractive index of the reaction solution.

(物性2)粘度
ポリイソシアネート前駆体を試料として、ポリイソシアネート前駆体の25℃における粘度を、E型粘度計 RE−80U(東機産業社製)を用いて求めた。測定に際しては、標準ローター(1°34’×R24)を用いた。回転数は、以下の通りで設定した。
100r.p.m.( 128mPa.s未満の場合)
50r.p.m.( 128mPa.s以上 256mPa.s未満の場合)
20r.p.m.( 256mPa.s以上 640mPa.s未満の場合)
10r.p.m.( 640mPa.s以上 1280mPa.s未満の場合)
5r.p.m.( 1280mPa.s以上 2560mPa.s未満の場合)
2.5r.p.m.( 2560mPa.s以上 5120mPa.s未満の場合)
1.0r.p.m.( 5120mPa.s以上10240mPa.s未満の場合)
0.5r.p.m.(10240mPa.s以上20480mPa.s未満の場合)
(Physical Properties 2) Viscosity Using the polyisocyanate precursor as a sample, the viscosity of the polyisocyanate precursor at 25 ° C. was determined using an E-type viscometer RE-80U (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.). A standard rotor (1 ° 34'x R24) was used for the measurement. The rotation speed was set as follows.
100r. p. m. (If less than 128 mPa.s)
50r. p. m. (When 128 mPa.s or more and less than 256 mPa.s)
20r. p. m. (When 256 mPa.s or more and less than 640 mPa.s)
10r. p. m. (When 640 mPa.s or more and less than 1280 mPa.s)
5r. p. m. (When 1280 mPa.s or more and less than 2560 mPa.s)
2.5r. p. m. (When it is 2560 mPa.s or more and less than 5120 mPa.s)
1.0r. p. m. (When 5120 mPa.s or more and less than 10240 mPa.s)
0.5r. p. m. (When 10240 mPa.s or more and less than 20480 mPa.s)

(物性3)イソシアネート基濃度
三角フラスコにポリイソシアネート前駆体1〜3gを精秤し(Wg)、その後トルエン20mlを添加し、ポリイソシアネートを溶解する。その後、2規定のジ−n−ブチルアミンのトルエン溶液10mlを添加し、混合後、15分間室温放置する。イソプロピルアルコール70mlを加え、混合する。この液を1規定塩酸溶液(ファクターF)で、指示薬に滴定する。この滴定値を(V2ml)とし、同様の操作をポリイソシアネートなしで行い、この滴定値を(V1ml)とし、下記式(1)からポリイソシアネートのイソシアネート基含有量を算出した。
イソシアネート基含有量(質量%)=(V1−V2)×F×42/(W×1000)×100 ・・・(1)
(Physical characteristics 3) Isocyanate group concentration 1-3 g of polyisocyanate precursor is precisely weighed (Wg) in an Erlenmeyer flask, and then 20 ml of toluene is added to dissolve the polyisocyanate. Then, 10 ml of a toluene solution of 2N-butylamine is added, and after mixing, the mixture is left at room temperature for 15 minutes. Add 70 ml of isopropyl alcohol and mix. This solution is titrated into an indicator with a 1N hydrochloric acid solution (Factor F). The titration value was set to (V2 ml), the same operation was performed without polyisocyanate, and the titration value was set to (V1 ml), and the isocyanate group content of the polyisocyanate was calculated from the following formula (1).
Isocyanate group content (mass%) = (V1-V2) x F x 42 / (W x 1000) x 100 ... (1)

(物性4)ポリイソシアネート前駆体の数平均分子量
ポリイソシアネート前駆体を試料として、ポリイソシアネート前駆体の数平均分子量を、下記の装置を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフ測定による、ポリスチレン基準の数平均分子量として求めた。
装置:HLC−802A(東ソー社製)
カラム:G1000HXL×1本(東ソー社製)
G2000HXL×1本(東ソー社製)
G3000HXL×1本(東ソー社製)
キャリアー:テトラハイドロフラン
流速:0.6mL/分
試料濃度:1.0質量%
注入量:20μL
温度:40℃
検出方法:示差屈折計
(Physical characteristics 4) Number average molecular weight of polyisocyanate precursor Using polyisocyanate precursor as a sample, the number average molecular weight of polyisocyanate precursor is measured by gel permeation chromatograph using the following device, and the number average molecular weight is based on polystyrene. Asked as.
Equipment: HLC-802A (manufactured by Tosoh)
Column: G1000HXL x 1 (manufactured by Tosoh)
G2000HXL x 1 (manufactured by Tosoh)
G3000HXL x 1 (manufactured by Tosoh)
Carrier: Tetrahydrofuran Flow velocity: 0.6 mL / min Sample concentration: 1.0 mass%
Injection volume: 20 μL
Temperature: 40 ° C
Detection method: Differential refractometer

(物性5)平均イソシアネート官能基数
ポリイソシアネート前駆体またはポリイソシアネート組成物を試料として、下記式(2)により、イソシアネート平均官能基数を求めた。
イソシアネート平均官能基数=ポリイソシアネート数平均分子量(Mn)×イソシアネート基含有量(質量%)×0.01)/42 ・・・(2)
(Physical characteristics 5) Average number of isocyanate functional groups Using a polyisocyanate precursor or a polyisocyanate composition as a sample, the average number of isocyanate functional groups was determined by the following formula (2).
Average number of isocyanate groups = average number of polyisocyanates Molecular weight (Mn) x isocyanate group content (mass%) x 0.01) / 42 ... (2)

(物性6)アロファネート基/ウレタン基の官能基数の比率
ポリイソシアネート組成物を試料として、Bruker社製FT−NMR AVANCE600を用いて、重クロロホルムCDClを溶媒に、濃度5質量%、600MHz、積算回数256回で、プロトン核磁気共鳴スペクトルを測定し、イソシアヌレート基、ウレタン基の官能基数の比率を確認した。HDI由来のβ位、γ位の全プロトンを基準として、アロファネート基は8.60ppm付近のアロファネート結合の窒素に結合した水素原子のシグナルの面積比、ウレタン基は4.70ppm付近のウレタン結合の窒素に結合した水素原子のシグナルの面積比を測定し、比率を求めた。
(Physical Properties 6) Ratio of Number of Functional Groups of Alofanate Group / Urethane Group Using a polyisocyanate composition as a sample, using FT-NMR AVANCE 600 manufactured by Bruker, deuterated chloroform CDCl 3 as a solvent, concentration 5% by mass, 600 MHz, number of integrations The proton nuclear magnetic resonance spectrum was measured 256 times to confirm the ratio of the number of functional groups of the isocyanate group and the urethane group. Based on all the β- and γ-position protons derived from HDI, the allophanate group is the signal area ratio of the hydrogen atom bonded to the allophanate-bonded nitrogen around 8.60 ppm, and the urethane group is the urethane-bonded nitrogen around 4.70 ppm. The area ratio of the signal of the hydrogen atom bonded to was measured, and the ratio was determined.

(物性7)ポリカーボネートジオールの数平均分子量
ポリカーボネートジオールを試料として、ポリカーボネートジオールの数平均分子量を、下記式(3)により求めた。なお、ポリカーボネートジオールの水酸基価は、下記の((物性8)により求めた。
数平均分子量=2/(ポリカーボネートジオールの水酸基価×10−3/56.11) ・・・(3)
(Physical Properties 7) Number Average Molecular Weight of Polycarbonate Diol Using the polycarbonate diol as a sample, the number average molecular weight of the polycarbonate diol was calculated by the following formula (3). The hydroxyl value of the polycarbonate diol was determined by the following ((Physical characteristics 8).
Number average molecular weight = 2 / (hydroxyl value of polycarbonate diol x 10-3 / 56.11) ... (3)

(物性8)ポリカーボネートジオールの水酸基価
ポリカーボネートジオールを試料として、ポリカーボネートジオールの水酸基価は、JIS K 0070:1992に従い求めた。具体的には、無水酢酸12.5gをピリジン50mLでメスアップしアセチル化試薬を調製した。次に、100mLナスフラスコに、合成例で製造したポリカーボネートジオールを2.5〜5.0g精秤した。ナスフラスコに、アセチル化試薬5mLとトルエン10mLをホールピペットで添加後、冷却管を取り付けて、100℃で1hr撹拌加熱した。蒸留水2.5mLをホールピペットで添加し、さらに10min加熱撹拌した。2〜3分冷却後、エタノールを12.5mL添加し、指示薬としてフェノールフタレインを2〜3滴入れた後に、0.5mol/Lエタノール性水酸化カリウムで滴定した。
一方で、空試験として、アセチル化試薬5mL、トルエン10mL、蒸留水2.5mLを100mLナスフラスコに入れ、10分間加熱撹拌した後、同様に滴定を行った。この結果をもとに、下記式(4)で水酸基価を計算した。
OH価(mg−KOH/g)={(b−a)×28.05×f}/e ・・・(4)
式(4)中、aは、サンプルの滴定量(mL)を表し、bは、空試験の滴定量(mL)を表し、eは、サンプル質量(g)を表し、fは、滴定液のファクターを表す。
(Physical Properties 8) Hydroxyl Value of Polycarbonate Diol Using the polycarbonate diol as a sample, the hydroxyl value of the polycarbonate diol was determined according to JIS K 0070: 1992. Specifically, 12.5 g of acetic anhydride was added to 50 mL of pyridine to prepare an acetylation reagent. Next, 2.5 to 5.0 g of the polycarbonate diol produced in the synthetic example was precisely weighed in a 100 mL eggplant flask. After adding 5 mL of the acetylation reagent and 10 mL of toluene to the eggplant flask with a whole pipette, a cooling tube was attached, and the mixture was stirred and heated at 100 ° C. for 1 hr. 2.5 mL of distilled water was added with a whole pipette, and the mixture was further heated and stirred for 10 minutes. After cooling for 2 to 3 minutes, 12.5 mL of ethanol was added, and 2 to 3 drops of phenolphthalein was added as an indicator, and then titrated with 0.5 mol / L ethanolic potassium hydroxide.
On the other hand, as a blank test, 5 mL of the acetylation reagent, 10 mL of toluene, and 2.5 mL of distilled water were placed in a 100 mL eggplant flask, heated and stirred for 10 minutes, and then titrated in the same manner. Based on this result, the hydroxyl value was calculated by the following formula (4).
OH value (mg-KOH / g) = {(ba) x 28.05 x f} / e ... (4)
In formula (4), a represents the titration amount (mL) of the sample, b represents the titration amount (mL) of the blank test, e represents the sample mass (g), and f represents the titration solution. Represents a factor.

(物性9)ポリカーボネートジオールの共重合組成
ポリカーボネートジオールを試料として、ポリカーボネートジオールの共重合組成を、以下のように測定した。100mLのナスフラスコにサンプルを1g取り、エタノール30g、水酸化カリウム4gを入れて、100℃で1hr反応した。室温まで冷却後、指示薬にフェノールフタレインを2〜3滴添加し、塩酸で中和した。冷蔵庫で1hr冷却後、沈殿した塩を濾過で除去し、ガスクロマトグラフィーにより分析を行った。分析は、カラムとしてDB−WAX(J&W製)をつけたガスクロマトグラフィーGC−14B(島津製作所製)を用い、ジエチレングリコールジエチルエステルを内標として、検出器をFIDとして行った。なお、カラムの昇温プロファイルは、60℃で5分保持した後、10℃/minで250℃まで昇温した。
(Physical Properties 9) Copolymerization Composition of Polycarbonate Diol Using the polycarbonate diol as a sample, the copolymerization composition of the polycarbonate diol was measured as follows. 1 g of a sample was taken in a 100 mL eggplant flask, 30 g of ethanol and 4 g of potassium hydroxide were added, and the reaction was carried out at 100 ° C. for 1 hr. After cooling to room temperature, 2-3 drops of phenolphthalein was added to the indicator and neutralized with hydrochloric acid. After cooling in a refrigerator for 1 hr, the precipitated salt was removed by filtration and analyzed by gas chromatography. The analysis was performed using gas chromatography GC-14B (manufactured by Shimadzu Corporation) equipped with DB-WAX (manufactured by J & W) as a column, using diethylene glycol diethyl ester as an internal standard, and using a detector as a FID. The temperature rise profile of the column was maintained at 60 ° C. for 5 minutes and then heated to 250 ° C. at 10 ° C./min.

〔合成例1〕ポリイソシアネート前駆体a
撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素吹き込み管、滴下ロートを取り付けた4ツ口フラスコ内を窒素雰囲気にし、HDI:1000gを仕込み、撹拌下反応器内温度を70℃に保持した。これにテトラメチルアンモニウムカプリエートを加え、収率が25%になった時点で燐酸を添加し反応を停止した。反応液をろ過した後、薄膜蒸発缶を用いて未反応のHDIを除去し、ポリイソシアネート前駆体aを得た。得られたポリイソシアネート前駆体aは実質的にアロファネート基を含まず、25℃における粘度は1300mPa・s、イソシアネート基濃度は23.1%、数平均分子量は590、平均イソシアネート官能基数は3.0であった。
[Synthesis Example 1] Polyisocyanate precursor a
The inside of a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen blowing tube, and a dropping funnel was made into a nitrogen atmosphere, HDI: 1000 g was charged, and the temperature inside the reactor was maintained at 70 ° C. under stirring. Tetramethylammonium capriate was added thereto, and when the yield reached 25%, phosphoric acid was added to stop the reaction. After filtering the reaction solution, unreacted HDI was removed using a thin film evaporator to obtain a polyisocyanate precursor a. The obtained polyisocyanate precursor a is substantially free of allophanate groups, has a viscosity at 25 ° C. of 1300 mPa · s, an isocyanate group concentration of 23.1%, a number average molecular weight of 590, and an average number of isocyanate functional groups of 3.0. Met.

〔合成例2〕ポリイソシアネート前駆体b
合成例1と同様の装置で、HDI:1000g、イソブタノール:1.5gを仕込み、撹拌下反応器内温度を70℃に保持した。これにテトラメチルアンモニウムカプリエートを加え、収率が20%になった時点で燐酸を添加し反応を停止し、次いで160℃で1時間反応液を加熱した。反応液をろ過した後、薄膜蒸発缶を用いて未反応のHDIを除去し、ポリイソシアネート前駆体bを得た。得られたポリイソシアネート前駆体bは実質的にアロファネート基を含まず、25℃における粘度は500mPa・s、イソシアネート基濃度は23.2%、数平均分子量は540、平均イソシアネート官能基数は3.0であった。
[Synthesis Example 2] Polyisocyanate precursor b
In the same apparatus as in Synthesis Example 1, 1000 g of HDI and 1.5 g of isobutanol were charged, and the temperature inside the reactor was maintained at 70 ° C. under stirring. Tetramethylammonium capriate was added thereto, and when the yield reached 20%, phosphoric acid was added to stop the reaction, and then the reaction solution was heated at 160 ° C. for 1 hour. After filtering the reaction solution, unreacted HDI was removed using a thin film evaporator to obtain a polyisocyanate precursor b. The obtained polyisocyanate precursor b is substantially free of allophanate groups, has a viscosity at 25 ° C. of 500 mPa · s, an isocyanate group concentration of 23.2%, a number average molecular weight of 540, and an average number of isocyanate functional groups of 3.0. Met.

〔合成例3〕ポリカーボネートジオールA
攪拌機、温度計、頭頂に還流ヘッドを有する真空ジャケット付きオルダーショウを備えた2Lセパラブルフラスコに、1,5−ペンタンジオール382g、1,6−ヘキサンジオール433g、エチレンカーボネート650gを仕込み、70℃で撹拌溶解した後、触媒として酢酸鉛三水和物を0.015g入れた。175℃に設定したオイルバスで加熱し、フラスコの内温140℃、真空度1.0〜1.5kPaで、還流ヘッドから還流比4で留分の一部を抜きながら、12時間反応した。その後、オルダーショウを単蒸留装置に取り替え、180℃に設定したオイルバスで加熱し、フラスコの内温140〜150℃、真空度を0.5kPaまで落として、セパラブルフラスコ内に残った、ジオールとエチレンカーボネートを除去した。その後、オイルバスの設定を185℃に上げ、フラスコの内温160〜165℃で、生成するジオールを除去しながら、さらに4時間反応した。この反応により、常温で粘稠な液体のポリカーボネートジオールAが得られた。得られたポリカーボネートジオールAの水酸基価は56.1(分子量2000)、共重合組成は1,5−ペンタンンジオール/1,6−ヘキサンジオール=50/50(モル比)であった。
[Synthesis Example 3] Polycarbonate Diol A
382 g of 1,5-pentanediol, 433 g of 1,6-hexanediol, and 650 g of ethylene carbonate were placed in a 2 L separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, and an older show with a vacuum jacket having a reflux head on the crown, and stirred at 70 ° C. After dissolution, 0.015 g of lead acetate trihydrate was added as a catalyst. The mixture was heated in an oil bath set at 175 ° C., and reacted for 12 hours at an internal temperature of 140 ° C. in a flask and a vacuum degree of 1.0 to 1.5 kPa while removing a part of the distillate from the reflux head at a reflux ratio of 4. After that, the older show was replaced with a simple distillation apparatus, heated in an oil bath set at 180 ° C., the internal temperature of the flask was 140 to 150 ° C., the degree of vacuum was lowered to 0.5 kPa, and the diol remaining in the separable flask was used. Ethylene carbonate was removed. Then, the setting of the oil bath was raised to 185 ° C., and the reaction was carried out at an internal temperature of 160 to 165 ° C. of the flask for another 4 hours while removing the diol produced. By this reaction, a liquid polycarbonate diol A which is viscous at room temperature was obtained. The obtained polycarbonate diol A had a hydroxyl value of 56.1 (molecular weight 2000) and a copolymer composition of 1,5-pentanediol / 1,6-hexanediol = 50/50 (molar ratio).

〔合成例4〕ポリカーボネートジオールB
合成例3において、オルダーショウを単蒸留装置に取り替えた後、オイルバスの設定を185℃に上げ、フラスコの内温を160〜165℃にして、生成するジオールを除去する時間を2.3時間にしたこと以外は、合成例3と同様の方法でポリカーボネートジオールBを合成した。得られたポリカーボネートジオールBの水酸基価は113.2(分子量1000)、共重合組成は1,5−ペンタンジオール/1,6−ヘキサンジオール=50/50(モル比)であった。
[Synthesis Example 4] Polycarbonate Diol B
In Synthesis Example 3, after replacing the polycarbonate with a simple distillation apparatus, the setting of the oil bath was raised to 185 ° C., the internal temperature of the flask was set to 160 to 165 ° C., and the time for removing the produced diol was set to 2.3 hours. Polycarbonate diol B was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 3 except for the above. The obtained polycarbonate diol B had a hydroxyl value of 113.2 (molecular weight 1000) and a copolymer composition of 1,5-pentanediol / 1,6-hexanediol = 50/50 (molar ratio).

〔合成例5〕ポリカーボネートジオールC
合成例3において、オルダーショウを単蒸留装置に取り替えた後、オイルバスの設定を185℃に上げ、フラスコの内温を160〜165℃にして、生成するジオールを除去する時間を1.5時間にしたこと以外は、合成例3と同様の方法でポリカーボネートジオールCを合成した。得られたポリカーボネートジオールCの水酸基価は224.4(分子量500)、共重合組成は1,5−ペンタンンジオール/1,6−ヘキサンジオール=50/50(モル比)であった。
[Synthesis Example 5] Polycarbonate Diol C
In Synthesis Example 3, after replacing the polycarbonate with a simple distillation apparatus, the setting of the oil bath was raised to 185 ° C., the internal temperature of the flask was set to 160 to 165 ° C., and the time for removing the produced diol was set to 1.5 hours. Polycarbonate diol C was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 3 except for the above. The obtained polycarbonate diol C had a hydroxyl value of 224.4 (molecular weight 500) and a copolymer composition of 1,5-pentanediol / 1,6-hexanediol = 50/50 (molar ratio).

〔実施例1〕ポリイソシアネート組成物
[第一の工程]
合成例1と同様の反応器に、合成例1で得られたポリイソシアネート前駆体a100.0g、合成例4で得られたポリカーボネートジオールB54.3g、を入れ、90℃で2時間ウレタン化反応を行った。
[第二の工程]
次に、アロファネート化触媒2−エチルヘキサン酸ジルコニウム(20%2−エチルヘキサノール溶液)0.05gを仕込み、窒素雰囲気下、130℃、3時間保持し、アロファネート化反応を行った。その後、酢酸n−ブチル66.4gを添加し、実施例1のポリイソシアネート組成物を得た。得られたポリイソシアネート組成物の、アロファネート基とウレタン基のモル比は20:80、イソシアネート平均官能基数は4.5であった。
[Example 1] Polyisocyanate composition [First step]
In the same reactor as in Synthesis Example 1, 100.0 g of the polyisocyanate precursor a obtained in Synthesis Example 1 and 54.3 g of the polycarbonate diol B obtained in Synthesis Example 4 were placed, and the urethanization reaction was carried out at 90 ° C. for 2 hours. went.
[Second step]
Next, 0.05 g of an allophanation catalyst zirconium 2-ethylhexanoate (20% 2-ethylhexanol solution) was charged and kept at 130 ° C. for 3 hours under a nitrogen atmosphere to carry out an allophanation reaction. Then, 66.4 g of n-butyl acetate was added to obtain the polyisocyanate composition of Example 1. The obtained polyisocyanate composition had a molar ratio of allophanate group to urethane group of 20:80 and an average number of isocyanate groups of 4.5.

〔比較例1〕ポリイソシアネート組成物
合成例1と同様の反応器に、合成例1で得られたポリイソシアネート前駆体a100.0g、合成例4で得られたポリカーボネートジオールB54.3gを仕込み、窒素雰囲気下、100℃、3時間保持した。その後、酢酸n−ブチル66.3gを添加し、比較例1のポリイソシアネート組成物を得た。得られたポリイソシアネート組成物の、アロファネート基とウレタン基のモル比は0:100、イソシアネート平均官能基数は3.5であった。
[Comparative Example 1] Polyisocyanate Composition In the same reactor as in Synthesis Example 1, 100.0 g of the polyisocyanate precursor a obtained in Synthesis Example 1 and 54.3 g of the polycarbonate diol B obtained in Synthesis Example 4 were charged, and nitrogen was charged. It was kept at 100 ° C. for 3 hours in an atmosphere. Then, 66.3 g of n-butyl acetate was added to obtain the polyisocyanate composition of Comparative Example 1. The molar ratio of allophanate group to urethane group of the obtained polyisocyanate composition was 0: 100, and the average number of isocyanate groups was 3.5.

〔実施例2〜4〕ポリイソシアネート組成物
表1記載のポリイソシアネート前駆体とポリカーボネートジオールの種類、酢酸n−ブチルの量を表1の通りに変更した以外は、実施例1と同様の方法で第一の工程と、第二の工程を行った。得られたポリイソシアネート組成物の、アロファネート基とウレタン基のモル比、イソシアネート平均官能基数は、表1記載のとおりである。
[Examples 2 to 4] Polyisocyanate composition The same method as in Example 1 except that the types of the polyisocyanate precursor and the polycarbonate diol shown in Table 1 and the amount of n-butyl acetate were changed as shown in Table 1. The first step and the second step were performed. The molar ratio of allophanate group to urethane group and the average number of isocyanate groups in the obtained polyisocyanate composition are as shown in Table 1.

〔比較例2〜3〕ポリイソシアネート組成物
表1記載のポリイソシアネート前駆体とポリカーボネートジオール、親水基、酢酸n−ブチルの種類及び量を用いた以外は、比較例1と同様の方法で反応させた。得られたポリイソシアネート組成物の、アロファネート基とウレタン基のモル比、イソシアネート平均官能基数は、表1記載のとおりである。
[Comparative Examples 2 to 3] Polyisocyanate Composition The polyisocyanate precursor shown in Table 1 was reacted in the same manner as in Comparative Example 1 except that the types and amounts of polycarbonate diol, hydrophilic group and n-butyl acetate were used. It was. The molar ratio of allophanate group to urethane group and the average number of isocyanate groups in the obtained polyisocyanate composition are as shown in Table 1.

<評価方法>
(評価1)乾燥性の評価方法
上記実施例1〜4、比較例1〜3のそれぞれのポリイソシアネート組成物に対し、SETALUX1767(アクリルポリオール Nuplex resins社製、水酸基濃度4.5%(樹脂基準)、樹脂固形分65%)を、官能基比率(NCO/OH)=1.0となるように配合し、酢酸n−ブチルで固形分50質量%に希釈した。得られた塗料組成物を、ガラス板に樹脂膜厚40μmになるようにアプリケーター塗装した。23℃、1時間毎に、塗膜にコットンボールを乗せ、その上に100gの分銅を60秒間置いた。その後、分銅とコットンボールを取り除き、塗膜上に残ったコットン跡を観察し、コットン残りがなくなるまでの時間を計測した。その結果を表1に記載する。
<Evaluation method>
(Evaluation 1) Evaluation method of dryness For each of the polyisocyanate compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, SETALUX 1767 (Acrylic polyol, manufactured by Nuplex resin, hydroxyl group concentration 4.5% (resin standard)). , Resin solid content 65%) was blended so that the functional group ratio (NCO / OH) = 1.0, and diluted with n-butyl acetate to a solid content of 50% by mass. The obtained coating composition was coated on a glass plate with an applicator so that the resin film thickness was 40 μm. A cotton ball was placed on the coating film every hour at 23 ° C., and a 100 g weight was placed on the coating film for 60 seconds. After that, the weight and the cotton ball were removed, the cotton traces remaining on the coating film were observed, and the time until the cotton residue disappeared was measured. The results are shown in Table 1.

(評価2)硬度の評価方法
上記乾燥性の評価方法と同様の実施例1〜4、比較例1〜3のそれぞれのポリイソシアネート組成物を、ガラス板に樹脂膜厚60μmになるようにアプリケーター塗装し、80℃で2時間加熱し、その後23℃で24時間放置することによりポリウレタン塗膜を得た。得られた塗膜をケーニッヒ硬度計(BYK Garder社製、商品名「Pendulum hardness tester」) を用いて測定した。その結果を表1に記載する。
(Evaluation 2) Evaluation method of hardness The polyisocyanate compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 similar to the above evaluation method of dryness are coated on a glass plate with an applicator so that the resin film thickness is 60 μm. Then, it was heated at 80 ° C. for 2 hours and then left at 23 ° C. for 24 hours to obtain a polyurethane coating film. The obtained coating film was measured using a König hardness tester (manufactured by BYK Garder, trade name "Pendulum hardness tester"). The results are shown in Table 1.

(評価3)降伏点応力の評価方法
塗装基材をポリプロピレン(PP)板に変更したこと以外は、上記硬度の評価方法で得られたポリウレタン塗膜と同様の塗膜を作製し、その後PP板から剥離させることでポリウレタン樹脂フィルムを得た。
(Evaluation 3) Evaluation method of yield point stress A coating film similar to the polyurethane coating film obtained by the above hardness evaluation method was prepared except that the coating base material was changed to a polypropylene (PP) plate, and then the PP plate was prepared. A polyurethane resin film was obtained by peeling from the film.

得られたポリウレタン樹脂フィルムを下記の装置を用いて評価した。
装置:TENSILON(テンシロン)RTE−1210(A&D(エー・アンド・デー)製)
引張スピード:20mm/min
試料寸法 :縦20mm×横10mm
温度:23℃
評価基準は、以下のとおりとした。その結果を表1に記載する。
◎:降伏点応力20MPa以上(降伏点応力が極めて高い)。
○:降伏点応力5MPa以上、20MPa未満(降伏点応力が高い)。
×:降伏点応力5MPa未満、または降伏点が無い。
The obtained polyurethane resin film was evaluated using the following apparatus.
Equipment: TENSILON RTE-1210 (manufactured by A & D)
Tensile speed: 20 mm / min
Sample dimensions: length 20 mm x width 10 mm
Temperature: 23 ° C
The evaluation criteria were as follows. The results are shown in Table 1.
⊚: Yield point stress is 20 MPa or more (yield point stress is extremely high).
◯: Yield point stress is 5 MPa or more and less than 20 MPa (yield point stress is high).
X: Yield point stress is less than 5 MPa, or there is no yield point.

Figure 0006845653
Figure 0006845653

上記結果に示した通り、本発明を適用した実施例1〜4は、いずれも塗膜の乾燥時間が2時間であり、短時間で乾燥した。さらに、本発明を適用した実施例1〜4は、いずれ充分な硬度を有し、降伏点応力の評価も良好であった。つまり、本発明を適用した実施例1〜4は、いずれも、塗膜としたときの乾燥性、硬度、降伏点応力が良好であった。
これに対し、本発明を適用しない比較例1〜3は、本発明を適用した実施例1〜4に対し、乾燥時間、硬度、降伏点応力の評価の少なくともいずれかが劣っていた。
なお、比較例2及び比較例3は、微量のアロファネート基の存在が確認されたが、これは、原料に用いたポリイソシアネート前駆体にもともと含まれているアロファネート基であると考えられる。


As shown in the above results, in all of Examples 1 to 4 to which the present invention was applied, the drying time of the coating film was 2 hours, and the coating film was dried in a short time. Further, Examples 1 to 4 to which the present invention was applied had sufficient hardness in the future, and the evaluation of the yield point stress was also good. That is, in all of Examples 1 to 4 to which the present invention was applied, the drying property, hardness, and yield point stress when formed into a coating film were good.
On the other hand, Comparative Examples 1 to 3 to which the present invention was not applied were inferior in at least one of the evaluation of drying time, hardness, and yield point stress to Examples 1 to 4 to which the present invention was applied.
In Comparative Example 2 and Comparative Example 3, the presence of a trace amount of allophanate group was confirmed, which is considered to be an allophanate group originally contained in the polyisocyanate precursor used as a raw material.


Claims (2)

脂肪族ジイソシアネート及び脂環族ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種のジイソシアネートから得られ、イソシアヌレート基を有するポリイソシアネート前駆体と、炭素数2〜20のジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種のジオール及びカーボネート化合物を重合したポリカーボネートジオールと、をウレタン化反応させる第一の工程と、
得られた反応生成物中のウレタン基をアロファネート化反応させる第二の工程と、
を有するポリイソシアネート組成物の製造方法であって、
前記ポリイソシアネート組成物のアロファネート基とウレタン基のモル比が10:90以上90:10以下であり、
前記ポリイソシアネート組成物の平均イソシアネート官能基数が4.0以上9.0以下である、製造方法
At least one selected from the group consisting of a polyisocyanate precursor having an isocyanurate group and a diol having 2 to 20 carbon atoms, which is obtained from at least one diisocyanate selected from the group consisting of an aliphatic diisocyanate and an alicyclic diisocyanate. The first step of urethanizing the polycarbonate diol obtained by polymerizing the diol and the carbonate compound of
The second step of allophanizing the urethane groups in the obtained reaction product, and
It is a method for producing a polyisocyanate composition having
The molar ratio of allophanate group to urethane group of the polyisocyanate composition is 10:90 or more and 90:10 or less.
A production method in which the average number of isocyanate functional groups of the polyisocyanate composition is 4.0 or more and 9.0 or less .
前記ジイソシアネートがヘキサメチレンジイソシアネートを含む、請求項1記載のポリイソシアネート組成物の製造方法。 The method for producing a polyisocyanate composition according to claim 1, wherein the diisocyanate contains hexamethylene diisocyanate.
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