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JP7690769B2 - Method for producing urethane prepolymer - Google Patents
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JP7690769B2 - Method for producing urethane prepolymer - Google Patents

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本開示は、ウレタンプレポリマーの製造方法に関する。 This disclosure relates to a method for producing a urethane prepolymer.

片末端に不飽和基を有する副生モノオール(以下、不飽和モノオールと記す)を多量に含むポリアルキレンオキシドが、ポリウレタンの原料として用いられている。しかしながら、このポリアルキレンオキシドを用いてポリウレタンを得ようとすると、イソシアネート化合物との反応に伴う硬化(固化)に時間を要して生産性が損なわれるという問題が生じる。 Polyalkylene oxides containing a large amount of by-product monools having an unsaturated group at one end (hereinafter referred to as unsaturated monools) are used as raw materials for polyurethanes. However, when attempting to obtain polyurethanes using these polyalkylene oxides, a problem arises in that the curing (solidification) associated with the reaction with an isocyanate compound takes time, impairing productivity.

更に、このような不飽和モノオールを多量に含むポリアルキレンオキシドから得られるポリウレタンは、高分子量になりづらく、引張破断伸びが小さく、引張破断強度も小さい。これに対して、不飽和モノオールを多量に含むポリアルキレンオキシドでも、イソシアネート基の平均官能基数が多いイソシアネート化合物と反応させることで高分子量のポリウレタンを得ることができる。しかしながら、この場合、ポリウレタンは直鎖状に高分子量化するのではなく、密な架橋構造を有する架橋体となるので、得られるポリウレタンは引張破断伸びが小さく、引張破断強度が小さくなってしまう。 Furthermore, polyurethanes obtained from polyalkylene oxides containing a large amount of such unsaturated monools are unlikely to have a high molecular weight, and have low tensile elongation at break and low tensile strength at break. In contrast, even polyalkylene oxides containing a large amount of unsaturated monools can be reacted with an isocyanate compound having a large average number of functional groups in the isocyanate group to obtain high molecular weight polyurethanes. However, in this case, the polyurethane does not become highly molecular weight in a linear chain, but becomes a crosslinked body with a dense crosslinked structure, so the resulting polyurethane has a low tensile elongation at break and low tensile strength at break.

一方、不飽和モノオールは比較的低分子量なので、不飽和モノオールが多量に含まれた従来のポリアルキレンオキシドを含む組成物は粘度が低く、それらの組成物からポリウレタンを得るために塗工機などで塗工した際には、塗工しやすいという利点がある。 On the other hand, since unsaturated mono-ols have a relatively low molecular weight, compositions containing conventional polyalkylene oxides that contain a large amount of unsaturated mono-ols have a low viscosity, and when these compositions are applied using a coating machine or the like to obtain polyurethane, they have the advantage of being easy to apply.

ここで、特許文献1は、不飽和モノオールが少ないポリアルキレンオキシドと芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド、1つの水酸基とエチレンオキシド残基を有するポリアルキレンオキシドを含むウレタン形成性組成物、およびそれを用いたウレタンプレポリマーを含むウレタン形成組成物を用いることで、塗工性と生産性が良好で、引張強度の高いポリウレタンが得られることを開示している。 Patent Document 1 discloses that a polyurethane having good coatability and productivity and high tensile strength can be obtained by using a urethane-forming composition containing a polyalkylene oxide with a low unsaturated monool content, a polyalkylene oxide having an aromatic amine residue, and a polyalkylene oxide having one hydroxyl group and an ethylene oxide residue, and a urethane-forming composition containing a urethane prepolymer using the same.

しかしながら、特許文献1に記載のこれらのポリウレタン形成性組成物、およびそれを用いたウレタンプレポリマーは、相溶化剤として働きやすい低分子量の不飽和モノオールが少ないポリアルキレンオキシドを必須成分とし、触媒活性を有する剛直な芳香族アミンポリオールを用いるため、特に不飽和モノオールが少ないポリアルキレンオキシドとの相溶性の悪化等により溶剤量等の反応条件次第で透明性が悪化しやすく、また粒子状の析出物やゲル状物の付着等が発生して製造の安定性や貯蔵安定性が十分ではない場合があった。 However, these polyurethane-forming compositions described in Patent Document 1 and the urethane prepolymers using them contain, as essential components, polyalkylene oxides with low levels of low-molecular-weight unsaturated monools that easily act as compatibilizers, and use rigid aromatic amine polyols with catalytic activity. Therefore, depending on the reaction conditions, such as the amount of solvent, transparency is likely to deteriorate due to poor compatibility, particularly with polyalkylene oxides with low levels of unsaturated monools, and particulate precipitates and adhesion of gel-like substances may occur, resulting in insufficient production stability and storage stability.

そのため、塗工性と生産性が良好で、剛直な芳香族アミンポリオールを用い強度の高い高透明のポリウレタンの形成に資するウレタンプレポリマーの製造方法であって、不飽和モノオールが少ないポリアルキレンオキシドの使用有無、撹拌や溶剤量等の反応条件によらず安定的に析出物やゲル状物がなく貯蔵安定性およびハンドリング性に優れ、硬化性や透明性が良好なウレタンプレポリマーを安定的に製造できる製造方法、およびそれにより得られる安定的に高透明で強度が高く表面タックが少ないポリウレタンの製造方法が求められていた。 Therefore, there was a demand for a method for producing a urethane prepolymer that has good coatability and productivity, uses a rigid aromatic amine polyol, and contributes to the formation of a strong, highly transparent polyurethane, and that can stably produce a urethane prepolymer that is free of precipitates or gel-like substances, has excellent storage stability and handleability, and has good curability and transparency, regardless of whether or not a polyalkylene oxide with a low unsaturated monool is used, and is independent of reaction conditions such as stirring and amount of solvent, and a method for producing the polyurethane obtained thereby that is stably highly transparent, has high strength, and has little surface tack.

特開2020-158551号公報JP 2020-158551 A

貯蔵安定性およびハンドリング性、硬化性に優れる高透明なウレタンプレポリマーを安定的に製造する製造方法、および高透明で強度が高く表面タックが少ないウレタン塗膜の製造方法を提供する。 The present invention provides a method for stably producing a highly transparent urethane prepolymer that has excellent storage stability, handling properties, and curing properties, and a method for producing a highly transparent urethane coating film that has high strength and little surface tack.

本発明の各態様は以下に示す[1]~[10]である。
[1]少なくとも、下記の(X)工程、(Y)工程を含む、ウレタンプレポリマー(E)の製造方法。
The embodiments of the present invention are as follows [1] to [10].
[1] A method for producing a urethane prepolymer (E), comprising at least the following steps (X) and (Y):

(X)工程;数平均分子量2000以上のポリアルキレンオキシド(A)を含むポリオールとポリイソシアネート(C)を、ポリオールの活性水素基の総量に対するポリイソシアネート(C)のNCO基の比率(NCO/OH比)が1.30~5.00の割合となる量比で混合し、NCO基末端のウレタンプレポリマー(D)を製造する工程。 Step (X): A step of mixing a polyol containing a polyalkylene oxide (A) having a number average molecular weight of 2000 or more with a polyisocyanate (C) in a ratio such that the ratio of NCO groups in the polyisocyanate (C) to the total amount of active hydrogen groups in the polyol (NCO/OH ratio) is 1.30 to 5.00 to produce an NCO-terminated urethane prepolymer (D).

(Y)工程;芳香族アミン残基を有する数平均分子量2000未満のポリアルキレンオキシド(B)を含むポリオールと(X)工程により製造したウレタンプレポリマー(D)を、前記(X)工程及び(Y)工程で混合するポリオールの活性水素基の総量に対する前記ポリイソシアネート(C)のNCO基の総量(NCO/OH比)が0.10~0.70の割合となる量比で混合し、活性水素基末端のウレタンプレポリマー(E)を製造する工程。
[2](Y)工程におけるポリアルキレンオキシド(B)が、炭素数2~10のアルキレンオキシド残基を有し、1分子中に活性水素基を2つ以上有する。[1]に記載のウレタンプレポリマー(E)の製造方法。
[3](Y)工程におけるポリアルキレンオキシド(B)が、4,4’-ジフェニルメタンジアミン残基、2,4-トリレンジアミン残基及び2,6-トリレンジアミン残基からなる群より選ばれる1種類以上の残基を含む、[1]又は[2]に記載のウレタンプレポリマー(E)の製造方法。
[4](X)工程におけるポリイソシアネート(C)が、脂肪族イソシアネート、脂環式イソシアネート及びこれらの変性体からなる群より選ばれる1種以上を含む、[1]乃至[3]のいずれかに記載のウレタンプレポリマー(E)の製造方法。
[5](X)工程において、ポリオールとポリイソシアネート(C)の総量100重量部に対して、金属成分を含むウレタン化触媒0.001~0.2重量部を接触する、[1]乃至[4]のいずれかに記載のウレタンプレポリマー(E)の製造方法。
[6]ウレタンプレポリマー(E)が、25℃条件にて、粘度が1~100Pa・s、且つ、1cm厚みでのHazeが15%以下である、[1]乃至[5]のいずれかに記載のウレタンプレポリマー(E)の製造方法。
[7](X)工程において、グリコールエーテル系溶剤、酢酸エチル、トルエン及びメチルエチルケトンからなる群より選ばれる1種以上を含む有機溶剤を、固形分濃度が60~99重量%の範囲となる量比で混合する、[1]乃至[6]のいずれかに記載のウレタンプレポリマー(E)の製造方法。
Step (Y): a step of mixing a polyol containing a polyalkylene oxide (B) having an aromatic amine residue and a number average molecular weight of less than 2000 with the urethane prepolymer (D) produced in step (X) in such a ratio that the total amount of NCO groups in the polyisocyanate (C) relative to the total amount of active hydrogen groups in the polyol mixed in steps (X) and (Y) (NCO/OH ratio) is 0.10 to 0.70, thereby producing a urethane prepolymer (E) having active hydrogen groups at its terminals.
[2] The method for producing the urethane prepolymer (E) according to [1], wherein the polyalkylene oxide (B) in the step (Y) has an alkylene oxide residue having 2 to 10 carbon atoms and has two or more active hydrogen groups in one molecule.
[3] The method for producing a urethane prepolymer (E) according to [1] or [2], wherein the polyalkylene oxide (B) in the step (Y) contains one or more residues selected from the group consisting of 4,4'-diphenylmethanediamine residues, 2,4-tolylenediamine residues, and 2,6-tolylenediamine residues.
[4] The method for producing a urethane prepolymer (E) according to any one of [1] to [3], wherein the polyisocyanate (C) in the step (X) contains at least one selected from the group consisting of an aliphatic isocyanate, an alicyclic isocyanate, and modified products thereof.
[5] The method for producing a urethane prepolymer (E) according to any one of [1] to [4], wherein in step (X), 0.001 to 0.2 parts by weight of a urethanization catalyst containing a metal component is contacted with 100 parts by weight of the total amount of the polyol and the polyisocyanate (C).
[6] The method for producing a urethane prepolymer (E) according to any one of [1] to [5], wherein the urethane prepolymer (E) has a viscosity of 1 to 100 Pa s at 25° C. and a haze at a thickness of 1 cm of 15% or less.
[7] The method for producing a urethane prepolymer (E) according to any one of [1] to [6], wherein in step (X), an organic solvent containing one or more selected from the group consisting of a glycol ether solvent, ethyl acetate, toluene, and methyl ethyl ketone is mixed in such an amount ratio that the solid content concentration is in the range of 60 to 99% by weight.

本発明によれば、高い強度を発現するために必要な剛直な芳香族アミンポリオールを用いても、不飽和モノオールが少ないポリアルキレンオキシドの使用有無や反応条件、溶剤量によらず安定的に析出物やゲル状物がなく、相溶性や透明性が良好で得られるウレタンプレポリマーの製造方法を提供することができる。 The present invention provides a method for producing a urethane prepolymer that is stable and free of precipitates or gel-like matter, and has good compatibility and transparency, regardless of the use of a polyalkylene oxide with a low unsaturated monool content, reaction conditions, or amount of solvent, even when a rigid aromatic amine polyol is used, which is necessary to achieve high strength.

以下に本発明を実施するための例示的な態様を詳細に説明する。 本発明の一態様にかかるウレタンプレポリマーの製造方法は、少なくとも、下記の(X)工程、(Y)工程を含む、ウレタンプレポリマー(E)の製造方法である。 The following describes in detail exemplary embodiments of the present invention. The method for producing a urethane prepolymer according to one embodiment of the present invention is a method for producing a urethane prepolymer (E) that includes at least the following steps (X) and (Y).

(X)工程;数平均分子量2000以上のポリアルキレンオキシド(A)を含むポリオールとポリイソシアネート(C)を、ポリオールの活性水素基の総量に対するポリイソシアネート(C)のNCO基の比率(NCO/OH比)が1.30~5.00の割合となる量比で混合し、NCO基末端のウレタンプレポリマー(D)を製造する工程。 Step (X): A step of mixing a polyol containing a polyalkylene oxide (A) having a number average molecular weight of 2000 or more with a polyisocyanate (C) in a ratio such that the ratio of NCO groups in the polyisocyanate (C) to the total amount of active hydrogen groups in the polyol (NCO/OH ratio) is 1.30 to 5.00 to produce an NCO-terminated urethane prepolymer (D).

(Y)工程;芳香族アミン残基を有する数平均分子量2000未満のポリアルキレンオキシド(B)を含むポリオールと(X)工程により製造したウレタンプレポリマー(D)を、前記(X)工程及び(Y)工程で混合するポリオールの活性水素基の総量に対する前記ポリイソシアネート(C)のNCO基の総量(NCO/OH比)が0.10~0.70の割合となる量比で混合し、活性水素基末端のウレタンプレポリマー(E)を製造する工程。

<(X)工程>
(X)工程は、数平均分子量2000以上のポリアルキレンオキシド(A)を含むポリオールとポリイソシアネート(C)を混合する工程であって、ポリアルキレンオキシド(A)を含むポリオールの活性水素基の総量に対するポリイソシアネート(C)のNCO基の比率(NCO/OH比)が1.30~5.00の割合となる量比で混合し、NCO基末端のウレタンプレポリマー(D)を製造する工程である。
Step (Y): a step of mixing a polyol containing a polyalkylene oxide (B) having an aromatic amine residue and a number average molecular weight of less than 2000 with the urethane prepolymer (D) produced in step (X) in such a ratio that the total amount of NCO groups in the polyisocyanate (C) relative to the total amount of active hydrogen groups in the polyol mixed in steps (X) and (Y) (NCO/OH ratio) is 0.10 to 0.70, thereby producing a urethane prepolymer (E) having active hydrogen groups at its terminals.

<(X) Process>
The step (X) is a step of mixing a polyol containing a polyalkylene oxide (A) having a number average molecular weight of 2000 or more with a polyisocyanate (C) in such a ratio that the ratio of NCO groups in the polyisocyanate (C) to the total amount of active hydrogen groups in the polyol containing the polyalkylene oxide (A) (NCO/OH ratio) is 1.30 to 5.00, thereby producing an NCO-terminated urethane prepolymer (D).

特に限定されないが、必要に応じてその他ポリオールやモノオール、ウレタン化触媒、溶剤、可塑剤、その他の添加剤等を加えて製造してもよい。また得られるウレタンプレポリマーの性状を安定化するため、(X)工程の前工程として、原料の脱水工程や調湿工程などを設け、任意の水分値に設定してもよく、水分値は特に限定されないが、2000ppm以下となっていることが好ましい
(X)工程のウレタンプレポリマー(D)の製造には、原料を均一に分散、反応することができる方法であれば特に限定されるものではなく、従来公知の様々な撹拌方法を用いることができ、例えば、撹拌機を用いて撹拌する方法が挙げられる。撹拌機としては、例えば、汎用撹拌機、自転公転ミキサー、ディスパー分散機、ディゾルバー、ニーダー、ミキサー、ラボプラストミル、プラネタリーミキサー等を挙げることができる。撹拌翼の形状としては特に限定されないが、タービン翼、パドル翼、ファウドラー翼、アンカー翼、フルゾーン翼等のいずれかであることが好ましい。なかでも汎用性および撹拌効率が高いため、より経済的に均一に調製がしやすく、溶剤量等の反応条件によらずウレタンプレポリマーの高分子量成分が生成しにくいことから、アンカー翼であることが好ましい。バッフルの有無は特に限定されないが、均一に分散できゲル化を抑制しやすいため、バッフルとして作用する邪魔板や棒状物、内部コイル等から選ばれる1種以上があることが好ましい。
Although not particularly limited, other polyols, monools, urethanization catalysts, solvents, plasticizers, and other additives may be added as necessary to produce the urethane prepolymer. In addition, in order to stabilize the properties of the obtained urethane prepolymer, a dehydration process or a humidity control process may be provided as a process prior to the (X) process, and the moisture value may be set to an arbitrary value. The moisture value is not particularly limited, but is preferably 2000 ppm or less. The production of the urethane prepolymer (D) in the (X) process is not particularly limited as long as it is a method that can uniformly disperse and react the raw materials, and various stirring methods known in the art can be used, for example, a method of stirring using a stirrer. Examples of the stirrer include a general-purpose stirrer, a planetary mixer, a disperser, a kneader, a mixer, a lab plasto mill, and a planetary mixer. The shape of the stirring blade is not particularly limited, but it is preferably any of a turbine blade, a paddle blade, a Pfaudle blade, an anchor blade, and a full zone blade. Among these, anchor blades are preferred because they have high versatility and stirring efficiency, making it easier to prepare uniformly and more economically, and are less likely to produce high molecular weight components of the urethane prepolymer regardless of reaction conditions such as the amount of solvent, etc. There are no particular limitations on the presence or absence of a baffle, but it is preferable to have at least one type selected from a baffle plate, a rod-shaped object, an internal coil, etc. that act as a baffle, as these enable uniform dispersion and make it easier to suppress gelation.

反応温度としては、特に限定されないが、好ましくは20~130℃の範囲であり、効率的に反応が進行しやすくかつ反応制御が容易でより高透明となりやすいため、更に好ましくは40~90℃の範囲であり、最も好ましくは60~80℃の範囲である。また除熱しやすく反応を制御しやすいため、緩やかに昇温したり、20~60℃の比較的低温で一定時間反応後に所定温度へ昇温してもよく、反応後半に触媒を添加してもよい。外気中の水分の影響を低減するため、窒素等の不活性ガス下で反応を行うことが好ましい。 The reaction temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 20 to 130°C, more preferably in the range of 40 to 90°C, and most preferably in the range of 60 to 80°C, because this allows the reaction to proceed efficiently and is easy to control, resulting in higher transparency. In addition, the temperature may be raised slowly, or may be raised to a predetermined temperature after a certain period of reaction at a relatively low temperature of 20 to 60°C, because this makes it easy to remove heat and control the reaction, or a catalyst may be added in the latter half of the reaction. In order to reduce the effects of moisture in the outside air, it is preferable to carry out the reaction under an inert gas such as nitrogen.

反応時間としては、触媒量や反応条件により異なるため、特に限定されないが、外気水分等での副反応による白濁が発生しにくく反応の終点も見極めやすいため、10分以上24時間以内であることが好ましく、更に好ましくは30分以上12時間以内であり、最も好ましくは1時間以上6時間以内である。なかでも、性状が安定しやすいことからFT-IRや滴定法を用いてNCO基の減衰を追跡し、減衰が停止するまで反応することが好ましい。 The reaction time is not particularly limited, as it varies depending on the amount of catalyst and reaction conditions, but is preferably from 10 minutes to 24 hours, more preferably from 30 minutes to 12 hours, and most preferably from 1 hour to 6 hours, since this makes it difficult for cloudiness to occur due to side reactions caused by moisture in the outside air, and makes it easy to determine the end point of the reaction. Among these, it is preferable to use FT-IR or titration to track the decay of NCO groups and react until the decay stops, as this tends to stabilize the properties.

添加方法は、特に限定されないが、反応条件によらず局所反応による白濁やゲル化を抑制しやすいため、ポリアルキレンオキシド(A)を含むポリオールに対してポリイソシアネート(C)を加えて、混合することが好ましく、ポリイソシアネート(C)の添加は一度に全量加えても、除熱等のため分割添加してもよい。また触媒を用いる場合、ポリイソシアネート(C)を反応前に均一に分散するためポリイソシアネート(C)より後に添加することが好ましいが、触媒を均一に分散するためポリイソシアネート(C)より先に添加し混合してもよい。

<ポリアルキレンオキシド(A)を含むポリオール>
(X)工程に用いるポリオールに含まれるポリアルキレンオキシド(A)は、数平均分子量2000以上であることを特徴とする。数平均分子量2000未満の場合、剛直な芳香族アミンポリオールを用いても、本発明の製造方法および常法のいずれの製造方法においても撹拌条件や反応条件、溶剤量によらず析出しにくく相溶性や透明性が良好となりやすいが、得られるポリウレタンが硬くなりすぎて、引張強度が劣るため使用が困難である。(X)工程のポリアルキレンオキシド(A)の好ましい数平均分子量としては、2500以上30000未満であり、更に好ましくは3000以上13000未満であり、最も好ましくは3500以上9000未満である。なお、ポリアルキレンオキシド(A)の数平均分子量は、JIS K-1557-1に記載の方法により算出したポリアルキレンオキシド(A)の水酸基価と、ポリアルキレンオキシド(A)1分子中の水酸基数と、から算出することができる。ポリアルキレンオキシド(A)の水酸基価(mgKOH/g)としては、特に限定されないが、好ましくは3以上250以下であり、更に好ましくは5以上180以下であり、最も好ましくは8以上70以下である。
The method of addition is not particularly limited, but since cloudiness or gelation due to local reactions can be easily suppressed regardless of the reaction conditions, it is preferable to add the polyisocyanate (C) to the polyol containing the polyalkylene oxide (A) and mix them, and the polyisocyanate (C) may be added all at once or may be added in portions for heat removal, etc. When a catalyst is used, it is preferable to add the polyisocyanate (C) after the polyisocyanate (C) in order to uniformly disperse the polyisocyanate (C) before the reaction, but the catalyst may be added and mixed before the polyisocyanate (C) in order to uniformly disperse the catalyst.

<Polyol containing polyalkylene oxide (A)>
The polyalkylene oxide (A) contained in the polyol used in step (X) is characterized by having a number average molecular weight of 2000 or more. When the number average molecular weight is less than 2000, even if a rigid aromatic amine polyol is used, it is difficult to precipitate regardless of the stirring conditions, reaction conditions, and amount of solvent in both the production method of the present invention and the conventional production method, and compatibility and transparency are likely to be good, but the polyurethane obtained becomes too hard and has poor tensile strength, making it difficult to use. The preferred number average molecular weight of the polyalkylene oxide (A) in step (X) is 2500 or more and less than 30,000, more preferably 3,000 or more and less than 13,000, and most preferably 3,500 or more and less than 9,000. The number average molecular weight of the polyalkylene oxide (A) can be calculated from the hydroxyl value of the polyalkylene oxide (A) calculated by the method described in JIS K-1557-1 and the number of hydroxyl groups in one molecule of the polyalkylene oxide (A). The hydroxyl value (mgKOH/g) of the polyalkylene oxide (A) is not particularly limited, but is preferably 3 or more and 250 or less, more preferably 5 or more and 180 or less, and most preferably 8 or more and 70 or less.

ポリアルキレンオキシド(A)の25℃における粘度は、特に限定されず、用途により適宜選択されるが、好ましくは100mPa・s以上200000mPa・s以下であり、更に好ましくは200mPa・s以上10000mPa・s以下である。ポリアルキレンオキシド(A)の25℃における粘度が100mPa・s以上200000mPa・s以下であれば、ポリウレタン製品を得るために塗工機などで塗工する際に、塗工しやすくなるので好ましい。ここで、25℃での「粘度」とは、JIS K1557-5 6.2.3項に準拠し、コーン・プレート回転粘度計を用いて、せん断速度0.1(1/s)で測定した値である。 The viscosity of the polyalkylene oxide (A) at 25°C is not particularly limited and is appropriately selected depending on the application, but is preferably 100 mPa·s or more and 200,000 mPa·s or less, and more preferably 200 mPa·s or more and 10,000 mPa·s or less. If the viscosity of the polyalkylene oxide (A) at 25°C is 100 mPa·s or more and 200,000 mPa·s or less, it is preferable because it is easy to apply when applying with a coating machine or the like to obtain a polyurethane product. Here, the "viscosity" at 25°C is a value measured using a cone and plate rotational viscometer at a shear rate of 0.1 (1/s) in accordance with JIS K1557-5, Section 6.2.3.

ポリアルキレンオキシド(A)は、炭素数が3以上のアルキレンオキシド残基を含むことが好ましい。炭素数が3以上のアルキレンオキシド残基として特に限定されず、例えば、炭素数3~20のアルキレンオキシド残基を挙げることができる。具体的には、プロピレンオキシド残基、1,2-ブチレンオキシド残基、2,3-ブチレンオキシド残基、イソブチレンオキシド残基、ブタジエンモノオキシド残基、ペンテンオキシド残基、スチレンオキシド残基、シクロヘキセンオキシド残基等が挙げられる。これらのアルキレンオキシド残基の中でも、ポリアルキレンオキシド(A)を得るための原料の入手が容易で、得られるポリアルキレンオキシド(A)の工業的価値が高いことから、プロピレンオキシド残基が好ましい。 The polyalkylene oxide (A) preferably contains an alkylene oxide residue having 3 or more carbon atoms. The alkylene oxide residue having 3 or more carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include alkylene oxide residues having 3 to 20 carbon atoms. Specific examples include propylene oxide residues, 1,2-butylene oxide residues, 2,3-butylene oxide residues, isobutylene oxide residues, butadiene monoxide residues, pentene oxide residues, styrene oxide residues, and cyclohexene oxide residues. Among these alkylene oxide residues, propylene oxide residues are preferred because the raw materials for obtaining polyalkylene oxide (A) are easily available and the resulting polyalkylene oxide (A) has high industrial value.

また、ポリアルキレンオキシド(A)は、炭素数が3以上のアルキレンオキシド残基として、単一のアルキレンオキシド残基のみを含んでいてもよく、2種類以上のアルキレンオキシド残基を含んでいてもよい。なお、2種以上のアルキレンオキシド残基が含まれる場合は、例えば、1種のアルキレンオキシド残基が連鎖的に繋がったものに、それ以外のアルキレンオキシド残基が連鎖的に繋がったものであってもよく、2種以上のアルキレンオキシド残基がランダムに繋がったものでもよい。さらに、ポリアルキレンオキシド(A)は、炭素数が3以上のアルキレンオキシド残基を含んでいればよく、これに加えて、炭素数2のエチレンオキシド残基を含んでいてもよい。 In addition, the polyalkylene oxide (A) may contain only a single alkylene oxide residue as the alkylene oxide residue having 3 or more carbon atoms, or may contain two or more types of alkylene oxide residues. When two or more types of alkylene oxide residues are contained, for example, one type of alkylene oxide residue may be linked in a chain to another alkylene oxide residue, or two or more types of alkylene oxide residues may be linked randomly. Furthermore, the polyalkylene oxide (A) may contain an alkylene oxide residue having 3 or more carbon atoms, and may additionally contain an ethylene oxide residue having 2 carbon atoms.

また、ポリアルキレンオキシド(A)は1分子中に2つ以上の水酸基を有することが好ましい。ポリアルキレンオキシド(A)は、1分子中に2つ以上の水酸基を有するものであれば、水酸基数は特には限定されないが、1分子中の水酸基数が6以下であることが好ましく、さらに好ましくは1分子中の水酸基数が3以下である。ポリアルキレンオキシド(A)の1分子中の水酸基数が6以下であると、得られるウレタン硬化物の架橋構造が密になり難く、引張破断伸びと引張破断強度が更に大きくなるため、好ましい。 In addition, it is preferable that the polyalkylene oxide (A) has two or more hydroxyl groups in one molecule. The number of hydroxyl groups in the polyalkylene oxide (A) is not particularly limited as long as it has two or more hydroxyl groups in one molecule, but it is preferable that the number of hydroxyl groups in one molecule is 6 or less, and more preferably the number of hydroxyl groups in one molecule is 3 or less. If the number of hydroxyl groups in one molecule of the polyalkylene oxide (A) is 6 or less, the crosslinked structure of the resulting urethane cured product is less likely to become dense, and the tensile elongation at break and tensile strength at break are further increased, which is preferable.

ポリアルキレンオキシド(A)の水酸基の1級比率は、特に限定されないが、0~90%の範囲であることが好ましい。触媒としてトリフルオロボランやトリスペンタフルオロフェニルボラン等のカチオン重合系で合成する場合、アルキレンオキシドとしてエチレンオキシド以外のプロピレンオキシド等を用いても1級比率は高くなりやすく、水酸化カリウム等の塩基系触媒やDMC触媒等の金属系触媒を用いる場合、1級比率は低くなりやすいが、末端構造を含め特に限定されず、いずれも好適に使用することができる。 The primary ratio of hydroxyl groups in polyalkylene oxide (A) is not particularly limited, but is preferably in the range of 0 to 90%. When synthesis is performed using a cationic polymerization system such as trifluoroborane or trispentafluorophenylborane as a catalyst, the primary ratio tends to be high even if propylene oxide other than ethylene oxide is used as the alkylene oxide, and the primary ratio tends to be low when a base catalyst such as potassium hydroxide or a metal catalyst such as a DMC catalyst is used, but there are no particular limitations, including the terminal structure, and either can be used suitably.

また、ポリアルキレンオキシド(A)は、ウレタンプレポリマーの製造が容易になることから、常温で液状であることが好ましい。 In addition, it is preferable that the polyalkylene oxide (A) is liquid at room temperature, since this makes it easier to produce the urethane prepolymer.

ポリアルキレンオキシド(A)の不飽和度は、不飽和モノオールが少ないポリアルキレンオキシドの使用有無によらずプレポリマーやウレタン硬化物を高透明化しやすいため特に限定されないが、芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド(B)等の多官能のポリオールの増量や2官能でもポリプロピレンオキシドより剛直な骨格を有するポリオールが多く必要となりやすいため、0.010meq/g以下であることが好ましく、更に好ましくは0.007meq/g以下であり、最も好ましくは0.004meq/g以下である。このような不飽和度の低いポリアルキレンオキシド(A)は、特に限定されないが、イミノフォスファゼニウム塩とルイス酸触媒を用いて活性水素化合物にアルキレンオキシドを付加することで製造することができる。 The degree of unsaturation of polyalkylene oxide (A) is not particularly limited because prepolymers and urethane cured products are easily made highly transparent regardless of whether or not a polyalkylene oxide with a low unsaturated monool is used, but since an increase in the amount of a multifunctional polyol such as polyalkylene oxide (B) having an aromatic amine residue or a large amount of a bifunctional polyol having a more rigid skeleton than polypropylene oxide is likely to be required, it is preferably 0.010 meq/g or less, more preferably 0.007 meq/g or less, and most preferably 0.004 meq/g or less. Such a polyalkylene oxide (A) with a low degree of unsaturation is not particularly limited, but can be produced by adding an alkylene oxide to an active hydrogen compound using an iminophosphazenium salt and a Lewis acid catalyst.

ポリアルキレンオキシド(A)の分子量分布(Mw/Mn)は、分子量分布の狭いポリアルキレンオキシドの使用有無によらずプレポリマーやウレタン硬化物を高透明化しやすいため特に限定されないが、プレポリマーの分子量分布が狭くなりやすくハンドリング性がより優れるため、1.059以下であることが好ましく、更に好ましくは1.039以下であり、最も好ましくは1.004~1.029である。 The molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polyalkylene oxide (A) is not particularly limited because prepolymers and urethane cured products can be easily made highly transparent regardless of whether or not a polyalkylene oxide with a narrow molecular weight distribution is used, but since the molecular weight distribution of the prepolymer tends to become narrower and handleability becomes better, it is preferably 1.059 or less, more preferably 1.039 or less, and most preferably 1.004 to 1.029.

(X)工程において、ポリオールの活性水素基の総量に対するポリイソシアネート(C)のNCO基の比率を調整する等のため、ポリアルキレンオキシド(A)に加えて後述するポリアルキレンオキシド(B)やその他ポリオール、モノオール(AC)を加えてもよい。なかでも、少量のポリアルキレンオキシド(B)を(X)工程で加えることで、遊離(未反応)のポリイソシアネート(C)を低減でき、(Y)工程でのポリアルキレンオキシド(B)とポリイソシアネート(C)の連鎖的な反応を抑制しやすく、得られるウレタンプレポリマー(E)の塗工性が向上するとともにウレタン硬化物が高い透明性を発現しやすいため好ましい。 In step (X), in order to adjust the ratio of NCO groups in the polyisocyanate (C) to the total amount of active hydrogen groups in the polyol, polyalkylene oxide (B) or other polyols or monools (AC) described below may be added in addition to the polyalkylene oxide (A). Among these, adding a small amount of polyalkylene oxide (B) in step (X) is preferable because it reduces the amount of free (unreacted) polyisocyanate (C), makes it easier to suppress the chain reaction between the polyalkylene oxide (B) and the polyisocyanate (C) in step (Y), improves the coatability of the resulting urethane prepolymer (E), and makes it easier for the urethane cured product to exhibit high transparency.

(X)工程において、ポリオールはポリアルキレンオキシド(A)に加えて、ポリアルキレンオキシド(B)やその他ポリオール、モノオール(AC)を加える場合、多すぎると系中の水酸基量が増加しNCO/OH比が低くなりすぎて、NCO/OH比が1.30を下回ってNCO末端のプレポリマーの形成が困難となる場合やゲル化や増粘しやすく成形性の悪化や得られるプレポリマーやウレタン硬化物の透明性が悪化する場合があるため、ポリアルキレンオキシド(A)100重量部に対してポリアルキレンオキシド(B)やその他ポリオール、モノオール(AC)の総量が30重量部以下の範囲で加えることが好ましい。なかでも、ハンドリング性が良好で、より高い透明性を発現しやすく更に高い強度を発現しやすいため、0.1~20重量部以下の範囲で加えることが好ましく、0.5~15重量部の範囲で加えることが最も好ましい。 In step (X), when polyol (B) or other polyols or monools (AC) are added in addition to polyalkylene oxide (A), if the amount is too large, the amount of hydroxyl groups in the system increases and the NCO/OH ratio becomes too low, resulting in a NCO/OH ratio below 1.30, making it difficult to form a prepolymer with an NCO terminal, or the polyols may be prone to gelation or thickening, resulting in poor moldability and poor transparency of the resulting prepolymer or urethane cured product. Therefore, it is preferable to add polyalkylene oxide (B) or other polyols or monools (AC) in a total amount of 30 parts by weight or less per 100 parts by weight of polyalkylene oxide (A). Among these, it is preferable to add 0.1 to 20 parts by weight or less, and most preferably 0.5 to 15 parts by weight, because this provides good handleability, is easy to express higher transparency, and is easy to express higher strength.

その他ポリオール、モノオール(AC)としては、プレポリマーの透明性や諸物性を損なわないものを適宜選択することができ、特に限定されないが、例えば、ポリカーボネートポリオール、ポリテトラメチレングリコール、ポリオレフィンポリオール、アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、マンニッヒポリオール、シュークローズポリオール、脂肪族ジアミンポリオール、ポリエチレングリコール、ポリカプロラクトンポリオール、フッ素化ポリオール、シリコーン含有ポリオール、リン系ポリオール等の市販されているポリオール類、ポリオキシアルキレングリコールモノアルキルエーテル、ポリオキシアルキレングリコールモノアルケニルエーテル、ポリオキシアルキレングリコールモノフェニルエーテル、シリコーン含有モノオール等のモノオール類、シクロヘキサンジメタノール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコール、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル等の低分子量有機化合物等が挙げられる。 Other polyols and monools (AC) can be appropriately selected from those that do not impair the transparency and various physical properties of the prepolymer, and are not particularly limited. Examples include commercially available polyols such as polycarbonate polyol, polytetramethylene glycol, polyolefin polyol, acrylic polyol, polyester polyol, Mannich polyol, sucrose polyol, aliphatic diamine polyol, polyethylene glycol, polycaprolactone polyol, fluorinated polyol, silicone-containing polyol, and phosphorus-based polyol; monools such as polyoxyalkylene glycol monoalkyl ether, polyoxyalkylene glycol monoalkenyl ether, polyoxyalkylene glycol monophenyl ether, and silicone-containing monool; and low molecular weight organic compounds such as cyclohexane dimethanol, tetraethylene glycol, tripropylene glycol, and tripropylene glycol monobutyl ether.

なかでも、塗工機などで塗工する際の塗工性が特に優れるために、ポリオキシアルキレングリコールモノアルキルエーテル、ポリオキシアルキレングリコールモノアルケニルエーテル及びポリオキシアルキレングリコールモノフェニルエーテルからなる群より選ばれる1種以上であることが好ましく、なかでも塗工性に優れやすく、高い透明性を維持しつつ、得られるウレタンの汚染性が低くタック性が低くなりやすいことから、数平均分子量250以上1300以下のポリオキシエチレングリコールモノメチルエーテルを加えることが好ましい。 Among these, it is preferable to use one or more selected from the group consisting of polyoxyalkylene glycol monoalkyl ethers, polyoxyalkylene glycol monoalkenyl ethers, and polyoxyalkylene glycol monophenyl ethers, because these have particularly excellent coatability when applied using a coater or the like, and it is particularly preferable to add polyoxyethylene glycol monomethyl ether having a number average molecular weight of 250 to 1300, because this tends to provide excellent coatability, maintain high transparency, and tend to result in low contamination and low tackiness in the resulting urethane.

反応性基を有するシリコーン成分(モノオールやポリオール、ポリアミン)や反応性基を有するフッ素成分等は用いないことが好ましいが、用いる場合は(X)工程にて添加することで分子鎖に取り込まれやすく汚染性の悪化が少なくなりやすいことから好ましい。
It is preferable not to use silicone components having reactive groups (monols, polyols, polyamines) or fluorine components having reactive groups. When used, however, it is preferable to add them in step (X) since they are easily incorporated into the molecular chain and the deterioration of the staining properties is likely to be reduced.

<ポリイソシアネート(C)>
(X)工程に用いるポリイソシアネート(C)は、イソシアネート基の平均官能基数が2.0以上であることが好ましいが、特に限定されるものではない。ポリイソシアネート(C)としては、例えば、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロ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、ノルボルナンジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート、1,8-ジイソシアネート-4-イソシアネートメチルオクタン、1,3,6-ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、および、これらとポリアルキレンオキシドとが反応することで得られる変性イソシアネート、ならびに、これらの2種以上の混合物が挙げられる。更に、これらのイソシアネートにウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、イソシアヌレート基、アミド基、イミド基、ウレトンイミン基、ウレトジオン基又はオキサゾリドン基を含む変性物やポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(ポリメリックMDI)等の縮合体が挙げられる。これらのイソシアネートは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
<Polyisocyanate (C)>
The polyisocyanate (C) used in the step (X) preferably has an average functionality of 2.0 or more of isocyanate groups, but is not particularly limited thereto. Examples of the polyisocyanate (C) include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, tolidine diisocyanate, xylylene diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, lysine diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, tetramethylxylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 4,4'-dicyclohexyl 1,5-naphthalene diisocyanate, 1,6-naphthalene diisocyanate, 1,5 ... Examples of the isocyanate include xylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, norbornane diisocyanate, lysine ester triisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 1,8-diisocyanate-4-isocyanate methyloctane, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, bicycloheptane triisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, and modified isocyanates obtained by reacting these with polyalkylene oxides, as well as mixtures of two or more of these. Further examples of the isocyanates include modified compounds containing a urethane group, a carbodiimide group, an allophanate group, a urea group, a biuret group, an isocyanurate group, an amide group, an imide group, a uretonimine group, a uretdione group, or an oxazolidone group, and condensates such as polymethylene polyphenylene polyisocyanate (polymeric MDI). These isocyanates may be used alone or in combination of two or more.

これらの中でも、生産性に優れ、高透明で着色の少ないウレタン形成性組成物を得やすいために、脂肪族イソシアネート、脂環式イソシアネート及びこれらの変性体からなる群より選ばれる1種類以上が好ましい。1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、脂肪族イソシアネート含有のプレポリマー、脂環式イソシアネートの含有プレポリマー、または、これらのイソシアネートのウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、イソシアヌレート基、アミド基、イミド基、ウレトンイミン基、ウレトジオン基もしくはオキサゾリドン基含有変性物がより好ましい。 Among these, one or more selected from the group consisting of aliphatic isocyanates, alicyclic isocyanates, and modified products thereof are preferred, since they are easy to obtain a urethane-forming composition that is highly transparent and has little coloration and has excellent productivity. 1,6-hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, aliphatic isocyanate-containing prepolymers, alicyclic isocyanate-containing prepolymers, or modified products of these isocyanates that contain urethane groups, carbodiimide groups, allophanate groups, urea groups, biuret groups, isocyanurate groups, amide groups, imide groups, uretonimine groups, uretdione groups, or oxazolidone groups are more preferred.

なかでも、反応性が高く、生産性が良好であり得られるウレタンプレポリマーの粘度の経時での上昇が少なく貯蔵安定性に優れるため、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネートやこれらの変性体を含むことが好ましい。また、反応性が異なる1級NCO基と2級NCO基を有し、連鎖反応による高分子量化を抑制しやすく塗工性の悪化や高粘調化の抑制が容易でありNCO/OH比を2.50以下の低めに設定しやすくウレタンプレポリマーおよびそれを用いて得られるウレタン硬化物の透明性がより顕著に良好となりやすいため、イソホロンジイソシアネートを含むことも好ましい。したがって、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネートやこれらの変性体、イソホロンジイソシアネートから選ばれるいずれか1種以上を含むことが好ましい。

<(X)工程の原料混合比率>
(X)工程では、ポリアルキレンオキシド(A)を含むポリオールの活性水素基の総量に対するポリイソシアネート(C)のNCO基の比率(NCO/OH比)が1.30~5.00の割合となる量比で混合することを特徴とする。
Among them, it is preferable to contain 1,6-hexamethylene diisocyanate or a modified product thereof, since it has high reactivity, good productivity, and the viscosity of the obtained urethane prepolymer increases little over time, resulting in excellent storage stability. It is also preferable to contain isophorone diisocyanate, since it has a primary NCO group and a secondary NCO group with different reactivity, which makes it easy to suppress high molecular weight due to chain reaction, and it is easy to suppress deterioration of coatability and high viscosity, and it is easy to set the NCO/OH ratio to a low level of 2.50 or less, and the transparency of the urethane prepolymer and the urethane cured product obtained using the same is likely to be significantly improved. Therefore, it is preferable to contain at least one selected from 1,6-hexamethylene diisocyanate, a modified product thereof, and isophorone diisocyanate.

<Raw material mixing ratio for process (X)>
In the step (X), the polyalkylene oxide (A) and the polyisocyanate (C) are mixed in such a ratio that the ratio of NCO groups of the polyisocyanate (C) to the total amount of active hydrogen groups of the polyol containing the polyalkylene oxide (A) (NCO/OH ratio) is 1.30 to 5.00.

ポリアルキレンオキシド(A)を含むポリオールの活性水素基の総量に対するポリイソシアネート(C)のNCO基の比率(NCO/OH比)が1.30未満では、NCO/OH比が1.00に近くなって高分子量化するため塗工性が悪くゲル化や高粘調化の抑制が困難であるか、NCO/OH比が1.00を下回って水酸基末端となって(Y)工程にてポリアルキレンオキシド(B)と反応せず且つ未反応のポリアルキレンオキシド(A)が残存して相溶性が悪化し、安定的に高い透明性のプレポリマー、ウレタン硬化物を得られない。 If the ratio of NCO groups in the polyisocyanate (C) to the total amount of active hydrogen groups in the polyol containing the polyalkylene oxide (A) (NCO/OH ratio) is less than 1.30, the NCO/OH ratio approaches 1.00, resulting in high molecular weight, poor coatability, and difficulty in preventing gelation and high viscosity. Alternatively, the NCO/OH ratio falls below 1.00, resulting in hydroxyl group terminals that do not react with the polyalkylene oxide (B) in step (Y), and unreacted polyalkylene oxide (A) remains, resulting in poor compatibility and making it impossible to stably obtain a highly transparent prepolymer or urethane cured product.

また、NCO/OH比が5.00を超えると(X)工程で得られる中間体中に遊離(未反応)のポリイソシアネート(C)が増加するため、(Y)工程にて加えるポリアルキレンオキシド(B)と連鎖的に反応して不溶性の成分やゲル分を形成、析出しやすいため安定的に使用することが困難であるとともに、得られるウレタン硬化物も透明性が悪化しやすい。 Furthermore, if the NCO/OH ratio exceeds 5.00, the amount of free (unreacted) polyisocyanate (C) in the intermediate obtained in step (X) increases, which reacts in a chain reaction with the polyalkylene oxide (B) added in step (Y) to form insoluble components and gels, which tend to precipitate, making it difficult to use stably and also making the transparency of the resulting urethane cured product prone to deterioration.

したがって、(X)工程では、NCO/OH比が1.30~5.00の割合となる量比で混合することで、塗工性の悪化やプレポリマーおよび得られるウレタン硬化物の透明性の悪化を抑制することができる。 Therefore, in step (X), by mixing in a ratio that results in an NCO/OH ratio of 1.30 to 5.00, it is possible to suppress deterioration in coatability and deterioration in the transparency of the prepolymer and the resulting urethane cured product.

なかでも、ポリアルキレンオキシド(A)とポリイソシアネート(C)がモル比で1:2で反応した構造を主として生成しやすくなって、連鎖的に反応した高分子量の中間体や遊離(未反応)のポリイソシアネート(C)を含みにくく、続く(Y)工程で相溶性が低く多官能の芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド(B)を用いても得られるプレポリマーおよびウレタン硬化物の透明性が顕著に良好となりやすいため、(X)工程ではNCO/OH比が1.60~4.40の割合となる量比で混合することが好ましく、更に好ましくは1.90~3.60の範囲である。 In particular, it is preferable to mix them in a ratio of 1.60 to 4.40 in the (X) step so that the NCO/OH ratio is in the range of 1.90 to 3.60, because it tends to mainly produce a structure in which polyalkylene oxide (A) and polyisocyanate (C) react in a molar ratio of 1:2, and is unlikely to contain high molecular weight intermediates or free (unreacted) polyisocyanate (C) that have reacted in a chain reaction, and because the transparency of the prepolymer and urethane cured product obtained in the subsequent (Y) step is significantly improved even when polyalkylene oxide (B) that has low compatibility and polyfunctional aromatic amine residues is used.

なかでも、ポリイソシアネート(C)としてヘキサメチレンジイソシアネートやその誘導体などのNCO基の反応性に差がないポリイソシアネート(C)を用いる場合、(X)工程でのNCO/OH比が2.20~3.60の範囲、ポリイソシアネート(C)としてイソホロンジイソシアネートを用いる場合、(X)工程でのNCO/OH比が2.00~3.10の範囲であると、ゲル化や高粘度化を抑制しつつ透明性が良好となりやすいため最も好ましい。

<(X)工程でのその他原料>
(X)工程において、必要に応じてウレタン化触媒、溶剤、可塑剤、レベリング剤、その他の添加剤を加えてもよい。なかでも、効率的にNCO末端のウレタンプレポリマーを形成しやすく、かつ副反応が少なく、より高透明のウレタンプレポリマーおよびウレタン硬化物を得られやすいため、ポリオールとポリイソシアネートの総量100重量部に対して、金属成分を含むウレタン化触媒0.001~0.2重量部を接触することでNCO末端のウレタンプレポリマー(E)を製造することが好ましく、さらに好ましくは金属成分を含むウレタン化触媒が0.003~0.1重量部であり、最も好ましくは0.005~0.05重量部の範囲である。
Among these, when a polyisocyanate (C) having no difference in reactivity of the NCO group, such as hexamethylene diisocyanate or a derivative thereof, is used as the polyisocyanate (C), the NCO/OH ratio in step (X) is most preferably in the range of 2.20 to 3.60, and when isophorone diisocyanate is used as the polyisocyanate (C), the NCO/OH ratio in step (X) is most preferably in the range of 2.00 to 3.10, since this tends to provide good transparency while suppressing gelation and high viscosity.

<Other raw materials in process (X)>
In step (X), a urethane-forming catalyst, a solvent, a plasticizer, a leveling agent, and other additives may be added as necessary. Among these, it is preferable to produce the NCO-terminated urethane prepolymer (E) by contacting 0.001 to 0.2 parts by weight of a urethane-forming catalyst containing a metal component with respect to 100 parts by weight of the total amount of polyol and polyisocyanate, since this makes it easy to efficiently form an NCO-terminated urethane prepolymer, causes few side reactions, and makes it easy to obtain a more transparent urethane prepolymer and urethane cured product, and more preferably, the amount of the urethane-forming catalyst containing a metal component is in the range of 0.003 to 0.1 parts by weight, and most preferably, 0.005 to 0.05 parts by weight.

金属成分を含むウレタン化触媒としては、金属成分を含みウレタン化活性を示す化合物であれば特に限定されないが、Fe、Sn、Zr、Ti、Alのいずれか一つ以上の金属を含む有機金属化合物であることが好ましい。なかでも、入手が容易であり触媒活性の温度依存性が低いSn触媒、ならびに反応性を調整しやすいFeキレート触媒、Zrキレート触媒、Tiキレート触媒、Alキレート触媒等の金属キレート触媒の1種または2種以上であると、効率的にNCO末端のウレタンプレポリマーを形成しやすいため更に好ましく、最も好ましくはFeキレート触媒を単独で使用することである。 The urethane catalyst containing a metal component is not particularly limited as long as it is a compound that contains a metal component and exhibits urethane-forming activity, but is preferably an organometallic compound containing one or more of the metals Fe, Sn, Zr, Ti, and Al. Among them, Sn catalysts, which are easily available and have low temperature dependency of catalytic activity, and one or more metal chelate catalysts such as Fe chelate catalysts, Zr chelate catalysts, Ti chelate catalysts, and Al chelate catalysts, which are easy to adjust in reactivity, are more preferred because they make it easier to efficiently form NCO-terminated urethane prepolymers, and it is most preferred to use an Fe chelate catalyst alone.

Sn触媒としては、特に限定されないが、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレート、ジブチルスズジバーサテート、ジブチルスズビス(アセチルアセトネート)等が挙げられる。 Sn catalysts include, but are not limited to, dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, dibutyltin diversatate, dibutyltin bis(acetylacetonate), etc.

Feキレート触媒としては、特に限定されないが、例えば、トリスアセチルアセトネート鉄等、Zrキレート触媒としては、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムエチルアセトアセテート等、Tiキレート触媒としては、チタンアセチルアセトネート、チタンエチルアセトアセテート等、Alキレート触媒としては、アルミニウムトリスアセチルアセトネート等が挙げられる。 The Fe chelate catalyst is not particularly limited, but examples thereof include iron trisacetylacetonate, etc., Zr chelate catalysts include zirconium tetraacetylacetonate, zirconium ethylacetoacetate, etc., Ti chelate catalysts include titanium acetylacetonate, titanium ethylacetoacetate, etc., and Al chelate catalysts include aluminum trisacetylacetonate, etc.

(X)工程において、特に限定されないが、有機溶剤を固形分濃度が60~99重量%の範囲となる量比で混合することが好ましく、更に好ましくは70~97重量%の範囲であり、最も好ましくは85~95重量%の範囲である。 In step (X), although there are no particular limitations, it is preferable to mix the organic solvent in an amount ratio that results in a solids concentration in the range of 60 to 99% by weight, more preferably 70 to 97% by weight, and most preferably 85 to 95% by weight.

溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、酢酸エチル、トルエン、キシレン、アセトン、ベンゼン、ジオキサン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、N-メチルピロリドン、ジメチルホルミアミド、グリコールエーテル系溶剤等が挙げられる。溶解性、有機溶媒の沸点等の点から、グリコールエーテル系溶剤、酢酸エチル、トルエン及びメチルエチルケトンからなる群より選ばれる1種以上を含む有機溶媒が好ましい。 Examples of solvents include methyl ethyl ketone, ethyl acetate, toluene, xylene, acetone, benzene, dioxane, acetonitrile, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, glycol ether-based solvents, etc. From the standpoint of solubility, boiling point of the organic solvent, etc., an organic solvent containing one or more selected from the group consisting of glycol ether-based solvents, ethyl acetate, toluene, and methyl ethyl ketone is preferred.

なかでも、乾燥硬化時に系中に留まり相溶性を保持する期間が長くなって反応硬化させる際に発生しやすい硬化収縮を安定的に抑制し良好な成形性でシワのない良好な外観のウレタンを形成しやすいため、sp値が8.0以上のグリコールエーテル系溶媒を含むことが好ましく、例えばジエチレングリコールジエチルエーテル(sp値8.2、沸点189℃)、トリエチレングリコールジメチルエーテル(sp値8.4、沸点216℃)、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(sp値8.1、沸点176℃)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(sp値8.1、沸点162℃)、テトラエチレングリコールジメチルエーテル(sp値8.5、沸点275℃)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート(sp値8.7、沸点146℃)、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタート(sp値9.0、沸点145℃)、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート(sp値8.9、沸点188℃)、メトキシブチルアセタート(sp値8.7、沸点171℃)、トリアセチン(sp値10.2、沸点260℃)、等が挙げられ、なかでもジエチレングリコールジエチルエーテル(sp値8.2、沸点189℃)、トリエチレングリコールジメチルエーテル(sp値8.4、沸点216℃)、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート(sp値8.9、沸点188℃)の何れか1種以上を含むことが最も好ましい。

<(Y)工程>
(Y)工程は、芳香族アミン残基を有する数平均分子量2000未満のポリアルキレンオキシド(B)を含むポリオールと、(X)工程により製造したウレタンプレポリマー(D)を、(X)工程及び(Y)工程で混合するポリオールの活性水素基の総量に対する前記ポリイソシアネート(C)のNCO基の総量(NCO/OH比)が0.10~0.70の割合となる量比で混合し、活性水素基末端のウレタンプレポリマー(E)を製造する工程である。
Among these, it is preferable to use a glycol ether-based solvent with an sp value of 8.0 or more, because the period during which the solvent remains in the system during drying and curing and maintains compatibility is long, which stably suppresses cure shrinkage that is likely to occur during reactive curing, and it is easy to form a urethane with good moldability and a good appearance without wrinkles. For example, diethylene glycol diethyl ether (sp value 8.2, boiling point 189° C.), triethylene glycol dimethyl ether (sp value 8.4, boiling point 216° C.), diethylene glycol ethyl methyl ether (sp value 8.1, boiling point 176° C.), diethylene glycol dimethyl ether (sp value 8.1, boiling point 162° C.), tetraethylene glycol dimethyl ether (sp value 8.5, boiling point 275° C.), pro Examples of the ethyl alcohol include pyrene glycol monomethyl ether acetate (sp value 8.7, boiling point 146°C), ethylene glycol monomethyl ether acetate (sp value 9.0, boiling point 145°C), ethylene glycol monobutyl ether acetate (sp value 8.9, boiling point 188°C), methoxybutyl acetate (sp value 8.7, boiling point 171°C), triacetin (sp value 10.2, boiling point 260°C), and the like. Among these, it is most preferable to include at least one of diethylene glycol diethyl ether (sp value 8.2, boiling point 189°C), triethylene glycol dimethyl ether (sp value 8.4, boiling point 216°C), and ethylene glycol monobutyl ether acetate (sp value 8.9, boiling point 188°C).

<(Y) process>
The step (Y) is a step of mixing a polyol containing a polyalkylene oxide (B) having an aromatic amine residue and a number average molecular weight of less than 2000 with the urethane prepolymer (D) produced in the step (X) in such a ratio that the total amount of NCO groups in the polyisocyanate (C) relative to the total amount of active hydrogen groups in the polyol mixed in the steps (X) and (Y) (NCO/OH ratio) is 0.10 to 0.70, thereby producing a urethane prepolymer (E) having active hydrogen groups at its terminals.

特に限定されないが、必要に応じてその他ポリオールやモノオール、ウレタン化触媒、溶剤、可塑剤、レベリング剤、その他の添加剤等を加えて製造してもよい。また(X)工程で加えた添加剤等をそのまま残存し含んでいてもよい。また得られるウレタンプレポリマーの粘度や透明性等の性状を安定化するため、(Y)工程に用いるポリアルキレンオキシド(B)などの原料の脱水工程や調湿工程などを設け、任意の水分値に設定してもよく、水分値が2000ppm以下となっていることが好ましいが、操作が煩雑となるため、用途等に応じて選択することができる。 Although not particularly limited, other polyols, monools, urethane catalysts, solvents, plasticizers, leveling agents, and other additives may be added as necessary. The additives added in step (X) may remain as they are. In order to stabilize the viscosity, transparency, and other properties of the resulting urethane prepolymer, a dehydration process or humidity control process may be provided for the raw materials such as polyalkylene oxide (B) used in step (Y) to set the moisture content at any desired level. It is preferable that the moisture content is 2000 ppm or less, but this is cumbersome to operate, so it can be selected according to the application.

(Y)工程のウレタンプレポリマー(E)の調製には、原料を均一に分散、反応することができる方法であれば特に限定されるものではなく、(X)工程のウレタンプレポリマー(D)の調製と同様の好ましい撹拌方法や攪拌機、撹拌翼、バッフル形状、反応温度、窒素等の反応雰囲気、反応条件を好適に採用することができる。
(Y)工程のポリアルキレンオキシド(B)の混合方法は、特に限定されないが、ポリアルキレンオキシド(B)に含まれる芳香族アミン構造に由来する触媒活性により急激な反応が発生しやすいため、(X)工程により製造したウレタンプレポリマー(D)の反応容器へポリアルキレンオキシド(B)を加えることが好ましい。なかでも、溶剤量等の反応条件によらず(Y)工程にて局所反応によるゲル状物の生成が起こりにくく安定的に高透明でゲル状物が少ないウレタンプレポリマー(E)を得やすいため、(X)工程により製造したウレタンプレポリマー(D)を35℃以上70℃以下へ冷却し加えることが好ましく、更に好ましくは55℃以下へ冷却し添加することである。
The preparation of the urethane prepolymer (E) in step (Y) is not particularly limited as long as it is a method that can uniformly disperse and react the raw materials, and the same preferred stirring methods, stirrers, stirring blades, baffle shapes, reaction temperatures, reaction atmospheres such as nitrogen, and reaction conditions as those used in the preparation of the urethane prepolymer (D) in step (X) can be suitably adopted.
The method of mixing the polyalkylene oxide (B) in the step (Y) is not particularly limited, but since a rapid reaction is likely to occur due to the catalytic activity derived from the aromatic amine structure contained in the polyalkylene oxide (B), it is preferable to add the polyalkylene oxide (B) to the reaction vessel of the urethane prepolymer (D) produced in the step (X). Among them, since the generation of gel-like matter due to a local reaction is unlikely to occur in the step (Y) regardless of the reaction conditions such as the amount of solvent, and it is easy to stably obtain a highly transparent urethane prepolymer (E) with little gel-like matter, it is preferable to cool the urethane prepolymer (D) produced in the step (X) to 35°C or more and 70°C or less before adding it, and more preferably to cool it to 55°C or less before adding it.

またポリアルキレンオキシド(B)の粘度が低減して迅速に添加しやすく、局所反応を抑制しやすいため、ポリアルキレンオキシド(B)は、事前に30℃以上へ加温することが好ましく、45℃以上へ加温し加えることがより好ましく、加える際も撹拌しながら添加することが好ましい。 In addition, since the viscosity of polyalkylene oxide (B) is reduced, it can be added quickly, and local reactions can be easily suppressed. Therefore, it is preferable to heat polyalkylene oxide (B) to 30°C or higher in advance, and more preferably to 45°C or higher before adding it. It is also preferable to add it while stirring.

また、特に限定されないが、経時での外気中の水分との反応による白濁やゲル状物の生成を抑制でき、より安定的に高透明でウレタンプレポリマー製造しやすいため、(X)工程を終了後、48時間以内に(Y)工程へ進むことが好ましく、更に好ましくは24時間以内である。 Although not particularly limited, it is preferable to proceed to step (Y) within 48 hours after completing step (X), because this can suppress the formation of cloudiness or gel-like material due to reaction with moisture in the outside air over time, and it is easier to produce a urethane prepolymer with high transparency in a more stable manner, and more preferably within 24 hours.

反応時間としては、触媒量や反応温度、撹拌条件等の反応条件により異なるため、特に限定されないが、得られるウレタンプレポリマー(E)の経時での粘度上昇が発生しにくく貯蔵安定性に優れやすいため、FT-IRや滴定法を用いてNCO基の消失を確認し、その後30分以上反応を継続することが好ましい。特に2級NCO基を有するポリイソシアネート(C)を用いる場合、経時での粘度上昇が発生しやすいため、NCO基の消失を確認し、その後1時間以上反応を継続することが好ましい。 The reaction time is not particularly limited, as it varies depending on the reaction conditions such as the amount of catalyst, reaction temperature, and stirring conditions, but since the resulting urethane prepolymer (E) is unlikely to increase in viscosity over time and is likely to have excellent storage stability, it is preferable to confirm the disappearance of the NCO groups using FT-IR or titration, and then continue the reaction for 30 minutes or more. In particular, when using polyisocyanate (C) having secondary NCO groups, it is likely that the viscosity will increase over time, so it is preferable to confirm the disappearance of the NCO groups and then continue the reaction for 1 hour or more.

このような反応時間としては、1時間以上24時間以内であり、好ましくは1.5時間以上12時間以内であり、最も好ましくは2時間以上8時間以内である。

<ポリアルキレンオキシド(B)を含むポリオール>
(Y)工程に用いるポリオールに含まれるポリアルキレンオキシド(B)は、芳香族アミン残基を有するポリオールである。ポリアルキレンオキシド(B)に、芳香族アミン残基を有さない場合、得られるポリウレタンの硬度や引張強度が低く、使用が困難である。なかでも良好な流動性を発現して成形性に優れやすく、また硬度や引張強度が高くなってウレタン物性に優れやすいため炭素数2~10のアルキレンオキシド残基を有し、1分子中に活性水素基を2つ以上有するポリオールが好ましく、芳香族アミンに1種のアルキレンオキシドが連鎖的に繋がったもの、芳香族アミンに複数のアルキレンオキシドが連鎖的に繋がったものやランダムで繋がったもの、何れでもよい。
The reaction time is from 1 hour to 24 hours, preferably from 1.5 hours to 12 hours, and most preferably from 2 hours to 8 hours.

<Polyol containing polyalkylene oxide (B)>
The polyalkylene oxide (B) contained in the polyol used in the step (Y) is a polyol having an aromatic amine residue. If the polyalkylene oxide (B) does not have an aromatic amine residue, the hardness and tensile strength of the resulting polyurethane are low, making it difficult to use. Among them, a polyol having an alkylene oxide residue with 2 to 10 carbon atoms and having two or more active hydrogen groups in one molecule is preferred because it exhibits good fluidity and is easy to have excellent moldability, and is easy to have high hardness and tensile strength and is easy to have excellent urethane physical properties, and may be any of those in which one type of alkylene oxide is linked in a chain to an aromatic amine, those in which multiple alkylene oxides are linked in a chain to an aromatic amine, or those in which they are linked randomly.

なかでも、工業的にアルキレンオキシドの入手がしやすく、合成が簡便となりやすいため、芳香族アミンにプロピレンオキシドのみが連鎖的に繋がったもの、芳香族アミンにエチレンオキシドのみが連鎖的に繋がったもの、芳香族アミンにプロピレンオキシドとエチレンオキシドが連鎖的に繋がったものまたはランダムで繋がったものであることが好ましく、更に好ましくは低温から高温まで結晶化しにくく流動性に特に優れやすいことから炭素数3のアルキレンオキシド残基であるプロピレンオキシド残基を有することが好ましく、最も好ましくはポリアルキレンオキシド(B)に含まれるアルキレンオキシド残基のうち40重量%以上がプロピレンオキシド残基であることが好ましい。 Among these, alkylene oxides are preferably those in which only propylene oxide is linked in a chain to an aromatic amine, those in which only ethylene oxide is linked in a chain to an aromatic amine, those in which propylene oxide and ethylene oxide are linked in a chain or randomly linked to an aromatic amine, because alkylene oxides are easily available industrially and can be easily synthesized, and more preferably those in which propylene oxide residues, which are alkylene oxide residues having 3 carbon atoms, are included because they are less likely to crystallize from low to high temperatures and have particularly excellent fluidity, and most preferably 40% by weight or more of the alkylene oxide residues contained in the polyalkylene oxide (B) are propylene oxide residues.

ポリアルキレンオキシド(B)は1分子中に2つ以上の水酸基を有することが好ましく、更に好ましくは1分子中の水酸基数が3以上15未満であり、最も好ましくは4以上6未満である。 The polyalkylene oxide (B) preferably has two or more hydroxyl groups in one molecule, more preferably has 3 or more and less than 15 hydroxyl groups in one molecule, and most preferably has 4 or more and less than 6 hydroxyl groups in one molecule.

1分子中に芳香族アミン残基を含有するポリアルキレンオキシド(B)の1分子中の水酸基数が3以上15未満であると、得られるウレタン硬化物の架橋構造が均一になり易く、引張破断強度が更に大きくなるため、好ましい。 When the number of hydroxyl groups in one molecule of polyalkylene oxide (B) containing an aromatic amine residue in one molecule is 3 or more and less than 15, the crosslinked structure of the resulting urethane cured product tends to be uniform, and the tensile breaking strength is further increased, which is preferable.

(Y)工程に用いられるポリアルキレンオキシド(B)の数平均分子量は2000未満であることを特徴とする。数平均分子量2000以上の場合、芳香族アミン残基の含有量が低下しやすく強度が低下するため使用が困難であり、反応性が低下して未反応ポリアルキレンオキシド(B)が多く残存しやすいため、安定的に高い透明性を発現することが困難である。 The polyalkylene oxide (B) used in step (Y) is characterized by having a number average molecular weight of less than 2000. If the number average molecular weight is 2000 or more, the content of aromatic amine residues is likely to decrease, resulting in reduced strength, making it difficult to use, and the reactivity is reduced, leading to a large amount of unreacted polyalkylene oxide (B) remaining, making it difficult to consistently achieve high transparency.

なかでも、特に限定されず、用途により適宜選択されるが、その他工程や硬化反応時等に揮発による組成の不安定化が起こりにくく、かつ芳香族アミン残基の含有量が高く安定的に高い強度を発現しやすいため、200以上1800未満であることが好ましく、さらに好ましくは400以上1300未満であり、最も好ましくは450以上1000未満である。 Among them, there is no particular limitation and it is appropriately selected depending on the application, but since the composition is unlikely to become unstable due to volatilization during other processes or the curing reaction, and the content of aromatic amine residues is high and it is easy to develop stable high strength, it is preferably 200 or more and less than 1800, more preferably 400 or more and less than 1300, and most preferably 450 or more and less than 1000.

なお、ポリアルキレンオキシド(B)の数平均分子量は、JIS K-1557-1に記載の方法により算出したポリアルキレンオキシド(B)の水酸基価と、ポリオール(A2)1分子中の水酸基数と、から算出することができる。また市販品の場合、公称の官能基数、水酸基価を用いることができる。 The number average molecular weight of polyalkylene oxide (B) can be calculated from the hydroxyl value of polyalkylene oxide (B) calculated by the method described in JIS K-1557-1 and the number of hydroxyl groups in one molecule of polyol (A2). In the case of commercially available products, the nominal number of functional groups and hydroxyl value can be used.

ポリアルキレンオキシド(B)の、芳香族アミン残基の構造は特には限定されないが、好ましくは1分子中の芳香環数が1以上20以下の芳香族アミン残基であり、さらに好ましくは芳香環数が1以上3以下の芳香族アミン残基である。ポリアルキレンオキシド(B)に芳香族アミン残基を含まない場合、引張破断強度が不足しやすく、強度の向上に炭素数6以上の環状の糖残基を含むポリオールやポリエステルポリオール、ポリオキシテトラメチレングリコール等のポリアルキレンオキシド(A)より比較的剛直なポリオールが必要となるが、これらは塗工性の悪化や白濁を抑制しにくく、得られるウレタン硬化物の脆性やタックが高いものとなるため使用が困難である。 The structure of the aromatic amine residue of polyalkylene oxide (B) is not particularly limited, but is preferably an aromatic amine residue having 1 to 20 aromatic rings in one molecule, and more preferably an aromatic amine residue having 1 to 3 aromatic rings. If polyalkylene oxide (B) does not contain an aromatic amine residue, the tensile breaking strength is likely to be insufficient, and in order to improve the strength, a polyol that is relatively more rigid than polyalkylene oxide (A), such as a polyol containing a cyclic sugar residue having 6 or more carbon atoms, polyester polyol, or polyoxytetramethylene glycol, is required. However, these are difficult to use because it is difficult to suppress deterioration of coatability and cloudiness, and the resulting urethane cured product is brittle and highly tacky.

ポリアルキレンオキシド(B)中の芳香族アミン残基の含有量は特に限定されないが、高い強度を発現しやすいため7重量%以上であることが好ましく、更に好ましくはより高い透明性と高い強度を両立しやすいことから、10重量%以上50重量%以下の範囲であり、最も好ましくは13重量%以上30重量%以下の範囲である。当該含有量はNMR法または得られるウレタンのコリッシュ分解による解析等により算出できるが、水酸基価より算出したポリアルキレンオキシドの分子量と公称の開始剤構造より計算してもよい。 The content of aromatic amine residues in polyalkylene oxide (B) is not particularly limited, but is preferably 7% by weight or more since it is easy to develop high strength, more preferably 10% by weight to 50% by weight since it is easy to achieve both higher transparency and high strength, and most preferably 13% by weight to 30% by weight. The content can be calculated by NMR method or analysis by Colish decomposition of the obtained urethane, but may also be calculated from the molecular weight of the polyalkylene oxide calculated from the hydroxyl value and the nominal initiator structure.

このような芳香族アミン残基としては、例えば、アニリン残基、2,4-トリレンジアミン残基、2,6-トリレンジアミン残基、2,2’-ジフェニルメタンジアミン残基、2,4’-ジフェニルメタンジアミン残基、4,4’-ジフェニルメタンジアミン残基、ポリフェニレンポリアミン残基、1,5-ナフタレンジアミン残基、トリジンジアミン残基、キシリレンジアミン残基、1,3-フェニレンジアミン残基、1,4-フェニレンジアミン残基、ならびに、これらの2種以上の混合残基などが挙げられ、好ましくは原料の入手が容易であり良好な硬化性、引張破断強度を発現しやすい4,4’-ジフェニルメタンジアミン残基、2,4-トリレンジアミン残基及び2,6-トリレンジアミン残基からなる群より選ばれる1種種以上の残基である。 Examples of such aromatic amine residues include aniline residues, 2,4-tolylenediamine residues, 2,6-tolylenediamine residues, 2,2'-diphenylmethanediamine residues, 2,4'-diphenylmethanediamine residues, 4,4'-diphenylmethanediamine residues, polyphenylenepolyamine residues, 1,5-naphthalenediamine residues, tolidinediamine residues, xylylenediamine residues, 1,3-phenylenediamine residues, 1,4-phenylenediamine residues, and mixed residues of two or more of these. Preferably, the aromatic amine residue is one or more residues selected from the group consisting of 4,4'-diphenylmethanediamine residues, 2,4-tolylenediamine residues, and 2,6-tolylenediamine residues, which are easy to obtain as raw materials and tend to exhibit good curability and tensile break strength.

ポリアルキレンオキシド(B)は、一般にトリレンジアミンやジフェニルメタンジアミンなどの芳香族アミンを開始剤としてアルキレンオキシドを開環重合することにより得られるが、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエタノールアミン、ジエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール等の芳香族アミン残基を含まない低粘度の活性水素化合物を開始剤に併用して合成されることがあり、上記残基を有する成分を含んでいてもよい。 Polyalkylene oxide (B) is generally obtained by ring-opening polymerization of alkylene oxide using aromatic amines such as tolylenediamine and diphenylmethanediamine as initiators, but it may also be synthesized by using low-viscosity active hydrogen compounds that do not contain aromatic amine residues, such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethanolamine, diethylene glycol, glycerin, and propylene glycol, in combination with the initiator, and may contain components having the above residues.

例えば、通常、トリレンジアミン開始ポリオールの水酸基数は4、アニリン開始ポリオールの水酸基数は2であるが、トリレンジアミン残基又はアニリン残基を含まない開始剤の併用やアルキレンオキシドが付加しなかったアミノ基の残存等により水酸基数が低下することがある。 For example, typically, a tolylenediamine-initiated polyol has 4 hydroxyl groups, and an aniline-initiated polyol has 2 hydroxyl groups, but the number of hydroxyl groups can decrease due to the use of an initiator that does not contain a tolylenediamine or aniline residue, or due to the presence of residual amino groups to which no alkylene oxide has been added.

市販の芳香族アミン残基を含むポリアルキレンオキシド(B)としては、ハンツマン製JEFFOLAD-310(公称官能基数3.2、水酸基価310)、JEFFOLAD-500(公称官能基数3.2、水酸基価360)、東邦化学工業製トーホーポリオールAB-250(公称官能基数2.0、水酸基価440)、東邦化学工業社製AR-2589(公称官能基数4.0、水酸基価360)、東邦化学工業社製AR-750(公称官能基数4.0、水酸基価300)などが挙げられ、好適に使用できる。 Commercially available polyalkylene oxides (B) containing aromatic amine residues include JEFFOLAD-310 (nominal functionality 3.2, hydroxyl value 310) and JEFFOLAD-500 (nominal functionality 3.2, hydroxyl value 360) manufactured by Huntsman, Toho Polyol AB-250 (nominal functionality 2.0, hydroxyl value 440) manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd., AR-2589 (nominal functionality 4.0, hydroxyl value 360) manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd., and AR-750 (nominal functionality 4.0, hydroxyl value 300) manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd., and can be suitably used.

ポリアルキレンオキシド(B)に加えて、その他剛直なポリオールを2種類以上組み合わせて用いてもよく、特に限定されない。例えば、炭素数6以上の糖残基を含有するポリオールと芳香族アミン残基を有するポリオールの組み合わせなどが挙げられる。 In addition to the polyalkylene oxide (B), two or more other rigid polyols may be used in combination, and are not particularly limited. For example, a combination of a polyol containing a sugar residue having six or more carbon atoms and a polyol having an aromatic amine residue may be used.

(Y)工程において、最終的なポリオールの活性水素基の総量に対するポリイソシアネート(C)のNCO基の比率を調整や所望の引張強度や塗工性、溶液粘度を得るための組成に調整する等のため、ポリアルキレンオキシド(B)に加えて少量のその他ポリオール、モノオールを加えてもよい。 In step (Y), small amounts of other polyols or monools may be added in addition to the polyalkylene oxide (B) to adjust the ratio of NCO groups in the polyisocyanate (C) to the total amount of active hydrogen groups in the final polyol, or to adjust the composition to obtain the desired tensile strength, coatability, and solution viscosity.

(Y)工程においてポリアルキレンオキシド(B)に加えて、その他ポリオール、モノオール(BC)を加える場合、未反応成分の残存量が少なくなってより良好な成形性や耐汚染性を発現しやすく、得られるプレポリマーやウレタン硬化物の透明性もより良好となりやすいため、ポリアルキレンオキシド(B)100重量部に対してその他ポリオール、モノオールの総量が15重量部以下の範囲で加えることが好ましく、高分子量であると相溶性が悪くなってより透明性を悪化しやすいため数平均分子量は2000未満であることが好ましい。 When other polyols and monools (BC) are added in addition to polyalkylene oxide (B) in step (Y), the amount of remaining unreacted components is reduced, which tends to result in better moldability and stain resistance, and the transparency of the resulting prepolymer and urethane cured product is also likely to be better. Therefore, it is preferable to add the other polyols and monools in a total amount of 15 parts by weight or less per 100 parts by weight of polyalkylene oxide (B). A high molecular weight tends to result in poor compatibility and further deterioration of transparency, so the number average molecular weight is preferably less than 2000.

その他ポリオール、モノオール(BC)としては、プレポリマーの透明性や諸物性を損なわないものを適宜選択することができ、特に限定されないが、例えば、ポリカーボネートポリオール、ポリテトラメチレングリコール、ポリオレフィンポリオール、アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、マンニッヒポリオール、シュークローズポリオール、ソルビトールポリオール、脂肪族アミンポリオール、ポリエチレングリコール、ポリカプロラクトンポリオール、フッ素化ポリオール、シリコーン含有ポリオール、リン系ポリオール等の市販されているポリオール類、ポリオキシアルキレングリコールモノアルキルエーテル、ポリオキシアルキレングリコールモノアルケニルエーテル、ポリオキシアルキレングリコールモノフェニルエーテル、シリコーン含有モノオール等のモノオール類、シクロヘキサンジメタノール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコール、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等の低分子量有機化合物等が挙げられる。 Other polyols and monools (BC) can be appropriately selected from those that do not impair the transparency and various physical properties of the prepolymer, and are not particularly limited. For example, commercially available polyols such as polycarbonate polyol, polytetramethylene glycol, polyolefin polyol, acrylic polyol, polyester polyol, Mannich polyol, sucrose polyol, sorbitol polyol, aliphatic amine polyol, polyethylene glycol, polycaprolactone polyol, fluorinated polyol, silicone-containing polyol, and phosphorus-based polyol; monools such as polyoxyalkylene glycol monoalkyl ether, polyoxyalkylene glycol monoalkenyl ether, polyoxyalkylene glycol monophenyl ether, and silicone-containing monool; and low molecular weight organic compounds such as cyclohexane dimethanol, tetraethylene glycol, tripropylene glycol, and tripropylene glycol monomethyl ether.

ポリアルキレンオキシド(B)に加えて、その他ポリオール、モノオール(BC)を加える場合、比較的相溶性が良好で高い透明性を発現しやすく、強度が高くなりやすいことから、シュークローズポリオールまたはポリテトラメチレングリコールを含むことが好ましく、その場合、高粘度化しにくくハンドリング性に優れることから、0.1~20重量部以下の範囲で加えることが好ましい。なかでも、より高い強度を発現しやすくなるため、シュークローズポリオールを0.5~15重量部の範囲で加えることが更に好ましく、最も好ましくは、1~10重量部の範囲で加えることである。 When other polyols or monools (BC) are added in addition to polyalkylene oxide (B), it is preferable to include sucrose polyol or polytetramethylene glycol, since these have relatively good compatibility, tend to exhibit high transparency, and tend to have high strength. In this case, it is preferable to add in the range of 0.1 to 20 parts by weight or less, since they are less likely to become highly viscous and have excellent handleability. Of these, it is even more preferable to add sucrose polyol in the range of 0.5 to 15 parts by weight, and most preferably in the range of 1 to 10 parts by weight, since this tends to exhibit higher strength.

また、反応性基を有するシリコーン成分(モノオールやポリオール、ポリアミン)や反応性基を有するフッ素成分等は残存し汚染しやすいことから用いないことが好ましいが、特に限定されない。

<(Y)工程の原料混合比率>
(Y)工程では、前記ポリアルキレンオキシド(A)とポリアルキレンオキシド(B)を含む活性水素基の総量に対する前記ポリイソシアネート(C)のNCO基の総量(NCO/OH比)が0.10~0.70の割合となる量比で混合し、活性水素基末端のウレタンプレポリマー(E)を製造することを特徴とする。
In addition, it is preferable not to use silicone components having reactive groups (monols, polyols, polyamines) and fluorine components having reactive groups because they remain and tend to cause contamination, but there are no particular limitations.

<Raw material mixing ratio for process (Y)>
In the step (Y), the polyalkylene oxide (A) and the polyalkylene oxide (B) are mixed in such a ratio that the total amount of NCO groups of the polyisocyanate (C) relative to the total amount of active hydrogen groups including the polyalkylene oxide (A) and the polyalkylene oxide (B) is 0.10 to 0.70 (NCO/OH ratio), thereby producing an active hydrogen group-terminated urethane prepolymer (E).

即ち、(X)工程にてポリオールとイソシアネート(C)のNCO基の比率(NCO/OH比)が1.30~5.00でNCO末端プレポリマーを形成後、(X)工程を含む全工程で用いる原料の活性水素基の総量に対する全工程のポリイソシアネート基の総量(全NCO/全OH比)が0.10~0.70の割合となるようにポリアルキレンオキシド(B)を含む各原料を混合することを特徴とする。 In other words, in step (X), an NCO-terminated prepolymer is formed with a ratio of NCO groups (NCO/OH ratio) between the polyol and isocyanate (C) of 1.30 to 5.00, and then the raw materials including polyalkylene oxide (B) are mixed so that the ratio of the total amount of polyisocyanate groups in all steps to the total amount of active hydrogen groups in the raw materials used in all steps including step (X) (total NCO/total OH ratio) is 0.10 to 0.70.

全工程のポリオールの活性水素基の総量に対するポリイソシアネート(C)のNCO基の比率(全NCO/全OH比)が0.70超では、NCO/OH比が1.00に近くなって高分子量化するため塗工性が悪くゲル化や高粘調化の抑制が困難であるか、NCO/OH比が1.00を超えてNCO基末端となって保存安定性が悪化するため使用が困難である。 If the ratio of NCO groups in polyisocyanate (C) to the total amount of active hydrogen groups in the polyols in all steps (total NCO/total OH ratio) exceeds 0.70, the NCO/OH ratio approaches 1.00, resulting in a high molecular weight, which results in poor coatability and makes it difficult to prevent gelation and high viscosity, or the NCO/OH ratio exceeds 1.00, resulting in NCO group terminals and poor storage stability, making it difficult to use.

また、NCO/OH比が0.10を下回ると得られるウレタンプレポリマー(E)の分子量が低く、低粘度化し塗工性に劣るとともに未反応のポリアルキレンオキシド(B)が多く残存するため、高透明のウレタンプレポリマー(E)やそれを用いて得られる高透明のウレタン硬化物を安定的に製造することが困難である。 Furthermore, if the NCO/OH ratio falls below 0.10, the molecular weight of the resulting urethane prepolymer (E) will be low, the viscosity will be low, and the coatability will be poor. In addition, a large amount of unreacted polyalkylene oxide (B) will remain. This makes it difficult to stably produce a highly transparent urethane prepolymer (E) or a highly transparent cured urethane product obtained by using the same.

したがって、(Y)工程では、全工程で加える原料のNCO/OH比が0.10~0.70の割合となる量比で混合することで、塗工性の悪化やプレポリマーおよび得られるウレタン硬化物の透明性悪化を抑制することができる。 Therefore, in step (Y), by mixing the raw materials added in all steps in a quantity ratio that results in an NCO/OH ratio of 0.10 to 0.70, it is possible to prevent deterioration in coatability and transparency of the prepolymer and the resulting urethane cured product.

なかでも、適度な粘度を有し、未反応のポリアルキレンオキシド(B)の残存量が少なくなって得られるプレポリマーおよびウレタン硬化物をより高透明で製造が可能となり、ポリアルキレンオキシド(B)を多く導入可能となって強度や低タック性をより顕著に発現しやすいため、(Y)工程では最終のNCO/OH比が0.15~0.60の割合となる量比で混合することが好ましく、更に好ましくは0.20~0.50の範囲である。 Among these, it is preferable to mix in the (Y) step in a ratio that results in a final NCO/OH ratio of 0.15 to 0.60, more preferably in the range of 0.20 to 0.50, because this has a suitable viscosity, reduces the amount of unreacted polyalkylene oxide (B) remaining, making it possible to produce a prepolymer and urethane cured product with higher transparency, and allows for the introduction of a large amount of polyalkylene oxide (B), making it easier to exhibit greater strength and low tack.

なかでも、ポリイソシアネート(C)としてヘキサメチレンジイソシアネートやその誘導体などのNCO基の反応性に差がないポリイソシアネート(C)を用いる場合、(Y)工程での最終のNCO/OH比が0.20~0.40の範囲、ポリイソシアネート(C)としてイソホロンジイソシアネートを用いる場合、(Y)工程での最終のNCO/OH比が0.20~0.49の範囲であると、ゲル化や高粘度化を抑制しつつ透明性が良好となりやすいため最も好ましい。 In particular, when a polyisocyanate (C) having no difference in reactivity of the NCO group, such as hexamethylene diisocyanate or its derivatives, is used as the polyisocyanate (C), it is most preferable that the final NCO/OH ratio in step (Y) is in the range of 0.20 to 0.40, and when isophorone diisocyanate is used as the polyisocyanate (C), it is most preferable that the final NCO/OH ratio in step (Y) is in the range of 0.20 to 0.49, since this tends to achieve good transparency while suppressing gelation and high viscosity.

(X)工程に用いるポリアルキレンオキシド(A)に対する重量比率(ポリアルキレンオキシド(A)/ポリアルキレンオキシド(B))が10/90~90/10の範囲であることが好ましく、更に好ましくは安定的に透明性を発現しつつより高強度となりやすいため25/75~80/20の範囲であり、最も好ましくは40/60~75/25の範囲である。 The weight ratio (polyalkylene oxide (A)/polyalkylene oxide (B)) of the polyalkylene oxide (A) used in step (X) is preferably in the range of 10/90 to 90/10, more preferably in the range of 25/75 to 80/20 since this tends to result in higher strength while stably exhibiting transparency, and most preferably in the range of 40/60 to 75/25.

(X)工程にポリアルキレンオキシド(B)を加える場合の、(Y)工程でのポリアルキレンオキシド(B)の添加量の(X)工程に加えるポリアルキレンオキシド(B)に対する重量比率((Y)工程で加えるポリアルキレンオキシド(B)/(X)工程で加えるポリアルキレンオキシド(B))が70/30~99.9/0.1の範囲であることが好ましく、更に好ましくは80/10~99/1の範囲であり、最も好ましくは90/10~97/3の範囲である。

<(Y)工程でのその他原料>
(Y)工程において、必要に応じてその他ポリオールやモノオール、ウレタン化触媒、溶剤、可塑剤、レベリング剤、反応遅延剤、その他の添加剤等を加えて製造してもよい。また(X)工程で加えた添加剤等がそのまま残存し含んでいてもよい。
When polyalkylene oxide (B) is added in step (X), the weight ratio of the amount of polyalkylene oxide (B) added in step (Y) to the polyalkylene oxide (B) added in step (X) (polyalkylene oxide (B) added in step (Y)/polyalkylene oxide (B) added in step (X)) is preferably in the range of 70/30 to 99.9/0.1, more preferably in the range of 80/10 to 99/1, and most preferably in the range of 90/10 to 97/3.

<Other raw materials in process (Y)>
In step (Y), other polyols, monools, urethanization catalysts, solvents, plasticizers, leveling agents, reaction retarders, and other additives may be added as necessary for production. In addition, the additives added in step (X) may remain as they are.

(Y)工程で含むことが好ましいその他原料としては、特に限定されないが、(X)工程で含むことが好ましいその他原料と同様の原料や使用量が挙げられ、好適に適用することができる。 Other raw materials that are preferably included in step (Y) are not particularly limited, but may be similar to the other raw materials and amounts used as those preferably included in step (X), and may be suitably applied.

なかでも、(X)工程で事前に添加してもよく特に限定されないが、ウレタンプレポリマー(E)の経時での粘度の上昇を抑制しやすく貯蔵安定性に優れ、適度な粘度に調整しつつハンドリング性や硬化性を向上しやすくなることから(Y)工程でウレタン化触媒や溶剤を追加することが好ましい。 Among these, although there are no particular limitations, it is preferable to add a urethane catalyst or solvent in step (Y) in advance in step (X), since this makes it easier to suppress the increase in viscosity of the urethane prepolymer (E) over time, provides excellent storage stability, and makes it easier to improve handling and curing properties while adjusting the viscosity to an appropriate level.

(Y)工程において、有機溶剤を固形分濃度が70~99重量%の範囲となる量比で混合することが好ましく、更に好ましくは80~97重量%の範囲であり、最も好ましくは85~95重量%の範囲である。金属成分を含むウレタン化触媒は、ウレタンプレポリマー(D)100重量部に対して0.001~0.2重量部を接触することで活性水素基末端のウレタンプレポリマー(E)を製造することが好ましく、さらに好ましくは金属成分を含むウレタン化触媒が0.003~0.1重量部であり、最も好ましくは0.005~0.05重量部の範囲である。

<ウレタンプレポリマー(E)>
少なくとも(X)工程、(Y)工程を含む本製造方法により得られるウレタンプレポリマー(E)は、ゲル状物の生成や高粘調化、白濁がしにくいため、特に限定されないが、25℃条件にて、粘度が1~100Pa・s、且つ液外観が透明(1cm厚みでのHazeが15%以下)であることが好ましく、このようなウレタンプレポリマー(E)を効率的に容易に製造できるものである。
In step (Y), the organic solvent is preferably mixed in an amount ratio such that the solids concentration is in the range of 70 to 99% by weight, more preferably in the range of 80 to 97% by weight, and most preferably in the range of 85 to 95% by weight. The urethane prepolymer (E) having active hydrogen groups at its terminals is preferably produced by contacting 0.001 to 0.2 parts by weight of the urethane catalyst containing a metal component with 100 parts by weight of the urethane prepolymer (D), more preferably in the range of 0.003 to 0.1 parts by weight, and most preferably in the range of 0.005 to 0.05 parts by weight.

<Urethane prepolymer (E)>
The urethane prepolymer (E) obtained by this production method including at least steps (X) and (Y) is not particularly limited as it is unlikely to form a gel-like substance, become highly viscous, or become cloudy, and it is preferable that the viscosity at 25° C. be 1 to 100 Pa s and the liquid appearance be transparent (haze at a thickness of 1 cm being 15% or less), and such a urethane prepolymer (E) can be produced efficiently and easily.

なかでも、本製造方法により得られるウレタンプレポリマー(E)の好ましい性状としては、後工程で添加剤を混合しやすく、架橋剤の混合や塗工などのハンドリング性により優れウレタン硬化物が安定的に高透明になりやすいことから、25℃条件にて、粘度が3~50Pa・sの範囲であり、さらに好ましくは5~30Pa・sの範囲である。粘度が高い場合、溶剤や添加剤を加えて粘度を低減調整してもよく、また粘度が低い場合、濃縮等により増粘調整してもよい。 Among these, the preferred properties of the urethane prepolymer (E) obtained by this production method are a viscosity in the range of 3 to 50 Pa·s at 25°C, and more preferably in the range of 5 to 30 Pa·s, because this allows for easy mixing of additives in later processes, excellent handling properties for mixing crosslinking agents and coating, and the urethane cured product tends to be stable and highly transparent. If the viscosity is high, it may be reduced or adjusted by adding a solvent or additive, or if the viscosity is low, it may be thickened or adjusted by concentration, etc.

本製造方法により得られるウレタンプレポリマー(E)の透明性は特に限定されないが、透明であることが好ましく、本製造方法ではそのような性状で得られやすい。なかでも1cm厚みでのHazeが15%以下であることが好ましく、5%以下であることが更に好ましい。 The transparency of the urethane prepolymer (E) obtained by this manufacturing method is not particularly limited, but it is preferable that it is transparent, and this manufacturing method is likely to produce such a property. In particular, it is preferable that the haze at a thickness of 1 cm is 15% or less, and more preferably 5% or less.

本製造方法により得られるウレタンプレポリマー(E)の分子量は、特に限定されないが、ハンドリング性がより良好となりやすいことからゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により測定した重量平均分子量が2500以上500000以下の範囲であることが好ましく、5000以上200000以下の範囲であることが更に好ましく、10000以上100000以下の範囲であることが好ましい。

<後工程>
(Y)工程にて、ウレタンプレポリマー(E)を形成後、必要に応じて後工程を加えてもよい。後工程としては、特に限定されないが、必要に応じて濃縮や溶剤添加による粘度調整を行い、鎖延長剤、帯電防止剤、可塑剤、反応遅延剤、レベリング剤、その他の添加剤を添加し混合してもよく、更に濾過工程を経ることが好ましい。
The molecular weight of the urethane prepolymer (E) obtained by the present production method is not particularly limited, but in order to improve handleability, the weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography is preferably in the range of 2,500 or more and 500,000 or less, more preferably in the range of 5,000 or more and 200,000 or less, and more preferably in the range of 10,000 or more and 100,000 or less.

<Post-process>
After the urethane prepolymer (E) is formed in the step (Y), a post-process may be added as necessary. The post-process is not particularly limited, but may include, as necessary, concentration or addition of a solvent to adjust the viscosity, addition of a chain extender, an antistatic agent, a plasticizer, a reaction retarder, a leveling agent, and other additives, and further a filtration process.

鎖延長剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ブチルエチルペンタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、分子量1000以下の低分子量ポリアルキレングリコール等のグリコール類;エチレンジアミン、N-アミノエチルエタノールアミン、ピペラジン、イソホロンジアミン、キシリレンジアミン等の多価アミンが挙げられる。なかでも、ウレタンウレアを形成し、良好な物性のウレタンを得やすいため多価アミンが好ましい。 The chain extender is not particularly limited, and examples thereof include glycols such as ethylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, butylethylpentanediol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, and low molecular weight polyalkylene glycols having a molecular weight of 1000 or less; and polyvalent amines such as ethylenediamine, N-aminoethylethanolamine, piperazine, isophoronediamine, and xylylenediamine. Among these, polyvalent amines are preferred because they form urethane urea and are easy to use to obtain urethane with good physical properties.

帯電防止剤としては、特に限定されるものではないが、アルカリ金属塩やイオン液体等が挙げられ、例えば、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド等のリチウム塩や4級アンモニウム塩、イミダゾリウム塩、ホスホニウム塩、ピリジニウム塩等が挙げられる。 Antistatic agents include, but are not limited to, alkali metal salts and ionic liquids, such as lithium salts such as lithium bis(trifluoromethanesulfonylimide), quaternary ammonium salts, imidazolium salts, phosphonium salts, and pyridinium salts.

可塑剤としては、特に限定されるものではないが、脂肪酸エステルや脂環式エステル、ポリエーテルエステル等が挙げられ、例えばエポキシ化脂肪酸エステル、ミリスチン酸エステル、ポリアルキレングリコールの末端エステル変性化合物等が挙げられる。 Plasticizers include, but are not limited to, fatty acid esters, alicyclic esters, polyether esters, etc., such as epoxidized fatty acid esters, myristic acid esters, and terminal ester-modified compounds of polyalkylene glycols.

反応遅延剤としては、特に限定されず、例えば、ウレタン化触媒の活性を抑制する効果のある添加剤(酸遅延剤、キレート化合物等)、反応時に主剤分子量が高くなりにくくなる添加剤(増粘抑制剤等)、イソシアネートやポリオール・プレポリマーの反応性を低減する添加剤(酸遅延剤、安定剤等)等種々の遅延剤を用いることができ、そのような遅延剤を組み合わせて用いることが好ましい。 The reaction retarder is not particularly limited, and various retarders can be used, such as additives that have the effect of suppressing the activity of the urethane catalyst (acid retarders, chelating compounds, etc.), additives that prevent the molecular weight of the main component from increasing during the reaction (thickening inhibitors, etc.), and additives that reduce the reactivity of isocyanates and polyol prepolymers (acid retarders, stabilizers, etc.), and it is preferable to use a combination of such retarders.

なかでも、反応遅延剤として、酸遅延剤、キレート化合物、増粘抑制剤、安定剤のいずれか1種または2種以上を用いることが好ましく、更に好ましくは酸遅延剤、キレート化合物、増粘抑制剤、安定剤のいずれか2~4種を併用する事が好ましく、最も好ましくは酸遅延剤、キレート化合物、増粘抑制剤のそれぞれ1種以上を含む3~4種を全て併用する事である。また上記酸遅延剤、キレート化合物、増粘抑制剤のそれぞれは1種に限らず、それぞれ2種以上を併用することができ好ましい。 Among them, it is preferable to use one or more of the following reaction retarders: acid retarders, chelating compounds, thickening inhibitors, and stabilizers. It is more preferable to use two to four of the following reaction retarders, chelating compounds, thickening inhibitors, and stabilizers in combination. It is most preferable to use three to four of the following reaction retarders, chelating compounds, and thickening inhibitors in combination, each including one or more of each. In addition, the above acid retarders, chelating compounds, and thickening inhibitors are not limited to one type, and two or more types of each can be used in combination, which is preferable.

なかでも、ポリアルキレンオキシド(B)のアミン構造に由来する触媒活性を抑制しやすくなり、可使時間が延長するとともに乾燥、エージング、塗工時の急激なゲル化を抑制しやすくなり、安定的にシワを抑制して成形性が良くなりやすいため酸遅延剤を含むことが好ましく、特に限定されないがpKa5.0以下の酸を含むことが好ましい。 In particular, it is preferable to include an acid retarder, since this makes it easier to suppress the catalytic activity derived from the amine structure of the polyalkylene oxide (B), extends the pot life, and makes it easier to suppress sudden gelation during drying, aging, and coating, and it makes it easier to stably suppress wrinkles and improve moldability. Although not particularly limited, it is preferable to include an acid with a pKa of 5.0 or less.

そのようなpKa5.0以下の酸としては、塩酸、硝酸、リン酸やエチルアシッドホスフェートや2-エチルヘキシルアシッドホスフェート等の炭素数2~20の酸性リン酸エステル等のリン系酸遅延剤などが挙げられ、なかでも、反応性と物性のバランスが良好となりやすいためリン系酸遅延剤を用いることが好ましい。酸遅延剤を用いるときの含有量としては、プレポリマー(E)100重量部に対して0.001~1重量部の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは0.005~0.1重量部の範囲である。また、酸遅延剤を用いるときのウレタンプレポリマー(E)のpHとしては硬化性が高くなりやすく低腐食性の良好な液性となりやすいためpH4~9の範囲となる量であることが好ましい。ウレタンプレポリマー(E)のpHは、水とIPAを重量比5:3で混合した液に固形分7質量%で分散し、pH計にて測定した値を指す。 Examples of such acids with a pKa of 5.0 or less include hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, and phosphorus-based acid retarders such as acidic phosphate esters having 2 to 20 carbon atoms, such as ethyl acid phosphate and 2-ethylhexyl acid phosphate. Among these, it is preferable to use phosphorus-based acid retarders because they tend to have a good balance between reactivity and physical properties. When using an acid retarder, the content is preferably in the range of 0.001 to 1 part by weight per 100 parts by weight of prepolymer (E), and more preferably in the range of 0.005 to 0.1 parts by weight. In addition, when an acid retarder is used, the pH of the urethane prepolymer (E) is preferably in the range of pH 4 to 9, since the urethane prepolymer (E) tends to have high curing properties and good liquid properties with low corrosivity. The pH of the urethane prepolymer (E) refers to the value measured with a pH meter after dispersing it at 7% solids in a liquid mixed with water and IPA in a weight ratio of 5:3.

キレート化合物としては、触媒活性を調整して架橋剤混合後の増粘を抑制しやすく、また成形性も良好となりやすいため、ケトエノール互変異性化合物、トリアゾール誘導体の1種また2種以上を含むことが好ましく、さらに好ましくはキレート化合物としてケトエノール互変異性化合物、トリアゾール誘導体のそれぞれを1種以上(計2種以上)用いることが好ましい。 As the chelating compound, it is preferable to include one or more of a keto-enol tautomer compound and a triazole derivative, since it is easy to adjust the catalytic activity and suppress thickening after mixing with a crosslinking agent, and it is also easy to improve moldability. It is even more preferable to use one or more of each of a keto-enol tautomer compound and a triazole derivative (two or more in total) as the chelating compound.

ケトエノール互変異性化合物としては、特に限定されないが、より触媒活性を調整して成形性が良好となりやすいため、アセト酢酸エチル又はアセチルアセトンのいずれか1種以上であることが好ましい。そのようなケトエノール互変異性化合物を含む場合、その含有量は、より成形性が良くなりやすいため金属成分を含むウレタン化触媒に対するモル比率(ケトエノール互変異性化合物/金属触媒)が10倍以上であることが好ましく、更に好ましくは50倍~5000倍の範囲であり、ウレタンプレポリマー(E)100重量部に対して、0.01~20重量部の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは0.5~10重量部の範囲である。 The keto-enol tautomer compound is not particularly limited, but is preferably one or more of ethyl acetoacetate or acetylacetone, since it is easier to adjust the catalytic activity and improve moldability. When such a keto-enol tautomer compound is contained, the molar ratio (keto-enol tautomer compound/metal catalyst) of the content to the urethane catalyst containing a metal component is preferably 10 times or more, more preferably 50 to 5,000 times, since it is easier to improve moldability, and is preferably 0.01 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of the urethane prepolymer (E).

トリアゾール誘導体としては、特に限定されないが、硬化収縮の抑制効果が高く、良好な塗膜外観のウレタンを形成しやすいため、フェノール性水酸基を有するベンゾトリアゾール誘導体であることが好ましく、更に好ましくはウレタンの透明性が高くなりやすいため室温液状で分子量300~700の範囲であってフェノール性水酸基を含むアリール基がベンゾトリアゾールに直結しているフェノール性水酸基を有するベンゾトリアゾール誘導体であることが好ましく、上記化合物としては、特に限定されないが、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-ドデシル-4-メチルフェノール(BASF製チヌビン571)、3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-5-(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシ-ベンゼンプロピオン酸の炭素数7~9のアルキルエステル)(BASF製チヌビン99-2、チヌビン384-2)などが挙げられる。トリアゾール誘導体を用いる場合の含有量としてはウレタンプレポリマー(E)100重量部に対して、0.1~3重量部の範囲であることが好ましく、なかでも、より高透明で良好な塗膜外観を形成しやすいため、0.2~2重量部の範囲であることが更に好ましく、最も好ましくは0.3~1.5重量部の範囲である。 The triazole derivative is not particularly limited, but is preferably a benzotriazole derivative having a phenolic hydroxyl group, since it has a high effect of suppressing cure shrinkage and is easy to form a urethane with a good coating appearance, and more preferably a benzotriazole derivative having a phenolic hydroxyl group, which is liquid at room temperature, has a molecular weight in the range of 300 to 700, and has an aryl group containing a phenolic hydroxyl group directly bonded to the benzotriazole, since it is easy to increase the transparency of the urethane. Examples of the above compound include, but are not limited to, 2-(2H-benzotriazole-2-yl)-6-dodecyl-4-methylphenol (Tinuvin 571, manufactured by BASF), and 3-(2H-benzotriazole-2-yl)-5-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxy-benzenepropionic acid, alkyl ester having 7 to 9 carbon atoms (Tinuvin 99-2, Tinuvin 384-2, manufactured by BASF). When a triazole derivative is used, the content is preferably in the range of 0.1 to 3 parts by weight per 100 parts by weight of the urethane prepolymer (E), more preferably in the range of 0.2 to 2 parts by weight, and most preferably in the range of 0.3 to 1.5 parts by weight, since this makes it easier to form a highly transparent coating film with a good appearance.

キレート化合物として、ケトエノール互変異性化合物とトリアゾール誘導体を併用する場合の混合重量の比率としては、得られるウレタンのシワを抑制しかつ成形性が良好となりやすいためトリアゾール誘導体に対するケトエノール互変異性化合物の重量比率(ケトエノール互変異性化合物/トリアゾール誘導体)が0.5以上50以下であることが好ましく、2以上20以下であることが更に好ましい。 When a keto-enol tautomer compound and a triazole derivative are used in combination as chelating compounds, the weight ratio of the keto-enol tautomer compound to the triazole derivative (keto-enol tautomer compound/triazole derivative) is preferably 0.5 to 50, more preferably 2 to 20, in order to suppress wrinkles in the resulting urethane and to improve moldability.

増粘抑制剤としては、特に限定されないが、反応時に増粘に係る分子量や架橋度の増加を遅延する化合物や反応に伴う分子量増大時にも増粘を抑制する化合物等が挙げられる。 Thickening inhibitors are not particularly limited, but include compounds that delay the increase in molecular weight or crosslinking degree related to thickening during the reaction, and compounds that suppress thickening even when the molecular weight increases due to the reaction.

例えばイソシアネート架橋剤と反応性を有して主剤プレポリマー(E)とイソシアネート架橋剤(I)との反応と併行/または優先して反応が進行することで分子量の増大を遅延する化合物、分子量増大に伴う親和性の向上や構造変化等で系の粘度の増加度を抑制/または低減する化合物などが挙げられる。 For example, there are compounds that are reactive with isocyanate crosslinking agents and that react in parallel with or prior to the reaction between the base prepolymer (E) and the isocyanate crosslinking agent (I), thereby delaying the increase in molecular weight, and compounds that suppress or reduce the increase in viscosity of the system by improving affinity or changing structure due to the increase in molecular weight.

なかでも、増粘抑制剤はプレポリマー(E)より低分子量であって、イソシアネート架橋剤(I)と反応性を有する活性水素基を有する化合物であることが好ましく、このような増粘抑制剤を含むことで主剤プレポリマー(E)とイソシアネート架橋剤(I)との反応と併行/または優先して反応が進行して、プレポリマー同士の架橋を抑制して増粘を抑制しやすい。 In particular, the thickening inhibitor is preferably a compound having a lower molecular weight than the prepolymer (E) and having an active hydrogen group that is reactive with the isocyanate crosslinking agent (I). By including such a thickening inhibitor, the reaction proceeds in parallel with or prior to the reaction between the main prepolymer (E) and the isocyanate crosslinking agent (I), making it easier to suppress crosslinking between the prepolymers and thereby suppress thickening.

このような増粘抑制剤としては、主剤より優先して反応が進行しやすく、プレポリマー同士の架橋を抑制して増粘を抑制しやすいため、活性水素基の反応性が高くなりやすい分子量1000以下の化合物であることが好ましい。なかでも、分子量が低すぎると活性水素基の反応性が高くなりすぎて早期に反応消費し増粘抑制できる期間が短くなって反応遅延効果が低くなる場合や乾燥工程で一部/または全部除去され物性が安定しない場合があり、分子量が高すぎると反応時に増粘しやすく活性水素基の反応性も低下して主剤同士の反応がしやすくなり増粘抑制効果が小さくなる場合があるため、分子量が60~700の範囲であることが好ましく、更に好ましくは90~300の範囲であり、最も好ましくは100~160の範囲である。またこのような増粘抑制剤としては反応時に架橋度が低下しにくく引張強度が低下しにくいため1分子内に2~8個の水酸基やアミノ基、チオール基等の活性水素基を有することが好ましい。なかでも、活性水素基が多すぎると増粘抑制剤とイソシアネート架橋剤の反応時に架橋度が上昇しやすく、増粘抑制効果が小さくなりやすいため、1分子内に2~4個の水酸基やアミノ基、チオール基等の活性水素基を有することが好ましく、更に好ましくは1分子内に2~3個の水酸基を有することであり、最も好ましくは適度な反応性を有し増粘抑制効果が顕著に高くなりやすいため1分子内に2個の1級水酸基を有するジオールである。増粘抑制剤を用いる場合の含有量としては、ウレタンプレポリマー(E)100重量部に対して0.1~3重量部の範囲であることが好ましく、なかでも、より高透明で良好な物性のウレタンを形成しやすいため、ウレタンプレポリマー(E)100重量部に対して、0.2~2重量部の範囲であることが更に好ましく、最も好ましくは0.3~1.5重量部の範囲である。また増粘抑制剤に活性水素基を有する場合、ウレタン物性を維持しつつ増粘抑制効果が高くなりやすいためウレタンプレポリマー(E)の活性水素基100モル%に対して3~30モル%の範囲となる用増粘抑制剤を添加することが好ましく、更に好ましくは5~20モル%の範囲で添加することが好ましい。 As such a thickening inhibitor, a compound having a molecular weight of 1000 or less is preferred because it is more likely to react with the main agent and to inhibit crosslinking between prepolymers to inhibit thickening, and therefore the reactivity of the active hydrogen group is likely to be high. Among them, if the molecular weight is too low, the reactivity of the active hydrogen group may be too high, resulting in early reaction consumption, shortening the period during which thickening can be inhibited, and the reaction delay effect may be reduced, or the physical properties may be unstable because some or all of the active hydrogen group is removed during the drying process. If the molecular weight is too high, the viscosity may increase during the reaction, and the reactivity of the active hydrogen group may decrease, making it easier for the main agents to react with each other, and the thickening inhibition effect may be reduced. Therefore, the molecular weight is preferably in the range of 60 to 700, more preferably in the range of 90 to 300, and most preferably in the range of 100 to 160. In addition, as such a thickening inhibitor, it is preferable that the degree of crosslinking is less likely to decrease during the reaction, and the tensile strength is less likely to decrease, so that one molecule has 2 to 8 active hydrogen groups such as hydroxyl groups, amino groups, and thiol groups. Among them, if there are too many active hydrogen groups, the degree of crosslinking is likely to increase during the reaction of the thickening inhibitor with the isocyanate crosslinking agent, and the thickening inhibitory effect is likely to be small, so it is preferable to have 2 to 4 active hydrogen groups such as hydroxyl groups, amino groups, and thiol groups in one molecule, more preferably 2 to 3 hydroxyl groups in one molecule, and most preferably a diol having two primary hydroxyl groups in one molecule, which has moderate reactivity and is likely to significantly increase the thickening inhibitory effect. When a thickening inhibitor is used, the content is preferably in the range of 0.1 to 3 parts by weight per 100 parts by weight of the urethane prepolymer (E), and among them, it is more preferable to have a range of 0.2 to 2 parts by weight per 100 parts by weight of the urethane prepolymer (E), and most preferably a range of 0.3 to 1.5 parts by weight, because it is easy to form a urethane with higher transparency and good physical properties. Furthermore, if the thickening inhibitor has an active hydrogen group, it is likely to have a high thickening inhibition effect while maintaining the urethane properties, so it is preferable to add the thickening inhibitor in the range of 3 to 30 mol% relative to 100 mol% of the active hydrogen groups in the urethane prepolymer (E), and more preferably in the range of 5 to 20 mol%.

安定剤としては、特に限定されないが、イソシアネートやポリオール・プレポリマーの反応性を抑制する化合物が挙げられ、例えばフェノール系酸化防止剤などが挙げられる。また本態様では安定剤としてトリアゾール誘導体は含まない。このような酸化防止剤を1000ppm以上、好ましくは3000ppm以上、最も好ましくは5000ppm~20000ppmの範囲に増量して用いることで、イソシアネートやポリオール・プレポリマーを安定化して反応性を低減し、増粘を抑制しやすいため好ましい。なかでも、入手が容易でありウレタンとの相溶性が良好なBHTや分子量1000以下のヒンダードフェノール系酸化防止剤(イルガノックスシリーズ等)を用いることが好ましい。またイルガノックス1135、イルガノックス1726など、室温液状であれば得られるウレタンの透明性が高くなりやすいため好ましいが、BHTやイルガノックス1076、イルガノックス1010など相溶性が高い構造であれば、プレポリマーに均一に分散・ウレタン形成時に透明性を悪化しにくいため好適に使用できる。 The stabilizer is not particularly limited, but may be a compound that suppresses the reactivity of isocyanates or polyol prepolymers, such as a phenol-based antioxidant. In addition, in this embodiment, the stabilizer does not include a triazole derivative. By increasing the amount of such an antioxidant to 1000 ppm or more, preferably 3000 ppm or more, and most preferably to the range of 5000 ppm to 20000 ppm, it is preferable to stabilize the isocyanates and polyol prepolymers, reduce their reactivity, and easily suppress thickening. Among them, it is preferable to use BHT, which is easily available and has good compatibility with urethane, or a hindered phenol-based antioxidant with a molecular weight of 1000 or less (Irganox series, etc.). In addition, materials that are liquid at room temperature, such as Irganox 1135 and Irganox 1726, are preferred because they tend to increase the transparency of the resulting urethane, but materials with a highly compatible structure, such as BHT, Irganox 1076, and Irganox 1010, are also suitable for use because they are uniformly dispersed in the prepolymer and are less likely to deteriorate in transparency when the urethane is formed.

安定剤を用いる場合の含有量としては、ウレタンプレポリマー(E)100重量部に対して、0.1~3重量部の範囲であることが好ましく、なかでも、より高透明で良好な物性のウレタンを形成しやすいため、安定剤の含有量は0.2~2.5重量部の範囲であることが更に好ましく、最も好ましくは0.5~2重量部の範囲である。
これらの添加剤の混合工程は、揮発による重量の増減が少ないため室温で行ってもよく、また溶解性・混合性を高めるため加温して行ってもよい。また混合の方法も特に限定されない。また必要に応じて行う濃縮工程では、窒素等でのバブリングや加温、減圧など、所定の濃度に調整できる方法であれば特に限定されない。
When a stabilizer is used, its content is preferably in the range of 0.1 to 3 parts by weight per 100 parts by weight of the urethane prepolymer (E). In particular, the content of the stabilizer is more preferably in the range of 0.2 to 2.5 parts by weight, and most preferably in the range of 0.5 to 2 parts by weight, because this makes it easier to form a urethane having higher transparency and better physical properties.
The mixing process of these additives may be carried out at room temperature since the weight change due to volatilization is small, or may be carried out with heating to improve solubility and mixability. The mixing method is also not particularly limited. In addition, the concentration process, which is carried out as necessary, is not particularly limited as long as it can be adjusted to a predetermined concentration by bubbling with nitrogen or the like, heating, decompression, or the like.

後工程として含まれることが好ましい濾過工程としては、高い生産性と貯蔵安定性を両立しやすく、高い透明性となりやすいことから、メッシュを通して濾過抜出しする工程であることが好ましい。メッシュを通して濾過抜出しする工程を経ることで、異物を除去しつつ同時に抜き出すことが可能となり、高い生産性で製造することができる。なかでも高生産性と高透明性を安定的に発現しやすいことから、150~1000μmの目開きの金属製のメッシュを通して濾過抜出しする工程であることが好ましく、さらに好ましくはゲージ圧0.01~3MPaの加圧下で行うことである。また抜き出しと同時に所定の容器にパッキングする工程を加えてもよく、生産性が高いため好ましい。 The filtration step that is preferably included as a post-process is preferably a step of filtering and withdrawing through a mesh, since this tends to achieve both high productivity and storage stability and tends to result in high transparency. By passing through a step of filtering and withdrawing through a mesh, it becomes possible to remove foreign matter while simultaneously extracting, allowing for production with high productivity. Of these, a step of filtering and withdrawing through a metal mesh with openings of 150 to 1000 μm is preferred, since this tends to stably achieve high productivity and high transparency, and more preferably this is carried out under a gauge pressure of 0.01 to 3 MPa. A step of packing into a specified container may also be added at the same time as the extraction, which is preferred because of the high productivity.

後工程を行う場合に得られるウレタンプレポリマー(E)を含む組成物は、ハンドリング性に優れやすくなることから、固形分濃度が60~99重量%の範囲となる量比で混合することが好ましく、更に好ましくは70~97重量%の範囲であり、最も好ましくは85~95重量%の範囲である。また、架橋剤の混合や塗工などのハンドリング性により優れウレタン硬化物が安定的に高透明になりやすいことから、25℃条件にて、粘度が3~50Pa・sの範囲であり、さらに好ましくは5~30Pa・sの範囲である。 The composition containing the urethane prepolymer (E) obtained when the post-processing is performed is easier to handle, so it is preferable to mix in an amount ratio that results in a solids concentration in the range of 60 to 99% by weight, more preferably in the range of 70 to 97% by weight, and most preferably in the range of 85 to 95% by weight. In addition, the viscosity is in the range of 3 to 50 Pa·s, more preferably in the range of 5 to 30 Pa·s at 25°C, because this provides excellent handling properties for mixing the crosslinking agent and coating, and the urethane cured product tends to be stable and highly transparent.

本製造方法により得られるウレタンプレポリマー(E)を含む組成物の透明性は特に限定されないが、透明であることが好ましく、本製造方法ではそのような性状で得られやすい。なかでも1cm厚みでのHazeが15%以下であることが好ましく、5%以下であることが更に好ましい。

<ウレタン硬化物、ウレタン塗膜の製造方法>
本製造方法により得られるウレタンプレポリマー(E)は、種々の方法によって反応させ、硬化(固化)することでウレタン硬化物を製造することができる。ウレタン硬化物の製造方法としては特に限定されないが、例えば、ウレタンプレポリマー(E)またはウレタンプレポリマー(E)を含む組成物を、必要に応じて、ウレタン化触媒、溶剤、酸化防止剤、光安定化剤、鎖延長剤、架橋剤、その他添加剤等の存在下、常温または150℃以下の高温でウレタン化反応、ウレア化反応、必要に応じて乾燥を進めることによって製造することができる。
The transparency of the composition containing the urethane prepolymer (E) obtained by the present production method is not particularly limited, but it is preferably transparent, and the present production method is likely to produce a composition with such properties. In particular, it is preferable that the haze at a thickness of 1 cm is 15% or less, and more preferably 5% or less.

<Method of manufacturing urethane cured product and urethane coating film>
The urethane prepolymer (E) obtained by this manufacturing method can be reacted by various methods and cured (solidified) to produce a urethane cured product. The manufacturing method of the urethane cured product is not particularly limited, but for example, the urethane prepolymer (E) or a composition containing the urethane prepolymer (E) can be subjected to a urethane reaction, a urea reaction, and drying at room temperature or a high temperature of 150° C. or less in the presence of a urethane catalyst, a solvent, an antioxidant, a light stabilizer, a chain extender, a crosslinking agent, and other additives, as necessary, to produce the urethane cured product.

ここで、塗工機等で塗工する際の塗工性が顕著に優れることから、均一な厚みのウレタン塗膜を得られるため、特に限定されないが、塗膜を形成し硬化することが好ましい。また、PETフィルムやCOPフィルム等のベース基材に前記ウレタン硬化物の塗膜を種々の方法により形成、必要に応じて離型PETや離型紙等の別基材との貼り合わせや成形することで当該ウレタン塗膜を基材上に有するポリウレタンシートを形成できる。 Here, since the coating properties when applied using a coater or the like are remarkably excellent, a urethane coating film of uniform thickness can be obtained, and thus, although there are no particular limitations, it is preferable to form a coating film and then cure it. In addition, a coating film of the urethane cured product can be formed on a base substrate such as a PET film or a COP film by various methods, and a polyurethane sheet having the urethane coating film on the substrate can be formed by laminating or molding the coating film with another substrate such as release PET or release paper as necessary.

なかでも、本製造方法により得られるウレタンプレポリマー(E)と添加剤、イソシアネート架橋剤を混合する工程、10~500μmの厚みで基材へ塗工する工程、70~160℃で30秒~10分の条件で乾燥・硬化する工程、を経ることで、高透明でタックの少ないウレタン塗膜を高い生産性で製造することができるため好ましい。さらに好ましくは、硬化性に優れ、薄膜から高厚みまで均一な厚みで高透明の塗膜が得られやすいことから30μm以上の厚みで塗工する工程を含むことが好ましく、30~200μmの範囲で塗工する工程を含むことが好ましい。 Among these, the process is preferred because it allows for the production of a highly transparent urethane coating film with little tack with high productivity through the steps of mixing the urethane prepolymer (E) obtained by this production method with additives and an isocyanate crosslinking agent, applying the coating to a substrate at a thickness of 10 to 500 μm, and drying and curing at 70 to 160°C for 30 seconds to 10 minutes. More preferably, it is preferred to include a step of applying the coating to a thickness of 30 μm or more, as this has excellent curing properties and is likely to produce a highly transparent coating film with a uniform thickness from thin to thick, and it is more preferred to include a step of applying the coating to a thickness in the range of 30 to 200 μm.

また、本製造方法により得られるウレタンプレポリマー(E)は芳香族アミン残基を末端に有することから顕著に初期硬化性が高く、高温でも流動しにくく厚みムラが少なく迅速に硬化することから100~150℃で1分~8分の範囲で乾燥・硬化することが好ましく、さらに好ましくはよりウレタン塗膜の生産性に優れやすいため120~145℃で2分~6分の範囲で乾燥・硬化することである。 In addition, the urethane prepolymer (E) obtained by this manufacturing method has an aromatic amine residue at the end, which results in significantly higher initial curing properties, and since it does not flow easily even at high temperatures and cures quickly with little unevenness in thickness, it is preferably dried and cured at 100 to 150°C for 1 to 8 minutes, and more preferably dried and cured at 120 to 145°C for 2 to 6 minutes, which is more likely to result in superior productivity for the urethane coating film.

ウレタン硬化物、ウレタン塗膜の用途は、特に限定されるものでなく、通常のポリウレタンが使用される何れの用途にも使用できるが、機械物性や粘・接着特性などが要求される用途に特に好適に使用できる。具体的には、建築・土木用シーリング材、建築用弾性接着剤等の接着剤、ガムテープや表面保護フィルム、光学用に代表される各種粘着剤、塗料、エラストマー、塗膜防水材、床材、可塑剤、軟質ポリウレタンフォーム、半硬質ポリウレタンフォーム、硬質ポリウレタンフォーム等の用途が例示され、好適に使用できる。 The uses of the urethane cured product and urethane coating are not particularly limited and can be used in any application where normal polyurethane is used, but they are particularly suitable for applications where mechanical properties and tackiness/adhesive properties are required. Specific examples of suitable uses include sealing materials for construction and civil engineering, adhesives such as elastic adhesives for construction, packing tapes and surface protection films, various pressure sensitive adhesives such as those for optical applications, paints, elastomers, waterproof coating materials, flooring materials, plasticizers, soft polyurethane foams, semi-rigid polyurethane foams, and rigid polyurethane foams.

その中でも、ポリウレタンに対して、機械物性や粘・接着特性の要求が強く、施工性や塗工性が求められることから、シーリング材、塗料、粘着剤、接着剤として用いることが特に好ましい。
Among these, polyurethane is particularly preferably used as a sealant, paint, pressure sensitive adhesive, or bonding agent, since it is required to have high mechanical properties and tackiness/adhesive properties, and is also required to have workability and coatability.

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例により限定して解釈されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例で使用した原料、及び評価方法は以下に示すとおりである。
(原料1)実施例及び比較例に用いたポリアルキレンオキシド(A)、またはその他ポリオール、モノオール(AC)
実施例及び比較例に用いたポリアルキレンオキシド、またはその他ポリオール、モノオール(AC)の性状は、以下の方法で求めた。
<ポリアルキレンオキシドの不飽和度>
ポリアルキレンオキシドの不飽和度は、高分子論文集1993,50,2,121-126に記載のNMR法に準拠し、スキャン回数800回で測定した。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention should not be construed as being limited to the following examples unless it exceeds the gist of the invention. The raw materials and evaluation methods used in the following examples and comparative examples are as follows.
(Raw Material 1) Polyalkylene oxide (A) used in the Examples and Comparative Examples, or other polyols and monools (AC)
The properties of the polyalkylene oxides or other polyols and monools (AC) used in the examples and comparative examples were determined by the following methods.
<Degree of Unsaturation of Polyalkylene Oxide>
The degree of unsaturation of the polyalkylene oxide was measured in accordance with the NMR method described in Kobunshi Ronbunshu 1993, 50, 2, 121-126, with 800 scans.

NMR測定については重クロロホルムを用い、測定装置はJEOL400MHzNMR ECZSを用いて行った。
<ポリアルキレンオキシドの水酸基価と数平均分子量>
ポリアルキレンオキシドの水酸基価は、JIS-K1557-1に記載の方法に準拠して測定した。また、ポリアルキレンオキシドの水酸基価とポリアルキレンオキシド1分子中の水酸基数から、ポリアルキレンオキシドの数平均分子量を算出した。
<ポリアルキレンオキシドの分子量分布(Mw/Mn)>
ポリアルキレンオキシドの分子量分布(Mw/Mn)については、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法を用いて、以下の手順で測定した。
The NMR measurement was carried out using deuterated chloroform and a JEOL 400 MHz NMR ECZS measuring device.
<Hydroxyl value and number average molecular weight of polyalkylene oxide>
The hydroxyl value of the polyalkylene oxide was measured in accordance with the method described in JIS-K1557-1. The number average molecular weight of the polyalkylene oxide was calculated from the hydroxyl value of the polyalkylene oxide and the number of hydroxyl groups in one molecule of the polyalkylene oxide.
<Molecular weight distribution (Mw/Mn) of polyalkylene oxide>
The molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polyalkylene oxide was measured by gel permeation chromatography (GPC) according to the following procedure.

ポリアルキレンオキシド10mgとテトラヒドロフラン(THF)10mlをサンプル瓶に入れ、1日静置することでポリアルキレンオキシドをTHFに溶解させ、PTFEカードリッジフィルター(0.5μm)でろ過することで、GPC測定用のサンプルを作製した。 10 mg of polyalkylene oxide and 10 ml of tetrahydrofuran (THF) were placed in a sample bottle and left to stand for one day to dissolve the polyalkylene oxide in the THF. The sample was then filtered through a PTFE cartridge filter (0.5 μm) to prepare a sample for GPC measurement.

GPC測定については、展開溶媒にTHFを用い、カラム温度40℃で測定し、分子量既知の東ソー社製標準ポリスチレン8点を用いた3次近似曲線を検量線として、分子量分布(Mw/Mn)の解析を行った。測定装置には東ソー製HLC-8320GPC、解析には東ソー製HLC-8320GPC-ECOSEC-WorkStationを用いた。
<ポリアルキレンオキシドの粘度>
ポリアルキレンオキシドの粘度は、JIS K-1557-5に記載の方法に準拠して求めた。具体的には、コーン・プレート回転粘度計を用いて、温度25℃、せん断速度0.1(1/s)で測定し、測定装置には、Anton-Paar社製MCR-300を用いた。

(原料1-1)実施例、比較例に用いたポリアルキレンオキシド(A)
ポリアルキレンオキシド(A1)は、イミノ基含有ホスファゼニウム塩(以下、IPZ触媒と記す)とトリイソプロポキシアルミニウムを併用し、脱水・脱溶媒を十分に行い、2官能で、分子量が400のポリオキシプロピレングリコールに、十分に脱水を施したプロピレンオキシドを付加することで得た。(A1)は、アルキレンオキシド基としてプロピレンオキシド基のみを有し、1分子中に2つの水酸基を有するポリオキシプロピレングリコール(ジオール)である。
The GPC measurement was performed using THF as a developing solvent at a column temperature of 40° C., and the molecular weight distribution (Mw/Mn) was analyzed using a third-order approximation curve based on eight standard polystyrenes with known molecular weights manufactured by Tosoh Corporation as a calibration curve. A Tosoh HLC-8320GPC was used as the measuring device, and a Tosoh HLC-8320GPC-ECOSEC-WorkStation was used for the analysis.
<Viscosity of Polyalkylene Oxide>
The viscosity of the polyalkylene oxide was determined in accordance with the method described in JIS K-1557-5. Specifically, the viscosity was measured using a cone-plate rotational viscometer at a temperature of 25° C. and a shear rate of 0.1 (1/s), using an Anton-Paar MCR-300 measuring device.

(Raw Material 1-1) Polyalkylene Oxide (A) Used in the Examples and Comparative Examples
Polyalkylene oxide (A1) was obtained by using an imino group-containing phosphazenium salt (hereinafter referred to as IPZ catalyst) in combination with triisopropoxyaluminum, thoroughly dehydrating and removing the solvent, and adding propylene oxide that had been thoroughly dehydrated to a bifunctional polyoxypropylene glycol having a molecular weight of 400. (A1) is a polyoxypropylene glycol (diol) having only propylene oxide groups as alkylene oxide groups and having two hydroxyl groups in one molecule.

ポリアルキレンオキシド(A2)は、(A1)と同様にIPZ触媒とトリイソプロポキシアルミニウムを併用し、アルキレンオキシド基としてプロピレンオキシド基を付加後、系中の残ったプロピレンオキシドを除去後にブロック的にエチレンオキシドを付加したものであり、1級の水酸基を含む不飽和度の低いジオールである。 Polyalkylene oxide (A2) is produced in the same manner as (A1), using an IPZ catalyst and triisopropoxyaluminum in combination to add propylene oxide groups as alkylene oxide groups, and then removing any propylene oxide remaining in the system, followed by the addition of ethylene oxide in blocks. It is a diol with a low degree of unsaturation that contains primary hydroxyl groups.

ポリアルキレンオキシド(A4)は、開始剤として3官能で分子量600のポリオキシプロピレントリオールを用い、(A2)と同様にIPZ触媒とトリイソプロポキシアルミニウムを併用し、アルキレンオキシド基としてプロピレンオキシド基を付加後、系中の残ったプロピレンオキシドを除去後ブロック的にエチレンオキシドを付加したものであり、1級の水酸基を含み不飽和度の低いポリオキシアルキレントリオールである。 Polyalkylene oxide (A4) is prepared by using a trifunctional polyoxypropylene triol with a molecular weight of 600 as an initiator, and using an IPZ catalyst and triisopropoxyaluminum in the same manner as (A2), adding propylene oxide groups as alkylene oxide groups, removing the propylene oxide remaining in the system, and then adding ethylene oxide in blocks. This polyoxyalkylene triol contains primary hydroxyl groups and has a low degree of unsaturation.

ポリアルキレンオキシド(A3)は、常法によりプロピレンオキシドのみを付加して合成したポリプロピレングリコールである、三洋化成工業社製サンニックスPP-3000を使用した。 The polyalkylene oxide (A3) used was Sannix PP-3000 manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., a polypropylene glycol synthesized by adding only propylene oxide using a conventional method.

(A1)~(A4)の性状を表1に示すが、(A1)、(A2)、(A4)は、不飽和モノオール量が極めて少なく(不飽和度が極めて低く)、分子量分布が狭いものであり、(A3)は不飽和度や分子量分布が一般的なポリアルキレンオキシドである。 The properties of (A1) to (A4) are shown in Table 1. (A1), (A2), and (A4) have an extremely small amount of unsaturated monool (extremely low degree of unsaturation) and a narrow molecular weight distribution, while (A3) is a polyalkylene oxide with a general degree of unsaturation and molecular weight distribution.

なお、実施例に用いたポリアルキレンオキシド(A1)から(A4)は、いずれも、加熱・真空脱水した後に使用した。また、IPZ触媒を用いて作製したポリアルキレンオキシドについては、アルミを含め触媒を除去した上で使用した。

(原料1-2)実施例、比較例に用いたその他ポリオール、モノオール(AC)
モノオール(AC1)は、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルで、片末端にメチル基を有し1分子中に1つの水酸基とエチレンオキシド基からなるモノオールである。
The polyalkylene oxides (A1) to (A4) used in the examples were all heated and vacuum dehydrated before use. The polyalkylene oxides produced using the IPZ catalyst were used after removing the catalyst, including aluminum.

(Raw Material 1-2) Other polyols and monools (AC) used in the examples and comparative examples
The monol (AC1) is a polyethylene glycol monomethyl ether, which has a methyl group at one end and is composed of one hydroxyl group and an ethylene oxide group in one molecule.

ポリオール(AC2)は、分子量が1000の2官能ポリプロピレングリコールであって、分子量2000以上のポリアルキレンオキシド(A)より分子量が低いものである。 Polyol (AC2) is a bifunctional polypropylene glycol with a molecular weight of 1,000, which is lower than the molecular weight of polyalkylene oxide (A) with a molecular weight of 2,000 or more.

ポリオール(AC3)は、分子量が2100の2官能ポリオキシテトラメチレングリコールであって、アルキレンオキシド残基を有さない分子量2000以上のポリオールである Polyol (AC3) is a bifunctional polyoxytetramethylene glycol with a molecular weight of 2100, and is a polyol with a molecular weight of 2000 or more that does not have an alkylene oxide residue.

Figure 0007690769000001
Figure 0007690769000001


(原料2)ポリアルキレンオキシド(B)、ポリオール(BC)
(原料2-1)実施例に用いたポリアルキレンオキシド(B1)、(B2)、(B3)
ポリアルキレンオキシド(B1)は、市販されているトリレンジアミン系ポリプロピレングリコールであり、公称官能基数は4.0、水酸基価356mgKOH/g、25℃での粘度9500mPa・sの東邦化学工業製トーホーポリオールAR-2589を使用した。本性状より計算される分子量は630であり、芳香族アミン残基含有率は19%である。

(Raw Material 2) Polyalkylene Oxide (B), Polyol (BC)
(Raw Material 2-1) Polyalkylene oxides (B1), (B2), and (B3) used in the examples
The polyalkylene oxide (B1) is a commercially available tolylenediamine-based polypropylene glycol, and was TOHO POLYOL AR-2589 manufactured by TOHO Chemical Industry Co., Ltd., which has a nominal functionality of 4.0, a hydroxyl value of 356 mgKOH/g, and a viscosity of 9,500 mPa·s at 25° C. The molecular weight calculated from the properties is 630, and the aromatic amine residue content is 19%.

ポリアルキレンオキシド(B2)は、市販されているトリレンジアミン系ポリプロピレングリコール/ポリエチレングリコール共重合体であり、公称官能基数は4.0、水酸基価413mgKOH/g、25℃での粘度15000mPa・sの三洋化成工業製サンニックスHM-551を使用した。本性状より計算される分子量は540であり、芳香族アミン残基含有率は22%である。 The polyalkylene oxide (B2) is a commercially available tolylenediamine-based polypropylene glycol/polyethylene glycol copolymer, Sannix HM-551 manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., with a nominal functionality of 4.0, a hydroxyl value of 413 mg KOH/g, and a viscosity of 15,000 mPa·s at 25°C. The molecular weight calculated from this property is 540, and the aromatic amine residue content is 22%.

ポリアルキレンオキシド(B3)は、市販されているトリレンジアミン/グリコール併用開始系ポリアルキレンオキシドであり、公称官能基数は3.2、水酸基価310mgKOH/g、25℃での粘度2200mPa・sのハンツマン製JEFFOLAD-310を使用した。本性状より計算される、開始剤モル比は芳香族アミン/グリコール=6/4、分子量は580であり、芳香族アミン残基含有率は12%である。
(原料2-1)実施例、比較例に用いたポリオール(BC1)、(BC2)、(BC3)
ポリオール(BC1)は、市販されている分子量600の3官能のポリプロピレントリオールである、三洋化成工業社製サンニックスGP600を使用した。
The polyalkylene oxide (B3) is a commercially available polyalkylene oxide initiated by combined use of tolylenediamine and glycol, and is JEFFOLAD-310 manufactured by Huntsman, having a nominal functionality of 3.2, a hydroxyl value of 310 mgKOH/g, and a viscosity of 2200 mPa·s at 25° C. Calculated from the properties, the initiator molar ratio is aromatic amine/glycol=6/4, the molecular weight is 580, and the aromatic amine residue content is 12%.
(Raw Material 2-1) Polyols (BC1), (BC2), and (BC3) used in the Examples and Comparative Examples
As the polyol (BC1), Sannix GP600 manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., which is a commercially available trifunctional polypropylene triol having a molecular weight of 600, was used.

ポリオール(BC2)は、市販されている分子量1000の2官能ポリオキシテトラメチレングリコールである、保土谷化学製PTG1000SNを使用した。 The polyol (BC2) used was PTG1000SN, a commercially available bifunctional polyoxytetramethylene glycol with a molecular weight of 1000 manufactured by Hodogaya Chemical.

ポリオール(BC3)は、公称官能基数8.0、分子量1190のシュークローズ系ポリオールである、東邦化学工業社製O-855Wを使用した。
As the polyol (BC3), O-855W manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd., which is a sucrose-based polyol having a nominal functionality of 8.0 and a molecular weight of 1,190, was used.

ポリオール(BC1)は、芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド(B1)と同等分子量で芳香族アミン残基を有さないポリアルキレンオキシドであり、ポリオール(BC2)はアルキレンオキシド残基を有さず比較的剛直なポリオキシテトラメチレン残基を有するポリオールであり、ポリオール(BC3)は剛直な芳香族アミン残基に代わって剛直で高官能基数で環状の糖構造を有するシュークローズ残基を含むポリアルキレンオキシドである。

(原料3)実施例及び比較例に用いたイソシアネート化合物(C)、(F)
実施例及び比較例では、イソシアネート化合物(C)、(F)として、以下の3種類を用いた。
Polyol (BC1) is a polyalkylene oxide having no aromatic amine residues and having the same molecular weight as polyalkylene oxide (B1) having aromatic amine residues. Polyol (BC2) is a polyol having no alkylene oxide residues and a relatively rigid polyoxytetramethylene residue. Polyol (BC3) is a polyalkylene oxide containing a sucrose residue which is rigid, has a high functionality and has a cyclic sugar structure, instead of the rigid aromatic amine residues.

(Raw Material 3) Isocyanate Compounds (C) and (F) Used in the Examples and Comparative Examples
In the examples and comparative examples, the following three types of isocyanate compounds (C) and (F) were used.

イソシアネート化合物(C1):イソホロンジイソシアネート(IPDI)である。(C1)はイソシアネート基として1級NCO基と2級NCO基を有するジイソシアネートである。 Isocyanate compound (C1): Isophorone diisocyanate (IPDI). (C1) is a diisocyanate having a primary NCO group and a secondary NCO group as isocyanate groups.

イソシアネート化合物(C2):1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)である。(C2)はイソシアネート基として1級NCO基のみを有するジイソシアネートである。 Isocyanate compound (C2): 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI). (C2) is a diisocyanate that has only primary NCO groups as isocyanate groups.

イソシアネート化合物(F1):1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)系の変性イソシアネートである東ソー(株)製のコロネートHXLVで、(F1)におけるイソシアネート基の平均官能基数は3.2である。

(原料4)ウレタン化触媒
実施例及び比較例では、添加剤として、ウレタン化触媒を添加した。ウレタン化触媒は、トリスアセチルアセトナト鉄(略称:Fe(acac)3)である、日本化学産業製ナーセム鉄を用いた。本触媒は作業性を良好とするため5%溶液のマスターバッチとして添加した。表中では溶剤を含まない添加量を記載した。
(原料5)溶剤
実施例及び比較例において、溶剤には、富士フイルム和光純薬(株)製の酢酸エチル(略称酢エチ)、または富士フイルム和光純薬(株)製のメチルエチルケトン(略称MEK)、東邦化学工業製トリエチレングリコールジメチルエーテル(略称TEGDM)を用いた。

(ウレタンプレポリマー(D)、ウレタンプレポリマー(E)の製造方法)
1Lの4つ口ナスフラスコに、ウレタンプレポリマー(D)の原料であるポリアルキレンオキシド(A)、必要に応じて加えるポリアルキレンオキシド(B)やモノオール(AC)を投入。ガラス製擦り付き三方コックを2つ、バッフルとして作用する熱電対温度計をさし、中央口に翼径9cmのアンカー翼を装着した撹拌棒を真空攪拌装置付きのメカニカルスターラーにセットした。その後、210rpm、100℃で2時間真空脱水を行い、水分を除去、窒素置換して室温~50℃へ冷却した(脱水工程)。その後、窒素下で210rpmで撹拌しながら、溶剤を用いる系は、溶剤、イソシアネート、触媒マスターバッチの順で添加したのち、310rpmへと撹拌速度を上昇した。反応速度の制御による発熱の制御ならびにゲル状物の生成を抑制するため、必要に応じて内温30℃で30分間保持したのち所定温度へ昇温し、所定温度に到達した時点で反応開始とした。
Isocyanate compound (F1): Coronate HXLV manufactured by Tosoh Corporation, which is a 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI)-based modified isocyanate. The average functionality of the isocyanate group in (F1) is 3.2.

(Raw material 4) Urethane catalyst In the examples and comparative examples, a urethane catalyst was added as an additive. The urethane catalyst used was Nacem Iron, a trisacetylacetonato iron (abbreviation: Fe(acac)3) manufactured by Nippon Kagaku Sangyo Co., Ltd. This catalyst was added as a master batch of a 5% solution to improve workability. The amount added in the table does not include the solvent.
(Raw Material 5) Solvent In the examples and comparative examples, ethyl acetate (abbreviated as ethyl acetate) manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd., methyl ethyl ketone (abbreviated as MEK) manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd., or triethylene glycol dimethyl ether (abbreviated as TEGDM) manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd. was used as the solvent.

(Method for producing urethane prepolymer (D) and urethane prepolymer (E))
In a 1L four-necked eggplant flask, polyalkylene oxide (A), which is the raw material of urethane prepolymer (D), and polyalkylene oxide (B) and monool (AC) added as necessary were added. Two glass three-way taps with abrasives, a thermocouple thermometer acting as a baffle, and a stirring rod with an anchor blade with a blade diameter of 9 cm attached to the center mouth were set on a mechanical stirrer with a vacuum stirring device. Then, vacuum dehydration was performed at 210 rpm and 100 ° C for 2 hours to remove moisture, replace with nitrogen, and cool to room temperature to 50 ° C (dehydration process). Then, while stirring at 210 rpm under nitrogen, the solvent-using system was added in the order of solvent, isocyanate, and catalyst master batch, and the stirring speed was increased to 310 rpm. In order to control heat generation by controlling the reaction rate and to suppress the generation of gel-like substances, the internal temperature was held at 30 ° C for 30 minutes as necessary, and then the temperature was raised to a predetermined temperature, and the reaction started when the predetermined temperature was reached.

所定時間反応後、FT-IRによりNCO基が残存し、且つ液性状に変化がみられなくなったまたはその量に変化が見られなくなったことを確認しその30分経過後、(X)工程を終了として、NCO基末端のウレタンプレポリマー(D)を得た。 After the reaction had continued for a specified time, it was confirmed by FT-IR that NCO groups remained and that there was no change in the liquid properties or in the amount of NCO groups. After 30 minutes had passed, step (X) was completed and urethane prepolymer (D) with NCO groups at the ends was obtained.

(Y)工程にてアミン構造に由来する触媒活性を有し、剛直な芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド(B)が連鎖的に反応し、ゲル状物、フラスコへの付着物が生成することを抑制するため、ウレタンプレポリマー(D)が入った1Lの4つ口ナスフラスコを外部より空冷により内温が55℃以下となるまで冷却し、窒素を軽くフローしつつ310rpmで撹拌しながら、側管より35℃以上に加温したポリアルキレンオキシド(B)等の(Y)工程で加える原料を所定量一気に加えた(1Lスケールでは10分以内)。壁への付着物が流れ均一となるようにフラスコ壁を保温し、目視上均一に撹拌できていることおよび顕著な発熱がないことを確認後、所定温度まで昇温し、(Y)工程の反応開始とした。 In step (Y), the polyalkylene oxide (B) has catalytic activity derived from the amine structure and has a rigid aromatic amine residue, and in order to prevent a chain reaction that would result in the formation of a gel or adhesion to the flask, the 1 L four-necked eggplant flask containing the urethane prepolymer (D) was cooled from the outside by air cooling until the internal temperature was 55°C or less, and while stirring at 310 rpm with a light nitrogen flow, a predetermined amount of the raw materials to be added in step (Y), such as polyalkylene oxide (B) heated to 35°C or higher, was added all at once from the side tube (within 10 minutes on a 1 L scale). The flask wall was kept warm so that the adhesion to the wall would flow uniformly, and after visually confirming that the stirring was uniform and that there was no significant heat generation, the temperature was raised to the predetermined temperature, and the reaction in step (Y) was started.

所定時間反応後、FT-IRによりNCO基が消失し、且つ液性状に変化がみられなくなったことを確認しその30分経過後、(Y)工程を終了として、活性水素基末端のウレタンプレポリマー(E)を得た。必要に応じて濃縮を行って粘度を調整した。 After the reaction had continued for a specified time, it was confirmed by FT-IR that the NCO groups had disappeared and that there was no change in the liquid properties. After 30 minutes had passed, the (Y) step was completed, and urethane prepolymer (E) with active hydrogen groups at the ends was obtained. If necessary, the mixture was concentrated to adjust the viscosity.

内温を55℃以下に冷却し、必要に応じて各種添加剤を混合・均一に分散し、200メッシュのSUS金網を通して窒素で微加圧濾過しながら、透明なガラス容器に抜出してパッキングすることでウレタンプレポリマー(E)組成物を得た(添加剤混合工程、濾過・抜出工程)。なお、仕込みの組成比にしたがって、最終の缶効率が50%以上となる重量比で仕込みを行った。

(ウレタンプレポリマーの評価項目)
<液性状>
ウレタンプレポリマーの液性状を以下の基準で評価した。抜出後のフラスコをアセトン100mlで軽く洗浄し、フラスコ壁への溶解性の低い付着物、ゲル状物の有無を確認した。
The internal temperature was cooled to 55° C. or lower, various additives were mixed and uniformly dispersed as necessary, and the mixture was filtered through a 200-mesh SUS wire screen under slight pressure with nitrogen while being discharged into a transparent glass container and packed to obtain a urethane prepolymer (E) composition (additive mixing step, filtration and discharge step). Note that the charges were made at a weight ratio such that the final can efficiency was 50% or more according to the composition ratio of the charges.

(Evaluation items for urethane prepolymer)
<Liquid properties>
The liquid properties of the urethane prepolymer were evaluated according to the following criteria: After extraction, the flask was lightly washed with 100 ml of acetone, and the presence or absence of any poorly soluble deposits or gel-like matter on the flask wall was confirmed.

◎(合格):良好でハンドリング性に特に優れる場合
○(合格):わずかに高粘度であるが、抜出工程等に問題ない場合。
⊚ (Pass): Good, and especially excellent in handleability. ◯ (Pass): Slightly high viscosity, but no problem in the extraction process, etc.

×(不合格):ゲル化やゲル状物の生成、または高粘調体で抜出工程に問題がある場合。
<液の透明性>
ウレタンプレポリマーの透明性を以下の基準で評価した。
× (Fail): Gelling or gel-like matter is generated, or there is a problem in the extraction process due to a highly viscous material.
<Transparency of liquid>
The transparency of the urethane prepolymer was evaluated according to the following criteria.

◎(合格):目視上透明である場合(液のHazeが5%以下)。 ◎ (Pass): If it is visually transparent (liquid haze is 5% or less).

○(合格):目視上わずかに濁りは見えるが、液のHazeが15%以下である場合(ほぼ透明)。 ○ (Pass): There is slight turbidity visible to the naked eye, but the liquid has a haze of 15% or less (almost transparent).

×(不合格):目視上明らかな強い濁りが見える場合、または液のHazeが15%超の場合。
<硬化性>
得られた活性水素基末端のウレタンプレポリマーの水酸基に対して1.1等量のHDIイソシアヌレート架橋剤コロネートHXLVを加えて、80μm以下でPET基材に塗工して、130℃5分で乾燥直後のウレタン硬化物を指触で以下の基準で評価した。
× (Fail): When obvious strong turbidity is visible to the naked eye, or when the haze of the liquid exceeds 15%.
<Curability>
1.1 equivalents of HDI isocyanurate crosslinking agent Coronate HXLV was added to the hydroxyl groups of the obtained urethane prepolymer having active hydrogen groups at its ends, and the mixture was applied to a PET substrate at a thickness of 80 μm or less. The urethane cured product was dried at 130° C. for 5 minutes and immediately thereafter touched with a finger and evaluated according to the following criteria.

◎(合格):タックが消失しており、より顕著に高い強度、軽剥離性が期待できる場合。 ◎ (Pass): Tack has disappeared and significantly higher strength and easier peelability can be expected.

○(合格):タックはわずかであり、顕著に高い強度、軽剥離性が期待できる場合。 ○ (Pass): There is only slight tack, and significantly high strength and easy peelability can be expected.

×(不合格):タックが大きく硬化不足であり、顕著に高い強度、軽剥離性が期待できない場合。
× (Fail): The tack is large and curing is insufficient, and significantly high strength and easy peelability cannot be expected.

また、上記硬化性の評価により得られたウレタン硬化物を目視で評価し、シート外観(透明性、収縮有無)を評価した。
Furthermore, the cured urethane products obtained in the above curing evaluation were visually evaluated, and the sheet appearance (transparency, presence or absence of shrinkage) was evaluated.

ウレタンプレポリマー(E)が上記評価の液性状、液の透明性、硬化性が何れも合格であり、硬化性の評価でシート外観が目視上良好(透明、収縮なし)なものが得られる製造方法を、塗工性と透明性、生産性が良好で、剛直な芳香族アミンポリオールを用い引張強度の高い高透明のポリウレタンの形成に資するウレタンプレポリマーの製造方法であると判断した。

<実施例、比較例>
(実施例1)
ウレタンプレポリマー(D)の製造方法にしたがって、ポリアルキレンオキシド(A1)を65重量部加えて脱水し、イソシアネート化合物(C1)とウレタン化触媒としてトリスアセチルアセトナト鉄0.03重量部を、(A1)に由来する水酸基の量(MOH)と(C1)に由来するイソシアネート基の量(MNCO)が、モル比率で、(C1)のMNCO/(A1)のMOH=2.30の混合比となるように仕込み、70℃一定で3時間反応することでNCO基末端のウレタンプレポリマー(D)を製造した((X)工程)。
ウレタンプレポリマー(E)の製造方法にしたがって、55℃以下への冷却工程を経て、(X)工程で製造したウレタンプレポリマー(D)へポリアルキレンオキシド(B1)35重量部を加えて、ウレタンプレポリマー(D)の製造と同一の反応条件で反応し、最終的なイソシアネート化合物(C)のMNCO/(A1)と(B1)のMOHが0.20となる活性水素基末端のウレタンプレポリマー(E1)を製造((Y)工程)。微加圧で濾過抜きだしを行い、透明なガラス容器にパッキングした(微加圧濾過・抜出工程)。
A production method that produces a urethane prepolymer (E) that passes the above-mentioned evaluations of liquid properties, liquid transparency, and curability, and that gives a sheet with a visually good appearance (transparent, no shrinkage) in the curability evaluation, was determined to be a production method for a urethane prepolymer that has good coatability, transparency, and productivity, and is useful for forming a highly transparent polyurethane with high tensile strength using a rigid aromatic amine polyol.

<Examples and Comparative Examples>
Example 1
According to the method for producing urethane prepolymer (D), 65 parts by weight of polyalkylene oxide (A1) was added and dehydrated, and then an isocyanate compound (C1) and 0.03 parts by weight of trisacetylacetonatoiron as a urethanization catalyst were added so that the amount of hydroxyl groups (M OH ) derived from (A1) and the amount of isocyanate groups (M NCO ) derived from (C1) were mixed in a molar ratio of M NCO of (C1) /M OH of (A1) = 2.30, and the mixture was allowed to react at a constant temperature of 70°C for 3 hours to produce an NCO-terminated urethane prepolymer (D) (step (X)).
According to the method for producing urethane prepolymer (E), after a cooling step to 55°C or less, 35 parts by weight of polyalkylene oxide (B1) was added to the urethane prepolymer (D) produced in step (X) and reacted under the same reaction conditions as in the production of urethane prepolymer (D), to produce an active hydrogen group-terminated urethane prepolymer (E1) in which the final MNCO/(A1) of isocyanate compound (C) and MOH of (B1) are 0.20 (step (Y)). The mixture was filtered and withdrawn under slight pressure, and packed in a transparent glass container (slightly pressurized filtration and withdrawal step).

表2に実施例1の結果を示す。中間体のウレタンプレポリマー(D1)およびウレタンプレポリマー(E1)は何れも高透明で、フラスコ壁やメッシュには付着物やゲル状物はみられない良好な液性状のものであり、適度な粘度と良好なハンドリング性を示し塗工性や高い生産性に期待できるものであった。また本実施例の製造方法で得られたウレタンプレポリマー(E1)は、初期硬化性が顕著に良好でより顕著に高い強度が期待できるものであり、ウレタン硬化物も顕著に透明であった。
(実施例2~6)
実施例1に対して(X)工程にて溶剤を用い、仕込み量の比率、反応条件を変更して製造したものである。実施例1と同様に(X)工程にてポリアルキレンオキシド(A1)を含む活性水素化合物とイソシアネート(C1)を加えてNCO基末端のウレタンプレポリマー(D)を製造し、(Y)工程にて芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド(B)とを混合して反応し活性水素基末端のウレタンプレポリマー(E1)を製造したものである。表2に実施例2~6の結果を示す。中間体のウレタンプレポリマー(D)およびウレタンプレポリマー(E)は何れも顕著に高透明で、フラスコ壁やメッシュには付着物やゲル状物はみられない良好な液性状のものであり、適度な粘度と良好なハンドリング性を示し塗工性や高い生産性に期待できるものであった。また本実施例の製造方法で得られたウレタンプレポリマー(E)は、初期硬化性が顕著に良好でより顕著に高い強度が期待できるものであり、ウレタン硬化物も顕著に透明であった。
(実施例7、実施例8)
実施例7は実施例1に対して(X)工程でのイソシアネート化合物のモル比率が4.31と比較的高く遊離のイソシアネートが多めに生成する製造方法であり、実施例8は実施例1に対して(Y)工程での最終的なイソシアネート化合物のモル比率が0.12とポリアルキレンオキシド(B)が比較的多く残存しやすい製造方法である。表2に実施例7~8の結果を示す。何れも1cmを超える高厚みではわずかな濁りはみられるもののほぼ透明で高い透明性を有し、フラスコ壁やメッシュには付着物やゲル状物はみられない良好な液性状のものであり、適度な粘度と良好なハンドリング性を示し塗工性や高い生産性に期待できるものであった。また本実施例の製造方法で得られたウレタンプレポリマー(E)は、初期硬化性が顕著に良好でより顕著に高い強度が期待できるものであり、ウレタン硬化物も高透明であった。
(実施例9)
実施例1に対して(X)工程でのポリアルキレンオキシド(A)が90重量部と多く、(Y)工程で加える剛直なポリアルキレンオキシド(B)が10重量部と比較的少ない比率で製造したものである。表2に実施例9の結果を示す。中間体のウレタンプレポリマー(D)およびウレタンプレポリマー(E)は何れも顕著に高透明で、フラスコ壁やメッシュには付着物やゲル状物はみられない良好な液性状のものであり、適度な粘度と良好なハンドリング性を示し塗工性や高い生産性に期待できるものであった。また本実施例の製造方法で得られたウレタンプレポリマー(E)は、硬化直後はわずかにタックはあるものの初期硬化性が良好でより顕著に高い強度が期待できるものであり、ウレタン硬化物も顕著に透明であった。
(実施例10)
実施例4に対して(X)工程にて加える高官能基数のポリアルキレンオキシド(B)が多く、(X)工程でのイソシアネート化合物のモル比率が1.90と低めであり、また(Y)工程でのイソシアネート化合物のモル比率が0.57と高めであるため、ウレタンプレポリマー(D)、ウレタンプレポリマー(E)が僅かに高分子量化や高官能基数化しやすい製造方法である。表2に実施例10の結果を示す。中間体のウレタンプレポリマー(D10)およびウレタンプレポリマー(E10)は何れも粘度が高めであったが、良好なハンドリング性を示し塗工性や高い生産性に期待できるものであり、高透明でフラスコ壁やメッシュには付着物やゲル状物はみられない良好な液性状のものであった。また本実施例の製造方法で得られたウレタンプレポリマー(E10)は、初期硬化性が顕著に良好でより顕著に高い強度が期待できるものであり、ウレタン硬化物も顕著に透明であった。
(実施例11)
実施例6に対して(X)工程にて加える高官能基数のポリアルキレンオキシド(B)が多いため、ウレタンプレポリマー(D)、ウレタンプレポリマー(E)が僅かに高分子量化や高官能基数化しやすい製造方法である。表2に実施例11の結果を示す。中間体のウレタンプレポリマー(D11)およびウレタンプレポリマー(E11)は何れも粘度が高めであったが、良好なハンドリング性を示し塗工性や高い生産性に期待できるものであり、高透明でフラスコ壁やメッシュには付着物やゲル状物はみられない良好な液性状のものであった。また本実施例の製造方法で得られたウレタンプレポリマー(E11)は、初期硬化性が顕著に良好でより顕著に高い強度が期待できるものであり、ウレタン硬化物も顕著に透明であった。
(実施例12~14)
実施例1~11に対してポリイソシアネート(C)として1級NCO基のみを有するヘキサメチレンジイソシアネートを用い、組成比等を変更して製造したものである。実施例1~11に対して(X)工程で連鎖的に反応してゲル化しやすくポリイソシアネート比率を高めに設定する必要があったが、より高い反応性であり、より生産性に優れるものであった。表2に実施例12~14の結果を示す。中間体のウレタンプレポリマー(D)およびウレタンプレポリマー(E)は何れも高透明で、フラスコ壁やメッシュには付着物やゲル状物はみられない良好な液性状のものであり、適度な粘度と良好なハンドリング性を示し塗工性や高い生産性に期待できるものであった。また本実施例12~14の製造方法で得られたウレタンプレポリマー(E)は、初期硬化性が顕著に良好でより顕著に高い強度が期待できるものであり、ウレタン硬化物も顕著に透明であった。
(実施例15)
実施例12に対して(X)工程でのイソシアネート化合物のモル比率が4.56と比較的高く遊離のイソシアネートを多く生成する製造方法である。表2に実施例15の結果を示す。何れも1cmを超える高厚みではわずかな濁りはみられるもののほぼ透明で高い透明性を有し、フラスコ壁やメッシュには付着物やゲル状物はみられない良好な液性状のものであり、適度な粘度と良好なハンドリング性を示し塗工性や高い生産性に期待できるものであった。また本実施例の製造方法で得られたウレタンプレポリマー(E)は、初期硬化性が顕著に良好でより顕著に高い強度が期待できるものであり、ウレタン硬化物も高透明であった。
The results of Example 1 are shown in Table 2. The intermediate urethane prepolymer (D1) and urethane prepolymer (E1) were both highly transparent, with no deposits or gel-like matter found on the flask wall or mesh, and had good liquid properties. They showed moderate viscosity and good handleability, and were expected to have good coatability and high productivity. The urethane prepolymer (E1) obtained by the manufacturing method of this example also had significantly good initial curing properties and was expected to have significantly higher strength, and the urethane cured product was also significantly transparent.
(Examples 2 to 6)
In the step (X) of Example 1, a solvent was used, and the ratio of the charged amount and the reaction conditions were changed to produce a urethane prepolymer (D) having an NCO group terminal was produced by adding an active hydrogen compound containing a polyalkylene oxide (A1) and an isocyanate (C1) in the step (X) as in Example 1, and in the step (Y) the polyalkylene oxide (B) having an aromatic amine residue was mixed and reacted to produce a urethane prepolymer (E1) having an active hydrogen group terminal. Table 2 shows the results of Examples 2 to 6. The intermediate urethane prepolymer (D) and the urethane prepolymer (E) were both remarkably highly transparent, and had good liquid properties with no deposits or gel-like matter on the flask wall or mesh, and showed moderate viscosity and good handleability, and were expected to be coatable and highly productive. In addition, the urethane prepolymer (E) obtained by the production method of this example had remarkably good initial curing properties and was expected to have remarkably high strength, and the urethane cured product was also remarkably transparent.
(Examples 7 and 8)
In Example 7, the molar ratio of the isocyanate compound in step (X) is 4.31, which is relatively high compared to Example 1, and a large amount of free isocyanate is generated, and in Example 8, the molar ratio of the final isocyanate compound in step (Y) is 0.12 compared to Example 1, which is a production method in which a relatively large amount of polyalkylene oxide (B) tends to remain. Table 2 shows the results of Examples 7 to 8. Although slight turbidity was observed at a high thickness of more than 1 cm, all of them were almost transparent and had high transparency, and had good liquid properties with no adhesion or gel-like matter observed on the flask wall or mesh, and showed moderate viscosity and good handleability, and could be expected to have coatability and high productivity. In addition, the urethane prepolymer (E) obtained by the production method of this example had remarkably good initial curing properties and was expected to have remarkably high strength, and the urethane cured product was also highly transparent.
(Example 9)
In comparison with Example 1, the amount of polyalkylene oxide (A) in step (X) was 90 parts by weight, and the amount of rigid polyalkylene oxide (B) added in step (Y) was 10 parts by weight, which is a relatively small ratio. Table 2 shows the results of Example 9. The intermediate urethane prepolymer (D) and urethane prepolymer (E) were both remarkably highly transparent, and had good liquid properties with no adhesion or gel-like matter on the flask wall or mesh, and showed moderate viscosity and good handling properties, which could be expected to be coatable and highly productive. In addition, although the urethane prepolymer (E) obtained by the manufacturing method of this example had a slight tack immediately after curing, it had good initial curing properties and could be expected to have significantly higher strength, and the urethane cured product was also remarkably transparent.
(Example 10)
Compared to Example 4, the amount of polyalkylene oxide (B) with high functionality added in step (X) is large, the molar ratio of the isocyanate compound in step (X) is low at 1.90, and the molar ratio of the isocyanate compound in step (Y) is high at 0.57, so this manufacturing method makes it easy to slightly increase the molecular weight and the number of functional groups of the urethane prepolymer (D) and the urethane prepolymer (E). Table 2 shows the results of Example 10. The intermediate urethane prepolymer (D10) and the urethane prepolymer (E10) both had high viscosities, but they showed good handleability and were expected to be coatable and highly productive, and were highly transparent and had good liquid properties with no deposits or gel-like matter on the flask wall or mesh. In addition, the urethane prepolymer (E10) obtained by the manufacturing method of this example had significantly good initial curing properties and was expected to have significantly higher strength, and the urethane cured product was also significantly transparent.
Example 11
In comparison with Example 6, the amount of polyalkylene oxide (B) with a high functionality added in step (X) is large, so that the urethane prepolymer (D) and the urethane prepolymer (E) are easily made to have a slightly higher molecular weight and a higher functionality. Table 2 shows the results of Example 11. The intermediate urethane prepolymer (D11) and the urethane prepolymer (E11) both had a high viscosity, but showed good handling properties and were expected to be coatable and highly productive, and were highly transparent and had good liquid properties with no deposits or gel-like matter on the flask wall or mesh. In addition, the urethane prepolymer (E11) obtained by the manufacturing method of this example had significantly good initial curing properties and was expected to have significantly higher strength, and the urethane cured product was also significantly transparent.
(Examples 12 to 14)
In Examples 1 to 11, hexamethylene diisocyanate having only primary NCO groups was used as polyisocyanate (C), and the composition ratio was changed. In Examples 1 to 11, the polyisocyanate ratio had to be set higher because the chain reaction in step (X) was likely to cause gelation, but the reactivity was higher and the productivity was superior. Table 2 shows the results of Examples 12 to 14. The intermediate urethane prepolymer (D) and urethane prepolymer (E) were both highly transparent and had good liquid properties with no adhesion or gel-like matter on the flask wall or mesh, and showed moderate viscosity and good handleability, which could be expected to be coatable and highly productive. In addition, the urethane prepolymer (E) obtained by the manufacturing method of Examples 12 to 14 had significantly good initial curing properties and was expected to have significantly higher strength, and the urethane cured product was also significantly transparent.
(Example 15)
In comparison with Example 12, the molar ratio of the isocyanate compound in step (X) is relatively high at 4.56, and this is a production method that generates a large amount of free isocyanate. Table 2 shows the results of Example 15. Although slight turbidity was observed at a high thickness of more than 1 cm, all of them were almost transparent and had high transparency, and had good liquid properties with no adhesion or gel-like matter observed on the flask wall or mesh, and showed moderate viscosity and good handleability, and were expected to have good coatability and high productivity. In addition, the urethane prepolymer (E) obtained by the production method of this example had significantly good initial curing properties and was expected to have significantly higher strength, and the urethane cured product was also highly transparent.

Figure 0007690769000002
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(比較例1)
実施例1に対して、剛直な芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド(B)を加えず製造したものであり、(Y)工程を含まない製造方法で活性水素基末端のウレタンプレポリマー(DC1)を製造したものである。表3に結果を示す。芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド(B)を加えず製造しているため、液性状や透明性は良好であるものの、ウレタンプレポリマー(E)の硬化性が低く、タックが大きいものであり、ウレタン硬化物が高い強度を期待できない使用が困難なウレタンプレポリマー(E)の製造方法であった。
(比較例2)
実施例1に対して、(X)工程にて剛直な芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド(B)を多量に加えて製造したものであり、(Y)工程を含まない製造方法で活性水素基末端のウレタンプレポリマー(DC2)を製造したものである。表3に結果を示す。芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド(B)を(X)工程にて加えて製造し、(Y)工程を経ていない製造方法であるため、(X)工程での原料の相溶性が悪く、本製造例の固形分、反応条件では白濁が見られ、安定的に高透明の活性水素基末端のウレタンプレポリマーの製造が困難であるとともに安定的に高透明のウレタン硬化物の製造が困難な製造方法であった。
(比較例3)
比較例2に対して、(X)工程でポリアルキレンオキシド(B)を減量して水酸基末端のウレタンプレポリマーを形成後、(Y)工程で少量のポリアルキレンオキシド(B)を加える製造方法であって、(X)工程でNCO末端のウレタンプレポリマー(D)を製造しない製造方法である。表3に結果を示す。(X)工程にてNCO基末端のウレタンプレポリマー(D)を製造しない製造方法であるため、(X)工程での原料の相溶性が悪く、反応性も異なることから、本製造例の固形分、反応条件では白濁が見られ、安定的に高透明のウレタンプレポリマー(E)の製造が困難であるとともに安定的に高透明のウレタン硬化物の製造が困難な製造方法であった。
(比較例4)
比較例3に対して更に(X)工程でのポリアルキレンオキシド(B)を減量してNCO基末端のウレタンプレポリマーを形成後、(Y)工程で多くポリアルキレンオキシド(B)を加える製造方法であって、(X)工程でのイソシアネート化合物のモル比率が1.09と低く、高分子量化、高架橋化しやすい製造方法である。表3に結果を示す。(X)工程でのイソシアネート化合物のモル比率が1.30より低いため、(X)工程にてウレタンプレポリマー(D)がゲル化し、(Y)工程で加えたポリアルキレンオキシド(B)とも分離し均一な組成の形成が困難な製造方法であり、ゲル化し流動性もないため使用が困難となる製造方法であった。
(比較例5)
(X)工程でNCO基末端のウレタンプレポリマーを形成後、(Y)工程で多くポリアルキレンオキシド(B)を加える製造方法であって、(X)工程でのイソシアネート化合物のモル比率が6.76と高く遊離のイソシアネートが(Y)工程に多量に残存する製造方法である。表3に結果を示す。(X)工程でのイソシアネート化合物のモル比率が5.00より高いため、(Y)工程で加える剛直な芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド(B)と遊離のポリイソシアネートが連鎖的に反応が進行した影響と考えられる強い濁りが発生し、ウレタンプレポリマー(E)の透明性に劣り、高い透明性のウレタン硬化物の形成が困難となる製造方法であった。
(比較例6)
(X)工程でNCO基末端のウレタンプレポリマーを形成後、(Y)工程で多くポリアルキレンオキシド(B)を加える製造方法であって、(X)工程で分子量2000以上のポリアルキレンオキシド(A)を加えない製造方法である。表3に結果を示す。比較的柔軟な分子量2000以上のポリアルキレンオキシド(A)を加えず、剛直で触媒活性を有する芳香族アミン残基を有し高官能基数のポリアルキレンオキシド(B)を多量に用いるため、ウレタンプレポリマー(E)が透明性に劣り、高い透明性のウレタン硬化物の形成が困難となる製造方法であった。
(比較例7)
比較例4に対して(X)工程でのゲル化を抑制するため、(X)工程でのイソシアネート化合物の添加量を上げモル比率を高めた製造方法である。表3に結果を示す。(X)工程でのイソシアネート化合物の添加量を上げたため(X)工程で得られるウレタンプレポリマー(D)は透明で液性状は良好であるが、(Y)工程でのイソシアネート化合物のモル比率が0.85と高くなるため(Y)工程でゲル化し、使用が困難となる製造方法であった。
(比較例8)
比較例2に対してポリイソシアネート(C)として1級NCO基のみを有するヘキサメチレンジイソシアネートを用い、組成比等を変更して製造したものであり、比較例2と同様に(Y)工程を経ないで活性水素基末端のウレタンプレポリマー(EC8)を製造したものである。表3に結果を示す。芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド(B)を(X)工程にて加えて製造し、(Y)工程を経ていない製造方法であるため、(X)工程での原料の相溶性が悪く、本製造例の固形分、反応条件では白濁が見られ、安定的に高透明の活性水素基末端のウレタンプレポリマーの製造が困難であるとともに安定的に高透明のウレタン硬化物の製造が困難な製造方法であった。
(比較例9)
比較例8に対して(X)工程でのポリアルキレンオキシド(B)を減量してNCO基末端のウレタンプレポリマーを形成後、(Y)工程でポリアルキレンオキシド(B)を加える製造方法であって、(X)工程でのイソシアネート化合物のモル比率が1.09と低く、高分子量化、高架橋化しやすい製造方法である。表3に結果を示す。(X)工程でのイソシアネート化合物のモル比率が1.30より低いため、(X)工程にてウレタンプレポリマー(D)がゲル化し、(Y)工程で加えたポリアルキレンオキシド(B)とも分離し均一な組成の形成が困難な製造方法であり、ゲル化し流動性もないため使用が困難となる製造方法であった。
(比較例10)
(X)工程でNCO基末端のウレタンプレポリマーを形成後、(Y)工程で顕著に多くのポリアルキレンオキシド(B)を加える製造方法であって、(Y)工程でのイソシアネート化合物のモル比率が0.029と顕著に低い製造方法である。表3に結果を示す。(Y)工程で加えるポリアルキレンオキシド(B)が多く、(Y)工程でのイソシアネート化合物のモル比率が0.10未満であるため、相溶性の低い剛直な芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド(B)が多く残存した影響と考えられる濁りが発生。ウレタンプレポリマー(E)が透明性に劣り、高い透明性のウレタン硬化物の形成が困難となる製造方法であった。

(Comparative Example 1)
In comparison with Example 1, this was produced without adding the polyalkylene oxide (B) having a rigid aromatic amine residue, and the active hydrogen group-terminated urethane prepolymer (DC1) was produced by a production method not including the step (Y). The results are shown in Table 3. Since this was produced without adding the polyalkylene oxide (B) having an aromatic amine residue, the liquid properties and transparency were good, but the curing property of the urethane prepolymer (E) was low and the tack was large, and the urethane cured product could not be expected to have high strength, making this a difficult-to-use production method for the urethane prepolymer (E).
(Comparative Example 2)
In comparison with Example 1, a large amount of polyalkylene oxide (B) having a rigid aromatic amine residue was added in step (X) to produce a urethane prepolymer (DC2) having an active hydrogen group terminal, which was produced by a production method that did not include step (Y). The results are shown in Table 3. Since the polyalkylene oxide (B) having an aromatic amine residue was added in step (X) to produce the urethane prepolymer, and step (Y) was not passed through, the compatibility of the raw materials in step (X) was poor, and white turbidity was observed under the solid content and reaction conditions of this production example, and it was difficult to stably produce a highly transparent urethane prepolymer having an active hydrogen group terminal, and it was also difficult to stably produce a highly transparent urethane cured product.
(Comparative Example 3)
In contrast to Comparative Example 2, the amount of polyalkylene oxide (B) is reduced in step (X) to form a hydroxyl-terminated urethane prepolymer, and then a small amount of polyalkylene oxide (B) is added in step (Y), and this is a production method in which an NCO-terminated urethane prepolymer (D) is not produced in step (X). The results are shown in Table 3. Since this is a production method in which an NCO-terminated urethane prepolymer (D) is not produced in step (X), the compatibility of the raw materials in step (X) is poor and the reactivity is also different, so that with the solid content and reaction conditions of this production example, white turbidity was observed, and it was difficult to stably produce a highly transparent urethane prepolymer (E) and a highly transparent urethane cured product.
(Comparative Example 4)
In addition, in the comparative example 3, the amount of polyalkylene oxide (B) in step (X) is reduced to form a urethane prepolymer having an NCO group terminal, and then a large amount of polyalkylene oxide (B) is added in step (Y). The molar ratio of the isocyanate compound in step (X) is low at 1.09, making it easy to increase the molecular weight and crosslink the resin. The results are shown in Table 3. Since the molar ratio of the isocyanate compound in step (X) is lower than 1.30, the urethane prepolymer (D) gels in step (X) and separates from the polyalkylene oxide (B) added in step (Y), making it difficult to form a uniform composition. The gelation and lack of fluidity make this production method difficult to use.
(Comparative Example 5)
In this manufacturing method, a urethane prepolymer having an NCO group terminal is formed in step (X), and then a large amount of polyalkylene oxide (B) is added in step (Y). The molar ratio of the isocyanate compound in step (X) is high at 6.76, and a large amount of free isocyanate remains in step (Y). The results are shown in Table 3. Since the molar ratio of the isocyanate compound in step (X) is higher than 5.00, strong turbidity occurs, which is thought to be due to a chain reaction between the polyalkylene oxide (B) having a rigid aromatic amine residue added in step (Y) and the free polyisocyanate, and the transparency of the urethane prepolymer (E) is poor, making it difficult to form a highly transparent urethane cured product.
(Comparative Example 6)
This is a production method in which an NCO-terminated urethane prepolymer is formed in step (X), and then a large amount of polyalkylene oxide (B) is added in step (Y), and no polyalkylene oxide (A) having a molecular weight of 2000 or more is added in step (X). The results are shown in Table 3. Since a relatively flexible polyalkylene oxide (A) having a molecular weight of 2000 or more is not added, and a large amount of polyalkylene oxide (B) having a rigid aromatic amine residue with catalytic activity and a high functionality is used, the urethane prepolymer (E) has poor transparency, making it difficult to form a highly transparent urethane cured product.
(Comparative Example 7)
In this production method, the amount of isocyanate compound added in step (X) was increased to increase the molar ratio in order to suppress gelation in step (X) compared to Comparative Example 4. The results are shown in Table 3. Since the amount of isocyanate compound added in step (X) was increased, the urethane prepolymer (D) obtained in step (X) was transparent and had good liquid properties, but since the molar ratio of the isocyanate compound in step (Y) was high at 0.85, gelation occurred in step (Y), making it difficult to use.
(Comparative Example 8)
In this comparative example, hexamethylene diisocyanate having only primary NCO groups was used as polyisocyanate (C) in comparison with Comparative Example 2, and the composition ratio was changed. Similarly to Comparative Example 2, an active hydrogen group-terminated urethane prepolymer (EC8) was produced without going through step (Y). The results are shown in Table 3. Since this is a production method in which polyalkylene oxide (B) having an aromatic amine residue is added in step (X) and step (Y) is not carried out, the compatibility of the raw materials in step (X) is poor, and white turbidity is observed under the solid content and reaction conditions of this production example. It was difficult to stably produce a highly transparent active hydrogen group-terminated urethane prepolymer and also difficult to stably produce a highly transparent urethane cured product.
(Comparative Example 9)
In this production method, the amount of polyalkylene oxide (B) in step (X) is reduced compared to Comparative Example 8 to form a urethane prepolymer having an NCO group terminal, and then polyalkylene oxide (B) is added in step (Y). The molar ratio of the isocyanate compound in step (X) is low at 1.09, making it easy to increase the molecular weight and crosslink the resin. The results are shown in Table 3. Since the molar ratio of the isocyanate compound in step (X) is lower than 1.30, the urethane prepolymer (D) gels in step (X) and separates from the polyalkylene oxide (B) added in step (Y), making it difficult to form a uniform composition. The gelation and lack of fluidity make this production method difficult to use.
(Comparative Example 10)
In this manufacturing method, a significantly large amount of polyalkylene oxide (B) is added in step (Y) after forming an NCO group-terminated urethane prepolymer in step (X), and the molar ratio of the isocyanate compound in step (Y) is significantly low at 0.029. The results are shown in Table 3. Since a large amount of polyalkylene oxide (B) was added in step (Y) and the molar ratio of the isocyanate compound in step (Y) was less than 0.10, turbidity occurred, which is thought to be due to the influence of a large amount of polyalkylene oxide (B) having a rigid aromatic amine residue with low compatibility remaining. The urethane prepolymer (E) had poor transparency, making it difficult to form a highly transparent urethane cured product.

Figure 0007690769000003
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(実施例16~21)
実施例1に対して、(X)工程で使用するポリアルキレンオキシド(A)、(Y)工程で使用するポリアルキレンオキシド(B)の種類と比率を変更したものである。また実施例16以降、比較例11以降はいずれも反応時間3時間、70℃一定条件で(X)工程、(Y)工程の反応を行い、実施例はすべて各工程の反応完結を確認した。

(Examples 16 to 21)
The types and ratios of polyalkylene oxide (A) used in step (X) and polyalkylene oxide (B) used in step (Y) were changed compared to Example 1. In addition, from Example 16 onwards and Comparative Example 11 onwards, the reactions in steps (X) and (Y) were carried out under constant conditions of a reaction time of 3 hours and a temperature of 70° C., and the completion of the reactions in each step was confirmed in all of the examples.

表4に結果を示す。ポリアルキレンオキシド(A)の分子量や官能基数、ポリアルキレンオキシド(B)の分子量や含まれるアルキレンオキシド残基を変更しても、中間体のウレタンプレポリマー(D)およびウレタンプレポリマー(E)は何れも高透明で、実施例20では、(X)工程後の冷却工程にて冷却が不足し、僅かにフラスコ壁に微量の付着物が生成したが良好に使用可能な範囲であり、その他の実施例もフラスコ壁やメッシュには付着物やゲル状物はみられない良好な液性状のものであり、いずれも適度な粘度と良好なハンドリング性を示し塗工性や高い生産性に期待できるものであった。また本実施例の製造方法で得られたウレタンプレポリマー(E)は、初期硬化性が顕著に良好でより顕著に高い強度が期待できるものであり、ウレタン硬化物も顕著に透明であった。
(比較例11)
分子量2000以上のポリアルキレンオキシド(A)の代わりに分子量1000のポリアルキレンオキシド(AC2)を用いたものである。表4に結果を示す。ポリアルキレンオキシド(AC2)は分子量が低く水酸基が多いため、(X)工程でのポリイソシアネート(C)のモル比率を2.50に設定するとポリイソシアネート(C)の総量が増加し、(Y)工程でポリアルキレンオキシド(B)を加えてもポリイソシアネート(C)のモル比率を下げることが困難となり(Y)工程でゲル化するため使用が困難となる製造方法であった。
(比較例12)
比較例11に対して(Y)工程でのポリイソシアネート(C)のモル比率を下げ(Y)工程でのゲル化を抑制するため、(X)工程でのポリアルキレンオキシド(AC2)を30重量部まで低減し、(Y)工程でのポリアルキレンオキシド(B)を増量して製造したものである。表4に結果を示す。剛直で触媒活性を有する芳香族アミン残基を有し高官能基数のポリアルキレンオキシド(B)を多量に必要となるため、ウレタンプレポリマー(E)が透明性に劣り、高い透明性のウレタン硬化物の形成が困難となる製造方法であった。
(比較例13)
ポリアルキレンオキシド(A)の代わりにアルキレンオキシド残基を有さないポリオキシテトラメチレングリコールを用いて製造したものである。表4に結果を示す。ポリオキシテトラメチレングリコールはアルキレンオキシド残基を有さず、ポリアルキレンオキシド(B)との相溶性が低いためウレタンプレポリマー(E)の透明性に劣り、ウレタン硬化物の透明性に期待できないものであり、ポリアルキレンオキシド(A)より結晶性が高いためウレタンプレポリマー(D)およびウレタンプレポリマー(E)が増粘しやすく、塗工性やハンドリング性に期待できず使用が困難となる製造方法であった。
(比較例14~17)
芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド(B)の代わりに、比較例14は同等分子量で芳香族アミン残基を有さないポリアルキレンオキシド(BC1)、比較例15はアルキレンオキシド残基を有さず比較的剛直なポリオキシテトラメチレン残基を有するポリオール(BC2)、比較例16、17は剛直な芳香族アミン残基に代わって剛直で高官能基数で環状の糖構造を有するシュークローズ残基を含むポリアルキレンオキシド(BC3)を用いて製造したものである。
The results are shown in Table 4. Even if the molecular weight or number of functional groups of polyalkylene oxide (A), the molecular weight or the alkylene oxide residue contained in polyalkylene oxide (B) are changed, the intermediate urethane prepolymer (D) and urethane prepolymer (E) are both highly transparent, and in Example 20, the cooling step after the (X) step was insufficient, and a small amount of deposit was generated on the flask wall, but within a range that can be used well, and the other Examples also had good liquid properties with no deposits or gel-like matter on the flask wall or mesh, and all of them showed moderate viscosity and good handleability, and were expected to be coatable and highly productive. In addition, the urethane prepolymer (E) obtained by the manufacturing method of this example had remarkably good initial curing properties and was expected to have remarkably high strength, and the urethane cured product was also remarkably transparent.
(Comparative Example 11)
Instead of polyalkylene oxide (A) having a molecular weight of 2000 or more, polyalkylene oxide (AC2) having a molecular weight of 1000 was used. The results are shown in Table 4. Since polyalkylene oxide (AC2) has a low molecular weight and many hydroxyl groups, when the molar ratio of polyisocyanate (C) in step (X) is set to 2.50, the total amount of polyisocyanate (C) increases, and even if polyalkylene oxide (B) is added in step (Y), it becomes difficult to lower the molar ratio of polyisocyanate (C), and gelation occurs in step (Y), making this a difficult production method to use.
(Comparative Example 12)
In order to reduce the molar ratio of polyisocyanate (C) in step (Y) and suppress gelation in step (Y) compared to Comparative Example 11, the amount of polyalkylene oxide (AC2) in step (X) was reduced to 30 parts by weight, and the amount of polyalkylene oxide (B) in step (Y) was increased. The results are shown in Table 4. Since a large amount of polyalkylene oxide (B) having a rigid aromatic amine residue with catalytic activity and a high number of functional groups was required, the urethane prepolymer (E) had poor transparency, making it difficult to form a highly transparent urethane cured product.
(Comparative Example 13)
The polyoxytetramethylene glycol was produced by using polyoxytetramethylene glycol having no alkylene oxide residue instead of polyalkylene oxide (A). The results are shown in Table 4. Polyoxytetramethylene glycol has no alkylene oxide residue and has low compatibility with polyalkylene oxide (B), so the transparency of the urethane prepolymer (E) is poor, and the transparency of the urethane cured product cannot be expected. Since the polyoxytetramethylene glycol has higher crystallinity than polyalkylene oxide (A), the urethane prepolymer (D) and the urethane prepolymer (E) tend to thicken, and the coating property and handling property cannot be expected, making it a production method that is difficult to use.
(Comparative Examples 14 to 17)
Instead of the polyalkylene oxide (B) having an aromatic amine residue, Comparative Example 14 was produced using a polyalkylene oxide (BC1) having an equivalent molecular weight but no aromatic amine residue; Comparative Example 15 was produced using a polyol (BC2) having no alkylene oxide residue and having a relatively rigid polyoxytetramethylene residue; and Comparative Examples 16 and 17 were produced using a polyalkylene oxide (BC3) containing a rigid, highly functional sucrose residue having a cyclic sugar structure instead of the rigid aromatic amine residue.

比較例14は、剛直な構造を有さないため、ウレタン硬化物の強度に期待できないウレタンプレポリマーであり、また反応性も高くないため(Y)工程で残存した影響と考える濁りが発生し透明性に劣り使用が困難となる製造方法であった。 Comparative Example 14 was a urethane prepolymer that did not have a rigid structure and could not be expected to have a strong urethane cured product. It also did not have high reactivity, so it was a manufacturing method that caused turbidity, thought to be a residual effect from step (Y), and was therefore difficult to use due to its poor transparency.

比較例15は、アルキレンオキシド残基を有さずウレタンプレポリマー(D)と相溶性が低めで使用可能な範囲で僅かに濁りが発生したのみであったが、ウレタンプレポリマー(E)が高粘調化し塗工性やハンドリング性に期待できないものであった。また、芳香族アミン残基と比較してポリオキシテトラメチレン残基が剛直性に劣る影響と考えられる、硬化性の不足があり強度に期待できず、使用が困難となる製造方法であった。
比較例16は、高官能基数で環状の糖構造を有し相溶性の悪いシュークローズ残基を多量に含むため、ウレタンプレポリマー(E)の透明性が悪化し高透明なウレタン硬化物の形成が困難となる製造方法であった。
In Comparative Example 15, the product did not have an alkylene oxide residue and had low compatibility with the urethane prepolymer (D), and only slight turbidity occurred within a usable range, but the urethane prepolymer (E) became highly viscous, and coating properties and handling properties were not expected.In addition, the product had insufficient curing properties, which is thought to be due to the poor rigidity of the polyoxytetramethylene residue compared to the aromatic amine residue, and strength was not expected, making it a production method that was difficult to use.
The production method of Comparative Example 16 contained a large amount of sucrose residues, which have a high functionality and a cyclic sugar structure and are poorly compatible, resulting in a deterioration in transparency of the urethane prepolymer (E) and making it difficult to form a highly transparent urethane cured product.

比較例17では相溶性の悪いシュークローズポリオールを10重量部まで低減することで相溶性が改善し高い透明を発現したが、粘度が高めであり、芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド(B)と比較して触媒活性を有さず10重量部では初期硬化性が不足するため強度の発現に期待できない、使用が困難となる製造方法であった。 In Comparative Example 17, the compatibility was improved and high transparency was achieved by reducing the amount of poorly compatible sucrose polyol to 10 parts by weight, but the viscosity was high and, compared to polyalkylene oxide (B) having aromatic amine residues, the catalytic activity was not as good as that of polyalkylene oxide (B), and the initial curing property was insufficient at 10 parts by weight, so the development of strength could not be expected, making the manufacturing method difficult to use.

Figure 0007690769000004
Figure 0007690769000004


(実施例22、23、25)
実施例1~21に対して、(X)工程で不飽和度の低いポリアルキレンオキシド(A)の代わりに不飽和度や分子量分布が一般的なポリアルキレンオキシド(A3)を用いてウレタンプレポリマー(E)を製造した。表5に結果を示す。不飽和度や分子量分布が一般的なポリアルキレンオキシド(A3)を用いても、本製造方法を適応することで、(Y)工程で透明性を維持しつつ剛直な芳香族アミン残基を有するポリアルキンオキシド(B)を多く加えることができ、高い硬化性でウレタン硬化物の強度に期待できるウレタンプレポリマー(E)の製造方法であった。
(実施例24、26)
実施例23、25に対して、剛直な芳香族アミン残基を有するポリアルキンオキシド(B)に加えて、更に高官能基数で剛直な環状のシュークローズ構造を有するポリアルキレンオキシド(BC3)を用いることで、高い透明性を維持しつつより高い硬化性で、ウレタン硬化物が更に高い強度が期待できるウレタンプレポリマー(E)の製造方法であった。
(比較例18、19)
不飽和度や分子量分布が一般的なポリアルキレンオキシド(A3)を用いて、(X)工程にて剛直な芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド(B)を多量に加えて製造したものであり、(Y)工程を含まない製造方法で活性水素基末端のウレタンプレポリマー(DC18)、(DC19)を製造したものである。表5に結果を示す。芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド(B)を(X)工程にて加えて製造し、(Y)工程を経ていない製造方法であるため、モノオールを含むポリアルキレンオキシド(A3)を用いても(X)工程での原料の相溶性が悪く、本製造例の固形分、反応条件では白濁が見られ、安定的に高透明の活性水素基末端のウレタンプレポリマーの製造が困難であるとともに安定的に高透明のウレタン硬化物の製造が困難となる製造方法であった。

(Examples 22, 23, and 25)
In contrast to Examples 1 to 21, in step (X), a urethane prepolymer (E) was produced using a polyalkylene oxide (A3) having a general degree of unsaturation and molecular weight distribution instead of the polyalkylene oxide (A) having a low degree of unsaturation. The results are shown in Table 5. Even when a polyalkylene oxide (A3) having a general degree of unsaturation and molecular weight distribution was used, by applying this production method, a large amount of polyalkyne oxide (B) having a rigid aromatic amine residue could be added while maintaining transparency in step (Y), and the method was a production method of a urethane prepolymer (E) having high curability and expected to have strength in the urethane cured product.
(Examples 24 and 26)
In comparison with Examples 23 and 25, a polyalkylene oxide (BC3) having a high functionality and a rigid cyclic sucrose structure was used in addition to the polyalkyne oxide (B) having a rigid aromatic amine residue, thereby providing a method for producing a urethane prepolymer (E) that maintains high transparency while exhibiting higher curability and is expected to produce a cured urethane product with even higher strength.
(Comparative Examples 18 and 19)
Polyalkylene oxide (A3) having a general degree of unsaturation and molecular weight distribution was used, and a large amount of polyalkylene oxide (B) having a rigid aromatic amine residue was added in step (X) to produce active hydrogen group-terminated urethane prepolymers (DC18) and (DC19) by a production method that does not include step (Y). The results are shown in Table 5. Since the polyalkylene oxide (B) having an aromatic amine residue was added in step (X) to produce the product, and the production method does not include step (Y), the compatibility of the raw materials in step (X) is poor even when polyalkylene oxide (A3) containing monool is used, and white turbidity was observed under the solid content and reaction conditions of this production example, and it was a production method in which it was difficult to stably produce a highly transparent active hydrogen group-terminated urethane prepolymer and stably produce a highly transparent urethane cured product.

即ち、実施例22~26、比較例18、19により、不飽和度の低いポリアルキレンオキシド(A1)、(A2)、(A4)の使用有無によらず、不飽和度や分子量分布が一般的なポリアルキレンオキシド(A3)を用いても、(Y)工程にて芳香族アミン残基を有するポリアルキレンオキシド(B)を加える本製造方法を適応することで高透明性を維持し高い硬化性を発現して高い強度、低タック(軽剥離性)が期待できるウレタンプレポリマー(E)を製造できることが示された。 In other words, Examples 22 to 26 and Comparative Examples 18 and 19 demonstrated that, regardless of whether or not polyalkylene oxides (A1), (A2), and (A4) with low degrees of unsaturation are used, even if polyalkylene oxide (A3) with a general degree of unsaturation and molecular weight distribution is used, by applying this manufacturing method in which polyalkylene oxide (B) having an aromatic amine residue is added in step (Y), it is possible to manufacture a urethane prepolymer (E) that maintains high transparency, exhibits high curability, and is expected to have high strength and low tack (easy peelability).

Figure 0007690769000005
Figure 0007690769000005


本実施例により得られたウレタンプレポリマー(E)はいずれも溶剤量等の反応条件によらず高透明でゲル状物やフラスコ壁への付着物、沈降成分等が殆ど見られず、いずれの粘度も1~100Pa・sの範囲であり、かつ良好な流動性を示した。また、硬化性評価により得られたウレタン硬化物はいずれも収縮もなく目視上高い透明性で、Hazeが5%以下であった。

<ウレタン硬化物の製造例>
実施例3、12、17、23にて得られたウレタンプレポリマー(E)の固形分100重量部に対して、反応遅延剤としてアセチルアセトン5重量部と酸性リン酸エステル(城北化学工業製JP508)600ppm、トリアゾール安定剤チヌビン99-2を0.8重量部、ジエチレングリコール0.2重量部、可塑剤として2-エチルヘキサン酸ヘキサデシル10重量部、帯電防止剤として1-エチル-3-メチルイミダゾリウムビス(フルオロメタンスルホニル)イミド1.5重量部、レベリング剤としてDIC製F-571を0.05重量部混合・分散し、架橋剤としてコロネートHXLVを水酸基に対して1.1当量混合して80μm以下でPET基材に塗工して、130℃5分で乾燥することでウレタン塗膜を含むウレタンシートを作製した。いずれの実施例の製造方法で製造したウレタンプレポリマー(E)を含む組成物の粘度も1~100Pa・sの範囲で、かつシート作成後の組成物の残液は24時間経過後も良好な流動性を示した。得られたウレタン硬化物は濡れ性が良好でかつ高強度、高透明であり、シーリング材、塗料、粘着剤、接着剤等に好適に使用できるものであった。

All of the urethane prepolymers (E) obtained in this example were highly transparent regardless of the reaction conditions such as the amount of solvent, with almost no gel-like matter, no adhesion to the flask wall, no precipitated components, etc., and all had a viscosity in the range of 1 to 100 Pa s and exhibited good fluidity. Furthermore, in a curing evaluation, all of the obtained cured urethane products had no shrinkage, were highly transparent to the naked eye, and had a haze of 5% or less.

<Production Example of Cured Urethane>
For 100 parts by weight of the solid content of the urethane prepolymer (E) obtained in Examples 3, 12, 17, and 23, 5 parts by weight of acetylacetone and 600 ppm of acidic phosphate ester (JP508 manufactured by Johoku Chemical Industry Co., Ltd.) as reaction retarders, 0.8 parts by weight of triazole stabilizer Tinuvin 99-2, 0.2 parts by weight of diethylene glycol, 10 parts by weight of hexadecyl 2-ethylhexanoate as a plasticizer, 1.5 parts by weight of 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(fluoromethanesulfonyl)imide as an antistatic agent, and 0.05 parts by weight of F-571 manufactured by DIC as a leveling agent were mixed and dispersed, and 1.1 equivalents of Coronate HXLV were mixed with respect to the hydroxyl group as a crosslinking agent, and the mixture was applied to a PET substrate at a thickness of 80 μm or less, and dried at 130 ° C. for 5 minutes to produce a urethane sheet containing a urethane coating film. The viscosity of the compositions containing the urethane prepolymer (E) produced by each of the Examples was in the range of 1 to 100 Pa s, and the residual liquid of the composition after sheet production showed good fluidity even after 24 hours had passed. The obtained cured urethane products had good wettability, high strength, and high transparency, and were suitable for use as sealants, paints, pressure sensitive adhesives, and adhesives.

以上、実施例で示したように、本発明におけるウレタンプレポリマーの製造方法は、貯蔵安定性およびハンドリング性、硬化性に優れる高透明なウレタンプレポリマーを安定的に製造でき、本製造方法により得られるウレタンプレポリマーを用いることで高透明で強度が高く表面タックが少ない、軽剥離性のウレタン塗膜の安定的な製造方法を提供できる。
その特徴を活かすことにより、本製造方法により得られるポリウレタンは、シーリング材、塗料、粘着剤、接着剤等に好適に使用できることが示された。
As shown above in the examples, the method for producing a urethane prepolymer in the present invention can stably produce a highly transparent urethane prepolymer that has excellent storage stability, handleability and curing properties, and by using the urethane prepolymer obtained by this production method, it is possible to provide a stable production method for a urethane coating film that is highly transparent, has high strength, has little surface tack and has easy release properties.
By taking advantage of these characteristics, it has been shown that the polyurethane obtained by this production method can be suitably used for sealing materials, paints, pressure sensitive adhesives, adhesives, etc.

Claims (6)

少なくとも、下記の(X)工程、(Y)工程を含む、ウレタンプレポリマー(E)の製造方法。
(X)工程;数平均分子量2000以上のポリアルキレンオキシド(A)を含むポリオールとポリイソシアネート(C)を、ポリオールの活性水素基の総量に対するポリイソシアネート(C)のNCO基の比率(NCO/OH比)が1.30~5.00の割合となる量比で混合し、NCO基末端のウレタンプレポリマー(D)を製造する工程であり、
ポリアルキレンオキシド(A)が、炭素数が3以上のアルキレンオキシド残基を含み、当該炭素数が3以上のアルキレンオキシド残基が、プロピレンオキシド残基、1,2-ブチレンオキシド残基、2,3-ブチレンオキシド残基、イソブチレンオキシド残基、ブタジエンモノオキシド残基、ペンテンオキシド残基、スチレンオキシド残基、シクロヘキセンオキシド残基からなる群から選ばれる1種類又は2種類以上のみである
(Y)工程;芳香族アミン残基を有する数平均分子量2000未満のポリアルキレンオキシド(B)を含むポリオールと(X)工程により製造したウレタンプレポリマー(D)を、(X)工程及び(Y)工程で混合するポリオールの活性水素基の総量に対する前記ポリイソシアネート(C)のNCO基の総量(NCO/OH比)が0.10~0.70の割合となる量比で混合し、活性水素基末端のウレタンプレポリマー(E)を製造する工程であり、
ポリアルキレンオキシド(B)が、芳香族アミンにプロピレンオキシドのみが連鎖的に繋がったもの、芳香族アミンにエチレンオキシドのみが連鎖的に繋がったもの、芳香族アミンにプロピレンオキシドとエチレンオキシドが連鎖的に繋がったもの、又は、芳香族アミンにプロピレンオキシドとエチレンオキシドがランダムで繋がったものである
A method for producing a urethane prepolymer (E), comprising at least the following steps (X) and (Y):
Step (X): a step of mixing a polyol containing a polyalkylene oxide (A) having a number average molecular weight of 2000 or more with a polyisocyanate (C) in such an amount ratio that the ratio of NCO groups in the polyisocyanate (C) to the total amount of active hydrogen groups in the polyol (NCO/OH ratio) is 1.30 to 5.00, thereby producing an NCO-terminated urethane prepolymer (D) ;
The polyalkylene oxide (A) contains an alkylene oxide residue having 3 or more carbon atoms, and the alkylene oxide residue having 3 or more carbon atoms is one or more selected from the group consisting of propylene oxide residues, 1,2-butylene oxide residues, 2,3-butylene oxide residues, isobutylene oxide residues, butadiene monoxide residues, pentene oxide residues, styrene oxide residues, and cyclohexene oxide residues .
step (Y): a step of mixing a polyol containing a polyalkylene oxide (B) having an aromatic amine residue and a number average molecular weight of less than 2000 with the urethane prepolymer (D) produced in step (X) in such a ratio that the total amount of NCO groups in the polyisocyanate (C) relative to the total amount of active hydrogen groups in the polyol mixed in steps (X) and (Y) (NCO/OH ratio) is 0.10 to 0.70 to produce a urethane prepolymer (E) having active hydrogen groups at its terminals ;
The polyalkylene oxide (B) is one in which only propylene oxide is linked in a chain to an aromatic amine, one in which only ethylene oxide is linked in a chain to an aromatic amine, one in which propylene oxide and ethylene oxide are linked in a chain to an aromatic amine, or one in which propylene oxide and ethylene oxide are linked randomly to an aromatic amine .
(Y)工程におけるポリアルキレンオキシド(B)が、4,4’-ジフェニルメタンジアミン残基、2,4-トリレンジアミン残基及び2,6-トリレンジアミン残基からなる群より選ばれる1種類以上の残基を含む、請求項1に記載のウレタンプレポリマー(E)の製造方法。 The method for producing a urethane prepolymer (E) according to claim 1 , wherein the polyalkylene oxide (B) in step (Y) contains one or more residues selected from the group consisting of 4,4'-diphenylmethanediamine residues, 2,4-tolylenediamine residues, and 2,6-tolylenediamine residues. (X)工程におけるポリイソシアネート(C)が、脂肪族イソシアネート、脂環式イソシアネート及びこれらの変性体からなる群から選ばれる1種以上を含む、請求項1又は請求項に記載のウレタンプレポリマー(E)の製造方法。 3. The method for producing a urethane prepolymer (E) according to claim 1 or 2 , wherein the polyisocyanate (C) in step (X) comprises at least one selected from the group consisting of aliphatic isocyanates, alicyclic isocyanates, and modified products thereof. (X)工程において、ポリオールとポリイソシアネート(C)の総量100重量部に対して、金属成分を含むウレタン化触媒0.001~0.2重量部を接触する、請求項1乃至請求項のいずれかに記載のウレタンプレポリマー(E)の製造方法。 The method for producing a urethane prepolymer (E) according to any one of claims 1 to 3 , wherein in step (X), 0.001 to 0.2 parts by weight of a urethanization catalyst containing a metal component is contacted with 100 parts by weight of a total amount of the polyol and the polyisocyanate (C). ウレタンプレポリマー(E)が、25℃条件にて、粘度が1~100Pa・s、且つ、1cm厚みでのHazeが15%以下である、請求項1乃至請求項のいずれかに記載のウレタンプレポリマー(E)の製造方法。 5. The method for producing a urethane prepolymer (E) according to claim 1, wherein the urethane prepolymer (E) has a viscosity of 1 to 100 Pa s at 25° C. and a haze at a thickness of 1 cm of 15% or less. (X)工程において、グリコールエーテル系溶剤、酢酸エチル、トルエン及びメチルエチルケトンからなる群より選ばれる1種以上を含む有機溶剤を、固形分濃度が60~99重量%の範囲となる量比で混合する、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のウレタンプレポリマー(E)の製造方法。 The method for producing a urethane prepolymer (E) according to any one of claims 1 to 5, wherein in step (X), an organic solvent containing at least one selected from the group consisting of a glycol ether solvent, ethyl acetate, toluene, and methyl ethyl ketone is mixed in an amount ratio such that a solids concentration falls within the range of 60 to 99 % by weight.
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