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JPS598284B2 - Method for producing thermosetting polyisocyanate partial adduct - Google Patents
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JPS598284B2 - Method for producing thermosetting polyisocyanate partial adduct - Google Patents

Method for producing thermosetting polyisocyanate partial adduct

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Publication number
JPS598284B2
JPS598284B2 JP51087490A JP8749076A JPS598284B2 JP S598284 B2 JPS598284 B2 JP S598284B2 JP 51087490 A JP51087490 A JP 51087490A JP 8749076 A JP8749076 A JP 8749076A JP S598284 B2 JPS598284 B2 JP S598284B2
Authority
JP
Japan
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group
polyisocyanate
partial
producing
active hydrogen
Prior art date
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Expired
Application number
JP51087490A
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Japanese (ja)
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JPS5312990A (en
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輝 井出
晋策 小川
泰志 岸本
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱により自己硬化しうる有機ポリイソシアネ
ートの部分付加物の製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a partial adduct of an organic polyisocyanate that can be self-cured by heat.

さらに詳しくいえば、本発明は平均イソシアネート基含
有数2.5個以上の脂肪族又は脂環族ポリイソシアネー
トのイソシアネート基の一部が、水酸基、アミノ基及び
カルボキシル基の中から選ばれた少なくとも1個の活性
水素含有基をもつ化合物と付加反応しているポリイソシ
アネート部分付加物の製造方法に関するものである。こ
のようなポリイソシアネート部分付加物は、熱により自
己硬化し、化学的、物理的に安定な塗膜を形成するとい
う特徴を有する。一般に、有機ポリイソシアネートはイ
ソシアネート基の反応性を利用して、特にウレタン塗料
分野で広く用いられている。
More specifically, the present invention provides that a part of the isocyanate groups of the aliphatic or alicyclic polyisocyanate having an average isocyanate group content of 2.5 or more are at least one group selected from hydroxyl groups, amino groups, and carboxyl groups. The present invention relates to a method for producing a polyisocyanate partial adduct, which undergoes an addition reaction with a compound having active hydrogen-containing groups. Such a polyisocyanate partial adduct is characterized by self-curing by heat and forming a chemically and physically stable coating film. In general, organic polyisocyanates are widely used, particularly in the field of urethane paints, by taking advantage of the reactivity of their isocyanate groups.

なかでも、脂肪族又は脂環族ポリイソシアネートは耐候
性、耐黄変性などすぐれた物性を有しているため、その
需要は急速に増加している。ところで、ポリウレタン塗
料は、一般に一液型、二液型に大別され、前者に属する
ものとしては変性油型、湿気硬化型、プロツク型を、ま
た後者に属するものとしては、ポリオール硬化型、触媒
硬化型をそれぞれあげることができる。
Among them, aliphatic or alicyclic polyisocyanates have excellent physical properties such as weather resistance and yellowing resistance, and therefore their demand is rapidly increasing. By the way, polyurethane paints are generally classified into one-component type and two-component type, and those belonging to the former include modified oil type, moisture curing type, and block type, and those belonging to the latter include polyol curing type and catalyst type. Each curing type can be mentioned.

一液型は塗装時の原料の混合の必要がないので取り扱い
が簡単である反面、二液型よりも塗膜物性が若干劣るこ
と、また変性油型、湿気硬化型のものは貯蔵安定性に欠
け例えばそれらを保存した場合数日ないし数か月でゲル
化を起すため可使時間に制限があるし、プロツク型は塗
膜形成に際し180℃以上に加熱する必要があり、さら
にこの際解離するフエノールなどのプロツク剤が塗膜形
成に利用されず大気中に飛散し大気汚染の大きな原因と
なることなどの欠点を有している。また、二液型は良好
な塗膜物性を有する反面、塗装に際して有機ポリイソシ
アネートとポリオールの二液を混合しなければならない
という面倒があるし、また混合液は一定の可使時間があ
るため、限られた時間内に作業しなければならないとい
う管理上の厄介さがある。本発明者らは、このような従
来の一液型、二液型のもつ長所を生かしながら、その欠
点を改良するために鋭意研究を重ねた結果、平均イソシ
アネート基含有数2.5個以上の脂肪族又は脂環族ポリ
イソシアネートのイソシアネート基の一部をアルコール
類、アミン類又はカルボン酸類と反応させて部分付加物
とすることにより、この目的を達成しうることを見出し
、この知見に基いて本発明をなすに至つた。
The one-component type does not require mixing of raw materials during painting, so it is easy to handle, but the physical properties of the coating are slightly inferior to the two-component type, and the modified oil type and moisture-curing type have poor storage stability. For example, if they are stored, they will gel in a few days to a few months, so their pot life is limited, and the block type needs to be heated to 180°C or higher to form a coating, and furthermore, it will dissociate during this process. The drawback is that the protective agent such as phenol is not used for coating film formation and is scattered into the atmosphere, causing a large amount of air pollution. In addition, while the two-component type has good physical properties of the coating, it is troublesome because it requires mixing two components, organic polyisocyanate and polyol, when painting, and the mixed solution has a certain pot life. There is the administrative hassle of having to work within a limited time. The present inventors have made extensive research to improve the drawbacks of the conventional one-component and two-component types while making use of their advantages, and as a result, the inventors have found a new product with an average isocyanate group content of 2.5 or more. We have discovered that this objective can be achieved by reacting a portion of the isocyanate groups of aliphatic or alicyclic polyisocyanate with alcohols, amines, or carboxylic acids to form a partial adduct, and based on this knowledge, The present invention has now been accomplished.

従来のポリウレタン塗料は、有機ポリイソシアネートを
水又はポリオールなどの硬化剤と反応させて塗膜を形成
させるものであるが、本発明方法により得られる部分付
加物は特に硬化剤を必要とせず単独で硬化することがで
きる。
Conventional polyurethane paints form a coating film by reacting organic polyisocyanate with water or a curing agent such as a polyol, but the partial adduct obtained by the method of the present invention does not require a curing agent and can be used alone. Can be hardened.

すなわち、本発明の部分付加物は、1分子中にイソシア
ネート基と部分付加反応により生じたイミノ基を有する
ため、部分付加物の解離温度以下の温度又は触媒の使用
によつて分子中のイソシアネート基とイミノ基の活性水
素との反応により高分子化して自己硬化し、化学的、物
理的に良好な性質をもつ塗膜を形成する。すなわち、イ
ソシアネート基とイソシアネート基と反応する基の当量
比を適当な範囲にとることによりバランスのとれた架橋
密度をもつ塗膜とすることができ、硬度や耐溶剤性を著
しく改善することができる。さらに構造的にみると脂肪
族又は脂環族ポリイソシアネートであるため、柔軟性、
耐屈曲性、耐密着性、耐候性の良好な塗膜を与えるとい
う長所がある。また本発明方法により得られるポリイソ
シアネート部分付加物は、一液型塗料の1種であり、取
扱いが簡単であるという一液型の特徴をもつ上に、一液
型の欠点とされている物性特に耐溶剤性の低い点を改良
し、さらに可使時間に制限がないという長所を備えたも
のである。さらに従来のプロツク剤の解離温度以下で硬
化するためプロツク剤の解離すなわち大気中への飛散が
ないという利点もある。イソシアネート基の一部が活性
水素基含有化合物と付加反応していない有機ポリイソシ
アネートは塗膜形成した場合、過剰のイソシアネート基
と分子中に存在する反応すべき活性水素とのバランスが
とれないため、基板上でのハジキ、気泡によるフクレ、
膜のちぢみなどの現象が起り、実用的な塗膜を生じない
That is, since the partial adduct of the present invention has an imino group produced by a partial addition reaction with an isocyanate group in one molecule, the isocyanate group in the molecule can be removed at a temperature below the dissociation temperature of the partial adduct or by using a catalyst. By reacting with the active hydrogen of the imino group, it polymerizes and self-cures, forming a coating film with good chemical and physical properties. In other words, by setting the equivalent ratio of the isocyanate group and the group that reacts with the isocyanate group within an appropriate range, a coating film with a well-balanced crosslinking density can be obtained, and the hardness and solvent resistance can be significantly improved. . Furthermore, from a structural standpoint, it is an aliphatic or alicyclic polyisocyanate, so it has flexibility,
It has the advantage of providing a coating film with good bending resistance, adhesion resistance, and weather resistance. In addition, the polyisocyanate partial adduct obtained by the method of the present invention is a type of one-component paint, and it has the characteristics of a one-component paint such as easy handling, as well as physical properties that are considered to be disadvantageous to one-component paints. In particular, it has improved the poor solvent resistance and has the further advantage of unlimited pot life. Furthermore, since it is cured at a temperature below the dissociation temperature of conventional blocking agents, it has the advantage that the blocking agent does not dissociate, that is, it does not scatter into the atmosphere. When an organic polyisocyanate, in which some of the isocyanate groups have not undergone an addition reaction with the active hydrogen group-containing compound, forms a coating, the balance between the excess isocyanate groups and the active hydrogen present in the molecule to be reacted cannot be maintained. Celsius on the board, blistering due to air bubbles,
Phenomena such as shrinkage of the film occur, and a practical coating film cannot be produced.

脂肪族又は脂環族ポリイソシアネートは芳香族ポリイソ
シアネートに比して反応速度は極めて遅いことが知られ
ている。
It is known that the reaction rate of aliphatic or alicyclic polyisocyanates is extremely slow compared to aromatic polyisocyanates.

このことは室温では反応は進行せず熱又は触媒などによ
り進行することを示唆するもので、本発明方法により得
られる部分付加物は前述したように室温で長期保存して
もゲル化を起さず、熱又は触媒により硬化しうる事実を
よく裏付けている。脂肪族又は脂環族ポリイソシアネー
トの反応速度の遅さが本発明の部分付加物の有用性に大
きく寄与していることは明らかである。これに反して、
芳香族ポリイソシアネートは反応速度が極めて速いため
、部分付加物の調製時にゲル化を起して目的物を生じな
いか、たとえ部分付加物が生成しても室温で放置した場
合、数時間又は数日間でゲル化を起し、実際上、使用不
可能になる。
This suggests that the reaction does not proceed at room temperature but proceeds due to heat or catalysts, and as mentioned above, the partial adduct obtained by the method of the present invention does not undergo gelation even when stored for a long period at room temperature. The fact that it can be cured by heat or catalyst is well supported. It is clear that the slow reaction rate of aliphatic or alicyclic polyisocyanates greatly contributes to the usefulness of the partial adducts of the present invention. On the contrary,
Aromatic polyisocyanates have an extremely fast reaction rate, so when preparing a partial adduct, gelation may occur and the desired product may not be produced, or even if a partial adduct is formed, it may take several hours or several hours if left at room temperature. It gels within a few days and becomes practically unusable.

本発明方法に従えば、所望の部分付加物は、脂肪族又は
脂環族ポリイソシアネートと、水酸基、アミノ基及びカ
ルボン酸基の中から選ばれた少なくとも1個の活性水素
含有基をもつ化合物とイソシアネート基の当量比を好ま
しくは0.05〜0.8になるように反応させることに
よつて得られる。
According to the method of the present invention, the desired partial adduct comprises an aliphatic or cycloaliphatic polyisocyanate and a compound having at least one active hydrogen-containing group selected from hydroxyl, amino and carboxylic acid groups. It is obtained by reacting so that the equivalent ratio of isocyanate groups is preferably 0.05 to 0.8.

当量比が0.05以下では部分付加する割合が低いため
、塗膜のちぢみ、気泡によるふくれ、基板上でのハジキ
といつた現象が見られ実用上好ましくない。また、当量
比が0.8以上では分子中のイソシアネート基の数が少
なくなりすぎ、塗膜の架橋度が上らず、物性面に悪影響
を与え、実用上好ましい塗膜は得られない。当量比とし
ては0.1〜0.4の範囲が好ましい。この反応におい
ては溶媒あるいは触媒を使用してもしなくともよいが、
反応の均一化、反応時間の短縮化を目的としてそれらを
使用するのが好ましい。反応に使用する溶媒又は触媒は
反応後除去することなく塗膜形成時の希釈溶媒として、
あるいは触媒としてそのまま利用できる利点を有する。
溶媒として一般に塗料の希釈剤に用いられかつイソシア
ネート基と反応しない溶媒がよくベンゼン、キシレン、
トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸セロソルブ、
メチルエチルケトンのような揮発性の低粘度のものが使
用できる。触媒としては一般にウレタン生成反応に用い
られる触媒が用いられ、例えばジブチルスズジラウレー
ト、塩化スズなどを用いる。その添加量は活性によつて
異なるがその量は0.001〜0.1重量%で、この範
囲以外では反応が遅いか、急速にゲル化するなどの欠点
を有する。好ましくは0.01〜0.1重量%である。
反応温度はO〜150℃でO℃以下では反応が遅いし、
150℃以上では副反応などを起し好ましくない。
If the equivalence ratio is less than 0.05, the proportion of partial addition is low, and phenomena such as shrinkage of the coating film, blistering due to air bubbles, and repellency on the substrate are observed, which is undesirable from a practical standpoint. On the other hand, if the equivalent ratio is 0.8 or more, the number of isocyanate groups in the molecule becomes too small, the degree of crosslinking of the coating film does not increase, the physical properties are adversely affected, and a practically preferable coating film cannot be obtained. The equivalent ratio is preferably in the range of 0.1 to 0.4. This reaction may or may not use a solvent or catalyst, but
It is preferable to use them for the purpose of homogenizing the reaction and shortening the reaction time. The solvent or catalyst used in the reaction is not removed after the reaction, but is used as a diluting solvent during coating film formation.
Alternatively, it has the advantage that it can be used as is as a catalyst.
Solvents that are generally used as paint diluents and do not react with isocyanate groups are often benzene, xylene,
Toluene, ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate,
Volatile and low viscosity materials such as methyl ethyl ketone can be used. As the catalyst, a catalyst generally used in urethane production reactions is used, such as dibutyltin dilaurate, tin chloride, etc. The amount added varies depending on the activity, but the amount is 0.001 to 0.1% by weight; anything outside this range has disadvantages such as slow reaction or rapid gelation. Preferably it is 0.01 to 0.1% by weight.
The reaction temperature is 0 to 150°C, and the reaction is slow below 0°C.
If the temperature is 150°C or higher, side reactions may occur, which is not preferable.

好ましくは50〜120℃の範囲である。2.5個以上
のイソシアネート基を有する脂肪族又は脂環族ポリイソ
シアネートとして代表的なものは、エチレンジイソシア
ネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチ
レンジイソシアネート、イソボロンジイソシアネートな
どと、水又はトリメチロールプロパン、ヘキサントリオ
ール、グリセリン、ペンタエリスリトールなどの多価ア
ルコール類との付加物がある。
Preferably it is in the range of 50 to 120°C. Typical aliphatic or alicyclic polyisocyanates having 2.5 or more isocyanate groups include ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isoborone diisocyanate, water, trimethylolpropane, hexanetriol, etc. There are adducts with polyhydric alcohols such as , glycerin, and pentaerythritol.

また、上記ジイソシアネートと第三ブチルアルコール、
ギ酸、硫化水素などとの反応によつて得られたポリイソ
シアネートも使用できる。また、上記のジイソシアネー
トを用いて、トリブチルホスフインなどの触媒の存在下
重合させたウレトジオン基やイソシアヌレート基を含有
するポリイソシアネートでもよい。ウレトジオン基が多
量に含まれるポリイソシアネートは活性水素含有化合物
とイソシアネート基との反応のバランスがとりにくく、
また、ウレトジオン基の開環により分子量の低下をもた
らし、塗膜物性の向上も得られない。一方イソシアヌレ
ート基は塗膜物性に影響を与えるので、塗膜物性はウレ
トジオン基/イソシアヌレート基の含有比により異なり
、好ましいウレトジオン基/イソシアヌレート基の含有
比は60/40〜10/90の範囲である。これらのポ
リイソシネートで工業的に容易に入手でき、塗膜物性な
どもすぐれているものとしてヘキサメチレンジイソシア
ネートより得られたポリイソシアネートが好適である。
本発明に適する活性水素含有化合物の中、水酸基含有化
合物としてはメチノール、エタノール、n−プロパノー
ル、イソプロパノール、n−ブタノール、n−ヘキサノ
ール、n−デカノール、n−オクタデカノール、ステア
リルアルコール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコ
ール、フエノール、エチルフエノール、キジレノールな
どの一価アルコールや、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、ブチレン−1,4一及び2,3−グリコ
ール、ヘキサン−1,6−ジオール、オクタン−1,8
−ジオール、ネオペンチルグリコール、1,4ビス−ヒ
ドロキシメチルシクロヘキサン、テトラエチレングリコ
ール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、
グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサン−1,
2,6−トリオール、ブタン−1,2,4−トリオール
、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、カテ
コール、レゾルシン、ヒドロキノン、ピロガロール、ア
クリデイツクA−801,813(アクリルポリオール
、大日本インキ製)、分子量500〜5000のエポキ
シアルコールなどの多価アルコールが用いられる。また
アミノ基含有化合物としては、メチルアミン、エチルア
ミン、n−ブチルアミン、n−ヘキシルアミン、ジメチ
ルアミン、ジエチルアミン、エチルメチルアミン、ジ一
n−ブチルアミン、モルホリン、ピロリジン、ピペラジ
ン、アニリン、トルイジンなどの一価アミンや、エチレ
ンジアミン、トリエチレンジアミン、テトラエチレンジ
アミン、ヘキサメチレンジアミン、N,N′−ジチチル
エチレンジアミン、N,N′−ジメチルトリエチレンジ
アミン、N,N′−ジメチルテトラエチレンジアミン、
N,N′−ジメチルヘキサメチレンジアミン、トリレン
ジアミンなどのポリアミンが用いられる。さらにカルボ
ン酸基含有化合物としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸
、バレリアン酸、カプロン酸、ラウリン酸、ステアリン
酸、安息香酸、トルイル酸などの一価カルボン酸や、マ
ロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン
酸、フタル酸、イソフタル酸などのポリカルボン酸が用
いられる。また1分子中に異なる官能基を有する活性水
素含有化合物としては、エタノールアミン、N−メチル
エタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、ジエ
タノールアミン、トリエタノールアミン、3−アミノ−
プロパノール、トリス−プロパノール−アミン、グリコ
ール酸、サリチル酸、アミノ酢酸などが用いられる。こ
れらの活性水素含有化合物の中でイソシアネート基と反
応する基が2個以上有するものが好ましく、得られた部
分付加物が塗装時基板上で液切れがなく、均一に塗装で
き、塗装のしやすさと同時に塗膜物性が良好であること
から、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グ
リコール酸、エポキシポリオールなどを用いるのが好ま
しい。本発明の部分付加物の硬化は通常の加熱焼付など
の装置、方法によつて充分硬化しうる。硬化温度、時間
は作業状況、要求される塗膜物性等によつて若干異なり
60−180℃で好ましくは80−140異Cである。
一般に脂肪族ポリイソシアネートの部分付加反応物の解
離温度は芳香族のそれに、比して高く180℃以上であ
る。
In addition, the above diisocyanate and tertiary butyl alcohol,
Polyisocyanates obtained by reaction with formic acid, hydrogen sulfide, etc. can also be used. Alternatively, a polyisocyanate containing a uretdione group or an isocyanurate group obtained by polymerizing the above diisocyanate in the presence of a catalyst such as tributylphosphine may be used. Polyisocyanates containing a large amount of uretdione groups have difficulty balancing the reaction between active hydrogen-containing compounds and isocyanate groups.
Furthermore, the ring opening of the uretdione group causes a decrease in molecular weight, and no improvement in the physical properties of the coating film can be obtained. On the other hand, since isocyanurate groups affect the physical properties of the coating film, the physical properties of the coating film vary depending on the content ratio of uretdione groups/isocyanurate groups, and the preferable content ratio of uretdione groups/isocyanurate groups is in the range of 60/40 to 10/90. It is. Among these polyisocyanates, polyisocyanates obtained from hexamethylene diisocyanate are preferred because they are easily available industrially and have excellent coating film properties.
Among the active hydrogen-containing compounds suitable for the present invention, hydroxyl group-containing compounds include methynol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, n-hexanol, n-decanol, n-octadecanol, stearyl alcohol, cyclohexanol, Monohydric alcohols such as benzyl alcohol, phenol, ethylphenol, and kydylenol; ethylene glycol, propylene glycol, butylene-1,4- and 2,3-glycol, hexane-1,6-diol, and octane-1,8-diol;
-diol, neopentyl glycol, 1,4 bis-hydroxymethylcyclohexane, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, butylene glycol,
glycerin, trimethylolpropane, hexane-1,
2,6-triol, butane-1,2,4-triol, trimethylolethane, pentaerythritol, catechol, resorcinol, hydroquinone, pyrogallol, acrylic A-801,813 (acrylic polyol, manufactured by Dainippon Ink), molecular weight 500~ A polyhydric alcohol such as 5000 epoxy alcohol is used. Examples of amino group-containing compounds include monovalent compounds such as methylamine, ethylamine, n-butylamine, n-hexylamine, dimethylamine, diethylamine, ethylmethylamine, di-n-butylamine, morpholine, pyrrolidine, piperazine, aniline, and toluidine. Amines, ethylenediamine, triethylenediamine, tetraethylenediamine, hexamethylenediamine, N,N'-dithythylethylenediamine, N,N'-dimethyltriethylenediamine, N,N'-dimethyltetraethylenediamine,
Polyamines such as N,N'-dimethylhexamethylene diamine and tolylene diamine are used. Furthermore, compounds containing carboxylic acid groups include monovalent carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, lauric acid, stearic acid, benzoic acid, toluic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, Polycarboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, and isophthalic acid are used. In addition, active hydrogen-containing compounds having different functional groups in one molecule include ethanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, 3-amino-
Propanol, tris-propanol-amine, glycolic acid, salicylic acid, aminoacetic acid, etc. are used. Among these active hydrogen-containing compounds, those having two or more groups that react with isocyanate groups are preferable, and the obtained partial adducts can be coated uniformly on the substrate without running out of liquid during coating, and are easy to coat. It is preferable to use ethylene glycol, diethylene glycol, glycolic acid, epoxy polyol, etc. because they have good properties as well as good physical properties of the coating film. The partial adduct of the present invention can be sufficiently hardened by conventional heating baking equipment and methods. The curing temperature and time vary slightly depending on the working conditions, required physical properties of the coating film, etc., and are preferably 60-180°C, preferably 80-140°C.
Generally, the dissociation temperature of the partial addition reaction product of an aliphatic polyisocyanate is higher than that of an aromatic polyisocyanate, and is 180° C. or higher.

本発明方法により得られる部分付加物はこの解離温度以
下で硬化するため、部分付加反応させた活性水素含有基
をもつ化合物を消失することなく有効に利用できる利点
を有する。本発明方法により得られる部分付加物は部分
付加反応させた活性水素含有基をもつ化合物により形状
が異なり、固体ないしは粘ちような液体でいずれも塗料
に用いられる溶剤、例えば酢酸エチル、酢酸ブチル、ト
ルエン、キシレンなどに溶解する。またこの部分付加物
は赤外分光光度計によりイソシアネート基の確認、滴定
法によるイソシアネート含有率の測定、分子量測定によ
りほぼ定量的に得られることが確認できる。本発明方法
により得られる部分付加物は、鉄、アルミニウム、銅、
陶磁器、紙、ゴム、皮革、合成皮革、布、繊維製品、木
材、合成木材、プラスチツク製品、ガラスなどに塗装で
き、その適用範囲が広く、一般のポリウレタン塗料と同
様に非常に有用である。以下実施例により本発明をさら
に詳細に説明する。
Since the partial adduct obtained by the method of the present invention is cured at a temperature below this dissociation temperature, it has the advantage that the compound having an active hydrogen-containing group subjected to the partial addition reaction can be effectively used without disappearing. The partial adduct obtained by the method of the present invention has a different shape depending on the compound having an active hydrogen-containing group subjected to the partial addition reaction, and is either solid or viscous liquid, and can be used in solvents used in paints, such as ethyl acetate, butyl acetate, etc. Soluble in toluene, xylene, etc. Further, it can be confirmed that this partial adduct can be obtained almost quantitatively by confirming the isocyanate group using an infrared spectrophotometer, measuring the isocyanate content by titration, and measuring the molecular weight. The partial adducts obtained by the method of the present invention include iron, aluminum, copper,
It can be applied to ceramics, paper, rubber, leather, synthetic leather, cloth, textile products, wood, synthetic wood, plastic products, glass, etc. It has a wide range of applications and is very useful like general polyurethane paints. The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below.

実施例 1 ヘキサメチレンジイソシアネートと水により得られたイ
ソシアネート含有率が23.8重量%であり、30℃の
粘度が1400cpであるポリイソシアネート100重
量部とジエチルグリコール7.4重量部、酢酸エチル5
0重量部ジブチルスズジラウレート0.05重量部とを
混合し、(OルへCO当量比=0.25)700C1時
間かきまぜた。
Example 1 100 parts by weight of a polyisocyanate obtained from hexamethylene diisocyanate and water with an isocyanate content of 23.8% by weight and a viscosity at 30°C of 1400 cp, 7.4 parts by weight of diethyl glycol, and 5 parts by weight of ethyl acetate.
0 parts by weight of dibutyltin dilaurate and 0.05 parts by weight were mixed (equivalent ratio of CO to O = 0.25) at 700C for 1 hour.

このようにして得られた部分付加物の溶液粘度は240
cpであり、イソシアネート含有率は純部分付加物に換
算して28.2重量%であつた。この溶液は室温におい
ては長時間極めて安定である。これを5ミルの厚さで軟
鋼板上に塗布し、120℃の恒温乾燥機内に放置し強制
乾燥したところ、10分以内に硬化し、JlSK54O
lによる鉛筆硬度はHであり、1時間120℃で乾燥し
たものの鉛筆硬度は2Hであつた。JISK54Olに
よる衝撃変形試験機による6.35mT1L15009
荷重による試験の結果は落下距離50cmにおいても傷
跡は残らず、また、エリクセン押出試験も8u1以上で
あつた。この塗膜は光沢、円滑性、透明性、密着性にす
ぐれ、JISK54Olによる耐酸性、耐アルカリ性、
耐揮発油性試験において何ら変化のないすぐれたもので
あつた。この例で用いたポリイソシアネートを他の異な
つた部分付加物に用いて実施した例を第1表に示す。
The solution viscosity of the partial adduct thus obtained was 240
cp, and the isocyanate content was 28.2% by weight in terms of pure partial adduct. This solution is extremely stable for long periods of time at room temperature. When this was applied to a mild steel plate with a thickness of 5 mils and left in a constant temperature dryer at 120°C to force dry it, it hardened within 10 minutes and the JlSK54O
The pencil hardness according to l was H, and the pencil hardness after drying at 120° C. for 1 hour was 2H. 6.35mT1L15009 by JISK54Ol impact deformation tester
The results of the load test showed that no scars remained even after a drop distance of 50 cm, and the Erichsen extrusion test was 8u1 or higher. This coating film has excellent gloss, smoothness, transparency, and adhesion, and has acid resistance, alkali resistance, and
It was excellent with no change in the volatile oil resistance test. Table 1 shows examples in which the polyisocyanate used in this example was used in other different partial adducts.

実施例 2 ヘキサメチレンジイソシアネートと水より得られたイソ
シアネート含有率23.4重量%で30の粘度が150
0cpであるポリイソシアネート100重量部を酢酸エ
チル40重量部に溶かした液に室温でかきまぜながらジ
一n−ブチルアミン18.0重量部を酢酸エチル10重
量部に溶かした液を1時間で滴下し部分付加物を得た。
Example 2 Obtained from hexamethylene diisocyanate and water, the viscosity of 30 was 150 at an isocyanate content of 23.4% by weight.
A solution prepared by dissolving 18.0 parts by weight of di-n-butylamine in 10 parts by weight of ethyl acetate was added dropwise to a solution prepared by dissolving 100 parts by weight of polyisocyanate (0 cp) in 40 parts by weight of ethyl acetate while stirring at room temperature over 1 hour. An adduct was obtained.

(NH/NCO当量比=0.25)このものの溶液粘度
は175cpであり純部分付加物にて換算したイソシナ
ネート含有率は13.6重量%であつた。これを軟鋼板
上に5ミルの厚さで塗布し120℃に保つたところ30
分で硬化しJISK54Olによる鉛筆硬度はF−Hで
あつた。またJISK54Olによる衝撃変形試験で傷
跡がつかずエリクセン押出し試験は8m1L以上で良好
であつた。実施例 3 ヘキサメチレンジイソシアネートと水より得られたポリ
イソシアネート(イソシアネート含有率23.4重量%
)50重量部と酢酸エチル20重量部とを混合した液を
10℃においてかきまぜこれにモノエタノールアミン4
.3重量部を酢酸エチル5重量部に溶かした液を1時間
で滴下した後、温度を50℃に上げ、20時間反応させ
ると溶液粘度は30℃で210cpとなりイソシアネー
ト含有率7.5重量%(純部分付加物換算)の部分付加
物ポリイソシアネート溶液が得られる。
(NH/NCO equivalent ratio = 0.25) The solution viscosity of this product was 175 cp, and the isocyanate content calculated as pure partial adduct was 13.6% by weight. When this was applied to a thickness of 5 mil on a mild steel plate and kept at 120°C, the temperature was 30.
It cured in minutes and the pencil hardness according to JIS K54Ol was F-H. In addition, no scars were produced in the impact deformation test using JISK54Ol, and the Erichsen extrusion test was good at 8 ml or more. Example 3 Polyisocyanate obtained from hexamethylene diisocyanate and water (isocyanate content 23.4% by weight)
) and 20 parts by weight of ethyl acetate was stirred at 10°C, and 4 parts of monoethanolamine was added to it.
.. A solution prepared by dissolving 3 parts by weight in 5 parts by weight of ethyl acetate was added dropwise over 1 hour, the temperature was raised to 50°C, and the reaction was continued for 20 hours. The solution viscosity was 210 cp at 30°C, and the isocyanate content was 7.5% by weight ( A partial adduct polyisocyanate solution (in terms of pure partial adduct) is obtained.

(H/NCO当量比=0.25)これを軟鋼板上及びガ
ラス板上に厚さ5ミルで塗布し140℃で乾燥したとこ
ろ30分で硬化した。JIS54Olによる鉛筆硬度は
Hであり、実施例1と同条件下の衝撃変形試験では50
儂以上であり、エリクセン押出し試験も8m1以上のす
ぐれた塗膜であつた。また、耐酸性、耐アルカリ性、耐
揮発性油試験においてもなんら変化は見られず、すぐれ
た塗膜物性を有した。実施例 4トリブチルホスフイン
を触媒として得られるヘキサメチレンジイソシアネート
のウレトジオン基含有ポリイソシアネート(ウレトジオ
ン基/イソシアヌレート基含有比60/40)でイソシ
アネート含有率21.5重量%のもの100重量部を酢
酸エチル/キシレンCイ重量比)の溶剤45重量部と混
合しだものに触媒としてジブチルスズジラウレート0.
1重量部添加したものを50℃でかきまぜながらn−ブ
チルアルコール15.2重量部を酢酸エチル/キシレン
Cイ)5重量部に溶かした溶液を1時間で滴下し、ウレ
トジオン基含有付加物を得た。
(H/NCO equivalent ratio = 0.25) This was coated on a mild steel plate and a glass plate to a thickness of 5 mils and dried at 140°C, whereupon it cured in 30 minutes. The pencil hardness according to JIS54Ol is H, and in the impact deformation test under the same conditions as Example 1, it was 50.
It was better than mine, and the Erichsen extrusion test also showed an excellent coating film of 8 ml or more. Further, no change was observed in the acid resistance, alkali resistance, and volatile oil resistance tests, and the coating film had excellent physical properties. Example 4 100 parts by weight of a uretdione group-containing polyisocyanate (uretdione group/isocyanurate group content ratio 60/40) of hexamethylene diisocyanate obtained using tributylphosphine as a catalyst with an isocyanate content of 21.5% by weight was mixed with ethyl acetate. / xylene C (weight ratio)) and 45 parts by weight of a solvent was mixed with 0.0% dibutyltin dilaurate as a catalyst.
While stirring the mixture at 50°C, a solution of 15.2 parts by weight of n-butyl alcohol dissolved in 5 parts by weight of ethyl acetate/xylene was added dropwise over 1 hour to obtain an adduct containing a uretdione group. Ta.

(0H/NCO当量比=0.4)このものの溶液粘度は
30℃において125cpで純部分付加物に換算したイ
ソシアネート含有率は9.0重量%であつた。この溶液
は常温では極めて安定性を有するもので軟鋼板上に5ミ
ルの厚さで塗布し140℃の恒温乾燥機用に保つと90
分以内に硬化しJISK54Olによる鉛筆硬度はFで
あつた。これは加熱によりウレトジオン環が開裂しイソ
シアネート基が再生されることにより予想以上の架橋密
度が得られたためであろう。このものは光沢、透明性に
すぐれ、JISK54Olによる衝撃変形試験機による
6.35mm5009荷重による測定結果では落下距離
50CTrLにおいても傷跡は残らず、エリクセン押し
出し試験においても8mm以上、さらに耐酸性、耐アル
カリ性、耐揮発油性試験においても全く変化のないすぐ
れたものであつた。実施例 5 ウレトジオン基を含有するポリイソシアネート(ウレト
ジオン基/イソシアヌレート基含有比60/40)でイ
ソシアネート含有率21.5重量%のポリイソシアネー
ト100重量部を酢酸ブチル50重量部に溶解し、これ
にエチレングリコール6.3重量部(0H/NCO当量
比=0.4)、ジブチルスズジラウレート0.1重量部
を加え50℃において1時間反応させて得られた部分付
加物の溶液粘度は30℃において140cp、純部分付
加物換算のイソシアネート含有率は4.9重量%であつ
た。
(0H/NCO equivalent ratio = 0.4) The solution viscosity of this product was 125 cp at 30°C, and the isocyanate content calculated as pure partial adduct was 9.0% by weight. This solution is extremely stable at room temperature, and when applied to a mild steel plate with a thickness of 5 mils and kept in a constant temperature dryer at 140°C,
It hardened within minutes and had a pencil hardness of F according to JIS K54Ol. This is probably because the uretdione ring was cleaved by heating and the isocyanate group was regenerated, resulting in a higher-than-expected crosslinking density. This product has excellent gloss and transparency, and as a result of measurement with a 6.35 mm 5009 load using a JISK54Ol impact deformation tester, no scars remain even at a drop distance of 50 CTrL, and it also shows over 8 mm in the Erichsen extrusion test, and has acid resistance, alkali resistance, It was also excellent in the volatile oil resistance test with no change at all. Example 5 100 parts by weight of a polyisocyanate containing uretdione groups (uretdione group/isocyanurate group content ratio 60/40) with an isocyanate content of 21.5% by weight was dissolved in 50 parts by weight of butyl acetate. Adding 6.3 parts by weight of ethylene glycol (0H/NCO equivalent ratio = 0.4) and 0.1 part by weight of dibutyltin dilaurate and reacting at 50°C for 1 hour, the resulting partial adduct had a solution viscosity of 140 cp at 30°C. The isocyanate content in terms of pure partial adduct was 4.9% by weight.

この溶液は室温では長期にわたつて安定であつた。この
溶液を軟鋼板上に5ミルの厚さで塗布し、140℃で乾
燥したところ、30分で硬化し、JISK54Olによ
る鉛筆硬度はH、衝撃変形試験ぱ実施例1と同一条件下
50CrfL以上、エリクセン押出試験も81!以上で
すぐれた塗膜物性を有し、その他の物性も良好であつた
。実施例 6 ヘキサメチレンジイソシアネートを通常の三量化触媒を
用いて重合したイソシアヌレート基含有ポリイソシアネ
ート(ウレトジオン基/イソシアヌレート基含有比30
/70イソシアネート含有率22.5重量01))10
0重量部と酢酸ブチル/キシレン(腎重量比)75重量
部、エタノール6.2重量部を混合し、触媒としてジブ
チルスズジラウレート0.05重量部を加えてかきまぜ
ながら70℃で1時間反応させて得られたイソシアヌレ
ート基含有ポリイソシアネート部分付加物の溶液粘度は
220cp1イソシアネート含有率は純部分付加物換算
で15.1重量%であつた。
This solution was stable for long periods at room temperature. When this solution was applied to a thickness of 5 mils on a mild steel plate and dried at 140°C, it hardened in 30 minutes, the pencil hardness according to JISK54Ol was H, and the impact deformation test was 50CrfL or more under the same conditions as Example 1. Erichsen extrusion test is also 81! The coating film had excellent physical properties as described above, and other physical properties were also good. Example 6 Isocyanurate group-containing polyisocyanate obtained by polymerizing hexamethylene diisocyanate using a conventional trimerization catalyst (uretdione group/isocyanurate group content ratio 30)
/70 Isocyanate content 22.5 weight 01))10
0 parts by weight, 75 parts by weight of butyl acetate/xylene (kidney weight ratio), and 6.2 parts by weight of ethanol, and 0.05 parts by weight of dibutyltin dilaurate as a catalyst were added and reacted at 70°C for 1 hour with stirring. The solution viscosity of the obtained isocyanurate group-containing polyisocyanate partial adduct was 220 cp1, and the isocyanate content was 15.1% by weight in terms of pure partial adduct.

(0H/NCO当量比=0.25)この溶液は室温で長
期にわたつて保存しても安定である。この溶液を軟鋼板
上に5ミルの厚さで塗布し、120℃にて乾燥したとこ
ろ15分以内に硬化し、JISK54Olによる鉛筆硬
度は2Hであり、さらに1時間強制乾燥したものも2H
であつた。この塗膜は光沢、透明性及び密着性にすぐれ
ておりJISK54Olによる衝撃変形試験による6.
35mm15009荷重での試験結果は、50CTIL
の落下距離においても変化なくエリクセン押出し試験に
おいても8鼎以上のすぐれたものであつた。耐薬品性も
前記実施例同様、すぐれており、さらに耐熱性を有し、
300℃付近でも安定な塗膜であつた。実施例 7 実施例6で用いたポリイソシアネート100重量部を酢
酸エチル50重量部に溶解し、これにジエチレンジグリ
コール14.2重量部、ジブチルスズジラウレート0.
05重量部を混合し(0H/NCO当量比二0.25)
70℃で1時間かきまぜると溶液粘度は245cpとな
り純部分付加物換算イソシアネート含有率7.5重量%
の部分付加物溶液が得られる。
(0H/NCO equivalent ratio = 0.25) This solution is stable even when stored at room temperature for long periods of time. When this solution was applied to a thickness of 5 mils on a mild steel plate and dried at 120°C, it hardened within 15 minutes, and the pencil hardness according to JIS K54Ol was 2H.
It was hot. This coating film has excellent gloss, transparency, and adhesion, and has a 6.
The test result at 35mm 15009 load is 50CTIL
There was no change in the drop distance, and the Erichsen extrusion test was also excellent with a score of 8 or more. The chemical resistance is also excellent as in the above examples, and it also has heat resistance.
The coating film was stable even at temperatures around 300°C. Example 7 100 parts by weight of the polyisocyanate used in Example 6 was dissolved in 50 parts by weight of ethyl acetate, and 14.2 parts by weight of diethylene diglycol and 0.0 parts by weight of dibutyltin dilaurate were added thereto.
05 parts by weight (0H/NCO equivalent ratio 20.25)
When stirred at 70°C for 1 hour, the solution viscosity was 245 cp and the isocyanate content was 7.5% by weight in terms of pure partial adduct.
A partial adduct solution of .

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 平均イソシアネート基含有数2.5個以上の脂肪族
又は脂環族ポリイソシアネートに、水酸基、アミノ基及
びカルボキシル基の中から選ばれた少なくとも1個の活
性水素含有基をもつ化合物を、活性水素含有基/イソシ
アネート基の当量比が0.05〜0.8の範囲になる割
合で反応させることを特徴とする熱硬化性ポリイソシア
ネート部分付加物の製造方法。 2 活性水素含有基/イソシアネート基の当量比が0.
1〜0.4である特許請求の範囲第1項記載の部分付加
物の製造方法。 3 ポリイソシアネートがヘキサメチレンジイソシアネ
ートと水とにより得られたポリイソシアネートである特
許請求の範囲第1項記載の部分付加物の製造方法。 4 ポリイソシアネートがヘキサメチレンジイソシアネ
ートの重合によりウレトジオン基及びイソシアヌレート
基を含有するポリイソシアネートである特許請求の範囲
第1項記載の部分付加物の製造方法。 5 ウレトジオン基/イソシアヌレート基の含有比が6
0/40〜10/90である特許請求の範囲第4項記載
の部分付加物の製造方法。 6 活性水素含有化合物がグリコール酸である特許請求
の範囲第1項記載の部分付加物の製造方法。 7 活性水素含有化合物がエチレングリコールである特
許請求の範囲第1項記載の部分付加物の製造方法。 8 活性水素含有化合物がジエチレングリコールである
特許請求の範囲第1項記載の部分付加物の製造方法。 9 活性水素含有化合物が分子量500〜5000を有
するエポキシアルコールである特許請求の範囲第1項記
載の部分付加物の製造方法。
[Scope of Claims] 1. An aliphatic or alicyclic polyisocyanate having an average isocyanate group content of 2.5 or more, at least one active hydrogen-containing group selected from hydroxyl, amino, and carboxyl groups. A method for producing a thermosetting polyisocyanate partial adduct, which comprises reacting a compound having an active hydrogen-containing group/isocyanate group at a ratio such that the equivalent ratio of active hydrogen-containing group to isocyanate group is in the range of 0.05 to 0.8. 2 The equivalent ratio of active hydrogen-containing group/isocyanate group is 0.
1 to 0.4, the method for producing a partial adduct according to claim 1. 3. The method for producing a partial adduct according to claim 1, wherein the polyisocyanate is a polyisocyanate obtained from hexamethylene diisocyanate and water. 4. The method for producing a partial adduct according to claim 1, wherein the polyisocyanate is a polyisocyanate containing a uretdione group and an isocyanurate group obtained by polymerizing hexamethylene diisocyanate. 5 The content ratio of uretdione group/isocyanurate group is 6
The method for producing a partial adduct according to claim 4, wherein the ratio is 0/40 to 10/90. 6. The method for producing a partial adduct according to claim 1, wherein the active hydrogen-containing compound is glycolic acid. 7. The method for producing a partial adduct according to claim 1, wherein the active hydrogen-containing compound is ethylene glycol. 8. The method for producing a partial adduct according to claim 1, wherein the active hydrogen-containing compound is diethylene glycol. 9. The method for producing a partial adduct according to claim 1, wherein the active hydrogen-containing compound is an epoxy alcohol having a molecular weight of 500 to 5,000.
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