JPH0470323B2 - - Google Patents
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- JPH0470323B2 JPH0470323B2 JP61501775A JP50177586A JPH0470323B2 JP H0470323 B2 JPH0470323 B2 JP H0470323B2 JP 61501775 A JP61501775 A JP 61501775A JP 50177586 A JP50177586 A JP 50177586A JP H0470323 B2 JPH0470323 B2 JP H0470323B2
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- amine
- prepolymer
- terminated
- isocyanate
- reactive
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Description
請求の範囲
1 少なくとも400の当量を有するアミン官能性
化合物と過剰のポリイソシアネートを実質的に溶
媒の非存在下に反応させてイソシアネート末端プ
レポリマーまたは準プレポリマーを生成し、次い
でそのイソシアネート末端プレポリマーまたは準
プレポリマーをイソシアネート反応性物質と反応
性射出成形法により反応させてポリ尿素および/
またはポリ尿素−ポリウレタンプレポリマーを生
成する工程からなり、かつアミン官能性化合物と
ポリイソシアネートの比率をイソシアネート末端
プレポリマーまたは準プレポリマーが3〜12重量
%のイソシアネート含分を有するように用いるこ
とを特徴とする少なくとも0.8g/c.c.の密度を有
するポリ尿素又はポリ尿素−ポリウレタンポリマ
ーの製造方法。Claim 1: Reacting an amine-functional compound having an equivalent weight of at least 400 with an excess of polyisocyanate in the substantial absence of a solvent to form an isocyanate-terminated prepolymer or quasi-prepolymer; or a quasi-prepolymer is reacted with an isocyanate-reactive material by reactive injection molding to produce a polyurea and/or
or forming a polyurea-polyurethane prepolymer and using a ratio of amine-functional compound to polyisocyanate such that the isocyanate-terminated prepolymer or quasi-prepolymer has an isocyanate content of 3 to 12% by weight. A method for producing a polyurea or polyurea-polyurethane polymer having a density of at least 0.8 g/cc.
2 前記アミン官能性化合物が400〜6000の平均
当量を有し、1分子当り1〜4個のアミン基を有
する請求の範囲第1項記載の方法。2. The method of claim 1, wherein said amine-functional compound has an average equivalent weight of 400 to 6000 and has 1 to 4 amine groups per molecule.
3 前記アミン官能性化合物がアミン末端ポリエ
ーテルである請求の範囲第2項記載の方法。3. The method of claim 2, wherein the amine-functional compound is an amine-terminated polyether.
4 前記アミン官能性化合物の水酸基とアミン基
との合計数のうち少なくとも25%がアミン基であ
る請求の範囲第3項記載の方法。4. The method of claim 3, wherein at least 25% of the total number of hydroxyl groups and amine groups of said amine-functional compound are amine groups.
5 前記ポリイソシアネートが脂肪族ポリイソシ
アネートまたは芳香族ポリイソシアネートである
請求の範囲第4項記載の方法。5. The method according to claim 4, wherein the polyisocyanate is an aliphatic polyisocyanate or an aromatic polyisocyanate.
6 前記ポリイソシアネートが少なくとも1個の
中程度の反応性のイソシアネート基を含む芳香族
ポリイソシアネートであり、前記アミン官能性化
合物が25〜90%のアミン化度を有する第1アミン
末端化合物である請求の範囲第5項記載の方法。6. Said polyisocyanate is an aromatic polyisocyanate containing at least one moderately reactive isocyanate group, and said amine-functional compound is a primary amine-terminated compound having a degree of amination of 25 to 90%. The method described in item 5.
7 前記ポリイソシアネートが高い反応性のイソ
シアネート基を有する芳香族ポリイソシアネート
であり、前記アミン官能性化合物が25〜85%のア
ミン化度を有する第1アミン末端化合物である請
求の範囲第5項記載の方法。7. Claim 5, wherein the polyisocyanate is an aromatic polyisocyanate with highly reactive isocyanate groups, and the amine-functional compound is a primary amine-terminated compound with a degree of amination of 25 to 85%. the method of.
8 前記イソシアネート反応性物質が200より小
さい当量を有するアミン基または水酸基含有化合
物である請求の範囲第1項記載の方法。8. The method of claim 1, wherein the isocyanate-reactive material is an amine- or hydroxyl-containing compound having an equivalent weight of less than 200.
9 前記イソシアネート反応性物質が400〜5000
当量および2〜3の官能数を有するポリオールま
たはアミン末端ポリエーテルである請求の範囲第
1項記載の方法。9 The isocyanate-reactive substance is 400 to 5000
A method according to claim 1, wherein the polyol or amine-terminated polyether has an equivalent weight and a functionality of 2 to 3.
10 前記アミン官能性物質が第1アミン末端ポ
リエーテルと炭素−炭素二重結合を含有する不飽
和化合物のマイクル反応生成物である請求の範囲
第3項記載の方法。10. The method of claim 3, wherein the amine-functional material is a microreaction product of a primary amine-terminated polyether and an unsaturated compound containing carbon-carbon double bonds.
明細書
本発明はポリ尿素および/またはポリ尿素−ポ
リウレタンポリマー、特に非気泡性または微孔性
の弾性および構造用ポリ尿素含有ポリマーの製法
に関する。Description The present invention relates to a process for making polyurea and/or polyurea-polyurethane polymers, particularly non-cellular or microporous elastic and structural polyurea-containing polymers.
ポリウレタンポリマーは広範囲の弾性製品、構
造用製品および発泡製品を形成することが知られ
実際に使用されている。これらのポリマーは、慣
用的には、ポリイソシアネートと「ポリオール」
と普通に呼ばれるもの、すなわち、中程度ないし
高い当量の多水酸基含有化合物とを反応させて調
製される。ポリオールは「柔いセグメント」すな
わち可塑性セグメントを提供し、このセグメント
はポリマーに耐衝撃性、伸び、その他の所望な特
性を付与する。屡々、「連鎖延長剤」すなわち低
当量のポリ水酸基またはポリアミン基含有化合物
も使用されてポリマーに架橋あるいは「硬いセグ
メント」が提供される。これらの連鎖延長剤はポ
リウレタンに弾性率増加その他の所望の特性を付
与する。 Polyurethane polymers are known and used to form a wide variety of elastic, structural and foam products. These polymers are conventionally known as polyisocyanates and "polyols"
It is prepared by reacting what is commonly called a polyhydric acid group-containing compound with a moderate to high equivalent weight. Polyols provide "soft" or plastic segments that impart impact resistance, elongation, and other desirable properties to the polymer. Frequently, "chain extenders" or compounds containing low equivalent weights of polyhydroxyl or polyamine groups are also used to provide crosslinks or "hard segments" to the polymer. These chain extenders impart increased modulus and other desirable properties to the polyurethane.
硬いセグメントと柔いセグメントの異なる存在
ばかりではなくそれらのポリマー中の分布の仕方
によつてもポリマーの特性に大きい影響があるこ
とが見い出された。一般的に、硬いセグメントと
柔いセグメントがよく「分離」されているとポリ
マーの特定の特性が最大化されることが見い出さ
れた。このような領域の分離は顕微鏡あるいはそ
れ以上のレベルでの硬いセグメントを高比率で含
有する領域と柔いセグメントを高比率で含有する
領域の存在を指称する。 It has been found that not only the different presence of hard and soft segments, but also the way they are distributed in the polymer has a large effect on the properties of the polymer. In general, it has been found that certain properties of the polymer are maximized when the hard and soft segments are well "separated". Such separation of regions refers to the existence of regions containing a high proportion of hard segments and regions containing a high proportion of soft segments at a microscopic or higher level.
この望ましい相分離は、ポリウレタンポリマー
において、ポリイソシアネートと全部または一部
の「ポリオール」とを反応させた後、それに続け
てそれを連鎖延長剤およびもし存在すれば残りの
ポリオールと反応させることによつて達成され
る。このようにして柔セグメントのプレポリマー
が最終ポリマーの生成に先立つて生成される。こ
のような手法は例えば米国特許第4297444号に記
載されている。 This desired phase separation is achieved in polyurethane polymers by reacting the polyisocyanate with all or part of the "polyol," which is then subsequently reacted with the chain extender and the remaining polyol, if present. will be achieved. In this way, a soft segment prepolymer is produced prior to the production of the final polymer. Such an approach is described, for example, in US Pat. No. 4,297,444.
上記に代えて、ポリイソシアネートを先ず全部
または一部の連鎖延長剤とを反応させ、次いでポ
リオールおよびあれば残りの連鎖延長剤と反応さ
せることによつて、硬いセグメントプレポリマー
を用いることができる。 Alternatively, hard segmented prepolymers can be used by first reacting the polyisocyanate with all or part of the chain extender and then with the polyol and any remaining chain extender.
ポリウレタンポリマーを改良する別の試みとし
て、ポリマーを作成するのに普通に用いられる水
酸基末端物質が大なり小なりの量でアミン官能性
化合物で置き換えられた、例えば、米国特許第
4444910号および同第4530941号を参照されたい。
アミン官能性物質はポリマーにおいてウレタン結
合に代えて尿素結合を生成する。これらの尿素結
合はウレタン結合と比べてより強力であり、また
熱的により安定である。 In another attempt to improve polyurethane polymers, the hydroxyl-terminated materials commonly used to make the polymers were replaced in greater or lesser amounts with amine-functional compounds, e.g., U.S. Pat.
See 4444910 and 4530941.
Amine functional materials generate urea bonds in place of urethane bonds in the polymer. These urea bonds are stronger and more thermally stable than urethane bonds.
これらのアミン官能性物質は上記の利点を有し
ているが、それらを使用するときいくつかの厳し
い問題点がある。アミンはイソシアネート基と急
激に反応するので、使用が一般的に反応性射出成
形(RIM)法に限定される。RIM法においてさ
え、一般的に、成形品を作製するのに十分に重合
反応を遅くするためにジエチルトルエンジアミン
(DETDA)のような立体障害性アミン連鎖延長
剤を用いる必要があることが見い出されている。
さらに、アミンは室温でイソシアネートといろい
ろな二次反応を起こしてポリ尿素含有ポリマーに
不所望な架橋およびゲルの生成が起きることが知
られている。さらに処理が容易なポリ尿素ポリマ
ーを提供することが望ましいであろう。 Although these amine-functional materials have the advantages mentioned above, there are some severe problems when using them. Because amines react rapidly with isocyanate groups, their use is generally limited to reactive injection molding (RIM) processes. Even in the RIM process, it has been found that it is generally necessary to use a sterically hindered amine chain extender such as diethyltoluenediamine (DETDA) to slow the polymerization reaction sufficiently to make a molded article. ing.
Additionally, amines are known to undergo various secondary reactions with isocyanates at room temperature resulting in undesirable crosslinking and gel formation in polyurea-containing polymers. It would be desirable to provide polyurea polymers that are also easier to process.
また、改良された物性および処理性を有するポ
リマーを提供することは常に有益である。 Additionally, it is always beneficial to provide polymers with improved physical properties and processability.
従つて、より高い処理の柔軟性を与えるポリマ
ーを含有するポリ尿素を製造する方法、および慣
用手法で製造されたポリ尿素ポリマーが示すと等
しいかそれ以上に優れた物性を有するポリマー生
成物を提供することが望ましいであろう。 Accordingly, there is provided a method for producing polyurea containing polymers that affords greater processing flexibility, and a polymer product having physical properties equal to or superior to those exhibited by conventionally produced polyurea polymers. It would be desirable to do so.
本発明は、少なくとも400の当量を有するアミ
ン官能性化合物を過剰のポリイソシアネートと反
応させてイソシアネート末端プレポリマーまたは
準プレポリマーを生成し、次いでそのイソシアネ
ート末端プレポリマーまたは準プレポリマーをイ
ソシアネート反応性物質と反応させてポリ尿素お
よび/またはポリ−尿素ポリウレタンポリマーを
生成する工程からなり、かつアミン官能性化合物
とポリイソシアネートを、イソシアネート末端プ
レポリマーまたは準プレポリマーが3〜12重量%
のイソシアネート含分を有するような割合で使用
することを特徴とするポリ尿素および/またはポ
リ尿素−ポリウレタンポリマーを製造する方法に
向けられている。 The present invention involves reacting an amine-functional compound having an equivalent weight of at least 400 with an excess of polyisocyanate to form an isocyanate-terminated prepolymer or quasi-prepolymer, and then converting the isocyanate-terminated prepolymer or quasi-prepolymer into an isocyanate-reactive material. and reacting the amine-functional compound and the polyisocyanate with an isocyanate-terminated prepolymer or quasi-prepolymer in an amount of from 3 to 12% by weight of the isocyanate-terminated prepolymer or quasi-prepolymer.
It is directed to a process for producing polyurea and/or polyurea-polyurethane polymers, characterized in that they are used in proportions having an isocyanate content of .
本発明の方法によつていくつかの驚くべき利点
が得られる。イソシアネート末端プレポリマーま
たは準プレポリマーとイソシアネート反応性物質
との反応は、そのイソシアネート反応性物質が第
1または第2アミンである場合でさえ予想以上に
ゆつくりである。この長い硬化時間は本発明によ
るポリマーの処理の柔軟性をより大きくする。グ
リコールあるいは比較的遅い反応性のアミンをイ
ソシアネート反応性物質として用いると、通常、
反応性物質を手で混合したりキヤステイングする
ことさえ可能である。もちろん、反応混合物に触
媒を加えてRIM処理で屡々望まれるように硬化
を速めることもできる。また、本発明の方法はエ
チレンジアミンおよびトルエンジアミンのような
高反応性アミンをイソシアネート反応性物質とし
て使用することを許容する。このような高反応性
アミンは慣用的な処理による使用には、RIM系
においてさえ、一般的に反応性が高すぎる。しか
しながら、この発明ではこのようなアミンを成形
品、特にRIM法による成形品の製造に使用する
ことが可能である。 Several surprising advantages are obtained by the method of the invention. The reaction of an isocyanate-terminated prepolymer or quasi-prepolymer with an isocyanate-reactive material is unexpectedly slow, even when the isocyanate-reactive material is a primary or secondary amine. This long curing time provides greater processing flexibility for the polymers according to the invention. When glycols or relatively slowly reactive amines are used as isocyanate-reactive materials,
It is even possible to mix or cast reactive substances by hand. Of course, catalysts can also be added to the reaction mixture to speed up curing, as is often desired in RIM processing. The process of the present invention also allows the use of highly reactive amines such as ethylenediamine and toluenediamine as isocyanate-reactive materials. Such highly reactive amines are generally too reactive for use by conventional processing, even in RIM systems. However, according to the invention, such amines can be used for the production of molded articles, especially molded articles by the RIM process.
本発明により製造したポリマーは予見されざる
特性を示す。本発明により製造したポリマーは、
一般的に、1液法(oneshot process)で製造さ
れた同様のポリマーが示すより5〜20℃低いガラ
ス転移温度を示す。この利点はとくに脂肪族ポリ
イソシアネートを用いるとき明白である。また、
加熱たるみ試験で測定したこれらのポリマーの熱
変形温度は慣用手法で製造した同様の曲げ弾性率
の尿素含有ポリマーより通常著しく高い。従つ
て、本発明は1液法で製造した同様のポリマーよ
り広範囲の温度範囲で使用し処理することが可能
であるポリマーを提供する。 Polymers produced according to the invention exhibit unexpected properties. The polymer produced according to the present invention is
Generally, they exhibit glass transition temperatures 5 to 20 degrees Celsius lower than similar polymers made in one shot processes. This advantage is particularly evident when using aliphatic polyisocyanates. Also,
The heat distortion temperatures of these polymers, as measured by heat sag tests, are usually significantly higher than urea-containing polymers of similar flexural modulus made by conventional techniques. Thus, the present invention provides polymers that can be used and processed over a wider temperature range than similar polymers made by one-part processes.
本発明によれば、イソシアネート末端プレポリ
マーまたは準プレポリマーがイソシアネート反応
物質と反応して尿素含有ポリマーを生成する。こ
のポリマーは非気孔性または微孔性であることが
好ましい。ここに用いる用語「イソシアネート反
応性物質」はJournal of the American
Chemical Society,Vol.49,3181頁(1927年)
にKohlerが記載しているツエレウイチノフ試験
に従つて活性である2または3個の水素原子を含
有する化合物またはその混合物を指称する。イソ
シアネート反応性物質は低当量のポリオールまた
はポリアミン(ここでは「連鎖延長剤」と指称す
ることもある)からなることが好ましい。 According to the present invention, an isocyanate-terminated prepolymer or quasi-prepolymer is reacted with an isocyanate reactant to form a urea-containing polymer. Preferably, the polymer is non-porous or microporous. The term "isocyanate-reactive material" as used herein is defined by the Journal of the American
Chemical Society, Vol. 49, page 3181 (1927)
refers to compounds containing 2 or 3 hydrogen atoms, or mixtures thereof, that are active according to the Zelewitinoff test as described by Kohler in 1996. Preferably, the isocyanate-reactive material consists of a low equivalent weight polyol or polyamine (sometimes referred to herein as a "chain extender").
イソシアネート末端ポリマーまたは準プレポリ
マーはアミン官能性化合物またはその混合物と化
学量論的に過剰のポリイソシアネートの反応生成
物からなる。ここでは用語「プレポリマー」はア
ミン官能性化合物とポリイソシアネートの反応で
生成するイソシアネート末端物質を指称するため
に用いている。用語「準プレポリマー(quasi−
prepolymer)」は未反応ポリイソシアネートをも
含むプレポリマー含有混合物を指称するために用
いている。準プレポリマーは上記アミン末端化合
物をそのアミン基と反応するために必要であるよ
り多い量のポリイソシアネートと反応させて生成
物中に過剰の未反応ポリイソシアネートが存在す
るようにすることによつて調製できる。あるい
は、プレポリマーを生成した後それに追加のポリ
イソシアネートを混合して準プレポリマーを調製
することもできる。 The isocyanate-terminated polymer or quasi-prepolymer consists of the reaction product of an amine-functional compound or mixture thereof and a stoichiometric excess of polyisocyanate. The term "prepolymer" is used herein to refer to the isocyanate-terminated material formed by the reaction of an amine-functional compound and a polyisocyanate. The term “quasi-prepolymer”
``prepolymer'' is used to refer to a prepolymer-containing mixture that also contains unreacted polyisocyanate. The quasi-prepolymer is prepared by reacting the amine-terminated compound with a greater amount of polyisocyanate than is required to react with its amine groups so that there is an excess of unreacted polyisocyanate in the product. Can be prepared. Alternatively, a quasi-prepolymer can be prepared by forming a prepolymer and then mixing it with additional polyisocyanate.
ここで用いる用語「アミン官能性化合物」また
は「アミン官能性物質」はイソシアネート基と反
応して尿素を生成しうる活性水素原子を有する少
なくとも1個のアミン基を含む化合物またはその
混合物を指称する。このアミン官能性化合物また
は物質は、平均して、少なくとも2個の上記のよ
うなアミン基、または1個の上記のようなアミン
基と活性水素原子を含む少なくとも1個のその他
の官能基を含むことが好ましい。また、アミン官
能性化合物は少なくとも400の当量を有する。本
発明の目的からして、アミン官能性化合物または
物質の当量は水素原子の数とは異なつてアミン基
(または活性水素原子を含むその他の基)の数に
基づいて計算する。例えば、2個の第1アミン基
を含有する分子量2000の化合物は1000の当量を有
すると考える。 The term "amine-functional compound" or "amine-functional material" as used herein refers to a compound or mixture thereof that contains at least one amine group having an active hydrogen atom capable of reacting with an isocyanate group to form urea. The amine-functional compound or material contains, on average, at least two amine groups as described above, or one amine group as described above and at least one other functional group containing an active hydrogen atom. It is preferable. Also, the amine functional compound has an equivalent weight of at least 400. For purposes of this invention, the equivalent weight of an amine-functional compound or substance is calculated based on the number of amine groups (or other groups containing active hydrogen atoms) as opposed to the number of hydrogen atoms. For example, a compound with a molecular weight of 2000 containing two primary amine groups would be considered to have an equivalent weight of 1000.
400〜6000、好ましくは500〜3000の当量を有し
1分子当り平均1〜4個のアミン基を含有する第
1または第2アミン末端ポリエーテルが好まし
い。適当なそうしたアミン末端ポリエーテルおよ
びその製法は例えば米国特徴第3654376号および
同第3666788号明細書に記載されている。一般的
に、これらの特許に記載されている製法は特定の
触媒の存在において水酸基末端ポリエーテルをア
ンモニアまたは第1アミンと反応させてポリエー
テルを還元してアミン化することからなる。 Primary or secondary amine-terminated polyethers having an equivalent weight of 400 to 6000, preferably 500 to 3000 and containing on average 1 to 4 amine groups per molecule are preferred. Suitable such amine-terminated polyethers and methods for their preparation are described, for example, in US Pat. No. 3,654,376 and US Pat. No. 3,666,788. Generally, the process described in these patents consists of reacting a hydroxyl-terminated polyether with ammonia or a primary amine in the presence of a specific catalyst to reduce and aminate the polyether.
第1アミン末端ポリエーテエルの製造について
は特に米国特許第3654376号明細書に記載されて
いる。市販の第1アミン末端ポリエーテルには
Jeffamine T−5000、Jeffamine D−2000、
Jeffamine D−400(テキサコケミカル社の製品)
がある。Jeffamineはテキサコケミカル社の商品
名である。 The preparation of primary amine terminated polyethers is particularly described in US Pat. No. 3,654,376. Commercially available primary amine-terminated polyethers include
Jeffamine T-5000, Jeffamine D-2000,
Jeffamine D-400 (Texaco Chemical Company product)
There is. Jeffamine is a trade name of Texaco Chemical Company.
第2アミン末端ポリエーテルの製造については
特に米国特許第4152353号、同第4153581号、同第
3666788号明細書に記載されている。一般的に、
脂肪族第1アミン、特にC1〜C6脂肪族アミンを
末端に付加したポリエーテルポリオール、および
芳香族アミン末端付加物質、特にアニリン封鎖ポ
リエーテルが好ましい。 For the production of secondary amine-terminated polyethers, US Pat.
It is described in the specification of No. 3666788. Typically,
Polyether polyols terminated with aliphatic primary amines, especially C 1 -C 6 aliphatic amines, and aromatic amine terminated materials, especially aniline-capped polyethers, are preferred.
上記方法の殆んどにおいて、ポリエーテルのア
ミン化は定量的な量より少なく起きる。従つて、
生成物は1分子当り1個だけのアミン基といくつ
かの残留水酸基とを有する化合物を含むであろ
う。本発明において、このような物質の使用は水
酸基とアミン基の合計数の少なくとも25%、好ま
しくは少なくとも50%、さらに好ましくは50〜
100%がアミン基である限り、適当である。さら
に、アミン化物質と水酸基末端物質の混合物は、
アミン基と水酸基の合計数の少なくとも25%がア
ミン基であると、適当である。 In most of the above methods, amination of the polyether occurs in less than quantitative amounts. Therefore,
The product will contain compounds with only one amine group per molecule and some residual hydroxyl groups. In the present invention, the use of such substances accounts for at least 25% of the total number of hydroxyl and amine groups, preferably at least 50%, more preferably from 50 to
As long as it is 100% amine groups, it is suitable. Furthermore, a mixture of an aminated substance and a hydroxyl group-terminated substance is
Suitably, at least 25% of the total number of amine groups and hydroxyl groups are amine groups.
その他の第2アミン末端ポリエーテルが、上記
の第1アミン末端ポリエーテルを、不飽和化合
物、例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸
エステル、アクリロニトリル、あるいは第1アミ
ン末端ポリエーテルとミカエル付加反応を行なう
のに十分に活性な炭素−炭素2重結合を有するそ
の他の化合物と反応させて有利に調製される。ア
クリロニトリルおよびアクリル酸またはメタクリ
ル酸のC1〜C6アルキルまたはヒドロキシアルキ
ルエステルの反応生成物は特に重要である。さら
に、対応する第1アミン末端ポリエーテルをホル
ムアルデヒドおよび水素シアニドのアダクトと反
応させて生成した第2アミン末端ポリエーテルも
有用である。この段階に記載した反応は低級アル
コールのような適当な希釈剤の存在下に反応体を
加熱して実施することが有利である。適当な反応
条件は米国特許第3666788号明細書に記載されて
いる。 Other secondary amine-terminated polyethers may be prepared by subjecting the above-mentioned primary amine-terminated polyethers to Michael addition reactions with unsaturated compounds such as acrylic esters, methacrylic esters, acrylonitrile, or primary amine-terminated polyethers. It is advantageously prepared by reacting with other compounds having carbon-carbon double bonds that are sufficiently active to . Of particular interest are the reaction products of acrylonitrile and C1 - C6 alkyl or hydroxyalkyl esters of acrylic or methacrylic acid. Also useful are secondary amine-terminated polyethers formed by reacting the corresponding primary amine-terminated polyethers with formaldehyde and hydrogen cyanide adducts. The reactions described in this step are advantageously carried out by heating the reactants in the presence of a suitable diluent such as a lower alcohol. Suitable reaction conditions are described in US Pat. No. 3,666,788.
上記のほかに、アミン官能性化合物として、
酸、酸ハライドまたはアルキルの塩化物、臭化
物、ヨウ化物で複合体化した第1または第2アミ
ン末端物質を用いることも本発明の範囲内であ
る。特に有用なものは、有機酸ハライド(例え
ば、塩化ベンゾイル、塩化アセチル)、ホスホン
酸、ハロゲン酸、ヨウ化C1〜C4アルキルで複合
体化した第1または第2アミン末端ポリエーテル
である。 In addition to the above, as amine-functional compounds,
It is also within the scope of this invention to use primary or secondary amine terminated materials complexed with acids, acid halides or alkyl chlorides, bromides, iodides. Particularly useful are primary or secondary amine terminated polyethers complexed with organic acid halides (eg, benzoyl chloride, acetyl chloride), phosphonic acids, halogen acids, C1 - C4 alkyl iodides.
アミン官能性化合物は過剰のポリイソシアネー
トと反応してイソシアナト末端プレポリマーまた
は準プレポリマーを生成する。芳香族ポリイソシ
アネート、すなわち、イソシアネート基が芳香族
環に直接に結合しているイソシアネート、ならび
に脂肪族イソシアネートは有用である。 The amine-functional compound reacts with excess polyisocyanate to form an isocyanate-terminated prepolymer or quasi-prepolymer. Aromatic polyisocyanates, ie, isocyanates in which the isocyanate group is bonded directly to an aromatic ring, as well as aliphatic isocyanates are useful.
本発明において有用な代表的な芳香族ポリイソ
シアネートにはフエニルイソシアネート、2,6
−トルエンジイソシアネート、2,4−トルエン
ジイソシアネート、ジトルエンジイソシアネー
ト、ナフタレン1,5−ジイソシアネート、ビス
(4−イソシアネートフエニル)メタン(MDI)、
ビス(3−メチル−2−イソシアネートフエニ
ル)メタン、ビス(3−メチル−4−イソシアナ
トフエニル)メタン、ビス(3,5−ジイソプロ
ピル−4−アミノフエニル)メタン、4,4′−ジ
フエニルプロピリデンジイソシアネート、4,
4′−ジフエニルエタンジイソシアネート、いろい
ろなポリメチレンポリフエニルポリイソシアネー
トがある。もちろん、入手容易性と一般的に優れ
た性能の点でトルエンジイソシアネート、ビス
(4−イソシアナトフエニル)メタン(MDI)お
よびポリメチレンポリフエニルポリイソシアネー
トが好ましい。ここで典型的に用いるポリメチレ
ンポリフエニルポリイソシアネートは平均2.1〜
3.5の官能基数を有し、20〜100重量%のメチレン
ジフエニルジイソシアネート異性体を含み、残り
は高分子量のポリメチレンポリフエニルポリイソ
シアネートであるものである。このようなイソシ
アネート混合物は市販されていおり、米国特許第
3362679号に記載された方法で調製できる。 Representative aromatic polyisocyanates useful in the present invention include phenyl isocyanate, 2,6
-Toluene diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate, ditoluene diisocyanate, naphthalene 1,5-diisocyanate, bis(4-isocyanatephenyl)methane (MDI),
Bis(3-methyl-2-isocyanatophenyl)methane, bis(3-methyl-4-isocyanatophenyl)methane, bis(3,5-diisopropyl-4-aminophenyl)methane, 4,4'-diphenylpropyl Redene diisocyanate, 4,
4'-diphenylethane diisocyanate and various polymethylene polyphenyl polyisocyanates. Of course, toluene diisocyanate, bis(4-isocyanatophenyl)methane (MDI) and polymethylene polyphenyl polyisocyanate are preferred due to their availability and generally superior performance. The polymethylene polyphenyl polyisocyanate typically used here has an average of 2.1 to
It has a functionality of 3.5 and contains 20 to 100% by weight of methylene diphenyl diisocyanate isomers, with the remainder being high molecular weight polymethylene polyphenyl polyisocyanate. Such isocyanate mixtures are commercially available and are described in U.S. Pat.
It can be prepared by the method described in No. 3362679.
適当な有機脂肪族ポリイソシアネートには、上
記の有機芳香族ポリイソシアネートのハロゲン化
誘導体のほかに、1,6−ヘキサメチレンジイソ
シアネート、イソホロジイソシアネート、1,4
−シクロヘキシルジイソシアネート、1,4−ビ
ス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、メチ
レンビス(4−シクロヘキシルイソシアナト)ま
たはこれらの混合物がある。 Suitable organic aliphatic polyisocyanates include, in addition to the halogenated derivatives of the organic aromatic polyisocyanates mentioned above, 1,6-hexamethylene diisocyanate, isophorodiisocyanate, 1,4
-cyclohexyl diisocyanate, 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, methylenebis(4-cyclohexylisocyanate) or mixtures thereof.
ポリイソシアネートとアミン基含有物質との反
応はそのままであるいは適当な溶剤中で実施する
ことができる。アミン官能性化合物は反応性が高
いのでポリイソシアネートと接触すると著しい分
子量のポリマーを生成する。このように高分子量
の物質は未反応ポリイソシアネート中に不溶性で
あり、沈澱してプロセスを阻害する。また、高分
子量物質の生成はプレポリマーまたは準プレポリ
マーの分子量分布を広くするので、これも生成物
ポリマーの特性に対して逆効果である。従つて、
プレポリマー生成反応の条件はこのような高分子
量物質の生成を最小限にするように選択すること
が有利である。 The reaction between the polyisocyanate and the amine group-containing substance can be carried out as is or in a suitable solvent. Amine-functional compounds are highly reactive and produce polymers of significant molecular weight when contacted with polyisocyanates. These high molecular weight materials are insoluble in the unreacted polyisocyanate and precipitate, inhibiting the process. Also, the production of high molecular weight materials broadens the molecular weight distribution of the prepolymer or quasi-prepolymer, which also has an adverse effect on the properties of the product polymer. Therefore,
Conditions for the prepolymer formation reaction are advantageously selected to minimize the formation of such high molecular weight materials.
高分子量物質の生成は、ポリイソシアネート中
に高い局所的濃度のアミン官能性化合物の生成を
最小限にするような仕方で反応を行なうことによ
つて最小限にすることができる。これは、例え
ば、攪拌条件でポリイソシアネートにアミン官能
性物質を少しづつ添加することによつて容易にな
すことができる。代りに、特に、より高い反応性
のポリイソシアネートとアミン官能性物質を用い
る場合に、反応を適当な溶剤中で行なうことがで
きる。 The formation of high molecular weight materials can be minimized by conducting the reaction in a manner that minimizes the formation of high local concentrations of amine-functional compounds in the polyisocyanate. This can be easily accomplished, for example, by adding the amine-functional material in portions to the polyisocyanate under stirring conditions. Alternatively, the reaction can be carried out in a suitable solvent, especially when using more reactive polyisocyanates and amine-functional materials.
一般的に、プレポリマー生成反応は中程度の濃
度、すなわち、−10〜100℃、好ましくは15〜55℃
で行なう。低い温度すなわち−10〜30℃は反応を
遅くして高分子量物質の生成を禁止することは追
加の利益である。しかしながら、高温ではアミン
含有物質の低下した粘度が成分のより急速な相互
混合を許容し、これもまた高分子量物質の生成を
低減する傾向がある。明らかに、高温では高分子
量物質の生成を制御することが難しい場合があ
る。 Generally, the prepolymer formation reaction is carried out at moderate concentrations, i.e. -10 to 100 °C, preferably 15 to 55 °C.
Let's do it. It is an added benefit that the lower temperature, -10 to 30°C, slows down the reaction and inhibits the formation of high molecular weight materials. However, at elevated temperatures the reduced viscosity of the amine-containing material allows more rapid intermixing of the components, which also tends to reduce the formation of high molecular weight materials. Clearly, at high temperatures it may be difficult to control the formation of high molecular weight substances.
反応はアミン官能性化合物の実質的に全部のア
ミン基がポリイソシアネートと反応するまで行な
う。アミン官能性化合物の反応性のゆえにこの反
応は殆んどの場合ほぼ瞬時に完了する。アミン官
能性物質とポリオールのブレンドを用いてプレポ
リマーを調製する場合、いくらか長い反応時間、
すなわち、5分〜2時間が必要であることがあ
る。 The reaction is carried out until substantially all of the amine groups of the amine-functional compound have reacted with the polyisocyanate. Because of the reactivity of amine-functional compounds, this reaction is almost instantaneous in most cases. When preparing prepolymers using blends of amine-functional materials and polyols, somewhat longer reaction times,
That is, 5 minutes to 2 hours may be required.
プレポリマーはそれを用いてポリマーを作成す
る前に長時間(すなわち数時間〜数ケ月間)貯蔵
することが望ましいことが屡々である。そのよう
な場合には、安定な、すなわち、貯蔵中に実質的
な量の二次反応を起こさないプレポリマーを調製
することが望ましい。このような安定性は慣用的
にはある時間中のプレポリマーの−NCO含分を
測定して調べる。一般的に、プレポリマーの−
NCO含分の減少が2重量%未満では適当な安定
性があるといえる。 It is often desirable to store prepolymers for extended periods of time (ie, from hours to months) before using them to make polymers. In such cases, it is desirable to prepare prepolymers that are stable, ie, do not undergo substantial amounts of secondary reactions during storage. Such stability is conventionally determined by measuring the -NCO content of the prepolymer over a period of time. Generally, the prepolymer -
It can be said that there is adequate stability when the NCO content decreases by less than 2% by weight.
一般的に、ポリ尿素イソシアネート末端プレポ
リマーまたは準プレポリマーの安定性はいく分は
その組成に依存し、またより特定的には用いる特
定のポリイソシアネートおよびアミン官能性化合
物のアミン化度に依存する。一般的に、安定性は
低反応性ポリイソシアネートの使用および定量的
な量より少なくアミン化したアミン官能性化合物
の使用によつて良くなる。さらに、第2アミン末
端アミン官能性化合物および前記の如き酸、酸ハ
ライドまたはその他のハライドと複合体化したそ
のようなアミン官能性物質は、一般的に、第1ア
ミン末端物質よりより安定なプレポリマーを生成
する。対応する第1アミンをミカエル付加反応で
不飽和化合物と反応させて作成した第2アミン末
端ポリエーテルは、高反応性ポリイソシアネート
と反応して特に安定なプレポリマーを生成する。 In general, the stability of a polyurea isocyanate-terminated prepolymer or quasi-prepolymer depends somewhat on its composition, and more specifically on the degree of amination of the particular polyisocyanate and amine-functional compound used. . Generally, stability is improved by the use of less reactive polyisocyanates and by the use of less than quantitative amounts of aminated amine-functional compounds. Additionally, secondary amine-terminated amine-functional compounds and such amine-functional materials complexed with acids, acid halides, or other halides as described above are generally more stable precursors than primary amine-terminated materials. Produces polymers. Secondary amine-terminated polyethers, prepared by reacting the corresponding primary amines with unsaturated compounds in a Michael addition reaction, react with highly reactive polyisocyanates to form particularly stable prepolymers.
脂肪族ポリイソシアネートは100パーセントま
でのアミン化度を有する第1アミン末端化合物と
反応して安定なプレポリマーを容易に生成する。
第2アミン末端化合物と反応した場合、特に安定
なプレポリマーがあらゆるアミン化度で生成す
る。 Aliphatic polyisocyanates readily react with primary amine terminated compounds having a degree of amination of up to 100 percent to form stable prepolymers.
Particularly stable prepolymers are formed at all degrees of amination when reacted with secondary amine-terminated compounds.
中程度の反応性の芳香族ポリイソシアネートま
たは少なくとも1個の中程度の反応性イソシアネ
ート基と1個以上の高反応性イソシアネート基を
有する芳香族ポリイソシアネート、例えば、2,
4−トルエンジイソシアネートおよび2,4′−メ
チレンジフエニルジイソシアネートは、一般的
に、25〜90%、好ましくは25〜75%、さらに好ま
しくは25〜50%のアミン化度を有する第1アミン
末端化合物と反応して安定なプレポリマーを生成
する。これらのポリイソシアネートはアリールア
ミン末端物質と反応すると、典型的には、アミン
化度が、25〜100%、好ましくは25〜75%のとき
安定なプレポリマーを生成する。アルキルアミン
末端物質をこれらの化合物とともに用いてプレポ
リマーを作成すると、25〜80%、好ましくは25〜
65%のアミン化度を有することが有利である。中
程度の反応性のイソシアネートは、本発明の目的
からは、低反応性である芳香族ポリイソシアネー
トと高反応性ポリイソシアネートであるMDIの
中間の反応性を有するものである。 Moderately reactive aromatic polyisocyanates or aromatic polyisocyanates having at least one moderately reactive isocyanate group and one or more highly reactive isocyanate groups, such as 2,
4-Toluene diisocyanate and 2,4'-methylene diphenyl diisocyanate are generally primary amine-terminated compounds having a degree of amination of 25-90%, preferably 25-75%, more preferably 25-50%. reacts with to form a stable prepolymer. These polyisocyanates, when reacted with arylamine terminated materials, typically produce stable prepolymers with a degree of amination between 25 and 100%, preferably between 25 and 75%. When alkylamine terminated materials are used with these compounds to make prepolymers, 25-80%, preferably 25-80%
It is advantageous to have a degree of amination of 65%. Moderately reactive isocyanates, for purposes of the present invention, are those having a reactivity intermediate between the less reactive aromatic polyisocyanates and the highly reactive polyisocyanates, MDI.
メチレンジフエニルジイソシアネートおよびそ
のポリマー誘導体のような高反応性ポリイソシア
ネートは、典型的には、25〜85%、好ましくは25
〜50%のアミン化度を有する第1アミン末端化合
物、および25〜100%、好ましくは25〜70%さら
に好ましくは40〜70%のアミン化度を有する第2
アミン末端物質と反応して安定なプレポリマーを
生成する。 Highly reactive polyisocyanates, such as methylene diphenyl diisocyanate and its polymer derivatives, typically contain 25 to 85%, preferably 25%
a primary amine-terminated compound with a degree of amination of ~50% and a second with a degree of amination of 25-100%, preferably 25-70% and more preferably 40-70%.
Reacts with amine-terminated materials to produce stable prepolymers.
このようなプレポリマーまたは準プレポリマー
は少なくとも1種のイソシアネート反応性物質と
反応してポリマーを生成し、このポリマーは好ま
しくは非気泡性または微孔性である。ポリマーは
少なくとも0.8g/c.c.の密度(未充填状態で)を
有する場合非気泡性あるいは微孔性と考えられ
る。ポリマーは少なくとも約0.9g/c.c.、さらに
好ましくは0.95〜1.2g/c.c.の密度(未充填)を
有することが好ましい。 Such prepolymers or quasi-prepolymers are reacted with at least one isocyanate-reactive material to form a polymer that is preferably non-cellular or microporous. A polymer is considered non-cellular or microporous if it has a density (in the unfilled state) of at least 0.8 g/cc. Preferably, the polymer has a density (unfilled) of at least about 0.9 g/cc, more preferably from 0.95 to 1.2 g/cc.
本発明において有用なイソシアネート反応性物
質にはKohlerがJournal of The American
Chemical Society,Vol.49,3181頁(1927年)
に記載したツエレウイツトノフ試験に従つて活性
な水素原子を含む複数の部分を有するそうした化
合物が含まれる。このような部分の例にはメルカ
プタン基、水酸基、第1アミン基、第2アミン
基、酸基がある。アミンおよび水酸基含有化合物
が好ましい。適当なイソシアネート反応性化合物
には比較的低当量化合物、比較的高当量化合物お
よびこれらの混合物が好まれる。比較的低当量化
合物は200未満、より好ましくは30〜150の当量を
有することが好ましい。 Isocyanate-reactive materials useful in the present invention include Kohler, Journal of The American
Chemical Society, Vol. 49, page 3181 (1927)
Included are such compounds that have multiple moieties that contain active hydrogen atoms according to the Zelewitnov test described in . Examples of such moieties include mercaptan groups, hydroxyl groups, primary amine groups, secondary amine groups, and acid groups. Amine and hydroxyl group-containing compounds are preferred. Suitable isocyanate-reactive compounds include relatively low equivalent weight compounds, relatively high equivalent weight compounds, and mixtures thereof. Preferably, relatively low equivalent weight compounds have an equivalent weight of less than 200, more preferably between 30 and 150.
重合反応の条件は反応混合物に用いられるイソ
シアネート反応性物質およびプレポリマーまたは
準プレポリマーの組成にいくらか依存する。比較
的反応性のあるイソシアネート基がプレポリマー
または準プレポリマー中に存在する場合、あるい
は特に反応性のあるイソシアネート反応性物質を
用いた場合、成分の急激な混合と遅い反応を促進
する反応条件を採用することが望ましい。このよ
うな場合、成分を僅かな触媒の存在または不存在
において−10〜40℃の温度で混合し反応させ、か
つ成分を迅速に混合し混合物を型内へ移送するこ
とができる機械的混合装置を用いることが好まし
い。RIM形の装置を用いることが好ましい。材
料を型内に移送した後は、より高い温度を用いて
硬化反応を遂行完了させることができる。 The conditions for the polymerization reaction depend somewhat on the composition of the isocyanate-reactive material and prepolymer or quasi-prepolymer used in the reaction mixture. If relatively reactive isocyanate groups are present in the prepolymer or quasi-prepolymer, or if particularly reactive isocyanate-reactive materials are used, reaction conditions that promote rapid mixing of the components and slow reaction may be used. It is desirable to adopt it. In such cases, a mechanical mixing device capable of mixing and reacting the components at temperatures between -10 and 40°C in the presence or absence of a small amount of catalyst, as well as rapidly mixing the components and transferring the mixture into the mold, is used. It is preferable to use Preferably, a RIM type device is used. After the material is transferred into the mold, higher temperatures can be used to complete the curing reaction.
プレポリマーまたは準プレポリマーが低反応性
イソシアネート基を含みかつ/またはイソシアネ
ート反応性物質が比較的低反応性である場合、反
応条件の柔軟性はより大きいことが可能である。
このような場合、反応体は周囲温度から昇温(す
なわち−10〜100℃)であることができ、所望で
あれば触媒を用いることができ、また手でも機械
ででも混合できる。RIM処理に望ましいより迅
速な反応は触媒を用いたり、より高い反応温度
(30〜100℃)を利用することによつて容易に達成
される。 Greater flexibility in reaction conditions is possible when the prepolymer or quasi-prepolymer contains low-reactivity isocyanate groups and/or the isocyanate-reactive material is relatively low-reactivity.
In such cases, the reactants can be at elevated temperatures from ambient temperature (ie, -10 to 100°C), can be catalyzed if desired, and can be mixed by hand or machine. The more rapid reactions desired for RIM processing are easily achieved by using catalysts and higher reaction temperatures (30-100°C).
適当な低当量水酸基含有連鎖延長剤には、例え
ば、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、トリメチロールプロパン、1,4−ブタンジ
オール、ジエチレングリコール、ジプロピレング
リコール、ビスフエノール、ヒドロキノン、カテ
コール、レゾルシノール、トリエチレングリコー
ル、テトラエチレングリコール、グリセリン、グ
リセリンの低分子量エチレンおよび/プロピレン
オキシド誘導体、エチレンジアミン、ジエチレン
トリアミン、そしてこれらの混合物がある。 Suitable low equivalent hydroxyl group-containing chain extenders include, for example, ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, 1,4-butanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, bisphenol, hydroquinone, catechol, resorcinol, triethylene glycol, These include tetraethylene glycol, glycerin, low molecular weight ethylene and/or propylene oxide derivatives of glycerin, ethylene diamine, diethylene triamine, and mixtures thereof.
適当な低当量脂肪族アミン含有化合物には、例
えば、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロ
パン、1,4−ジアミノブタン、イソホロンジア
ミン、ジエチレントリアミン、エタノールアミ
ン、アミノエチルエタノールアミン、ジアミノシ
クロヘキサン、ヘキサメチレンジアミン、アミノ
エチルピペラジン、ビス(アミノプロピル)ピペ
ラジン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、ポリ
(オキシアルキレン)アミン、ビス(p−アミノ
シクロヘキシル)メタン、トリエチレンテトラミ
ン、そしてこれらの混合物がある。特に適当なも
のは平均60〜110の等量を有するアミン化ポリオ
キシプロプレングリコールであるが、これらの物
質は通常別のアミンまたはグリコール連鎖延長剤
と共に用いられる。 Suitable low equivalent weight aliphatic amine-containing compounds include, for example, ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, isophoronediamine, diethylenetriamine, ethanolamine, aminoethylethanolamine, diaminocyclohexane, hexamethylenediamine, These include aminoethylpiperazine, bis(aminopropyl)piperazine, 1,2-diaminocyclohexane, poly(oxyalkylene)amine, bis(p-aminocyclohexyl)methane, triethylenetetramine, and mixtures thereof. Particularly suitable are aminated polyoxypropylene glycols having an average weight of 60 to 110, but these materials are usually used in conjunction with another amine or glycol chain extender.
本発明で用いることができる適当な低当量芳香
族アミンには、例えば、2,4−ビス(p−アミ
ノベンジル)アニリン、2,4−ジアミノトルエ
ン、2,6−ジアミノトルエン、1,3−フエニ
レンジアミン、1,4−フエニレンジアミン、
2,4′−ジアミノジフエニルメタン、4,4′−ジ
アミノジフエニルメタン、ナフタレン−1,5−
ジアミン、1−メチル−2−メチルアミノ−4−
アミノベンゼン、ポリフエニルポリメチレンポリ
アミン、1,3−ジエチル−2,4−ジアミノベ
ンゼン、1−メチル−3,5−ジエチル−2,6
−ジアミノベンゼン、1,3,5−トリエチル−
2,6−ジアミノベンゼン、そしてこれらの混合
物がある。各オルソ位置をアミノ基に置換された
上記の芳香族アミンは顕著にステアリン酸で封鎖
され、1個以上のオルソ位置がアミン基に置換さ
れていない上記のような芳香族アミンよりゆつく
り反応する。 Suitable low equivalent weight aromatic amines that can be used in the present invention include, for example, 2,4-bis(p-aminobenzyl)aniline, 2,4-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, 1,3- phenylenediamine, 1,4-phenylenediamine,
2,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, naphthalene-1,5-
Diamine, 1-methyl-2-methylamino-4-
Aminobenzene, polyphenylpolymethylene polyamine, 1,3-diethyl-2,4-diaminobenzene, 1-methyl-3,5-diethyl-2,6
-diaminobenzene, 1,3,5-triethyl-
2,6-diaminobenzene, and mixtures thereof. The above aromatic amines substituted with an amine group at each ortho position are significantly blocked by stearic acid and react more slowly than the above aromatic amines which are not substituted with an amine group at one or more ortho positions. .
適当な比較的高当量化合物には、例えば、ポリ
エーテルポリオール、ポリエステルポリオール、
いわゆるポリマーまたはコポリマーポリオール、
水酸基末端アセタール樹脂、ポリ水酸基含有リン
化合物、アミン末端ポリエーテルがある。最も好
ましいのは400〜5000の当量と2〜4特に2〜3
の平均官能数を有する上記のようなポリオールま
たはアミン末端ポリエーテルである。 Suitable relatively high equivalent weight compounds include, for example, polyether polyols, polyester polyols,
so-called polymer or copolymer polyols,
There are hydroxyl group-terminated acetal resins, polyhydroxyl group-containing phosphorus compounds, and amine-terminated polyethers. Most preferred are equivalents of 400 to 5000 and 2 to 4, especially 2 to 3.
A polyol or amine-terminated polyether as described above having an average functionality of .
以上の成分のほかに反応混合物中にいろいろな
その他の成分を配合することが望ましいことが
屡々である。特定の場合に重合反応用触媒を使用
できることは前に述べた。適当なこのような触媒
には普通第3アミンおよび有機金属化合物を含ま
れる。有機金属触媒は、例えばカルボン酸第1
錫、トリアルキル錫オキサイド、ジアルキル錫ジ
ハライド、あるいはジアルキル錫オキサイドのよ
うな鉛、水銀または第1錫化合物であり、錫化合
物の有機部分の有機基または炭化水素基が1〜8
個の炭素原子を含むものが適当である。例えば、
ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテー
ト、ジエチル錫ジアセテート、オクタン酸第1
錫、ジ(2−エチルヘキシル)錫オキサイド、オ
レイン酸第1錫あるいはこれらの混合物を用いる
ことができる。第3アミン触媒にはトリアルキル
アミン、複素環式アミン、例えばアルキルモルホ
リン、1,4−ジメチピペラジン、トリエチレン
ジアミン、および脂肪族ポリアミン、例えばN,
N,N′,N′−テトラメチル−1,3−ブタンジ
アミンがある。 In addition to the above ingredients, it is often desirable to incorporate various other ingredients into the reaction mixture. It was mentioned above that catalysts for polymerization reactions can be used in certain cases. Suitable such catalysts commonly include tertiary amines and organometallic compounds. Organometallic catalysts include, for example, carboxylic acid primary
A lead, mercury or stannous compound such as tin, trialkyltin oxide, dialkyltin dihalide, or dialkyltin oxide, where the organic group or hydrocarbon group of the organic part of the tin compound is 1 to 8.
carbon atoms are suitable. for example,
Dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, diethyltin diacetate, monooctanoic acid
Tin, di(2-ethylhexyl)tin oxide, stannous oleate, or mixtures thereof can be used. Tertiary amine catalysts include trialkylamines, heterocyclic amines such as alkylmorpholines, 1,4-dimethipiperazine, triethylenediamine, and aliphatic polyamines such as N,
There is N,N',N'-tetramethyl-1,3-butanediamine.
発泡剤(blowing agent)を用いて気泡性ポリ
マーを生成することもできる。しかしながら、気
泡性ポリマーの生成は好ましくない。しかしなが
ら、ポリマーが少なくとも0.8g/c.c.の密度を有
するとすれば、ポリマーを僅かに膨張させて微孔
性構造とするために発泡剤を用いることができ
る。適当な発泡剤にはトリクロロモノフルオロメ
タンや塩化メチレンのような低沸点ハロゲン化炭
化水素、二酸化炭素、窒素、水、あるいは重合反
応の条件下で揮発するかその他の仕方で気体を生
成するその他の公知の物質がある。 Blowing agents can also be used to produce cellular polymers. However, the formation of cellular polymers is undesirable. However, provided the polymer has a density of at least 0.8 g/cc, a blowing agent can be used to slightly expand the polymer into a microporous structure. Suitable blowing agents include low boiling halogenated hydrocarbons such as trichloromonofluoromethane and methylene chloride, carbon dioxide, nitrogen, water, or other gases that volatilize or otherwise produce gases under the conditions of the polymerization reaction. There are known substances.
その他の慣用的な配合成分、例えば、安定剤、
膨張剤、不活性充填剤(例えば、ガラス繊維、炭
素繊維)あるいは顔料も用いることができる。欧
州特許公開第119471号および国際公開第WO86/
1215号に記載されたような内部離型剤も本発明に
おいて適当に用いることができる。 Other conventional formulation ingredients, such as stabilizers,
Bulking agents, inert fillers (eg glass fibers, carbon fibers) or pigments may also be used. European Patent Publication No. 119471 and International Publication No. WO86/
Internal mold release agents, such as those described in US Pat. No. 1,215, may also be suitably used in the present invention.
本発明により製造されるポリマーは例えば自動
車バンパー用フエーシアの製造に用いられる静的
あるいは動的弾性体として、あるいは自動車仕切
板および安定枕に用いるような発泡性クツシヨン
として有用である。 The polymers produced according to the invention are useful, for example, as static or dynamic elastomeric bodies used in the manufacture of fascias for automobile bumpers, or as intumescent cushions such as those used in automobile partitions and stability pillows.
実施例
以下の実施例は本発明を説明するためのもので
あり、限定的なものではない。すべての部および
パーセントは特にことわらない限り重量基準であ
る。EXAMPLES The following examples are intended to illustrate the invention, but are not limiting. All parts and percentages are by weight unless otherwise specified.
例 1
攪拌器、加熱ランプおよび窒素雰囲気で装備し
た樹脂反応釜に16.9gのヘキサメチレンジイソシ
アネート(HMDI)を入れる。HMDIを40℃に
加熱する。攪拌しながら、50%の第1アミン基、
37%のメチルアミン基、10%のジメチルアミン基
および3%の水酸基を含むアミン化ポリオキシプ
ロピレンジオール50g(0.05モル)を2時間かけ
て添加する。米国特許第4152353号明細書に記載
された一般的方法に従つて管状反応器でメチルア
ミンとジオールを反応させて前記アミン化ジオー
ルを作成する。メチルアミン対ジオールの重量比
は0.35である。反応は265℃の温度と1100psi
(7.58MPa)の圧力で行ない、水素を反応器に2
立方フイート/時(0.057m2/時)の速度で供給
した。アミンを添加すると、反応混合物の粘度が
増加して、プレポリマーが生成されたことを示
す。アミンの添加に続いて、清澄な無色の粘性液
体が得られる。8.9%の−NCO含分を有するプレ
ポリマーが得られる。このプレポリマーをジエチ
ルトルエンジアミン(DETDA)と1.05の指数で
反応させる。この反応は成分を手で混合し、反応
中の混合物を300〓(149℃)に予熱した型上に流
すことによつて行なう。この反応のゲルタイムは
30秒間である。ポリマーは300〓(149℃)60分間
で硬化する。得られるエラストマーは予想値−40
℃に対して−55℃のガラス転移温度を有した。Example 1 16.9 g of hexamethylene diisocyanate (HMDI) is placed in a resin reaction kettle equipped with a stirrer, heat lamp, and nitrogen atmosphere. Heat HMDI to 40 °C. While stirring, add 50% primary amine groups,
50 g (0.05 mol) of aminated polyoxypropylene diol containing 37% methylamine groups, 10% dimethylamine groups and 3% hydroxyl groups are added over a period of 2 hours. The aminated diol is prepared by reacting methylamine and a diol in a tubular reactor according to the general method described in US Pat. No. 4,152,353. The weight ratio of methylamine to diol is 0.35. The reaction was carried out at a temperature of 265℃ and 1100psi
(7.58MPa), hydrogen was added to the reactor at 2
It was fed at a rate of cubic feet/hour (0.057 m 2 /hour). Upon addition of the amine, the viscosity of the reaction mixture increases, indicating that a prepolymer has been formed. Following addition of the amine, a clear colorless viscous liquid is obtained. A prepolymer is obtained with an -NCO content of 8.9%. This prepolymer is reacted with diethyltoluenediamine (DETDA) at an index of 1.05. The reaction is carried out by mixing the ingredients by hand and pouring the reaction mixture onto a mold preheated to 300°C (149°C). The gel time for this reaction is
It is 30 seconds. The polymer cures at 300°C (149°C) for 60 minutes. The resulting elastomer has the expected value -40
It had a glass transition temperature of -55°C.
例 2
適当なフラスコに、窒素雰囲気下で99グラムの
ヘキサメチレンジイソシアネートを入れる。この
フラスコに定常的に攪拌しながら例1に記載した
ようなアミンポリオキシプロピレンジオール300
グラムを滴下する。9.25%の−NCO含分を有す
るプレポリマーが得られる。Example 2 Place 99 grams of hexamethylene diisocyanate in a suitable flask under a nitrogen atmosphere. Add 300% of the amine polyoxypropylene diol as described in Example 1 to this flask with constant stirring.
Drip grams. A prepolymer is obtained with an -NCO content of 9.25%.
1夜貯蔵後、プレポリマーを脱気し、DETDA
を添加し、室温で再び脱気し、混合物を100〓
(37.8℃)に予熱した型上に流すことによつて、
209gのプレポリマーと41gのDETDAを反応さ
せた。成形物は300〓(149℃)10000psi
(68.95MPa)30分間で硬化する。得られる成形物
の特性は次の通りである。曲げ弾性率11900psi
(82.05MPa)、引張強度1180psi(8.14MPa)、ダイ
「C」引裂強度405ポンド/線形インチ
(70.9KN/m)、伸び163%、加熱垂れ(4インチ
(102mm)の張出しで325〓(163℃)30分間)0.16
インチ(4.1mm)、Tg≒−55℃。 After overnight storage, the prepolymer was degassed and DETDA
was added, degassed again at room temperature, and the mixture was reduced to 100%
By pouring it onto a mold preheated to (37.8℃),
209 g of prepolymer and 41 g of DETDA were reacted. Molded product is 300〓 (149℃) 10000psi
(68.95MPa) Cures in 30 minutes. The properties of the molded product obtained are as follows. Flexural modulus 11900psi
(82.05 MPa), tensile strength 1180 psi (8.14 MPa), die “C” tear strength 405 lb/linear inch (70.9 KN/m), elongation 163%, heated sag (325〓 (163 ℃) 30 minutes) 0.16
inch (4.1mm), Tg≒-55℃.
例 3
例2に記載した一般的な手順に従い、4,4′−
メチレンジフエニルジイソシアネート(MDI)
16.65gとアミン化した分子量2000のポリオキシ
プロピレングリコール23.3gを反応させて10.1%
の−NCO含分のプレポリマーを生成する。アミ
ン化物質は米国特許第4152353号明細書に記載さ
れた一般的な方法に従つてアニリンと分子量2000
のポリオールを反応させて作成する。反応はポリ
オール1部当り0.9部のアニリンを用いて行なう。
温度は約205℃、圧力は600psi(4.1MPa)である。
反応器に水素を10立方フイート/時(78.7cm3/
秒)の速度で供給する。得られるアミン化ポリオ
ールは40%の第1アミン、39%の飽和第2アミン
末端基、4%のアニリン基、および約11%の残留
水酸基を含む。このプレポリマー約20.6gを
DETDA4.41gと手で混合して反応させ、成形可
能なエラストマーを生成する。得られるポリマー
は−53℃のガラス転移温度を有する。Example 3 Following the general procedure described in Example 2, 4,4'-
Methylene diphenyl diisocyanate (MDI)
10.1% by reacting 16.65g with 23.3g of aminated polyoxypropylene glycol with a molecular weight of 2000
A prepolymer with a -NCO content of -NCO is produced. The aminated material was synthesized with aniline according to the general method described in U.S. Pat.
It is created by reacting polyols. The reaction is carried out using 0.9 parts of aniline per part of polyol.
The temperature is approximately 205°C and the pressure is 600psi (4.1MPa).
Add hydrogen to the reactor at 10 cubic feet/hour (78.7 cm 3 /
feed at a speed of 2 seconds). The resulting aminated polyol contains 40% primary amines, 39% saturated secondary amine end groups, 4% aniline groups, and about 11% residual hydroxyl groups. Approximately 20.6g of this prepolymer
Mix by hand with 4.41 g of DETDA and react to form a moldable elastomer. The resulting polymer has a glass transition temperature of -53°C.
例 4
トルエンジイソシアネート14.6gと例3のアミ
ン化物質35.4gを用いて例3のようにしてプレポ
リマーを作成する。9.23%の−NCO含分を有す
るプレポリマーが得られる。このプレポリマー20
gを例2に記載したDETDA3.82gと反応させ
る。得られるポリマーは−46℃のガラス転移温度
を有する。Example 4 A prepolymer is prepared as in Example 3 using 14.6 g of toluene diisocyanate and 35.4 g of the aminated material of Example 3. A prepolymer is obtained with an -NCO content of 9.23%. This prepolymer 20
g is reacted with 3.82 g of DETDA as described in Example 2. The resulting polymer has a glass transition temperature of -46°C.
例 5
例3に記載した方法に従つて、分子量2000のイ
ソプロピルアミン末端ポリオキシプロピレングリ
コール36.7gおよびヘキサメチレンジイソシアネ
ート13.3gを反応させて9.5%の−NCO含分を有
するプレポリマーを生成する。このプレポリマー
をDETDAと100の指数で、手で成分を攪拌し100
〓(37.8℃)に加熱した型(12インチ×7インチ
×1/8インチ)(305mm×178mm×3.2mm)上に流
して反応させる。次いで、成形物を300〓(149
℃)10000psi(68.95MPa)30分間で硬化させる。
得られる成形体の引張強度は2409psi(16.61MPa)
である。伸びは503%、曲げ弾性率32400psi
(223.4MPa)、ダイ「C」引裂強度は401ポンド/
線形インチ(70.2KN/m)、ガラス転移温度は−
56℃である。6インチ(152mm)の張出しで325〓
(163℃)30分間で0.2インチ(5.1mm)の成形体の
垂れ。Example 5 Following the method described in Example 3, 36.7 g of isopropylamine-terminated polyoxypropylene glycol of molecular weight 2000 and 13.3 g of hexamethylene diisocyanate are reacted to form a prepolymer with an -NCO content of 9.5%. Mix this prepolymer with DETDA and an index of 100 by stirring the ingredients by hand.
Pour into a mold (12 inches x 7 inches x 1/8 inch) (305 mm x 178 mm x 3.2 mm) heated to (37.8°C) and react. Next, the molded product was 300〓(149
Cure at 10000psi (68.95MPa) for 30 minutes.
The tensile strength of the resulting compact is 2409psi (16.61MPa)
It is. Elongation is 503%, flexural modulus is 32400psi
(223.4MPa), die “C” tear strength is 401 lb/
Linear inch (70.2KN/m), glass transition temperature is -
It is 56℃. 325〓 with 6 inch (152mm) overhang
(163°C) 0.2 inch (5.1 mm) molded product sag in 30 minutes.
例 6
JeffamineT−5000として市販の第1アミン末
端ポリオキシプロピレントリオールをアクリロニ
トリルと反応させて末端モノ(シアノエチル)ア
ミン基を含む誘導体を生成する。この誘導体を室
温でMDIに十分な割合で滴下してNCO含分12%
のプレポリマーを得る。得られるプレポリマーを
例2に記載した一般的手順に従つて1,4−ブタ
ンジオールと1.05の指数で反応させ、1270psi
(8.76MPa)の引張強度、22600psi(155.82MPa)
の曲げ弾性率、310%の伸び、390pli(68.3KN/
m)のダイ「C」引裂強度、4インチ張出し250
〓(121℃)60分間で0.15インチ(3.8mm)の加熱
垂れを有するエラストマーが得られる。Example 6 A primary amine terminated polyoxypropylene triol, commercially available as Jeffamine T-5000, is reacted with acrylonitrile to form a derivative containing a terminal mono(cyanoethyl)amine group. This derivative was added dropwise to MDI at room temperature in sufficient proportion to achieve an NCO content of 12%.
A prepolymer is obtained. The resulting prepolymer was reacted with 1,4-butanediol according to the general procedure described in Example 2 at an index of 1.05 and at 1270 psi.
(8.76MPa) tensile strength, 22600psi (155.82MPa)
Flexural modulus of elasticity, 310% elongation, 390pli (68.3KN/
m) die “C” tear strength, 4 inch overhang 250
(121°C) for 60 minutes yields an elastomer with a heating sag of 0.15 inch (3.8 mm).
例7,8,9,10および比較実験A
ジメチルアセトイミド溶液中でMDIをアミン
化ポリエーテルと予備反応させて12%−NCOプ
レポリマーを生成し、1,4−ブタンジオールで
連鎖延長して、一連のポリ尿素−ポリウレタンエ
ラストマーを作成する。各ポリマーはメタノール
中で沈殿し、真空下で乾燥する。ポリマーを指差
熱量計(DSC)の室内で120℃で5分間アニール
し、DSC走査を行なつて各ポリマーの硬いセグ
メントと軟いセグメントのガラス転移温度Tgを
測定することによつて、各試料の熱的特性を試験
する。各試料に用いたアミン化ポリエーテルおよ
び硬いセグメントと軟いセグメントのTgは下記
表1に示される通りである。アミン化ポリエーテ
ルはすべての分子量2000のポリオキシプロピレン
ジオールから作成する。Examples 7, 8, 9, 10 and Comparative Experiment A MDI was pre-reacted with aminated polyether in dimethylacetimide solution to form a 12%-NCO prepolymer and chain extended with 1,4-butanediol. , create a series of polyurea-polyurethane elastomers. Each polymer is precipitated in methanol and dried under vacuum. Each sample was analyzed by annealing the polymers at 120°C for 5 minutes in a digital calorimeter (DSC) chamber and performing a DSC scan to measure the glass transition temperature, Tg, of the hard and soft segments of each polymer. Test the thermal properties of The Tg of the aminated polyether, hard segment, and soft segment used in each sample is as shown in Table 1 below. Aminated polyethers are made from all 2000 molecular weight polyoxypropylene diols.
【表】
キヤツプ
10 エチルアミンキヤツ −41 197
プ
A 水酸基末端(対照) −35 190
[Table] Cap
10 Ethylamine cat −41 197
P
A Hydroxyl terminal (control) −35 190
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US71530785A | 1985-03-25 | 1985-03-25 | |
| US715307 | 1985-03-25 | ||
| US824407 | 1992-01-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62500666A JPS62500666A (en) | 1987-03-19 |
| JPH0470323B2 true JPH0470323B2 (en) | 1992-11-10 |
Family
ID=24873505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61501775A Granted JPS62500666A (en) | 1985-03-25 | 1986-03-25 | Method for producing polyurea and/or polyurea-polyurethane polymer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62500666A (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2928357A1 (en) * | 1979-07-13 | 1981-01-15 | Metzeler Kautschuk | CELLED ELASTOMIC FOAMS AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION |
| JPS58187419A (en) * | 1982-04-23 | 1983-11-01 | テキサコ・デイベロツプメント・コ−ポレ−シヨン | Reaction injection molding elastomer |
| US4433067A (en) * | 1982-04-23 | 1984-02-21 | Texaco Inc. | Reaction injection molded elastomers prepared from amine terminated polyethers, amine terminated chain extender and aromatic polyisocyanate |
| US4474900A (en) * | 1983-06-08 | 1984-10-02 | Texaco Inc. | Reaction injection molded elastomers |
-
1986
- 1986-03-25 JP JP61501775A patent/JPS62500666A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62500666A (en) | 1987-03-19 |
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