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JPH0832759B2 - Method for producing modified aromatic polyisocyanate having liquid and stable isocyanurate ring - Google Patents
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JPH0832759B2 - Method for producing modified aromatic polyisocyanate having liquid and stable isocyanurate ring - Google Patents

Method for producing modified aromatic polyisocyanate having liquid and stable isocyanurate ring

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JPH0832759B2
JPH0832759B2 JP12029989A JP12029989A JPH0832759B2 JP H0832759 B2 JPH0832759 B2 JP H0832759B2 JP 12029989 A JP12029989 A JP 12029989A JP 12029989 A JP12029989 A JP 12029989A JP H0832759 B2 JPH0832759 B2 JP H0832759B2
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JP
Japan
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aromatic polyisocyanate
isocyanurate
reaction
catalyst
liquid
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清志 守屋
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Nippon Polyurethane Industry Co Ltd
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Nippon Polyurethane Industry Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はイソシアヌレート環を有する芳香族ポリイソ
シアネート変性体に関する。更に詳しくは、製造が容易
で、他樹脂との相溶性に優れた液状で安定なイソシアヌ
レート環を有する芳香族ポリイソシアネート変性体の製
造に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a modified aromatic polyisocyanate having an isocyanurate ring. More specifically, it relates to the production of a modified aromatic polyisocyanate having a liquid and stable isocyanurate ring, which is easy to produce and has excellent compatibility with other resins.

従来の技術 芳香族ポリイソシアネートは、種々の活性水素化合物
と反応させてフォーム、エラストマー、塗料、接着剤等
各種用途に利用されている。
2. Description of the Related Art Aromatic polyisocyanates are used in various applications such as foams, elastomers, paints and adhesives by reacting with various active hydrogen compounds.

このような芳香族ポリイソシアネートは、イソシアヌ
レート環を有するポリイソシアネート化合物に変形して
使用することができる。
Such an aromatic polyisocyanate can be used by transforming it into a polyisocyanate compound having an isocyanurate ring.

このポリイソシアネート化合物と活性水素化合物とを
反応させて得た生成物は、イソシアヌレートの特性であ
る耐熱性、難燃性、剛直性、強靱性等を有しており、こ
のような性能を要求する分野で利用されている。
The product obtained by reacting this polyisocyanate compound with an active hydrogen compound has the properties of isocyanurate such as heat resistance, flame retardancy, rigidity, and toughness, and requires such performance. It is used in various fields.

従って、芳香族ポリイソシアネートのイソシアヌレー
ト化のための多くのイソシアヌレート化重合法が実施さ
れている。例えば、特開昭54−32490、特開昭52−69497
号の各公報には、アセチルアセトンの金属塩、有機酸の
アルカリ金属塩等の触媒による製造方法が記載されてお
り、これらの製造法は、芳香族ポリイソシアネートに対
して触媒の選択性が非常に小さく、特にジフェニルメタ
ンジイソシアネートのごとく第一イソシアネート基と第
二イソシアネート基の反応性の差が小さい芳香族ポリイ
ソシアネートでは、イソシアヌレート化重合反応におい
て、ポリマー化しやすく、そのため粘度が高くなり、か
つ一部不均一なイソシアネート含有量の低い、他樹脂と
の相溶性も小さい生成物が得られ好ましくない。また、
安定性を上げるため触媒の不活性化を行なうと無溶媒中
で反応を行なった場合は、不溶の沈澱物が生成しやすい
欠点を有し、また、イソシアヌレート化の反応制御がむ
ずかしい等、工業的にも十分に満足の行くものではな
く、その改善が要望されていた。
Therefore, many isocyanurate polymerization processes have been carried out for the isocyanurate formation of aromatic polyisocyanates. For example, JP-A-54-32490 and JP-A-52-69497
Each of the publications describes a method for producing a metal salt of acetylacetone, an alkali metal salt of an organic acid, or the like with a catalyst, and these production methods have very high catalyst selectivity with respect to aromatic polyisocyanate. Aromatic polyisocyanates that are small and have a small difference in reactivity between the primary isocyanate group and the secondary isocyanate group, such as diphenylmethane diisocyanate, are easily polymerized in the isocyanurate-forming polymerization reaction, resulting in high viscosity and partial imbalance. It is not preferable because a uniform product having a low isocyanate content and a low compatibility with other resins can be obtained. Also,
If the catalyst is inactivated to increase the stability and the reaction is performed in the absence of a solvent, it has a drawback that an insoluble precipitate is likely to be formed, and the reaction control of isocyanurate formation is difficult. However, it was not completely satisfactory, and there was a demand for its improvement.

発明が解決しようとする課題 芳香族ポリイソシアネートのイソシアヌレート化反応
が容易であり、貯蔵安定性を有し、他樹脂との優れた相
溶性を有する、イソシアヌレート環を含有する芳香族ポ
リイソシアネート変性体が要望されていた。本発明者等
は、鋭意研究検討を重ねた結果芳香族ポリイソシアネー
トに三量化触媒及び特定の添加剤等を加えることにより
イソシアヌレート環を含有する芳香族ポリイソシアネー
ト変性体を効率よく製造する方法を見いだし本発明に至
った。
DISCLOSURE OF INVENTION Problem to be Solved by the Invention Isocyanurate-modified aromatic polyisocyanate having an isocyanurate ring, which is easy to undergo an isocyanurate-forming reaction of an aromatic polyisocyanate, has storage stability, and has excellent compatibility with other resins. The body was desired. The inventors of the present invention have conducted extensive studies and conducted research on a method for efficiently producing a modified aromatic polyisocyanate containing an isocyanurate ring by adding a trimerization catalyst and specific additives to the aromatic polyisocyanate. The present invention has been found out.

課題を解決するための手段 即ち本発明は、 1.芳香族ポリイソシアネート及び/または部分ウレタン
化芳香族ポリイソシアネートに、三量化触媒、有機亜リ
ン酸エステル及び界面活性剤を添加し、全イソシアネー
ト基の20重量%以下をイソシアヌレート化せしめ、必要
に応じて停止剤を加えることを特徴とするイソシアヌレ
ート環を有する芳香族ポリイソシアネート変性体の製造
法である。
Means for Solving the Problems That is, the present invention is: 1. Aromatic polyisocyanate and / or partially urethanated aromatic polyisocyanate, a trimerization catalyst, an organic phosphite ester and a surfactant are added, and all isocyanate groups are added. 20% by weight or less of isocyanurate is added, and a terminating agent is added if necessary, is a method for producing a modified aromatic polyisocyanate having an isocyanurate ring.

本発明に用いられる芳香族ポリイソシアネートとして
は、例示すると、2,4または、4,4′−ジイソシアネート
ジフェニルエーテル、2,4または、2,6−トルエンジイソ
シアネート、4,6−ジメチル−1,3−フェニレンジイソシ
アネート、4,4′−ジイソシアネートジベンジル、9,10
−アントラセンジイソシアネート、3,3′−ジメチル−
4,4′−ジイソシアネートジフェニルメタン、2,6′−ジ
メチル−4,4′−ジイソシアネートジフェニル、キシリ
レンジイソシアネート、2,4または4,4′−ジフェニルメ
タンジイソシアネート等が挙げられる。
Examples of the aromatic polyisocyanate used in the present invention include, for example, 2,4 or 4,4'-diisocyanate diphenyl ether, 2,4 or 2,6-toluene diisocyanate, 4,6-dimethyl-1,3- Phenylene diisocyanate, 4,4'-diisocyanate dibenzyl, 9,10
-Anthracene diisocyanate, 3,3'-dimethyl-
4,4'-diisocyanate diphenylmethane, 2,6'-dimethyl-4,4'-diisocyanate diphenyl, xylylene diisocyanate, 2,4 or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and the like can be mentioned.

更に、本発明で特に有用な芳香族ポリイソシアネート
としては、 ただしn=0〜8 一般式(1)で示されるポリメチレンポリフェルポリ
イソシアネート及びこれらを含有する混合物が挙げられ
る。
Further, as the aromatic polyisocyanate particularly useful in the present invention, However, n = 0 to 8 includes polymethylene polyfell polyisocyanate represented by the general formula (1) and a mixture containing these.

また、本発明において用いられる部分ウレタン化芳香
族ポリイソシアネートは、芳香族ポリイソシアネートと
水酸基含有化合物とのウレタン化反応による生成物であ
って通常行なわれている方法により、芳香族ポリイソシ
アネート中へ水酸基含有化合物を添加し、反応温度は10
0℃以下好ましくは、60〜90℃で約2時間反応を行なう
ことにより得ることが出来る。この場合100℃をこえる
と、副反応が起るため、トリマー化反応後の生成物の粘
度が著しく高くなり、場合によってはゲル状物が生成す
るようになる。このように、ウレタン基を導入すること
によりウレタン基が助触媒的な効果を発揮し、そのため
イソシアヌレート化反応が容易に進行する。これは、ウ
レタン基中の活性水素とイソシアネート基中の酸素原子
との間に水素結合を形成するため、著しくイソシアネー
ト基が活性化されるためと考えられている。従って、こ
のウレタン基の助触媒的効果により触媒の添加量を減量
することができる。また、ウレタン基の濃度の増加は、
その後生成するイソシアヌレート環の特徴である熱的安
定性を低下させるので、用途によりウレタン基濃度を調
節する必要がある。本発明においては、ウレタン化率は
全イソシアネート基の10重量%以下が望ましい。
Further, the partially urethanized aromatic polyisocyanate used in the present invention is a product obtained by urethanization reaction of an aromatic polyisocyanate and a hydroxyl group-containing compound, and a hydroxyl group is added to the aromatic polyisocyanate by a commonly used method. The compound contained is added and the reaction temperature is 10
It can be obtained by carrying out the reaction at 0 ° C or lower, preferably at 60 to 90 ° C for about 2 hours. In this case, when the temperature exceeds 100 ° C., a side reaction occurs, so that the viscosity of the product after the trimerization reaction becomes remarkably high, and in some cases, a gelled product is produced. In this way, by introducing the urethane group, the urethane group exerts a co-catalyst effect, so that the isocyanurate-forming reaction easily proceeds. It is considered that this is because the hydrogen bond is formed between the active hydrogen in the urethane group and the oxygen atom in the isocyanate group, so that the isocyanate group is significantly activated. Therefore, the amount of catalyst added can be reduced by the co-catalyst effect of this urethane group. Also, the increase in the concentration of urethane groups is
Since it lowers the thermal stability that is characteristic of the isocyanurate ring formed thereafter, it is necessary to adjust the urethane group concentration depending on the application. In the present invention, the urethanization rate is preferably 10% by weight or less based on all isocyanate groups.

本発明に用いられるウレタン化用水酸基含有化合物と
しては、分子量が2000以下で官能基数3以下のものであ
る。
The urethane-containing hydroxyl group-containing compound used in the present invention has a molecular weight of 2000 or less and a functional group number of 3 or less.

例えば、一般式R′OH ここでR′はアルキル基、アリルアルキル基、アルキ
ルアリール基、アリール基、アルケニル基で示される1
価アルコール、例えば、2−エチルヘキシルアルコー
ル、ラウリルアルコール、ノニルアルコール等が挙げら
れる。また、エチレングリコール、1,3−ブタンジオー
ル、1,4−ブタンジオール、プロピレングリコール、ジ
プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6
−ヘキサングリコール、2−エチルヘキサンジオール、
2,2,4−トリメチルペンタンジオール等の2価アルコー
ル、トリメチロールプロパン、グリセリン等の3価アル
コールやポリエステル及びポリエーテルポリオール等が
挙げられる。これらは、単独もしくは2種以上の混合物
として使用することができる。ウレタン化反応及びイソ
シアヌレート化反応は、溶剤の不存在下で行なうことが
できる。
For example, the general formula R'OH, wherein R'is represented by an alkyl group, an allylalkyl group, an alkylaryl group, an aryl group or an alkenyl group.
Examples of the polyhydric alcohol include 2-ethylhexyl alcohol, lauryl alcohol and nonyl alcohol. Also, ethylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, propylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, 1,6
-Hexane glycol, 2-ethylhexanediol,
Examples thereof include dihydric alcohols such as 2,2,4-trimethylpentanediol, trihydric alcohols such as trimethylolpropane and glycerin, polyesters and polyether polyols. These can be used alone or as a mixture of two or more kinds. The urethanization reaction and the isocyanurate reaction can be carried out in the absence of a solvent.

本発明のイソシアヌレート化変性に用いられる触媒と
しては、炭素数2〜12のカルボン酸のアルカリ金属塩、
カリウムフェノラート、ナトリウムメトキシド等のフェ
ノラート、アルコラート、更に特に有効なものとしては
2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、
2,4−ビス(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,6−
ジターシャル−ブチル−4−ジメチルアミノトリメチル
シランフェノール、トリエチルアミン、N,N′,N″−ト
リス(ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロトリアジ
ン、ジアザビシクロウンデセン等のアミン系が挙げられ
る。本発明で助触媒として用いられる有機亜リン酸エス
テルとしては、有機亜リン酸ジエステルと有機亜リン酸
トリエステルとを挙げることができる。
The catalyst used for the isocyanurate modification of the present invention includes an alkali metal salt of a carboxylic acid having 2 to 12 carbon atoms,
Phenolates such as potassium phenolate and sodium methoxide, alcoholates, and more particularly effective ones
2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol,
2,4-bis (dimethylaminomethyl) phenol, 2,6-
Examples thereof include amine systems such as ditertiary-butyl-4-dimethylaminotrimethylsilanephenol, triethylamine, N, N ', N "-tris (dimethylaminopropyl) hexahydrotriazine, and diazabicycloundecene. Examples of the organic phosphite ester used as are organic phosphite diester and organic phosphite triester.

これらの化合物は、分子中に あるいは (ただし酸素原子の一方の手は炭素原子と結合してい
る)なる部分構造を1個ないし4個有している。本発明
では、例えば、有機亜リン酸ジエステルとしては、(RO
2P(O)H〔ただしRは同一または異なってもよく
炭素数1〜20のアルキルあるいは、炭素数1〜20のアル
キルで置換されていてもよいアリール(アリールとして
は、たとえばフェニル)を表わす〕で示される化合物を
挙げることができ、このようなジエステルとしては、例
えばジラウリルハイドロゲンホスファイト、ジフェニル
ハイドロゲンホスファイト等がある。記号Rで示される
アルキルは、例えば一部クロルのようなハロゲンで置換
されていてもよく、このようなものとして、例えばトリ
ス(2,3−ジクロロプロピル)ホスファイトがある。ま
た、ホスファイトの酸素原子は、硫黄原子で置換された
ものであってもよく、このようなものとして、例えばト
リラウリルトリチオホスファイト等がある。
These compounds are in the molecule Or (However, one hand of an oxygen atom is bonded to a carbon atom), which has 1 to 4 partial structures. In the present invention, for example, as the organic phosphite diester, (RO
2 P (O) H [wherein R may be the same or different and represents alkyl having 1 to 20 carbons or aryl optionally substituted by alkyl having 1 to 20 carbons (as aryl, for example, phenyl) ] The compound shown by these can be mentioned, and such diesters include, for example, dilauryl hydrogen phosphite, diphenyl hydrogen phosphite, and the like. The alkyl represented by the symbol R may be partially substituted with halogen, such as chloro, such as tris (2,3-dichloropropyl) phosphite. In addition, the oxygen atom of the phosphite may be substituted with a sulfur atom, and examples thereof include trilauryltrithiophosphite.

また、例えば(R−O3P〔ただしRは同一または
異なってもよく炭素数1〜20のアルキルあるいは、炭素
数1〜20のアルキルで置換されていてもよいアリール
(アリールとしては、たとえばフェニル)を表わす〕で
示される化合物。このような化合物としてトリエチルホ
スファイト、トリブチルホスファイト、トリス(2−エ
チルヘキシル)ホスファイト、トリデシルホスファイ
ト、トリラウリルホスファイト、トリス(トリデシル)
ホスファイト、トリステアリルホスファイト、トリフェ
ニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファ
イト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスフ
ァイト等のモノホスファイト類がある。
In addition, for example, (R—O 3 P [wherein R may be the same or different, alkyl having 1 to 20 carbons or aryl optionally substituted with alkyl having 1 to 20 carbons (aryl is, for example, phenyl And a compound represented by the formula :) such as triethylphosphite, tributylphosphite, tris (2-ethylhexyl) phosphite, tridecylphosphite, trilaurylphosphite, tris (tridecyl).
There are monophosphites such as phosphite, tristearyl phosphite, triphenyl phosphite, tris (nonylphenyl) phosphite and tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite.

更に、例えばジステアリルペンタエリスリチルジホス
ファイト、ジトリデシルペンタエリスリトールジホスフ
ァイト、ジノニルフェニルペンタエリスリトールジホス
ファイト、テトラフェニルテトラトリデシルペンタエリ
スリチルテトラホスファイト、テトラフェニルジプロピ
レングリコールジホスファイト、トリペンタエリスリト
ールトリホスファイト等の多価アルコールから誘導され
たジ,トリあるいはテトラホスファイト類や例えばジア
ルキル(C120)ビスフェノールAジホスファイト、4,
4′−ブチリデン−ビス(3−メチル−6−6−ブチル
フェニル−ジ−トリデシル)ホスファイト等のビスフェ
ノール系化合物から誘導されたジホスファイト類、水添
ビスフェノールAホスファイトポリマー(分子量2400〜
3000)等のポリホスファイト類が挙げられる。
Further, for example, distearyl pentaerythrityl diphosphite, ditridecyl pentaerythritol diphosphite, dinonylphenyl pentaerythritol diphosphite, tetraphenyl tetratridecyl pentaerythrityl tetraphosphite, tetraphenyl dipropylene glycol diphosphite, di derived from a polyhydric alcohol such as tripentaerythritol tri phosphite, tri or tetra-phosphites and as dialkyl (C 1 ~ 20) bisphenol a diphosphite, 4,
Diphosphites derived from bisphenol compounds such as 4'-butylidene-bis (3-methyl-6-6-butylphenyl-di-tridecyl) phosphite, hydrogenated bisphenol A phosphite polymer (molecular weight 2400-
3000) and other polyphosphites.

本発明の方法では、このような助触媒を触媒と組合わ
せて使用し、触媒の使用量は、それ単独で使用する場合
の最も効果的な量よりも少ない量を用いればよい。
In the method of the present invention, such a co-catalyst is used in combination with the catalyst, and the amount of the catalyst used may be smaller than the most effective amount when used alone.

触媒の使用量は、その触媒の活性度により異なり、原
料イソシアネート化合物に対して0.005〜0.5重量%でよ
い。また、助触媒として使用する亜リン酸エステルの使
用量は、触媒の約1/10〜20倍である。
The amount of the catalyst used depends on the activity of the catalyst and may be 0.005 to 0.5% by weight based on the starting isocyanate compound. The amount of phosphite used as a cocatalyst is about 1/10 to 20 times that of the catalyst.

また、イソシアヌレート化反応速度は触媒の初期濃度
依存性に強く影響され、特にジフェニルメタンジイソシ
アネートの場合は、通常の方法によるイソシアヌレート
化反応では、ゲル状物が不均一に浮遊したり、場合によ
ってはゲル化してしまう。
In addition, the isocyanurate formation reaction rate is strongly influenced by the initial concentration dependence of the catalyst. Particularly in the case of diphenylmethane diisocyanate, in the case of the isocyanurate formation reaction by the usual method, the gelled substance may be suspended inhomogeneously or, in some cases, It will gel.

従って、触媒の初期濃度依存性を小さくするため触媒
を希釈剤等により初期濃度を小さくして添加する方法を
とる事が好ましい。希釈剤としては、生成重合体の難燃
性、耐熱性を維持するためイソシアネートに対して不活
性あるいは不燃性の化合物が好ましい。例えばメチレン
クロライド、トリクロロフルオロメタン、ジクロロジフ
ルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタン、トリク
ロロトリフルオロエタン等が挙げられる。
Therefore, in order to reduce the dependence of the catalyst on the initial concentration, it is preferable to adopt a method of adding the catalyst at a low initial concentration with a diluent or the like. As the diluent, a compound that is inactive or incombustible with isocyanate is preferable in order to maintain the flame retardancy and heat resistance of the produced polymer. Examples thereof include methylene chloride, trichlorofluoromethane, dichlorodifluoromethane, dichlorotetrafluoroethane, trichlorotrifluoroethane and the like.

このような触媒を使用する事によりこの部分重合を全
イソシアネート基の20重量%以下に調製する事により液
状で安定な重合体が得られる。芳香族ポリイソシアネー
トをイソシアヌレート化変性せしめた場合、イソシアヌ
レート化変性体と芳香族ポリイソシアネートとの相溶性
が良好でないためウレタン基を導入することにより相溶
性を向上する方法がとられている。本発明方法において
は、界面活性剤を使用することにより芳香族ポリイソシ
アネート及び部分ウレタン化芳香族ポリイソシアネート
のいずれにおいても無溶剤中でイソシアヌレート化変性
が達成でき、濁りのない、高分子重合体の生成の少な
い、液状で安定なイソシアヌレート化変性体が得らる。
また、界面活性剤を用いる事により生成されたイソシア
ヌレート変性体は他樹脂との相溶性が向上し、そのため
イソシアネート基と反応する活性水素を含有する化合物
との硬化反応は円滑に進み得られた硬化生成物の物性も
向上する。
By using such a catalyst, a liquid and stable polymer can be obtained by adjusting the partial polymerization to 20% by weight or less of the total isocyanate groups. When the aromatic polyisocyanate is isocyanurate-modified, the compatibility between the isocyanurate-modified product and the aromatic polyisocyanate is not good, and therefore a method of improving the compatibility by introducing a urethane group is used. In the method of the present invention, isocyanurate modification can be achieved in the absence of solvent in any of aromatic polyisocyanates and partially urethanized aromatic polyisocyanates by using a surfactant, and there is no turbidity, high molecular weight polymer. A liquid stable isocyanurate-modified product with less generation of is obtained.
In addition, the isocyanurate modified product produced by using the surfactant has improved compatibility with other resins, and therefore the curing reaction with the compound containing active hydrogen that reacts with the isocyanate group could proceed smoothly. The physical properties of the cured product are also improved.

本発明では界面活性剤は、反応初期あるいは、反応後
期のいずれにおいて添加しても良い。
In the present invention, the surfactant may be added either at the early stage of the reaction or at the late stage of the reaction.

本発明で用いられる界面活性剤は、例えば、エチレン
オキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等の
アルキレンオキシド、好ましくは、エチレンオキシド、
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールと
を反応させて得られるポリグリコールエーテルと1個の
反応性水素原子を含有する有機化合物とを縮合する事に
よって得られる。このような1個の反応性水素原子を含
有する化合物として、アルコール、フェノール、チオー
ル、第一及び第二アミンがある。また、ポリグリコール
エーテルとカルボン酸及びスルホン酸とそれらのアミド
からなる非イオン性界面活性剤がある。これらには、ポ
リエチレングリコールエーテルがある。また該ポリグリ
コールエーテルと例えば、1個以上のアルキル置換基を
含有するフェノール系化合物のポリアルキレンオキシド
誘導体である界面活性剤がある。これらには、ポリエチ
レングリコールノニルフェニルエーテルがある。
Surfactants used in the present invention include, for example, alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide and butylene oxide, preferably ethylene oxide,
It can be obtained by condensing a polyglycol ether obtained by reacting polyethylene glycol or polypropylene glycol with an organic compound containing one reactive hydrogen atom. Such compounds containing one reactive hydrogen atom include alcohols, phenols, thiols, primary and secondary amines. There are also nonionic surfactants consisting of polyglycol ethers and carboxylic acids and sulphonic acids and their amides. These include polyethylene glycol ethers. There is also a surfactant which is a polyalkylene oxide derivative of a phenolic compound containing the polyglycol ether and, for example, one or more alkyl substituents. These include polyethylene glycol nonyl phenyl ether.

更に界面活性剤としては、例えば、プルロニック型と
称されるものがある。これらは一般には、ブチレンオキ
シド、アミレンオキシド、フェニルエチレンオキシド、
シクロヘキセンオキシド、プロピレンオキシド或いはこ
れらの混合物が用いられ、例えば、1,2−アルキレンオ
キシドまたは置換アルキレンオキシドをアルカリ触媒の
存在下で重合せしめて対応する水に不溶性のポリアルキ
レングリコールを製造し、次に、エチレンオキシドの必
要なモル数と縮合して得られる非イオン性界面活性剤が
ある。これらには、プロロニックL−61、プロロニック
L−62(旭電化品)がある。更に界面活性剤として、例
えば、トリプロピレン、テトラプロピレン、ペンタプロ
ピレン、ジイソブチレン、トリイソブチレン、テトラブ
チレン、プロピレン−イソブチレン及びトリブテン等の
如きポリオレフィンと一酸化炭素及び水素との触媒反応
によって生成されたアルデヒドを還元して得られるアル
コールと必要なモル数のエチレンオキシドとを反応して
得られる非イオン型界面活性剤がある。これらにはポリ
・オキシエチレン・アルキル・エーテル、ポリ・オキシ
エチレン・ラウリル・エーテル、ポリ・オキシエチレン
・オレイル・エーテル等がある。
Further, examples of the surfactant include those referred to as Pluronic type. These are generally butylene oxide, amylene oxide, phenylethylene oxide,
Cyclohexene oxide, propylene oxide or mixtures thereof are used, for example by polymerizing 1,2-alkylene oxide or substituted alkylene oxide in the presence of an alkali catalyst to produce the corresponding water-insoluble polyalkylene glycol, then , Nonionic surfactants obtained by condensation with the required number of moles of ethylene oxide. These include Prolonic L-61 and Prolonic L-62 (Asahi Denka). Further as a surfactant, for example, an aldehyde produced by a catalytic reaction of a polyolefin such as tripropylene, tetrapropylene, pentapropylene, diisobutylene, triisobutylene, tetrabutylene, propylene-isobutylene and tributene with carbon monoxide and hydrogen. There is a nonionic surface active agent obtained by reacting an alcohol obtained by reducing OH with a necessary number of moles of ethylene oxide. These include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene lauryl ethers, polyoxyethylene oleyl ethers, and the like.

更に、本発明において特に有効な界面活性剤として
は、一般式(2)で示されるものがある。
Further, the surfactants particularly effective in the present invention include those represented by the general formula (2).

ここでR,R′,R″はアルキル基をし、炭素原子数は1
個〜20個である。
Where R, R ', R "are alkyl groups and have 1 carbon atom
20 to 20 pieces.

p、q、rは少なくとも1以上の整数値で、nは2〜4
の整数値、zは5以上の整数値である。これらには、L
−5340(U。C.C品)、トーレシリコンSH193(東レ
品)、B8404(ゴールドシュミット品)等のシリコーン
系界面活性剤が挙げられる。このような界面活性剤の使
用量は、芳香族ポリイソシアネート量に対して0.1〜2
重量%用いられる。
p, q, and r are integer values of at least 1 and n is 2 to 4
And z is an integer value of 5 or more. These include L
-5340 (U.CC product), Toray Silicon SH193 (Toray product), B8404 (Goldschmitt product) and other silicone-based surfactants. The amount of such a surfactant used is 0.1 to 2 with respect to the amount of aromatic polyisocyanate.
% By weight.

本発明におけるイソシアヌレート化変性反応は、反応
温度100℃以下、好ましくは15℃〜70℃である。反応に
おいて、界面活性剤を使用させる事により比較的低温で
効果的にイソシアヌレート化反応が進行し、また、生成
されたイソシアヌレート化変性物も反応生成物中に均一
に分散されるため反応も漸次的に進行し安定で液状なイ
ソシアヌレート変性体が得られる。
In the isocyanurate-forming modification reaction in the present invention, the reaction temperature is 100 ° C or lower, preferably 15 ° C to 70 ° C. In the reaction, by using a surfactant, the isocyanurate-forming reaction effectively proceeds at a relatively low temperature, and the resulting isocyanurate-modified product is also uniformly dispersed in the reaction product. A stable and liquid isocyanurate modified product is obtained which gradually progresses.

触媒量が多いか、反応温度が100℃以上となるとイソ
シアヌレート化合物の高分子体またはアロファネート化
合物の高分子体が生成しやすいため相溶性が低下した
り、ゲル化したりすることがある。
If the amount of the catalyst is large or the reaction temperature is 100 ° C. or higher, a polymer of an isocyanurate compound or a polymer of an allophanate compound is likely to be formed, so that the compatibility may decrease or gelation may occur.

芳香族ポリイソシアネート変性体の反応時間、収率、
品質等は、触媒の種類とその使用量により効果的に制御
調節できる。従って、通常行なわれている公知の滴定分
析によって測定できるので反応停止時のNCO含量によっ
て芳香族ポリイソシアネート変性体のNCO含量及び粘度
を任意に調節することができる。
Reaction time of aromatic polyisocyanate modified product, yield,
The quality and the like can be effectively controlled and adjusted depending on the type of catalyst and the amount thereof used. Therefore, the NCO content and viscosity of the modified aromatic polyisocyanate can be arbitrarily adjusted by the NCO content at the time of stopping the reaction, since it can be measured by a commonly known titration analysis.

このように本発明によるイソシアヌレート化は、触媒
量が少なく、低温度で短時間に反応することができる等
の利点がある。
As described above, the isocyanurate formation according to the present invention has an advantage that the amount of the catalyst is small and the reaction can be performed at a low temperature in a short time.

本発明の芳香族ポリイソシアネートのイソシアヌレー
ト化の製造に当たっては必要に応じて停止剤として、酸
性化合物が使用される。例えば、塩酸、リン酸、リン酸
ジメチル、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン
酸トリクレシル、リン酸トリフェニル、リン酸トリブチ
ルP−トルエンスルホン酸、P−トルエンスルホン酸メ
チル、キシレンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、メタ
ンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、ジナフタ
レンジスルホン酸、ジナフタレンモノスルホン酸、ジノ
ニルナフタレンジスルホン酸、ジノニルナフタレンモノ
スルホン酸、ベンゾイルクロライド、アセチルクロライ
ド等及び、これら類似化合物が挙げられる。
In producing the isocyanurate-forming aromatic polyisocyanate of the present invention, an acidic compound is used as a terminating agent, if necessary. For example, hydrochloric acid, phosphoric acid, dimethyl phosphate, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tricresyl phosphate, triphenyl phosphate, tributyl phosphate P-toluene sulfonic acid, methyl P-toluene sulfonate, xylene sulfonic acid, benzene sulfone. Examples thereof include acid, methanesulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid, dinaphthalenedisulfonic acid, dinaphthalenemonosulfonic acid, dinonylnaphthalenedisulfonic acid, dinonylnaphthalenemonosulfonic acid, benzoyl chloride, acetyl chloride and the like, and similar compounds.

停止剤としては、触媒量に対して0.3〜5倍当量が用
いられ好ましくは1.0〜2.0倍当量である。イソシアヌレ
ート化反応中に添加することにより、反応液も濁ること
なく芳香族ポリイソシアネート変性体の安定化を促進す
ることができる。
The terminator is used in an amount of 0.3 to 5 times the equivalent amount, preferably 1.0 to 2.0 times the equivalent amount, based on the amount of the catalyst. By adding it during the isocyanurate-forming reaction, it is possible to promote the stabilization of the modified aromatic polyisocyanate without the reaction solution becoming turbid.

この変性体は、無溶剤で安定な品質を有しているため
プラスチックフォーム、エラストマーはもちろんのこ
と、塗料、接着剤等の原料としても広く有用であり、活
性水素化合物との反応により得られる生成物は、難燃
性、耐熱性、耐水性、強靱性等に於て優れた性能を発揮
する。
Since this modified product is solvent-free and has stable quality, it is widely used not only as a raw material for plastic foams and elastomers, but also for paints, adhesives, etc., and can be obtained by reaction with active hydrogen compounds. The product exhibits excellent performance in flame retardancy, heat resistance, water resistance, toughness and the like.

次に、本発明を更に実施例により詳細に説明するが、
本発明は、これらに制限されるものでない。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
The present invention is not limited to these.

尚、実施例において全ての「部」及び「%」は特に断
りのない限り「重量部」および「重量%」である。
In the examples, all "parts" and "%" are "parts by weight" and "% by weight" unless otherwise specified.

実施例.1 温度計、攪拌機、窒素シール管を備えた1容摺合せ
ガラス製四つ口フラスコに、芳香族ポリイソシアネート
としてMR−200 500部、界面活性剤としてL−5340を4.0
部、触媒としてアンカミンK−54を1.0部、助触媒とし
てトリエチルホスファイト5.0部、希釈剤としてR−113
を2.0部、触媒は希釈剤と混合後仕込み、フラスコ中の
空気を窒素で置換し、攪拌しながら50℃に加熱し、3.5
時間反応後NCO含量を測定したところ28,6%で、反応液
は、褐色透明な液体であった。この反応液に停止剤とし
てリン酸を0.5部加え、50℃で1時間攪拌後反応を終了
した。
Example 1 In a one-volume sliding glass four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a nitrogen seal tube, 500 parts of MR-200 as an aromatic polyisocyanate and 4.0 parts of L-5340 as a surfactant were used.
Parts, 1.0 part of ancamine K-54 as a catalyst, 5.0 parts of triethylphosphite as a cocatalyst, R-113 as a diluent.
2.0 parts, the catalyst was charged after mixing with a diluent, the air in the flask was replaced with nitrogen, heated to 50 ° C. with stirring, and
The NCO content measured after the reaction for 2 hours was 28.6%, and the reaction solution was a brown transparent liquid. 0.5 part of phosphoric acid was added to this reaction solution as a terminating agent, and the reaction was terminated after stirring at 50 ° C. for 1 hour.

得られたポリイソシアネートのイソシアヌレート変性
体は、褐色透明な液体で、NCO含量28.6%、粘度850cP/2
5℃で、赤外線吸収スペクトルにより三量体を認めた。
6ケ月後においても異状は認められなかった。
The isocyanurate-modified polyisocyanate obtained is a brown transparent liquid with an NCO content of 28.6% and a viscosity of 850 cP / 2.
At 5 ° C, the trimer was recognized by infrared absorption spectrum.
No abnormalities were observed even after 6 months.

実施例.2〜8 表1に示す条件で、実施例1と同様に反応を行った。
結果を表1及び表1−1に示す。
Examples 2 to 8 The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 under the conditions shown in Table 1.
The results are shown in Table 1 and Table 1-1.

実施例.9 実施例1と同様の四つ口フラスコに、MR−200を500
部、ポリオールとして1,3−ブタンジオール6.1部を仕込
み、フラスコ中の空気を窒素で置換し、60℃で2時間反
応させた。NCO含量を測定したところ29.4%であった。
Example 9 In the same four-necked flask as in Example 1, 500 MR-200 was used.
Parts, 6.1 parts of 1,3-butanediol as a polyol were charged, the air in the flask was replaced with nitrogen, and the reaction was carried out at 60 ° C. for 2 hours. The NCO content was measured and found to be 29.4%.

次に、L−5340を4.0部、アンカミンK−54を0.7部と
R−113を2.0部とを混合して加え、トリエチルホスファ
イトを3.0部仕込み、50℃で2.0時間反応、反応後NCO含
量を測定したところ26.9%であった。この反応液にリン
酸を0.35部加え、50℃で1.0時間攪拌反応を終了した。
Next, 4.0 parts of L-5340, 0.7 parts of ancamine K-54 and 2.0 parts of R-113 were mixed and added, 3.0 parts of triethylphosphite was charged, and the reaction was carried out at 50 ° C. for 2.0 hours. Was measured to be 26.9%. Phosphoric acid (0.35 parts) was added to the reaction solution, and the reaction was stirred at 50 ° C. for 1.0 hour.

得られたイソシアヌレート変性体は、褐色透明な液体
で、NCO含量26.9%、粘度4500cP/25℃で、赤外線吸収ス
ペクトルにより三量体を認めた。貯蔵安定性は、6ケ月
後においても異状は認められなかった。
The obtained modified isocyanurate was a brown transparent liquid, had an NCO content of 26.9%, a viscosity of 4500 cP / 25 ° C, and a trimer was recognized by an infrared absorption spectrum. No abnormalities in storage stability were observed even after 6 months.

実施例.10〜17 表1に示す条件で、実施例9と同様に反応を行った。
結果を表1及び表1−1に示す。
Examples 10 to 17 The reaction was carried out in the same manner as in Example 9 under the conditions shown in Table 1.
The results are shown in Table 1 and Table 1-1.

比較例.1〜3 比較例.1は実施例.9と同様の方法で行い、比較例.2,3
は、実施例.1と同様の方法で行い仕込み量、反応条件、
結果等は表1及び表1−1に示す。
Comparative Examples 1 to 3 Comparative Example 1 was performed in the same manner as in Example 9. Comparative Examples 2 and 3
Is carried out in the same manner as in Example 1. Charge amount, reaction conditions,
The results and the like are shown in Table 1 and Table 1-1.

発明の効果 本発明の方法により、容易にかつ安定的短時間は少量
の触媒量でイソシアヌレート変性体を得ることができ
る。
Effects of the Invention According to the method of the present invention, it is possible to easily and stably obtain a modified isocyanurate with a small amount of a catalyst for a short time.

また、本発明の方法により得られた変性体は、液状で
安定な、他樹脂との相溶性が良く、かつ活性の強いイソ
シアネート基を末端に含有するポリイソシアネート変性
体である。これらイソシアネート基と反応する活性水素
を有する化合物とを反応させる事により、作業性の良
い、難燃性、耐熱性、剛直性を有する生成物が得られ
る。
Further, the modified product obtained by the method of the present invention is a polyisocyanate modified product which is stable in a liquid state, has good compatibility with other resins, and has a strongly active isocyanate group at the terminal. By reacting these isocyanate groups with a compound having active hydrogen that reacts, a product having good workability, flame retardancy, heat resistance, and rigidity can be obtained.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】芳香族ポリイソシアネート及び/または部
分ウレタン化芳香族ポリイソシアネートに、三量化触
媒、有機亜リン酸エステル及び界面活性剤を添加し、全
イソシアネート基の20重量%以下をイソシアヌレート化
せしめ、必要に応じて停止剤を加えることを特徴とする
イソシアヌレート環を有する芳香族ポリイソシアネート
変性体の製造法。
1. An aromatic polyisocyanate and / or a partially urethanized aromatic polyisocyanate, to which a trimerization catalyst, an organic phosphite ester and a surfactant are added, and 20% by weight or less of all isocyanate groups are converted to isocyanurate. A method for producing a modified aromatic polyisocyanate having an isocyanurate ring, which comprises adding a terminating agent if necessary.
【請求項2】部分ウレタン化芳香族ポリイソシアネート
として、芳香族ポリイソシアネートと分子量2000以下で
官能基数3以下の水酸基含有化合物とを全イソシアネー
ト基の10重量%以下を反応せしめたものを使用すること
を特徴とする請求項1記載の製造法。
2. A partially urethanized aromatic polyisocyanate, which is obtained by reacting 10% by weight or less of all isocyanate groups with an aromatic polyisocyanate and a hydroxyl group-containing compound having a molecular weight of 2000 or less and a functional number of 3 or less. The manufacturing method according to claim 1, wherein:
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