JP2855685B2 - Method for producing urethane resin - Google Patents
Method for producing urethane resinInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はウレタン樹脂の製造方法に関する。The present invention relates to a method for producing a urethane resin.
(従来の技術) ウレタン樹脂、特に線状で分子末端にイソシアネート
基を有するウレタン樹脂は、湿気硬化できるという特徴
を生かして主に湿式硬化型接着剤として用いられてい
る。(Prior Art) Urethane resins, especially linear urethane resins having an isocyanate group at a molecular terminal, are mainly used as wet-curable adhesives, taking advantage of the fact that they can be cured by moisture.
例えば、特開昭62−81375号公報には上記したウレタ
ン樹脂の製造方法として、直鎖脂肪族飽和ポリエステル
ジオールと、芳香族ジイソシアネート又は脂環族ジイソ
シアネートとを、ジイソシアネート過剰の条件下で反応
させる方法が記載されている。For example, JP-A-62-81375 discloses a method for producing a urethane resin as described above, which comprises reacting a linear aliphatic saturated polyester diol with an aromatic diisocyanate or an alicyclic diisocyanate under diisocyanate excess conditions. Is described.
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、芳香族ジイソシアネートや脂環族ジイ
ソシアネートを用いて製造された分子末端にイソシアネ
ート基を有するウレタン樹脂は、例えば反応性ホットメ
ルト接着剤として用いた場合、凝集力に乏しく初期接着
性に劣るという欠点を有していた。(Problems to be Solved by the Invention) However, a urethane resin having an isocyanate group at a molecular terminal produced by using an aromatic diisocyanate or an alicyclic diisocyanate has, for example, a cohesive force when used as a reactive hot melt adhesive. And poor initial adhesion.
(課題を解決するための手段) 本発明者等は、上記実情に鑑みて鋭意検討した結果、
芳香族ジイソシアネート又は脂環族ジイソシアネートの
代わりにポリメチレンジイソシアネートを用い、ポリメ
チレンジイソシアネートと直鎖脂肪族飽和ポリエステル
ジオールとを反応させるに当たり、直鎖脂肪族飽和ポリ
エステルジオール過剰の条件下でポリメチレンジイソシ
アネートとの反応を行って分子末端に水酸基を有するウ
レタンプレポリマーを得、次いでこれとジイソシアネー
トとジイソシアネート過剰の条件下で反応させるという
方法で製造した直鎖脂肪族飽和ポリエステル骨格と、ポ
リメチレン骨格とが、ウレタン結合を介して直接結合し
た構造のみを実質的に繰り返し単位とする、分子末端に
イソシアネート基を有する線状のウレタン樹脂が、初期
接着性に優れ、ホットメルト接着剤として好適であるこ
とを見い出し、本発明を完成するに至った。(Means for Solving the Problems) The present inventors have conducted intensive studies in view of the above situation,
Using polymethylene diisocyanate instead of aromatic diisocyanate or alicyclic diisocyanate, in reacting polymethylene diisocyanate with linear aliphatic saturated polyester diol, polymethylene diisocyanate under conditions of linear aliphatic saturated polyester diol excess To obtain a urethane prepolymer having a hydroxyl group at the molecular terminal, and then reacting the urethane prepolymer with a diisocyanate and a diisocyanate in an excess of diisocyanate to form a linear aliphatic saturated polyester skeleton and a polymethylene skeleton. It is found that a linear urethane resin having an isocyanate group at the molecular terminal, which is substantially a repeating unit having only a structure directly bonded through a bond, has excellent initial adhesiveness and is suitable as a hot melt adhesive, Book Which resulted in the completion of the Akira.
即ち、本発明は、直鎖脂肪族飽和ポリエステルジオー
ル(A)と、ポリメチレンジイソシアネート(B)とを
直鎖脂肪族飽和ポリエステルジオール(A)過剰の条件
下で反応せしめて分子端末に水酸基を有するウレタンプ
レポリマーを得、次いで、これとジイソシアネート
(C)とをジイソシアネート(C)過剰の条件下で反応
せしめることを特徴とする分子末端にイソシアネート基
を有するウレタン樹脂の製造方法、好ましくは直鎖脂肪
族飽和ポリエステルジオール(A)が、ポリメチレンジ
オール(a1)と、ポリメチレンジカルボン酸(a2)とを
反応せしめたポリエステルジオールであること、好まし
くは直鎖脂肪族飽和ポリエステルジオール(A)が、偶
数の炭素原子数を有するポリメチレン骨格の両末端に直
接水酸基が結合したジオールと、偶数の炭素原子数を有
するポリメチレン骨格の両末端に直接カルボキシル基が
結合したジカルボン酸とを反応せしめたポリエステルジ
オールであること、好ましくはポリメチレンジイソシア
ネート(B)が、偶数の炭素原子数を有するポリメチレ
ン骨格の両末端に直接イソシアネート基が結合したジイ
ソシアネートであることを特徴とする分子末端にイソシ
アネート基を有するウレタン樹脂の製造方法を提供する
ものである。That is, in the present invention, a linear aliphatic saturated polyester diol (A) and a polymethylene diisocyanate (B) are reacted under an excess of the linear aliphatic saturated polyester diol (A) to have a hydroxyl group at a molecular terminal. A method for producing a urethane resin having an isocyanate group at a molecular end, characterized in that a urethane prepolymer is obtained and then reacted with a diisocyanate (C) under an excess of diisocyanate (C), preferably a linear fatty acid. The aliphatic saturated polyester diol (A) is a polyester diol obtained by reacting a polymethylene diol (a1) with a polymethylene dicarboxylic acid (a2), and preferably the linear aliphatic saturated polyester diol (A) is an even number Having a hydroxyl group bonded directly to both ends of a polymethylene skeleton having a number of carbon atoms And a dicarboxylic acid in which carboxyl groups are directly bonded to both ends of a polymethylene skeleton having an even number of carbon atoms. Preferably, the polymethylene diisocyanate (B) has an even number of carbon atoms. It is intended to provide a method for producing a urethane resin having an isocyanate group at a molecular terminal, which is a diisocyanate in which isocyanate groups are directly bonded to both ends of a polymethylene skeleton having
本発明に係る直鎖脂肪族飽和ポリエステルジオール
(A)としては、例えば、直鎖脂肪族飽和ジオールと、
直鎖脂肪族飽和ジカルボン酸、直鎖脂肪族飽和ジカルボ
ン酸無水物および直鎖脂肪族飽和ジカルボン酸ジアルキ
ルエステルからなる群から選ばれる少なくとも一種の化
合物とを反応せしめることにより得られるものが挙げら
れる。より具体的にはポリメチレンジオール(a1)と、
ポリメチレンジカルボン酸、ポリメチレンジカルボン酸
無水物およびポリメチレンジカルボン酸ジアルキルエス
テルからなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物
(a2)とを反応せしめたものが挙げられる。Examples of the linear aliphatic saturated polyester diol (A) according to the present invention include: a linear aliphatic saturated diol;
Examples thereof include those obtained by reacting at least one compound selected from the group consisting of a linear aliphatic saturated dicarboxylic acid, a linear aliphatic saturated dicarboxylic anhydride, and a linear aliphatic saturated dicarboxylic acid dialkyl ester. More specifically, polymethylene diol (a 1 )
Examples thereof include those obtained by reacting at least one compound (a 2 ) selected from the group consisting of polymethylene dicarboxylic acid, polymethylene dicarboxylic anhydride and polymethylene dicarboxylic acid dialkyl ester.
本発明においてポリメチレンジオール(a1)とは、ポ
リメチレン骨格の両末端に直接水酸基が結合したジオー
ルをいい、化合物(a2)とは、ポリメチレン骨格の両末
端に直接カルボキシ基が結合したジカルボン酸、その無
水物およびジアルキルエステルをいう。In the present invention, polymethylene diol (a 1 ) refers to a diol in which hydroxyl groups are directly bonded to both ends of a polymethylene skeleton, and compound (a 2 ) is a dicarboxylic acid in which a carboxy group is directly bonded to both ends of a polymethylene skeleton , Its anhydrides and dialkyl esters.
直鎖脂肪族飽和ポリエステルジオール(A)として
は、偶数個の炭素原子数を有するポリメチレンジオール
と、偶数個の炭素原子数を有するポリメチレンジカルボ
ン酸、その無水物およびそのジアルキルエステルからな
る群から選ばれる少なくとも一種の化合物とからなるポ
リエステルジオールが好ましい。The linear aliphatic saturated polyester diol (A) includes polymethylene diol having an even number of carbon atoms, polymethylene dicarboxylic acid having an even number of carbon atoms, an anhydride thereof, and a dialkyl ester thereof. A polyester diol comprising at least one compound selected is preferred.
直鎖脂肪族飽和ポリエステルジオール(A)の分子量
は、300〜5000、中でも500〜3500が好ましい。直鎖脂肪
族飽和ポリエステルジオール(A)は、その分子量が大
きい程、得られるウレタン樹脂やその硬化物は剛直とな
り、逆に分子量が小さいほど、柔軟となるので目的、用
途により適宜選択して使用すればよい。The molecular weight of the linear aliphatic saturated polyester diol (A) is preferably from 300 to 5,000, and more preferably from 500 to 3,500. As the straight-chain aliphatic saturated polyester diol (A) has a higher molecular weight, the resulting urethane resin or its cured product becomes more rigid, and conversely, a lower molecular weight becomes more flexible. do it.
直鎖脂肪族飽和ポリエステルジオール(A)を製造す
るに際して用いるポリメチレンジオール(a1)として
は、例えばエチレングリコール、1,3−プロパンジオー
ル、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,
6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−
デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,16−ヘキ
サデカンジオール、1,20−エイコサンジオール等が、化
合物(a2)としては、例えば、コハク酸、グルタン酸、
アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、
1,10−デカンジカルボン酸、1,12−ドテカンジカルボン
酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸、1,20−エイコサ
ンジカルボン酸、コハク酸無水物、アジピン酸無水物、
アゼライン酸無水物、1,10−デカンジカルボン酸無水
物、グルタン酸ジメチルエステル、スベリン酸ジエチル
エステル、セバシン酸ジプロピルエステル、1,12−ドデ
カンジカルボン酸ジエチルエステル、1,20−エイコサン
ジカルボン酸ジメチルエステル等が挙げられる。Examples of the polymethylene diol (a 1 ) used for producing the linear aliphatic saturated polyester diol (A) include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,
6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,10-
Decane diol, 1,12-dodecane diol, 1,16-hexadecane diol, 1,20-eicosane diol and the like include, as the compound (a 2 ), for example, succinic acid, glutanic acid,
Adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid,
1,10-decanedicarboxylic acid, 1,12-dotecandicarboxylic acid, 1,16-hexadecanedicarboxylic acid, 1,20-eicosandicarboxylic acid, succinic anhydride, adipic anhydride,
Azelaic anhydride, 1,10-decanedicarboxylic anhydride, dimethyl glutanate, diethyl suberate, dipropyl sebacate, diethyl 1,12-dodecanedicarboxylate, dimethyl 1,20-eicosandicarboxylate Esters and the like.
本発明に係るポリメチレンジイソシアネート(B)と
は、ポリメチレン骨格の両末端に直接イソシアネート基
が結合したジイソシアネートであり、例えばテトラメチ
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、オクタメチレンジイソシアネート等が挙げられ、ヘ
キサメチレンジイソシアネートが好ましい。The polymethylene diisocyanate (B) according to the present invention is a diisocyanate in which isocyanate groups are directly bonded to both ends of a polymethylene skeleton, and examples thereof include tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and octamethylene diisocyanate. preferable.
本発明に係るジイソシアネート(C)としては、例え
ばトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソ
シアネート、液状ジフェニルメタンジイソシアネート、
ナフチレンジイソシアネート、クルードジフェニルメタ
ンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;ヘキ
サメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネー
ト、オクタメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソ
シアネート;イソホロンジイソシアネート、水添ジフェ
ニルメタンジイソシアネート、キシレンジイソシアネー
ト等の脂環族ジイソシアネート等が挙げられる。Examples of the diisocyanate (C) according to the present invention include tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, liquid diphenylmethane diisocyanate,
Aromatic diisocyanates such as naphthylene diisocyanate and crude diphenylmethane diisocyanate; aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate and octamethylene diisocyanate; and alicyclic diisocyanates such as isophorone diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate and xylene diisocyanate.
本発明の分子末端にイソシアネート基を有するウレタ
ン樹脂の製造方法としては、 直鎖脂肪族飽和ポリエステルジオール(A)とポリメ
チレンジイソシアネート(B)とを(A)過剰の条件下
で反応せしめて分子末端に水酸基を有するウレタンプレ
ポリマーを得、次いでこれとジイソシアネート(C)と
を(C)過剰の条件下で反応させる。As a method for producing a urethane resin having an isocyanate group at a molecular terminal according to the present invention, a linear aliphatic saturated polyester diol (A) and a polymethylene diisocyanate (B) are reacted under an excess of (A) to obtain a molecular terminal. To obtain a urethane prepolymer having a hydroxyl group, and then reacting this with a diisocyanate (C) under an excess of (C).
本発明の製造方法においては上記以外の反応条件は特
に限定されるものではないが、通常不活性ガスの存在
下、ポリエステルジオール(A)にポリメチレンジイソ
シアネート(B)を水酸基/イソシアネート基(当量
比)=1.2〜2.0となる様に滴下して、イソシアネート基
の存在率がゼロになるまで反応させウレタンプレポリマ
ーを得、次いでこれにジイソシアネート(C)をイソシ
アネート基/水酸基(当量比)=1.3〜3.0となる様に滴
下して、水酸基の存在率がゼロになるまで反応させれば
よい。In the production method of the present invention, reaction conditions other than those described above are not particularly limited, but usually, a polymethylene diisocyanate (B) is added to a polyester diol (A) in a hydroxyl group / isocyanate group (equivalent ratio) in the presence of an inert gas. ) = 1.2 to 2.0, and reacted until the isocyanate group abundance becomes zero to obtain a urethane prepolymer, and then diisocyanate (C) is added with isocyanate group / hydroxyl group (equivalent ratio) = 1.3 to 2.0. It suffices that the reaction is carried out until the hydroxyl group abundance becomes zero.
しかしながら、本発明の製造方法はイソシアネート過
剰系の反応であるので、緩やかな反応条件例えば比較的
低温(50〜80℃)で、1〜10時間反応を行うのが好まし
い。触媒を用いる場合も必要最小限に留めたほうがよ
い。However, since the production method of the present invention is an isocyanate excess reaction, it is preferable to carry out the reaction under mild reaction conditions, for example, at a relatively low temperature (50 to 80 ° C.) for 1 to 10 hours. When using a catalyst, it is better to keep it to the minimum necessary.
この際用いることができる触媒としては、例えばトリ
エチルアミン、トリエチレンジアミン、モルホリン等の
含窒素化合物、酢酸カリウム、ステアリン酸亜鉛、オク
チル酸錫、ジブチル錫ジラウレート等の有機金属化合物
が挙げられる。Examples of the catalyst that can be used in this case include nitrogen-containing compounds such as triethylamine, triethylenediamine, and morpholine, and organic metal compounds such as potassium acetate, zinc stearate, tin octylate, and dibutyltin dilaurate.
本発明の製造方法において、上記の方法では(A),
(B)および(C)成分のみを用いることが特に好まし
い。In the production method of the present invention, the method (A),
It is particularly preferable to use only the components (B) and (C).
尚、最終的に得られるウレタン樹脂の初期接着性を損
なわない範囲でその他の原料を用いてもよい。In addition, other raw materials may be used as long as the initial adhesiveness of the urethane resin finally obtained is not impaired.
本発明では、最終的に得られる分子末端にイソシアネ
ート基を有するウレタン樹脂の分子量分布がシャープに
なる点で、優れている。The present invention is excellent in that the molecular weight distribution of the finally obtained urethane resin having an isocyanate group at the molecular terminal is sharp.
2段目の反応において用いられるジイソシアネート
(C)としては、ポリメチレンジイソシアネート(B)
に比べて遊離状態における毒性が低い点で、芳香族ジイ
ソシアネートが好ましく、更に得られるポリウレタン樹
脂の結晶性を阻害しにくい点で、ジフェニルメタンジイ
ソシアネートのみを用いることが好ましい。The diisocyanate (C) used in the second-stage reaction includes polymethylene diisocyanate (B)
Aromatic diisocyanates are preferred in that they are less toxic in the free state, and it is preferred to use only diphenylmethane diisocyanate in that they do not easily inhibit the crystallinity of the obtained polyurethane resin.
しかしながら、遊離状態における毒性が芳香族ジイソ
シアネートのみを用いた場合に比べて著しく高くなった
り、得られるポリウレタン樹脂の結晶性を著しく損なわ
ない範囲で、2官能を越えたポリイソシアネートを使用
してもよい。However, a polyisocyanate having more than two functions may be used as long as the toxicity in the free state is not significantly increased as compared with the case where only the aromatic diisocyanate is used, or the crystallinity of the obtained polyurethane resin is not significantly impaired. .
本発明の方法で得られる分子末端にイソシアネート基
を有するウレタン樹脂を湿気硬化型ウレタン系接着剤と
して用いる場合は、それの100〜130℃における溶融粘度
が、5000〜100000CPSで、得られるウレタン樹脂重量の
0.5〜4重量%がイソシアネートの含有量となる様に反
応を行うことが好ましい。When the urethane resin having an isocyanate group at the molecular terminal obtained by the method of the present invention is used as a moisture-curable urethane-based adhesive, its melt viscosity at 100 to 130 ° C. is 5000 to 100,000 CPS, and the obtained urethane resin weight is of
The reaction is preferably performed so that 0.5 to 4% by weight is the isocyanate content.
本発明の製造方法で得られたウレタン樹脂は、そのま
まで湿気硬化型接着剤として用いることができるが、必
要に応じて有機溶剤に溶解すれば、溶剤型接着剤として
用いることもできる。The urethane resin obtained by the production method of the present invention can be used as it is as a moisture-curable adhesive, but if it is dissolved in an organic solvent as needed, it can be used as a solvent-type adhesive.
本発明の製造方法で得られたウレタン樹脂は、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体等の従来ホットメルト型接着剤
として用いられている樹脂と併用してもよい。The urethane resin obtained by the production method of the present invention may be used in combination with a resin such as an ethylene-vinyl acetate copolymer which has been conventionally used as a hot melt adhesive.
更に得られたウレタン樹脂の結晶性を阻害しない範囲
で通常の接着剤に使用される副資材や添加剤、例えば可
塑剤、熱可塑剤ポリマー、粘着附与剤、充填剤、顔料、
硬化触媒、水分除去剤、貯蔵安定剤、老化防止剤等を使
用することも可能である。Further, secondary materials and additives used in ordinary adhesives in a range that does not inhibit the crystallinity of the obtained urethane resin, for example, a plasticizer, a thermoplastic polymer, a tackifier, a filler, a pigment,
It is also possible to use curing catalysts, moisture removers, storage stabilizers, anti-aging agents and the like.
本発明の製造方法により得られるウレタン樹脂には、
無機質充填剤を添加混合することにより、被着体への初
期接着性および速固化性をより向上させることができ
る。その添加方法は特に限定されないが、例えば得られ
たウレタン樹脂に水分を充分に除去した無機質充填剤を
添加混合する方法、ウレタン樹脂製造の任意工程で添加
混合し、無機質充填剤の存在下で反応を行う方法が挙げ
られる。In the urethane resin obtained by the production method of the present invention,
By adding and mixing the inorganic filler, the initial adhesion to the adherend and the rapid solidification can be further improved. The method of addition is not particularly limited.For example, a method of adding and mixing an inorganic filler sufficiently removed from water to the obtained urethane resin, adding and mixing in an optional step of urethane resin production, and reacting in the presence of the inorganic filler. Is performed.
この際用いることのできる無機質充填剤としては、例
えば炭素カルシウム、酸化マグネシウム、タルク、エア
ロジル、硫酸バリウム、硅砂、水酸化アルミニウム、カ
オリンクレイ等が挙げられる。Examples of the inorganic filler that can be used at this time include calcium carbon, magnesium oxide, talc, aerosil, barium sulfate, silica sand, aluminum hydroxide, kaolin clay, and the like.
これら無機質充填剤の中でも、接着剤実使用時におけ
る加熱時の熱安定性に優れる点で、pH7以下の無機質充
填剤、中でもカオリンクレイが特に好ましい。Among these inorganic fillers, inorganic fillers having a pH of 7 or less, particularly kaolin clay, are particularly preferred in that they have excellent thermal stability during heating when the adhesive is actually used.
これら無機質充填剤の添加量は、通常得られたウレタ
ン樹脂の固形分100重量部に対して3重量部以上、実使
用に適した粘度となる点で3〜50重量部が好ましい。The amount of the inorganic filler to be added is preferably 3 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the solid content of the obtained urethane resin, and 3 to 50 parts by weight from the viewpoint of obtaining a viscosity suitable for practical use.
次に本発明を実施例により説明する。以下、特に断わ
りのない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「重量
%」を示すものとする。Next, the present invention will be described with reference to examples. Hereinafter, unless otherwise specified, “part” indicates “part by weight” and “%” indicates “% by weight”.
参考例1〜4(直鎖脂肪族飽和ポリエステルジオール
(A)の調整) 脱水回路をセットしたフラスコに直鎖脂肪族飽和ジオ
ール及び直鎖脂肪族飽和ジカルボン酸第1表に記載した
所定量、テトライソプロピルチタネート0.05gを入れ、
温度220℃にて酸価1.0%以下、水分0.06%以下になる迄
縮合させて、直鎖脂肪族飽和ポリエステルジオールA−
1〜A−4を得た。Reference Examples 1 to 4 (Preparation of Linear Aliphatic Saturated Polyester Diol (A)) In a flask equipped with a dehydration circuit, the linear aliphatic saturated diol and the linear aliphatic saturated dicarboxylic acid in a predetermined amount described in Table 1 were prepared. Add 0.05 g of isopropyl titanate,
Condensation at a temperature of 220 ° C. until the acid value becomes 1.0% or less and the water content becomes 0.06% or less.
1 to A-4 were obtained.
実施例1 還流回路をセットし、予め窒素ガスで空気を置換した
2の4つ口フラスコにポリエステルジオールA−1
900gとジブチル錫ジラウレート0.05gを入れ、撹拌し均
一に溶融させた後、80℃にてヘキサメチレンジイソシア
ネート25gを滴下して、イソシアネート含有率が0%と
なるまで、同温で反応を行った。 Example 1 A reflux circuit was set, and a polyester diol A-1 was placed in a two-necked four-necked flask in which air was previously replaced with nitrogen gas.
After 900 g and 0.05 g of dibutyltin dilaurate were added and stirred and uniformly melted, 25 g of hexamethylene diisocyanate was added dropwise at 80 ° C., and the reaction was carried out at the same temperature until the isocyanate content became 0%.
次いでジフェニルメタンジイソシアネート75gを一括
で加えて80℃でイソシアネート含有率が一定になるまで
反応させた。その後減圧脱泡を行い、100℃にてウレタ
ン樹脂を取り出し、室温にて放冷した。Then, 75 g of diphenylmethane diisocyanate was added thereto all at once and reacted at 80 ° C. until the isocyanate content became constant. Thereafter, degassing was performed under reduced pressure, the urethane resin was taken out at 100 ° C., and allowed to cool at room temperature.
上記ウレタン樹脂の性状、接着剤特性を測定した。そ
の結果を第2表に示した。The properties and adhesive properties of the urethane resin were measured. The results are shown in Table 2.
尚、各特性等は次の測定法によった。 In addition, each characteristic was based on the following measuring method.
1)溶融粘度 ウレタン樹脂を100℃に加熱し、BH型粘度計No6ロータ
使用)を用いて測定した。1) Melt viscosity The urethane resin was heated to 100 ° C. and measured using a BH type viscometer No. 6 rotor.
2)軟化点 ウレタン樹脂を100℃に加熱溶融し、ボールアンドリ
ング法(シリコンオイル使用)にて測定した。2) Softening point The urethane resin was heated and melted at 100 ° C. and measured by a ball and ring method (using silicone oil).
3)セッティングタイム 100℃に加熱溶融したウレタン樹脂を20℃に調温した
カバ材に200g/mm2の割合で塗布し、の上に2cm×2cmの底
面(被接着面)を有するカバ材を重ねて貼り合せ、平面
引張強度が2.5kg/cm2以上になる迄の時間をセッティン
グタイムとした。測定は20℃×65%RHにて行なった。3) the setting time 100 ° C. to heat molten urethane resin is applied to birch controlled at 20 ° C. at a rate of 200 g / mm 2, a cover member having a 2 cm × 2 cm of the bottom surface (the bonding surface) on the The time until the plane tensile strength became 2.5 kg / cm 2 or more was set as the setting time. The measurement was performed at 20 ° C. × 65% RH.
4)初期接着力 (3)のセッティングタイムの測定方法に準じ、3mm
厚のABS板に2cm×2cmの底面(被接着面)を有する8mm厚
のカバ材を貼り合せ、ウレタン樹脂が固化した時点で同
時に平面引張試験を行ない、強度及び接着状態で評価し
た。4) Initial adhesive strength 3mm according to the measuring method of setting time of (3)
An 8 mm thick birch material having a 2 cm × 2 cm bottom surface (adhered surface) was bonded to a thick ABS plate, and when the urethane resin was solidified, a plane tensile test was performed at the same time to evaluate the strength and the adhesion state.
判定基準 ◎=5kg/cm2以上の強度で、接着剤の凝集破壊。Judgment criteria ◎ = Cohesive failure of adhesive with strength of 5 kg / cm 2 or more.
○=2.5kg/cm2以上5kg/cm2未満の強度で、接着剤の凝集
破壊。== Cohesive failure of the adhesive with a strength of 2.5 kg / cm 2 or more and less than 5 kg / cm 2 .
△=0kg/cm2以上2.5kg/cm2未満の強度で、接着剤の凝集
破壊。Δ = 0 kg / cm 2 or more and less than 2.5 kg / cm 2 with cohesive failure of the adhesive.
×=カバ材またはABSでの界面破壊。× = Interfacial fracture with birch material or ABS.
5)接着力(180゜ピール強度) 下記組合せの2つの供試体のそれぞれの片面に、120
℃で溶融したウレタン樹脂を80g/m2となる様に塗布した
後、貼り合せ、次いで100℃のホットプレスで0.1kg/cm2
で30秒間圧締して接着させた。これを室温で放冷した
後、20℃×65%RHの雰囲気下で7日間放置して試験サン
プルを得た。2つの供試体の組合せは、鉄板×キャンバ
ス布、ABS樹脂板×キャンバス布および塩化ビニル樹脂
板×キャンバス布である。5) Adhesive strength (180 ° peel strength)
After applying urethane resin melted at 80 ° C to 80 g / m 2 , laminating and then 0.1 kg / cm 2 by hot pressing at 100 ° C.
For 30 seconds to adhere. After allowing this to cool at room temperature, it was left in an atmosphere of 20 ° C. × 65% RH for 7 days to obtain a test sample. The combination of the two specimens is iron plate × canvas cloth, ABS resin plate × canvas cloth and vinyl chloride resin plate × canvas cloth.
20℃において試験サンプルのキャンバス布ともう一方
の供試体との角度が180゜となる様に引張速度200mm/min
でキャンバス布を引張り、その強度の最大値を接着力と
した。At 20 ° C, pulling speed 200mm / min so that the angle between the test sample canvas cloth and the other specimen becomes 180 °
And the maximum value of the strength was taken as the adhesive strength.
6)耐熱クリープ温度 0.13mm厚で1インチ幅の、エポキシバックコートがし
てあるアルミニウム箔と3mm厚合板を用いて、バックコ
ート面と合板を貼り合せ、(4)と同様の方法で試験サ
ンプルを得た。試験サンプルのアルミニウム箔のついて
いる面を下に向けて、試験サンプルに対して90゜となる
様にアルミニウム箔に1kgの静荷重をかけて、一定温度
下で1時間放置した。測定温度は80℃から10℃おきに20
0℃まで行った。アルミニウム箔の剥離が全くなくなる
最高温度を耐熱クリープ温度とした。6) Heat-resistant creep temperature 0.13mm thick, 1 inch wide, epoxy back coated aluminum foil and 3mm thick plywood are bonded to the back coat surface and plywood, and the test sample is prepared in the same manner as (4). I got With the aluminum foil of the test sample facing down, a static load of 1 kg was applied to the aluminum foil at 90 ° to the test sample, and the aluminum foil was left at a constant temperature for 1 hour. Measurement temperature is 20 from 80 ℃ every 10 ℃
Performed to 0 ° C. The maximum temperature at which the aluminum foil was completely removed was defined as the heat-resistant creep temperature.
実施例2〜4および比較例1〜2 実施例1と同様にして各種のウレタン樹脂を合成し
た。ウレタン樹脂の原料およびその反応比は第2表に示
した。Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 Various urethane resins were synthesized in the same manner as in Example 1. The raw materials of the urethane resin and the reaction ratio are shown in Table 2.
又、樹脂の性状および接着剤特性も同様に測定した。
その結果を併せて第2表に示した。The properties and adhesive properties of the resin were also measured in the same manner.
The results are shown in Table 2 together.
実施例5 実施例2で得られたウレタン樹脂95部に、含水率0.02
%に乾燥したカオリンクレーASP−100[表面処理された
カオリンクレー、土屋カオリン(株)製]5部を添加
し、よく混合して、無機充填剤入りウレタン樹脂を得
た。 Example 5 A water content of 0.02 was added to 95 parts of the urethane resin obtained in Example 2.
% Of kaolin clay ASP-100 [surface-treated kaolin clay, manufactured by Tsuchiya Kaolin Co., Ltd.] was added thereto and mixed well to obtain a urethane resin containing an inorganic filler.
この無機充填剤入りウレタン樹脂は、イソシアネート
含有率が1.24%で、淡灰色固体であった。又、接着剤特
性を実施例1と同様に測定した。その結果を第3表に示
した。The urethane resin containing the inorganic filler was a pale gray solid with an isocyanate content of 1.24%. The adhesive properties were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
実施例6 還流回路をセットし、予め窒素ガスで空気を置換した
2の4つ口フラスコにポリエステルジオールA−2
683と含水率0.02%に乾燥したカオリンクレーASP−170
[表面処理されたカオリンクレー、土屋カオリン(株)
製]111gとジブチル錫ジラウレート0.05gを入れ、撹拌
し、均一に溶融させた後、80℃にてヘキサメチレンジイ
ソシアネート127gを滴下して、イソシアネート含有率が
0%となるまで、同温で反応を行った。Example 6 A polyester diol A-2 was placed in a two-necked four-necked flask in which a reflux circuit was set and air was previously replaced with nitrogen gas.
Kaolin clay ASP-170 dried to 683 and water content 0.02%
[Surface treated kaolin clay, Tsuchiya Kaolin Co., Ltd.
111 g and dibutyltin dilaurate 0.05 g were added, stirred and uniformly melted, and hexamethylene diisocyanate 127 g was added dropwise at 80 ° C., and the reaction was continued at the same temperature until the isocyanate content became 0%. went.
次いで、ジフェニルメタンジイソシアネート190gを一
括で加えて80℃でイソシアネート含有率が一定になるま
で反応させた。その後減圧脱泡を行い、100℃にて無機
充填剤入りウレタン樹脂を取り出し、室温にて放冷し
た、 この無機充填剤入りウレタン樹脂はイソジアネート含
有率が2.95%で、淡灰色固体であった。又、接着剤特性
を実施例1と同様に測定した。その結果を第3表に示し
た。Next, 190 g of diphenylmethane diisocyanate was added all at once and reacted at 80 ° C. until the isocyanate content became constant. Thereafter, defoaming was performed under reduced pressure, the urethane resin containing the inorganic filler was taken out at 100 ° C., and allowed to cool at room temperature. The urethane resin containing the inorganic filler was a light gray solid with an isodianate content of 2.95%. The adhesive properties were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
(発明の効果) 本発明の製造方法で得られるウレタン樹脂は、ホット
メルト型接着剤として用いた場合、従来のウレタン樹脂
に比べてセッティングタイムが短かく、初期接着性に優
れ、架橋反応型接着剤に近い耐熱性と高い接着強度を有
し、なかでも塩化ビニル等のプラスチックに対する接着
性が高いという利点を有する。 (Effect of the Invention) When the urethane resin obtained by the production method of the present invention is used as a hot-melt type adhesive, the setting time is shorter, the initial adhesiveness is excellent, and the crosslinking reaction type adhesive is used as compared with the conventional urethane resin. It has the heat resistance close to that of the agent and the high adhesive strength, and particularly has the advantage of high adhesiveness to plastics such as vinyl chloride.
このため、本発明の製造方法で得られたウレタン樹脂
を用いた反応性ホットメルト型接着剤は、自動車、電
機、建築、木工関連の各種用途、特にアッセンブリー用
途に最適であり、例えば自動車用ヘッドライト、標識
灯、ドアの各種部材、サイドモール;電機関係ではブラ
ウン管の偏光ヨーク、冷蔵庫の内外筐体のシール、銅張
り積層板用の各種チップ部品;建築、木工関係では各種
ハニカムパネル、キャビネットおよび各種ボードの縁貼
り、アルミサッシの表面加工等各種の接着用途が考えら
れる。For this reason, the reactive hot-melt adhesive using the urethane resin obtained by the production method of the present invention is most suitable for various uses related to automobiles, electric machines, architecture, and woodwork, particularly for assembly use, and for example, an automobile head Lights, beacon lamps, door members, side moldings; electric motor-related polarizing yoke, refrigerator inner and outer casing seals, various chip parts for copper-clad laminates; construction, woodworking-related honeycomb panels, cabinets Various bonding applications such as edge bonding of various boards and surface processing of aluminum sashes are conceivable.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−35301(JP,A) 特開 昭61−42525(JP,A) 特開 平3−37218(JP,A) 特開 昭61−174219(JP,A) 特開 昭62−132913(JP,A) 特公 昭30−92(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08G 18/00 - 18/87 C09J 175/00 - 175/16──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-50-35301 (JP, A) JP-A-61-42525 (JP, A) JP-A-3-37218 (JP, A) JP-A 61-35218 174219 (JP, A) JP-A-62-132913 (JP, A) JP-B-30-92 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C08G 18/00-18 / 87 C09J 175/00-175/16
Claims (4)
(A)と、ポリメチレンジイソシアネート(B)とを直
鎖脂肪族飽和ポリエステルジオール(A)過剰の条件下
で反応せしめて分子末端に水酸基を有するウレタンプレ
ポリマーを得、次いで、これとジイソシアネート(C)
とをジイソシアネート(C)過剰の条件下で反応せしめ
ることを特徴とする分子末端にイソシアネート基を有す
るウレタン樹脂の製造方法。1. A urethane having a hydroxyl group at a molecular terminal by reacting a linear aliphatic saturated polyester diol (A) with a polymethylene diisocyanate (B) under an excess of the linear aliphatic saturated polyester diol (A). A prepolymer, which is then combined with a diisocyanate (C)
Is reacted under conditions of an excess of diisocyanate (C) to produce a urethane resin having an isocyanate group at the molecular end.
(A)が、ポリメチレンジオール(a1)と、ポリメチレ
ンジカルボン酸(a2)とを反応せしめたポリエステルジ
オールである請求項1記載の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the linear aliphatic saturated polyester diol (A) is a polyester diol obtained by reacting polymethylene diol (a1) with polymethylene dicarboxylic acid (a2).
(A)が、偶数の炭素原子数を有するポリメチレン骨格
の両末端に直接水酸基が結合したジオールと、偶数の炭
素原子数を有するポリメチレン骨格の両末端に直接カル
ボキシル基が結合したジカルボン酸とを反応せしめたポ
リエステルジオールである請求項1記載の製造方法。3. A straight-chain aliphatic saturated polyester diol (A) comprising a diol in which hydroxyl groups are directly bonded to both ends of a polymethylene skeleton having an even number of carbon atoms, and both ends of a polymethylene skeleton having an even number of carbon atoms. The production method according to claim 1, wherein the polyester diol is obtained by reacting a dicarboxylic acid having a carboxyl group directly bonded to a polyester diol.
偶数の炭素原子数を有するポリメチレン骨格の両末端に
直接イソシアネート基が結合したジイソシアネートであ
る請求項1の製造方法。4. The polymethylene diisocyanate (B)
2. The method according to claim 1, wherein the isocyanate group is a diisocyanate in which isocyanate groups are directly bonded to both ends of a polymethylene skeleton having an even number of carbon atoms.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1989
- 1989-08-31 JP JP1222946A patent/JP2855685B2/en not_active Expired - Lifetime
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