タイトル: | 公開特許公報(A)_低温貯蔵安定性ポリイソシアネート組成物、及び該組成物の製造方法 |
出願番号: | 2015050380 |
年次: | 2015 |
IPC分類: | C08G 18/02,C08G 18/76,C08G 18/16,C07C 265/14,C07F 9/6568,C09K 15/32 |
稲葉 健 森川 幸弘 JP 2015199917 公開特許公報(A) 20151112 2015050380 20150313 低温貯蔵安定性ポリイソシアネート組成物、及び該組成物の製造方法 東ソー株式会社 000003300 稲葉 健 森川 幸弘 JP 2014070959 20140331 C08G 18/02 20060101AFI20151016BHJP C08G 18/76 20060101ALI20151016BHJP C08G 18/16 20060101ALI20151016BHJP C07C 265/14 20060101ALI20151016BHJP C07F 9/6568 20060101ALI20151016BHJP C09K 15/32 20060101ALI20151016BHJP JPC08G18/02 ZC08G18/76 WC08G18/16C07C265/14C07F9/6568C09K15/32 C 7 1 OL 17 4H006 4H025 4H050 4J034 4H006AA03 4H006AB46 4H025AA63 4H025AC01 4H025AC07 4H050AA03 4H050AB40 4J034AA01 4J034AA02 4J034AA05 4J034HA01 4J034HA02 4J034HA06 4J034HA07 4J034HA13 4J034HC12 4J034HC64 4J034HC65 4J034HC67 4J034HC71 4J034KA01 4J034KA02 4J034KB02 4J034KB03 4J034KC13 4J034KC18 4J034KC35 4J034KD01 4J034KD02 4J034KD11 4J034KD14 4J034KD15 4J034KD22 4J034KD24 4J034KD25 4J034KE01 4J034KE02 4J034MA12 4J034MA14 4J034MA16 4J034QB15 4J034QB17 4J034QC01 4J034RA07 4J034RA08 本発明は、カルボジイミド基とウレトンイミン基を含有することを特徴とするポリイソシアネート組成物、及びその製造方法に関する。更に詳しくは、低温貯蔵安定性が大幅に改善された低色数であるポリイソシアネート組成物、及びその製造方法に関するものである。 ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、MDIと略す)を変性し、カルボジイミド基及び/又はウレトンイミン基を含有させた、いわゆるカルボジイミド変性液状MDI(以下、液状MDIと略す)は、塗料、熱硬化エラストマー、ポッティング材、フォーム等の原料として使用されている。冬期に低温下で保管された場合、数日で主成分である4,4’−MDIの結晶が析出し、使用困難な状態となる。対策としては、輸送時や貯蔵中の保温や使用時の加熱溶融等が行われているが、保温や加熱コストの増大、工程数の増加等が問題となっていた。このような背景の中で、特許文献1には、低温貯蔵安定性に優れたポリイソシアネート組成物として、イソシアネート基がカルボジイミド化されたものを含めたポリイソシアネート組成物の構成成分が、2,2’−MDIと2,4’−MDIの合計が10〜50重量%、及び4,4’−MDIが90〜50重量%である、MDIの一部をカルボジイミド化して得られるポリイソシアネート組成物の情報が開示されているが、−5℃下での貯蔵安定性であり,実用面を考慮した−10℃、−20℃の寒冷地での使用を前提としたものとはなっていない。また、特許文献1では、低温貯蔵安定性に優れたポリイソシアネート組成物として、イソシアネート基がカルボジイミド化されたものを含めたポリイソシアネート組成物の構成成分が、2,2’−MDIと2,4’−MDIの合計が50重量%超、及び4,4’−MDIが50重量%未満である場合は、カルボジイミド化反応時の着色が大きくなり、ウレタン製品原料としての使用用途が限定されるという問題が解決されていない。特開平10−036470号公報 −20 ℃の寒冷地での使用においても、特に保存方法に配慮することなく長期に渡り十分な貯蔵安定性を示し、かつ、上記用途に使用した場合、従来の液状MDIと同等な性能を示す低色数の新規液状MDIの提供を目的とした。 本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至った。 即ち、本発明は次の(1)〜(7)である。(1)ポリイソシアネート(A)、カルボジイミド化触媒(B)、光安定剤(C)、及び酸化防止剤(D)を含むこと、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a1)に由来する構造単位(x)と、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a2)に由来する構造単位(y)と、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a3)に由来する構造単位(z)とを、(x)及び(y)と、(z)との重量比として(x+y):(z)=40:60〜95:5の範囲で含むこと、カルボジイミド基含有変性イソシアネート及びウレトンイミン基含有変性イソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも一種を含むこと、並びにAPHA NO.による色数が200以下であることを特徴とする低温貯蔵安定性ポリイソシアネート組成物。(2)2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a1)に由来する構造単位(x)と、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a2)に由来する構造単位(y)と、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a3)に由来する構造単位(z)とを、(x)及び(y)と、(z)との重量比として(x+y):(z)=51:49〜85:15の範囲で含むことを特徴とする(1)に記載の低温貯蔵安定性ポリイソシアネート組成物。(3)2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a1)に由来する構造単位(x)と、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a2)に由来する構造単位(y)と、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a3)に由来する構造単位(z)とを、(x)及び(y)と、(z)との重量比として(x+y):(z)=51:49〜75:25の範囲で含むことを特徴とする(1)に記載の低温貯蔵安定性ポリイソシアネート組成物。(4)カルボジイミド化触媒(B)がホスホレン系触媒であることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の低温貯蔵安定性ポリイソシアネート組成物。(5)光安定剤(C)がヒンダードアミン系光安定剤であり、酸化防止剤(D)がホスファイト系酸化防止剤であることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の低温貯蔵安定性ポリイソシアネート組成物。(6)ジフェニルメタンジイソシアネート(A)を、カルボジイミド化触媒(B)、光安定剤(C)、及び酸化防止剤(D)の存在下、カルボジイミド化反応し、カルボジイミド基含有変性イソシアネートを合成することを含む(1)乃至(5)のいずれかに記載の低温貯蔵安定性ポリイソシアネート組成物の製造方法であって、ジフェニルメタンジイソシアネート(A)が、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a1)と、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a2)と、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a3)とから構成され、(a1)及び(a2)と、(a3)との重量比が(a1+a2):(a3)=40:60〜95:5の範囲であることを特徴とする方法。(7)ウレトンイミン基含有変性イソシアネートを合成することを含む(1)乃至(5)のいずれかに記載の低温貯蔵安定性ポリイソシアネート組成物の製造方法であって、(6)で得られたカルボジイミド基含有変性イソシアネートをエージングによりウレトンイミン化し、ウレトンイミン基含有変性イソシアネートを製造することを特徴とする方法。 本発明の液状MDIは、−10℃、−20℃での寒冷地での保存に対して、特に保存方法に考慮することなく、従来の液状MDIでは得られなかった長期に渡る低温での保管で優れた結果を示し、カルボジイミド化反応時の着色が少なく、ウレタン製品原料としての使用用途が限定されることなく使用できる。−20℃で保管したときの析出発生日数 本発明を更に詳細に説明する。本願で使用しているジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)の工業的な製造方法の概略は、以下の3段階の工程で示される。(1)アニリンとホルムアルデヒドとの縮合反応によって、ジアミノジフェニルメタンを主成分とするポリアミンを得る。(2)このポリアミンとホスゲンとを反応させることで、MDIを主成分とする粗MDIを得る。(3)粗MDIから分留によってMDIを得る。 このため、MDIの異性体分布は、第1段階の縮合反応によって決定される。この縮合反応では、2核体、3核体、多核体が生成する。なお、2核体とは、2モルのアニリンと1モルのホルムアルデヒドが反応した、1分子中にベンゼン環を2個有するものであり、3核体とは、3モルのアニリンと2モルのホルムアルデヒドが反応した、1分子中にベンゼン環を3個有するものであり、多核体とは、1分子中にベンゼン環を4個以上有するものである。 2核体においては、パラ−パラ位で結合した4,4’−異性体が最も多く生成し、次いでパラ−オルト位で結合した2,4’−異性体、最も生成量が少ないのがオルト−オルト位で結合した2,2’−異性体となる。これらの比率は、縮合温度や触媒量を変えることで容易にコントロールできる。第2段階のホスゲン化反応及び第3段階の分留によっては、異性体分布は変化しないので、MDIの異性体で最も多く得られるのは、4,4’−MDIであり、市販されているMDIは、4,4’−MDI含有量を98%以上に生成したものが多い。 本発明で用いるMDI(A)は、2,2’−MDI(a1)と、2,4’−MDI(a2)と4,4’−MDI(a3)から構成され、(a1)及び(a2)と、(a3)との重量比が(a1+a2):(a3)=40:60〜95:5の範囲であり、ポリイソシアネート組成物中にカルボジイミド基含有変性イソシアネート及び/又はウレトンイミン基含有変性イソシアネートを含有することを特徴とする。なお、(a1)に由来する構造単位(x)及び(a2)に由来する構造単位(y)と、(a3)に由来する構造単位(z)との重量比は、上記(a1)、(a2)、(a3)の重量比に相当する。 本発明に用いるカルボジイミド化触媒(B)としては、公知のものが使用できる。このカルボジイミド化触媒としてはアルキルホスフェート系とホスホレン系が挙げられる。 アルキルホスフェート系カルボジイミド化触媒としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリプロピルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリス(2−エチルヘキシル)ホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリス(β−クロロエチル)ホスフェート、トリス(β−クロロプロピル)ホスフェート、リン酸ジメチルエステル、リン酸ジエチルエステル、リン酸ジプロピルエステル、リン酸時ブチルエステル、リン酸ジ(2−エチルヘキシル)エステル、リン酸ジオクチルエステル、リン酸モノメチルエステル、リン酸モノエチルエステル、リン酸モノプロピルエステル、リン酸モノブチルエステル、リン酸モノ(2−エチルヘキシル)エステル、リン酸モノオクチルエステル、及びこれらの混合物等が挙げられ、中でも入手の容易さ、コスト、触媒活性等の点から、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリス(2−エチルヘキシル)ホスフェート、リン酸ジメチルエステル、リン酸ジエチルエステル、リン酸ジブチルエステル、リン酸ジ(2−エチルヘキシル)エステル等が好ましい。 ホスホレン系カルボジイミド化触媒としては、1−フェニル−3−メチル−3−ホスホレン−1−オキサイド、1−メチル−3−メチル−3−ホスホレン−1−オキサイド、1−エチル−3−メチル−3−ホスホレン−1−オキサイド、1−ブチル−3−メチル−3−ホスホレン−1−オキサイド、1−(N−ピペリジニル)−3−メチル−3−ホスホレン−1−オキサイド、1−モルフォリノ−3−メチル−3−ホスホレン−1−オキサイド、1−フェニル−3−メチル−2−ホスホレン−1−オキサイド、1−メチル−3−メチル−2−ホスホレン−1−オキサイド、1−エチル−3−メチル−2−ホスホレン−1−オキサイド、1−ブチル−3−メチル−2−ホスホレン−1−オキサイド、1−フェノキシ−3−メチル−2−ホスホレン−1−オキサイド、1−フェニル−3−ホスホレン−1−オキサイド、1−メチル−3−ホスホレン−1−オキサイド、1−エチル−3−ホスホレン−1−オキサイド、1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキサイド、1−メチル−2−ホスホレン−1−オキサイド、1−エチル−2−ホスホレン−1−オキサイド、1−フェニル−3−メチル−3−ホスホレン−1−スルフィド、及びこれらの混合物等が挙げられる。中でも、触媒活性が高い点等から、1−フェニル−3−メチル−3−ホスホレン−1−オキサイド、1−フェニル−3−メチル−2−ホスホレン−1−オキサイド、1−フェニル−3−ホスホレン−1−オキサイド、1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキサイド等が好ましい。 アルキルホスフェート系とホスホレン系触媒の選定において、触媒活性が強く、低温での反応が可能で低色数の液状MDIが得られること、また、ppmオーダーという少量の添加で良く、リン成分を微量にできることからホスホレン系触媒が好ましい。 本発明に用いる光安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤としては、公知のものが使用できる。この光安定剤としてはヒンダードアミン系、酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系、ホスファイト系、紫外線吸収剤としてはベンゾトリアゾール系が挙げられる。 ヒンダードアミン系光安定剤としては、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1−ウンデカノキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)カルボキシル、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレート、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)ブタン−1,2,3,4−テトラカルボキシレート、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブタン−1,2,3,4−テトラカルボキシレート、及びこれらの混合物等が挙げられる。これらの中で、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケートが好ましい。 ヒンダードフェノール系、ホスファイト系酸化防止剤としては、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシルベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、4,4,4−(1−メチルプロパニル−3−イリデン)トリス(6−t−ブチル−m−クレゾール)、6,6’−ジ−t−ブチル−4,4’−ブチリデン−ジ−m−クレゾール、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、3,9−ビス{2−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]−1,1−ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルメチル)−2,4,6−トリメチルベンゼン、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、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、トリクレジルホスファイト、トリエチルホスファイト、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、トリオレイルホスファイト、ジフェニルモノ(2−エチルヘキシル)ホスファイト、ジフェニルモノデシルホスファイト、ジフェニルモノ(トリデシル)ホスファイト、トリラウリルトリチオホスファイト、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、テトラフェニル(テトラトリデシル)ペンタエリストールテトラホスファイト、テトラ(C12〜C15アルキル)−4,4’−イソプロピリデンジフェニルホスファイト、ビス(トリデシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(デシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、トリステアリルホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、水添ビスフェノールA・ペンタエリスリトールホスファイトポリマー、水添加ビスフェノールAホスファイトポリマー、及びこれらの混合物等が挙げられる。これらの中で、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、トリ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、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]が好ましい。 ベンゾトリアゾール系酸化防止剤としては、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−t−オクチルフェノール]、6−(2−ベンゾトリアゾリル−4−t−オクチル−6’−t−ブチル−4’−メチル−2,2’−メチレンビスフェノール、及びこれらの混合物等が挙げられる。 本発明におけるカルボジイミド化ウレトンイミン化反応の条件は、上記ホスホレン系触媒とアルキルホスフェート系触媒では大きく異なる。 ホスホレン系触媒を用いる場合は、MDI組成物に対して0.1〜50ppm、好ましくは0.1〜10ppmの量の触媒を添加し、70〜150℃、好ましくは80〜120℃に加熱して反応を進行させる。反応の進行は、反応系中の残存イソシアネート基(以下、NCO基と略す)含有量の測定より随時確認し、NCO基が4.76〜7.62mmol/g、好ましくは、5.48〜7.38mmol/gに達したら冷却及び酸系反応停止剤の添加の少なくともいずれかの方法により反応を停止する。 上記の酸系反応停止剤としては、塩化水素、硝酸、硫酸、リン酸、酢酸、安息香酸、フタル酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、三塩化アルミニウム、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三フッ化鉄、三塩化鉄、トリクロロシラン、ジフェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、及びこれらの混合物等が挙げられるが、更に好ましくは、リン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三フッ化鉄、三塩化鉄、ジフェニルジクロロシラン、及びこれらの混合物である。 アルキルホスフェート系触媒を用いる場合は、MDI組成物に対して0.05〜5.00重量%、好ましくは0.1〜2重量%の量の触媒を添加し、150〜250℃、好ましくは180℃〜230℃に加熱して反応を進行させる。反応の進行は、反応系中の残存NCO基含有量の測定より随時確認し、NCO基が4.76〜7.62mmol/g、好ましくは、5.48〜7.38mmol/gに達したら冷却により反応を停止する。 カルボジイミド化反応後の残存NCO基含有量が4.76mmol/g未満の場合は、高分子体の増加による粘度上昇が著しく、作業性の点から実用に適さない。また、NCO基が7.62mmol/gを越える場合は、ポリイソシアネート組成物の低温貯蔵安定性に乏しくなり、これを原料とした塗膜、エラストマー、フォーム等に期待される物性が発現しない。 ホスホレン系触媒を用いた液状MDI、アルキルホスフェート系触媒を用いた液状MDIの両方ともカルボジイミド化反応を停止したものをそのまま使用することができるが、更に反応停止後にエージングを行って、カルボジイミド基をウレトンイミン基にしたものも使用できる。エージング条件としては15〜70℃、好ましくは30〜60℃でエージングさせる。ウレトンイミン化することにより、NCO基含有量が経時的に安定したポリイソシアネート組成物が得られる。エージング(ウレトンイミン化)後のポリイソシアネート組成物のNCO含有量は、4.52〜7.38mmol/g、好ましくは、5.24〜7.14mmol/gとなる。 製造、調製の終了した液状MDIには、一般的に副生成物としてMDIの2量体(以下、MDIダイマーと略す)が0.1〜3重量%含有しているが、本発明による液状MDI同程度の量のMDIダイマーを含有している。反応条件によっては、MDIダイマーが液状MDIに対する溶解度以上の量が生成し濁りを生ずることがあるが、この場合は、濾過することにより透明な液状MDIを得ることができる。 以下に実施例により本発明を説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、例中における部とは重量部、%は重量%をそれぞれ示す。 〔様々な異性体混合比のMDIの調製〕調製例1攪拌機、温度計、冷却管、窒素ガス導入管を組んだ反応装置に、2,2’−MDI(a1)と2,4’−MDI(a2)の合計が95重量%、4,4’−MDI(a3)が5重量%のMDI(以下、MDI−95と略す)を220部、2,2’−MDI(a1)と2,4’−MDI(a2)の合計が1重量%、4,4’−MDI(a3)が99重量%のMDI(以下、MDI−1と略す)を1780部混合し、50℃にて10分攪拌し、2,2’−MDIと2,4’−MDIの合計が12重量%、4,4’−MDIが88重量%のMDIを調製した。このMDIをMDI−12とする。なお、上記(a1)、(a2)、(a3)のそれぞれの重量は、(a1)に由来する構造単位(x)、(a2)に由来する構造単位(y)、(a3)に由来する構造単位(z)の重量にそれぞれ相当する。以下の調製例においても同様である。 調製例2調製例1と同様な反応装置に、MDI−95を405部、MDI−1を1595部混合し、50℃にて10分攪拌し、2,2’−MDIと2,4’−MDIの合計が20重量%、4,4’−MDIが80重量%のMDIを調製した。このMDIをMDI−20とする。 調製例3調製例1と同様な反応装置に、MDI−95を830部、MDI−1を1170部混合し、50℃にて10分攪拌し、2,2’−MDIと2,4’−MDIの合計が40重量%、4,4’−MDIが60重量%のMDIを調製した。このMDIをMDI−40とする。 調製例4調製例1と同様な反応装置に、MDI−95を1060部、MDI−1を940部混合し、50℃にて10分攪拌し、2,2’−MDIと2,4’−MDIの合計が51重量%、4,4’−MDIが49重量%のMDIを調製した。このMDIをMDI−51とする。 調製例5調製例1と同様な反応装置に、MDI−95を1150部、MDI−1を850部混合し、50℃にて10分攪拌し、2,2’−MDIと2,4’−MDIの合計が55重量%、4,4′−MDIが45重量%のMDIを調製した。このMDIをMDI−55とする。 調製例6調製例1と同様な反応装置に、MDI−95を1360部、MDI−1を640部混合し、50℃にて10分攪拌し、2,2’−MDIと2,4’−MDIの合計が65重量%、4,4’−MDIが35重量%のMDIを調製した。このMDIをMDI−65とする。 調製例7調製例1と同様な反応装置に、MDI−95を1580部、MDI−1を420部混合し、50℃にて10分攪拌し、2,2’−MDIと2,4’−MDIの合計が75重量%、4,4’−MDIが25重量%のMDIを調製した。このMDIをMDI−75とする。 調製例8調製例1と同様な反応装置に、MDI−95を1790部、MDI−1を210部混合し、50℃にて10分攪拌し、2,2’−MDIと2,4’−MDIの合計が85重量%、4,4’−MDIが15重量%のMDIを調製した。このMDIをMDI−85とする。 調製例9調製例1と同様な反応装置に、MDI−95を2000部加え、2,2’−MDIと2,4’−MDIの合計が95重量%、4,4’−MDIが5重量%のMDIを調製した。このMDIをMDI−95とする。調製例1〜9を表1、表2に示す。 表1においてMDIの異性体比は、JISK−0114−1982−8.2に準じて測定した。※ガスクロマトグラフは島津製作所製GC−9AM(TCD)を使用、内部標準物質はジフェニルメタンを用いた。 (実施例1:2,2’−MDI+2,4’−MDI=40%から成る液状MDI−(1)製造)攪拌機、温度計、アリーン冷却管、窒素ガス導入管を組んだ反応装置に、MDI組成物(A)としてMDI−40を2000部、ヒンダードアミン系光安定剤(C)としてビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート(以下、BPPSと略す)を0.04部仕込み、ホスファイト系酸化防止剤(D)としてトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト(以下、TBPと略す)を0.83部仕込み、カルボジイミド化触媒(B)として1−フェニル−3−メチル−3−ホスホレン−1−オキサイド(以下、PMPOと略す)を0.004部仕込み、攪拌しながら温度を95℃まで昇温し、カルボジイミド化反応させた。NCO含有量が7.05mmol/gになったら、パラトルエンスルホン酸(以下、PTSHと略す)を0.2部添加し、反応器ごと45℃まで空冷させて、カルボジイミド化反応を停止させた。その後、45℃にて20時間保温し、カルボジイミド基をウレトンイミン基にした後、25℃に冷却して、フィルターろ過を実施して液状MDI(1)を得た。液状MDI(1)のMDI含有量は6.95mmol/gであった。 (実施例2:2,2’−MDI+2,4’−MDI=51%から成る液状MDI−(2)製造)攪拌機、温度計、アリーン冷却管、窒素ガス導入管を組んだ反応装置に、MDI組成物(A)としてMDI−51を2000部、ヒンダードアミン系光安定剤(C)としてBPPSを0.04部仕込み、ホスファイト系酸化防止剤(D)としてTBPを1.06部仕込み、カルボジイミド化触媒(B)としてPMPOを0.006部仕込み、攪拌しながら温度を95℃まで昇温し、カルボジイミド化反応させた。NCO含有量が7.05mmol/gになったら、PTSHを0.3部添加し、反応器ごと45℃まで空冷させて、カルボジイミド化反応を停止させた。その後、45℃にて20時間保温し、カルボジイミド基をウレトンイミン基にした後、25℃に冷却して、フィルターろ過を実施して液状MDI(2)を得た。液状MDI(2)のMDI含有量は6.82mmol/gであった。 (実施例3:2,2’−MDI+2,4’−MDI=55%から成る液状MDI−(3)製造)攪拌機、温度計、アリーン冷却管、窒素ガス導入管を組んだ反応装置に、MDI組成物(A)としてMDI−55を2000部、ヒンダードアミン系光安定剤(C)としてBPPSを0.04部仕込み、ホスファイト系酸化防止剤(D)としてTBPを1.15部仕込み、カルボジイミド化触媒(B)としてPMPOを0.006部仕込み、攪拌しながら温度を95℃まで昇温し、カルボジイミド化反応させた。NCO含有量が7.05mmol/gになったら、PTSHを0.3部添加し、反応器ごと45℃まで空冷させて、カルボジイミド化反応を停止させた。その後、45℃にて20時間保温し、カルボジイミド基をウレトンイミン基にした後、25℃に冷却して、フィルターろ過を実施して液状MDI(3)を得た。液状MDI(3)のMDI含有量は6.94mmol/gであった。 (実施例4:2,2’−MDI+2,4’−MDI=65%から成る液状MDI−(4)製造)攪拌機、温度計、アリーン冷却管、窒素ガス導入管を組んだ反応装置に、MDI組成物(A)としてMDI−65を2000部、ヒンダードアミン系光安定剤(C)としてBPPSを0.04部仕込み、ホスファイト系酸化防止剤(D)としてTBPを1.36部仕込み、カルボジイミド化触媒(B)としてPMPOを0.006部仕込み、攪拌しながら温度を95℃まで昇温し、カルボジイミド化反応させた。NCO含有量が7.05mmol/gになったら、PTSHを0.3部添加し、反応器ごと45℃まで空冷させて、カルボジイミド化反応を停止させた。その後、45℃にて20時間保温し、カルボジイミド基をウレトンイミン基にした後、25℃に冷却して、フィルターろ過を実施して液状MDI(4)を得た。液状MDI(4)のMDI含有量は6.91mmol/gであった。 (実施例5:2,2’−MDI+2,4’−MDI=75%から成る液状MDI−(5)製造)攪拌機、温度計、アリーン冷却管、窒素ガス導入管を組んだ反応装置に、MDI組成物(A)としてMDI−75を2000部、ヒンダードアミン系光安定剤(C)としてBPPSを0.04部仕込み、ホスファイト系酸化防止剤(D)としてTBPを1.58部仕込み、カルボジイミド化触媒(B)としてPMPOを0.006部仕込み、攪拌しながら温度を95℃まで昇温し、カルボジイミド化反応させた。NCO含有量が7.05mmol/gになったら、PTSHを0.3部添加し、反応器ごと45℃まで空冷させて、カルボジイミド化反応を停止させた。その後、45℃にて20時間保温し、カルボジイミド基をウレトンイミン基にした後、25℃に冷却して、フィルターろ過を実施して液状MDI(5)を得た。液状MDI(5)のMDI含有量は6.87mmol/gであった。 (実施例6:2,2’−MDI+2,4’−MDI=85%から成る液状MDI−(6)製造)攪拌機、温度計、アリーン冷却管、窒素ガス導入管を組んだ反応装置に、MDI組成物(A)としてMDI−85を2000部、ヒンダードアミン系光安定剤(C)としてBPPSを0.04部仕込み、ホスファイト系酸化防止剤(D)としてTBPを1.79部仕込み、カルボジイミド化触媒(B)としてPMPOを0.006部仕込み、攪拌しながら温度を95℃まで昇温し、カルボジイミド化反応させた。NCO含有量が7.05mmol/gになったら、PTSHを0.3部添加し、反応器ごと45℃まで空冷させて、カルボジイミド化反応を停止させた。その後、45℃にて20時間保温し、カルボジイミド基をウレトンイミン基にした後、25℃に冷却して、フィルターろ過を実施して液状MDI(6)を得た。液状MDI(6)のMDI含有量は6.85mmol/gであった。 (実施例7:2,2’−MDI+2,4’−MDI=95%から成る液状MDI−(7)製造)攪拌機、温度計、アリーン冷却管、窒素ガス導入管を組んだ反応装置に、MDI組成物(A)としてMDI−95を2000部、ヒンダードアミン系光安定剤(C)としてBPPSを0.04部仕込み、ホスファイト系酸化防止剤(D)としてTBPを2.00部仕込み、カルボジイミド化触媒(B)としてPMPOを0.006部仕込み、攪拌しながら温度を95℃まで昇温し、カルボジイミド化反応させた。NCO含有量が7.05mmol/gになったら、PTSHを0.3部添加し、反応器ごと45℃まで空冷させて、カルボジイミド化反応を停止させた。その後、45℃にて20時間保温し、カルボジイミド基をウレトンイミン基にした後、25℃に冷却して、フィルターろ過を実施して液状MDI(7)を得た。液状MDI(7)のMDI含有量は6.84mmol/gであった。 (比較例1:2,2’−MDI+2,4’−MDI=12%から成る液状MDI−(比1)製造)攪拌機、温度計、アリーン冷却管、窒素ガス導入管を組んだ反応装置に、MDI組成物(A)としてMDI−12を2000部、ヒンダードアミン系光安定剤(C)としてBPPSを0.04部仕込み、ホスファイト系酸化防止剤(D)としてTBPを0.22部仕込み、カルボジイミド化触媒(B)としてPMPOを0.004部仕込み、攪拌しながら温度を95℃まで昇温し、カルボジイミド化反応させた。NCO含有量が7.05mmol/gになったら、PTSHを0.2部添加し、反応器ごと45℃まで空冷させて、カルボジイミド化反応を停止させた。その後、45℃にて20時間保温し、カルボジイミド基をウレトンイミン基にした後、25℃に冷却して、フィルターろ過を実施して液状MDI(比1)を得た。液状MDI(比1)のMDI含有量は6.98mmol/gであった。 (比較例2:2,2’−MDI+2,4’−MDI=20%から成る液状MDI−(比2)製造)攪拌機、温度計、アリーン冷却管、窒素ガス導入管を組んだ反応装置に、MDI組成物(A)としてMDI−20を2000部、ヒンダードアミン系光安定剤(C)としてBPPSを0.04部仕込み、ホスファイト系酸化防止剤(D)としてTBPを0.40部仕込み、カルボジイミド化触媒(B)としてPMPOを0.004部仕込み、攪拌しながら温度を95℃まで昇温し、カルボジイミド化反応させた。NCO含有量が7.05mmol/gになったら、PTSHを0.2部添加し、反応器ごと45℃まで空冷させて、カルボジイミド化反応を停止させた。その後、45℃にて20時間保温し、カルボジイミド基をウレトンイミン基にした後、25℃に冷却して、フィルターろ過を実施して液状MDI(比2)を得た。液状MDI(比2)のMDI含有量は6.90mmol/gであった。 (比較例3:2,2’−MDI+2,4’−MDI=40%から成る液状MDI−(比3)製造)攪拌機、温度計、アリーン冷却管、窒素ガス導入管を組んだ反応装置に、MDI組成物(A)としてMDI−40を2000部、ヒンダードアミン系光安定剤(C)とホスファイト系酸化防止剤(D)を用いることはせず、カルボジイミド化触媒(B)としてPMPOを0.004部仕込み、攪拌しながら温度を95℃まで昇温し、カルボジイミド化反応させた。NCO含有量が7.05mmol/gになったら、PTSHを0.2部添加し、反応器ごと45℃まで空冷させて、カルボジイミド化反応を停止させた。その後、45℃にて20時間保温し、カルボジイミド基をウレトンイミン基にした後、25℃に冷却して、フィルターろ過を実施して液状MDI(比3)を得た。液状MDI(比3)のMDI含有量は6.95mmol/gであった。 (比較例4:2,2’−MDI+2,4’−MDI=95%から成る液状MDI−(比4)製造)攪拌機、温度計、アリーン冷却管、窒素ガス導入管を組んだ反応装置に、MDI組成物(A)としてMDI−95を2000部、ヒンダードアミン系光安定剤(C)とホスファイト系酸化防止剤(D)を用いることはせず、カルボジイミド化触媒(B)としてPMPOを0.006部仕込み、攪拌しながら温度を95℃まで昇温し、カルボジイミド化反応させた。NCO含有量が7.05mmol/gになったら、PTSHを0.3部添加し、反応器ごと45℃まで空冷させて、カルボジイミド化反応を停止させた。その後、45℃にて20時間保温し、カルボジイミド基をウレトンイミン基にした後、25℃に冷却して、フィルターろ過を実施して液状MDI(比4)を得た。液状MDI(比4)のMDI含有量は6.84mmol/gであった。 表3〜4には、実施例、比較例をまとめて記載している。 表3〜表4において、BPPS:ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケートTBP:トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイトPMPO:1−フェニル−3−メチル−3−ホスホレン−1−オキサイドPTSH:パラトルエンスルホン酸※NCO基含有量 :JIS K−1603−1985−5.3に準ず。 (貯蔵安定性試験方法)実施例1〜7、比較例1〜4で得られた液状MDIを200mlサンプルビンに入れ−5℃、−10℃、−20℃で貯蔵安定性試験を行った。経時変化は目視にて、結晶の析出を1日単位で観察した。 (色数試験)実施例1〜7、比較例1〜4で得られた液状MDIを200mlサンプルビンに入れ、色数標準試料と比較することにより色数評価を行った。単位としては、APHA No.を用いた。 表6の比較例1、2は、−10℃で、10日以内、−20℃で、5日以内で析出が確認されたのに対し、表5の実施例1〜7は、−10℃で、64日、−20℃で14日析出が確認されず冬期及び寒冷地での保存、使用に有利であることが分かった。 表6の比較例3、4は、光安定剤としてBPPSを、酸化防止剤としてTBPを用いていないことから色数がAPHA No.250、500と悪いのに対し、同アイソマー比を有する実施例1、7は、光安定剤としてBPPSを、酸化防止剤としてTBPを用いていたことからAPHA No.50、150と良くなっていることがわかる。 本発明の液状MDIは、実施例1〜7で示されるとおり、−10℃、−20℃での寒冷地での保存に対して、特に保存方法に考慮することなく、従来の液状MDIでは得られなかった長期に渡る低温での保管で優れた結果を示し、カルボジイミド化反応時の着色が少なく、ウレタン製品原料としての使用用途が限定されることなく使用できることが確認できる。ポリイソシアネート(A)、カルボジイミド化触媒(B)、光安定剤(C)、及び酸化防止剤(D)を含むこと、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a1)に由来する構造単位(x)と、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a2)に由来する構造単位(y)と、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a3)に由来する構造単位(z)とを、(x)及び(y)と、(z)との重量比として(x+y):(z)=40:60〜95:5の範囲で含むこと、カルボジイミド基含有変性イソシアネート及びウレトンイミン基含有変性イソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも一種を含むこと、並びにAPHA NO.による色数が200以下であることを特徴とする低温貯蔵安定性ポリイソシアネート組成物。2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a1)に由来する構造単位(x)と、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a2)に由来する構造単位(y)と、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a3)に由来する構造単位(z)とを、(x)及び(y)と、(z)との重量比として(x+y):(z)=51:49〜85:15の範囲で含むことを特徴とする請求項1に記載の低温貯蔵安定性ポリイソシアネート組成物。2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a1)に由来する構造単位(x)と、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a2)に由来する構造単位(y)と、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a3)に由来する構造単位(z)とを、(x)及び(y)と、(z)との重量比として(x+y):(z)=51:49〜75:25の範囲で含むことを特徴とする請求項1に記載の低温貯蔵安定性ポリイソシアネート組成物。カルボジイミド化触媒(B)がホスホレン系触媒であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の低温貯蔵安定性ポリイソシアネート組成物。光安定剤(C)がヒンダードアミン系光安定剤であり、酸化防止剤(D)がホスファイト系酸化防止剤であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の低温貯蔵安定性ポリイソシアネート組成物。ジフェニルメタンジイソシアネート(A)を、カルボジイミド化触媒(B)、光安定剤(C)、及び酸化防止剤(D)の存在下、カルボジイミド化反応し、カルボジイミド基含有変性イソシアネートを合成することを含む請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の低温貯蔵安定性ポリイソシアネート組成物の製造方法であって、ジフェニルメタンジイソシアネート(A)が、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a1)と、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a2)と、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a3)とから構成され、(a1)及び(a2)と、(a3)との重量比が(a1+a2):(a3)=40:60〜95:5の範囲であることを特徴とする方法。ウレトンイミン基含有変性イソシアネートを合成することを含む請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の低温貯蔵安定性ポリイソシアネート組成物の製造方法であって、請求項6で得られたカルボジイミド基含有変性イソシアネートをエージングによりウレトンイミン化し、ウレトンイミン基含有変性イソシアネートを製造することを特徴とする方法。 【課題】低温での貯蔵安定性が大幅に改善され、かつ低色数であるカルボジイミド基、ウレトンイミン基含有ポリイソシアネート組成物、及びその製造方法を提供すること。【解決手段】(1)いわゆるアイソマーと呼ばれる成分の多いMDI(A)にカルボジイミド化触媒(B)及び,光安定剤(C)、酸化防止剤(D)を添加、加熱し、NCO基をカルボジイミド化、ウレトンイミン化するということを特徴とする低温貯蔵安定性に優れた低色数であるポリイソシアネート組成物、及びその製造方法に関するものである。【選択図】図1