CN101356153B - 液态、储存稳定、含碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯的制备方法 - Google Patents
液态、储存稳定、含碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101356153B CN101356153B CN2006800505512A CN200680050551A CN101356153B CN 101356153 B CN101356153 B CN 101356153B CN 2006800505512 A CN2006800505512 A CN 2006800505512A CN 200680050551 A CN200680050551 A CN 200680050551A CN 101356153 B CN101356153 B CN 101356153B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbodiimide
- randomly
- contain
- isocyanate
- alicyclic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C263/00—Preparation of derivatives of isocyanic acid
- C07C263/16—Preparation of derivatives of isocyanic acid by reactions not involving the formation of isocyanate groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C265/00—Derivatives of isocyanic acid
- C07C265/14—Derivatives of isocyanic acid containing at least two isocyanate groups bound to the same carbon skeleton
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C267/00—Carbodiimides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/09—Processes comprising oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates involving reaction of a part of the isocyanate or isothiocyanate groups with each other in the reaction mixture
- C08G18/095—Processes comprising oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates involving reaction of a part of the isocyanate or isothiocyanate groups with each other in the reaction mixture oligomerisation to carbodiimide or uretone-imine groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L75/04—Polyurethanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及一种液态、储存稳定、色数低、含碳二亚胺(CD)和/或脲酮亚胺(UI)基团的异氰酸酯混合物的制备方法,可由此方法制得的异氰酸酯混合物,以及它们在生产与其它异氰酸酯的混合物和在生产含有异氰酸酯基的预聚物和聚氨酯塑料(优选聚氨酯泡沫材料)中的应用。
Description
本发明涉及一种液态、储存稳定、色数低、含碳二亚胺(CD)和/或脲酮亚胺(uretonimine)(UI)基团的异氰酸酯混合物的制备方法,可由此方法制得的异氰酸酯混合物,以及它们在生产与其它异氰酸酯的混合物和在生产含有异氰酸酯基的预聚物和聚氨酯塑料(优选聚氨酯泡沫材料)中的应用。
含有CD和/或UI基的异氰酸酯混合物可简单地通过使用磷杂环戊烯(phospholine)系列的高效催化剂,特别是氧化磷杂环戊烯(phospholine oxide)系列的高效催化剂,依据US-A-2,853,473、US-A-6,120,699和EP-A-515 933中的方法来生产。
一方面,磷杂环戊烯催化剂特别是氧化磷杂环戊烯催化剂的高催化活性是人们所期望的,以便在温和的温度条件下开始碳二亚胺化反应,但是另一方面,至今为止还不知道有什么方法可确保磷杂环戊烯或氧化磷杂环戊烯的催化作用不受限制地加以有效终止。碳二亚胺化的异氰酸酯往往会发生后反应,即它们会因为释出CO2而释放气体。这将导致例如储罐中压力增加,特别是在较高温度下。
已对寻找终止磷杂环戊烯催化作用的有效手段作了许多尝试。各种终止剂在例如DE-A-2537685、EP-A-515933、EP-A-609698和US-A-6120699的专利说明书中提及,这些终止剂包括例如酸、酰氯(acid chloride)、氯甲酸盐、甲硅烷基化的酸和主族元素的卤化物。用酸终止磷杂环戊烯催化剂不够有效,其中酸也可以例如酰氯的形式存在。
依据EP-A-515933的讲述,由磷杂环戊烯催化制备的含有CD/UI的异氰酸酯混合物用至少与所用催化剂等摩尔量、较佳的是1-2倍摩尔量的例如三氟甲磺酸三甲基甲硅烷基酯(TMST)来终止。然而,实际上已发现,通过此方式制备的含有CD/UI的异氰酸酯只限于适用于制备预聚物,即这些含有CD/UI的异氰酸酯和多元醇的反应产物。相应地由多元醇和CD/UI改性的异氰酸酯制备的反应产物往往会释放出气体,这会导致运输容器中压力升高,或者是导致在处理这些产物的过程中起泡。
这一问题可通过使用甲硅烷基化的酸按照EP-A-515933用较高摩尔当量比(例如,与催化剂的比例为5∶1至10∶1)来终止磷杂环戊烯催化剂而得到避免。但是实际上,随后又发现所得的CD/UI改性的异氰酸酯的色数相当差。因此,用它们生产的预聚物也同样如此。
如果用依据US-A-6120699的三氟甲磺酸型的酸终止磷杂环戊烯催化剂,结果也是一样。由这些CD/UI改性的异氰酸酯制得的预聚物的色数也显著地增加。
在制备液态、储存稳定、含碳二亚胺(CD)和/或脲酮亚胺(UI)基团的异氰酸酯混合物中,有时可以观察到所用的异氰酸酯的反应性明显不同,因此所需的反应时间也明显不同。例如,通过提高反应温度和/或催化剂浓度(结果是增加终止剂的量)可以抵消反应时间不利地延长。但是,这将涉及到方法过程和/或安全风险和/或质量问题(例如,色值增加)。
因此,本发明的目的是提供一种制备液态、储存稳定、浅色、含有碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的异氰酸酯混合物的简单而又经济的方法,该方法没有上述的那些缺陷,并且生产出液态、储存稳定、色数低的异氰酸酯混合物。
本发明涉及一种制备含有碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯的方法,其中用磷杂环戊烯类催化剂对一种或多种哈森(Hazen)色数≤100APHA、较佳的是≤50APHA的有机异氰酸酯进行部分碳二亚胺化,然后终止碳二亚胺化反应,该方法的特征是碳二亚胺化反应在含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺存在下进行。依据该方法,所需的反应时间可以缩短或保持较短,和/或所需的催化剂的量可以减少。
在一个具体的实施方式中,可以使用空间位阻仲胺或叔胺,其含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基。在本发明中,空间位阻仲胺或叔胺应理解为是指在与氮原子直接连接的碳原子上具有至少两个不同于氢的基/取代基的仲胺或叔胺。
在依据本发明的方法中,可以使用一种含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺,或者使用几种不同的这类仲胺或叔胺的混合物。在本发明中,含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺可以加入到原料异氰酸酯中,或者在碳二亚胺化过程中加入到反应混合物中。含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺优选以物质即不稀释的形式加入,或者作为母料(例如作为含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺在原料异氰酸酯或已经碳二亚胺化的异氰酸酯中的溶液)加入,或者作为在合适的溶剂中的溶液加入。
在本发明中,哈森色数可依据DIN/EN/ISO 6271-2(草案,2002年9月),用相对于以水作为参照物、层厚为5厘米的物质进行测量。所使用的测量设备可为例如Dr.Lange LICO 300光度计。
当然,较高色数的有机异氰酸酯也可以用作原料物质。但是,当使用这些较高色数异氰酸酯时,良好的色值方面的优点没有得到完全利用。
本发明还涉及可由上述方法得到的含有碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯。这些含有碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯在室温下是液体,并且取决于CD/UI含量和/或所使用的异氰酸酯,在低温下(例如,0℃)也是液体。
本发明还提供依据本发明的含有碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯在制备与其它异氰酸酯的混合物中的应用,以及在制备色数得到改善的含有异氰酸酯基的预聚物中的应用。
最后,本发明还提供依据本发明的含有碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯和由它们生产的异氰酸酯混合物和/或色数得到改善的预聚物在聚氨酯塑料生产中的应用。
Hazen色数≤100APHA、优选≤50APHA的任何所需的有机异氰酸酯都可用作本发明方法的原料。但是,依据本发明的方法优选用来进行有机二异氰酸酯的碳二亚胺化,进而用于聚氨酯化学。
当然,较高色数的有机异氰酸酯也可以用作原料物质。但是,在此情况下,良好的色值方面的优点不能得到完全利用。
合适的异氰酸酯是例如芳族、芳脂族、脂族和/或脂环族二异氰酸酯和/或多异氰酸酯。
可通过例举的方式提及的脂族和/或脂环族二异氰酸酯的代表是异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯(在各情况中,可以使用纯异构体和/或任何所需的异构体混合物)。
可通过例举的方式提及的芳脂族二异氰酸酯的代表是苯二亚甲基二异氰酸酯(xylidene-diisocyanate)的各种异构体。
芳族二异氰酸酯和多异氰酸酯,例如甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷系列的二异氰酸酯和多异氰酸酯尤其适用于本发明。
具体地,以下异氰酸酯是合适的原料:
芳族二异氰酸酯,诸如2,4-和/或2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2’-、2,4’-和/或4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、和这类芳族二异氰酸酯的任何所需混合物,和
二苯基甲烷系列的二异氰酸酯和多异氰酸酯的混合物,其中单体二苯基甲烷二异氰酸酯异构体的含量为80重量%至100重量%,高于二官能的二苯基甲烷系列的多异氰酸酯的含量为0至20重量%,其中二苯基甲烷二异氰酸酯异构体由0至100重量%的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、100重量%至0重量%的2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和0至8重量%的2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯组成,并且三种异构体的百分数之和等于100重量%。
优选用作原料的有机异氰酸酯尤其是芳族二异氰酸酯,诸如2,4-和/或2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2’-、2,4’-和/或4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、和这类芳族二异氰酸酯的任何所需混合物。更优选的原料是2,2’-、2,4’-和/或4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和这类芳族二异氰酸酯的任何所需混合物,其中原料(有机异氰酸酯)中2,2’-、2,4’-和/或4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的总量至少为85重量%,二苯基甲烷二异氰酸酯异构体由0至100重量%的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、100至0重量%的2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和0至8重量%的2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯组成,并且所给出的百分数的总和为100重量%。最优选的原料是2,2’-、2,4’-和/或4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和这类芳族二异氰酸酯的任意所需混合物,其中原料(即有机异氰酸酯)中2,2’-、2,4’-和/或4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的总量至少为90重量%,二苯基甲烷二异氰酸酯异构体由0至100重量%的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、100重量%至0重量%的2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和0至8重量%的2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯组成,并且三种异构体的百分数总和为100重量%。最特别优选的原料是2,2’-、2,4’-和/或4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和这类芳族二异氰酸酯的任何所需混合物,其中原料(即有机异氰酸酯)中2,2’-、2,4’-和/或4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的总量至少为99重量%,二苯基甲烷二异氰酸酯异构体由0至100重量%的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、100至0重量%的2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和0至8重量%的2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯组成,并且所给出的三种异构体的百分数总和为100重量%。
依据本发明的方法在磷杂环戊烯类催化剂存在下进行。磷杂环戊烯类催化剂是已知的,例如在EP-A-515933和US-A-6120699中有所描述。这些催化剂的典型的例子是例如现有技术中已知的、符合下列通式的氧化磷杂环戊烯的混合物:
催化剂的用量取决于原料异氰酸酯的品质和/或反应性。因此,可以通过预先试验最简单容易地确定所需的催化剂的具体量。
通过使用含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺,原料异氰酸酯的反应性得到提高。这是因为例如它们能够抵消原料异氰酸酯中可能释放出HCl的次要组分的减少反应性的作用,因为它们可以用作碱,与HCl结合形成盐酸盐。但是,也可能存在其它作用机理。
合适的含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺,尤其是空间位阻仲胺或叔胺,是例如符合结构式(I)的胺,以及环胺,例如衍生自吡咯烷的结构式(II)的胺或者衍生自哌啶的结构式(III)的胺:
在结构式(I)的胺中,R1、R2和/或R3相互独立地表示氢原子,脂族、脂环族、芳族或芳脂族基,其可含有杂原子和/或其它官能团,例如羟基和/或氨基。R1、R2和R3可全部相同或全部不同,或者R1、R2和R3中的两个基是相同的。同样,R1、R2和R3中两个或三个基可以相互连接,因而存在环或双环结构。R1至R3中的至少一个基选自脂族、脂环族或芳脂族烃基,其可含有杂原子和/或其它官能团(取代基),例如羟基和/或氨基。
在衍生自吡咯烷的结构式(II)的胺中,R4表示氢原子或脂族、脂环族、芳族或芳脂族基,其可含有杂原子和/或其它官能团,例如羟基和/或氨基。R5至R12相互独立地表示羟基、氨基或脂族、脂环族、芳族或芳脂族基,其可含有杂原子和/或其它官能团,例如羟基和/或氨基。R5至R12可全部相同或全部不同,或者R5至R12中的两个或更多个可相同。同样,R5至R12中的两个或更多个基可相互连接,因而存在环、双环或多环(部分)结构。R4至R12中的至少一个基选自脂族、脂环族或芳脂族烃基,其可含有杂原子和/或其它官能团(取代基),例如羟基和/或氨基。
在衍生自哌啶的结构式(III)的胺中,R4表示氢原子或脂族、脂环族、芳族或芳脂族基,其可含有杂原子和/或其它官能团,例如羟基和/或氨基。R5至R14相互独立地表示羟基、氨基或脂族、脂环族、芳族或芳脂族基,其可含有杂原子和/或其它官能团,例如羟基和/或氨基。R5至R14可全部相同或全部不同,或者R5至R14中的两个或更多个可相同。同样,R5至R14中的两个或更多个基可相互连接,因而存在环、双环或多环(部分)结构。R4至R14中的至少一个基选自脂族、脂环族或芳脂族烃基,其可含有杂原子和/或其它官能团(取代基),例如羟基和/或氨基。
脂族基的例子是例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基和更高级的任选支化的正烷基、异烷基、仲烷基或叔烷基,所述脂族基可含有杂原子,以及/或者具有其它官能团,例如羟基和/或氨基。
脂环族基的例子是例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基和更高级的任选支化的环烷基,所述脂环族基可含有杂原子,以及/或者具有其它官能团,例如羟基和/或氨基。
芳族基的例子是例如苯基、甲苯基、乙苯基、其它单取代或多取代的苯基、萘基、其它单取代或多取代的萘基、和其它未取代或单取代或多取代和/或任选稠合的芳族基,所述芳族基可含有杂原子,以及/或者具有其它官能团,例如羟基和/或氨基。
芳脂族基的例子是例如苄基、单取代或多取代的苄基、1-苯乙基、单取代或多取代的1-苯乙基、2-苯乙基、单取代或多取代的2-苯乙基、和其它未取代或单取代或多取代和/或任选稠合的芳脂族基,所述芳脂族基可含有杂原子,以及/或者具有其它官能团,例如羟基和/或氨基。
合适的含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺是例如LS 2626{4-[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基]-1-[2-[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)-丙酰氧基]乙基]-2,2,6,6-四甲基哌啶},该物质作为颜色稳定剂是已知的,以及烷基哌啶,例如1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶醇(piperidinol)或2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇。
所提及的化合物仅仅是示例性的;合适的含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺不限于所述的化合物。
可以在加入催化剂之前、加入催化剂的同时或者仅仅在加入催化剂之后加入一种含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺,或者加入几种不同的含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺的混合物。较佳地,含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺在加入催化剂之前加入。在另一个优选的实施方式中,含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺仅仅在加入催化剂之后加入,即在碳二亚胺化的过程中加入。可以根据简单的预先实验确定加入的最佳时间点,优选在达到所需的异氰酸酯总转化率的90%、更优选70%之前加入。
同样,可根据简单的预先实验确定含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺的最佳用量,以所用的异氰酸酯的重量为基准计,优选≤1,000ppm,更优选≤250ppm,特别优选≤100ppm。
因而,含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺可以加入到原料异氰酸酯中,或者在碳二亚胺化的过程中加入反应混合物中。在本发明中,含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺优选以物质即不稀释的形式加入,或者作为母料(例如作为含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺在原料异氰酸酯或已经碳二亚胺化的异氰酸酯中的溶液)加入,或者作为在合适的溶剂中的溶液加入。
使用含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺可以得到更高的碳二亚胺化反应的反应性,从而缩短反应所需的时间和/或减少所需的催化剂的量。
碳二亚胺化反应按常规在50℃至150℃的温度下进行,优选在60℃至100℃下进行。但是,非常高的反应温度也是可以的(即,高达约280℃)。碳二亚胺化反应的最佳反应温度取决于所用的原料异氰酸酯和/或催化剂的性质,可用简单的预先试验确定。
碳二亚胺化发应一般在碳二亚胺化程度(“碳二亚胺化程度”是碳二亚胺化的异氰酸酯基团相对于原料异氰酸酯中存在的异氰酸酯基团的总量的百分数)达到3%至50%、优选达到5%至30%时被中断。
碳二亚胺化程度可通过在本发明方法进行的过程中测定NCO%来确定,而NCO%例如通过本领域技术人员已知的滴定法或合适的在线分析法来确定。合适的在线分析方法是例如近红外分析或中红外分析。
碳二亚胺化程度也可以通过例如在本发明方法进行的过程中从反应混合物中逸出的二氧化碳的量来确定。这样,该二氧化碳的体积测量值就及时提供了有关任何时刻所达到的碳二亚胺化程度的信息。
另外,其它合适的为本领域技术人员所知的离线或在线过程监控方法原则上也可以使用。
为了终止碳二亚胺化反应,优选使用以催化剂为基准计至少等摩尔量、更优选摩尔数过量1-20倍、最优选摩尔数过量1-10倍的优选的三氟甲磺酸三甲基甲硅烷基酯(TMST)或烷基化剂或上述终止剂的混合物。在此情况中,烷基化剂或三氟甲磺酸三甲基甲硅烷基酯(TMST)作为唯一的终止剂使用。
优选的烷基化剂是三氟甲磺酸的酯、无机酸(优选无机强酸)的酯或三烷基氧鎓(trialkyloxonium)化合物。
碳二亚胺化反应的反应产物可含有颜色稳定剂,诸如常规加入到异氰酸酯中的那些颜色稳定剂。在此情况中,加入稳定剂的时刻不是至关重要的。颜色稳定剂可以在碳二亚胺化反应前用作原料加入到异氰酸酯中,或者在碳二亚胺化反应结束后加入到反应产物中。同样,可以既向原料中又向反应产物中加入颜色稳定剂。这类稳定剂对于本领域技术人员来说通常是已知的,包括,例如,选自空间位阻酚、亚磷酸酯或空间位阻胺的物质。在各情况中,颜色稳定剂可以单独使用,或者以与相同或不同物质类中的其它典型物质的混合物使用。颜色稳定剂的用量在本领域技术人员已知的数量级上变化,通常以用作原料的异氰酸酯或碳二亚胺化反应的反应产物为基准计,对于单独的稳定剂或混合物来说,其用量为100ppm至10000ppm。
含有异氰酸酯基的预聚物由依据本发明的方法制得的含有碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯与聚氨酯化学中的常规多元醇反应制得。合适的多元醇是分子量为62克/摩尔至599克/摩尔、优选为62克/摩尔至300克/摩尔的简单多元醇,诸如乙二醇、三羟甲基丙烷、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇或2,3-丁二醇、己二醇、辛二醇、十二烷二醇和/或十八烷二醇,特别是聚氨酯化学中本来已知的分子量为600克/摩尔至8000克/摩尔、优选为800克/摩尔至4000克/摩尔的高分子量聚醚多元醇和/或聚酯多元醇,这类高分子量化合物通常含有至少两个、通常是2至8个、优选2至4个伯羟基和/或仲羟基。此类多元醇的例子揭示在例如US 4218543,第7栏第29行至第9栏第32行中。
依据本发明的方法的优点是显而易见的:由于在碳二亚胺化过程中存在含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺,反应混合物的反应性增加和/或被标准化。结果,所需的反应时间缩短或保持较短,以及/或者所需的催化剂的量减少。含有碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的异氰酸酯和由该异氰酸酯制备的预聚物都还具有良好的储存稳定性和较浅的颜色。
这些含有碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯和通过本发明的异氰酸酯与多元醇反应制备的预聚物是用于制备聚氨酯塑料的颇有价值的原料,其中聚氨酯塑料的制备是通过本发明的异氰酸酯或其预聚物与多元醇(例如聚醚多元醇和/或聚酯多元醇)经异氰酸酯加聚反应方法来实现的。
实施例:
原料物质:
-氧化磷杂环戊烯类的催化剂:1-甲基-1-氧代-1-磷杂环戊-2-烯和1-甲基-1-氧代-1-磷杂环戊-3-烯的工业级混合物,在甲苯中的浓度为1重量%
-终止剂:三氟甲磺酸乙酯(TFMSEE)
使用以下一般说明来制备含有碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯:
将10千克哈森色数<15APHA、含有750ppm 3,5-二叔丁基-4-羟基甲苯的工业级4,4′-MDI(Desmodur拜尔材料科学股份公司(BayerMaterialScience AG))在N2/搅拌下加热到约90℃。然后加入表中所述的量的催化剂溶液,以实现所需的催化剂量。在加入催化剂之前,向反应混合物中加入相应量的仲胺或叔胺(加入的物质和量见下表;A:LS 2626{4-[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基]-1-[2-[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)-丙酰氧基]乙基]-2,2,6,6-四甲基哌啶};B:1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶醇;C:2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇;D:三苯胺)。将反应混合物在N2/搅拌下加热到约95℃,直到达到所需的NCO含量。然后加入特定的终止剂(三氟甲磺酸乙酯(TFMSEE)或三氟甲磺酸三甲基甲硅烷基酯(TMST),见下表)终止碳二亚胺化反应,然后将混合物搅拌1小时。
在本发明中,胺A、B和C属于依据本发明使用的含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的胺类。另一方面,胺D只含有芳族烃基。
结果总结在下表中。
哈森色数依据DIN/EN/ISO 6271-2(草案,2002年9月)用相对于以水作为参照物、层厚为5厘米的物质进行测量。使用的测量设备为Dr.Lange LICO300光度计。
依据本发明的实施例1和对比例1的比较说明,尽管使用相同的催化剂浓度和几乎相同的可水解氯浓度,依据本发明的实施例1加入含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺具有缩短反应时间的效果。甚至在依据本发明的实施例中催化剂的浓度下降时,仍然具有这种效果。依据本发明的实施例1和对比例2的比较说明,加入含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺起到的缩短反应时间的效果明显强于加入仅仅被芳族烃基取代的叔胺所起到的效果。
依据本发明的实施例得到的产物具有非常良好的颜色水平(哈森色数(HAZEN)),该颜色水平与对比例1相比明显改善。
Claims (5)
1.一种制备含碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯的方法,其中用磷杂环戊烯类催化剂对一种或多种哈森色数≤100APHA的有机异氰酸酯进行部分碳二亚胺化,然后终止碳二亚胺化反应,其特征在于,碳二亚胺化反应在至少一种含有至少一个脂族烃基的仲胺存在下进行,其中,
使用2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇作为仲胺。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在加入催化剂之前、在加入催化剂的同时或在加入催化剂之后加入2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,以所用的异氰酸酯的重量为基准计,2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇的浓度≤1,000ppm。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇以物质的形式加入。
5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇作为在原料异氰酸酯或已经碳二亚胺化的异氰酸酯或合适的溶剂中的母料加入。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006000833.2 | 2006-01-05 | ||
DE102006000833A DE102006000833A1 (de) | 2006-01-05 | 2006-01-05 | Verfahren zur Herstellung flüssiger, lagerstabiler Carbodiimid- und/oder Uretonimingruppen aufweisender organischer Isocyanate |
PCT/EP2006/012551 WO2007076998A1 (de) | 2006-01-05 | 2006-12-27 | Verfahren zur herstellung flüssiger, lagerstabiler carbodiimid- und/oder uretonimingruppen aufweisender organischer isocyanate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101356153A CN101356153A (zh) | 2009-01-28 |
CN101356153B true CN101356153B (zh) | 2013-06-19 |
Family
ID=37994187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2006800505512A Expired - Fee Related CN101356153B (zh) | 2006-01-05 | 2006-12-27 | 液态、储存稳定、含碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯的制备方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7825276B2 (zh) |
EP (1) | EP1973869A1 (zh) |
JP (1) | JP5227184B2 (zh) |
KR (1) | KR20080081017A (zh) |
CN (1) | CN101356153B (zh) |
DE (1) | DE102006000833A1 (zh) |
TW (1) | TWI391368B (zh) |
WO (1) | WO2007076998A1 (zh) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006000822A1 (de) * | 2006-01-05 | 2007-07-12 | Bayer Materialscience Ag | Verfahren zur Herstellung flüssiger, lagerstabiler Carbodiimid- und/oder Uretonimingruppen aufweisender organischer Isocyanate |
DE102006000825A1 (de) * | 2006-01-05 | 2007-07-12 | Bayer Materialscience Ag | Verfahren zur Herstellung flüssiger, lagerstabiler Carbodiimidgruppen aufweisender organischer Isocyanate |
DE102009027246A1 (de) * | 2009-06-26 | 2010-12-30 | Evonik Degussa Gmbh | Katalysatorarme Carbodiimidgruppen und/oder Uretonimingruppen aufweisende Isocyanatmischungen |
RU2558149C2 (ru) * | 2010-03-30 | 2015-07-27 | Хантсмэн Интернэшнл Ллс | Способ получения уретонимин-модифицированной изоцианатной композиции |
JP6528479B2 (ja) * | 2014-03-31 | 2019-06-12 | 東ソー株式会社 | 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 |
PT3262091T (pt) | 2015-02-26 | 2020-02-24 | Covestro Deutschland Ag | Processo para a produção de uma composição contendo policarbodi-imidas com uma melhor estabilidade de armazenamento |
PT3510015T (pt) * | 2016-09-08 | 2021-01-15 | Covestro Intellectual Property Gmbh & Co Kg | Processo para a produção de isocianatos orgânicos líquidos, estáveis ao armazenamento, que apresentam grupos carbodiimida e/ou uretonimina com baixo índice de cor |
CN108864402B (zh) * | 2017-05-08 | 2021-02-02 | 万华化学(北京)有限公司 | 一种改性异氰酸酯及其制备方法 |
CN107879951B (zh) | 2017-10-20 | 2020-01-31 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种浅色改性异氰酸酯混合物及其制备方法 |
CN111689874B (zh) * | 2020-07-11 | 2022-07-12 | 万华化学(宁波)有限公司 | 一种降低碳化二亚胺改性有机异氰酸酯色数的方法、低色数异氰酸酯及其应用 |
US20240034881A1 (en) * | 2020-09-25 | 2024-02-01 | Wanhua Chemical Group Co., Ltd. | Isocyanurate-containing polyisocyanate composition with stable chromaticity, and preparation method thereof |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4085140A (en) * | 1976-09-22 | 1978-04-18 | Imperial Chemical Industries Limited | Carbodiimides |
US5202358A (en) * | 1991-05-28 | 1993-04-13 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for the preparation of liquid storable organic isocyanates containing carbodiimide and/or uretone imine groups and their use for the preparation of polyurethane plastics |
CN1709863A (zh) * | 2004-06-17 | 2005-12-21 | 拜尔材料科学有限公司 | 碳二亚胺改性的有机异氰酸酯的改进制备方法 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2853473A (en) * | 1956-08-27 | 1958-09-23 | Du Pont | Production of carbodiimides |
GB1399240A (en) * | 1972-10-21 | 1975-06-25 | Ciba Geigy Ag | Substituted piperidinol derivatives and their use as stabilizers |
DE2401143A1 (de) * | 1974-01-10 | 1975-07-17 | Ici Ltd | Isocyanate |
DE2537685C2 (de) * | 1975-08-23 | 1989-04-06 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur teilweisen Carbodiimidisierung der Isocyanatgruppen von organischen Polyisocyanaten |
JPS559064A (en) * | 1978-07-03 | 1980-01-22 | Sankyo Co Ltd | Novel stabilizer |
DE2943469A1 (de) * | 1979-10-27 | 1981-05-07 | Bayer Ag | Pulverfoermige beschichtungsmaterialien |
JPS5958022A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-03 | Nippon Polyurethan Kogyo Kk | 安定化したポリイソシアネ−ト組成物の製造方法 |
DE3347659A1 (de) * | 1983-12-31 | 1985-07-11 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Neue lackloesungen auf der basis von hydantoingruppen enthaltenden polymeren |
JPS63235318A (ja) * | 1987-03-24 | 1988-09-30 | Achilles Corp | ポリウレタン樹脂の製造方法 |
DE4028284A1 (de) * | 1990-09-06 | 1992-03-12 | Huels Chemische Werke Ag | Lichtbestaendige, reaktive 2 k-pur-lacke, die bei raumtemperatur haerten |
JP3333252B2 (ja) * | 1992-12-24 | 2002-10-15 | 住化バイエルウレタン株式会社 | ジフェニルメタンジイソシアネート系化合物の着色防止法 |
DE4302697A1 (de) * | 1993-02-01 | 1994-08-04 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung organischer Carbodiimide und ihre Verwendung als Kunststoff-Stabilisatoren |
US5357021A (en) * | 1993-07-21 | 1994-10-18 | Basf Corporation | Reactive carbodimide compositions |
JPH09194564A (ja) * | 1996-01-11 | 1997-07-29 | Toray Ind Inc | ウレタン組成物、およびその製造方法 |
DE19622610A1 (de) * | 1996-06-05 | 1997-12-11 | Huels Chemische Werke Ag | Mit sterisch gehinderten Piperidinverbindungen irreversibel blockierte Carbodiimidgruppen enthaltende (cyclo)aliphatische Diisocyanate, ein Verfahrnen zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung |
US6120699A (en) * | 1998-09-21 | 2000-09-19 | Basf Corporation | Storage stable methylene bis(phenylisocyanate) compositions |
DE102004033849A1 (de) * | 2004-07-13 | 2006-02-16 | Bayer Materialscience Ag | Verfahren zur Herstellung flüssiger, lagerstabiler Carbodiimid- und/oder Uretonimingruppen aufweisender organischer Isocyanate mit niedriger Farbzahl |
DE102004060038A1 (de) * | 2004-12-14 | 2006-06-22 | Bayer Materialscience Ag | Verfahren zur Herstellung flüssiger, lagerstabiler Carbodiimid- und/oder Uretonimingruppen aufweisender organischer Isocyanate mit niedriger Farbzahl |
DE102006000822A1 (de) * | 2006-01-05 | 2007-07-12 | Bayer Materialscience Ag | Verfahren zur Herstellung flüssiger, lagerstabiler Carbodiimid- und/oder Uretonimingruppen aufweisender organischer Isocyanate |
DE102006000825A1 (de) * | 2006-01-05 | 2007-07-12 | Bayer Materialscience Ag | Verfahren zur Herstellung flüssiger, lagerstabiler Carbodiimidgruppen aufweisender organischer Isocyanate |
DE102006002158A1 (de) * | 2006-01-17 | 2007-07-19 | Bayer Materialscience Ag | Verfahren zur Herstellung flüssiger, lagerstabiler Carboddimid- und/oder Uretonimingruppen aufweisender organischer Isocyanate |
-
2006
- 2006-01-05 DE DE102006000833A patent/DE102006000833A1/de not_active Withdrawn
- 2006-12-27 EP EP06829880A patent/EP1973869A1/de not_active Withdrawn
- 2006-12-27 WO PCT/EP2006/012551 patent/WO2007076998A1/de active Application Filing
- 2006-12-27 JP JP2008548947A patent/JP5227184B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2006-12-27 KR KR1020087016297A patent/KR20080081017A/ko not_active Application Discontinuation
- 2006-12-27 CN CN2006800505512A patent/CN101356153B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-01-03 US US11/648,998 patent/US7825276B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-01-04 TW TW096100263A patent/TWI391368B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4085140A (en) * | 1976-09-22 | 1978-04-18 | Imperial Chemical Industries Limited | Carbodiimides |
US5202358A (en) * | 1991-05-28 | 1993-04-13 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for the preparation of liquid storable organic isocyanates containing carbodiimide and/or uretone imine groups and their use for the preparation of polyurethane plastics |
CN1709863A (zh) * | 2004-06-17 | 2005-12-21 | 拜尔材料科学有限公司 | 碳二亚胺改性的有机异氰酸酯的改进制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101356153A (zh) | 2009-01-28 |
WO2007076998A1 (de) | 2007-07-12 |
EP1973869A1 (de) | 2008-10-01 |
JP2009522317A (ja) | 2009-06-11 |
KR20080081017A (ko) | 2008-09-05 |
US20070155937A1 (en) | 2007-07-05 |
US7825276B2 (en) | 2010-11-02 |
TWI391368B (zh) | 2013-04-01 |
JP5227184B2 (ja) | 2013-07-03 |
TW200738598A (en) | 2007-10-16 |
DE102006000833A1 (de) | 2007-07-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101356153B (zh) | 液态、储存稳定、含碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯的制备方法 | |
TWI389874B (zh) | 製造含有碳二亞胺及/或脲酮亞胺基之低色數的液體儲存安定性有機異氰酸酯類之方法 | |
CN101356154A (zh) | 液态、储存稳定、含碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯的制备方法 | |
CN101003496A (zh) | 液态、储存稳定、含有碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯的制备方法 | |
US5202358A (en) | Process for the preparation of liquid storable organic isocyanates containing carbodiimide and/or uretone imine groups and their use for the preparation of polyurethane plastics | |
CN101356208B (zh) | 液态、储存稳定、含碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯的制备方法 | |
CA2069456C (en) | Polyisocyanate composition | |
JP5124089B2 (ja) | カルボジイミド基及び/又はウレトンイミン基を有する、色数が低い液状の貯蔵安定性有機イソシアネートの製造方法 | |
CN109641834B (zh) | 用于制备具有碳二亚胺-和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯的方法 | |
JPS58950A (ja) | 低温貯蔵安定性液体ジフエニルメタンジイソシアネ−ト | |
EP2046858B1 (en) | Method of producing a uretonimine-modified isocyanate composition | |
US4041019A (en) | Delayed-action, heat activated-urethane catalyst | |
US20070219337A1 (en) | Preparation of storage-stable, isocyanate-functional prepolymers using NCO-functional carbonyl and carbamoyl halides | |
GB2059950A (en) | Process for the preparation of liquid carbodilmide-modified organic polyisocyanates | |
EP0211630A2 (en) | Liquid organic polyisocyanate compositions containing urea and/or biuret structures | |
US6433218B1 (en) | Stable isocyanate formulations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1126753 Country of ref document: HK |
|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: WD Ref document number: 1126753 Country of ref document: HK |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130619 Termination date: 20141227 |
|
EXPY | Termination of patent right or utility model |