DD219030A3 - PROCESS FOR POLYMERIZING ORGANIC ISOCYANATES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beschreibt neue Katalysatoren zur Polymerisation von organischen Isocyanaten zu isocyanuratgruppenhaltigen Verbindungen. Die neuen Katalysatoren sind Stoffe, die in einem Molekuel eine tertiaere Aminogruppe und eine Halbacetalgruppe R-O-CHR-OH enthalten. Diese Katalysatoren besitzen eine aussergewoehnlich hohe Aktivitaet bei Polymerisation von organischen zu Isocyanuratpolyisocyanaten, bei der Herstellung von Polyisocyanuratschaum und bei der Einfuehrung von Isocyanuratgruppen in beliebige Polyurethankunststoffe.The invention describes novel catalysts for the polymerization of organic isocyanates to isocyanurate group-containing compounds. The new catalysts are substances that contain a tertiary amino group and a hemiacetal group R-O-CHR-OH in one molecule. These catalysts have an exceptionally high activity in the polymerization of organic to isocyanurate polyisocyanates, in the production of polyisocyanurate and in the introduction of isocyanurate groups in any polyurethane plastics.
Description
R1 (R)n-N-[X-OCHR 1 (R) n -N- [X-OCH
1 4OH" 1 4 OH "
-2- 241886-2- 241886
Y-Y-
/IR),. \ / IR) ,. \
(X-OCHR1-ОН),(X-OCHR 1 -O-H),
Z N-X-OCHR1-OHZ NX-OCHR 1 -OH
IVIV
Für die angegebenen Reste sind folgende Gruppen ansetzbar:For the radicals indicated, the following groups can be attached:
R = Alkyl, Cycloalkyl, AralkylR = alkyl, cycloalkyl, aralkyl
(R)2 = (-CH2-J3, (-CH2-U, (-CH-I6 (R) 2 = (-CH 2 -J 3 , (-CH 2 -U, (-CH-I 6
R1 = H, Alkyl, Aryl, HeteroarylR 1 = H, alkyl, aryl, heteroaryl
X = mehrwertiger Rest eines beliebigen Aminoalkoholes, z. B. -CH2CH2-, CH2-CH-CH3, -CH2CH2OCONHCH2Ch2-, CH2CH2COOCh2CH2O-,X = polyvalent radical of any aminoalcohol, for. B. -CH 2 CH 2 -, CH 2 -CH-CH 3, -CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 -, CH 2 CH 2 COOCH 2 CH 2 O-,
Y = mehrwertiger Rest eines Di- oder Polyamines, ζ. B. -CH2-CH2-, -CH2CH2OCH2CH2-, (-CH2-)6 Z = S1O1NR, N-X-OCHR1OHY = polyvalent radical of a di- or polyamine, ζ. B. -CH 2 -CH 2 -, -CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 -, (-CH 2 -) 6 Z = S 1 O 1 NR, NX-OCHR 1 OH
η = 0-2, m + η = 3η = 0-2, m + η = 3
к =0-2, к+ 1=2, і = 2-6к = 0-2, к + 1 = 2, і = 2-6
Gegebenenfalls können die genannten Reste noch indifferente Substituenten tragen oder auch weitere katalytisch oder cokatalytisch wirkende Substituenten besitzen, wie z. B. tert. Aminogruppen, Urethangruppen, Alkoholgruppen, Phenolgruppen, etc. Ganz besonders bevorzugt sind Verbindungen, die sich vom Formaldehyd ableiten.Optionally, the radicals mentioned may still carry indifferent substituents or also have further catalytically or cocatalytically active substituents, such as. B. tert. Amino groups, urethane groups, alcohol groups, phenol groups, etc. Very particular preference is given to compounds derived from formaldehyde.
Nachstehend sollen einige Verbindungen beispielhaft genannt werden:Below are some compounds to be exemplified:
2-Dimethylaminoethoxymethanol2-Dimethylaminoethoxymethanol
N-( Hydroxy methoxy ethyl )-pi peridi ηN- (hydroxymethoxyethyl) -piperidine η
N,N'-Bis-(hydroxymethoxyethyl)-piperazinN, N'-bis (hydroxymethoxyethyl) -piperazine
N,N-Bis-(hydroxymethoxyethyl)-aminopropionitrilN, N-bis (hydroxymethoxyethyl) aminopropionitrile
N,N-Bis-(hydroxymethoxyethyl)-N',N'-dimethyl-propandiamin-(1,3)N, N-bis (hydroxymethoxyethyl) -N ', N'-dimethyl-propanediamine (1.3)
2-Hydroxy-N-methyl-morpholin.2-hydroxy-N-methyl-morpholine.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Produkte erfolgt nach den bekannten Verfahren der halbseitigen Acetalisierung von Aldehyden (siehe Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd.6/3) und im Besonderen aus den entsprechenden Alkoholen und Paraformaldehyd (DE-AS 1.092.002).The preparation of the products according to the invention is carried out by the known methods of hemidetal acetalization of aldehydes (see Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Bd.6 / 3) and in particular from the corresponding alcohols and paraformaldehyde (DE-AS 1,092,002).
Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Katalysatoren gelingt es, in einfacher Weise Diisocyanate zu Isocyanuratpolyisocyanaten umzusetzen. Die notwendige Katalysatorkonzentration ist von Fall zu Fall verschieden und liegt etwa zwischen 0,01 und 2%. Die gezielte Cyclotrimerisierung von Diisocyanaten zu Isocyanuratpolyisocyanaten erfolgt entsprechend anderer katalytischer Verfahren des Standes der Technik lösungsmittelfrei oder in Gegenwart von inerten Lösungsmitteln bei Temperaturen zwischen 0 und 1200C, vorzugsweise 20-800C, und Reaktionszeiten zwischen 0,1 und 20 h. Nach Erreichen des bevorzugten Umsatzes kann die Reaktion durch Zugabe von saueren Stoffen, wie z. B.By using the catalysts according to the invention, it is possible to convert diisocyanates to isocyanurate polyisocyanates in a simple manner. The necessary catalyst concentration varies from case to case and is between about 0.01 and 2%. The targeted cyclotrimerization of diisocyanates to Isocyanuratpolyisocyanaten carried out according to other catalytic processes of the prior art solvent-free or in the presence of inert solvents at temperatures between 0 and 120 0 C, preferably 20-80 0 C, and reaction times between 0.1 and 20 h. After reaching the preferred conversion, the reaction by the addition of acidic substances such. B.
Benzoylchlorid, Toluolsulfochlorid, Phosphorsäure, beendet werden.Benzoyl chloride, toluenesulfochloride, phosphoric acid, be terminated.
Die so hergestellten Produkte können gegebenenfalls nach Entfernung der Restmengen an freien Diisocyanaten als Härterkomponenten für Polyurethanlacke und -klebstoffe verwendet werden.The products thus produced may optionally be used after removal of the residual amounts of free diisocyanates as hardener components for polyurethane coatings and adhesives.
Nach der Blockierung der freien NCO-Gruppen mit Phenolen, Oximen oder Lactamen sind wertvolle Isocyanatabspalter für Ofenlacke zugänglich.After blocking the free NCO groups with phenols, oximes or lactams, valuable isocyanate releasers are available for oven coatings.
Die lösungsmittelfreien Isocyanuratpolyisocyanate eignen sich zum Einbringen von Isocyanuratgruppen in beliebige Polyurethankunststoffe, insbesondere in Polyurethanschäume.The solvent-free isocyanurate polyisocyanates are suitable for introducing isocyanurate groups into any polyurethane plastics, in particular in polyurethane foams.
Ein'weiteres Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Hersteilung von gegebenenfalls schwerentflammbaren, urethangruppenhaltigen Polyisocyanuratschaumstoffen durch Umsetzung von organischen Polyisocyanaten und Polyhydroxyverbindungen in Gegenwart von Katalysatoren, Treibmitteln, Hilfsstoffen und Zusatzstoffen, das'dadurch gekennzeichnet ist, daß als Katalysatoren die erfindungsgemäßen tert. Aminogruppen aufweisenden Halbacetale verwendet werden. Üblicherweise kommen dabei 0,4 bis 5,0 Gewichtsteile Katalysator auf 100 Gewichtsteile Polyisocyanat zum Einsatz.Ein'weiteres field of application of the invention is the Hersteilung of optionally flame retardant, containing urethane groups Polyisocyanuratschaumstoffen by reacting organic polyisocyanates and polyhydroxy compounds in the presence of catalysts, blowing agents, adjuvants and additives, which 'is characterized in that the tert. Amino-containing hemiacetals are used. Usually, from 0.4 to 5.0 parts by weight of catalyst per 100 parts by weight of polyisocyanate are used.
Katalysatoren der Urethanbildung, wie Diazabicyclooctan, 2,2-Dimethyl-silamorpholin, I.S-Diazabicyclo-undecen, Tetramethylguanidin oder organische Metallverbindungen, wie Zinnoctoat und Dibutylzin-dilaurat sind optimaler Weise mitzuverwenden.Catalysts of urethane formation, such as diazabicyclooctane, 2,2-dimethyl-silamorpholine, I.S-diazabicyclo-undecene, tetramethylguanidine or organic metal compounds, such as tin octoate and dibutylzine dilaurate are to be optimally used.
Die verwendeten Polyisocyanate, Polyhydroxyverbindungen, Treibmittel, Schaumstabilisatoren, Flammschutzmittel entsprechen den in der Polyurethanchemie üblichen Stoffen. Die Hersteilung kann auch nach den bekannten Methoden des Standes der Technik erfolgen.The polyisocyanates, polyhydroxy compounds, blowing agents, foam stabilizers, flame retardants used correspond to the substances customary in polyurethane chemistry. The Hersteilung can also be done by the known methods of the prior art.
5ml Phenylisocyanat (destilliert CW = 50ppm) werden in 50ml absulutem Methylethylketon gelöst, auf 500Ctemperiert und mit 53 mg Dimethylaminoethoxymethanol versetzt. Von der Reaktionslösung werden nach bestimmten Zeiten Proben entnommen, mit Methanol umgesetzt und mittels Hochdruckflüssigchromatographie auf ihren Gehalt an Phenylisocyanat (als N-Phenyl-O-methylcarbamat, RT · 4,03) und Triphenylisocyanurat (RT я S,1#i untersucht (Tab. 1).5 ml of phenyl isocyanate (distilled CW = 50 ppm) are dissolved in 50 ml of absulutem methyl ethyl ketone, tempered to 50 0 C and treated with 53 mg dimethylaminoethoxymethanol. Samples are taken from the reaction solution after certain times, reacted with methanol and analyzed by high pressure liquid chromatography for their content of phenyl isocyanate (as N-phenyl-O-methylcarbamate, RT · 4.03) and triphenylisocyanurate (RT я S, 1 # i (Tab . 1).
-з- 241 886-z- 241 886
t/mint / min
PhNCO/moirPhNCO / moir
(PhNCO)3/mol Г(PhNCO) 3 / mol
Das verwendete Dimethylaminoethoxymethanol wurde wie folgt hergestellt:The dimethylaminoethoxymethanol used was prepared as follows:
89g Dimethylaminoethanol werden unter Rühren mit 33g Paraformaldehyd auf ca. 700C erhitzt. Nach Zugabe von 0,1 ml 1N KOH erfolgt spontane Depolymerisation des Paraformaldahydes. Nach dem Abkühlen wird filtriert und die klare Flüssigkeit, die im wesentlichen aus Dimethylaminoethoxymethanol besteht, als Katalysator verwendet.89g dimethylaminoethanol are heated with stirring to 33g of paraformaldehyde to about 70 0 C. After addition of 0.1 ml of 1N KOH, spontaneous depolymerization of the paraformaldehyde takes place. After cooling, it is filtered and the clear liquid consisting essentially of dimethylaminoethoxymethanol is used as the catalyst.
(Vergleich zu DE-AS-1013869) : Analog Beispiel Nr. 1 werden jeweils 5ml Phenylisocyanat in 100ml Methylethylketon gelöst und bei 600Ca) mit 0,121g Dimethylaminoethanol (1,36mMol) sowie b) 0,162g Dimethylaminoethoxymethanol (1,36mMol) versetzt, und die NCO-Abnahme durch die Titrationsmethode mit Dibutylamin verfolgt. Der NCO-Umsatz beträgt nach 30min bei a) 3,7% bei b) 77,6%, nach 120min erhält man bei a) 13,7%, bei b) 100%.(Compared to DE-AS-1013869). Analogously to Example No. 1 are each dissolved in 5 ml of phenyl isocyanate and 100 ml of methyl ethyl ketone at 60 0 Ca) with 0,121g dimethylaminoethanol (1,36mMol) and b) 0,162g Dimethylaminoethoxymethanol (1,36mMol) was added , and followed the NCO decrease by the titration method with dibutylamine. After 30 min, the NCO conversion is a) 3.7% for b) 77.6%, after 120 min for a) 13.7%, for b) 100%.
60ml Toluylendiisocyanat (80/20) werden in 83ml Butylacetat gelöst, auf 6O0C erwärmt und mit den angegebenen Mengen der erfindungsgemäßen Katalysatoren 3 bis 5 versetzt. Die heftige Reaktion muß stark gekühlt werden und wird nach wenigen Minuten durch Zugabe von 0,4ml Benzoylchlorid beendet. Die analytischen Daten sind in Tab.2 angegeben.60 ml of toluene diisocyanate (80/20) are dissolved in 83 ml of butyl acetate, warmed to 6O 0 C and treated with the indicated amounts of the inventive catalysts 3 to 5. The vigorous reaction must be strongly cooled and is terminated after a few minutes by adding 0.4 ml of benzoyl chloride. The analytical data are given in Tab.2.
Die katatytische Aktivität der erfindungsgemäßen Katalysatoren wird im Exothermtest bestimmt. Dazu werden 10 ml Toluylendiisocyanat (80/20) mit 0,2 ml nachstehender Verbindungen unter Rühren umgesetzt. Die exotherme Cyclotrimerisierung wird durch Messen der Temperatur verfolgt. Eine auftretende Schaumbildung wird an Hand der Volumenvergrößerung eingeschätzt (Tabelle 3).The catatytic activity of the catalysts according to the invention is determined in the exothermic test. For this purpose, 10 ml of toluene diisocyanate (80/20) are reacted with 0.2 ml of the following compounds with stirring. The exothermic cyclotrimerization is monitored by measuring the temperature. Foaming occurring is estimated on the basis of the increase in volume (Table 3).
Cyclotrimerisierung von Toluylendiisocyanat (80/20) in Butylacetat bei 600CCyclotrimerization of toluene diisocyanate (80/20) in butyl acetate at 60 0 C.
1) 0,3ml einer 20%igen Lösung in Cyclohexan1) 0.3 ml of a 20% solution in cyclohexane
2) 1 ;3,&-Tris-dimethylaminopropyl-hexahydro-triazin2) 1; 3, & - tris-dimethylaminopropyl-hexahydro-triazine
3) 2,4,6-Tris-dirnethylaminornethyl-phenol3) 2,4,6-tris-dimethylaminomethyl-phenol
Claims (5)
Anwendungsgebiet der ErfindungProcess for the polymerization of organic isocyanates
Field of application of the invention
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD24188682A DD219030A3 (en) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | PROCESS FOR POLYMERIZING ORGANIC ISOCYANATES |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD24188682A DD219030A3 (en) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | PROCESS FOR POLYMERIZING ORGANIC ISOCYANATES |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD219030A3 true DD219030A3 (en) | 1985-02-20 |
Family
ID=5540154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DD24188682A DD219030A3 (en) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | PROCESS FOR POLYMERIZING ORGANIC ISOCYANATES |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD219030A3 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2951149B1 (en) | 2013-01-30 | 2018-10-10 | Ecolab USA Inc. | Hydrogen sulfide scavengers |
-
1982
- 1982-07-23 DD DD24188682A patent/DD219030A3/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2951149B1 (en) | 2013-01-30 | 2018-10-10 | Ecolab USA Inc. | Hydrogen sulfide scavengers |
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Legal Events
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