DE102009058463A1 - Polyisocyanate mixture, useful e.g. in coating, comprises two various aromatic polyisocyanate mixtures based on diphenylmethane diisocyanate, polyether based on propylene oxide and amino group containing polyether based on propylene oxide - Google Patents
Polyisocyanate mixture, useful e.g. in coating, comprises two various aromatic polyisocyanate mixtures based on diphenylmethane diisocyanate, polyether based on propylene oxide and amino group containing polyether based on propylene oxide Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft neue Polyisocyanatgemische, ihre Herstellung durch Umsetzung von 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat mit Polyetherol-Gemischen und weiteren aromatischen Polyisocyanaten sowie ihre Verwendung als Isocyanat-Komponente zur Herstellung von feuchtigkeitshärtenden Beschichtungs-, Dicht- und Klebstoffen.The invention relates to novel polyisocyanate mixtures, their preparation by reacting 2,4'-diphenylmethane diisocyanate with polyetherol mixtures and other aromatic polyisocyanates and their use as isocyanate component for the production of moisture-curing coating, sealing and adhesives.
Feuchtigkeitshärtende Klebstoffe sowie ihre Herstellung gehören zum allgemeinen Stand der Technik und sind in der Literatur vielfach beschrieben. Alle isocyanatgruppenhaltigen Prepolymere, die nicht unter absolutem Feuchtigkeitsausschluss verschlossen aufbewahrt werden, verlieren im Laufe der Zeit Isocyanatgruppen durch Reaktion mit Luftfeuchtigkeit. Temperaturbelastung fördert diesen Prozess deutlich. An der Oberfläche verläuft diese Reaktion rasch, die Eindiffusion ins Innere von z. B. Formkörpern, Schäumen oder Kleb- und Dichtstoffschichten kann lange Zeiträume in Anspruch nehmen. Solange diese Reaktion stattfindet, steigt die Molmasse bzw. die Vernetzungsdichte an, entsprechend verändern sich die physikalischen Eigenschaften.Moisture-curing adhesives and their preparation belong to the general state of the art and have been described many times in the literature. All prepolymers containing isocyanate groups, which are not stored under complete exclusion of moisture, lose isocyanate groups over time due to reaction with atmospheric moisture. Temperature stress promotes this process significantly. On the surface, this reaction proceeds rapidly, the diffusion into the interior of z. As moldings, foams or adhesive and sealant layers can take long periods. As long as this reaction takes place, the molecular weight or the crosslinking density increases, correspondingly, the physical properties change.
Insbesondere im Bereich von Klebstoffen ist ein möglichst schneller, vollständiger Umsatz der freien Isocyanatgruppen des Prepolymers mit Luftfeuchtigkeit wünschenswert, um frühzeitig die fertigen Gebrauchseigenschaften zu erlangen. Trotzdem muss eine sehr gute Lagerbeständigkeit des Prepolymers gegeben sein. Eine weitere wichtige Anforderung ist die Hitzebeständigkeit der Verklebungen, dies wird insbesondere bei konstruktiven Holzverklebungen in den USA gefordert. Um den Aushärteprozess zu beschleunigen, werden den Formulierungen häufig externe Katalysatoren, wie z. B. organische Zinnverbindungen (Dibutylzinndilaurat) oder aminische Beschleuniger (Dimorpholinodiethylether) zugesetzt. Diese Katalysatoren können jedoch die Lagerbeständigkeit bei Temperaturbelastung, insbesondere von Prepolymeren auf Basis reaktiver aromatischer Isocyanate, sowie das Eigenschaftsprofil des Klebstoffes negativ beeinflussen. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, isocyanathaltige Prepolymere hoher Reaktivität bereitzustellen, die ohne den Zusatz von externen Katalysatoren eine hohe Reaktivität gegenüber Feuchtigkeit besitzen. Solche Prepolymere basieren häufig auf Polyether- oder Polyesterpolyolen, die Stickstoffatome enthalten. Diese Produkte werden vorzugsweise in einkomponentigen, feuchtigkeitshärtenden Schaumanwendungen eingesetzt. Weiterhin wurde vielfach versucht, die Wärmebeständigkeit von Verklebungen durch organische und anorganische Zusätze in der Klebstoffformulierung zu verbessern, jedoch besteht ein Bedarf an neuen Klebstoffbindemitteln mit deutlich verbesserter Wärmebeständigkeit, um höhere Freiheitsgrade bei der Klebstoffformulierung zur Verfügung zu haben.In particular in the field of adhesives, the fastest possible complete conversion of the free isocyanate groups of the prepolymer with atmospheric moisture is desirable in order to obtain the ready-to-use properties at an early stage. Nevertheless, a very good shelf life of the prepolymer must be given. Another important requirement is the heat resistance of the bonds, which is particularly required in structural wood bonding in the USA. To accelerate the curing process, the formulations are often external catalysts such. As organic tin compounds (dibutyltin dilaurate) or aminic accelerator (Dimorpholinodiethylether) added. However, these catalysts can adversely affect the storage stability under temperature load, in particular of prepolymers based on reactive aromatic isocyanates, as well as the property profile of the adhesive. There has therefore been no lack of attempts to provide isocyanate-containing prepolymers high reactivity, which have a high reactivity to moisture without the addition of external catalysts. Such prepolymers are often based on polyether or polyester polyols containing nitrogen atoms. These products are preferably used in one-part, moisture-curing foam applications. Further, many attempts have been made to improve the heat resistance of adhesions by organic and inorganic additives in the adhesive formulation, however, there is a need for new adhesive binders having significantly improved heat resistance to have higher degrees of freedom in adhesive formulation.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Bereitstellung von neuen Polyisocyanatmischungen für Klebstoffanwendungen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen. Sie sollen eine niedrige Viskosität, eine verbesserte Lagerbeständigkeit, und ohne Zugabe eines separaten Aktivators eine schnelle Filmbildungszeit und eine möglichst kurze Filmtrocknungszeit, eine hohe Anfangsfestigkeit nach kurzer Klebzeit sowie eine hohe Endfestigkeit nach möglichst kurzer Durchhärtungszeit und eine hohe Wärmebeständigkeit der erhaltenen Verklebung aufweisen.The object of the present invention was to provide novel polyisocyanate mixtures for adhesive applications which do not have the disadvantages of the prior art. They should have a low viscosity, improved storage stability, and without the addition of a separate activator fast film formation and a short film drying time, a high initial strength after a short sticking time and a high final strength after the shortest possible curing time and high heat resistance of the resulting bond.
Diese Aufgabe konnte durch die Bereitstellung der erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische gelöst werden.This problem could be solved by providing the polyisocyanate mixtures according to the invention.
Gegenstand der Erfindung sind daher Polyisocyanatgemische, bestehend aus
- A) 1 bis 15 Gew.-% Diphenylmethandiisocyanat mit 2 aromatischen Ringen
- B) 20 bis 50 Gew.-% Polymer-Diphenylmethandiisocyanat mit 3 und mehr aromatischen Ringen und
- C) 40 bis 75 Gew.-% eines isocyanatfunktionellen Polyurethans,
- a) mindestens ein aromatisches Polyisocyanatgemisch auf Basis von Diphenylmethandiisocyanat mit mindestens 98,0% Isocyanatgruppen in 2,4'-Stellung; zwischen 0,0 und maximal 1,0% in 4,4'-Stellung und zwischen 0,0 bis maximal 1,0% in 2,2'-Stellung, einem Isocyanatgehalt von > 33 Gew.-% und einer Funktionalität von 2,0,
- b) mindestens ein aromatisches Polyisocyanatgemisch auf Basis von Diphenylmethandiisocyanat mit einem Anteil an 4,4'-Isomeren von < 50%, einem Anteil an 2,4'-Isomeren im Bereich von 1 bis 15% und einem Anteil von 2,2'-Isomeren im Bereich von 0,1 bis 5%, einem Isocyanatgehalt zwischen 30 und 33 Gew.-% und einer Funktionalität > 2,4,
- c) mindestens einen aminogruppenfreien Polyether auf Basis von Propylenoxid mit einer OH-Zahl im Bereich von 5 bis 225 mg KOH/g, einer Funktionalität von mindestens 2,0 und/oder
- d) mindestens einen aminogruppenhaltigen Polyether auf Basis von Propylenoxid mit einer OH-Zahl im Bereich von 40 bis 625 mg KOH/g, einer Funktionalität von mindestens 2,0 und einem Amingehalt im Bereich von 0,25 bis 7,75 Gew.-%.
- A) 1 to 15 wt .-% diphenylmethane diisocyanate with 2 aromatic rings
- B) 20 to 50 wt .-% polymer diphenylmethane diisocyanate having 3 and more aromatic rings and
- C) 40 to 75% by weight of an isocyanate-functional polyurethane,
- a) at least one aromatic polyisocyanate mixture based on diphenylmethane diisocyanate having at least 98.0% isocyanate groups in the 2,4'-position; between 0.0 and a maximum of 1.0% in the 4,4'-position and between 0.0 to a maximum of 1.0% in the 2,2'-position, an isocyanate content of> 33 wt .-% and a functionality of 2 , 0,
- b) at least one aromatic polyisocyanate mixture based on diphenylmethane diisocyanate having a proportion of 4,4'-isomers of <50%, a proportion of 2,4'-isomers in the range of 1 to 15% and a proportion of 2,2'-isomers Isomers in the range of 0.1 to 5%, an isocyanate content between 30 and 33 wt .-% and a functionality> 2.4,
- c) at least one amino group-free polyether based on propylene oxide having an OH number in the range of 5 to 225 mg KOH / g, a functionality of at least 2.0 and / or
- d) at least one amino group-containing polyether based on propylene oxide having an OH number in the range of 40 to 625 mg KOH / g, a functionality of at least 2.0 and an amine content in the range of 0.25 to 7.75 wt .-% ,
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Prepolymeren durch Umsetzung von speziellen aromatischen Polyisocyanatgemischen a) mit speziellen Polyetherolgemischen c) und/oder d) und anschließende Mischung mit dem aromatischen Polyisocyanatgemisch b) sowie ihre Verwendung als Isocyanat-Komponente in feuchtigkeitshärtenden Klebstoffen.The invention also provides a process for the preparation of the prepolymers of the invention by reaction of specific aromatic polyisocyanate mixtures a) with specific polyetherol mixtures c) and / or d) and subsequent mixing with the aromatic polyisocyanate mixture b) and their use as isocyanate component in moisture-curing adhesives.
Die Viskosität der erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische liegt bei 23°C und einer Scherrate von 40 l/s < 15.000 mPa·s, vorzugsweise < 12.000 mPa·s, besonders bevorzugt < 10.000 mPa·s und ganz besonders bevorzugt < 9.000 mPa·s.The viscosity of the polyisocyanate mixtures according to the invention is 23 ° C. and a shear rate of 40 l / s <15,000 mPa · s, preferably <12,000 mPa · s, more preferably <10,000 mPa · s and most preferably <9,000 mPa · s.
Der Isocyanatgehalt der erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische liegt im Bereich von 12 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 13 bis 19 Gew.-% und besonders bevorzugt im Bereich von 14 bis 18 Gew.-%. Die durchschnittliche Isocyanatfunktionalität der erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische liegt bei > 2,20, vorzugsweise bei > 2,40 und besonders bevorzugt bei > 2,60.The isocyanate content of the polyisocyanate mixtures according to the invention is in the range of 12 to 20 wt .-%, preferably 13 to 19 wt .-% and particularly preferably in the range of 14 to 18 wt .-%. The average isocyanate functionality of the polyisocyanate mixtures according to the invention is> 2.20, preferably> 2.40 and more preferably> 2.60.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische wird die Polyisocyanatkomponente a) in einem Reaktionskessel vorgelegt und bei Temperaturen im Bereich von 20 bis 120°C, vorzugsweise 30 bis 110°C und besonders bevorzugt 40 bis 100°C die Polyolkomponenten c) und/oder d) entweder alleine, als Gemisch oder nacheinander zudosiert. Nach erfolgter Umsetzung von a) mit c) und/oder d) wird die Polyisocyanatkomponente b) hinzugegeben und mit den Reaktionskomponenten vermischt. Die Komponenten a) bis d) werden vorzugsweise in den Mengenverhältnissen eingesetzt, dass die zuvor beschriebenen Eigenschaften des Polyisocyanatgemisches, insbesondere die Viskosität, der Isocyanatgehalt und die Funktionalität erreicht werden.In the preparation of the polyisocyanate mixtures according to the invention, the polyisocyanate component a) is introduced into a reaction vessel and at temperatures in the range from 20 to 120 ° C., preferably from 30 to 110 ° C. and more preferably from 40 to 100 ° C., the polyol components c) and / or d) either alone, as a mixture or added in succession. After the reaction of a) with c) and / or d), the polyisocyanate component b) is added and mixed with the reaction components. The components a) to d) are preferably used in the proportions that the properties of the polyisocyanate mixture described above, in particular the viscosity, the isocyanate content and the functionality are achieved.
Die Polyisocyanatkomponente a) besteht aus mindestens einem aromatischen Polyisocyanatgemisch auf Basis Diphenylmethandiisocyanat mit mindestens 98,0% Isocyanatgruppen in 2,4'-Stellung, zwischen 0,0 und maximal 1,0% in 4,4'-Stellung und zwischen 0,0 und maximal 1,0% in 2,2'-Stellung, bei einer Funktionalität von 2,0. Der Isocyanatgehalt liegt bei > 33,0 Gew.-%, vorzugsweise bei > 33,2 Gew.-%, besonders bevorzugt bei > 33,4 Gew.-% und besonders bevorzugt bei > 33,5 Gew.-%.The polyisocyanate component a) consists of at least one aromatic polyisocyanate mixture based on diphenylmethane diisocyanate with at least 98.0% isocyanate groups in the 2,4'-position, between 0.0 and at most 1.0% in the 4,4'-position and between 0.0 and a maximum of 1.0% in the 2,2'-position, with a functionality of 2.0. The isocyanate content is> 33.0 wt .-%, preferably> 33.2 wt .-%, more preferably> 33.4 wt .-% and particularly preferably> 33.5 wt .-%.
Die Polyisocyanatkomponente b) besteht aus mindestens einem Polyisocyanatgemisch auf Basis Diphenylmethandiisocyanat mit einem Anteil an 4,4'-Isomeren von < 50%, vorzugsweise < 48%, besonders bevorzugt < 47% und ganz besonders bevorzugt < 46%; einem Anteil an 2,4'-Isomeren im Bereich von 1 bis 15%, besonders bevorzugt 2 bis 14% und besonders bevorzugt 2,5 bis 13%; und einem Anteil von 2,2'-Isomeren im Bereich von 0 bis 5%, vorzugsweise 0 bis 4% und besonders bevorzugt 0 bis 3,5%; einem Isocyanatgehalt zwischen 30 und 33 Gew.-%, besonders bevorzugt 31 und 32 Gew.-%; sowie einer Funktionalität > 2,0, vorzugsweise > 2,2, besonders bevorzugt > 2,4 und ganz besonders bevorzugt > 2,5.The polyisocyanate component b) consists of at least one polyisocyanate mixture based on diphenylmethane diisocyanate with a proportion of 4,4'-isomers of <50%, preferably <48%, more preferably <47% and most preferably <46%; a proportion of 2,4'-isomers in the range of 1 to 15%, particularly preferably 2 to 14% and particularly preferably 2.5 to 13%; and a proportion of 2,2'-isomers in the range of 0 to 5%, preferably 0 to 4% and particularly preferably 0 to 3.5%; an isocyanate content between 30 and 33 wt .-%, particularly preferably 31 and 32 wt .-%; and a functionality> 2.0, preferably> 2.2, more preferably> 2.4 and very particularly preferably> 2.5.
Die Polyolkomponente c) besteht aus mindestens einem aminogruppenfreien Polyether auf Basis von Propylenoxid mit einer OH-Zahl im Bereich von 5 bis 225 mg KOH/g, vorzugsweise 6 bis 180 und besonders bevorzugt 8 bis 160 und einer Funktionalität von mindestens 2,0, vorzugsweise 2,0 bis 4,0, besonders bevorzugt 2,0 bis 3,0 und ganz besonders bevorzugt 2,0 bis 2,5. Als Startermoleküle für die Polyolkomponente c) kommen beispielsweise Polyole, wie z. B. Ethylenglykol, Propylenglykol, 1,4-Butandiol, Polyole, wie z. B. Glycerin, Trimethylolpropan oder Pentaerythrit sowie Wasser in Betracht.The polyol component c) consists of at least one amino group-free polyether based on propylene oxide having an OH number in the range from 5 to 225 mg KOH / g, preferably 6 to 180 and more preferably 8 to 160 and a functionality of at least 2.0, preferably 2.0 to 4.0, more preferably 2.0 to 3.0, and most preferably 2.0 to 2.5. As starter molecules for the polyol component c) For example, polyols, such as. For example, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, polyols, such as. As glycerol, trimethylolpropane or pentaerythritol and water into consideration.
Die Polyolkomponente d) besteht aus mindestens einem aminogruppenhaltigen Polyether auf Basis von Propylenoxid mit einer OH-Zahl im Bereich von 40 bis 625 mg KOH/g, vorzugsweise 45 bis 550 und besonders bevorzugt 50 bis 500, einer Funktionalität von 2,0 bis 4,0, vorzugsweise 3,0 bis 4,0, und einem Amingehalt im Bereich von 0,25 bis 7,75, vorzugsweise 0,56 bis 6,90 und besonders bevorzugt 0,62 bis 6,25 Gew.-%. Als Startermoleküle für die Polyolkomponente d) kommen beispielsweise Amine, wie z. B. Ethylendiamin, Hexamethylendiamin, Isophorondiamin, 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan, Triethanolamin, N-Methyldiethanolamin, n-Hexylamin oder Cyclohexylamin in Betracht.The polyol component d) consists of at least one amino group-containing polyether based on propylene oxide having an OH number in the range from 40 to 625 mg KOH / g, preferably 45 to 550 and particularly preferably 50 to 500, a functionality of 2.0 to 4, 0, preferably 3.0 to 4.0, and an amine content in the range of 0.25 to 7.75, preferably 0.56 to 6.90 and particularly preferably 0.62 to 6.25 wt .-%. As starter molecules for the polyol component d), for example, amines, such as. As ethylenediamine, hexamethylenediamine, isophoronediamine, 4,4'-diaminodicyclohexylmethane, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, n-hexylamine or cyclohexylamine into consideration.
Die in c) und/oder d) eingesetzten Polyetherpolyole können Füllstoffe fein dispergiert und sedimentationsstabil enthalten. Geeignete Füllstoffe für die Polyether sind beispielsweise organische Füllstoffe auf Basis von Styrol-Acrylnitril-Copolymeren oder Polyharnstoffen. Die organischen Füllstoffe können vorteilhaft in Gegenwart des füllstofffreien Grundpolyethers in diesem durch chemische Reaktion erzeugt werden. Eine solche Reaktion kann z. B. eine Copolymerisation von Acrylnitril mit Styrol in Gegenwart des Polyethers als Reaktionsmedium sein. Eine weitere geeignete chemische Reaktion ist die Umsetzung von Diaminen und/oder Hydrazin mit Diisocyanaten zu fein verteilten Harnstoffpartikeln in Gegenwart des füllstofffreien Grundpolyethers als Reaktionsmedium. Die Füllstoffe können jedoch auch separat hergestellt und mit speziellen Dispergiermaschinen unter Anwendung hoher Scherkräfte in die füllstofffreien Grundpolyether sedimentationsstabil eingearbeitet werden.The polyether polyols used in c) and / or d) can finely dispersed fillers and contain sedimentation-stable. Suitable fillers for the polyethers are, for example, organic fillers based on styrene-acrylonitrile copolymers or polyureas. The organic fillers can advantageously be produced in the presence of the filler-free base polyether in this by chemical reaction. Such a reaction may, for. Example, be a copolymerization of acrylonitrile with styrene in the presence of the polyether as the reaction medium. Another suitable chemical reaction is the reaction of diamines and / or hydrazine with diisocyanates to finely divided urea particles in the presence of the filler-free base polyether as the reaction medium. However, the fillers can also be prepared separately and incorporated with special dispersing using high shear forces in the filler-free base polyether sedimentation stable.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische erfolgt zweckmäßig durch Reaktion der Isocyanatkomponenten a) mit den Polyolkomponenten c) und/oder d), wobei isocyanatgruppenhaltige Polyurethangemische entstehen. Vorzugsweise wird die Isocyanatkomponente a) in einem Reaktionskessel unter Inertgasathmosphäre vorgelegt und die Polyolkomponenten alleine, als Gemisch oder nacheinander zudosiert. Die Reaktionstemperaturen liegen im Bereich von 20 bis 120°C, vorzugsweise 30 bis 110°C und besonders bevorzugt 40 bis 100°C. Eine eventuell auftretende Exothermie wird zweckmäßig durch Kühlung so abgefangen, dass die Reaktion zwischen den Isocyanatgruppen der Komponenten a) mit den Hydroxylgruppen der Komponenten c) und/oder d) bei konstanter Temperatur abläuft. Die Reaktion ist beendet, wenn die gewünschten Isocyanatgehalte bzw. Viskositäten der Reaktionsstufe erreicht sind. Anschließend wird die Polyisocyanatkomponente b) dem zuvor synthetisierten urethangruppenhaltigen Polyisocyanatgemisch zudosiert und damit vermischt.The preparation of the polyisocyanate mixtures according to the invention is expediently carried out by reaction of the isocyanate components a) with the polyol components c) and / or d), resulting in polyurethane mixtures containing isocyanate groups. Preferably, the isocyanate component a) is placed in a reaction vessel under an inert gas atmosphere and the polyol components alone, as a mixture or added in succession. The reaction temperatures are in the range of 20 to 120 ° C, preferably 30 to 110 ° C and particularly preferably 40 to 100 ° C. A possibly occurring exotherm is expediently absorbed by cooling so that the reaction between the isocyanate groups of components a) with the hydroxyl groups of components c) and / or d) proceeds at a constant temperature. The reaction is complete when the desired isocyanate contents or viscosities of the reaction stage are reached. Subsequently, the polyisocyanate component b) is metered into the previously synthesized urethane group-containing polyisocyanate mixture and mixed therewith.
In einer besonderen Ausführungsform erfolgt bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische nach der Reaktion der Isocyanatkomponenten a) mit den Polyolkomponenten c) und/oder d) eine Allophanatisierungsreaktion, wobei überschüssige Isocyanatmoleküle a) an die Urethangruppen der zuvor entstandenen isocyanatgruppenhaltigen Polyurethane addiert werden. Die Reaktion ist beendet, wenn die gewünschten Isocyanatgehalte bzw. Viskositäten der Reaktionsstufe erreicht sind. Anschließend wird die Polyisocyanatkomponente b) dem zuvor synthetisierten allophanatgruppen- und gegebenenfalls noch urethangruppenhaltigen Polyisocyanatgemisch zudosiert und damit vermischt.In a particular embodiment, in the preparation of the polyisocyanate mixtures according to the invention after the reaction of the isocyanate components a) with the polyol components c) and / or d) an allophanatization reaction is carried out, excess isocyanate molecules a) being added to the urethane groups of the isocyanate group-containing polyurethanes previously formed. The reaction is complete when the desired isocyanate contents or viscosities of the reaction stage are reached. Subsequently, the polyisocyanate component b) is metered into the previously synthesized allophanate group and optionally urethane group-containing polyisocyanate mixture and mixed with it.
Die erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische bestehend aus
- A) 1 bis 15 Gew.-% Diphenylmethandiisocyanat mit 2 aromatischen Ringen
- B) 20 bis 50 Gew.-% Polymer-Diphenylmethandiisocyanat mit 3 und mehr aromatischen Ringen und
- C) 40 bis 75 Gew.-% eines isocyanatfunktionellen Polyurethans
- A) 1 to 15 wt .-% diphenylmethane diisocyanate with 2 aromatic rings
- B) 20 to 50 wt .-% polymer diphenylmethane diisocyanate having 3 and more aromatic rings and
- C) 40 to 75 wt .-% of an isocyanate-functional polyurethane
Die resultierenden erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische eignen sich ohne weitere Zusatzmittel vor allem für den Einsatz als einkomponentige, feuchtigkeitshärtende Beschichtungs-, Kleb- und Dichtstoffe. Allerdings ist auch die Kombination mit Polyole, Asparaginsäureestern und Polyaminen möglich, wobei es sich dann um zweikomponentig zu verarbeitende Systeme handelt. Die erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische zeichnen sich durch eine schnelle Trocknung bei Raumtemperatur und eine sehr frühe Klebkraft aus, so dass auf Katalysatoren und Beschleuniger vollständig verzichtet werden kann. Aus diesem Grund haben die Polyisocyanatgemische eine äußerst gute Lagerstabilität, selbst bei erhöhten Temperaturen von bis zu 80°C. Ferner liegt die Viskosität in einem für die Applikation sehr günstigen Bereich. Die Viskosität der erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische liegt bei 25°C und einer Scherrate von 40 l/s < 10.000 mPa·s, vorzugsweise < 9.000 mPa·s, besonders bevorzugt < 8.000 mPa·s und ganz besonders bevorzugt < 7.000 mPa·s. Damit ist die Anwendbarkeit in verschiedenen Klimabereichen gegeben. Die Filmbildungszeit der aus den erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemischen hergestellten Klebstoffe liegt bei einer Schichtdicke von 250 μm und Klimabedingungen von 23°C und 50% relativer Feuchte zwischen 30 und 75 min, vorzugsweise zwischen 35 und 65 min und besonders bevorzugt zwischen 40 und 60 min. Die Filmtrocknungszeit der aus den erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemischen hergestellten Klebstoffe liegt bei einer Schichtdicke von 250 μm und Klimabedingungen von 23°C und 50% relativer Feuchte bei < 100 min, vorzugsweise bei < 90 min und besonders bevorzug < 80 min. Die erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische liefern nicht nur Klebstoffe von schneller Trocknung und hoher Klebkraft, sondern die Verklebungen haben auch eine deutlich höhere Temperaturbeständigkeit als Klebstoffe des Standes der Technik, was durch DTA-Messungen eindeutig belegt wird.The resulting polyisocyanate mixtures according to the invention are suitable without further additives especially for use as one-component, moisture-curing coating, adhesives and sealants. However, the combination with polyols, aspartic acid esters and polyamines is possible, which are then two-component systems to be processed. The polyisocyanate mixtures according to the invention are characterized by a rapid drying at room temperature and a very early bond strength, so that catalysts and accelerators can be completely dispensed with. For this reason, the polyisocyanate mixtures have an extremely good storage stability, even at elevated temperatures of up to 80 ° C. Furthermore, the viscosity is in a very favorable for the application area. The viscosity of the polyisocyanate mixtures according to the invention is 25 ° C. and a shear rate of 40 l / s <10,000 mPa · s, preferably <9,000 mPa · s, more preferably <8,000 mPa · s and most preferably <7,000 mPa · s. This is the Applicability given in different climates. The film-forming time of the adhesives prepared from the polyisocyanate mixtures according to the invention is at a layer thickness of 250 microns and climatic conditions of 23 ° C and 50% relative humidity between 30 and 75 min, preferably between 35 and 65 min and more preferably between 40 and 60 min. The film drying time of the adhesives prepared from the polyisocyanate mixtures according to the invention is at a layer thickness of 250 microns and climatic conditions of 23 ° C and 50% relative humidity at <100 min, preferably at <90 min and more preferably <80 min. The polyisocyanate mixtures according to the invention not only provide adhesives of rapid drying and high bond strength, but the bonds also have a significantly higher temperature resistance than adhesives of the prior art, which is clearly demonstrated by DTA measurements.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden, nicht limitierenden Beispielen erläutert: The invention will now be illustrated by the following non-limiting examples:
Beispiel 1:Example 1:
452,0 g eines Polypropylenoxidpolyethers auf Basis von 1,2-Diaminoethan mit einer OH-Zahl von 60 mg KOH/g werden in einem 1 Liter Vierhalskolben vorgelegt und 1 Stunde bei 120°C unter einem Vakuum von 20 mbar gerührt. Danach wird auf 70°C abgekühlt. Die erhaltene Polyolmischung wird innerhalb von ca. 30 Minuten einer Mischung aus 207,8 g 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) mit einem NCO-Gehalt von 33,6 Gew.-% und 0,1 g Dibutylzinndilaurat bei 80°C zudosiert. Es wird so lange bei 80°C gerührt, bis der Isocyanatgehalt ca. 7,5% beträgt oder konstant ist. Danach wird auf 60°C abgekühlt und 340 g eines Polyisocyanats auf Basis MDI mit einem NCO-Gehalt von 31,5 Gew.-%, einem Gehalt an 2,2'-MDI von 0,16%, einem Gehalt an 2,4'-MDI von 4,21% und einem Gehalt an 4,4'-MDI von 39,2%, sowie einer Viskosität von 200 mPa·s (25°C) zudosiert. Anschließend wird 30 Minuten bei 60°C gerührt. Es resultiert eine bräunlich gefärbte Polyisocyanatmischung mit einem NCO-Gehalt von 15,3 Gew.-%, einer Viskosität von 6.740 mPa·s (23°C, Scherrate 40 l/s) und einer durchschnittlichen Isocyanatfunktionalität von ca. 2,65.452.0 g of a Polypropylenoxidpolyethers based on 1,2-diaminoethane having an OH number of 60 mg KOH / g are placed in a 1 liter four-necked flask and stirred for 1 hour at 120 ° C under a vacuum of 20 mbar. It is then cooled to 70 ° C. The resulting polyol mixture is added within about 30 minutes to a mixture of 207.8 g of 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) with an NCO content of 33.6% by weight and 0.1 g of dibutyltin dilaurate at 80.degree , It is stirred at 80 ° C until the isocyanate content is about 7.5% or constant. It is then cooled to 60 ° C and 340 g of a polyisocyanate based on MDI with an NCO content of 31.5 wt .-%, a content of 2,2'-MDI of 0.16%, a content of 2.4 '-MDI of 4.21% and a content of 4,4'-MDI of 39.2%, and a viscosity of 200 mPa · s (25 ° C) added. The mixture is then stirred at 60 ° C for 30 minutes. The result is a brownish colored polyisocyanate mixture having an NCO content of 15.3 wt .-%, a viscosity of 6,740 mPa · s (23 ° C, shear rate 40 l / s) and an average isocyanate functionality of about 2.65.
Beispiel 2:Example 2:
Eine Mischung von 227,0 g eines Polypropylenoxidpolyethers auf Basis 1,2-Propandiol mit einer OH-Zahl von 56 mg KOH/g und 227,0 g eines Polypropylenoxidpolyethers auf Basis von 1,2-Diaminoethan mit einer OH-Zahl von 60 mg KOH/g wird in einem 1 Liter Vierhalskolben vorgelegt und 1 Stunde bei 120°C unter einem Vakuum von 20 mbar gerührt. Danach wird auf 70°C abgekühlt. Die erhaltene Polyolmischung wird innerhalb von ca. 30 Minuten einer Mischung aus 206,0 g 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) mit einem NCO-Gehalt von 33,6 Gew.-% und 0,1 g Dibutylzinndilaurat bei 80°C zudosiert. Es wird so lange bei 80°C gerührt, bis der Isocyanatgehalt ca. 7,5% beträgt oder konstant ist. Danach wird auf 60°C abgekühlt und 340 g eines Polyisocyanats auf Basis MDI mit einem NCO-Gehalt von 31,5 Gew.-%, einem Gehalt an 2,2'-MDI von 0,16%, einem Gehalt an 2,4'-MDI von 4,21% und einem Gehalt an 4,4'-MDI von 39,2%, sowie einer Viskosität von 200 mPa·s (25°C) zudosiert. Anschließend wird 30 Minuten bei 60°C gerührt. Es resultiert eine bräunlich gefärbte Polyisocyanatmischung mit einem NCO-Gehalt von 15,4 Gew.-%, einer Viskosität von 3.840 mPa·s (23°C, Scherrate 40 l/s) und einer durchschnittlichen Isocyanatfunktionalität von ca. 2,46.A mixture of 227.0 g of a polypropylene oxide polyether based on 1,2-propanediol having an OH number of 56 mg KOH / g and 227.0 g of a polypropylene oxide polyether based on 1,2-diaminoethane having an OH number of 60 mg KOH / g is placed in a 1 liter four-necked flask and stirred for 1 hour at 120 ° C under a vacuum of 20 mbar. It is then cooled to 70 ° C. The resulting polyol mixture is added within about 30 minutes to a mixture of 206.0 g of 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) with an NCO content of 33.6% by weight and 0.1 g of dibutyltin dilaurate at 80.degree , It is stirred at 80 ° C until the isocyanate content is about 7.5% or constant. It is then cooled to 60 ° C and 340 g of a polyisocyanate based on MDI with an NCO content of 31.5 wt .-%, a content of 2,2'-MDI of 0.16%, a content of 2.4 '-MDI of 4.21% and a content of 4,4'-MDI of 39.2%, and a viscosity of 200 mPa · s (25 ° C) added. The mixture is then stirred at 60 ° C for 30 minutes. The result is a brownish colored polyisocyanate mixture having an NCO content of 15.4 wt .-%, a viscosity of 3840 mPa · s (23 ° C, shear rate 40 l / s) and an average isocyanate functionality of about 2.46.
Beispiel 3:Example 3:
450,4 g eines Polypropylenoxidpolyethers auf Basis von 1,2-Diaminoethan mit einer OH-Zahl von 60 mg KOH/g werden in einem 1 Liter Vierhalskolben vorgelegt und 1 Stunde bei 120°C unter einem Vakuum von 20 mbar gerührt. Danach wird auf 70°C abgekühlt. Die erhaltene Polyolmischung wird innerhalb von ca. 30 Minuten einer Mischung aus 148,2 g 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) mit einem NCO-Gehalt von 33,6 Gew.-% und 0,1 g Dibutylzinndilaurat bei 80°C zudosiert. Es wird so lange bei 80°C gerührt, bis der Isocyanatgehalt ca. 5% beträgt oder konstant ist. Danach wird auf 60°C abgekühlt und 401,4 g eines Polyisocyanats auf Basis MDI mit einem NCO-Gehalt von 31,5 Gew.-%, einem Gehalt an 2,2'-MDI von 0,16%, einem Gehalt an 2,4'-MDI von 4,21% und einem Gehalt an 4,4'-MDI von 39,2%, sowie einer Viskosität von 200 mPa·s (25°C) zudosiert. Anschließend wird 30 Minuten bei 60°C gerührt. Es resultiert eine bräunlich gefärbte Polyisocyanatmischung mit einem NCO-Gehalt von 15,2 Gew.-%, einer Viskosität von 9.950 mPa·s (23°C, Scherrate 40 l/s) und einer durchschnittlichen Isocyanatfunktionalität von ca. 2,97.450.4 g of a Polypropylenoxidpolyethers based on 1,2-diaminoethane having an OH number of 60 mg KOH / g are placed in a 1 liter four-necked flask and at 120 ° C for 1 hour under stirred a vacuum of 20 mbar. It is then cooled to 70 ° C. The resulting polyol mixture is added within about 30 minutes to a mixture of 148.2 g of 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) with an NCO content of 33.6% by weight and 0.1 g of dibutyltin dilaurate at 80 ° C. , It is stirred at 80 ° C until the isocyanate content is about 5% or constant. It is then cooled to 60 ° C and 401.4 g of a polyisocyanate based on MDI with an NCO content of 31.5 wt .-%, a content of 2,2'-MDI of 0.16%, a content of 2 , 4'-MDI of 4.21% and a content of 4,4'-MDI of 39.2%, and a viscosity of 200 mPa · s (25 ° C) added. The mixture is then stirred at 60 ° C for 30 minutes. The result is a brownish colored polyisocyanate mixture having an NCO content of 15.2 wt .-%, a viscosity of 9,950 mPa · s (23 ° C, shear rate 40 l / s) and an average isocyanate functionality of about 2.97.
Beispiel 4:Example 4:
Eine Mischung von 225,86 g eines Polypropylenoxidpolyethers auf Basis 1,2-Propandiol mit einer OH-Zahl von 56 mg KOH/g und 225,86 g eines Polypropylenoxidpolyethers auf Basis von 1,2-Diaminoethan mit einer OH-Zahl von 60 mg KOH/g wird in einem 1 Liter Vierhalskolben vorgelegt und 1 Stunde bei 120°C unter einem Vakuum von 20 mbar gerührt. Danach wird auf 70°C abgekühlt. Die erhaltene Polyolmischung wird innerhalb von ca. 30 Minuten einer Mischung aus 207,48 g 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) mit einem NCO-Gehalt von 33,6 Gew.-% und 0,1 g Dibutylzinndilaurat bei 80°C zudosiert. Es wird so lange bei 80°C gerührt, bis der Isocyanatgehalt ca. 7,5% beträgt oder konstant ist. Danach wird auf 60°C abgekühlt und 340,79 g eines Polyisocyanats auf Basis MDI mit einem NCO-Gehalt von 31,25 Gew.-%, einem Gehalt an 2,2'-MDI von 0,1%, einem Gehalt an 2,4'-MDI von 3,1% und einem Gehalt an 4,4'-MDI von 27,8%, sowie einer Viskosität von 680 mPa·s (25°C) zudosiert. Anschließend wird 30 Minuten bei 60°C gerührt. Es resultiert eine bräunlich gefärbte Polyisocyanatmischung mit einem NCO-Gehalt von 15,2 Gew.-%, einer Viskosität von 5.270 mPa·s (23°C, Scherrate 40 l/s) und einer durchschnittlichen Isocyanatfunktionalität von ca. 2,55.A mixture of 225.86 g of a polypropylene oxide polyether based on 1,2-propanediol having an OH number of 56 mg KOH / g and 225.86 g of a polypropylene oxide polyether based on 1,2-diaminoethane having an OH number of 60 mg KOH / g is placed in a 1 liter four-necked flask and stirred for 1 hour at 120 ° C under a vacuum of 20 mbar. It is then cooled to 70 ° C. The resulting polyol mixture is added over about 30 minutes to a mixture of 207.48 g of 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) having an NCO content of 33.6% by weight and 0.1 g of dibutyltin dilaurate at 80 ° C. , It is stirred at 80 ° C until the isocyanate content is about 7.5% or constant. It is then cooled to 60 ° C and 340.79 g of a polyisocyanate based on MDI having an NCO content of 31.25 wt .-%, a content of 2,2'-MDI of 0.1%, a content of 2 , 4'-MDI of 3.1% and a content of 4,4'-MDI of 27.8%, and a viscosity of 680 mPa · s (25 ° C) added. The mixture is then stirred at 60 ° C for 30 minutes. The result is a brownish colored polyisocyanate mixture having an NCO content of 15.2 wt .-%, a viscosity of 5,270 mPa · s (23 ° C, shear rate 40 l / s) and an average isocyanate functionality of about 2.55.
Beispiel 5:Example 5:
338,1 g eines Polypropylenoxidpolyethers auf Basis von Triethanolamin mit einer OH-Zahl von 145 mg KOH/g werden in einem 1 Liter Vierhalskolben vorgelegt und 1 Stunde bei 120°C unter einem Vakuum von 20 mbar gerührt. Danach wird auf 70°C abgekühlt. Die erhaltene Polyolmischung wird innerhalb von ca. 30 Minuten einer Mischung aus 299,4 g 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) mit einem NCO-Gehalt von 33,6 Gew.-% und 0,1 g Dibutylzinndilaurat bei 80°C zudosiert. Es wird so lange bei 80°C gerührt, bis der Isocyanatgehalt ca. 7,5% beträgt oder konstant ist. Danach wird auf 60°C abgekühlt und 362,5 g eines Polyisocyanats auf Basis MDI mit einem NCO-Gehalt von 31,5 Gew.-%, einem Gehalt an 2,2'-MDI von 0,16%, einem Gehalt an 2,4'-MDI von 4,21% und einem Gehalt an 4,4'-MDI von 39,2%, sowie einer Viskosität von 200 mPa·s (25°C) zudosiert. Anschließend wird 30 Minuten bei 60°C gerührt. Es resultiert eine bräunlich gefärbte Polyisocyanatmischung mit einem NCO-Gehalt von 17,6 Gew.-%, einer Viskosität von 9.200 mPa·s (23°C, Scherrate 40 l/s) und einer durchschnittlichen Isocyanatfunktionalität von ca. 2,63.338.1 g of a polypropylene oxide polyether based on triethanolamine having an OH number of 145 mg KOH / g are placed in a 1 liter four-necked flask and stirred for 1 hour at 120 ° C under a vacuum of 20 mbar. It is then cooled to 70 ° C. The resulting polyol mixture is added within about 30 minutes to a mixture of 299.4 g of 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) with an NCO content of 33.6% by weight and 0.1 g of dibutyltin dilaurate at 80.degree , It is stirred at 80 ° C until the isocyanate content is about 7.5% or constant. It is then cooled to 60 ° C and 362.5 g of a polyisocyanate based on MDI having an NCO content of 31.5 wt .-%, a content of 2,2'-MDI of 0.16%, a content of 2 , 4'-MDI of 4.21% and a content of 4,4'-MDI of 39.2%, and a viscosity of 200 mPa · s (25 ° C) added. The mixture is then stirred at 60 ° C for 30 minutes. The result is a brownish colored polyisocyanate mixture having an NCO content of 17.6 wt .-%, a viscosity of 9,200 mPa · s (23 ° C, shear rate 40 l / s) and an average isocyanate functionality of about 2.63.
Beispiel 6:Example 6:
504,9 g eines Polypropylenoxidpolyethers auf Basis von Glycerin, der noch 20 Gew.-% eines Umsetzungsproduktes von Hydrazinhydrat und eines Isomerengemisches von 2,6- und 2,6 Toluylendiisocyanat (Gew.-Verhältnis 8:2) fein dispergiert enthält, mit einer OH-Zahl von 28,5 mg KOH/g werden in einem 1 Liter Vierhalskolben vorgelegt und 1 Stunde bei 120°C unter einem Vakuum von 20 mbar gerührt. Danach wird auf 70°C abgekühlt. Die erhaltene Polyolmischung wird innerhalb von ca. 30 Minuten einer Mischung aus 125,3 g 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) mit einem NCO-Gehalt von 33,6 Gew.-% und 0,1 g Dibutylzinndilaurat bei 80°C zudosiert. Es wird so lange bei 80°C gerührt, bis der Isocyanatgehalt ca. 5% beträgt oder konstant ist. Danach wird auf 60°C abgekühlt und 369,8 g eines Polyisocyanats auf Basis MDI mit einem NCO-Gehalt von 31,5 Gew.-%, einem Gehalt an 2,2'-MDI von 0,16%, einem Gehalt an 2,4'-MDI von 4,21% und einem Gehalt an 4,4'-MDI von 39,2%, sowie einer Viskosität von 200 mPa·s (25°C) zudosiert. Anschließend wird 30 Minuten bei 60°C gerührt. Es resultiert eine beige/bräunlich gefärbte Polyisocyanatmischung mit einem NCO-Gehalt von 14,5 Gew.-%, einer Viskosität von 5.990 mPa·s (23°C, Scherrate 40 l/s) und einer durchschnittlichen Isocyanatfunktionalität von ca. 2,50.504.9 g of a polypropylene oxide polyether based on glycerol, which still contains 20 wt .-% of a reaction product of hydrazine hydrate and a mixture of isomers of 2,6- and 2,6-toluene diisocyanate (weight ratio 8: 2) finely dispersed, with a OH number of 28.5 mg KOH / g are placed in a 1 liter four-necked flask and stirred for 1 hour at 120 ° C under a vacuum of 20 mbar. It is then cooled to 70 ° C. The resulting polyol mixture is added within about 30 minutes to a mixture of 125.3 g of 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) having an NCO content of 33.6% by weight and 0.1 g of dibutyltin dilaurate at 80.degree , It is stirred at 80 ° C until the isocyanate content is about 5% or constant. It is then cooled to 60 ° C and 369.8 g of a polyisocyanate based on MDI with an NCO content of 31.5 wt .-%, a content of 2,2'-MDI of 0.16%, a content of 2 , 4'-MDI of 4.21% and a content of 4,4'-MDI of 39.2%, and a viscosity of 200 mPa · s (25 ° C) added. The mixture is then stirred at 60 ° C for 30 minutes. The result is a beige / brownish colored polyisocyanate mixture having an NCO content of 14.5 wt .-%, a viscosity of 5,990 mPa · s (23 ° C, shear rate 40 l / s) and an average isocyanate functionality of about 2.50 ,
Beispiel 7:Example 7:
Eine Mischung von 172,8 g eines Polypropylenoxidpolyethers auf Basis 1,2-Propandiol mit einer OH-Zahl von 56 mg KOH/g und 129,6 g eines Polypropylenoxidpolyethers auf Basis von 1,2-Diaminoethan mit einer OH-Zahl von 60 mg KOH/g und 129,6 g eines Polypropylenoxidpolyethers auf Basis von Triethanolamin mit einer OH-Zahl von 145 mg KOH/g wird in einem 1 Liter Vierhalskolbenvorgelegt und 1 Stunde bei 120°C unter einem Vakuum von 20 mbar gerührt. Danach wird auf 70°C abgekühlt. Die erhaltene Polyolmischung wird innerhalb von ca. 30 Minuten einer Mischung aus 228,0 g 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) mit einem NCO-Gehalt von 33,6 Gew.-% und 0,1 g Dibutylzinndilaurat bei 80°C zudosiert. Es wird so lange bei 80°C gerührt, bis der Isocyanatgehalt ca. 7,5% beträgt oder konstant ist. Danach wird auf 60°C abgekühlt und 340,0 g eines Polyisocyanats auf Basis MDI mit einem NCO-Gehalt von 31,5 Gew.-%, einem Gehalt an 2,2'-MDI von 0,16%, einem Gehalt an 2,4'-MDI von 4,21% und einem Gehalt an 4,4'-MDI von 39,2%, sowie einer Viskosität von 200 mPa·s (25°C) zudosiert. Anschließend wird 30 Minuten bei 60°C gerührt. Es resultiert eine bräunlich gefärbte Polyisocyanatmischung mit einem NCO-Gehalt von 15,2 Gew.-%, einer Viskosität von 6.800 mPa·s (23°C, Scherrate 40 l/s) und einer durchschnittlichen Isocyanatfunktionalität von ca. 2,55.A mixture of 172.8 g of a polypropylene oxide polyether based on 1,2-propanediol having an OH number of 56 mg KOH / g and 129.6 g of a polypropylene oxide polyether based on 1,2-diaminoethane having an OH number of 60 mg KOH / g and 129.6 g of a polypropylene oxide polyether based on triethanolamine with a OH number of 145 mg KOH / g is presented in a 1 liter four-necked flask and stirred for 1 hour at 120 ° C under a vacuum of 20 mbar. It is then cooled to 70 ° C. The resulting polyol mixture is metered in over about 30 minutes to a mixture of 228.0 g of 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) having an NCO content of 33.6% by weight and 0.1 g of dibutyltin dilaurate at 80.degree , It is stirred at 80 ° C until the isocyanate content is about 7.5% or constant. It is then cooled to 60 ° C and 340.0 g of a polyisocyanate based on MDI with an NCO content of 31.5 wt .-%, a content of 2,2'-MDI of 0.16%, a content of 2 , 4'-MDI of 4.21% and a content of 4,4'-MDI of 39.2%, and a viscosity of 200 mPa · s (25 ° C) added. The mixture is then stirred at 60 ° C for 30 minutes. The result is a brownish colored polyisocyanate mixture having an NCO content of 15.2 wt .-%, a viscosity of 6,800 mPa · s (23 ° C, shear rate 40 l / s) and an average isocyanate functionality of about 2.55.
Beispiel 8:Example 8:
Eine Mischung von 521 g eines Polypropylenoxidpolyethers auf Basis 1,2-Propandiol mit einer OH-Zahl von 14 mg KOH/g und 521 g eines Polypropylenoxidpolyethers auf Basis von Triethanolamin mit einer OH-Zahl von 145 mg KOH/g wird in einem 2 Liter Vierhalskolben vorgelegt und 1 Stunde bei 120°C unter einem Vakuum von 20 mbar gerührt. Danach wird auf 70°C abgekühlt. Die erhaltene Polyolmischung wird innerhalb von ca. 30 Minuten einer Mischung aus 593 g 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) mit einem NCO-Gehalt von 33,6 Gew.-% und 0,25 g Dibutylzinndilaurat bei 80°C zudosiert. Es wird so lange bei 80°C gerührt, bis der Isocyanatgehalt ca. 8,4% beträgt oder konstant ist. Danach wird auf 60°C abgekühlt und 865 g eines Polyisocyanats auf Basis MDI mit einem NCO-Gehalt von 31,25 Gew.-%, einem Gehalt an 2,2'-MDI von 0,1%, einem Gehalt an 2,4'-MDI von 3,1% und einem Gehalt an 4,4'-MDI von 27,8%, sowie einer Viskosität von 680 mPa·s (25°C) zudosiert. Anschließend wird 30 Minuten bei 60°C gerührt. Es resultiert eine bräunlich gefärbte Polyisocyanatmischung mit einem NCO-Gehalt von 16,1 Gew.-%, einer Viskosität von 8.700 mPa·s (23°C, Scherrate 40 l/s) und einer durchschnittlichen Isocyanatfunktionalität von ca. 2,75.A mixture of 521 g of a polypropylene oxide polyether based on 1,2-propanediol having an OH number of 14 mg KOH / g and 521 g of a polypropylene oxide polyether based on triethanolamine having an OH number of 145 mg KOH / g is dissolved in a 2 liter Presented four-necked flask and stirred for 1 hour at 120 ° C under a vacuum of 20 mbar. It is then cooled to 70 ° C. The resulting polyol mixture is added within about 30 minutes of a mixture of 593 g of 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) with an NCO content of 33.6 wt .-% and 0.25 g of dibutyltin dilaurate at 80 ° C. It is stirred at 80 ° C until the isocyanate content is about 8.4% or is constant. It is then cooled to 60 ° C and 865 g of a polyisocyanate based on MDI with an NCO content of 31.25 wt .-%, a content of 2,2'-MDI of 0.1%, a content of 2.4 'MDI of 3.1% and a content of 4,4'-MDI of 27.8%, and a viscosity of 680 mPa · s (25 ° C) added. The mixture is then stirred at 60 ° C for 30 minutes. The result is a brownish colored polyisocyanate mixture having an NCO content of 16.1 wt .-%, a viscosity of 8,700 mPa · s (23 ° C, shear rate 40 l / s) and an average isocyanate functionality of about 2.75.
Beispiel 9:Example 9:
Eine Mischung von 462 g eines Polypropylenoxidpolyethers auf Basis 1,2-Propandiol mit einer OH-Zahl von 14 mg KOH/g und 462 g eines Polypropylenoxidpolyethers auf Basis von Triethanolamin mit einer OH-Zahl von 145 mg KOH/g wird in einem 2 Liter Vierhalskolben vorgelegt und 1 Stunde bei 120°C unter einem Vakuum von 20 mbar gerührt. Danach wird auf 70°C abgekühlt. Die erhaltene Polyolmischung wird innerhalb von ca. 30 Minuten einer Mischung aus 526 g 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) mit einem NCO-Gehalt von 33,6 Gew.-% und 0,25 g Dibutylzinndilaurat bei 80°C zudosiert. Es wird so lange bei 80°C gerührt, bis der Isocyanatgehalt ca. 8,4% beträgt oder konstant ist. Danach werden 0,25 g Zinkacetylacetonat zugegeben und auf 100°C aufgeheizt. Es wird so lange bei 100°C gerührt, bis der NCO-Gehalt ca. 6,1% beträgt oder konstant ist. Dann wird auf 60°C abgekühlt und 1050 g eines Polyisocyanats auf Basis MDI mit einem NCO-Gehalt von 31,25 Gew.-%, einem Gehalt an 2,2'-MDI von 0,1%, einem Gehalt an 2,4'-MDI von 3,1% und einem Gehalt an 4,4'-MDI von 27,8%, sowie einer Viskosität von 680 mPa·s (25°C) zudosiert. Anschließend wird 30 Minuten bei 60°C gerührt. Es resultiert eine bräunlich gefärbte Polyisocyanatmischung mit einem NCO-Gehalt von 16,5 Gew.-%, einer Viskosität von 6.300 mPa·s (23°C, Scherrate 40 l/s) und einer durchschnittlichen Isocyanatfunktionalität von ca. 3,61.A mixture of 462 g of a polypropylene oxide polyether based on 1,2-propanediol having an OH number of 14 mg KOH / g and 462 g of a polypropylene oxide polyether based on triethanolamine having an OH number of 145 mg KOH / g is dissolved in a 2 liter Presented four-necked flask and stirred for 1 hour at 120 ° C under a vacuum of 20 mbar. It is then cooled to 70 ° C. The resulting polyol mixture is added within about 30 minutes to a mixture of 526 g of 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) having an NCO content of 33.6% by weight and 0.25 g of dibutyltin dilaurate at 80 ° C. It is stirred at 80 ° C until the isocyanate content is about 8.4% or is constant. Thereafter, 0.25 g of zinc acetylacetonate are added and heated to 100 ° C. It is stirred at 100 ° C until the NCO content is about 6.1% or constant. It is then cooled to 60 ° C and 1050 g of a polyisocyanate based on MDI having an NCO content of 31.25 wt .-%, a content of 2,2'-MDI of 0.1%, a content of 2.4 'MDI of 3.1% and a content of 4,4'-MDI of 27.8%, and a viscosity of 680 mPa · s (25 ° C) added. The mixture is then stirred at 60 ° C for 30 minutes. The result is a brownish colored polyisocyanate mixture having an NCO content of 16.5 wt .-%, a viscosity of 6,300 mPa · s (23 ° C, shear rate 40 l / s) and an average isocyanate functionality of about 3.61.
Als nicht erfindungsgemäße Vergleichsbeispiele sei folgendes Beispiel angeführt:As comparative examples not according to the invention the following example is given:
Beispiel 10: (Vergleich)Example 10: (Comparison)
Eine Mischung von 430 g eines Polypropylenoxidpolyethers auf Basis 1,2-Propandiol mit einer OH-Zahl von 56 mg KOH/g und 430 g eines Polypropylenoxidpolyethers auf Basis von 1,2-Diaminoethan mit einer OH-Zahl von 60 mg KOH/g wird in einem 3 Liter Vierhalskolben vorgelegt und 1 Stunde bei 120°C unter einem Vakuum von 20 mbar gerührt. Danach wird auf 70°C abgekühlt. Die erhaltene Polyolmischung wird innerhalb von ca. 30 Minuten einer Mischung aus 1140 g eines Polyisocyanates auf Basis Diphenylmethandiisocyanat (MDI) mit einem NCO-Gehalt von 31,5 Gew.-%, einem Gehalt an 2,2'-MDI von 2,3 Gew.-%, einem Gehalt an 2,4'-MDI von 12,6 Gew.-% und einem Gehalt an 4,4'-MDI von 42,4 Gew.-%, sowie einer Viskosität von 90 mPa·s bei 25°C zudosiert. Dann wird unter Ausnutzung einer eventuell auftretenden exothermen Reaktion auf 80°C erwärmt. Es wird so lange bei 80°C gerührt, bis der Isocyanatgehalt konstant ist. Es resultiert eine bräunlich gefärbte Polyisocyanatmischung mit einem NCO-Gehalt von 16,3 Gew.-%, einer Viskosität von 5.400 mPa·s (25°C, Scherrate 40 l/s) und einer durchschnittlichen Isocyanatfunktionalität von ca. 2,8.A mixture of 430 g of a polypropylene oxide polyether based on 1,2-propanediol having an OH number of 56 mg KOH / g and 430 g of a polypropylene oxide polyether based on 1,2-diaminoethane having an OH number of 60 mg KOH / g placed in a 3 liter four-necked flask and stirred for 1 hour at 120 ° C under a vacuum of 20 mbar. It is then cooled to 70 ° C. The resulting polyol mixture is within about 30 minutes of a mixture of 1140 g of a polyisocyanate based on diphenylmethane diisocyanate (MDI) with an NCO content of 31.5 wt .-%, a content of 2,2'-MDI of 2.3 Wt .-%, a content of 2,4'-MDI of 12.6 wt .-% and a content of 4,4'-MDI of 42.4 wt .-%, and a viscosity of 90 mPa · s at 25 ° C added. Then, using a possibly occurring exothermic reaction to 80 ° C is heated. It is stirred at 80 ° C until the isocyanate content is constant. The result is a brownish colored polyisocyanate mixture having an NCO content of 16.3 wt .-%, a viscosity of 5,400 mPa · s (25 ° C, shear rate 40 l / s) and an average isocyanate functionality of about 2.8.
Anwendungstechnische Prüfung:Application testing:
Als Vergleich der Reaktivität wurden die Filmbildungszeit (FBZ, dry-hard time) und Filmtrocknungszeiten (FTZ, set-to-touch time) nach
Die geprüften erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemische gemäß den Beispielen 1 bis 3 und 5 bis 8 haben eine niedrige Viskosität von < 10.000 mPa·s bei 23°C und einer Scherrate von 40 l/s, eine gute Lagerstabilität und eine hohe Reaktivität, die sich in kurzen Filmbildungs- und Filmtrocknungszeiten widerspiegelt. Das Polyisocyanatgemisch aus Beispiel 10 (Vergleich) hat ebenfalls eine niedrige Viskosität und eine gute Lagerstabilität, jedoch ist die Filmtrocknungszeit deutlich länger als bei den erfindungsgemäßen Polyisocyanatgemischen. Das erfindungsgemäße Polyisocyanat 2 weist zwar ähnlich schnelle Trocknungszeiten auf wie das Vergleichsprodukt 10, jedoch ist die Viskosität des Polyisocyanats 2 deutlich geringer, was ein eindeutiger Vorteil ist.The tested inventive polyisocyanate mixtures according to Examples 1 to 3 and 5 to 8 have a low viscosity of <10,000 mPa · s at 23 ° C and a shear rate of 40 l / s, good storage stability and high reactivity, resulting in short film formation and film drying times. The polyisocyanate mixture from Example 10 (comparison) also has a low viscosity and good storage stability, but the film drying time is significantly longer than in the polyisocyanate mixtures according to the invention. Although the polyisocyanate 2 of the invention has similar fast drying times as the comparative product 10, but the viscosity of the polyisocyanate 2 is significantly lower, which is a clear advantage.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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