DE10215641C1 - Process for the preparation of a polyurethane composition with a low proportion of diisocyanate monomers - Google Patents
Process for the preparation of a polyurethane composition with a low proportion of diisocyanate monomersInfo
- Publication number
- DE10215641C1 DE10215641C1 DE10215641A DE10215641A DE10215641C1 DE 10215641 C1 DE10215641 C1 DE 10215641C1 DE 10215641 A DE10215641 A DE 10215641A DE 10215641 A DE10215641 A DE 10215641A DE 10215641 C1 DE10215641 C1 DE 10215641C1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- isocyanate
- diisocyanate
- weight
- reactive
- groups
- 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.)
- Revoked
Links
Classifications
-
- 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
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
- C08G18/4202—Two or more polyesters of different physical or chemical nature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
- C08F283/006—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polymers provided for in C08G18/00
-
- 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
- C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
- C08G18/12—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step using two or more compounds having active hydrogen in the first polymerisation step
-
- 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
- C08G2170/00—Compositions for adhesives
- C08G2170/20—Compositions for hot melt adhesives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
Beschrieben werden ein Verfahren zur Herstellung einer Polyurethan-Zusammensetzung mit geringem Anteil an Diisocyanatmonomeren, bei dem in einem ersten Verfahrensschritt mindestens ein isocyanatreaktives Polymer mit mindestens einem monomeren Diisocyanat umgesetzt wird und anschließend in einem zweiten Verfahrensschritt das oder die im ersten Schritt erhaltenen Umsetzungsprodukte mit mindestens einem isocyanatterminierten Prepolymer, das im wesentlichen frei ist von Diisocyanatmonomeren, vermischt werden in der Weise, daß die resultierende Gesamtzusammensetzung weniger als 0,1 Gew.-% monomeres Diisocyanat enthält, sowie die Verwendung der so hergestellten Polyurethan-Zusammensetzung in einem Klebeverfahren oder zu Beschichtungszwecken.A process is described for producing a polyurethane composition with a low proportion of diisocyanate monomers, in which at least one isocyanate-reactive polymer is reacted with at least one monomeric diisocyanate in a first process step and then the reaction product or products obtained in the first step with at least one in a second process step Isocyanate-terminated prepolymer, which is essentially free of diisocyanate monomers, are mixed in such a way that the resulting overall composition contains less than 0.1% by weight of monomeric diisocyanate, and the use of the polyurethane composition thus prepared in an adhesive process or for coating purposes.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Poly urethan-Zusammensetzungen mit geringem Anteil an Diisocyanatmonomeren. Gleichermaßen betrifft die vorliegende Erfindung die nach dem erfindungs gemäßen Verfahren herstellbaren Polyurethan-Zusammensetzungen sowie ihre Verwendung.The present invention relates to a process for the production of poly urethane compositions with a low proportion of diisocyanate monomers. Likewise, the present invention relates to the fiction Polyurethane compositions that can be produced according to the method and their use.
Zur Herstellung von Polyurethan-Zusammensetzungen sind viele unterschied liche Verfahren bekannt. Dabei sind jedoch meistens mehr als zwei Verfah rensschritte notwendig, um auf die gewünschte Zusammensetzung zu kom men. Je komplexer das Verfahren und je größer die Anzahl der Bestandteile ist, desto fehleranfälliger und teurer wird das Herstellungsverfahren.There are many differences in the production of polyurethane compositions Liche process known. However, there are usually more than two processes steps necessary to arrive at the desired composition men. The more complex the process and the greater the number of components the more error-prone and expensive the manufacturing process becomes.
Polyurethan-Zusammensetzungen gibt es in großer Vielzahl. Bei industriellen Anwendungen sind sie regelmäßig auf spezielle Applikationen nach Vorgabe durch den Anwender abgestimmt, wobei insbesondere feuchtigkeitsreaktive Polyurethan-Zusammensetzungen als Schmelzkleber zur Anwendung kom men.There are a large number of polyurethane compositions. In industrial Applications are regular on special applications according to specifications coordinated by the user, in particular moisture-reactive Polyurethane compositions as hot melt adhesives for use com men.
Der Einsatz dieser Polyurethan-Zusammensetzungen ist jedoch nicht unpro blematisch, da die enthaltenen monomeren Diisocyanate mindergiftig, ge sundheitsschädlich, reizend und sensibilisierend sind, so daß bei der Verar beitung der Polyurethan-Zusammensetzungen darauf geachtet werden muß, daß die dampfdruckabhängige maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK) der Isocyanate nicht überschritten wird. Die MAK-Kommission hat sogar ver schiedene monomere Isocyanate in die Kategorie 3 "Stoffe mit begründetem Verdacht auf krebserzeugendes Potential" des Abschnitts III (Krebserregende Arbeitsstoffe) der MAK-Liste eingestuft. Die Berufsgenossenschaft Chemie hat eigens ein Merkblatt "Polyurethan-Herstellung und Verarbeitung/Isocy anate" mit Hinweisen zum sicheren Umgang mit Isocyanaten herausgegeben.However, the use of these polyurethane compositions is not unprofitable blematic, since the monomeric diisocyanates contained are less toxic, ge are harmful to health, irritant and sensitizing, so that the Verar care must be taken when processing the polyurethane compositions, that the vapor pressure-dependent maximum workplace concentration (MAK) the isocyanate is not exceeded. The MAK commission even ver Different monomeric isocyanates in category 3 "Substances with justified Suspected carcinogenic potential "of section III (carcinogenic Working materials) in the MAK list. The chemical professional association has a leaflet "Polyurethane production and processing / Isocy anate "with information on the safe handling of isocyanates.
Die Handhabung monomerer Diisocyanate und Zusammensetzungen, die monomere Diisocyanate enthalten, erfordert demnach besondere Sorgfalt, und die monomeren Diisocyanante bzw. Zusammensetzungen, die monomere Diiso cyanate enthalten, sind nach den Vorschriften der Gefahrstoffverordnung ent sprechend zu kennzeichnen. Bei einem sehr geringen Gehalt an monomeren Diisocyanaten (weniger als 0,1 Gew.-%) in der Zusammensetzung kann die Pflicht zur Gefahrstoffkennzeichnung dagegen entfallen.The handling of monomeric diisocyanates and compositions that contain monomeric diisocyanates, requires special care, and the monomeric diisocyanates or compositions, the monomeric diiso Containing cyanates are ent according to the regulations of the hazardous substances regulation to label speaking. With a very low monomer content Diisocyanates (less than 0.1% by weight) in the composition can However, there is no obligation to label hazardous substances.
Die DE 199 57 351 A1 beschreibt die Herstellung einer reaktiven Poly urethan-Kleb-/Dichtstoffzusammensetzung mit einem niedrigen Gehalt an Isocyanatmonomeren, wobei eine Diolkomponente mit einem monomeren Diisocyanat umgesetzt wird und aus diesem Umsetzungsprodukt das nicht umgesetzte monomere Diisocyanat durch Umkristallisation und/oder Waschen mit einem aprotischen Lösemittel entfernt wird und das so entstandene hoch molekulare Diisocyanat mit einem Polyol umgesetzt wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß das überschüssige monomere Diisocyanat entfernt wer den muß, um auf einen geringen Gehalt an monomeren Diisocyanat in der Polyurethan-Zusammensetzung zu kommen.DE 199 57 351 A1 describes the production of a reactive poly urethane adhesive / sealant composition with a low content of Isocyanate monomers, wherein a diol component with a monomeric Diisocyanate is implemented and not from this reaction product reacted monomeric diisocyanate by recrystallization and / or washing is removed with an aprotic solvent and the resulting high molecular diisocyanate is reacted with a polyol. This method has the disadvantage that the excess monomeric diisocyanate is removed the must to a low content of monomeric diisocyanate in the Polyurethane composition to come.
Die DE 199 31 997 A1 beschreibt ein Polyurethanbindemittel mit einem nied rigen Gehalt an leichtflüchtigen Restmonomeren und verbesserter Gleitmittel haftung und ein mehrstufiges Verfahren zu seiner Herstellung. Bei dem mehr stufigen Verfahren werden unterschiedliche difunktionelle Isocyanate und Polyolkomponenten eingesetzt. Dadurch ist das beschriebene Verfahren sehr teuer und fehleranfällig, da bei der Herstellung genau darauf geachtet werden muß, zu welchem Zeitpunkt welche Komponenten in welchen Mengen zum Einsatz kommen.DE 199 31 997 A1 describes a polyurethane binder with a low content of volatile residual monomers and improved lubricants liability and a multi-stage process for its manufacture. With the more stage processes are different difunctional isocyanates and Polyol components used. This makes the process described very expensive and prone to errors, as this is precisely what is taken into account during production must, at what time which components in which quantities at Come into play.
Die DE-AS 29 17 314 betrifft ein feuchtigkeitshärtendes Polyurethan-Binde mittel mit geringem Anteil an Diisocyanatmonomeren, welches dadurch her gestellt wird, daß in einer ersten Stufe eine in etwa äquimolare Umsetzung von TDI und Polyol mit anschließender Entfernung von eventuell vorhande nem monomerem TDI bis unter 1% erfolgt und in einer zweiten Stufe dieses Reaktionsprodukt weiter mit MDI und weiterem Polyol umgesetzt wird, so daß die resultierende Endmischung weniger als 1% freies TDI enthält. DE-AS 29 17 314 relates to a moisture-curing polyurethane bandage medium with a low proportion of diisocyanate monomers, which hereby is that in a first stage an approximately equimolar implementation of TDI and polyol with subsequent removal of any present monomeric TDI to less than 1% and in a second stage this Reaction product is further implemented with MDI and other polyol, so that the resulting final mixture contains less than 1% free TDI.
Die DE 42 32 015 A1 beschreibt lösungsmittelfreie Zweikomponenten-Poly urethanklebstoffsysteme mit niedrigen Migrationswerten, die durch Umset zung spezieller Hydroxylpolyester mit speziellen, Isocyanatgruppen enthalte nen Prepolymeren erhalten werden.DE 42 32 015 A1 describes solvent-free two-component poly urethane adhesive systems with low migration values caused by implementation contain special hydroxyl polyesters with special isocyanate groups NEN prepolymers can be obtained.
Die DE 198 51 182 A1 beschreibt niedrigviskose Polyurethanbindemittel mit einem niedrigen Gehalt an leicht flüchtigen Monomeren, welche durch Um setzung mindestens eines mindestens zwei NCO-Gruppen tragenden Pre polymers, das mindestens zwei unterschiedlich gebundene NCO-Gruppen unterschiedlicher Reaktivität aufweist, mit einem mindestens difunktionellen Isocyanat, dessen NCO-Gruppen eine höhere Reaktivität aufweisen, erhalten werden.DE 198 51 182 A1 describes low-viscosity polyurethane binders a low content of volatile monomers, which by Um setting at least one Pre carrying at least two NCO groups polymers containing at least two differently bound NCO groups has different reactivity, with an at least difunctional Isocyanate, the NCO groups of which have a higher reactivity are obtained become.
Die DE 100 30 908 A1 betrifft haftklebrige Polyurethan-Zusammensetzungen mit einem niedrigen Monomergehalt, die hergestellt sind durch Umsetzung eines Polyurethan Prepolymers, das durch Umsetzung mindestens einer Polyolkomponente mit mindestens zwei mindestens difunktionellen unter schiedlich Isocyanaten erhältlich ist, mit einem mindestens difunktionellen Härter, der pro Molekül mindestens zwei gegenüber Isocyanatgruppen reak tionsfähige funktionelle Gruppen aufweist, wobei das Verhältnis von Iso cyanatgruppen zu gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen funktionellen Gruppen größer als 0,75 und kleiner als 1,15 ist.DE 100 30 908 A1 relates to pressure-sensitive polyurethane compositions with a low monomer content, which are produced by reaction of a polyurethane prepolymer which is obtained by reacting at least one Polyol component with at least two at least difunctional ones different isocyanates is available, with an at least difunctional Hardener which reacts at least two per molecule towards isocyanate groups functional groups, the ratio of Iso cyanate groups to functional groups which are reactive towards isocyanate groups Groups is greater than 0.75 and less than 1.15.
Die in dem zuvor geschilderten Stand der Technik beschriebenen Verfahren sind bezüglich ihrer Durchführung jedoch relativ aufwendig und führen nicht bzw. nicht mit ausreichender Zuverlässigkeit zu monomerarmen Produkten, die nicht kennzeichnungspflichtig sind.The methods described in the prior art described above are relatively complex to carry out and do not lead or not with sufficient reliability for low monomer products, that are not subject to labeling.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Polyurethan-Zusammensetzung mit geringem Anteil an Diisocyanatmonomeren bereitzustellen.An object of the present invention is therefore a method for the production of a polyurethane composition with a small proportion To provide diisocyanate monomers.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Poly urethan-Zusammensetzung mit geringem Anteil an Diisocyanatmonomeren zur Verfügung zu stellen, die beispielsweise in einem Klebeverfahren oder zu Beschichtungszwecken verwendet werden kann. Another object of the present invention is to provide a poly urethane composition with a low proportion of diisocyanate monomers to make available, for example, in an adhesive process or to Coating purposes can be used.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere, vorteilhafte Ausgestaltun gen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Verfahrens-Unteransprüche (Ansprüche 2 bis 28).The object underlying the invention is achieved by the invention solved a method according to claim 1. Another advantageous embodiment conditions and further developments are the subject of the procedural subclaims (Claims 2 to 28).
Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt den Vorteil, daß die gesundheits gefährdenden monomeren Diisocyanate lediglich im ersten Schritt zum Ein satz kommen, in dem sie aber zusammen mit mindestens einem isocyanat reaktiven Polymer umgesetzt werden, so daß bei der anschließenden Ver mischung des Umsetzungsprodukts mit einem isocyanatterminierten Prepoly mer auf monomere Diisocyanate verzichtet werden kann, ohne daß die herge stellte Polyurethan-Zusammensetzung etwas von ihrer Reaktivität oder Qua lität verliert. Auf diese Weise führt das beschriebene Verfahren zu einer ge mäß Gefahrstoffverordnung kennzeichnungsfreien Polyurethan-Zusammen setzung.The inventive method has the advantage that the health endangering monomeric diisocyanates only in the first step come in the kit, but together with at least one isocyanate reactive polymer are implemented, so that in the subsequent Ver mixing the reaction product with an isocyanate-terminated prepoly can be dispensed with monomeric diisocyanates without the herge put polyurethane composition some of its reactivity or qua loses lity. In this way, the method described leads to a ge According to the Hazardous Substances Ordinance, the polyurethane composites are free of labeling setting.
In dem ersten Verfahrenschritt können ein Umsetzungsprodukt oder mehrere unterschiedliche Umsetzungsprodukte entstehen, so daß der verwendete Be griff "Umsetzungsprodukt" den Singular und den Plural umfaßt. Für das im ersten Verfahrensschritt zum Einsatz kommende Diisocyanat, von dem auch mehrere unterschiedliche eingesetzt werden können, gilt ebenfalls, daß der verwendete Begriff "Diisocyanat" sowohl den Singular als auch den Plural umfaßt.In the first process step, one or more reaction products can be used different implementation products arise, so that the Be used handle "implementation product" includes the singular and the plural. For that in first process step used diisocyanate, of which also several different can be used, also applies that the The term "diisocyanate" used both the singular and the plural includes.
Als Diisocyanatkomponente ist erfindungsgemäß beispielsweise auch ein Ge misch aus 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan und 2,4'-Diisocyanatodiphenyl methan geeignet, vorzugsweise mit einem Gehalt an 2,4'-Diisocyanatodiphe nylmethan von mehr als 20 Gew.-%, insbesondere mehr als 30 Gew.-%, be vorzugt mehr als 40 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mehr als 50 Gew.-%, bezogen auf das Diisocyanatgemisch. Beispiele für erfindungsgemäß geeig nete Gemische aus 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan und 2,4'-Diisocyanatodi phenylmethan sind das von der Bayer AG unter der Bezeichnung Desmodur® 2460 M und das von der Elastogran GmbH, Lemförde, unter der Bezeichnung Lupranat® MI vertriebene, bei Raumtemperatur flüssige Produktgemisch. According to the invention, a Ge is also a diisocyanate component mix of 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane and 2,4'-diisocyanatodiphenyl Suitable methane, preferably with a content of 2,4'-diisocyanatodiphe nylmethane of more than 20 wt .-%, in particular more than 30 wt .-%, be preferably more than 40% by weight, very particularly preferably more than 50% by weight, based on the diisocyanate mixture. Examples of suitable according to the invention nete mixtures of 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane and 2,4'-diisocyanatodi phenylmethane are Bayer AG's Desmodur® 2460 M and that from Elastogran GmbH, Lemförde, under the name Lupranat® MI distributed product mixture that is liquid at room temperature.
Die Verwendung von unsymmetrisch substituierten Diisocyanaten mit NCO- Gruppen unterschiedlicher Reaktivität wie insbesondere das 2,4'-Diisocyana todiphenylmethan, hat den Vorteil, daß die in 2-Position befindliche NCO- Gruppe - im Gegensatz zu der NCO-Gruppe in 4'-Position - relativ reaktions träge und folglich in der erfindungsgemäßen Polyurethan-Zusammensetzung über einen längeren Zeitraum stabil vorhanden ist. Generell werden daher ger ne unsymmetrisch substituierte Diisocyanate mit jeweils zwei NCO-Gruppen unterschiedlicher Reaktivität eingesetzt. Ein Beispiel für ein erfindungsgemäß geeignetes 2,4'-Diisocyanatodiphenylmethan ist das von der Elastogran GmbH, Lemförde, unter der Bezeichnung Lupranat® MCI vertriebene, bei Raumtemperatur als kristalliner Feststoff vorliegende Produkt.The use of asymmetrically substituted diisocyanates with NCO Groups of different reactivity, such as 2,4'-diisocyanate in particular todiphenylmethane, has the advantage that the 2-position NCO- Group - in contrast to the NCO group in the 4 'position - relatively reactive sluggish and consequently in the polyurethane composition according to the invention is stable over a longer period of time. Generally, therefore, ger ne asymmetrically substituted diisocyanates, each with two NCO groups different reactivity used. An example of an invention Suitable 2,4'-diisocyanatodiphenylmethane is that from Elastogran GmbH, Lemförde, sold under the name Lupranat® MCI, at Product present as a crystalline solid at room temperature.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann als Diisocyanat ein maskiertes oder blockiertes Diisocyanat verwendet werden, welches insbesondere unter Wärme- und/oder Feuchtigkeitseinwirkung die blockierenden oder maskierenden Gruppen abspaltet. Blockierte oder mas kierte Diisocyanate dieser Art sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik an sich bekannt. Erfindungsgemäß geeignete blockierte oder maskierte Diiso cyanate wird er je nach Anwendung entsprechend auswählen.According to a further embodiment of the present invention, as Diisocyanate a masked or blocked diisocyanate can be used which in particular under the influence of heat and / or moisture splits off blocking or masking groups. Blocked or mas cated diisocyanates of this type are known to those skilled in the art known per se. Blocked or masked diiso suitable according to the invention He will select cyanate depending on the application.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann als Diisocyanat ein sogenanntes verkapseltes oder oberflächendesaktiviertes Di isocyanat verwendet werden, d. h. ein Diisocyanat mit retardierter Reaktivität. Verkapselte oder oberflächendesaktivierte Disocyanate sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik geläufig. Beispielsweise kann verwiesen werden auf die EP 0 204 970 A2 bzw. die entsprechende US-A-4 888 124, die WO 99/58590 A1 bzw. die entsprechende DE 198 20 270 A1 oder aber auf die EP 0 922 720 A1, deren gesamter Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Als Desaktivierungsmittel werden insbesondere Verbin dungen mit hydrophilen Gruppen, wie insbesondere Aminogruppen oder Hy droxylgruppen, verwendet, die mit den freien Isocyanatgruppen des Diisocya nats reagieren können und somit eine Art Oberflächenhülle auf den Diisocya naten ausbilden, welche die Diisocyanate zunächst desaktiviert (z. B. Amine, Diamine, Polyamine, Alkohole, Diole, Polyole oder die entsprechenden Thio verbindungen). Insbesondere wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung das Desaktivierungsmittel in Art und Menge derart ausgewählt, daß die Verkapse lung oder Oberflächendesaktivierung vorzugsweise bei Temperaturen ober halb der Raumtemperatur aufgebrochen wird.According to a further embodiment of the present invention, as Diisocyanate a so-called encapsulated or surface deactivated Di isocyanate can be used, d. H. a delayed reactivity diisocyanate. Encapsulated or surface-deactivated disocyanates are known to the person skilled in the art known from the prior art. For example, reference can be made to EP 0 204 970 A2 or the corresponding US-A-4 888 124, WO 99/58590 A1 or the corresponding DE 198 20 270 A1 or EP 0 922 720 A1, the entire disclosure content of which is hereby incorporated by reference is included. Verbin in particular is used as a deactivating agent with hydrophilic groups, such as in particular amino groups or Hy droxyl groups used with the free isocyanate groups of Diisocya nats can react and thus a kind of surface covering on the Diisocya form naten, which initially deactivates the diisocyanates (e.g. amines, Diamines, polyamines, alcohols, diols, polyols or the corresponding thio links). In particular, in the context of the present invention The type and amount of deactivating agent is selected such that the encapsulation treatment or surface deactivation preferably at temperatures above is broken up to half the room temperature.
Außerdem kann die Umsetzung des isocyanatreaktiven Polymers mit dem monomeren Diisocyanat in Schritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens in Gegenwart mindestens eines Katalysators und gegebenenfalls nichtisocyanat reaktiver Bestandteile, wie z. B. nichtisocyanatreaktiver Polymere, Harze, Wachse, Füllstoffe, Additive und/oder Lösemittel, ablaufen. Als erfindungs gemäß geeignete Katalysatoren können Katalysatoren verwendet werden, wie sie aus der Polyurethanchemie gängig und bekannt sind.In addition, the reaction of the isocyanate-reactive polymer with the monomeric diisocyanate in step (a) of the process according to the invention in Presence of at least one catalyst and optionally non-isocyanate reactive components, such as. B. non-isocyanate-reactive polymers, resins, Waxes, fillers, additives and / or solvents run off. As a fiction according to suitable catalysts, catalysts can be used, such as they are common and known from polyurethane chemistry.
In dem zweiten Verfahrensschritt (b) wird das aus dem ersten Verfahrens schritt (a) erhaltene Umsetzungsprodukt mit einem im wesentlichen mono merfreien isocyanatterminierten Prepolymer vermischt. Der Ausdruck "im we sentlichen monomerfrei" meint, daß das isocyanatterminierte Prepolymer höchstens 0,1 Gew.-% an Diisocyanatmonomer enthält und besonders bevor zugt frei ist von Diisocyanatmonomer.In the second process step (b), this becomes the first process step (a) reaction product obtained with an essentially mono mer-free isocyanate-terminated prepolymer mixed. The expression "in the we substantial monomer-free "means that the isocyanate-terminated prepolymer contains at most 0.1% by weight of diisocyanate monomer and especially before is free of diisocyanate monomer.
Erfindungsgemäß geeignete, monomerfreie isocyanatterminierte Prepolymere leiten sich beispielsweise von MDIs und/oder TDIs ab. Beispiele für erfin dungsgemäß geeignete, monomerfreie isocyanatterminierte Prepolymere, die aufgrund ihres geringen Restmonomergehalts gemäß Gefahrstoffverordnung kennzeichnungsfrei erhältlich sind, sind die von Dow Chemicals unter der Be zeichnung Vorastar® 1500, Vorastar® 1505, Voramer® 1022 und Voramer® 1020 vertriebenen Produkte.Monomer-free isocyanate-terminated prepolymers suitable according to the invention are derived, for example, from MDIs and / or TDIs. Examples of inventions According to the invention, suitable, monomer-free isocyanate-terminated prepolymers which due to their low residual monomer content in accordance with the Hazardous Substances Ordinance are available without labeling, are those of Dow Chemicals under the Be drawing Vorastar® 1500, Vorastar® 1505, Voramer® 1022 and Voramer® 1020 products sold.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls eine Polyurethan-Zusam mensetzung, die durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28 er hältlich ist.The present invention also relates to a polyurethane composite setting by a method according to any one of claims 1 to 28 er is stable.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem eine Polyurethan-Zu sammensetzung nach Anspruch 30. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Polyurethan-Zusammensetzung sind Gegenstand der An sprüche 31 und 32. The present invention also relates to a polyurethane compound composition according to claim 30. Further advantageous embodiments and Further developments of the polyurethane composition are the subject of the An Proverbs 31 and 32.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der Polyurethan-Zusammensetzung in einem Klebeverfahren, insbesondere einem Schmelzklebeverfahren, sowie zu Beschichtungszwecken.Another object of the present invention is the use of Polyurethane composition in an adhesive process, especially one Hot melt adhesive process, as well as for coating purposes.
Die vorliegende Erfindung wird anhand des folgenden Ausführungsbeispiels veranschaulicht, welches die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt.The present invention is based on the following embodiment which, however, does not limit the present invention.
Hydroxylpolyester und nichtisocyanatreaktive Bestandteile (Polymere, Harze, Füllstoffe, Additive) werden mit monomeren Isocyanaten (aromatisch oder aliphatisch) so umgesetzt, daß nur ein geringer Überschuß an Isocyanatgrup pen (NCO-Gruppen) vorhanden ist (max. 0,5%). Normalerweise steigt die Viskosität bei diesem Mischungsverhältnis so stark an, daß das Material nicht mehr wie ein Schmelzklebstoff gehandhabt werden kann. Wenn man aber nach Zugabe der Isocyanat-Monomere zusätzlich ein monomerfreies Isocya natprepolymer, das bei der Herstellung zuvor entmonomerisiert wurde, zugibt, so erhält man einen niedrigviskosen Schmelzklebstoff, der nur noch eine ge ringe Menge an monomeren Isocyanaten enthält.Hydroxyl polyester and non-isocyanate-reactive components (polymers, resins, Fillers, additives) are mixed with monomeric isocyanates (aromatic or aliphatic) so implemented that only a small excess of isocyanate group pen (NCO groups) is present (max. 0.5%). Usually it increases Viscosity at this mixture ratio increases so much that the material does not more like a hot melt adhesive can be handled. But if you after adding the isocyanate monomers, an additional monomer-free Isocya nat prepolymer that was previously demonomerized during production, so you get a low-viscosity hot melt adhesive that only one ge contains small amount of monomeric isocyanates.
37,5 g Polyester 1 Dynacoll® 7250 (Degussa AG) (OHZ: 21 mg KOH/g)
und
37,5 g Polyester 2 Dynacoll® 7360 (Degussa AG) (OHZ: 32 mg KOH/g)
und
25,0 g Harz Novarez® TM 80 (VFT AG)
werden mit 5,98 g Diisocyanat Lupranat® MCI (Elastogran) (33,6% NCO) in
der Schmelze bei 140 bis 150°C umgesetzt. Der theoretische Isocyanatgehalt
beträgt 0,49%.37.5 g polyester 1 Dynacoll® 7250 (Degussa AG) (OHZ: 21 mg KOH / g) and
37.5 g polyester 2 Dynacoll® 7360 (Degussa AG) (OHZ: 32 mg KOH / g) and
25.0 g Novarez® TM 80 resin (VFT AG)
are reacted with 5.98 g of diisocyanate Lupranat® MCI (Elastogran) (33.6% NCO) in the melt at 140 to 150 ° C. The theoretical isocyanate content is 0.49%.
Anschließend verdünnt man das Ganze mit 31,8 g eines monomerfreien Iso cyanatprepolymers Vorastar® B1500 (Dow) (NCO-Gehalt 3,0%).The whole is then diluted with 31.8 g of a monomer-free iso cyanate prepolymer Vorastar® B1500 (Dow) (NCO content 3.0%).
Man erhält eine niedrigviskose Polyurethan-Zusammensetzung nach der vor liegenden Erfindung, die weniger als 0,1% monomeres Diisocyanat (MDI) enthält und sich insbesondere als Klebstoff (Hotmelt) eignet.A low-viscosity polyurethane composition is obtained according to the above lying invention containing less than 0.1% monomeric diisocyanate (MDI) contains and is particularly suitable as an adhesive (hot melt).
Claims (34)
in einem ersten Verfahrensschritt (a) mindestens ein isocyanatreakti ves Polymer mit mindestens einem monomeren Diisocyanat in der Schmelze umgesetzt wird, wobei die Umsetzung in Schritt (a) derart durchgeführt wird, daß in der nach Durchführung von Schritt (a) vor handenen Mischung höchstens 0,5 Gew.-% freie Isocyanatgruppen vorhanden sind,
in einem zweiten Verfahrensschritt (b) anschließend das oder die in Schritt (a) erhaltenen Umsetzungsprodukte mit mindestens 20 Gew.-%, bezogen auf das oder die in Schritt (a) erhaltenen Umset zungsprodukte, mindestens eines isocyanatterminierten Prepolymers mit einem Gehalt an freien NCO-Gruppen von bis zu 25 Gew.-%, das höchstens 0,1 Gew.-% monomeres Diisocyanat, bezogen auf das iso cyanatterminierte Prepolymer, enthält, vermischt werden in der Weise, daß die resultierende Gesamtzusammensetzung weniger als 0,1 Gew.-% monomeres Diisocyanat enthält.1. A process for producing a polyurethane composition with a small proportion of diisocyanate monomers, in which
in a first process step (a) at least one isocyanate-reactive polymer is reacted with at least one monomeric diisocyanate in the melt, the reaction in step (a) being carried out in such a way that in the mixture present after step (a), at most 0 , 5% by weight of free isocyanate groups are present,
in a second process step (b) then the reaction product or products obtained in step (a) with at least 20% by weight, based on the reaction product or products obtained in step (a), of at least one isocyanate-terminated prepolymer containing free NCO -Groups of up to 25% by weight containing at most 0.1% by weight of monomeric diisocyanate, based on the isocyanate-terminated prepolymer, are mixed in such a way that the resulting total composition is less than 0.1% by weight. % contains monomeric diisocyanate.
Umsetzungsprodukt(e) aus der in der Schmelze durchgeführten Reaktion von mindestens einem isocyanatreaktiven Polymer mit mindestens einem monomeren Diisocyanat, wobei das oder die Um setzungsprodukte höchstens 0,5 Gew.-% freie Isocyanatgruppen ent halten, und
mindestens 20 Gew.-%, bezogen auf das oder die Umsetzungspro dukte, mindestens eines isocyanatterminierten Prepolymers mit einem Gehalt an freien NCO-Gruppen von bis zu 25 Gew.-%, das höchstens 0,1 Gew.-% monomeres Diisocyanat, bezogen auf das iso cyanatterminierte Prepolymere, enthält,
wobei die Gesamtzusammensetzung weniger als 0,1 Gew.-% monomeres Diisocyanat, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, enthält. 30. Polyurethane composition with a small proportion of diisocyanate monomers, containing:
Reaction product (s) from the melt reaction of at least one isocyanate-reactive polymer with at least one monomeric diisocyanate, the reaction product or products containing at most 0.5% by weight of free isocyanate groups, and
at least 20% by weight, based on the reaction product or products, of at least one isocyanate-terminated prepolymer with a free NCO group content of up to 25% by weight and at most 0.1% by weight of monomeric diisocyanate, based on which contains iso-cyanate-terminated prepolymers,
wherein the total composition contains less than 0.1% by weight of monomeric diisocyanate, based on the total composition.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10215641A DE10215641C1 (en) | 2002-02-22 | 2002-04-09 | Process for the preparation of a polyurethane composition with a low proportion of diisocyanate monomers |
EP03002388.1A EP1338635B2 (en) | 2002-02-22 | 2003-02-04 | Polyurethan compositions with low content of diisocyanat monomer(s) |
AT03002388T ATE398663T1 (en) | 2002-02-22 | 2003-02-04 | POLYURETHANE COMPOSITIONS WITH LOW CONTENT OF DIISOCYANATE MONOMER(S) |
DE50309990T DE50309990D1 (en) | 2002-02-22 | 2003-02-04 | Polyurethane compositions with low content of diisocyanate monomer (s) |
US10/371,445 US7135128B2 (en) | 2002-02-22 | 2003-02-21 | Polyurethane compositions with a low content of diisocyanate monomer(s) |
US11/501,966 US20060270820A1 (en) | 2002-02-22 | 2006-08-10 | Polyurethane compositions with a low content of diisocyanate monomer(s) |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10207571 | 2002-02-22 | ||
DE10215641A DE10215641C1 (en) | 2002-02-22 | 2002-04-09 | Process for the preparation of a polyurethane composition with a low proportion of diisocyanate monomers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10215641C1 true DE10215641C1 (en) | 2003-11-27 |
Family
ID=29285007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10215641A Revoked DE10215641C1 (en) | 2002-02-22 | 2002-04-09 | Process for the preparation of a polyurethane composition with a low proportion of diisocyanate monomers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10215641C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015135833A1 (en) * | 2014-03-11 | 2015-09-17 | Sika Technology Ag | Polyurethane hot-melt adhesive having a low content of diisocyanate monomers and good cross-linking speed |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2917314B1 (en) * | 1979-04-28 | 1980-09-25 | Haeger & Kaessner Gmbh | Process for the production of elastic, weather-resistant fabrics |
DE4232015A1 (en) * | 1992-09-24 | 1994-03-31 | Bayer Ag | Solvent-free two component polyurethane adhesive systems |
DE19851182A1 (en) * | 1997-11-11 | 1999-05-12 | Henkel Kgaa | Polyurethane binder with low isocyanate monomer content for production of adhesives, coating materials, resins, laminates, etc., |
DE10030908A1 (en) * | 1999-07-02 | 2001-02-08 | Henkel Kgaa | Polyurethane composition useful as an adhesive for food packaging, is prepared by reaction of a polyurethane prepolymer, prepared from at least two different isocyanates and a curing agent |
-
2002
- 2002-04-09 DE DE10215641A patent/DE10215641C1/en not_active Revoked
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2917314B1 (en) * | 1979-04-28 | 1980-09-25 | Haeger & Kaessner Gmbh | Process for the production of elastic, weather-resistant fabrics |
DE4232015A1 (en) * | 1992-09-24 | 1994-03-31 | Bayer Ag | Solvent-free two component polyurethane adhesive systems |
DE19851182A1 (en) * | 1997-11-11 | 1999-05-12 | Henkel Kgaa | Polyurethane binder with low isocyanate monomer content for production of adhesives, coating materials, resins, laminates, etc., |
DE10030908A1 (en) * | 1999-07-02 | 2001-02-08 | Henkel Kgaa | Polyurethane composition useful as an adhesive for food packaging, is prepared by reaction of a polyurethane prepolymer, prepared from at least two different isocyanates and a curing agent |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015135833A1 (en) * | 2014-03-11 | 2015-09-17 | Sika Technology Ag | Polyurethane hot-melt adhesive having a low content of diisocyanate monomers and good cross-linking speed |
US9982173B2 (en) | 2014-03-11 | 2018-05-29 | Sika Technology Ag | Polyurethane hot-melt adhesive having a low content of diisocyanate monomers and good cross-linking speed |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0153456B1 (en) | Chemically hardenable two-component polyurethane prepolymer composition, process for preparing a polyurethane, and use of the two-component composition | |
DE69322059T2 (en) | One-component polyurethane adhesive and its use | |
EP1831277B1 (en) | Method for producing reactive polyurethane compositions | |
DE69227245T2 (en) | SINGLE COMPONENT, THERMOPLASTIC POLYURETHANE PLASTIC INSOLATION | |
DE2131299C3 (en) | Mixtures curable by the action of heat and processes for the production of moldings from these mixtures | |
US20060270820A1 (en) | Polyurethane compositions with a low content of diisocyanate monomer(s) | |
EP1231232B1 (en) | Self supporting reactive hotmelt adhesive element and its use | |
WO2001040342A1 (en) | Adhesion promoters for monomer-free reactive polyurethanes | |
EP1518874B1 (en) | Polymeric MDI having low monomer content | |
EP3402834A1 (en) | Reactive polyurethane hot-melt adhesives containing fillers | |
EP0096249B1 (en) | Pressure sensitive adhesive based on polymer compositions containing hydroxyl groups | |
US4234714A (en) | Preparation of single-phase, urethane prepolymers from hydroxy-terminated diene polymers | |
EP1456274A1 (en) | Adhesion promoter for reactive polyurethanes | |
DE102009005017A1 (en) | Reactive polyurethane compositions | |
DE10034637A1 (en) | Storage stable isocyanate dispersions | |
DE951168C (en) | Process for the production of higher molecular weight polyisocyanates | |
DE3215774A1 (en) | CURABLE ADHESIVE COMPOSITION | |
DE4420151A1 (en) | One-component reactive adhesive | |
DE10210956B4 (en) | Reactive one-component coating and / or adhesive granules and process for its preparation and its use | |
DE3140884C2 (en) | ||
DE10215641C1 (en) | Process for the preparation of a polyurethane composition with a low proportion of diisocyanate monomers | |
DE69734556T2 (en) | Polyurethane-based adhesive compositions based on a polyamine suspension, method of manufacture and use | |
DE10225982B4 (en) | Polyurethane compositions with a low proportion of diisocyanate monomers | |
DE102009012312A1 (en) | Reactive polyurethane compositions | |
EP1811006B1 (en) | Adhesive system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
8304 | Grant after examination procedure | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |