DE1300273B - Verfahren zur Herstellung von Verbindungen aus Polyisocyanaten und Polyhydroxylverbindungen unter Verwendung von wasserhaltigen organischen Loesungsmitteln - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Verbindungen aus Polyisocyanaten und Polyhydroxylverbindungen unter Verwendung von wasserhaltigen organischen LoesungsmittelnInfo
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Description
1 2
Die Herstellung von Umsetzungsprodukten aus geben. Liegen wasserlösliche oder wasserdispergier-Polyisocyanaten
und Polyhydroxylverbindungen in bare Polyurethane vor, so kann der Wassergehalt organischen Lösungsmitteln ist bekannt. Häufig des später zugesetzten Lösungsmittels auch über
gebrauchte Lösungsmittel sind Tetrachloräthan, Ben- 20 bis 100% Wasser betragen,
zol, Toluol, Xylol, Chlorbenzol, Dichlorbenzol, Di- 5 Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für
methylformamid. alle Umsetzungen des in zahlreichen Varianten
In manchen Fällen ist es nun wünschenswert, bekannten Isocyanat-Polyadditionsverfahrens, soweit
Polyurethanlösungen in polaren hydrophilen Lösungs- dabei von organischen Lösungsmitteln Gebrauch
mitteln zu erhalten. Andererseits enthalten gerade gemacht wird. Natürlich können an der Polyaddition
polare Lösungsmittel wie Aceton, Methyläthylketon, io neben den Polyisocyanaten und den Polyhydroxyl-Essigsäuremethylester,
Dioxan, Acetonitril im all- verbindungen auch noch weitere Reaktionspartner gemeinen geringe und wechselnde Mengen Wasser, mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen, etwa Amine,
gegebenenfalls auch Alkohole, die den Ablauf der teilnehmen.
Isocyanatpolyaddition beeinträchtigen. Die erfindungsgemäße Arbeitsweise gilt genausogut
Um Lösungen von hochmolekularen Polyurethanen 15 für wasserhaltige und besonders auch wassergesättigte
in solchen Lösungsmitteln herzustellen, war man unpolare Lösungsmittel wie auch für polare Lösungsbisher
genötigt, entweder in der Schmelze zu arbeiten mittel. Beispiele sind Aceton, Methyläthylketon,
und das fertige Polyurethan im wasserhaltigen Me- Diäthylketon, Diäthyläther, Diisopropyläther, Tetradium
zu lösen oder das Lösungsmittel vorher sorg- hydrofuran, Dioxan, Acetonitril, Essigsäuremethylfältig
zu entwässern, ehe die Polyaddition darin 20 ester, Essigsäureäthylester, Essigsäurebutylester, Didurchgeführt
wurde. butylketon, Dibutyläther, Tetramethylensulfon, Di-
Es wäre denkbar, einfach das verwendete wasser- methylformamid, Dimethylsulfoxyd, Äthylenglykolhaltige
Lösungsmittel mit seinen reaktionsfähigen dimethyläther, Äthylenglykoldiacetat, Methylenchlo-Wasserstoffatomen
zu berücksichtigen und eine ent- rid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Trichlorsprechende
Menge Polyisocyanat zusätzlich vorzu- 25 äthylen, Tetrachloräthan, Benzol, Toluol, Chlorsehen.
Auf diese Weise werden aber die Eigenschaften benzol, Dichlorbenzol und Xylol,
der Endprodukte in unerwünschter und unregel- Der Zeitpunkt der Zugabe des ersten Lösungsmäßiger
Weise verändert. mittelanteils ist beliebig. Man kann z. B. das wasser-
Es müssen beispielsweise bei der Herstellung von haltige Lösungsmittel vorlegen und nacheinander die
1 kg Polyurethan in 30%iger Lösung in Aceton, 30 Komponenten des Isocyanat-Polyadditionsverfahrens
das 0,4% Wasser enthält, zur Kompensation der zugeben. Man läßt dann bei Raumtemperatur oder
insgesamt 13,3 g Wasser 185 g Diphenylmethandiiso- auch bei erhöhter Temperatur, deren obere Grenze
cyanat zusätzlich eingesetzt werden, was z. B. die durch den Siedepunkt des Lösungsmittels gegeben
Herstellung eines weichen Polyurethans praktisch ist, reagieren, bis die Reaktionsmasse hochviskos
unmöglich macht. 35 und eben noch rührbar ist. Es ist jedoch auch möglich,
Auch führt etwa die Herstellung eines Polyurethans das wasserhaltige Lösungsmittel derart zuzugeben,
im vorgelegten wasserhaltigen Lösungsmittel oder daß es gleichzeitig Lösungsmittel für eine zuzuetwa
die allmähliche Zugabe des wasserhaltigen setzende Reaktionskomponente der Umsetzung ist.
Lösungsmittels zu einem NCO-Gruppen aufweisenden Selbstverständlich kann die erste Lösungsmittel-Addukt
aus höhermolekularen Polyhydroxylverbin- 40 portion auch allmählich der Reaktionsmasse zudungen
und Diisocyanaten zu einer so starken Ketten- gegeben werden.
Verzweigung, daß alsbald Gelierung unter Bildung Bei Wassergehalten des Lösungsmittels über 0,1%
eines dreidimensional vernetzten Polyurethans erfolgt. ist das Einhalten niedriger Reaktionstemperaturen
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur empfehlenswert, um Kettenverzweigungen, die leicht
Herstellung von Umsetzungsprodukten aus Polyiso- 45 ein vorzeitiges Verquallen des Reaktionsansatzes
cyanaten und Polyhydroxylverbindungen unter Ver- zur Folge haben, zu vermeiden,
wendung von wasserhaltigen organischen Lösungs- Die Menge des einzusetzenden Diisocyanats ist
mitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst bei der jeweils beabsichtigten Verfahrensweise im
die Umsetzung in einer nicht mehr als 1% Wasser Rahmen des Isocyanat-Polyadditionsverfahrens um
aufweisenden und zu einem Feststoffgehalt von 30 50 den Gehalt des ersten Lösungsmittelanteils an Wasser
bis 85% führenden Lösungsmittelmenge beginnt und und gegebenenfalls Alkoholen zu erhöhen,
einer der Wassermenge entsprechende Menge an Die Zugabe weiterer Lösungsmittelanteile, die
Polyisocyanat mitverwendet und dann die Um- gegebenenfalls bis zu 20 % Wasser enthalten können,
setzung nach Zusatz von weiteren bis zu 20% Wasser erfolgt im allgemeinen erst dann, wenn die Reakenthaltenden
organischen Lösungsmitteln zu Ende 55 tionsmasse viskos geworden ist und die Viskosität
führt. nicht mehr weiter ansteigt. Es liegt dann ein bereits
Die Gesamtmenge Lösungsmittel wird also in recht hochmolekulares, aber meist noch freie Isomindestens
zwei Anteilen der Reaktionsmischung cyanatgruppen aufweisendes Umsetzungsprodukt vor.
zugesetzt, wobei nur der Wasser- (und gegebenenfalls Die erneuten mit dem Lösungsmittel eingebrachten
Alkohol-)Gehalt des ersten und relativ kleinen Anteils 60 Wassermengen treten aber nur noch in ganz unterdurch
eine entsprechende Erhöhung der Isocyanat- geordnetem Maße mit den restlichen Isocyanatmenge
kompensiert werden muß, während der gruppen in Wechselwirkung auf. Sobald sämtliche
Wassergehalt des später zugesetzten Lösungsmittels Isocyanatgruppen verbraucht sind, wirkt weiter zunicht
mehr berücksichtigt zu werden braucht. Der gesetztes Lösungsmittel nur noch als Verdünnungs-Wassergehalt
des später zugesetzten Lösungsmittels 65 mittel. Dies ist daran zu erkennen, daß Lösungskann
ohne weiteres 20% betragen. Seine Grenze ist mittelzugabe kein Ansteigen der relativen Viskosität
lediglich durch die meist beschränkte Löslichkeit mehr zur Folge hat. des Polyurethans in zu stark wäßrigen Medien ge- Bei technischer Durchführung des Verfahrens in
Serienansätzen unter Verwendung von Lösungsmitteln mit erheblich schwankendem Wassergehalt
ist es zweckmäßig, eine bestimmte Menge Lösungsmittel, gegebenenfalls durch Zugabe von Wasser,
auf einen konstanten Wassergehalt einzustellen und dieses Lösungsmittel für die jeweils ersten Anteile
an Lösungsmittel der Reaktionsansätze zu verwenden. Für die weiteren Lösungsmittelzusätze kann dann
das jeweils gerade vorliegende Lösungsmittel mit beliebigem Wassergehalt verwendet werden, ohne
daß die Reaktionsprodukte Qualitätsschwankungen aufweisen.
250 g (0,119 Mol) Polypropylenglykol (Molekulargewicht 2100) wurden bei 1300C im Vakuum entwässert
und mit 101 g 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (0,404MoI) 1 Stunde bei 130° C zur Reaktion
gebracht. Zu der auf 4O0C abgekühlten Schmelze so
gibt man eine Lösung von 30 g N-Methyl-diäthanolamin
(0,252 Mol) in 237 g (300 ecm) Aceton, das 0,22% Wasser enthält (entsprechend 0,029 Mol). Die
konzentriert acetonische Lösung der Reaktionsmasse, die einen l°/oigen Überschuß an Diisocyanat, bezogen as
auf die Summe der reaktionsfähigen Wasserstoffverbindungen, enthält, wird 2 Stunden bei 55°C
gerührt, während die Viskosität laufend zunimmt. Zu der hochviskosen Lösung werden nun weitere
400 ml Aceton mit 0,22% Wassergehalt zugefügt und die Lösung noch 2 Stunden bei 550C gehalten.
Man erhält eine klare Polyurethanlösung, die bei einem Gehalt von 40,9 % Festsubstanz eine Viskosität
von 82,9 Stokes bei 2O0C aufweist.
Man erhält eine ebensolche Lösung, wenn man als zweiten Lösungsmittelanteil 400 ml Aceton mit
% Wassergehalt zusetzt.
Weitere Beispiele 2 bis 20 finden sich in der folgenden Tabelle, wobei nach Beispiel 1 gearbeitet
wird. In der Tabelle bedeutet
A = Polyhydroxylverbindung I in Gramm und in Mol,
B = Polyhydroxylverbindung II in Gramm und in Mol,
C = Erster Anteil an Lösungsmittel in Kubikzentimeter und Wassergehalt in % und Mol,
D = Summe der reaktionsfähigen Wasserstoffatome von Polyhydroxylverbindungen I, II
und Wasser,
E = Polyisocyanat in Mol,
F = Polyisocyanatüberschuß in Mol und %,
G = Umsetzungszeit von A mit E in Stunden
und Temperatur,
H = Zeit zwischen Zugabe des ersten und des Restanteils an Lösungsmittel,
H = Zeit zwischen Zugabe des ersten und des Restanteils an Lösungsmittel,
I = Restlösungsmittel in Kubikzentimeter mit Wassergehalt in % und Gramm,
K = Feststoffgehalt der Endlösung in %,
L = Viskosität der Endlösung in Stokes bei 2O0C.
PPG | A | 0,119 | MDA | B | 0,252 | 300A | C | 0,029 | D | |
1. | PPG | 250 | 0,119 | MDA | 30 | 0,252 | 300A | 0,22 | 0,042 | 0,400 |
2. | PPG | 250 | 0,119 | MDA | 30 | 0,252 | 300A | 0,32 | 0,042 | 0,413 |
3. | PPG | 250 | 0,119 | MDA | 30 | 0,252 | 150A | 0,32 | 0,021 | 0,413 |
4. | PPG | 250 | 0,119 | MDA | 30 | 0,084 | 300A | 0,32 | 0,042 | 0,392 |
5. | PE | 250 | 0,134 | MDA | 10 | 0,042 | 300A | 0,32 | 0,029 | 0,245 |
6. | PA | 250 | 0,174 | MDA | 5 | 0,252 | 300A | 0,22 | 0,029 | 0,205 |
7. | PE | 250 | 0,134 | MDA | 30 | 0,252 | 300A | 0,22 | 0,024 | 0,455 |
8. | PT | 250 | 0,089 | MDA | 30 | 0,252 | 300A | 0,18 | 0,024 | 0,410 |
9. | PE | 250 | 0,143 | BD MDA |
30 | 0,556 0,252 |
300A | 0,18 | 0,024 | 0,365 |
10. | PE | 250 | 0,143 | BD MDA |
50 30 |
1,112 0,252 |
400A | 0,18 | 0,171 | 0,975 |
11. | PE | 250 | 0,143 | MDA | 100 30 |
0,017 | 200B | 0,97 | 0,008 | 1,678 |
12. | PE | 250 | 0,143 | MDA | 2 | 0,017 | 200A | 0,08 | 0,018 | 0,168 |
13. | PE | 250 | 0,143 | MDA | 2 | 0,017 | 200A | 0,21 | 0,018 | 0,178 |
14. | PE | 250 | 0,143 | MDA | 2 | 0,017 | 200A | 0,21 | 0,018 | 0,178 |
15. | PE | 250 | 0,143 | MDA | 2 | 0,017 | 200A | 0,21 | 0,018 | 0,178 |
16. | PE | 250 | 0,143 | MDA | 2 | 0,017 | 200A | 0,21 | 0,018 | 0,178 |
17. | PE | 250 | 0,143 | MDA | 2 | 0,017 | 200A | 0,21 | 0,018 | 0,178 |
18. | PE | 250 | 0,143 | MDA | 2 | 0,017 | 200A | 0,21 | 0,018 | 0,178 |
19. | PE | 250 | 0,143 | BDA | 2 | 0,050 | 150A | 0,21 | 0,097 | 0,178 |
20. | 250 | 8 | 1,46 | 0,290 | ||||||
E | 0,404 | 5 | F | 1 | 1 | G | H | 400A | 6 | I | - 400A | 0,22 | 0,7 | |
DMDI | 0,404 | 0,004 | -2,2 | 1 | 130 | 2,1 | 400A | 0,32 | 1,0 | |||||
1. | DMDI | 0,412 | -0,009 | -0,25 | 1 | 130 | 4 | 400A | 0,32 | 1,0 | ||||
2. | DMDI | 0,412 | -0,001 | 5,1 | 2 | 130 | 2 | 150 nach | 0,32 | 1,4 | ||||
3. | T | 0,253 | 0,020 | 3,3 | 3 | 130 | 1,7 | 300A | 5 Stunden - | 0,32 | 0,8 | |||
4. | T | 0,205 | 0,008 | ±0 | 0,5 | 130 | 6 | 300A | - 300A | 0,22 | 0,5 | |||
5. | DMDI | 0,488 | 0,000 | 7,2 | 1 | 80 | 3,5 | 400A | 0,22 | 0,7 | ||||
6. | T | 0,448 | 0,033 | 8,5 | 1 | 100 | 4 | 400A | 0,18 | 0,6 | ||||
7. | T | 0,396 | 0,038 | 7,8 | 1 | 80 | 3 | 400 nach | 0,18 | 1,0 | ||||
8. | T | 1,005 | 0,031 | 3,0 | 1 | 130 | 1 | 400A | 1 Stunde -f | 600A | 1,0 | 4,0 | ||
9. | T | 1,700 | 0,030 | 1,3 | 1 | 80 | 2,3 | 900A | 600A | 5,0 | 45,0 | |||
10. | T | 0,210 | 0,022 | 0,5 | 80 | 1 | 300B | 600A | 0,08 | 0,21 | ||||
11. | H | 0,178 | 0,042 | ±0 | 1 | 120 | 1,5 | 300 nach | 600A | 0,21 | 1,5 | |||
12. | H | 0,190 | 0,000 | 6,7 | 1 | 120 | 300 nach | 3 Stunden ■+ | 600A | 0,21 | 1,5 | |||
13. | H | 0,200 | 0,012 | 12,4 | 1 | 120 | 1,5 | 300 nach | 3 Stunden ·+ | 600A | 0,21 | 1,5 | ||
14. | H | 0,210 | 0,022 | 18,0 | 1 | 120 | 2,4 | 300 nach | 2 Stunden + | 600A | 0,21 | 1,5 | ||
15. | H | 0,220 | 0,032 | 23,6 | 1 | 120 | 4 | 300 nach | 3 Stunden + | 0,21 | 1,5 | |||
16. | H | 0,230 | 0,042 | 29,2 | 1 | 120 | 3 | 300 nach | 3 Stunden + | 0,21 | 1,5 | |||
17. | H | 0,240 | 0,052 | 34,8 | 1 | 120 | 5 | 300 nach | 2 Stunden + | 0,21 | 1,5 | |||
18. | H | 0,310 | 0,062 | 6,9 | 2 | 120 | 5 | 400 | 2 Stunden + | 9,50 | 30,7 | |||
19. | H | 0,020 | 120 | 4,3 | ||||||||||
20. | ||||||||||||||
K | L | |
1. | 40,9 | 82,9 |
2. | 40,9 | 11,7 4 |
3. | 40,9 | 49,4 |
4. | 38,8 | 1,77 |
5. | 39,0 | 6,2 |
6. | 39,3 | 25,0 4· |
7. | 39,8 | 6,8 |
8. | 39,3 | 536 |
9. | 26,1 | über 100 5c |
10. | 47,5 | über 50 |
11. | 39,6 | reversibel geliert |
12. | 39,5 | über 20 |
13. | 24,6 | über 500 55 |
14. | 24,6 | über 100 |
15. | 24,6 | über 40 |
16. | 24,6 | über 4 OO |
17. | 24,6 | über 4 |
18. | 24,6 | ca. 4 |
19. | 24,6 | ca. 2 |
20. | 41,0 | über 30 65 |
PPG = Polypropylenglykol,
PE — Polyester aus Adipinsäure, Hexandiol und
Neopentylglyko],
Neopentylglyko],
PA = Polyacetal aus Triäthylenglykol und Formaldehyd, PT = Polytetrahydrofuran,
MDA = Methyl-diäthanolamin,
MDA = Methyl-diäthanolamin,
BD = Butandiol,
BDA = Butyl-diäthanolamin,
A = Aceton,
B = Benzol,
BDA = Butyl-diäthanolamin,
A = Aceton,
B = Benzol,
DMDI = Diphenylmethandiisocyanat,
T = Toluylendiisocyanat,
H = Hexandiisocyanat.
T = Toluylendiisocyanat,
H = Hexandiisocyanat.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Umsetzungsprodukten aus Polyisocyanaten und Polyhydroxylverbindungen unter Verwendung von wasserhaltigen organischen Lösungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst die Umsetzung in einer nicht mehr als 1% Wasser aufweisenden und zu einem Feststoffgehalt von 30 bis 85% führenden Lösungsmittelmenge beginnt und eine der Wassermenge entsprechende Menge an Polyisocyanat mitverwendet und dann die Umsetzung nach Zusatz von weiteren bis zu 20°/0 Wasser enthaltenden organischen Lösungsmitteln zu Ende führt.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1963F0040800 DE1300273B (de) | 1963-09-19 | 1963-09-19 | Verfahren zur Herstellung von Verbindungen aus Polyisocyanaten und Polyhydroxylverbindungen unter Verwendung von wasserhaltigen organischen Loesungsmitteln |
GB3497064A GB1071425A (en) | 1963-09-19 | 1964-08-26 | Production of polyurethanes |
FR987773A FR1410505A (fr) | 1963-09-19 | 1964-09-11 | Procédé de préparation de produits à partir de polysioncyanates et de composés polyhydroxylés avec utilisation de solvants organiques aqueux |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1963F0040800 DE1300273B (de) | 1963-09-19 | 1963-09-19 | Verfahren zur Herstellung von Verbindungen aus Polyisocyanaten und Polyhydroxylverbindungen unter Verwendung von wasserhaltigen organischen Loesungsmitteln |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1300273B true DE1300273B (de) | 1969-07-31 |
Family
ID=7098397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1963F0040800 Ceased DE1300273B (de) | 1963-09-19 | 1963-09-19 | Verfahren zur Herstellung von Verbindungen aus Polyisocyanaten und Polyhydroxylverbindungen unter Verwendung von wasserhaltigen organischen Loesungsmitteln |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1300273B (de) |
GB (1) | GB1071425A (de) |
-
1963
- 1963-09-19 DE DE1963F0040800 patent/DE1300273B/de not_active Ceased
-
1964
- 1964-08-26 GB GB3497064A patent/GB1071425A/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
None * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1071425A (en) | 1967-06-07 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EHV | Ceased/renunciation |