DE2248751C3 - Process for the preparation of polycarbodiimides with terminal urethane groups - Google Patents

Process for the preparation of polycarbodiimides with terminal urethane groups

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DE2248751C3
DE2248751C3 DE19722248751 DE2248751A DE2248751C3 DE 2248751 C3 DE2248751 C3 DE 2248751C3 DE 19722248751 DE19722248751 DE 19722248751 DE 2248751 A DE2248751 A DE 2248751A DE 2248751 C3 DE2248751 C3 DE 2248751C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polycarbodiimiden mit endständigen Urethangruppen. Die dabei erhaltenen Produkte stabilisieren hervorragend Polyesterurethankautschuke und peroxidgehärtete Kohlenwasserstoffkautschuke gegen hydrolytischen Abbau. Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft die Umsetzung von Arylendiisocyanaten, in denen die Isocyanatgruppen von ungleicher Reaktionsfähigkeit sind, gegebenenfalls unter Mitverwendung von Arylendiisocyanat mit Isocyanatgruppen gleicher Reaktionsfähigkeit, carbodümidbildenden Katalysatoren und einem stöchiometrischen Unterschuß von Alkoholen aus der Gruppe der primären und sekundären aliphatischen Alkohole, und ist dadurch gekennzeichnet, daßThe invention relates to a process for the preparation of polycarbodiimides with terminal urethane groups. Stabilize the products obtained in this way excellent polyester urethane rubbers and peroxide-cured hydrocarbon rubbers against hydrolytic degradation. The method according to the invention relates to the reaction of arylene diisocyanates in which the isocyanate groups are of unequal reactivity, optionally with the use of Arylene diisocyanate with isocyanate groups of the same reactivity, carbodiimide-forming catalysts and a stoichiometric deficit of alcohols from the group of primary and secondary aliphatic alcohols, and is characterized in that

a) die obengenannten Arylendiisocyanate, mit einem stöchiometrischen Unterschuß im Verhältnis von alkoholischen Hydroxylgruppen zu Isocyanatgruppen im Bereich von 1 :4 bis 1 :40 der Alkohole aus der Gruppe der primären und sekundären aliphatischen Alkohole umgesetzt werden, so daß nicht alle Isocyanatgruppen in Urethangruppen umgewandelt werden, unda) the above arylene diisocyanates, with a stoichiometric deficit in the ratio of alcoholic hydroxyl groups to isocyanate groups in the range from 1: 4 to 1:40 of the alcohols the group of primary and secondary aliphatic alcohols are implemented, so that not all Isocyanate groups are converted into urethane groups, and

b) carbodiimidbildende Katalysatoren dazugemischt werden und die partiell urethanbeendete Arylendiisocyanate zu Polycarbodiimiden mit endständigen Urethangruppen polymerisiert werden.b) carbodiimide-forming catalysts mixed in and the partially urethane-terminated arylene diisocyanates to polycarbodiimides with terminal Urethane groups are polymerized.

Carbodiimide sind eine bekannte Verbindungsklasse und haben weit verbreitete Anwendung als Stabilisatoren für Kautschuke, Kunststoffe und andere Materialien gefunden. Polymere Carbodiimide haben spezielle Verwendung als Stabilisatoren gegen den hydrolytischen Abbau in Polyesterurethankautschuken gefunden. Polymere Carbodiimide werden im allgemeinen durch Polymerisation eines Diisocyanates auf die Behandlung mit Phospholenoxyd-Katalysatoren hin erhalten. VieleCarbodiimides are a well-known class of compounds and have widespread use as stabilizers for rubbers, plastics, and other materials found. Polymeric carbodiimides have found special use as stabilizers against hydrolytic degradation in polyester urethane rubbers. Polymeric carbodiimides are generally treated by polymerizing a diisocyanate obtained with phospholene oxide catalysts. Lots grenzte Lagerungsstabilität, aus Gründen, die nicht vollständig bekannt sind, von denen man jedoch annimmt, daß sie in gewisser Beziehung zu den freien endständigen Isocyanatgruppen stehen, die an den Polycarbodiimidmolekülen übrig bleiben.limited storage stability, for reasons not are fully known, but are believed to have some relation to the free terminal isocyanate groups that remain on the polycarbodiimide molecules.

Bisher hat man versucht, die Lagerungsfähigkeit polymerer Carbodiimide dadurch zu verbessern, daß man sie mit einem primären oder sekundären aliphatischen Alkohol behandelt, um die freien IsocyaSo far, attempts have been made to improve the storability of polymeric carbodiimides in that they are treated with a primary or secondary aliphatic alcohol to free the isocya natgruppen in Urethangruppen umzuwandeln. Speziell in der US-Patentschrift 2941 983 ist die Herstellung eines Polycarbodiimides mit Urethanendgruppen so beschrieben, daß ein lineares Polymerisat mit endständigen Diisocyanat- oder Isocyanatgruppen mit einemto convert natgruppen into urethane groups. Special in US Pat. No. 2,941,983 the manufacture is a polycarbodiimide with urethane end groups so described that a linear polymer with terminal diisocyanate or isocyanate groups with a

is carbodümidbildenden Katalysator umgesetzt wird und der Polymerisationsgrad geregelt wird, indem man das Volumen des während der Polymerisation abgegebenen Kohlendioxydes überwacht Beim Erreichen einer vorberechneten Menge entwickelten Kohlendioxydesis carbodiimide-forming catalyst is implemented and the degree of polymerization is regulated by adjusting the volume of the emitted during the polymerization Carbon dioxide monitored When a pre-calculated amount of carbon dioxide evolved is reached wird die Polymerisation dadurch gestoppt, daß manthe polymerization is stopped by einen primären oder sekundären aliphatischen Alkohola primary or secondary aliphatic alcohol in das Reaktionsgemisch einträgt um die restlichenenters into the reaction mixture by the remaining

Isocyanatgruppen in Urethangruppen umzuwandeln.Convert isocyanate groups into urethane groups. Das sich ergebende Polycarbodiimid mit Urethanend-The resulting polycarbodiimide with urethane terminated

gruppen ist auf einen relativ niedrigen Molekulargewichtsbereich beschränkt, und bei der Überwachung der aus der Polymerisationsreaktion entwickelten Kohlendioxydmenge muß man die größte Sorgfalt walten lassen. Kleine Fehler, entweder bei der als abgegebengroups is limited to a relatively low molecular weight range, and when monitoring the The greatest care must be exercised in the amount of carbon dioxide evolved from the polymerization reaction leave. Small mistakes, either in the as submitted gefundenen Kohlendioxydmenge oder bei der Menge an primärem oder sekundärem Alkohol, die der Reaktionsmischung zugesetzt wird, um die Polymerisation zu beenden, führen entweder zu freien Alkoholgruppen oder freien Isocyanatgruppen im sich ergeben-the amount of carbon dioxide found or the amount of primary or secondary alcohol, which is added to the reaction mixture in order to terminate the polymerization, lead either to free alcohol groups or free isocyanate groups in the resulting den Produkt was zu Instabilität bei längerer Lagerung führt. Außerdem, wenn unsymmetrische. Arylen-diisocyanate, wie 2,4-Toluoldüsocyanat, im Verfahren verwendet werden, findet man, daß die endständigen Isocyanatgruppen vorwiegend in Nachbarstellung zurthe product, which leads to instability during prolonged storage. Moreover, if unbalanced. Arylene diisocyanates, such as 2,4-toluene diisocyanate, are used in the process, it is found that the terminal Isocyanate groups predominantly adjacent to Methylgruppe stehen, die die Isocyanatgruppe bei weiteren Umsetzungen sterisch behindertMethyl group, which the isocyanate group with further reactions sterically hindered

Demgegenüber kann das erfindungsgemäße Verfahren dazu benutzt werden, urethanbeendete Polycarbodiimide einer reproduzierbaren Struktur und einesIn contrast, the inventive method can be used to urethane-terminated polycarbodiimides of a reproducible structure and a weiteren Molekulargewichtsbereiches herzustellen, als es nach den bekannten Verfahren erfolgte. Außerdem ist es nicht notwendig, die Entwicklung von Kohlendioxid aus der Polymerisationsreaktion zu überwachen, so daß eine wesentliche Fehlerquelle beseitigt wird.produce wider molecular weight range than was done by the known methods. Besides that it is not necessary to monitor the evolution of carbon dioxide from the polymerization reaction, so that a major source of error is eliminated.

Darüber hinaus schützt die Umsetzung vor dem Auftreten von freien Isocyanatgruppen oder Alkoholgruppen im Endprodukt, wodurch Lagerungsprobleme beseitigt werden. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergeIn addition, the reaction protects against the occurrence of free isocyanate groups or alcohol groups in the end product, creating storage problems be eliminated. The herge according to the method according to the invention stellte Produkt ist in Struktur und Eigenschaften signifikant verschieden von Polycarbodiimiden mit Urethanendgruppen, die nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Diese signifikanten Unterschiede treten als bessere Lagerfähigkeit des Produktes,presented product is in structure and properties significantly different from polycarbodiimides with urethane end groups made by known methods getting produced. These significant differences appear as a better shelf life of the product, verbesserte Wirkung gegen hydrolytischen Abbau, verbesserte Warmestabilität, als vollständige Abwesenheit von Isocyanatgruppen-Peaks in den IR-Absorptionsspektren und als signifikanter Unterschied in der Reaktionsgeschwindigkeit zwischen diesem speziellenimproved action against hydrolytic degradation, improved heat stability, as the complete absence of isocyanate group peaks in the IR absorption spectra and as a significant difference in the Speed of reaction between this particular

6s Produkt und denjenigen des Standes der Technik mit anerkannten Reaktionsteilnehmern, wie 2-Äthyl-hextncarbonsäure und Essigsture, in Erscheinung. Ksuptsuigsbc der vcr!icgcr.dcn Erfindung ist daher6s product and those of the prior art recognized reaction participants, such as 2-ethyl-hexacarboxylic acid and acetic acid, in appearance. Ksuptsuigsbc of the vcr! Icgcr.dcn invention is therefore

die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Polycarbodiimiden mit Urethancndgruppcn, das leichter zu steuern und zu überwachen ist und dessen urethanbeendete Polycarbodiimidprodukte eine reproduzierbare Molekülstruktur und einen breiteren Molekulargewichtsbereich haben, als bisher möglich war, und die eine verbesserte Lagerfähigkeit, verbesserte Hochtemperaturbeständigkeit und verbesserte antihydrolytische Stabilisierungseigenschaften haben. Aufgabe der Erfindung ist auch die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von urethanbeendeten Polycarbodiimiden in einem breiteren und besser steuerbaren Molckulargewichtsbereich ohne die bisher erforderliche Überwachung des bei der carbodiimidbildenden Umsetzung entwickelten Kohlendioxydes und ohne die Möglichkeit des Auftretens von freien Alkohol- und Isocyanatgruppen im fertiggestellten Produkt. Darüber hinaus sollen erfindungsgemäQ urethanbeendete Polycarbodiimide mit einem hohen Anteil an gehinderten Carbodiimidgruppen hergestellt werden können.to provide a process for the production of polycarbodiimides with urethane end groups that is easier is to be controlled and monitored and its urethane-terminated polycarbodiimide products are reproducible Have a molecular structure and a broader molecular weight range than was previously possible, and which has an improved shelf life, improved high temperature resistance and have improved antihydrolytic stabilizing properties. Task of Another invention is to provide a process for making urethane terminated polycarbodiimides in a wider and more controllable molecular weight range without the monitoring required heretofore of the carbon dioxide developed during the carbodiimide-forming reaction and without the possibility the appearance of free alcohol and isocyanate groups in the finished product. In addition, should According to the invention, urethane-terminated polycarbodiimides with a high proportion of hindered carbodiimide groups can be produced.

Man kann beim erfindungsgemäßen Verfahren eine große Vielfalt von Arylen-diisocyanaten, in denen die Isocyanatgruppen von ungleicher Reaktionsfähigkeit sind, verwenden, einschließlich z. B.You can use a wide variety of arylene diisocyanates in which the Isocyanate groups of unequal reactivity, use including e.g. B.

Toluol-2,4-diisocyanat,Toluene-2,4-diisocyanate,

2-MethylnaphthaIin-1,5-diisocyanat, 3-Methyl-4,4'-diisocyanatodiphenylmethan, S-ChloM/l'-diisocyanatodiphenylmethan, S-Methoxy^/t'-diisocyanatodiphenylmethan, 2,4-Diisocyanatochlorbenzol und Cumol-2,4-diisocyanat.2-methylnaphthalene-1,5-diisocyanate, 3-methyl-4,4'-diisocyanatodiphenylmethane, S-ChloM / l'-diisocyanatodiphenylmethane, S-methoxy ^ / t'-diisocyanatodiphenylmethane, 2,4-diisocyanatochlorobenzene and cumene-2,4-diisocyanate.

Wo eine Isocyanatgruppe merklich reaktionsfähiger ist als die andere, wie im Falle von Toluo!-2,4-diisocyanat, wo die Isocyanatgruppe in der 4-Stellung wesentlich reaktionsfähiger ist als die Isocyanatgruppe in der 2-Stellung, aufgrund des Fehlens sterischer Einflüsse in der 4-Stellung und des Vorhandenseins von sterischer Hinderung in der 2-Stellung durch die Methylgruppe in der 1-Stellung, ist das Urethanende am Polycarbodiirtiid im wesentlichen frei von Behinderungen, während die Carbodiimidgruppen relativ stark gehindert sind. Dies ist deswegen der Fall, weil die anfängliche Umsetzung mit dem aliphatischen primären oder sekundären Alkohol mit den reaktionsfähigeren Gruppen, z. B. mit der isocyanatgruppe in der 4-Stellung des Toluol-2,4-diisocyanates, stattfindet und danach die Polymerisation zur Carbodiimidstruktur über die in der behinderten 2-Stellung stehenden freien Isocyanatgruppen stattfindet Dies unterscheidet sich wesentlich von dem, was sich ereignet, wenn das Arylendiisocyanat zuerst zumWhere one isocyanate group is noticeably more reactive than the other, as in the case of Toluo! -2,4-diisocyanate, where the isocyanate group in the 4-position is much more reactive than the isocyanate group in the 2-position, due to the absence of steric influences in the 4-position and the presence of steric Obstruction in the 2-position by the methyl group in the 1-position is the urethane end on the polycarbodiirtide essentially free from disabilities while the carbodiimide groups are relatively highly hindered. this is because the initial reaction with the aliphatic primary or secondary Alcohol with the more reactive groups, e.g. B. with the isocyanate group in the 4-position of the toluene-2,4-diisocyanate, takes place and then the polymerization to the carbodiimide structure via the in the disabled 2-position standing free isocyanate groups takes place This differs significantly from what occurs when the arylene diisocyanate first to

Carbodiimid polymerisiert wird, da in diesem Falle die Polymerisation an den reaktionsfähigeren Stellen stattfindet, nämlich der Isocyanatgruppe in der 4-Stellung, wobei die nicht umgesetzte Isocyanatgruppe in der 2-Stellung als diejenige zurückgelassen wird, die durch Umsetzung mit dem aliphatischen Alkohol abgeschlossen werden soll. Das sich ergebende Produkt dieses speziellen Reaktionstyps würde Urethancndgruppen in einer sterisch gehinderten Stellung aufweisen, während ίο die Carbodiimidgruppen relativ ungehindert und reaktionsfähiger wären. Andere Arylendiisocyanate, deren !socyanatgruppen nicht gleich schnell reagieren, schließen m-Xylol-2,5-diisocyanat und 3,5-DimethylbiphenyI-4,4'-diisocyanat ein.Carbodiimide is polymerized, since in this case the Polymerization takes place at the more reactive points, namely the isocyanate group in the 4-position, leaving the unreacted isocyanate group in the 2-position as that which passed through Implementation with the aliphatic alcohol should be completed. The resulting product is this special type of reaction would have urethane end groups in a sterically hindered position while ίο the carbodiimide groups are relatively unhindered and more reactive would be. Other arylene diisocyanates, their ! socyanate groups do not react immediately, close m-xylene-2,5-diisocyanate and 3,5-dimethylbiphenyl-4,4'-diisocyanate one.

Arylendiisocyanate mit Gruppen gleicher Reaktionsfähigkeit können mit Arylendiisocyanaten, die verschieden reaktionsfähige Isocyanaigruppen haben, wie Toluol-2,4-diisocyanat, vermischt werden, um eine große Vielfalt von Carbodiimid-Reaktionsprodukten nach Maß herzustellen. Zu Beispielen für diese Arylendiisocyanate mit Isocyanatgruppen gleicher Reaktionsfähigkeit gehören Toluol-2,6-diisocyanat, p-Phenylendiisocyanat und 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan (allgemein bekannt unter der Bezeichnung »MDI«). Zu anderen als Arylendiisocyanat brauchbaren Ausgangsmaterialen gehören Diisocyanatgemische, bei denen die Reaktionsgeschwindigkeit der Isocyanatgruppen der verschiedenen Teile deutlich verschieden ist, wie Mischungen von 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan mit Durol-diisocyanat.Arylene diisocyanates with groups of the same reactivity can be mixed with arylene diisocyanates that are different reactive isocyanate groups, such as toluene-2,4-diisocyanate, are mixed to form a Customize a wide variety of carbodiimide reaction products. To examples of this Arylene diisocyanates with isocyanate groups of the same reactivity include toluene-2,6-diisocyanate, p-phenylene diisocyanate and 4,4'-diisocyanatodiphenyl methane (commonly known as "MDI"). Usable for others than arylene diisocyanate Starting materials include diisocyanate mixtures in which the reaction rate of the isocyanate groups of the various parts is significantly different, such as mixtures of 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane with durol diisocyanate.

Beispiele für die primären und sekundären aliphatischen Alkohole sind Methylalkohol, Äthylalkohol, Isopropylalkohol, sec.-Butylalkohol, Isoamylalkohol, n-Hexanol, Cyclohexanol, 2-Chlor-l-propanol, 2-Octanol, Methylphenylcarbinol, Benzylalkohol, Diäthyknglycol-mono-n-butyläther und Zimtalkohol. Vorzugsweise enthalten die Alkohole nicht mehr als etwa 12 Kohlenstoffatome. Tertiäre Alkohole und Phenole, Cresole, Naphthole und andere Verbindungen, bei denen die Hydroxylgruppe direkt an den aromatischen Ring gebunden ist, sind nicht geeignet.Examples of the primary and secondary aliphatic Alcohols are methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, sec-butyl alcohol, isoamyl alcohol, n-hexanol, cyclohexanol, 2-chloro-1-propanol, 2-octanol, Methylphenylcarbinol, benzyl alcohol, diethyl glycol mono-n-butyl ether and cinnamon alcohol. Preferably the alcohols contain no more than about 12 carbon atoms. Tertiary alcohols and phenols, Cresols, naphthols and other compounds in which the hydroxyl group is directly attached to the aromatic Ring bound are not suitable.

Ein stöchiomstrischer Alkoholunterschuß, Molverhältnis OH : NCO =1:4 bis I : 40, wird mit dem Arylendiisocyanat umgesetzt, so daß nicht alle Isocyanatgruppen in Urethangruppen umgewandelt werden. Auf diese Weise kann das Molekulargewicht des fertigen Polycarbodiimides mit Urethanentgruppen exakt und reproduzierbar gesteuert werden. Zur Berechnung des theoretischen Molekulargewichtes Mn wird die nachfolgende theoretische Strukturformel verwendetA stoichiometric excess alcohol, molar ratio OH: NCO = 1: 4 to 1:40, is used with the Arylene diisocyanate reacted so that not all isocyanate groups are converted into urethane groups. In this way, the molecular weight of the finished polycarbodiimide with urethanent groups can be controlled exactly and reproducibly. To calculate the theoretical molecular weight Mn the following theoretical structural formula is used

R —O—C —NH-(ArN=C = N-). —Ar —NH-C —O —RR-O-C-NH- (ArN = C = N-). —Ar —NH-C —O —R

worin Ar eine aromatische Gruppe des Arylendiisocya nates ist und R eine organische Gruppe des Alkohols darstellt Gemäß dieser Formel beträgt daher das Molekulargewicht:wherein Ar is an aromatic group of Arylenendiisocya nates and R is an organic group of alcohol According to this formula, the molecular weight is therefore:

Mn = 2(MG · ROH) + «(MG · ArNCN) + MG · Ar(NCO)2 Mn = 2 (MG • ROH) + «(MG • ArNCN) + MG • Ar (NCO) 2

Wenn beispielsweise ROH Methanol ist, Ar(NCO)2 Toluol-2,4-diisocyanat ist, ArNCN die folgende Gruppe ist: For example, when ROH is methanol, Ar (NCO) 2 is toluene-2,4-diisocyanate, ArNCN is the following group :

NCN-NCN-

und π = 3, so erhält man ein theoretisches Molekulargewicht von 628. Das Molekulargewicht kann auch aus dem Carbodiimid »NCN«-Gehalt des hergestelltenand π = 3, a theoretical molecular weight of 628 is obtained. The molecular weight can also be from the carbodiimide "NCN" content of the manufactured Produktes nach der folgenden Formel berechnet werden:Product calculated according to the following formula will:

Mn = MG · ArNCNMn = MG * ArNCN

2MG- ROH + MG · Ar(NCO)2 2MG- ROH + MG • Ar (NCO) 2

4000 %NCN4000 % NCN

- MG ■ ArNCN + MG Ar(NCO)2 + 2MG ROH- MG ■ ArNCN + MG Ar (NCO) 2 + 2MG RAW

So kann das Molekulargewicht nach der obigen ι ο Formel vorausberechnet werden und danach; auf Genauigkeit überprüft werden, indem man mit standardisierter HCI das Guanidin titriert, das durch Zugabe von Äthylamin zu einer Probe des hergestellten Polycarbodiirnides gebildet wird. Durch diese Methode entfällt die Überwachung der Kohlendioxyden twickiung, die bei der Polymerisation des partiell urethanbeendeten Arylendiisocyanates zu Polycarbodiimid stattfindet, man kann es vielmehr frei sich entwickeln lassen und so potentielle Fehler beseitigen, die aufgrund von Fehlern bei der Überwachung des Kohlendioxydgehaltes in das Endprodukt gelangen, wie es bei den bekannten Verfahren der Fall istSo the molecular weight can be calculated in advance according to the above formula and then; on Accuracy can be checked by titrating the guanidine with standardized HCl, which is obtained by adding of ethylamine is formed into a sample of the produced Polycarbodiirnides. By this method There is no need to monitor the evolution of carbon dioxide, which occurs during the polymerization of the partially urethane-terminated arylene diisocyanate to polycarbodiimide takes place, one can rather develop it freely and thus eliminate potential errors that get into the end product due to errors in the monitoring of the carbon dioxide content, as is the case with the known procedure is the case

Das in üblicher Weise als Verdünnungsmittel verwendete Lösungsmittel, in dem das Arylendiisocyanat mit der stöchiometrisch nicht ausreichenden Menge an primärem oder sekundärem aliphatischen Alkohol umgesetzt wird, darf keine Gruppen enthalten, die mit Isocyanaten oder Alkoholen unter den Polymerisationsbedingungen reagieren. Mit anderen Worten, das Lösungsmittel darf keinerlei aktive Wasserstoffatome enthalten, die mit den Isocyanatgruppen reagieren würden. Außerdem sollte das Lösungsmittel das Arylendiisocyanat, den aliphatischen Alkohol und das gebildete polymere Carbodiimid leicht lösen. Zu Beispielen für hierfür geeignete Lösungsmittel gehören Benzol, Toluol, die Xylole, Äthylbenzol, Isopropylbenzol, Mesitylen, Cyclopentan, η-Hexan, Cyclohexan, n-Heptan, Methylcyclohexan, Tetramethyläthylen, Diisobutylen, Chlorbenzol, Methylenchlorid, Athyliden- Chlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Äthylenchlorid, Methylenbromid, o-Dichlorbenzol, Bis-Chlormethyläther, Bis-Isopropyläther, Dioxan, Tetrahydrofuran und Pyridin.The solvent used in the usual way as a diluent in which the arylene diisocyanate in the stoichiometrically insufficient amount is reacted on primary or secondary aliphatic alcohol, must not contain any groups with Isocyanates or alcohols react under the polymerization conditions. In other words, that Solvents must not contain any active hydrogen atoms that react with the isocyanate groups would. In addition, the solvent should be the arylene diisocyanate, the aliphatic alcohol and the Easily dissolve the polymeric carbodiimide formed. Examples of suitable solvents therefor include Benzene, toluene, the xylenes, ethylbenzene, isopropylbenzene, mesitylene, cyclopentane, η-hexane, cyclohexane, n-heptane, methylcyclohexane, tetramethylethylene, diisobutylene, chlorobenzene, methylene chloride, ethylidene Chloride, chloroform, carbon tetrachloride, ethylene chloride, methylene bromide, o-dichlorobenzene, bis-chloromethyl ether, bis-isopropyl ether, dioxane, tetrahydrofuran and pyridine.

Die Umsetzung zwischen dem primären oder sekundären aliphatischen Alkohol und dem Arylendiisocyanat verläuft exotherm, und man hält es im allgemeinen für richtig, die reaktionsfähige Mischung nicht höher als etwa auf 5O0C durch die Wärmebildung ansteigen zu lassen. In Anwesenheit großer Lösungsmittelmengen muß die Lösung evtl. erwärmt werden, damit sie diese Temperatur erreicht. Nach vollständiger Umsetzung zwischen den beiden Teilen wird die Mischung nahe Raumtemperatur abgekühlt und ein polycarbodiimidbildendcr Katalysator zugegeben, um SS das partiell urethanbccndete Arylendiisocyanat durch die Umsetzung zwischen den freien Isocyanatgruppen, nämlich denjenigen, die bei der Umsetzung zwischen dem Alkohol und dem Arylendiisocyanat übriggeblieben sind, zu einem Polycarbodiimid mit Urethanend- gruppen zu polymerisieren.The reaction between the primary or secondary aliphatic alcohol and the Arylendiisocyanat is exothermic, and it is considered generally right, not to allow the reactive mixture to rise higher than about 5O to 0 C by the heat generation. In the presence of large amounts of solvent, the solution may need to be heated to reach this temperature. When the reaction between the two parts is complete, the mixture is cooled to near room temperature and a polycarbodiimide-forming catalyst is added in order to convert the partially urethane-terminated arylene diisocyanate through the reaction between the free isocyanate groups, namely those that remain in the reaction between the alcohol and the arylene diisocyanate polymerize a polycarbodiimide with urethane end groups.

Zu carbodiimidbildcnden Katalysatoren gehören Phospholine, Phospholinoxyde und Sulfide. Die Phospholinoxyde und Sulfide sind in den US-Patentschriften Nr. 26 63 737 und 26 63 738 beschrieben. Die Phospholi- <-5 dinoxyde sind in der US-Patentschrift Nr. 26 63 739 beschrieben. Die entsprechenden Phospholine und Phospholidine können durch eine LithiunialuminiumhyCarbodiimide-forming catalysts include phospholines, phospholine oxides, and sulfides. The phospholine oxides and sulfides are in US patents No. 26 63 737 and 26 63 738. The phospholi- <-5 Dinoxides are described in U.S. Patent No. 2,663,739. The corresponding phospholines and Phospholidine can be replaced by a lithium aluminum hy dridreduktion des entsprechenden Dichlorphospholins oder Phospholidins hergestellt werden. Diese Dichlorverbindungen werden ebenfalls für die Herstellung der obengenannten Oxyde und Sulfide verwendet und sind in der US-Patentschrift Nr. 26 63 736 beschrieben. Repräsentative Beispiele für geeignete Katalysatoren sind 1 -Äthyl-3-phosphoIin, 1 -Äthyl-S-methylO-phospholin-1 -oxyd, 1 -Äthyl-S-methyl-S-phospholin-l -sulfid, l-Äthyl-3-methyl-phospholidin und l-Äthyl-3-methyI-phospholidin-i-oxyd. Der bevorzugte Katalysator ist l-PhenylO-methyl-S-phosphoIin-l-oxyd. Die verwendete spezielle Katalysatormenge ist weitgehend abhängig von der Reaktionsfähigkeit des Katalysators selbst und den verwendeten Arylendiisocyanaten. Ein Konzentrationsbereich von 0,1—10 Gewichtsteile Katalysator pro 100 Gewichtsteile Arylendiisocyanat ist geeignet Etwa 0,5-1,0 Teile des bevorzugten Katalysators sind zufriedenstellend, wenn Diisocyanate wie Toluol-diisocyanat, polymerisiert werden.reduction of the corresponding dichlorophospholine or phospholidine can be produced. These dichloro compounds are also used for the production of the The aforementioned oxides and sulfides are used and are described in US Pat. No. 2,663,736. Representative examples of suitable catalysts are 1-ethyl-3-phospholine, 1-ethyl-S-methylO-phospholine-1-oxide, 1-ethyl-S-methyl-S-phospholine-1-sulfide, l-ethyl-3-methyl-phospholidine and l-ethyl-3-methyl-phospholidine-i-oxide. The preferred catalyst is l-PhenylO-methyl-S-phospholine-1-oxide. The specific amount of catalyst used is largely dependent on the reactivity of the catalyst itself and the arylene diisocyanates used. A concentration range of 0.1-10 parts by weight of catalyst per 100 parts by weight of arylene diisocyanate is suitable. About 0.5-1.0 parts of the preferred catalyst are satisfactory when using diisocyanates such as toluene diisocyanate, are polymerized.

Entweder während oder nach der Polymerisation des Arylendiisocyanates zum Polycarbodiimid können in üblicher Weise Füllstoffe und andere feinverteilte teilchenförmige Materialien zur Reaktionsmischung gegeben werden, um das gebildete Polycarbodiimid zu verdünnen und ein praktisches und brauchbares tragendes Verdünnungsmittel für das Endprodukt bereitzustellen. Zu diesen teilchenförmigen Füllstoffen können Ruß, Ton, Silica,Talk, Zink- und Magnesiumoxyde, Calcium- und Magnesiumcarbonat, Titandioxyd und Weichmacher gehören. Die erfindungsgemäßen hergestellten Polycarbonamide sind gewöhnlich Feststoffe, deren physikalische Eigenschaften zum großen Teil von dem bei der Umsetzung verwendeten speziellen Arylendiisocyanat oder Arylendiisocyanatgemiscn und dem Verhältnis von Alkohol zu Isocyanat abhängen. Infrarotspektren der Polycarbodiimide mit Urethanendgruppen zeigen einen einzigen NCN-Peak bei 2130cm-', ein klares Anzeichen, daß freie Isocyanatgruppen im Endprodukt vollständig fehlen.Either during or after the polymerization of the arylene diisocyanate to give the polycarbodiimide, in usually fillers and other finely divided particulate materials for the reaction mixture be given to dilute the formed polycarbodiimide and a practical and useful one provide sustaining diluent for the final product. About these particulate fillers can include carbon black, clay, silica, talc, zinc and magnesium oxides, calcium and magnesium carbonate, titanium dioxide and Plasticizers include. The polycarbonamides produced according to the invention are usually solids, their physical properties largely depend on the special one used in the implementation Arylene diisocyanate or arylene diisocyanate mixture and the ratio of alcohol to isocyanate depend. Infrared spectra of the polycarbodiimides with urethane end groups show a single NCN peak at 2130cm- ', a clear indication that free isocyanate groups are completely absent in the final product.

Die folgenden Beispiele sollen die Durchführung der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, ohne sie jedoch einzuschränken. Falls nichts anderes angegeben ist, stellen alle Teile Gewichtsteile und alle Prozentsätze Gewichtsprozentsätze dar.The following examples are intended to implement the illustrate without, however, limiting the present invention. Unless otherwise stated all parts are parts by weight and all percentages are percentages by weight.

Beispiel 1example 1

Ein Polycarbodiimid mit Urcthanendgruppen wird erfindungsgemäß wie folgt hergestellt: Man gibt 1000 ml trockenes Toluol in ein gereinigtes und getrocknetes Reaktionsgefäß und setzt es unter trockenen Stickstoff. Man gibt 290 g einer Mischung aus 2,4- und 2,6-Toluol-diisocyanat-Isomeren in einem Verhältnis von 4 :1 zu dem Toluol im Reaktionsgefäß und rührt die Mischung. 26,66 g trockenen Methylalkohol gibt man tropfenweise unter Stickstoff zur gerührten Toluol-diisocyanat-Mischung in Toluol, wobei der Mantel des ReaktionsgefaUes gekühlt wird, so daü die Wärmeabgabe der Reaktion die Mischung nicni höher als 50"C erwärmt. Man rührt weiter und hält dieA polycarbodiimide with urethane end groups is prepared according to the invention as follows: One gives 1000 ml of dry toluene in a cleaned and dried reaction vessel and puts it under dry nitrogen. 290 g of a mixture of 2,4- and 2,6-toluene diisocyanate isomers are added in one Ratio of 4: 1 to the toluene in the reaction vessel and stir the mixture. 26.66 g of dry methyl alcohol are added dropwise under nitrogen stirred toluene diisocyanate mixture in toluene, whereby the jacket of the reaction vessel is cooled, so that the heat dissipation of the reaction does not affect the mixture warmed to a temperature higher than 50 "C. Stirring is continued and the

Reaktionstemperatur /wei Stunden lang bei 40 —45CC. Die Kcaktionsnubchuiif: wird dann auf Raumtemperatur abgekühlt, und es werden 1,333 g l-Phcnyl-3-mcthyl-3-phospholin-l-oxyd eingetragen. Die Rcaktionsmischung wird langsam erwärmt, wobei man einen trockenen Stickstoffstrom hindurchperlcn läßt. Der Verlauf der Umsetzung wird anhand der IR-Absorptionsspektren der Lösung zwischen 2000 und 2500 cm ' überwacht. Der N -C = O-Peak bei 2270 cm ' verschwindet, während der N = C = N-Peak bei 2130 cm ' erscheint und schließlich der einzige Absorptionspcak in dieser Region bleibt. Man kann daher sehen, wie dieReaction temperature / white hours at 40 -45 C C. The Kcaktionsnubchuiif: is then cooled to room temperature, and there will be 1.333 g l-Phcnyl-3-mcthyl-3-phospholine-l-oxide added. The reaction mixture is slowly warmed while a stream of dry nitrogen is bubbled through it. The course of the reaction is monitored using the IR absorption spectra of the solution between 2000 and 2500 cm '. The N - C = O peak at 2270 cm 'disappears while the N = C = N peak appears at 2130 cm' and finally the only absorption pack remains in this region. One can therefore see how the

Tabelle ITable I.

Isocyanatgruppcn zu verschwinden beginnen und die Carbodiimidgruppen an ihrer Stelle zu erscheinen beginnen, um zu zeigen, daß sobald der N =C = O-Peak bei 2270 cm-' verschwunden ist, das Produkt keine freien Isocyanatgruppen mehr enthält.Isocyanate groups begin to disappear and the carbodiimide groups to appear in their place begin to show that once the N = C = O peak at 2270 cm- 'has disappeared, the product is none contains more free isocyanate groups.

Man wiederholt das Verfahren unter Verwendung verschiedener Alkohole und verschiedener Mengen an Alkohol und Toluol-diisocyanat, um Polycarbodiimide variierender NCN/Urethanvcrhältnisse und variierender Molekulargewichte herzustellen. Diese wiederholten Versuche und ihre Ergebnisse sind in Tabelle I unten zusammengestellt.The procedure is repeated using different alcohols and different amounts of Alcohol and toluene diisocyanate to produce polycarbodiimides of varying NCN / urethane ratios and varying To produce molecular weights. These repeated experiments and their results are in Table I below compiled.

Alkoholalcohol TDI*)/ROHTDI *) / RAW OO Theor.Theor. VPO")VPO ") Theor.Theor. TatsächlichActually (ROH)(RAW) Mol.-Ver-Mol.-Ver IlIl Moi.-Gcw.Moi.-Gcw. Bestimmungdetermination % NCN % NCN % NCN% NCN hältnis,ratio, NCN/HNCORNCN / HNCOR MG.MG. Beschik-Loading Verhältnisratio kungkung im Produktin the product 2-Äthylhexanol2-ethylhexanol 22 1,51.5 824824 680680 14.614.6 14,114.1 MethanolMethanol 22 1.51.5 626626 570570 19.119.1 19.619.6 MethanolMethanol 22 1.51.5 626626 520520 19.119.1 18,818.8 MethanolMethanol 44th 3,53.5 11481148 12901290 24.424.4 24.624.6 MethanolMethanol 88th 7.57.5 21882188 16701670 27.527.5 27.627.6

*) TDI >= Toluol-diisocyanat.
**) = Dampfphasenosmomelrie.
*) TDI > = toluene diisocyanate.
**) = vapor phase osmomelry.

Dieses Beispiel zeigt einige der Parameter, die variiert werden können, um Polycarbodiimide mit Urethanendgruppen verschiedener Molekulargewichte und Strukturen herzustellen.This example shows some of the parameters that can be varied using polycarbodiimides Manufacture urethane end groups of various molecular weights and structures.

Beispiel 2Example 2

Es werden zwei Proben hergestellt, wobei die gleichen Materialien in den gleichen Mengen wie in den ersten beiden Ansätzen in Tabelle I verwendet werden, wobei man jedoch das in der US-Patentschrift 29 41 983 beschriebene Verfahren anwendet. Die Produkte läßt man in einer Benzollösung und bewahrt sie eine Zeitlang auf, um ihre Stabilität zu beobachten. Die Proben und die Feststellungen über ihre Lagerfähigkeil sind in Tabelle II unten zusammengefaßt.Two samples are made using the same materials in the same quantities as in the The first two approaches in Table I can be used, but that of US Pat. No. 2,941,983 applies the procedure described. The products are left in a benzene solution and preserved For a while to observe their stability. The samples and the findings about their storability are summarized in Table II below.

Tabelle IITable II

HerstellungManufacturing

Alkoholalcohol

Beobachtungen bei der Lagerung*)Observations during storage *)

Nach Beispiel 1
US-Patent 29 41 983
Nach Beispiel 1
US-Patent 29 41 983
According to example 1
U.S. Patent 29 41 983
According to example 1
U.S. Patent 29 41 983

2-Äthylhexanol flüssige, schwach trübe Lösung2-ethylhexanol liquid, slightly cloudy solution

2-Äthylhexanol gelber gelierter Feststoff2-ethylhexanol yellow gelled solid

Methanol flüssige, schwach trübe LösungMethanol liquid, slightly cloudy solution

Methanol schwerer weißer Niederschlag, gebildet nach 2 TagenMethanol heavy white precipitate formed after 2 days

*) Vier Wochen lang bei Raumtemperatur in verschlossenen Glasflaschen aufbewahrt.*) Stored for four weeks at room temperature in sealed glass bottles.

Dieses Beispiel zeigt die überlegene Lagerungsfähigkeit von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polycarbodiimiden mit Urethanendgruppen gegenüber den gleichen nach bekannten Verfahren hergestellten Produkten.This example demonstrates the superior shelf life of using the method of the present invention Polycarbodiimides prepared with urethane end groups compared to the same by known processes manufactured products.

55 Beispiel 355 Example 3

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wird wiederholt, und die 26,66 g trockenes Methanol werden durch eine gleiche molare Menge 2-Äthylhexanol ersetzt. Proben des entsprechenden Polycarbodiimides des Beispieles 1 und des entsprechenden Materials auf der Basis von 2-Älhylhexanol werden in einem Verfahren, das hier nicht unter Schutz gestellt ist. getrennt mit 0.25 n-2-Äthylhexancarbonsäxire in Benzol umgesetzt. Man stellt Proben gleichartiger Polycarbodiimide unter Anwendung der in der US-Patentschrift 29 41 983 beschriebenen Technik her und setzt diese Produkte ebenfalls bei gleicher Konzentration in einei Benzollösung mit 0,25 n-2-ÄthyIhexancarbonsäure um Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polycarbodiimide reagieren wesentlich langsame; als die nach dem patentierten bekannten Verfahrer hergestallten, was auf signifikante Unterschiede in der Strukturen oder in der Stellung der anhängender Gruppen an den Polycarbodiimiden hinweistThe procedure described in Example 1 is repeated and the 26.66 g of dry methanol become replaced by an equal molar amount of 2-ethylhexanol. Samples of the corresponding polycarbodiimide of Example 1 and the corresponding material based on 2-ethylhexanol are in one Procedure that is not protected here. separated with 0.25 n-2-ethylhexanecarboxylic acids in benzene implemented. Samples of like polycarbodiimides are made using those described in the US patent 29 41 983 and puts these products into one another at the same concentration Benzene solution with 0.25 n-2-ÄthyIhexancarbonsäure to the prepared by the process according to the invention Polycarbodiimides react much more slowly; than those known by the patented traverser Hergestallten suggesting significant differences in the structures or in the position of the attached Groups on the polycarbodiimides

Ähnliche Ergebnisse erhält man, wenn die viel verschiedenen Polycarbodiimide bei gleicher Konzen tration in einer Benzollösung mit Essigsäure umgesetz werden.Similar results are obtained when that much various polycarbodiimides reacted with acetic acid at the same concentration in a benzene solution will.

Dieses Beispiel zeigt außerdem die wesentlicher Unterschiede in der Molekülstruktur der nach dieser beiden Verfahren hergestellten urethanbeendeten Polycarbodiimide. This example also shows the major differences in the molecular structure after this one urethane-terminated polycarbodiimides made by both processes.

Von Proben der in Beispiel 3 hergestellten Materia lien wird das Benzol im Vakuum abgestreift, und die festen Produkte werden gewonnen. Dann führt marFrom samples of the Materia lien produced in Example 3, the benzene is stripped in a vacuum, and the solid products are extracted. Then mar

eine herkömmliche Differentialtherinoanalyse (DTA) und therniogravinietrische Analysen (TGA) durch. Obwohl die Differentialthermoanalyse keinen größeren endothermen oder exothermen Vorgang in einem der Produkte zeigt, offenbart die thcrmogravinielrische Analyse, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Produkte thermisch stabiler sind als die nach den Verfahren des Standes der Technik hergestellten Produkte. Werte des herkömmlichen thermogravimetrischen Analysentests (TGA) sind unten in Tabelle IV zu sehen.a conventional differential therino analysis (DTA) and thermal analysis (TGA). Although differential thermal analysis does not show any major endothermic or exothermic process in any of the Products shows, the thermogravinielrische analysis reveals that the products produced by the process according to the invention are thermally more stable than the products manufactured using state-of-the-art processes. Values of the conventional thermogravimetric analysis tests (TGA) are shown in Table IV below.

Tabelle IVTable IV

Verfahrenproceedings Temperaturtemperature 6000C600 0 C bei 10%at 10% GewichtsWeight GewichtsWeight verlustloss verlustloss

Vorliegende Erfindung 275°C 30%Present invention 275 ° C 30%

US-Patent 29 41983 244°C 36%US Patent 29 41983 244 ° C 36%

Dieses Beispiel zeigt, daß sich die Struktur des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten PoIycarbodiimides mit Urethanendgruppen wesentlich von derjenigen des nach den bekannten Verfahren hergestellten Produktes unterscheidet, da die herkömmlichen TGA-Tests offenbaren, daß das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Produkt einen geringeren Gewichtsverlust bei 6000C und eine höhere Zersetzungstemperatur hat als das entsprechende Produkt des Standes der Technik.This example shows that the structure of the polycarbodiimide with urethane end groups produced by the process according to the invention differs significantly from that of the product produced by the known process, since the conventional TGA tests reveal that the product produced by the process according to the invention has a lower weight loss of 600 0 C and a higher decomposition temperature than the corresponding product of the prior art.

1010

Nachweis des technischen Fortschritts Anwendungsbeispiel 1Proof of technical progress Application example 1

Man stellt eine herkömmliche peroxydhiirtbare Polyestcrurethankaiitschukverbindung gemäß der unten in der Tabelle V (A) gezeigten Formulierung her. Die Formulierung wird gemahlen bis alle Zutaten gleichmäßig in der ganzen Kautschukphase dispergiert sind. Die Mischung wird in drei Portionen unterteilt. Eine erste Portion (Probe A) wird ohne weiteren Zusatz verwendet. Zu einer zweiten Portion (Probe B) gibt man vier Teile eines technischen Polycarbodiimides pro 100 Teile Polyesterurethan. Zu einer dritten Portion (Probe C) gibt man vier Teile pro 100 Teile Urethan von einem urethanbeendeten Polycarbodiimid mit einem Molekulargewicht von etwa 600, hergestellt nach dem erfindiingsgemäßen Verfahren unter Verwendung von Methanol und dem in Beispiel 1 verwendeten Toluol-diisocyanat. Die drei Proben werden gemahlen, und aus den Platten werden flächige Zugfestigkcilsproben geschnitten und in der Presse 20 Minuten bei 1600C gehärtet. Man bestimmt die ursprünglichen Eigenschaften und die Eigenschaften nach 24stiindigem Altern in einem Luftumwälzofen bei 1490C die Ergebnisse sind unten in Tabelle V (B) zu finden.A conventional peroxidizable polyester polyurethane resin compound is prepared according to the formulation shown in Table V (A) below. The formulation is ground until all ingredients are evenly dispersed throughout the rubber phase. The mixture is divided into three servings. A first portion (sample A) is used without any further addition. Four parts of an industrial polycarbodiimide per 100 parts of polyester urethane are added to a second portion (sample B). Four parts per 100 parts of urethane of a urethane-terminated polycarbodiimide with a molecular weight of about 600, prepared according to the process of the invention using methanol and the toluene diisocyanate used in Example 1, are added to a third portion (sample C). The three samples are ground, and flat tensile strength samples are cut from the plates and cured in the press at 160 ° C. for 20 minutes. Determining the initial properties and the properties after 24stiindigem aging in a forced air oven at 149 0 C the results are shown below in Table V (B).

Tabelle V (A)Table V (A)

BestandteileComponents

Teil?Part?

Technisches, mahlbares Polyesterurethan 100 FEF Ruß 25Technical, grindable polyester urethane 100 FEF carbon black 25

40% Dicumylperoxyd auf Calciumcarbonat 4,540% dicumyl peroxide on calcium carbonate 4.5

Tabelle V (B)Table V (B)

Eigenschaftenproperties Probe ASample A Probe BSample B Probe CSample C UrsprünglicheOriginal 300% Modul, kg/cm*300% module, kg / cm * 148148 130130 138,7138.7 Zugfestigkeit, kg/cm2 Tensile strength, kg / cm 2 324,7324.7 302302 292292 Dehnung, %Strain, % 560560 560560 560560 Härte, Shore AHardness, Shore A 6060 6060 6060 24 Stunden bei 149°C an der Luft gealtertAged in air for 24 hours at 149 ° C 300% Modul, kg/cm*300% module, kg / cm * 73,873.8 66.866.8 120120 Zugfestigkeit, kg/cm2 Tensile strength, kg / cm 2 225225 207207 193193 Dehnung, %Strain, % 710710 770770 470470 Härte, Shore AHardness, Shore A 5656 5959 6262

Dieses Beispiel zeigt klar die Verbesserung der Wärmestabilisierung, die peroxydgehärteten Polyesterurethankautschuken unter Verwendung der erfindungsgemäßen urethanbeendeten Polycarbodiimide verliehen wird, gegenüber den nach bekannten Verfahren hergestellten Produkten. Man beachte, daß die ursprünglichen 300%-Modul-Werte für alle drei Proben in groben Zügen gleich sind, nach 24stiindiger Alterung bei 149°C an der Luft ist der 300%-Modul für Probe A, die kein Polycarbodiimid enthält, um 50% herabgesetzt, für Probe B, die ein nach bekannten Verfahren hergestelltes technisches Polycarbodiimid enthält, ist er noch weiter herabgesetzt, in Probe C jedoch, die das erfindungsgemäß hergestellte Polycarbodiimid mil Urethanendgruppen enthält, ist er nur geringfügig gegenüber seinem ursprünglichen Wert erniedrigtThis example clearly demonstrates the improvement in heat stabilization imparted by peroxide cured polyester urethane rubbers using the urethane terminated polycarbodiimides of the present invention is compared to the products manufactured by known processes. Note that the original 300% modulus values for all three samples in are roughly the same, after 24 hours of aging at 149 ° C in air, the 300% modulus for sample A is the contains no polycarbodiimide, reduced by 50%, for Sample B, which contains an industrial polycarbodiimide produced by known processes, is still further reduced, but in sample C, which contains the polycarbodiimide prepared according to the invention with urethane end groups, it is only slightly compared to his original value decreased

Anwendungsbeispiel 2Application example 2

Es wird eine andere herkömmliche peroxydhärtbare Polyesterurethankautschukverbindung gemäß der unten in Tabelle VI (A) angegebenen Formulierung hergestellt Die Formulierung wird gemahlen, bis alle Bestandteile gleichmäßig in der ganzen KautschukphaAnother conventional peroxy-curable polyester urethane rubber compound is used according to the formulation given in Table VI (A) below The formulation is ground until all ingredients are uniform throughout the rubber pha se dispergiert sind. Die Mischung wird in drei Portionen unterteilt Eine erste Portion (Probe D) verwendet man ohne weitere Additive. Zu einer zweiten Portion (Probe E) gibt man vier Teile eines technischen Polycarbodiimidstabilisators pro 100 Teile Polyesterurethan. Zuse are dispersed. The mixture is made in three servings divided A first portion (sample D) is used without any further additives. For a second portion (sample E) four parts of an industrial polycarbodiimide stabilizer are added per 100 parts of polyester urethane. to einer dritten Portion (Probe F) gibt man vier Teile pro 100 Teile Urethan von einem Polycarbodiimid mit Urethanendgruppen, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung von Methanol und dem ina third portion (sample F) is added with four parts per 100 parts of urethane of a polycarbodiimide Urethane end groups obtained by the process of the invention using methanol and the in

Beispiel I verwendeten Toluol-diisocyanat hergestellt worden ist. Die drei Proben werden gemahlen, und aus den Platten werden flächige Zugfestigkeitsproben geschnitten und in der Presse 20 Minuten lang bei I60°C gehärtet. Man bestimmt die ursprünglichen Eigenschaften und die Eigenschaften nach 70stündigcm Altern in Wasser bei 93,3"C, die Ergebnisse sind in Tabelle Vl (B) unten zusammengefaßt.Example I used toluene diisocyanate prepared has been. The three samples are ground and the plates become flat tensile strength samples cut and cured in the press for 20 minutes at 160 ° C. You determine the original properties and the properties after aging for 70 hours in water at 93.3 "C, the results are in Table VI (B) summarized below.

Tabelle Vl (Λ)Table Vl (Λ)

BestandteileComponents

Technisches, mahlbares Polyesterurethan 100Technical, grindable polyester urethane 100

SAF RuO 25SAF RuO 25

40% Dicumylpcroxyd auf Calciumcarbonal40% dicumyl hydroxide on calcium carbonal

Stearinsäure, Gleitmittel für das Mahlen 0,2Stearic acid, lubricant for grinding 0.2

Tabelle Vl (B)Table VI (B)

Eigenschaftenproperties Probe DSample D Probe ESample E. Probe FSample F. UrsprünglicheOriginal 300% Modul, kg/cm-'300% modulus, kg / cm- ' 137137 130,9130.9 133133 Zugfestigkeit, kg/cm2 Tensile strength, kg / cm 2 169.2169.2 410,7410.7 414414 Dehnung, %Strain, % 580580 560560 570570 Härte, Shore AHardness, Shore A 6363 6666 6767 70 Stunden in Wasser bei 93,3°C gealtertAged for 70 hours in water at 93.3 ° C 300% Modul, kg/cm*300% module, kg / cm * 3,523.52 66,866.8 93,293.2 Zugfestigkeit, kg/cm2 Tensile strength, kg / cm 2 19.319.3 282.7282.7 251,7251.7 Dehnung, %Strain, % 12201220 640640 550550 Härte, Shore AHardness, Shore A 2626th 6060 6565

Dieses Beispiel zeigt klar die Verbesserung der pen verliehen wird, gegenüber den nach den bekanntenThis example clearly shows the improvement of the pen bestowed over the known ones

hydrolytischen Stabilität, die peroxydgehärteten Poly- Verfahren hergestellten Produkten. Bei weitem amhydrolytic stability, the peroxide-cured poly process manufactured products. By far the

esterurethankautschuken bei Verwendung der erfin- 30 besten bleiben die Gesamteigenschaften, insbesondereEster urethane rubbers when using the best in the present invention retain their overall properties, in particular

dungsgemäßen Polycarbodiimide mit Urethanendgrup- der300%-Modulbei Probe F erhalten.The polycarbodiimide according to the invention with urethane end group 300% modulus in sample F was obtained.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von Polycarbodiimiden mit endständigen Urethangruppen durch Umsetzung von Arylendiisocyanaten, in denen die Isocyanatgruppen von ungleicher Reaktionsfähigkeit sind, gegebenenfalls unter Mitverwendung von Arylendiisocyanaten mit Isocyanatgruppen gleicher Reaktionsfähigkeit carbodümidbildenden Katalysatoren und einem stöchiometrischen Unterschuß von Alkoholen aus der Gruppe der primären und sekundären aliphatischen Alkohole, dadurch gekennzeichnet, daßProcess for the preparation of polycarbodiimides with terminal urethane groups by reacting arylene diisocyanates in which the isocyanate groups are of unequal reactivity, optionally with the concomitant use of arylene diisocyanates with isocyanate groups having the same reactivity as carbodiimide-forming catalysts and a stoichiometric deficit of alcohols from the group of the primary and secondary aliphatic alcohols, characterized in that a) die obengenannten Arylendiisocyanate, mit einem stöchiometrischen Unterschuß im Verhältnis von alkoholischen Hydroxylgruppen zu Isocyanatgruppen im Bereich von 1 :4 bis 1 :40 der Alkohole aus der Gruppe der primären und sekundären aliphatischen Alkohole umgesetzt werden, so daß nicht alle Isocyanatgruppen in Urethangruppen umgewandelt werden, unda) the above arylene diisocyanates, with a stoichiometric deficit in the ratio of alcoholic hydroxyl groups Isocyanate groups in the range from 1: 4 to 1:40 of the alcohols from the group of primary and secondary aliphatic alcohols are reacted, so that not all isocyanate groups in Urethane groups are converted, and b) carbodiimidbildende Katalysatoren dazugemischt werden und die partiell urethahbeendete Arylendiisocyanate zu Polycarbodiimiden mit endständigen Urethangruppen polymerisiert werden.b) carbodiimide-forming catalysts are mixed in and the partially urethane-terminated Arylene diisocyanates polymerized to polycarbodiimides with terminal urethane groups will.
DE19722248751 1971-10-05 1972-10-05 Process for the preparation of polycarbodiimides with terminal urethane groups Expired DE2248751C3 (en)

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DE2248751A1 DE2248751A1 (en) 1973-04-12
DE2248751B2 DE2248751B2 (en) 1977-06-23
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