DE2416679A1 - POLYISOCYANATE - Google Patents
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- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
- C08G18/75—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic
- C08G18/758—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing two or more cycloaliphatic rings
Description
"Polyisocyanate""Polyisocyanates"
Priorität: 5. April 1973, GROSSBRITAMIEN Nr. 16293/73 Priority : April 5, 1973, UK No. 16293/73
Die Erfindung bezieht sich auf gemischte,Methylenbrücken aufweisende Polycyclohexylenpolyisocyanate, auf ein Verfahren zur Herstellung solcher gemischter Polyisocyanate sowie die Verwendung derselben zur Herstellung von Polyurethanen. The invention relates to mixed methylene bridges containing polycyclohexylene polyisocyanates, to a process for the preparation of such mixed polyisocyanates and the use of the same for the production of polyurethanes.
Erfindungsgemäss werden gemischte, Methylenbrücken aufweisende Polycyclohexylenpolyisocyanate hergestellt, welche im wesentlichen aus Mischungen von Diisocyanaten, Triisocyanaten und Polyisocyanaten höherer Funktionalität bestehen."According to the invention, mixed polycyclohexylene polyisocyanates containing methylene bridges are prepared which essentially from mixtures of diisocyanates and triisocyanates and polyisocyanates of higher functionality. "
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Methylenbrücken aufweisende Polycyclohexylenpolyisocyanate sind Verbindungen, welche zwei oder Cyclohexylringe enthalten, von denen jeder eine Isocyanatgruppe aufweist und die Ringe untereinander durch Methylenbrücken verbunden 'sin,d. Die einfachsten Glieder dieser Reihen sind 2,2'-, 2,4'- und ^-^'-Diisocyanato-dicyclohexylraethan dex" FormelPolycyclohexylene polyisocyanates containing methylene bridges are compounds that contain two or cyclohexyl rings, each of which has an isocyanate group and the rings are connected to one another by methylene bridges, d. The simplest terms of this series are 2,2'-, 2,4'- and ^ - ^ '- diisocyanato-dicyclohexylraethane dex "formula
OCNOCN
H \_ NCOH \ _ NCO
Es besteht auch eine Anzahl von isomeren Methylenbrücken aufweisenden Tricyclohexylentriisocyanaten und die Formel eines solchen typischen Isomeren ist folgende:There are also a number of isomeric methylene bridged tricyclohexylene triisocyanates and the formula of such a typical isomer is the following:
OCN—( HOCN— (H.
CH.CH.
v_yv_y
NCONCO
NCONCO
Die Methylenbrücken aufweisenden Polycyclohexylenpolyisocyanate besitzen also die allgemeine FormelThe polycyclohexylene polyisocyanates containing methylene bridges so have the general formula
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NCONCO
NCONCO
worin η 1 oder eine grössere Zahl ist.where η is 1 or a larger number.
Die vorliegende Erfindung betrifft Mischungen, welche im wesentlichen vollkommen aus solchen Polyisocyanaten bestehen. Bei der Herstellung'solcher Polyisocyanatmischungen durch Phosgenierungsverfahren werden Nebenprodukte gebildet, wie sie bei sämtlichen Phosgenierungsverfahren auftreten und die Bezeichnung "wesentlich" ist so zu verstehen, dass die erfindungsgemässen Stoffzusammensetzungen/solche sind, in denen derartige Nebenprodukte zugegen sind.The present invention relates to mixtures which consist essentially entirely of such polyisocyanates. In the production of such polyisocyanate mixtures by-products are formed by phosgenation processes, as they occur in all phosgenation processes and the term "essential" is to be understood in such a way that the compositions of matter according to the invention are in which such by-products are present.
Methylbrücken aufweisende Polycyclohexylenpolyisocyanat-Stoffzusammensetzungen können durch Phosgenierung einer Mischung von Methylenbrücken aufweisenden Polycyclohexylenpolyaminen hergestellt werden, wobei die Amine in die entsprechenden Isocyanate umgewandelt werden.Polycyclohexylene polyisocyanate compositions of matter containing methyl bridges can be obtained by phosgenating a mixture of polycyclohexylenepolyamines containing methylene bridges are prepared, the amines being converted into the corresponding isocyanates.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung wird somit auch ein Verfahren zur Herstellung von gemischten, Methylenbrücken aufweisenden Polycyclohexylenpolyisocyanaten vorgeschlagen, welche im wesentlichen aus einer Mischung von Diisocyanat, Triisocyanaten und höheren Polyisocyanaten bestehen, und zwar durch Phosgenierung einer Mischung von Methylenbrücken aufweisenden Polycyclohexylenpolyaminen.According to a further feature of the invention is thus also proposed a process for the preparation of mixed polycyclohexylene polyisocyanates containing methylene bridges, which consists essentially of a mixture of diisocyanate, triisocyanates and higher polyisocyanates exist by phosgenating a mixture of polycyclohexylenepolyamines containing methylene bridges.
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Die bei dem obigen Verfahren als Ausgangsstoffe zu verwendenden Polyaminmischungen können durch. Ringreduktion der gemischten, Methylenbrücken aufweisenden Polyphenylpolyaminen hergestellt werden, welche durch Kondensation voij^Anilin mit Formaldehyd erhalten werden.Those to be used as starting materials in the above process Polyamine mixtures can through. Ring reduction of the mixed, methylene-bridged polyphenyl polyamines which are obtained by condensation of aniline with formaldehyde.
Die Herstellung von Mischungen von Methylenbrücken aufweisenden Polypheny!polyaminen ist allgemein bekannt. Sie •werden durch Kondensieren von Anilin mit Formaldehyd entweder in Gegenwart von starken Säuren, wie Salzsäure oder "anderen Katalysatoren, hergestellt, wobei das Kondensat aus Diaminen, Triaminen und Polyaminen mit höherer Funktionalität besteht. Typische Arbeitsweisen sind der deutschen Patentanmeldung P 23 01 554.5 sowie in den GB-PSen 1 298 258, 1 229 695, 1 229 236, 1 288 937, 1 229 561 und 1 228 495 beschrieben.The production of mixtures of methylene bridges Polypheny! Polyamines are well known. she • are made by condensing aniline with formaldehyde either in the presence of strong acids, such as hydrochloric acid or "other catalysts, prepared the condensate from diamines, triamines and polyamines with higher functionality consists. Typical working methods are the German patent application P 23 01 554.5 as well as in the GB-PSs 1 298 258, 1 229 695, 1 229 236, 1 288 937, 1 229 561 and 1 228 495.
Diese Verbindungen entsprechen der allgemeinen FormelThese compounds correspond to the general formula
NHNH
-CH,-CH,
_J n-1_Y n-1
NH.NH.
worin η 1 oder eine grossere Zahl ist.where η is 1 or a larger number.
Durch Kondensieren von Anilin mit Formaldehyd kann eine grosse Anzahl von Polyaminmischungen dieser Art hergestellt werden. So ist es beispielsweise durch geeignete Einstellung des Anilin/Formaldehyd-Verhältnisses und/oder des Anilin/Säure-Verhältnisses möglich, Produkte herzustellen, welche unterschiedliche Mengen an Diaminen und höheren Polyaminen enthalten und es somit möglich ist,A large number of polyamine mixtures of this type can be produced by condensing aniline with formaldehyde will. So it is, for example, by suitable setting of the aniline / formaldehyde ratio and / or of the aniline / acid ratio possible to produce products which contain different amounts of diamines and contain higher polyamines and it is therefore possible
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Produkte herzustellen, welche einen grossen Anteil an isomeren Diaminen enthalten oder Produkte mit einem geringeren Anteil an isomeren Diaminen und entsprechend höheren Anteilen an Triamin oder Polyaminen höherer Funktiojialität. Im allgemeinen ist, j-e höher das Anilin/Formal de hyd-Verhältnis ist, umso grosser die Menge an Diamin in dem Produkt.Manufacture products that contain a large proportion of isomeric diamines or products with a lower proportion Proportion of isomeric diamines and correspondingly higher proportions of triamine or polyamines of higher functionality. In general, j-e is higher than the aniline / formal de hyd ratio, the greater the amount of diamine in the product.
Unterschiede in dem "Verhältnis der besonderen Amine in dem Anilin/Formaldehyd-Kondensationsprodukt zeigen sich an in entsprechenden Unterschieden in dem Verhältnis von Diisocyanat, Triisocyanat und höheren Polyisocyanaten in den sich hiervon ableitenden Methylenbrücken aufweisenden Polycyclohexylenpolyisocyanaten. Obwohl brauchbare Methylenbrücken aufweisende Polycyclohexylenpolyisocyanate aus Anilin/Formaldehyd-Konde-nsaten hergestellt werden können, welche' sich von irgendwelchen Verhältnissen von Anilin/ Formaldehyd, die für die Kondensationsreaktion bekannt sind, ableiten, wird es vorgezogen, Anilin/Formaldehyd-Kondensate zu verwenden, bei denen ein Anilin zu Formaldehyd-Verhältnis von 1,4- : 1 bis 6 : 1 vorliegt.Differences in the "ratio of particular amines in that Aniline / formaldehyde condensation products show up in corresponding differences in the ratio of diisocyanate, Triisocyanate and higher polyisocyanates in the methylene bridges derived therefrom Polycyclohexylene polyisocyanates. Although usable methylene bridges containing polycyclohexylene polyisocyanates can be produced from aniline / formaldehyde condensates, which 'differ from any proportions of aniline / Formaldehyde, which are known for the condensation reaction, is preferred to derive aniline / formaldehyde condensates to use where an aniline to formaldehyde ratio from 1.4: 1 to 6: 1 is present.
Die Mischung von Methylenbrücken aufweisenden Polyphenylpolyaminen, welche durch die Anilin/Formaldehyd-KoncLensation hergestellt werden, wird vorzugsweise durch Hydrogenierung in Gegenwart eines Katalysators reduziert, um eine Mischung von Methylenbrücken aufweisenden Polycyclohexylenpolyaminen zu ergeben.The mixture of polyphenyl polyamines containing methylene bridges, which are caused by the aniline / formaldehyde condensation is preferably reduced to a mixture by hydrogenation in the presence of a catalyst of polycyclohexylenepolyamines having methylene bridges.
Kondensationsbehandlungen zur Reduktion von aromatischen Aminen in die entsprechenden Cycloalkylamine sind allgemein bekannt und sie können zur Reduktion der Methylenbrücken aufweisenden Polyphonylpolyamine zu den Methylenbrüclcen aufweisenden Polycyclohexylenpolyaminen verwendet werden.Condensation treatments to reduce aromatic amines to the corresponding cycloalkylamines are general known and they can be used to reduce the polyphonyl polyamines containing methylene bridges to the methylene bridges containing polycyclohexylenepolyamines can be used.
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Die Hydrogenierung wird zweckmässig in einer geeigneten Anlage durchgeführt, beispielsweise in einem mit einer Rührvorrichtung versehenen Autoklaven bei einer Temperatur von 180 bis 250°0, vorzugsweise bei 190 bis 2100C, und bei einem Druck von 50 bis 900 Atmosphären, vorzugsweise bei 150 bis 250 Atmosphären. Gewünschten!alls kann mit einem Lösungsmittel, wie Wasser, Cyclohexan, Dioxan, Methanol, Propanol, gearbeitet werden. Die Katalysatoren, die verwendetv/erden können, sind Palladiummetall, Palladium-auf-Kohlenstoff, Rutheniumoxid, fein verteiltes Kobaltmetall, Kobaltoxid, Nickelmetall und Nickeloxid.'Es wird vorgezogen, einen zusammengesetzten Katalysator zu verwenden, der aus Kobaltoxid, wasserfreiem Natriumcarbonat und Kalk besteht, wobei in Abwesenheit von Wasser als Lösungsmittel gearbeitet wird.The hydrogenation is expediently carried out in a suitable plant, for example in an autoclave equipped with a stirrer at a temperature of 180 to 250 ° 0, preferably at 190 to 210 0 C, and at a pressure of 50 to 900 atmospheres, preferably 150 to 250 atmospheres. A solvent such as water, cyclohexane, dioxane, methanol or propanol can be used as desired. The catalysts that can be used are palladium metal, palladium-on-carbon, ruthenium oxide, finely divided cobalt metal, cobalt oxide, nickel metal and nickel oxide. It is preferred to use a composite catalyst consisting of cobalt oxide, anhydrous sodium carbonate and lime , the solvent being used in the absence of water.
Die Phosgenierung kann in irgendeiner der üblichen Weisen durchgeführt werden. Hierbei kann absatzweise, halb-kontinuierlich oder kontinuierlich gearbeitet v/erden. Die wässrige Zwischenflächentechnik, die geeignet ist zur Herstellung von aliphatischen: Isocyanat, wie sie in der GB-PS 1 152 877 beschrieben ist, ist ebenfalls geeignet. Eine kontinuierliche oder halb-kontinuierliche Arbeitsweise wird bevorzugt angewendet. Im ersteren Fall wird eine Lösung des Polyamins in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Toluol, Xylol, einem chlorierten Kohlenwasserstoff, einem organischen Ester oder einem organischen Äther mit Phosgen in einer ersten Stufe in einem Reaktor bei 20 bis 50o0 gerührt. Der Überlauf aus diesem Reaktor gelangt in einen zweiten mit einer Rührvorrichtung versehenen Reaktor, welcher bei einer Temperatur von 70 bis 900C gehalten wird und von dort in einen dritten Reaktor, der gegebenenfalls ebenfalls mit einer Rührvorrichtung ausgestattet wird und bei einer Temperatur von 100 bis 120°C geholfen wird. Hierbei kann auch noch ein vierter Reaktor angewendetThe phosgenation can be carried out in any of the usual ways. This can be carried out batchwise, semicontinuously or continuously. The aqueous interfacial technique, which is suitable for the production of aliphatic: isocyanate, as described in GB-PS 1,152,877, is also suitable. A continuous or semi-continuous procedure is preferred. In the former case, a solution of the polyamine in a suitable solvent, such as toluene, xylene, a chlorinated hydrocarbon, an organic ester or an organic ether, is stirred with phosgene in a first stage in a reactor at 20 to 50 o 0. The overflow from this reactor passes into a second reactor provided with a stirrer, which is kept at a temperature of 70 to 90 0 C and from there into a third reactor, which is optionally also equipped with a stirrer and at a temperature of 100 to 120 ° C is helped. A fourth reactor can also be used here
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werden, welcher bei einer ähnlichen oder höheren Temperatur arbeitet. Das verdünnte rohe Polyisocyanat wird entgast und konzentriert unter Verwendung einer üblichen Aufarbeitungsanlage, wie'mit Pac'kung versehenen Kolonnen, kletternden Film- und Dünnfilmverdampfern.which works at a similar or higher temperature. The diluted crude polyisocyanate is degassed and concentrated using a conventional work-up plant, such as columns provided with pacification, climbing film and thin film evaporators.
Bei der halb-kontinuierlichen Arbeitsweise gelangt der Überlauf aus der ersten Reaktorstufe in eine zweite Reaktorstufe, die bei 70 bis 1000C gehalten wird. Wenn dieser Reaktor gefüllt ist, wird die Zufuhr von dem ersten Reaktor unterbrochen und die Rührbehandlung in dem zweiten Reaktor fortgesetzt, bis der Inhalt desselben klar und die Phosgenierung zu Ende durchgeführt ist. Das verdünnte rohe Polyisocyanat wird in üblicher V/eise aufgearbeitet.In the semi-continuous operation of the overflow passes from the first reactor stage to a second stage reactor, which is maintained at 70 to 100 0 C. When this reactor is full, the supply from the first reactor is interrupted and the stirring treatment is continued in the second reactor until the contents of the same are clear and the phosgenation is carried out to the end. The diluted crude polyisocyanate is worked up in the usual way.
Zusätzlich zur Umwandlung der Amingruppen in Isocyanatgruppen führt die Phosgenierung auch noch zu gewissen Nebenreaktionen, jedoch sind diese nur von geringerem Ausmass. Die hauptsächliche Nebenreaktion, welche stattfindet, besteht in der Bildung von Harnstoffgruppen durch Umsetzung von Isocyanatgruppen, welche bereits mit nichtphosgenierten Aminogruppen gebildet worden sind. Die Menge an gebildeten Nebenprodukten beträgt etwa 5 bis 10 Gew.-# des Gesamtproduktes.In addition to converting the amine groups into isocyanate groups, the phosgenation also leads to certain Side reactions, however, are only minor. The main side reaction that takes place is the formation of urea groups by reaction of isocyanate groups, which are already non-phosgenated Amino groups have been formed. The amount of by-products formed is about 5 to 10 wt. of the total product.
Es wurde gefunden, dass keine Notwendigkeit besteht, die durch Reduktion des Anilin/Formaldehyd-Kondensationsproduktes gebildeten Methylenbrücken aufweisenden Polycyclohexylenpolyaminen zu reinigen, bevor sie der Phosgenierungsbehandlung unterworfen werden. So wurde gefunden, dass geringe Mengen von beispielsweise 5 bis 20 % an nichtreduzierten aromatischen Ringen und infolgedessen aromatischen Isocyanatanteilen in den endgültigen Stoffzusammensetzungen zugelassen werden können und die Eigenschaften der Methylenbrücken aufweisenden Polycyclohexylenpolyiso-It has been found that there is no need to purify the methylene-bridged polycyclohexylene polyamines formed by reduction of the aniline / formaldehyde condensation product before they are subjected to the phosgenation treatment. It has been found that small amounts of, for example, 5 to 20 % of non-reduced aromatic rings and, as a result, aromatic isocyanate fractions can be permitted in the final compositions and the properties of the polycyclohexylene polyisocyanates containing methylene bridges
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cyanaten nicht wesentlich beeinflussen. Insbesondere beeinflussen sie nicht die Lichtbeständigkeit der PoIyurethanprodukte, welche sich von den Methylenbrücken aufweisenden Polycyclohexylenpolyisoxyanatprodukten ablei.ten. do not significantly affect cyanates. In particular, affect they do not affect the light resistance of the polyurethane products, which differ from the methylene bridges having polycyclohexylenepolyisoxyanate products.
Die Mischungen von Methylenbrücken aufweisenden Polycyclohexylenpolyisocyanaten, insbesondere diejenigen mit einemThe mixtures of polycyclohexylene polyisocyanates containing methylene bridges, especially those with a
tete
hohen Diisocyanatanteil können zur Herstellung von gereinigtem 4-,4-' -Diisocyanatodicyclohexlymethan durch Reinigungsverfahren benutzt werden, welche eine Destillation und/oder Kristallisation einschliessen. Es wird vorgezogen, die Mischung von Polyisocyanaten zu verwenden, welche durch Phosgenierung der Polyamine ohne Reinigung erhalten werden, da hierdurch ein geringe Kosten verursachendes Polyisocyanat erhalten wird, das für die viele Zwecke' brauchbar ist, und wobei die teuren im Handel verfügbaren aliphatischen Polyisocyanate ausgeschlossen werden. Somit können also Mischungen von Methylenbrücken aufweisenden Polycyclohexylenpolyisocyanaten zur Herstellung von Polyurethanen durch bekannte Verfahren verwendet werden, bei denen die Polyisocyanate mit Verbindungen umgesetzt werden, welche zwei oder mehr isocyanatreaktive Gruppen, insbesondere Hydroxylgruppen enthalten. Die Polyurethane können beispielsweise in Form von homogenen Elastomeren, zellenförmigen Produkten der verschiedensten Art, Oberflächenbelägen und Klebstoffen vorliegen. Sie sind besonders wertvoll zur Herstellung folgender Produkte:high diisocyanate content can be used to produce purified 4-, 4- '-diisocyanatodicyclohexlymethane Purification processes are used which include distillation and / or crystallization. It is preferred to use the mixture of polyisocyanates obtained by phosgenating the polyamines without purification can be obtained because it provides a low cost polyisocyanate, which for many Purposes' is useful, excluding the expensive, commercially available aliphatic polyisocyanates. Thus, mixtures of methylene bridges can be used Polycyclohexylene polyisocyanates are used to produce polyurethanes by known methods, in which the polyisocyanates are reacted with compounds which have two or more isocyanate-reactive groups, in particular contain hydroxyl groups. The polyurethanes can, for example, in the form of homogeneous elastomers, Cellular products of all kinds, surface coverings and adhesives are present. They are particularly valuable for the manufacture of the following products:
(1) Klare und Pigment enthaltende Oberflächenbeläge von verschiedensten Typen, insbesondere von Pastelltönen, wenn solche gewünscht sind;(1) Clear and pigment-containing surface coatings from various types, especially pastel shades, if such are desired;
(2) nahtlose Bodenbeläge, wobei ein Nachteil vermieden wird, der in der Technik als bernsteinähnlicher Effekt bekannt ist und der auftritt, wenn mit aromatischen Polyiso-(2) seamless flooring while avoiding a disadvantage known in the art as the amber-like effect and which occurs when aromatic polyiso-
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cyanaten gearbeitet wird;cyanate is worked;
(3)- nicht-entfärbende Klebstoffe zur Verwendung bei nichtgewebten Textilmaterialien, Bekleidungsstücken und der Abnutzung unterliegenden Bekleidungen verschiedener Art;(3) - non-decolorizing adhesives for use on non-woven fabrics Textile materials, clothing and wear and tear underlying clothing of various types;
(4) aus einem Stück bestehende h'autähnliche Formstücke
von überlegener Lichtbeständigkeit. Für diesen Zweck kann
nur ein Teil des Polycyclohexylenpolyisocyanats in Verfeindung mit einem weiteren aliphatischen oder aromatischen
Polyisocyanat verwendet werden.(4) one-piece skin-like shaped pieces
of superior lightfastness. For this purpose can
only part of the polycyclohexylene polyisocyanate can be used in conjunction with another aliphatic or aromatic polyisocyanate.
(5) Elastomere mit guter Beständigkeit gegenüber der Einwirkung von Licht und Wärme;(5) elastomers with good resistance to exposure to light and heat;
(G) Polyurethane zur Verwendung in der Pulverbelagtechnik.(G) Polyurethanes for use in powder coating technology.
Es v/erden Methylenbrücken aufweisende Polycyclohexylenpolyisocyanatmischungen
bevorzugt, welche 35 bis 85 Gew.-#
Diisocyanatodicyclohexylmethane, 5 bis 35 % Methylenbrücken
aufweisende Tricyclohexylentriisocyanate zusammen mit eine
höhere Funktionalität besitzende Methylenbrücken aufweisende Polycyclohexylenpolyisocyanate bevorzugt.Polycyclohexylene polyisocyanate mixtures containing methylene bridges and containing 35 to 85 wt.
Diisocyanatodicyclohexylmethanes, tricyclohexylene triisocyanates containing 5 to 35 % methylene bridges, together with polycyclohexylene polyisocyanates containing higher functionality, methylene bridges are preferred.
Wie bereits erwähnt, schliessen die Stoffzusammensetzungen
der Erfindung Mischungen von Methylenbrücken aufweisenden
Polycyclohexylenpolyisocyanaten .ein,/denen 5 bis 20 #, d.h.
von 1 in 20 bis 1 in 5 der Ringe noch aromatischen Charakter
besitzen. Solche Stoffzusammensetzungen schliessen
Mischungen von Methylenbrücken aufweisenden Polycyclohexylenpolyisocyanaten
mit gemischten, Methylenbrücken aufweisenden Poly(gemischten Cyclohexylen/Phenyl)polyisocyanaten
und geringen Mengen von Methylenbrücken aufweisenden PoIyphenylpolyisocyanaten
ein, wobei die letzteren durch
Phosgenierung von Methylenbrücken aufweisenden PoIyphenylpolyaminen
erhalten werden, in denen einer der aromatischen Ringe eine Reduktion erfahren hat. Methylenbrücken
aufweisenden Poly(gemischte Cyclohexyl/Phenyl)polyiso-As already mentioned, the compositions of matter of the invention include mixtures of methylene bridges
Polycyclohexylene polyisocyanates .ein, / which 5 to 20 #, ie from 1 in 20 to 1 in 5 of the rings still have an aromatic character. Such compositions of matter close
Mixtures of polycyclohexylene polyisocyanates containing methylene bridges with mixed poly (mixed cyclohexylene / phenyl) polyisocyanates containing methylene bridges
and small amounts of polyphenyl polyisocyanates containing methylene bridges, the latter being by
Phosgenation of polyphenyl polyamines having methylene bridges are obtained in which one of the aromatic rings has undergone a reduction. Poly (mixed cyclohexyl / phenyl) polyiso-
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cyanate werden durch Phosgenierung von Polyaminen hergestellt, in denen mindestens einer der aromatischen Ringe unreduziert verbleibt. Derartige Stoffzusammensetzungen sind besonders brauchbar, was von dem Endverbrauch abhängt .Cyanates are made by the phosgenation of polyamines in which at least one of the aromatic rings remains unreduced. Such compositions of matter are particularly useful, depending on the end use.
Die Erfindung betrifft auch Mischungen von Methylenbrücken aufweisenden Poly(cyclohexyl/Phenyl)polyisocyanaten, d.h. Mischungen, in denen mindestens ein Sing in jedem Molekül reduziert ist und nicht mehr in dem aromatischen Zustand vorliegt.The invention also relates to mixtures of methylene-bridged poly (cyclohexyl / phenyl) polyisocyanates, i. Mixtures in which at least one Sing in each molecule is reduced and no longer in the aromatic state is present.
Die Erfindung ist in den folgenden Beispielen näher erläutert, worin die'Teile und Prozentangaben sich auf das Gewicht beziehen, wenn nichts· anderes vermerkt ist.The invention is explained in more detail in the following examples, in which the parts and percentages refer to the Relate to weight, if nothing else is noted.
558 Teile Anilin, 291 Teile 35 #iger Salzsäure (G/G) und 4-57 Teile V/asser wurden miteinander vermischt und die Temperatur auf 50°G eingestellt. Die Mischung wurde kräftig gerührt und 225 Teile einer 36 zeigen wässrigen I'ormaldehydlösung wurden im Verlauf 1 Stunde zugesetzt. Im Verlauf dieser Zeit wurde darauf geachtet, dass die Temperatur 55°C nicht übersteigt. Nach Zusatz des Formaldehyds" wurde die Reaktionsmischung innerhalb von 30 Minuten auf 95 G erhöht und bei dieser Temperatur 95 Minuten gehalten.558 parts of aniline, 291 parts of 35 # hydrochloric acid (w / w) and 4-57 parts v / ater were mixed together and the temperature set to 50 ° G. The mixture became vigorous stirred and 225 parts of a 36 show aqueous I'ormaldehyde solution were added over 1 hour. During this time care was taken to keep the temperature Does not exceed 55 ° C. After adding the formaldehyde "was the reaction mixture to 95 g within 30 minutes increased and held at this temperature for 95 minutes.
Die Reaktionsmischung wurde dann durch Zusatz eines Überschusses an Natriumhydroxidlösung neutralisiert und das in Form eines schwach braun-gefärbten Öls vorliegende Polyamin wurde frei vom Salz und dem Überschuss an Alkali gewaschen. Es wurde dann durch Erwärmen auf eine Temperatur von etwa I50 C unter verringertem Druck entwässert. Die Methylenbrücken aufweisende Polyphenylpolyaminstoffzusammensetzung enthielt etwa 65 % Diamin, 15·$ Triamine undThe reaction mixture was then neutralized by adding an excess of sodium hydroxide solution and the polyamine, which was in the form of a pale brown-colored oil, was washed free of the salt and the excess of alkali. It was then dehydrated by heating to a temperature of about 150 ° C. under reduced pressure. The methylene- bridged polyphenyl polyamine fabric composition contained approximately 65% diamine, 15 x $ triamines and
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etwa 20 % Polyamine der Formelabout 20 % polyamines of the formula
BH.BRA.
CH.CH.
worin η 3 oder eine grossere Zahl ist.where η is 3 or a larger number.
187 Teile Methylenbrücken aufweisende Polyphenylpolyamine, die in der oben beschriebenen V/eise hergestellt wurden, wurden in 1000 Teilen Wasser suspendiert und 1 Teil Rutheniumöioxid wurde zugesetzt. Die Mischung wurde dann bei 2000C und einem Druck von 140 bis 211 kg/cm 8 Stunden lang in einem umlaufenden Bergius-Druckkessel hydrogeniert. Polyphenylpolyamines containing 187 parts of methylene bridges, which were prepared in the above-described manner, were suspended in 1000 parts of water and 1 part of ruthenium dioxide was added. The mixture was then hydrogenated at 200 ° C. and a pressure of 140 to 211 kg / cm for 8 hours in a circulating Bergius pressure vessel.
Nach 8 Stunden wurde die Reaktionsmasse abgekühlt, der Überschuss an Wasserstoff abgelassen- und die Suspension filtriert. Das Wasser und eine geringe Menge an flüchtigen Nebenprodukten wurden durch Verdampfen unter verringertem Druck entfernt. Es wurden 148 Teile Methylenbrücken aufweisende Polycyclohexylenpolyamine erhalten, was einer Ausbeute von 75 % -der Theorie entspricht.After 8 hours, the reaction mass was cooled, the excess hydrogen was drained off and the suspension was filtered. The water and a small amount of volatile by-products were removed by evaporation under reduced pressure. 148 parts of polycyclohexylenepolyamines containing methylene bridges were obtained, which corresponds to a yield of 75 % of theory.
250 Teile Methylenbrücken aufweisende Polyphenylpolyamine, hergestellt nach Beispiel 1, 6,25 Teile Kobaltoxid (C02O7) 15 Teile Natriumcarbonat und I5 Teile Calciumoxid wurden nach Beispiel 1 hydrogeniert. Nach 8 Stunden wurde die Reaktionsmasse mit 1000 Teilen Methanol verdünnt und die Suspension filtriert. Das Methanol und die flüchtigen Bestandteile wurden durch Verdampfen unter verringertem Druck entfernt. 227 Teile Methylenbrücken aufweisende250 parts of polyphenyl polyamines containing methylene bridges, produced according to example 1, 6.25 parts of cobalt oxide (C02O7) 15 parts of sodium carbonate and 15 parts of calcium oxide were added hydrogenated according to example 1. After 8 hours, the reaction mass was diluted with 1000 parts of methanol and the Suspension filtered. The methanol and volatiles were reduced by evaporation Pressure removed. 227 parts having methylene bridges
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Polycyclohexylenpolyamine wurden erhalten, was einer Aus-, beute von 70 % der Theorie entspricht.Polycyclohexylenepolyamines were obtained, which corresponds to a yield of 70 % of theory.
26£JEeile Methylenbrücken aufweisende Polyphenylenpolyamine, 250 Teile Isopropanol und 5 Teile 5 % Palladium-auf-Kohlenstoff wurden nach Beispiel 1 hydrogeniert. Nach δ Stunden wurde die Suspension filtriert und das Isopropanol und die flüchtigen Verunreinigungen wurden durch Abdampfen unter verringertem Druck entfernt. 240 Teile Methylenbrücken aufweisende Polycyclohexylenpolyamine wurden erhalten, was einer Ausbeute von 85 % der Theorie entspricht.Polyphenylenepolyamines containing 26 parts of methylene bridges, 250 parts of isopropanol and 5 parts of 5 % palladium-on-carbon were hydrogenated according to Example 1. After δ hours the suspension was filtered and the isopropanol and volatile impurities were removed by evaporation under reduced pressure. 240 parts of polycyclohexylenepolyamines containing methylene bridges were obtained, which corresponds to a yield of 85 % of theory.
1 50 Teile Methylenbrücken aufweisende Polycyclohexylenpolyamine, hergestellt nach dem Verfahren des Beispiels 2, wurden in 1350 Teilen Monochlorbenzol aufgelöst und die Lösung wurde kontinuierlich zusammen mit Phosgen einem mit einer Rührvorrichtung ausgestatteten Reaktor zugeführt, der bei einer Temperatur zwischen 10 und 5O0C gehalten1 50 parts of methylene-bridged Polycyclohexylenpolyamine prepared according to the procedure of Example 2 was dissolved in 1350 parts of monochlorobenzene and the solution was continuously supplied together with phosgene a flask equipped with a stirrer reactor, maintained at a temperature between 10 and 5O 0 C
t
wurde. Die Reaktionsmasse lief in einen zweiten mit einer Rührvorrichtung ausgestatteten Reaktor über, welcher bei
einer Temperatur von 70 bis 900C gehalten wurde. Wenn das
gesamte Amin dem System zugesetzt worden ist, wurde die Temperatur des zweiten Reaktors auf 1200C erhöht und die
Umsetzung 2 bis 3 Stunden lang bei dieser Temperatur fortgeführt. t
became. The reaction mass overflowed into a second reactor equipped with a stirrer, which was kept at a temperature of 70 to 90 0 C. When all of the amine had been added to the system, the temperature of the second reactor was increased to 120 ° C. and the reaction was continued at this temperature for 2 to 3 hours.
Nach dem Entgasen wurde das Lösungsmittel unter verringertem Druck entfernt. Der Rückstand wurde mit 50 Teilen Monochlorbenzol verdünnt und unter gutem Rühren und einem Stickstoffzusatz von 1 1 pro Minute auf 1900C erhitzt. Diese Temperatur wurde 15 Minuten lang beibehalten und die Lösung dann rasch auf Raumtemperatur abgekühlt. Der Rückstand bestand im wesentlichen aus Methylenbrücken auf-After degassing, the solvent was removed under reduced pressure. The residue was diluted with 50 parts of monochlorobenzene and heated to 190 ° C. at a rate of 1 liter per minute with thorough stirring and an addition of nitrogen. This temperature was maintained for 15 minutes and the solution then rapidly cooled to room temperature. The residue consisted essentially of methylene bridges
409843/1128409843/1128
weisenden Polycyclohexylenpolyisocyanaten, die in einer Menge von 168 Teilen erhalten wurden, was einer Ausbeute von 90 % entspricht. Bei einer Analyse des Produkts ergab sich, dass dieses 26,6 °/> Isocyanatgruppen pro Molekül und.^1,5 % hydrolysierbares Chlor, enthielt, wenn die Untersuchung nach der ASTM-Methode durchgeführt wurde.pointing polycyclohexylene polyisocyanates, which were obtained in an amount of 168 parts, which corresponds to a yield of 90 % . In an analysis of the product showed that this 26.6 ° /> isocyanate groups per molecule and. ^ 1.5% of hydrolyzable chlorine contained, if the examination according to the ASTM method was performed.
21 Teile Methylenbrücken aufweisende Polycyclohexylenpolyamine wurden 2f>0 Teilen Wasser zugesetzt und die Lösung wurde gerührt und auf 80 C erwärmt. Die 'Mischung wurde dann unter Rühren langsam auf 4-00C abgekühlt und 64 Teile wasserfreies Natriumcarbonat gelöst in I50 Teilen V/asser wurden zugesetzt. Die Mischung wurde dann von Aussen auf O0C gekühlt und die Rührbehandlung unterbrochen. Polycyclohexylenepolyamines containing 21 parts of methylene bridges were added to 2f> 0 parts of water and the solution was stirred and heated to 80.degree. The 'mixture was then cooled slowly with stirring to 4-0 0 C and 64 parts of anhydrous sodium carbonate dissolved in I50 parts v / ater was added. The mixture was then cooled from the outside to 0 ° C. and the stirring treatment was interrupted.
Eine Lösung von 60 Teilen Phosgen in 200 Teilen Toluol wurde sorgfältig zugesetzt, um eine obere Schicht zu bilden. Die Mischung wurde dann rasch 20 Sekunden lang gemischt und die auf 38°C ansteigende Temperatur wurde durch äussere Kühlung auf weniger als 200C verringert. Die Misch- und Kühlbehandlung wurde zweimal wiederholt und dann wurde die obere Schicht entfernt und getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter verringertem Druck abgedampft un'd ergab 24,7 Teile des Produktes. Diese Menge entspricht einer 94 #igen Umwandlung.A solution of 60 parts of phosgene in 200 parts of toluene was carefully added to form a top layer. The mixture was then rapidly mixed for 20 seconds and the rising at 38 ° C temperature was lowered by external cooling to less than 20 0 C. The mixing and cooling treatment was repeated twice, and then the upper layer was removed and dried. The solvent was evaporated off under reduced pressure and gave 24.7 parts of the product. This amount corresponds to a 94 # conversion.
Wenn das Isocyanat analysiert wurde, so wurde festgestellt, dass es 0,76 % hydrolysierbares Chlor und 27,9 % Isocyanat enthielt (als - NCO).When the isocyanate was analyzed it was found to contain 0.76% hydrolyzable chlorine and 27.9 % isocyanate (as -NCO).
Methylenbrücken aufweisendes Polycyclohexylenpolyisocyanat, hergestellt nach den Beispielen 4 oder 5i wurde unter Verwendung folgender Bestandteile zu klaren Lacken verarbeitet:Polycyclohexylene polyisocyanate containing methylene bridges, prepared according to Examples 4 or 5i was made using the following components processed into clear lacquers:
409843/1128409843/1128
GewichtsteileParts by weight
Paralac 65X (ein von der Änmelderin vertriebenes Alkydharz mit -OH-Endgruppen) -Paralac 65X (one of the Änmelderin distributed alkyd resin with -OH end groups) -
Alkydol RD 18 .(ein von der Anmelderin vertriebenes Alkydharz mit -OH-Endgruppen) -100Alkydol RD 18. (One of the Alkyd resin with -OH end groups sold by the applicant) -100
Paralac 4-85X (ein von der Anmelderin vertriebenes Alkydharz mit -OH-Endgruppen) -Paralac 4-85X (one of the Alkyd resin with -OH end groups sold by the applicant) -
Lösungsmittelmischung aus ) 3 Teilen Äthylacetat ) ^4 1 Teil Methylisobutylketon) D 1 Teil Cellosolvacetat )Solvent mixture of) 3 parts of ethyl acetate) ^ 4 1 part of methyl isobutyl ketone) D 1 part of cellosolve acetate)
Polyisocyanat nach Beispiel 4-31Polyisocyanate according to Example 4-31
100100
- 100 12,6 ' 20,9- 100 12.6 '20.9
Mit diesen Lacken wurden weisse Fliesen angestrichen und an der Luft getrocknet. Es wurden weiterhin ähnliche Lacke hergestellt unter Verwendung einer äquivalenten Menge von rohem Diphenylmethandiisocyanat (M.D.I.) anstelle des Polyisocyanats gemäss der Erfindung. Die Filme wurden dann ultraviolettem Licht (Xenonlampe) 120 Stunden lann; ausgesetzt und es wurde gefunden, dass sämtliche Filme aus dem rohen M.D.I, sich stark verfärbt hatten (gelb), während die Filme- aus Methylenbrücken aufweisenden PoIycyclohexylenpolyisocyanaten sich nicht verfärbten.White tiles were painted with these varnishes and dried in the open air. Similar paints continued to be used made using an equivalent amount of crude diphenylmethane diisocyanate (M.D.I.) in place of the Polyisocyanate according to the invention. The films were then exposed to ultraviolet light (xenon lamp) for 120 hours; exposed and it was found that all the films from the raw M.D.I. had become severely discolored (yellow), while the films made from polycyclohexylene polyisocyanates containing methylene bridges not discolored.
Die Methylenbrücken aufweisenden Polycyclohexylenpolyisocyanate nach Beispiel 4- wurden unter Anwendung folgender Bestandteile zu pigmentierten Lacken verarbeitet:The polycyclohexylene polyisocyanates containing methylene bridges according to example 4- were processed into pigmented paints using the following components:
409843/1128409843/1128
A Ά A Ά
Alk'ydol ED 18 (ein von derAlk'ydol ED 18 (one of the
Änmelderin vertriebenesÄnmelderin displaced
Alkydharz mit Hydroxylend-Alkyd resin with hydroxyl end
grupjpen) ' 100 -groups) '100 -
Paralac 4-85X (ein von derParalac 4-85X (one of the
Anmelderin vertriebenesApplicant distributed
Alkydharz mit Hydroxylend-Alkyd resin with hydroxyl end
gruppen) - 100groups) - 100
Tioxide RCETioxide RCE
(ein Eutil-titandioxidpigment,
geliefert von Tioxide International Ltd.) "51,0 34,2(an Eutil titanium dioxide pigment,
supplied by Tioxide International Ltd.) "51.0 34.2
Mona s tr al Past Blue "LBXSMona s tr al Past Blue "LBXS
(ein Phthalocyaminpigment, »(a phthalocyanine pigment, »
geliefert von der Anmelderin) 2,0 1,3supplied by the applicant) 2.0 1.3
Lösungsmittelmischung wie inSolvent mixture as in
Beispiel 6 124 57Example 6 124 57
Polyisocyanat wie inPolyisocyanate as in
Beispiel 4 31,0 20,9Example 4 31.0 20.9
Die Lacke wurden auf weisse Fliesen aufgestrichen und an der Luft getrocknet. Es wurden auch -noch ähnliche Lacke hergestellt unter Verwendung einer äquivalenten Menge an rohem Diphenylmethandiisocyanat anstelle des Polyisocyanate gemäss der Erfindung. Die ausgehärteten Filme wurden insgesamt 120 Stunden lang der Einwirkung von ultraviolettem Licht (Xenonlampe) ausgesetzt und es wurde gefunden, dass die Filme aus dem rohen Diphenylmethandiisocyanat sich verfärbt hatten, indem die blauen Überzüge einen grünlichen Ton angenommen hatten. Demgegenüber zeigten die Filme mit dem Methylenbrücken aufweisenden Polycyclohexylenpolyisocyanat keine Verfärbung.The paints were painted on white tiles and allowed to air dry. There were also similar paints made using an equivalent amount of crude diphenylmethane diisocyanate in place of the polyisocyanate according to the invention. The cured films were exposed to ultraviolet for a total of 120 hours Exposed to light (xenon lamp) and it was found that the films were made from the crude diphenylmethane diisocyanate had changed color in that the blue coatings had taken on a greenish hue. In contrast the films with the polycyclohexylene polyisocyanate containing methylene bridges showed no discoloration.
68,4 Teile oxypropyliertes Glycerin mit einem Molekulargewicht von 410 wurde unter Vakuum auf 100 C erhitzt und dann auf 35°C abkühlen gelassen. 0,27 Teile Stannooctoat68.4 parts molecular weight oxypropylated glycerin of 410 was heated to 100.degree. C. under vacuum and then allowed to cool to 35.degree. 0.27 parts of stannous octoate
Α098Λ3/1128Α098Λ3 / 1128
und 74-1^ Teile Methylenbrücken aufweisende Polycyclohexylenpolyisocyanate, hergestellt nach Beispiel 4-. und 55 wurden dem Polyol zugesetzt und die Lösung wurde 5 Hinuten lang gerührt und dann in eine auf 95 C erhitzte Form Qegosjsen. Nachdem die Form 4-5 Minuten lang auf 95°C erhitzt worden ist, wurde sie abgekühlt und das schwach gelb gefärbte Blatt entfernt. Dieses Produkt besass eine ausgezeichnete Biege- und Abriebbeständigkeit und die Färbung desselben blieb unverändert, selbst wenn es 120 Stunden lang der Einwirkung von ultraviolettem Licht (Xenonlampe) ausgesetzt war.and polycyclohexylene polyisocyanates containing 74-1 ^ parts of methylene bridges, prepared according to Example 4-. and 5 5 were added to the polyol and the solution was stirred for 5 minutes and then poured into a mold heated to 95 ° C. After the mold was heated to 95 ° C for 4-5 minutes, it was cooled and the pale yellow colored leaf was removed. This product was excellent in flexural strength and abrasion resistance, and the coloration thereof remained unchanged even when exposed to ultraviolet light (xenon lamp) for 120 hours.
Pa tentansprüche: Patent claims :
409843/1128409843/1128
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