EP3997141A1 - Process of preparing allophanate- and/or thioallophanate group-containing compounds - Google Patents

Process of preparing allophanate- and/or thioallophanate group-containing compounds

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EP3997141A1
EP3997141A1 EP20737421.6A EP20737421A EP3997141A1 EP 3997141 A1 EP3997141 A1 EP 3997141A1 EP 20737421 A EP20737421 A EP 20737421A EP 3997141 A1 EP3997141 A1 EP 3997141A1
Authority
EP
European Patent Office
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uretdione
component
groups
compounds
isocyanate
Prior art date
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Pending
Application number
EP20737421.6A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Josef Laas
Florian Johannes STEMPFLE
Kai LAEMMERHOLD
Saskia BEUCK
Raul Pires
Christoph Gürtler
Nusret Yuva
Ralph-Georg BORN
Daniel Thiel
Sureshbabu Guduguntla
Walter Leitner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Covestro Deutschland AG
Original Assignee
Covestro Intellectual Property GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Covestro Intellectual Property GmbH and Co KG filed Critical Covestro Intellectual Property GmbH and Co KG
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Pending legal-status Critical Current

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    • C08G18/78Nitrogen
    • C08G18/79Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
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    • C08G2150/00Compositions for coatings

Definitions

  • the present invention relates to a process for the production of compounds containing allophanate and / or thioallophanate groups, compositions containing uretdione groups and the use of these compositions for the production of polyurethane plastics or coatings.
  • the invention also relates to coating compositions containing the compositions and substrates coated with the coating composition.
  • Polyaddition products containing uretdione groups are known as crosslinking components for thermally crosslinkable polyurethane (PUR) lacquer and adhesive compositions.
  • the crosslinking principle used in these products is the thermal ring opening of the uretdione groups to form isocyanate groups and their reaction with a hydroxy-functional or amino-functional binder.
  • crosslinkers containing uretdione groups are used today almost exclusively for the production of split-free polyurethane (PUR) powder coatings (e.g. DE-A 2 312 391, DE-A 2 420 475, EP-A 0 045 994, EP-A 0 045 996, EP-A 0 045 998, EP-A 0 639 598 or EP-A 0 669 353).
  • PUR polyurethane
  • DBN 1, 5-d
  • Lewis acid catalysts such as the tin or zinc compounds mentioned above, are inhibited by acid groups such as carboxyl groups. They can therefore only develop their full catalytic activity in a uretdione system if the hydroxy-functional binder used is free from carboxyl groups. This can be achieved, for example, by simultaneously adding a sufficient amount of an agent which is reactive towards carboxyl groups, for example a carbodiimide or an epoxide.
  • quaternary ammonium hydroxides and ammonium fluorides e.g. EP-A 1 334 987
  • ammonium carboxylates e.g. EP-A 1 475 399, EP-A 1 522
  • phosphonium hydroxides, alcoholates or carboxylates e.g. WO 2005/085315
  • metal hydroxides and alcoholates e.g. EP-A 1 475 400
  • a uretdione structure can react in two ways during curing, the complete splitting into two isocyanate groups, which subsequently form urethane groups with two hydroxyl groups of the polyol, or a ring opening only on one side with only one hydroxyl group of the polyol to form an allophanate structure.
  • both reactions take place side by side in catalyzed uretdione systems, the preference between the two reaction products shifting with the curing conditions, in particular the temperature.
  • the trimerization of isocyanate groups to give isocyanurate structures can often be observed to varying degrees.
  • the object of the present invention was therefore to provide new catalysts for lowering the hardening temperature of uretdione systems, which lead to the most complete conversion of the uretdione structures and thereby provide a fixed ratio of the reaction products regardless of the hardening temperature.
  • compositions containing catalyzed uretdione groups described in more detail below were provided.
  • the present invention is based on the surprising observation that special salts with an imidazolium or dihydroimidazolium structure are highly effective catalysts for the reaction of uretdiones with alcohols and / or thiols, with only allophanate, thioallophanate and optionally isocyanurate structures in a fixed ratio.
  • WO 201 1/061314 also describes imidazolium salts as a possible alternative to toxicologically questionable tin catalysts, such as. B. dibutyltin dilaurate (DBTL), for the reaction of isocyanates with polyols in polyurethane synthesis.
  • B. dibutyltin dilaurate (DBTL) for the reaction of isocyanates with polyols in polyurethane synthesis.
  • DBTL dibutyltin dilaurate
  • this publication includes a blanket list of possible starting polyisocyanates for urethanization including those with a uretdione structure, there is no mention of the particular suitability of imidazolium and dihydroimidazolium compounds as catalysts for selective uretdione cleavage with the formation of allophanate or Thioallophanate structures.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 independently represent identical or different radicals which are saturated or unsaturated, linear or branched, aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic organic radicals having 1 to 18 carbon atoms , which are substituted or unsubstituted and / or have heteroatoms in the chain, the radicals also in combination with one another, optionally together with another Can form heteroatom rings with 3 to 8 carbon atoms, which can optionally be further substituted, wherein
  • R 3 , R 4 , R 5 and R 6 can independently also represent hydrogen
  • R 7 represents hydrogen or a carboxylate anion (COO).
  • the present invention relates to a process for the preparation of compounds containing allophanate and / or thioallophanate groups, comprising the reaction of
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 independently represent identical or different radicals which are saturated or unsaturated, linear or branched, aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic organic radicals having 1 to 18 carbon atoms , which are substituted or unsubstituted and / or have heteroatoms in the chain, the radicals also in combination with one another, optionally together with another heteroatom, can form rings with 3 to 8 carbon atoms, which can optionally be further substituted, where
  • R 3 , R 4 , R 5 and R 6 can independently also represent hydrogen
  • R 7 stands for hydrogen or a carboxylate anion (COO), with the at least one component A) having at least one uretdione group being polyaddition compounds A2) obtainable by reacting isocyanate-functional uretdione groups with compounds A1) with alcohols and / or amines, which in solvent-free form have a content of free isocyanate groups of less than 5% by weight.
  • the references to “comprising”, “containing” etc. preferably mean “essentially consisting of” and very particularly preferably “consisting of”.
  • the uretdione-containing component A) is any desired, optionally isocyanate-functional uretdione-containing compounds A1), as are obtainable by methods known per se, for example by oligomerizing monomeric isocyanates, and / or by reacting compounds A1) containing isocyanate-functional uretdione groups Polyaddition compounds A2) obtainable from alcohols and / or amines.
  • the at least one component A) containing at least one uretdione group is a polyaddition compound A2) obtainable by reacting compounds A1) containing isocyanate-functional uretdione groups with alcohols and / or amines.
  • Suitable isocyanates for the preparation of the uretdione-containing compounds A1) are any, in various ways, for example by phosgenation in the liquid or gas phase or by phosgene-free route, such as. B. by thermal urethane cleavage, accessible mono-, di- and triisocyanates with aliphatically, cycloaliphatically, araliphatically and / or aromatically bound isocyanate groups.
  • Preferred monoisocyanates are those of the molecular weight range 99 to 300, such as.
  • Preferred diisocyanates are those of the molecular weight range 140 to 400, such as 1,4-diisocyanatobutane, 1,5-diisocyanatopentane (pentamethylene diisocyanate, PDI),
  • 1,6-Diisocyanatohexane hexamethylene diisocyanate, HDI
  • 2-methyl-1,5-diisocyanatopentane 1,5-diisocyanato-2,2-dimethylpentane, 2,2,4- and 2,4,4-trimethyl -
  • Diisododecylphenylene diisocyanates and biphenyl diisocyanates 3,3'-dimethoxybiphenyl- 4,4'-diisocyanate, 2,2‘-, 2,4'- and 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane (MDI), 3,3'-
  • NDI 1,5-diisocyanatonaphthalene
  • Triisocyanatotoluene trimethylbenzene triisocyanate, diphenylmethane-2,4,4'-triisocyanate, 3-methyldiphenylmethane-4,6,4'-triisocyanate, the isomeric naphthalene triisocyanates and methylnaphthalene diisocyanates, triphenylmethane triisocyanate or 2,4-diisocyanato-1 - [(5- isocyanato-2-methylphenyl) methyl] benzene.
  • a particularly suitable triisocyanate is 4-isocyanatomethyl-1,8-octane diisocyanate (triisocyanatononane; TIN).
  • the use of PDI, HDI, IPDI, XDI, NBDI and / or H12-MDI is particularly preferred.
  • the compounds A1) containing uretdione groups can be prepared by various methods which are generally based on the customary processes known from the literature for the oligomerization of simple diisocyanates, as described, for example, in J. Prakt. Chem.
  • the compounds A1) containing uretdione groups can be free of isocyanate groups when monoisocyanates are used exclusively or in part. For their preparation, however, at least additional di- and / or triisocyanates are used in such amounts that compounds A1) containing uretdione groups are obtained which have an average NCO functionality of at least 1.6, preferably 1.8 to 3.5 , particularly preferably from 1.9 to 3.2, very particularly preferably from 2.0 to 2.7.
  • these compounds A1) containing isocyanate-functional uretdione groups contain not only linear, difunctional uretdione structures, but also further, at least trifunctional polyisocyanate molecules.
  • These higher functional components of the compounds A1) are in particular the known secondary products of diisocyanates with an isocyanurate, allophanate, biuret, urethane and / or iminooxadiazinedione structure.
  • the compounds A1) containing uretdione groups are generally freed from the unreacted excess of monomers immediately after their preparation as described above by modifying simple monomeric mono-, di- and / or triisocyanates by known methods, for example by thin-film distillation or extraction. They therefore generally have residual amounts of monomeric diisocyanates of less than 5% by weight, preferably less than 2% by weight, particularly preferably less than 1% by weight.
  • uretdione-containing component A) of the compositions according to the invention are polyaddition compounds A2), as can be obtained by reacting at least some of the free isocyanate groups of the above-described isocyanate-functional uretdione-containing compounds A1) with alcohols and / or amines.
  • Suitable alcohols for the preparation of the polyaddition compounds A2) are, for example, simple aliphatic or cycloaliphatic monoalcohols, such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, the isomeric pentanols, hexanols, octanols and nonanols, n- Decanol, n-dodecanol, n-tetradecanol, n-hexadecanol, n-octadecanol, cyclohexanol, the isomeric methylcyclohexanols and hydroxymethylcyclohexane, ether alcohols such as 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-propoxyethanol, 2-butoxyethanol, diethylene glycol,
  • suitable alcohols for the preparation of the polyaddition compounds A2) are any at least difunctional polyols in the molecular weight range 62 to 22,000, preferably those which have an average functionality of 2 to 6 and a number average molecular weight of 62 to 18,000, particularly preferably an average functionality of 2 to 4 and a number average molecular weight of 90 to 12,000.
  • Suitable polyols for producing the polyaddition compounds A2) are, for example, simple polyhydric alcohols having 2 to 14, preferably 4 to 10 carbon atoms, such as. B. 1, 2-ethanediol, 1, 2- and 1, 3-propanediol, the isomeric butanediols, pentanediols, hexanediols, heptanediols and octanediols, 1, 10-decanediol, 1, 12-dodecanediol, 1, 2- and 1, 4- cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene, 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A), 2,2-bis (4- hydroxycyclohexyl) propane (perhydro bisphenol), 1, 2,3-propanetriol, 1, 2,4-butanetriol, 1, 1, 1-
  • Dibutylene glycol or low molecular weight ester alcohols such as. B. neopentyl glycol hydroxypivalate.
  • Suitable polyols for preparing the polyaddition compounds A2) are also the customary polymeric polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols and / or polyacrylate polyols known from polyurethane chemistry, which usually have a number average molecular weight of 200 to 22,000, preferably 250 to 18,000, particularly preferably 250 to 12,000 .
  • a broad overview of suitable polymeric polyols for preparing the polyaddition compounds A2) can be found, for example, in N. Adam et al. Polyurethanes. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA; 2005.
  • Suitable polyether polyols are, for example, those in DE 26 22 951 B, column 6, line 65 to column 7, line 26, EP-A 0 978 523 page 4, line 45 to page 5, line 14 or WO 201 1 / 069966, page 4, line 20 to page 5, line 23, provided that they correspond to the information given above with regard to functionality and molecular weight.
  • polyether polyols are adducts of ethylene oxide and / or propylene oxide with 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, glycerol, trimethylolpropane, ethylenediamine and / or pentaerythritol or those according to Angew. Chem. 72, 927 (1960) (https://doi.org/10.1002/ange.19600722402) polytetramethylene ether glycols obtainable by polymerization of tetrahydrofuran with number average molecular weights of 400 g / mol to 4000 g / mol.
  • polyester polyols are, for example, those of the type mentioned in EP-A 0 978 523, page 5, lines 17 to 47 or EP-A 0 659 792, page 6, lines 32 to 45, provided they comply with the information given above with regard to functionality and Molecular weight correspond.
  • Particularly preferred polyester polyols are condensation products of polyhydric alcohols, such as. B.
  • Suitable polycarbonate polyols are in particular the known reaction products of dihydric alcohols, for example those as mentioned above in the list of polyhydric alcohols by way of example, with diaryl carbonates, such as. B. diphenyl carbonate, dimethyl carbonate or phosgene.
  • Polycarbonate polyols which are also suitable are those which, in addition to carbonate structures, also contain ester groups.
  • the polyester carbonate diols known per se such as those obtained, for example, according to the teaching of DE-AS 1 770 245 by reacting dihydric alcohols with lactones, such as, in particular, s-caprolactone, and then reacting the resulting polyester diols with diphenyl or dimethyl carbonate can be obtained.
  • Suitable polyacrylate polyols are, for example, those of the type mentioned in WO 201 1/124710 page 10, line 32 to page 13, line 18, provided that they correspond to the information given above with regard to functionality and molecular weight.
  • Particularly preferred polyacrylate polyols are polymers or copolymers of hydroxyalkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid, such as. B. hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate or hydroxybutyl (meth) acrylate, optionally together with acrylic acid alkyl esters and / or methacrylic acid alkyl esters, such as. B.
  • Suitable polyols are, for example, the known, by reaction of simple glycols, such as. B. diethylene glycol, triethylene glycol, 4,4'-dioxethoxy-diphenyl- dimethylmethane (adduct of 2 mol of ethylene oxide with bisphenol A) or hexanediol, polyacetal polyols obtainable with formaldehyde or by polycondensation of cyclic acetals, such as. B. trioxane, manufactured polyacetals.
  • simple glycols such as. B. diethylene glycol, triethylene glycol, 4,4'-dioxethoxy-diphenyl- dimethylmethane (adduct of 2 mol of ethylene oxide with bisphenol A) or hexanediol, polyacetal polyols obtainable with formaldehyde or by polycondensation of cyclic acetals, such as. B. trioxane, manufactured polyacetals.
  • polystyrene resin for preparing the polyaddition compounds A2) are, for example, those described in EP-A 0 689 556 and EP-A 0 937 1 10, e.g. B. by reacting epoxidized fatty acid esters with aliphatic or aromatic polyols with epoxy ring opening available special polyols as well as hydroxyl-containing polybutadienes.
  • Suitable amines for preparing the polyaddition compounds A2) are, for example, simple aliphatic or cycloaliphatic monoamines, such as. B. methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, the isomeric butylamine, pentylamine, hexylamine and octylamine, n-dodecylamine, n-tetradecylamine, n-hexadecylamine, n- Octadecylamine, cyclohexylamine, the isomeric methylcyclohexylamine and aminomethylcyclohexane, secondary monoamines such as dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diisopropylamine, dibutylamine, diisobutylamine, bis (2-ethylhexyl) amine, N-methyl- and N-ethyl-cyclohexylamine and
  • Suitable amines are also any aliphatic and cycloaliphatic amines with at least two primary and / or secondary bonded amino groups, such as.
  • B 1,2-diaminoethane, 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,2-diamino-2-methylpropane, 1,5-diaminopentane, 1,3-diamino-2, 2-dimethylpropane, 1,6-diaminohexane,
  • Diaminoundecane 1, 12-diaminododecane, 1, 2-diaminocyclopentane, 1, 2-
  • Suitable amines are also amino-functional polyalkylene glycols, such as. B. 1,2-bis (aminoethoxy) -ethane, 1,1-diamino-3,6,9-trioxaundecane, 1,13-diamino-4,7,10-trioxatride-can and in particular those under the trade name Jeffamine ® from Huntsman Corp.
  • Commercially marketed amine-functionalized polyalkylene glycols with number average molecular weights up to 5000, preferably up to 2000, particularly preferably up to 1000.
  • sterically hindered aliphatic diamines with two secondary amino groups for the preparation of the polyaddition compounds A2) can be used, such as. B.
  • polyamines are also the polyamidoamines, polyimines and / or polyvinylamines known as crosslinking components for epoxy resins.
  • amino alcohols such as. B. 2-aminoethanol, the isomeric aminopropanols and butanols, 3-amino-1,2-propanediol and 1,3-diamino-2-propanol, are suitable.
  • the alcohols and / or amines mentioned are used either individually or as mixtures of at least two such alcohols and / or amines.
  • the polyaddition compound A2) containing uretdione groups can be prepared by various methods, for example the processes known from the literature for the preparation of polyurethane compositions, as described, for example, in WO 99/1 1690 and WO 201 1/1 15669.
  • further monomeric isocyanates of the above-mentioned type and / or oligomeric polyisocyanates preferably those with an isocyanurate, biuret, iminooxadazinedione, allophanate and / or urethane structure, can be used in an amount of up to 30% by weight, based on the total weight of all reactants (including the compounds A1 containing isocyanate-functional uretdione groups), alcohols and / or amines) can also be used.
  • the reaction is preferably carried out in compliance with an equivalent ratio of isocyanate groups to isocyanate-reactive groups of 2: 1 to 0.5: 1, preferably from 1.5: 1 to 0.7: 1, particularly preferably from 1: 1 to 0.9 : 1 .
  • the polyaddition compounds A2) are compounds which are obtained by reacting isocyanate-functional compounds A1) containing uretdione groups with at least difunctional polyols of the molecular weight range 62 to 22,000 and optionally monoalcohols are prepared while maintaining an equivalent ratio of isocyanate groups to isocyanate-reactive groups of 2: 1 to 0.5: 1.
  • the reaction can be carried out without a solvent or in a suitable solvent which is inert towards isocyanate groups.
  • Suitable solvents for the preparation of the polyaddition compounds A2) are in particular those which are inert towards the isocyanate groups of the compound A1), for example the known customary aprotic paint solvents such as.
  • the reaction of the isocyanate-functional uretdione group-containing compounds A1) with the alcohols and / or amines to form the uretdione group-containing polyaddition compounds A2) can take place without catalysis.
  • conventional catalysts known from polyurethane chemistry can also be used to accelerate the reaction. Examples are tert here.
  • Amines such as B. triethylamine, tributylamine, dimethylbenzylamine, diethylbenzylamine, pyridine, methylpyridine, dicyclohexylmethylamine, dimethylcyclohexylamine, N, N, N ', N'-
  • Tetramethylethylenediamine N, N, N ', N'-tetramethyl-1, 3-butanediamine, N, N, N', N'-tetramethyl-1, 6-hexanediamine, pentamethyldiethylenetriamine, N-methylpiperidine, N-dimethylaminoethylpiperidine, N, N'-dimethylpiperazine, N-methyl-N'-dimethylaminopiperazine, 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undec-7-en, 1,2-dimethylimidazole, 2-methylimidazole, N, N-dimethylimidazole-ß- phenylethylamine, 1,4-diazabicyclo- (2,2,2) -octane, bis- (N, N-dimethylaminoethyl) adipate; Alkanolamine compounds, such as.
  • B triethanolamine, triisopropanolamine, N-methyl- and N-ethyl-diethanolamine, dimethylaminoethanol, 2- (N, N- Dimethylaminoethoxy) ethanol, N, N ', N "-Tris- (dialkylaminoalkyl) hexahydrotriazines, for example N, N', N" -Tris- (dimethylaminopropyl) -s-hexahydrotriazine and / or
  • Bis (dimethylaminoethyl) ether Metal salts such as B. inorganic and / or organic compounds of iron, lead, bismuth, zinc and / or tin in the usual oxidation states of the metal, for example iron (II) chloride, iron (III) chloride, bismuth (III) acetate, bismuth (III) -2-ethylhexanoate, bismuth (III) octoate, bismuth (III) neodecanoate, zinc chloride, zinc 2-ethyl caproate, tin (II) octoate, tin (II) ethyl caproate, tin (II) palmitate , Dibutyltin (IV) dilaurate (DBTL), dibutyldilauryltin mercaptide, or lead octoate; Amidines, e.g.
  • B 2,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidine; Tetraalkylammonium hydroxides, such as. B. tetramethylammonium hydroxide; Alkali hydroxides, such as. B. sodium hydroxide and alkali metal alcoholates, such as. B. sodium methylate and potassium isopropylate, and alkali salts of long-chain fatty acids with 10 to 20 carbon atoms and optionally pendant OH groups.
  • Tetraalkylammonium hydroxides such as. B. tetramethylammonium hydroxide
  • Alkali hydroxides such as. B. sodium hydroxide and alkali metal alcoholates, such as. B. sodium methylate and potassium isopropylate, and alkali salts of long-chain fatty acids with 10 to 20 carbon atoms and optionally pendant OH groups.
  • Preferred catalysts are tert. Amines, bismuth and tin compounds of the type mentioned.
  • the polyaddition compounds A2) containing uretdione groups in solvent-free form have a free isocyanate group content of less than 5% by weight, preferably less than 2% by weight and particularly preferably less than 1, in the process according to the invention % By weight.
  • Polyaddition compounds A2) free of isocyanate groups are very particularly preferred.
  • component A) having uretdione groups is combined with a component B) having at least one hydroxyl and / or at least one thiol group as a reactant.
  • the component B) is, for example, the compounds mentioned above as suitable alcohols for the preparation of the polyaddition compound A2), in particular at least difunctional polyols of the molecular weight range 62 to 22,000.
  • Suitable hydroxy-functional components B) are preferably the simple polyhydric alcohols with 2 to 14 carbon atoms mentioned there, low molecular weight ether and ester alcohols and the customary polymeric polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols and / or polyacrylate polyols known from polyurethane chemistry.
  • Suitable components B) are also compounds which have at least one thiol group per molecule.
  • Suitable thiol-functional components B) are preferably polythiols, for example simple alkanethiols, such as.
  • (mercaptomethyl) sulfide bis (mercaptomethyl) disulfide, bis (mercaptoethyl) sulfide, bis (mercapto-ethyl) disulfide, bis (mercaptopropyl) sulfide, bis (mercaptopropyl) disulfide, bis (mercaptomethyl-thio) methane, tris (mercaptomethylthio) methane ,
  • Particularly preferred thio-functional components B) are polyether and polyester thiols of the type mentioned. 4-Mercaptomethyl-1,8-dimercapto-3,6-dithiaoctane, 1,1,3,3-tetrakis (mercaptomethylthio) propane, 5, are very particularly preferred , 7-dimercaptomethyl-1, 1 1 -dimercapto-3,6,9-trithiaundecane, 4,7-dimercaptomethyl-1, 1 1 -dimercapto-3,6,9-trithiaundecane, 4,8-dimercapto-methyl-1 , 1 1 -dimercapto-3,6,9-trithiaundecane, trimethylolpropane tris (2-mercaptoacetate), trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (2-mercaptoacetate) and pentaerythritol tetraki
  • suitable components B) are also mercapto alcohols, such as. B. 2-mercaptoethanol, 3-mercaptopropanol, 1,3-dimercapto-2-propanol, 2,3-dimercaptopropanol or dithioerythritol.
  • the at least one component A) having at least one uretdione group and the at least one component B) having at least one hydroxyl and / or at least one thiol group are used in such amounts that the Component A) 0.5 to 2.0, preferably 0.7 to 1.5, especially preferably 0.8 to 1.2, very particularly preferably exactly one hydroxyl and / or thiol group of component B) is omitted.
  • At least one salt-like catalyst C) with an imidazolium and / or imidazolinium cation is used in the process according to the invention.
  • catalysts C are known as ionic liquids of the imidazolium and imidazolinium types and are used, for example, as solvents in chemical synthesis. Processes for their production are described, for example, in Chem. Rev. 99, 8, 2071-2084 and WO 2005/070896.
  • the catalysts C) are salt-like compounds containing a structural element of the general formulas (I) or (II)
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 independently represent identical or different radicals which are saturated or unsaturated, linear or branched, aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic organic radicals having 1 to 18 carbon atoms which are substituted or unsubstituted and / or have heteroatoms in the chain, the radicals also in combination with one another, optionally together with a further heteroatom, can form rings with 3 to 8 carbon atoms, which can optionally be further substituted,
  • R 3 , R 4 , R 5 and R 6 can independently also represent hydrogen
  • R 7 represents hydrogen or a carboxylate anion (COO).
  • Preferred catalysts C) are salt-like compounds containing a structural element of the general formulas (I) or (II), in which
  • R 1 and R 2 independently represent the same or different radicals which are saturated or unsaturated, linear or branched, aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic organic radicals with 1 to 12 carbon atoms, which are substituted or unsubstituted and / or heteroatoms in the Have chain,
  • R 3 , R 4 , R 5 and R 6 represent hydrogen
  • R 7 represents hydrogen or a carboxylate anion (COO).
  • catalysts C) are salt-like compounds containing a structural element of the general formulas (I) or (II), in which
  • R 1 and R 2 independently of one another represent identical or different radicals which are saturated or unsaturated, linear or branched, aliphatic organic radicals having 1 to 12 carbon atoms,
  • R 3 , R 4 , R 5 and R 6 represent hydrogen
  • R 7 represents hydrogen or a carboxylate anion (COO).
  • Suitable catalysts of the general formula (I) are those which contain a 1,3-dimethylimidazolium, 1-methyl-3-ethylimidazolium, 1-methyl-3-propylimidazolium, 1-methyl-3-butylimidazolium, 1 -methyl-3-pentylimidazolium-, 1-methyl-3-hexylimidazolium-, 1-methyl-3-octylimidazolium-, 1-methyl-3-nonylimidazolium-, 1 -methyl-3-decylimidazolium-, 1-decyl-3 -methylimidazolium-, 1 -Methyl-3-benzylimidazolium-, 1 -Methyl-3- (3-phenylpropyl) imidazolium-, 1 -Ethyl-3-methylimidazolium (EMIM) -, 1-isopropyl-3-methylimidazolium-, 1 - Butyl-3
  • Suitable catalysts of the general formula (II) are those which have a 1,3-dimethylimidazolinium, 1-ethyl-3-methylimidazolinium, 1-butyl-3- methylimidazolium- 1,3-bis- (2,6-diisopropylphenyl) imidazolinium- or 1,3-bis (2,4,6-trimethylphenyl) imidazolinium-1 - (1-adamantyl) -3- (2,4,6 -trimethylphenyl) imidazolinium-,
  • the catalysts C) present in the compositions according to the invention contain any inorganic and / or organic anions, such as. B. halide, sulfate, hydroxysulfate, sulfite, nitrate, carbonate, hydrogen carbonate, aryl sulfonate, alkyl sulfonate, trifluoromethyl sulfonate, alkyl sulfate, phosphate, dialkyl phosphate, hexafluorophosphate, hexafluorophosphate, trifluoromethyl borate, Bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, dicyanamide and / or carboxylate anions.
  • the counterion to the imidazolium and imidazolinium cations can also be a carboxylate group (COO) which is bonded directly to the imidazolium cation as R 7 of the general formula (I), the catalyst C) in this case in the form of a zwitterionic Has structure.
  • COO carboxylate group
  • Suitable catalysts C) for the compositions according to the invention are, for example, 1,3-dimethylimidazolium chloride, 1,3-dimethylimidazolium-2-carboxylate,
  • 1,3-Dimethylimidazolium dimethylphosphate 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride, 1-ethyl-3-methylimidazolium bromide, 1-ethyl-3-methylimidazolium iodide, 1-ethyl-3-methylimidazolium nitrate, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium 3-methylimidazolium methanesulphonate, 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulphonate, 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoro (trifluoromethyl) borate, 1-ethyl-3-methylimidazolium hydrogen sulphate, 1-methyl-1-methyl-ethanesulphate 1-methyl-1-methyl-eimidazolium-1-methyl-1-methyl-eimidazolium Ethyl 3-methylimidazolium tetrafluoroborate,
  • catalysts C) are imidazolium salts of the type mentioned with carboxylate anions, very particularly preferably 1,3-dimethylimidazolium-2-carboxylate, 1-ethyl-3-methylimidazolium-2-carboxylate, 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate, 1 - Butyl 3-methylimidazolium-2-carboxylate and / or 1-butyl-3-methylimidazolium acetate.
  • the catalysts C) come in the process according to the invention either individually or as mixtures of at least two such catalysts in an amount of 0.001 to 15% by weight, preferably 0.005 to 12% by weight, particularly preferably 0.01 to 10% by weight, based on the total weight of components A) and B), excluding any solvents, auxiliaries or additives present in these components.
  • co-catalytically active compounds can also be used in the process according to the invention for controlling the selectivity of the uretdione reaction.
  • organic zinc salts such as. B. zinc (II) stearate, zinc (II) n-octanoate, zinc (II) -2-ethyl-1-hexanoate, zinc (II) naphthenate or zinc (II) acetylacetonate, which are used individually or as mixtures of at least two such co-catalysts, if at all in an amount of 0.01 to 100 mol%, based on the amount of catalyst C).
  • the preferred co-catalyst is zinc (II) acetylacetonate.
  • the method according to the invention is outstandingly suitable for the production of polyurethane plastics and is used for this.
  • the process according to the invention is preferably used for the production of coating compositions.
  • compositions preferably coating agents, contain either at least one component A) having at least one uretdione group, at least one component B) having at least one thiol group and at least one catalyst C) with an imidazolium or imidazolinium structure as well optionally further auxiliaries and additives or containing at least one, at least one polyaddition compound A2) which, in solvent-free form, has a free isocyanate group content of less than 5% by weight, at least one component B containing at least one hydroxyl and / or thiol group ) and at least one catalyst C) with an imidazolium or imidazolinium structure and, if appropriate, further auxiliaries and additives, likewise a subject of the invention.
  • the at least one polyaddition compound A2) in solvent-free form preferably has a content of free isocyanate groups of less than 2% by weight and particularly preferably less than 1% by weight. Polyaddition compounds A2) free of isocyanate groups are very particularly preferred.
  • compositions according to the invention are cured, depending on the activity of the catalyst used, generally in the temperature range from 20 to 200 ° C., preferably from 60 to 180 ° C., particularly preferably from 70 to 170 ° C. and very particularly preferably from 80 to 160 ° C., preferably over a period of 1 minute up to 12 hours, preferably 10 minutes to 3 hours.
  • the uretdione groups originally contained in component A) generally react completely to form allophanate groups and / or thioallophanate groups and, if appropriate, isocyanurate groups.
  • Another object of the invention is the use of at least one composition according to the invention for the production of polyurethane plastics.
  • the invention also provides the use of at least one composition according to the invention for the production of coating agents.
  • any substrates can be used as substrates for the coatings formulated with the aid of the compositions according to the invention, such as, for. B. metal, wood, glass, stone, ceramic materials, concrete, hard and flexible plastics, textiles, leather and paper, which can optionally be hen verses with conventional primers before coating.
  • coating agents comprising at least one composition according to the invention and a substrate coated with a coating agent according to the invention which is optionally cured under the action of heat.
  • compositions formulated with the compositions according to the invention which optionally contain the usual auxiliaries and additives known to the person skilled in the art from paint technology, such as.
  • the invention also relates to polyurethane plastics, preferably coatings, which have been obtained by using the coating agents described above.
  • the NCO contents were determined titrimetrically in accordance with DIN EN ISO 1 1909: 2007-05.
  • the residual monomer contents were measured according to DIN EN ISO 10283: 2007-1 1 by gas chromatography using an internal standard.
  • compositions of the uretdione model compounds were determined by gel permeation chromatography based on DIN 55672-1: 2016-03 (gel permeation chromatography (GPC) - Part 1: tetrahydrofuran (THF) as eluent), with the change that with a flow rate of 0, 6 ml / min instead of 1.0 ml / min was worked.
  • GPC gel permeation chromatography
  • THF tetrahydrofuran
  • the König pendulum damping was determined in accordance with DIN EN ISO 1522: 2007-04 on glass plates.
  • uretdione byproducts formed during the curing of the compositions according to the invention were determined using protocone-decoupled 13 C-NMR spectra (recorded using CDCl3 as solvent on a Bruker DPX-400 device).
  • the individual structural elements show the following chemical shifts (in ppm): uretdione: 157.1; Isocyanurate: 148.4; Allophanate: 155.7 and 153.8.
  • the solvent resistance was determined using xylene as a typical paint solvent.
  • xylene as a typical paint solvent.
  • a small amount of the solvent was placed in a test tube and a cotton swab was attached to the opening so that an atmosphere saturated with xylene was created inside the test tube.
  • HDI-UD1 HDI uretdione model connection
  • HDI-UD2 polvuretdione crosslinker
  • PDI 1,5-diisocyanatopentane
  • HDI 1,6-diisocyanatohexane
  • HDI-UD2 HDI polyurethane crosslinker
  • HDI-UD2 the HDI polyurethane crosslinker
  • a coating agent 148.6 g (0.191 eq) of the HDI polyurethane crosslinker (HDI-UD2) corresponding to an equivalent ratio of thiol groups to uretdione groups of 1.1: 1 to form a coating agent and after adding 2.0 g (12.1 mmol, 1.0%) 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate as a catalyst was applied to a degreased glass plate using a paint dumbbell in an application layer thickness of 150 ⁇ m. After flashing off at room temperature for 15 minutes, the paint was cured within 30 minutes at 100.degree.
  • HDI-UD2 the HDI polyurethane crosslinker
  • a smooth, colorless-transparent coating was obtained which had a pendulum damping of 160 s and a xylene resistance of 1-2.

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Abstract

The invention relates to a process of preparing allophanate- and/or thioallophanate group-containing compounds comprising the following steps: reacting A) at least one component having at least one uretdione group with B) at least one component having at least one hydroxyl and/or thiol group, in the presence C) of at least one catalyst, containing a structural element of the general formulae (I) and/or (II), wherein R1, R2, R3, R4, R5 and R6 independently of each other represent the same or different radicals meaning saturated or unsaturated, linear or branched, aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic organic radicals with 1 to 18 carbon atoms that are substituted or unsubstituted and/or have heteroatoms in the chain, the radicals being capable of forming, even when combined with each other and optionally together with an additional heteroatom, rings with 3 to 8 carbon atoms that can optionally be further substituted, wherein R3, R4, R5 and R6 independently of each other also can represent hydrogen, and R7 represents hydrogen or a carboxylate anion (COO-), the at least one component A) having at least one uretdione group being polyaddition compounds A2) that can be obtained by reacting isocyanate-functional uretdione groups A1) with alcohols and/or amines that have a free isocyanate group content of less than 5 wt.% in their solvent-free form.

Description

Verfahren zur Herstellung von Allophanat- und/oder Thioallophanataruppen enthaltenden Verbindungen Process for the preparation of compounds containing allophanate and / or thioallophanate groups
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Allophanat- und/oder Thioallophanatgruppen enthaltenden Verbindungen, Uretdiongruppen enthaltende Zusammensetzungen und die Verwendung dieser Zusammensetzungen zur Herstellung von Polyurethan-Kunststoffen oder Beschichtungen. Außerdem betrifft die Erfindung Beschichtungsmittel, enthaltend die Zusammensetzungen, und mit dem Beschichtungsmittel beschichtete Substrate. The present invention relates to a process for the production of compounds containing allophanate and / or thioallophanate groups, compositions containing uretdione groups and the use of these compositions for the production of polyurethane plastics or coatings. The invention also relates to coating compositions containing the compositions and substrates coated with the coating composition.
Uretdiongruppen enthaltende Polyadditionsprodukte sind als Vernetzerkomponenten für thermisch vernetzbare Polyurethan (PUR)-Lack- und Klebstoffzusammensetzungen bekannt. Als Vernetzungsprinzip dient bei diesen Produkten die thermische Ringöffnung der Uretdiongruppen zu Isocyanatgruppen und deren Reaktion mit einem hydroxyfunktionellen oder aminofunktionellen Bindemittel. Polyaddition products containing uretdione groups are known as crosslinking components for thermally crosslinkable polyurethane (PUR) lacquer and adhesive compositions. The crosslinking principle used in these products is the thermal ring opening of the uretdione groups to form isocyanate groups and their reaction with a hydroxy-functional or amino-functional binder.
In der Praxis finden Uretdiongruppen enthaltende Vernetzer heute fast ausschließlich zur Herstellung abspalterfreier Polyurethan-(PUR)-Pulverlacke Verwendung (z. B. DE-A 2 312 391 , DE-A 2 420 475, EP-A 0 045 994, EP-A 0 045 996, EP-A 0 045 998, EP-A 0 639 598 oder EP-A 0 669 353). Die Verwendung Uretdiongruppen enthaltender Polyurethane als Vernetzerkomponenten für lösemittelhaltige oder wäßrige Einkomponentensystem ist zwar ebenfalls bereits beschrieben (z. B. WO 99/1 1690, WO 2014/053269), unter anderem aufgrund der vergleichsweise geringen Reaktivität der in Form von Uretdionstrukturen intern blockiert vorliegenden Isocyanatgruppen, die in Kombination mit Polyolen in der Regel Einbrenntemperaturen von mindestens 160°C erforderlich macht, konnten sich solche Systeme im Markt bisher aber nicht durchsetzen. In practice, crosslinkers containing uretdione groups are used today almost exclusively for the production of split-free polyurethane (PUR) powder coatings (e.g. DE-A 2 312 391, DE-A 2 420 475, EP-A 0 045 994, EP-A 0 045 996, EP-A 0 045 998, EP-A 0 639 598 or EP-A 0 669 353). The use of polyurethanes containing uretdione groups as crosslinking components for solvent-borne or aqueous one-component systems has also already been described (e.g. WO 99/1 1690, WO 2014/053269), partly because of the comparatively low reactivity of the isocyanate groups which are internally blocked in the form of uretdione structures , which generally requires baking temperatures of at least 160 ° C in combination with polyols, such systems have so far not been able to establish themselves on the market.
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die Aushärtetemperaturen Uretdiongruppen enthaltender Lacksysteme durch Einsatz geeigneter Katalysatoren zu erniedrigen. Zu diesem Zweck wurden bereits unterschiedliche Verbindungen vorgeschlagen, beispielsweise die aus der Polyurethanchemie bekannten metallorganischen Katalysatoren, wie Zinn(ll)-acetat, Zinn(ll)-octoat, Zinn(ll)-ethylcaproat, Zinn(ll)-Iaurat, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinnmaleat (z.B. EP-A 0 045 994, EP-A 0 045 998, EP-A 0 601 079, WO 91/07452 oder DE-A 2 420 475), Eisen(lll)-chlorid, Zink chlorid, Zink-2-ethylcaproat und Molybdänglykolat, tertiäre Amine, wie Triethylamin, Pyridin, Methylpyridin, Benzyldimethylamin, N,N-Endoethylenpiperazin, N-Methylpiperidin, Pentamethyldiethylentriamin, N,N-Dimethylaminocyclohexan und N,N'-Dimethylpiperazin (z.B. EP-A 0 639 598) oder N,N,N'-thsubstituierte Amidine, insbesondere bicyclische Amidine, wie 1 ,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en (DBN) und 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec- 7ene (DBU) (z.B. EP-A 0 803 524 oder WO 201 1/1 15669). Von diesen Katalysatoren erlauben die genannten bicyclischen Amidine die niedrigsten Einbrenntemperaturen. Sie führen gleichzeitig jedoch zu einer für viele Anwendungsbereiche inakzeptabel hohen Vergilbung. There has been no lack of attempts to lower the curing temperatures of lacquer systems containing uretdione groups by using suitable catalysts. Various compounds have already been proposed for this purpose, for example the organometallic catalysts known from polyurethane chemistry, such as tin (II) acetate, tin (II) octoate, tin (II) ethyl caproate, tin (II) laurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate , Dibutyltin maleate (e.g. EP-A 0 045 994, EP-A 0 045 998, EP-A 0 601 079, WO 91/07452 or DE-A 2 420 475), iron (III) chloride, zinc chloride, zinc 2-ethylcaproate and molybdenum glycolate, tertiary amines, such as triethylamine, pyridine, methylpyridine, benzyldimethylamine, N, N-endoethylene piperazine, N-methylpiperidine, pentamethyldiethylenetriamine, N, N-dimethylaminocyclohexane and EP N, N'-598-A639- ) or N, N, N'-th-substituted amidines, especially bicyclic amidines, such as 1, 5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene (DBN) and 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7ene ( DBU) (e.g. EP-A 0 803 524 or WO 201 1/1 15669). Of these catalysts, the bicyclic amidines mentioned allow the lowest stoving temperatures. At the same time, however, they lead to yellowing which is unacceptably high for many areas of application.
Nach der Lehre der EP-A 1 137 689 werden Lewissäure-Katalysatoren, wie z.B. die vorstehend genannten Zinn- oder Zinkverbindungen, durch saure Gruppen, wie z.B. Carboxylgruppen, inhibiert. Ihre volle katalytische Aktivität können sie in einem Uretdion System daher nur entfalten, wenn das eingesetzte hydroxyfunktionelle Bindemittel frei von Carboxylgruppen ist. Dies lässt sich beispielsweise durch gleichzeitige Zugabe einer ausreichenden Menge eines gegenüber Carboxylgruppen reaktiven Agens, beispielsweise eines Carbodiimids oder eines Epoxids, erreichen. According to the teaching of EP-A 1 137 689, Lewis acid catalysts, such as the tin or zinc compounds mentioned above, are inhibited by acid groups such as carboxyl groups. They can therefore only develop their full catalytic activity in a uretdione system if the hydroxy-functional binder used is free from carboxyl groups. This can be achieved, for example, by simultaneously adding a sufficient amount of an agent which is reactive towards carboxyl groups, for example a carbodiimide or an epoxide.
In Abwesenheit von Carboxylgruppen bzw. unter Mitverwendung einer gegenüber Carboxylgruppen reaktiven Verbindung stellen auch quarternäre Ammoniumhydroxide und Ammoniumfluoride (z. B. EP-A 1 334 987), Ammoniumcarboxylate (z. B. EP-A 1 475 399, EP-A 1 522 547), Phosphoniumhydroxide, -alkoholate oder -carboxylate (z. B. WO 2005/085315) oder Metallhydroxide und -alkoholate (z. B. EP-A 1 475 400) geeignete Katalysatoren dar, mit denen sich die Aushärtetemperatur von Uretdionsystemen deutlich absenkenlässt. In the absence of carboxyl groups or with the use of a compound which is reactive towards carboxyl groups, quaternary ammonium hydroxides and ammonium fluorides (e.g. EP-A 1 334 987), ammonium carboxylates (e.g. EP-A 1 475 399, EP-A 1 522) are also available 547), phosphonium hydroxides, alcoholates or carboxylates (e.g. WO 2005/085315) or metal hydroxides and alcoholates (e.g. EP-A 1 475 400) are suitable catalysts with which the curing temperature of uretdione systems can be significantly reduced .
Prinzipiell kann eine Uretdionstruktur bei der Aushärtung auf zwei Arten reagieren, der vollständigen Aufspaltung zu zwei Isocyan atgruppen, die im Weiteren mit zwei Hydroxylgruppen des Polyols Urethangruppen bilden, oder einer nur einseitigen Ringöffnung mit nur einer Hydroxylgruppe des Polyols unter Bildung einer Allophanatstruktur. In der Regel laufen in katalysierten Uretdionsystemen beide Reaktionen nebeneinander ab, wobei sich die Präferenz zwischen beiden Reaktionsprodukten mit den Aushärtebedingungen, insbesondere der Temperatur, verschiebt. Gleichzeitig ist häufig auch in unterschiedlichem Umfang die Trimerisierung von Isocyan atgruppen zu Isocyanuratstrukturen zu beobachten. In principle, a uretdione structure can react in two ways during curing, the complete splitting into two isocyanate groups, which subsequently form urethane groups with two hydroxyl groups of the polyol, or a ring opening only on one side with only one hydroxyl group of the polyol to form an allophanate structure. As a rule, both reactions take place side by side in catalyzed uretdione systems, the preference between the two reaction products shifting with the curing conditions, in particular the temperature. At the same time, the trimerization of isocyanate groups to give isocyanurate structures can often be observed to varying degrees.
Dieses nicht eindeutig definierte Aushärteverhalten der Uretdione erschwert in der Praxis die Einstellung der optimalen Stöchiometrie zwischen Uretdionvernetzer und Polyol und trägt zur geringen Verbreitung niedrigtemperaturvernetzender Uretdionsysteme bei. This not clearly defined curing behavior of the uretdiones makes it difficult in practice to set the optimal stoichiometry between uretdione crosslinker and polyol and contributes to the low spread of low temperature crosslinking uretdione systems.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, neue Katalysatoren zur Erniedrigung der Aushärtetemperatur von Uretdionsystemen zur Verfügung zu stellen, die zu einer möglichst vollständigen Umsetzung der Uretdionstrukturen führen und dabei unabhängig von der Aushärtetemperatur ein festes Verhältnis der Reaktionsprodukte liefern. The object of the present invention was therefore to provide new catalysts for lowering the hardening temperature of uretdione systems, which lead to the most complete conversion of the uretdione structures and thereby provide a fixed ratio of the reaction products regardless of the hardening temperature.
Diese Aufgabe konnte durch die Bereitstellung der nachfolgend näher beschriebenen, katalysierten Uretdiongruppen enthaltenden Zusammensetzungen gelöst werden. Die vorliegende Erfindung basiert auf der überraschenden Beobachtung, dass spezielle Salze mit Imidazolium- oder Dihydroimidazolium-Struktur hochwirksame Katalysatoren für die Umsetzung von Uretdionen mit Alkoholen und/oder Thiolen darstellen, wobei unabhängig von der gewählten Temperatur ausschließlich Allophanat-, Thioallophanat- und gegebenenfalls Isocyanuratstrukturen in einem festen Verhältnis gebildet werden.It was possible to achieve this object by providing the compositions containing catalyzed uretdione groups described in more detail below. The present invention is based on the surprising observation that special salts with an imidazolium or dihydroimidazolium structure are highly effective catalysts for the reaction of uretdiones with alcohols and / or thiols, with only allophanate, thioallophanate and optionally isocyanurate structures in a fixed ratio.
Derartige Katalysatoren sind bekannt und wurden in der Vergangenheit auch schon in der Polyurethanchemie eingesetzt. Auch die WO 201 1/061314 beschreibt Imidazoliumsalze als eine mögliche Alternative zu toxikologisch bedenklichen Zinn-Katalysatoren, wie z. B. Dibutylzinndilaurat (DBTL), für die Umsetzung von Isocyanaten mit Polyolen bei der Polyurethansynthese. Zwar werden in dieser Veröffentlichung innerhalb einer langen Liste möglicher Ausgangspolyisocyanate für die Urethanisierung auch solche mit Uretdionstruktur pauschal genannt, es findet sich jedoch der gesamten Veröffentlichung keinerlei Hinweis auf die besondere Eignung von Imidazolium- und Dihydroimidazoliumverbindungen als Katalysatoren zur selektiven Uretdionspaltung unter Bildung von Allophanat- oder Thioallophanatstrukturen. Such catalysts are known and have also been used in polyurethane chemistry in the past. WO 201 1/061314 also describes imidazolium salts as a possible alternative to toxicologically questionable tin catalysts, such as. B. dibutyltin dilaurate (DBTL), for the reaction of isocyanates with polyols in polyurethane synthesis. Although this publication includes a blanket list of possible starting polyisocyanates for urethanization including those with a uretdione structure, there is no mention of the particular suitability of imidazolium and dihydroimidazolium compounds as catalysts for selective uretdione cleavage with the formation of allophanate or Thioallophanate structures.
Offenbart ist ein Verfahren zur Herstellung von Allophanat- und/oder Thioallophanatgruppen enthaltenden Verbindungen umfassend Umsetzung von Disclosed is a process for the preparation of compounds containing allophanate and / or thioallophanate groups comprising reaction of
A) mindestens einer, mindestens eine Uretdiongruppe aufweisenden Komponente mit A) at least one component containing at least one uretdione group
B) mindestens einer, mindestens eine Hydroxyl- und/oder Thiolgruppe aufweisenden Komponente in Gegenwart B) at least one component having at least one hydroxyl and / or thiol group in the presence
C) mindestens eines Katalysators, enthaltend ein Strukturelement der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II) C) at least one catalyst containing a structural element of the general formulas (I) and / or (II)
in welchen in which
R1, R2, R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander für gleiche oder verschiedene Reste stehen, die gesättigte oder ungesättigte, lineare oder verzweigte, aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische organische Reste mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeuten, die substituiert oder unsubstituiert sind und/oder Heteroatome in der Kette aufweisen, wobei die Reste auch in Kombination untereinander gegebenenfalls gemeinsam mit einem weiteren Heteroatom Ringe mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen bilden können, die gegebenenfalls weiter substituiert sein können, wobei R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 independently represent identical or different radicals which are saturated or unsaturated, linear or branched, aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic organic radicals having 1 to 18 carbon atoms , which are substituted or unsubstituted and / or have heteroatoms in the chain, the radicals also in combination with one another, optionally together with another Can form heteroatom rings with 3 to 8 carbon atoms, which can optionally be further substituted, wherein
R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander auch für Wasserstoff stehen können, und R 3 , R 4 , R 5 and R 6 can independently also represent hydrogen, and
R7 für Wasserstoff oder ein Carboxylat-Anion (COO ) steht. R 7 represents hydrogen or a carboxylate anion (COO).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Allophanat- und/oder Thioallophanatgruppen enthaltenden Verbindungen umfassend Umsetzung vonThe present invention relates to a process for the preparation of compounds containing allophanate and / or thioallophanate groups, comprising the reaction of
A) mindestens einer, mindestens eine Uretdiongruppe aufweisenden Komponente mitA) at least one component containing at least one uretdione group
B) mindestens einer, mindestens eine Hydroxyl- und/oder Thiolgruppe aufweisenden Komponente in Gegenwart B) at least one component having at least one hydroxyl and / or thiol group in the presence
C) mindestens eines Katalysators, enthaltend ein Strukturelement der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II) C) at least one catalyst containing a structural element of the general formulas (I) and / or (II)
in welchen in which
R1, R2, R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander für gleiche oder verschiedene Reste stehen, die gesättigte oder ungesättigte, lineare oder verzweigte, aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische organische Reste mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeuten, die substituiert oder unsubstituiert sind und/oder Heteroatome in der Kette aufweisen, wobei die Reste auch in Kombination untereinander gegebenenfalls gemeinsam mit einem weiteren Heteroatom Ringe mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen bilden können, die gegebenenfalls weiter substituiert sein können, wobei R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 independently represent identical or different radicals which are saturated or unsaturated, linear or branched, aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic organic radicals having 1 to 18 carbon atoms , which are substituted or unsubstituted and / or have heteroatoms in the chain, the radicals also in combination with one another, optionally together with another heteroatom, can form rings with 3 to 8 carbon atoms, which can optionally be further substituted, where
R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander auch für Wasserstoff stehen können, und R 3 , R 4 , R 5 and R 6 can independently also represent hydrogen, and
R7 für Wasserstoff oder ein Carboxylat-Anion (COO ) steht, wobei es sich bei der mindestens einen, mindestens eine Uretdiongruppe aufweisenden Komponente A) um durch Umsetzung isocyanatfunktioneller Uretdiongruppen enthaltender Verbindungen A1 ) mit Alkoholen und/oder Aminen erhältliche Polyadditionsverbindungen A2) handelt, die in lösemittelfreier Form einen Gehalt an freien Isocyanatgruppen von weniger als 5 Gew.-% aufweisen. Erfindungsgemäß bedeuten die Bezugnahmen auf „umfassend“, „enthaltend“ usw. bevorzugt„im Wesentlichen bestehend aus“ und ganz besonders bevorzugt„bestehend aus“. Die in den Patentansprüchen und in der Beschreibung genannten weiteren Ausführungsformen können beliebig kombiniert werden, sofern sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt. R 7 stands for hydrogen or a carboxylate anion (COO), with the at least one component A) having at least one uretdione group being polyaddition compounds A2) obtainable by reacting isocyanate-functional uretdione groups with compounds A1) with alcohols and / or amines, which in solvent-free form have a content of free isocyanate groups of less than 5% by weight. According to the invention, the references to “comprising”, “containing” etc. preferably mean “essentially consisting of” and very particularly preferably “consisting of”. The further embodiments mentioned in the patent claims and in the description can be combined as desired, unless the context clearly indicates the opposite.
Bei der Uretdiongruppe aufweisenden Komponente A) handelt es sich um beliebige, gegebenenfalls isocyanatfunktionelle Uretdiongruppen enthaltende Verbindungen A1 ), wie sie nach an sich bekannten Methoden, beispielsweise durch Oligomerisierung monomerer Isocyanate, erhältlich sind, und/oder durch Umsetzung isocyanatfunktioneller Uretdiongruppen enthaltender Verbindungen A1 ) mit Alkoholen und/oder Aminen erhältliche Polyadditionsverbindungen A2). The uretdione-containing component A) is any desired, optionally isocyanate-functional uretdione-containing compounds A1), as are obtainable by methods known per se, for example by oligomerizing monomeric isocyanates, and / or by reacting compounds A1) containing isocyanate-functional uretdione groups Polyaddition compounds A2) obtainable from alcohols and / or amines.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich bei der mindestens einen, mindestens eine Uretdiongruppe aufweisenden Komponente A) um eine durch Umsetzung isocyanatfunktioneller Uretdiongruppen enthaltender Verbindungen A1 ) mit Alkoholen und/oder Aminen erhältliche Polyadditionsverbindungen A2). In the process according to the invention, the at least one component A) containing at least one uretdione group is a polyaddition compound A2) obtainable by reacting compounds A1) containing isocyanate-functional uretdione groups with alcohols and / or amines.
Geeignete Isocyanate zur Herstellung der Uretdiongruppen enthaltenden Verbindungen A1 ) sind beliebige, auf verschiedene Weise, beispielsweise durch Phosgenierung in der Flüssig- oder Gasphase oder auf phosgenfreien Weg, wie z. B. durch thermische Urethanspaltung, zugängliche Mono-, Di- und Triisocyanate mit aliphatisch, cycloaliphatisch, araliphatisch und/oder aromatisch gebundenen Isocyanatgruppen. Suitable isocyanates for the preparation of the uretdione-containing compounds A1) are any, in various ways, for example by phosgenation in the liquid or gas phase or by phosgene-free route, such as. B. by thermal urethane cleavage, accessible mono-, di- and triisocyanates with aliphatically, cycloaliphatically, araliphatically and / or aromatically bound isocyanate groups.
Bevorzugte Monoisocyanate sind solche des Molekulargewichtsbereichs 99 bis 300, wie z. B. n-Butylisocyanat, n-Amylisocyanat, n-Hexylisocyanat, n-Heptylisocyanat, n- Octylisocyanat, Undecylisocyanat, Dodecylisocyanat, Tetradecylisocyanat, Cetylisocyanat, Stearylisocyanat, Cyclopentylisocyanat, Cyclohexylisocyanat, 3- bzw. 4- Methylcyclohexylisocyanat, Benzylisocyanat, Phenylisocyanat oder Naphtylisocyanat. Preferred monoisocyanates are those of the molecular weight range 99 to 300, such as. B. n-butyl isocyanate, n-amyl isocyanate, n-hexyl isocyanate, n-heptyl isocyanate, n-octyl isocyanate, undecyl isocyanate, dodecyl isocyanate, tetradecyl isocyanate, cetyl isocyanate, stearyl isocyanate, cyclopentyl isocyanate, cyclohexyl isocyanate, 3- or 4-methylcyclohexyl isocyanate, phenyl isocyanate or naphyl isocyanate, phenyl isocyanate, or naphthyl isocyanate, phenyl isocyanate, phenyl isocyanate, phenyl isocyanate, phenyl isocyanate, phenyl isocyanate, 3- and 4- methyl-cyclohexyl isocyanate, naphthyl isocyanate, n-heptyl isocyanate, n-octyl isocyanate, phenyl isocyanate, phenyl isocyanate, 3- and 4- methylcyclohexyl isocyanate, phenyl isocyanate, phenyl isocyanate, phenyl isocyanate, phenyl isocyanate, phenyl isocyanate, n-heptyl isocyanate, n-octyl isocyanate.
Bevorzugte Diisocyanate sind solche des Molekulargewichtsbereichs 140 bis 400, wie z.B. 1 ,4-Diisocyanatobutan, 1 ,5-Diisocyanatopentan (Pentamethylendiisocyanat, PDI),Preferred diisocyanates are those of the molecular weight range 140 to 400, such as 1,4-diisocyanatobutane, 1,5-diisocyanatopentane (pentamethylene diisocyanate, PDI),
1 .6-Diisocyanatohexan (Hexamethylendiisocyanat, HDI), 2-Methyl-1 ,5- diisocyanatopentan, 1 ,5-Diisocyanato-2,2-dimethyl-pentan, 2,2,4- bzw. 2,4,4-Trimethyl-1,6-Diisocyanatohexane (hexamethylene diisocyanate, HDI), 2-methyl-1,5-diisocyanatopentane, 1,5-diisocyanato-2,2-dimethylpentane, 2,2,4- and 2,4,4-trimethyl -
1 .6-diisocyanatohexan, 1 ,10-Diisocyanatodecan, 1 ,3- und 1 ,4-Diisocyanatocyclohexan, 1 ,3- und 1 ,4-Bis-(isocyanatomethyl)-cyclohexan, 1 ,3-Diisocyanato-2(4)-methylcyclohexan, 1 -lsocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan (Isophorondiisocyanat, IPDI), 2,4’- und 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan (H12-MDI), 4,4'-Diisocyanato-3,3'- dimethyldicyclohexylmethan, 4,4'-Diisocyanato-3,3',5,5'-tetramethyldicyclohexylmethan, 4,4'-Diisocyanato-1 ,1 '-bi(cyclohexyl), 4,4'-Diisocyanato-3,3'-dimethyl-1 ,1 '-bi(cyclohexyl), 4,4'-Diisocyanato-2,2',5,5,-tetra-methyl-1 ,1 '-bi(cyclohexyl), 1 ,8-Diisocyanato-p-menthan, 1 .3-Diisocyanatoadamantan, 1 ,3-Dimethyl-5,7-diisocyanatoadamantan, 1 -lsocyanato-1 - methyl-4(3)isocyanato-methylcyclohexan, Bis-(isocyanatomethyl)-norbornan (NBDI), 1 ,3- und 1 ,4-Bis(isocyanatomethyl)benzol (Xylylendiisocyanat, XDI), 1 ,3- und 1 ,4-Bis(2- isocyanatopropan-2-yl)benzol (Tetramethylxylylendiisocyanat, TMXDI), 1 ,3- Bis(isocyanatomethyl)-4-methylbenzol, 1 ,3-Bis(isocyanatomethyl)-4-ethylbenzol, 1 ,3- Bis(isocyanatomethyl)-5-methylbenzol, 1 ,3-Bis(isocyanatomethyl)-4,5-dimethylbenzol,1, 6-diisocyanatohexane, 1, 10-diisocyanatodecane, 1, 3- and 1, 4-diisocyanatocyclohexane, 1, 3- and 1, 4-bis- (isocyanatomethyl) -cyclohexane, 1, 3-diisocyanato-2 (4) methylcyclohexane, 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (isophorone diisocyanate, IPDI), 2,4'- and 4,4'-diisocyanatodicyclohexylmethane (H12-MDI), 4,4'-diisocyanato-3 , 3'-dimethyldicyclohexyl methane, 4,4'-diisocyanato-3,3 ', 5,5'-tetramethyldicyclohexyl methane, 4,4'-diisocyanato-1, 1' -bi (cyclohexyl), 4,4'-diisocyanato-3 , 3'-dimethyl-1, 1 '-bi (cyclohexyl), 4,4'-diisocyanato-2,2', 5,5 , -tetra-methyl-1, 1 '-bi (cyclohexyl), 1, 8 -Diisocyanato-p-menthane, 1,3-diisocyanatoadamantane, 1,3-dimethyl-5,7-diisocyanatoadamantane, 1-isocyanato-1-methyl-4 (3) isocyanato-methylcyclohexane, bis- (isocyanatomethyl) -norbornane (NBDI), 1, 3- and 1, 4-bis (isocyanatomethyl) benzene (xylylene diisocyanate, XDI), 1, 3- and 1, 4-bis (2- isocyanatopropan-2-yl) benzene (tetramethylxylylene diisocyanate, TMXDI), 1, 3- bis (isocyanatomethyl) - 4-methylbenzene, 1,3-bis (isocyanatomethyl) -4-ethylbenzene, 1,3-bis (isocyanatomethyl) -5-methylbenzene, 1,3-bis (isocyanatomethyl) -4,5-dimethylbenzene,
1 .4-Bis(isocyanatomethyl)-2,5-dimethylbenzol, 1 ,4-Bis(isocyanatomethyl)-2, 3,5,6- tetramethylbenzol, 1 ,3-Bis(isocyanatomethyl)-5-tert.-butylbenzol, 1 ,3-1,4-bis (isocyanatomethyl) -2,5-dimethylbenzene, 1,4-bis (isocyanatomethyl) -2, 3,5,6-tetramethylbenzene, 1,3-bis (isocyanatomethyl) -5-tert-butylbenzene, 1, 3-
Bis(isocyanatomethyl)-4-chlorbenzol, 1 ,3-Bis(isocyanatomethyl)-4,5-dichlorbenzol, 1 ,3- Bis(isocyanatomethyl)-2,4,5,6-tetrachlorbenzol, 1 ,4-Bis(isocyanatomethyl)-2, 3,5,6- tetrachlorbenzol, 1 ,4-Bis(isocyanatomethyl)-2,3,5,6-tetrabrombenzol, 1 ,4-Bis(2- isocyanatoethyl)benzol und 1 ,4-Bis(isocyanatomethyl)naphthalin, 1 ,2-, 1 ,3- und 1 ,4- Diisocyanatobenzol (Phenylendiisocyanat), 2,4- und 2,6-Diisocyanatotoluol (Toluylendiisocyanat, TDI), 2,3,5,6-Tetramethyl-1 ,4-diisocyanatobenzol, die isomeren Diethylphenylendiisocyanate, Diisopropylphenylendiisocyanate,Bis (isocyanatomethyl) -4-chlorobenzene, 1,3-bis (isocyanatomethyl) -4,5-dichlorobenzene, 1,3-bis (isocyanatomethyl) -2,4,5,6-tetrachlorobenzene, 1,4-bis (isocyanatomethyl ) -2, 3,5,6-tetrachlorobenzene, 1,4-bis (isocyanatomethyl) -2,3,5,6-tetrabromobenzene, 1,4-bis (2-isocyanatoethyl) benzene and 1,4-bis (isocyanatomethyl) ) naphthalene, 1, 2-, 1, 3- and 1, 4- diisocyanatobenzene (phenylene diisocyanate), 2,4- and 2,6-diisocyanatotoluene (tolylene diisocyanate, TDI), 2,3,5,6-tetramethyl-1, 4-diisocyanatobenzene, the isomeric diethylphenylene diisocyanates, diisopropylphenylene diisocyanates,
Diisododecylphenylendiisocyanate und Biphenyldiisocyanate, 3,3'-Dimethoxybiphenyl- 4,4'-diisocyanat, 2,2‘-, 2,4'- und 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan (MDI), 3,3'-Diisododecylphenylene diisocyanates and biphenyl diisocyanates, 3,3'-dimethoxybiphenyl- 4,4'-diisocyanate, 2,2‘-, 2,4'- and 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane (MDI), 3,3'-
Dimethyldiphenylmethan-4,4'-diisocyanat, 4,4'-Diisocyanatodiphenylethan, 1 ,5- Diisocyanatonaphthalin (Naphthylendiisocyanat, NDI), Diphenyletherdiisocyanat, Ethylenglycoldiphenyletherdiisocyanat, Diethylenglycoldiphenyletherdiisocyanat, 1 ,3- Propylenglycoldiphenyletherdiisocyanat, Benzophenondiisocyanat, T riisocyanatobenzol, 2,4,6-T riisocyanatotoluol, T rimethylbenzoltriisocyanat, Diphenylmethan-2,4,4'-triisocyanat, 3-Methyldiphenylmethan-4,6,4'-triisocyanat, die isomeren Naphthalintriisocyanate und Methylnaphthalindiisocyanate, Triphenylmethantriisocyanat oder 2,4-Diisocyanato-1 -[(5- isocyanato-2-methylphenyl)methyl]benzol. Dimethyldiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 4,4'-diisocyanatodiphenylethane, 1,5-diisocyanatonaphthalene (naphthylene diisocyanate, NDI), diphenyl ether diisocyanate, ethylene glycol diphenyl ether diisocyanate, diethylene glycol diphenyl ether diisocyanate, tylenol diphenyl ether diisocyanate, benzene-2,4-glycol ether diisocyanate, benzene-2,4-glycol ether diisocyanate, 1,3-propylene glycol diisocyanate, 2,4-benzene glycol diisocyanate. Triisocyanatotoluene, trimethylbenzene triisocyanate, diphenylmethane-2,4,4'-triisocyanate, 3-methyldiphenylmethane-4,6,4'-triisocyanate, the isomeric naphthalene triisocyanates and methylnaphthalene diisocyanates, triphenylmethane triisocyanate or 2,4-diisocyanato-1 - [(5- isocyanato-2-methylphenyl) methyl] benzene.
Weitere ebenfalls geeignete Diisocyanate finden sich darüber hinaus beispielsweise in Justus Liebigs Annalen der Chemie Band 562 (1949) S. 75 - 136. Further, likewise suitable diisocyanates can also be found, for example, in Justus Liebigs Annalen der Chemie Volume 562 (1949) pp. 75-136.
Als besonders geeignetes Triisocyanat sei beispielhaft 4-lsocyanatomethyl-1 ,8- octandiisocyanat (Triisocyanatononan; TIN) genannt. A particularly suitable triisocyanate is 4-isocyanatomethyl-1,8-octane diisocyanate (triisocyanatononane; TIN).
Zur Herstellung der Uretdiongruppen enthaltenden Verbindungen A1 ) können auch Mischungen aus mindestens zwei solcher Mono-, Di- und/oder Triisocyanate zum Einsatz kommen. To prepare the compounds A1) containing uretdione groups, mixtures of at least two such mono-, di- and / or triisocyanates can also be used.
Bevorzugt kommen zu Herstellung der Uretdiongruppen enthaltenden Verbindungen A1 ) monomere Diisocyanate zum Einsatz. To prepare the compounds A1) containing uretdione groups, preference is given to using monomeric diisocyanates.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung von PDI, HDI, IPDI, XDI, NBDI und/oder H12- MDI. Die Herstellung der Uretdiongruppen enthaltenden Verbindungen A1 ) kann nach unterschiedlichen Methoden erfolgen, denen im allgemeinen die üblichen literaturbekannten Verfahren zur Oligomerisierung einfacher Diisocyanaten zugrunde liegen, wie sie beispielsweise in J. Prakt. Chem. 336 (1994) 185 - 200, der DE-A 16 70 666, DE-A 19 54 093, DE-A 24 14 413, DE-A 24 52 532, DE-A 26 41 380, DE-A 37 00 209, DE-A 39 00 053, DE-A 39 28 503, EP-A 336 205, EP-A 339 396 und EP-A 798 299 beschrieben sind. The use of PDI, HDI, IPDI, XDI, NBDI and / or H12-MDI is particularly preferred. The compounds A1) containing uretdione groups can be prepared by various methods which are generally based on the customary processes known from the literature for the oligomerization of simple diisocyanates, as described, for example, in J. Prakt. Chem. 336 (1994) 185-200, DE-A 16 70 666, DE-A 19 54 093, DE-A 24 14 413, DE-A 24 52 532, DE-A 26 41 380, DE-A 37 00 209, DE-A 39 00 053, DE-A 39 28 503, EP-A 336 205, EP-A 339 396 and EP-A 798 299 are described.
Die Uretdiongruppen enthaltenden Verbindungen A1 ) können bei ausschließlicher Verwendung oder anteiliger Mitverwendung von Monoisocyanaten frei von Isocyanatgruppen sein. Vorzugsweise kommen zu ihrer Herstellung jedoch zumindest zusätzlich Di- und/oder Triisocyanate in solchen Mengen zum Einsatz, dass Uretdiongruppen enthaltende Verbindungen A1 ) erhalten werden, die eine mittlere NCO- Funktionalität von mindestens 1 ,6, vorzugsweise von 1 ,8 bis 3,5, besonders bevorzugt von 1 ,9 bis 3,2, ganz besonders bevorzugt von 2,0 bis 2,7 aufweisen. The compounds A1) containing uretdione groups can be free of isocyanate groups when monoisocyanates are used exclusively or in part. For their preparation, however, at least additional di- and / or triisocyanates are used in such amounts that compounds A1) containing uretdione groups are obtained which have an average NCO functionality of at least 1.6, preferably 1.8 to 3.5 , particularly preferably from 1.9 to 3.2, very particularly preferably from 2.0 to 2.7.
Bei mittleren NCO-Funktionalitäten von > 2,0 liegen in diesen isocyanatfunktionellen Uretdiongruppen enthaltenden Verbindungen A1 ) neben linearen difunktionellen Uretdionstrukturen noch weitere, mindestens trifunktionelle Polyisocyanatmoleküle vor. Bei diesen höherfunktionellen Bestandteilen der Verbindungen A1 ) handelt es sich insbesondere um die bekannten Folgeprodukte von Diisocyanaten mit Isocyanurat-, Allophanat-, Biuret-, Urethan- und/oder Iminooxadiazindionstruktur. With average NCO functionalities of> 2.0, these compounds A1) containing isocyanate-functional uretdione groups contain not only linear, difunctional uretdione structures, but also further, at least trifunctional polyisocyanate molecules. These higher functional components of the compounds A1) are in particular the known secondary products of diisocyanates with an isocyanurate, allophanate, biuret, urethane and / or iminooxadiazinedione structure.
Die Uretdiongruppen enthaltenden Verbindungen A1 ) werden im allgemeinen unmittelbar im Anschluß an ihre oben beschriebene Herstellung durch Modifizierung einfacher monomerer Mono-, Di- und/oder Triisocyanate nach bekannten Methoden, beispielsweise durch Dünnschichtdestillation oder Extraktion, vom nicht umgesetzten Monomerüberschuß befreit. Sie weisen daher in der Regel Restgehalte an monomeren Diisocyanaten von weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 2 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 1 Gew.-%, auf. The compounds A1) containing uretdione groups are generally freed from the unreacted excess of monomers immediately after their preparation as described above by modifying simple monomeric mono-, di- and / or triisocyanates by known methods, for example by thin-film distillation or extraction. They therefore generally have residual amounts of monomeric diisocyanates of less than 5% by weight, preferably less than 2% by weight, particularly preferably less than 1% by weight.
Unabhängig vom gewählten Herstellverfahren weisen die Uretdiongruppen enthaltenden Verbindungen A1 ) im Allgemeinen einen Gehalt an Uretdionstrukturen (berechnet als C2N2O2, Molekulargewicht = 84) von 10 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise von 12 bis 23 Gew.-%, besonders bevorzugt von 14 bis 20 Gew.-% auf. Regardless of the production process selected, the compounds A1) containing uretdione groups generally have a uretdione structure content (calculated as C2N2O2, molecular weight = 84) of 10 to 25% by weight, preferably 12 to 23% by weight, particularly preferably 14 to 20% by weight.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Komponente A1 ) um Uretdiongruppen enthaltende Verbindungen auf Basis von PDI, HDI, IPDI, XDI, NBDI und/oder H12-MDI handelt, die bevorzugt eine mittlere NCO-Funktionalität von mindestens 1 ,6 aufweisen und besonders bevorzugt einen Gehalt an Uretdionstrukturen (berechnet als C2N2O2, Molekulargewicht = 84) von 10 bis 25 Gew.-% aufweisen. Als Uretdiongruppen aufweisende Komponente A) der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ebenfalls geeignet sind Polyadditionsverbindungen A2), wie sie sich durch Umsetzung zumindest eines Teils der freien Isocyanatgruppen der vorstehend beschriebenen isocyanatfunktionellen Uretdiongruppen enthaltenden Verbindungen A1 ) mit Alkoholen und/oder Aminen erhalten lassen. In a further preferred embodiment, component A1) is compounds containing uretdione groups based on PDI, HDI, IPDI, XDI, NBDI and / or H12-MDI, which preferably have an average NCO functionality of at least 1.6 and particularly preferably have a content of uretdione structures (calculated as C2N2O2, molecular weight = 84) of 10 to 25% by weight. Also suitable as uretdione-containing component A) of the compositions according to the invention are polyaddition compounds A2), as can be obtained by reacting at least some of the free isocyanate groups of the above-described isocyanate-functional uretdione-containing compounds A1) with alcohols and / or amines.
Geeignete Alkohole zur Herstellung der Polyadditionsverbindungen A2) sind beispielsweise einfache aliphatische bzw. cycloaliphatische Monoalkohole, wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol, sec-Butanol, die isomeren Pentanoie, Hexanoie, Octanole und Nonanole, n-Decanol, n-Dodecanol, n-Tetradecanol, n-Hexadecanol, n-Octadecanol, Cyclohexanol, die isomeren Methylcyclohexanole und Hydroxymethylcyclohexan, Etheralkohole, wie 2-Methoxyethanol, 2-Ethoxyethanol, 2- Propoxyethanol, 2-Butoxyethanol, Diethylenglykolmonomethylether, Suitable alcohols for the preparation of the polyaddition compounds A2) are, for example, simple aliphatic or cycloaliphatic monoalcohols, such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, the isomeric pentanols, hexanols, octanols and nonanols, n- Decanol, n-dodecanol, n-tetradecanol, n-hexadecanol, n-octadecanol, cyclohexanol, the isomeric methylcyclohexanols and hydroxymethylcyclohexane, ether alcohols such as 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-propoxyethanol, 2-butoxyethanol, diethylene glycol,
Diethylenglykolmonoethylether, Diethylenglykolmonobutylether, 3-Methoxy-1 -butanol und Glycerin-1 ,3-diethylether, Esteralkohole, wie Hydroxyethylacetat, Butylglycolat, Ethyllactat, Glycerindiacetat oder solche, wie sie sich durch Umsetzung der genannten Monoalkohole mit Lactonen erhalten lassen oder Etheralkohole, wie sie sich durch Umsetzung der genannten Monoalkohole mit Alkylenoxiden, insbesondere Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, erhalten lassen. Diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, 3-methoxy-1-butanol and glycerol-1,3-diethyl ether, ester alcohols such as hydroxyethyl acetate, butyl glycolate, ethyl lactate, glycerol diacetate or those that can be obtained by reacting the mentioned monoalcohols, such as ethers, with lactones can be obtained by reacting the monoalcohols mentioned with alkylene oxides, in particular ethylene oxide and / or propylene oxide.
Ebenfalls geeignete Alkohole zur Herstellung der Polyadditionsverbindungen A2) sind beliebige mindestens difunktionellen Polyole des Molekulargewichtsbereiches 62 bis 22000, vorzugsweise solche, die eine mittlere Funktionalität von 2 bis 6 und ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 62 bis 18000, besonders bevorzugt eine mittlere Funktionalität von 2 bis 4 und ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 90 bis 12000, aufweisen. Likewise suitable alcohols for the preparation of the polyaddition compounds A2) are any at least difunctional polyols in the molecular weight range 62 to 22,000, preferably those which have an average functionality of 2 to 6 and a number average molecular weight of 62 to 18,000, particularly preferably an average functionality of 2 to 4 and a number average molecular weight of 90 to 12,000.
Geeignete Polyole zur Herstellung der Polyadditionsverbindungen A2) sind beispielsweise einfache mehrwertige Alkohole mit 2 bis 14, vorzugsweise 4 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie z. B. 1 ,2-Ethandiol, 1 ,2- und 1 ,3-Propandiol, die isomeren Butandiole, Pentandiole, Hexandiole, Heptandiole und Octandiole, 1 ,10-Decandiol, 1 ,12-Dodecandiol, 1 ,2- und 1 ,4- Cyclohexandiol, 1 ,4-Cyclohexandimethanol, 1 ,4-Bis(2-hydroxyethoxy)-benzol, 2,2-Bis-(4- hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A), 2,2-Bis-(4-hydroxycyclohexyl)-propan (Perhydro- bisphenol), 1 ,2,3-Propantriol, 1 ,2,4-Butantriol, 1 ,1 ,1 -Trimethylolethan, 1 ,2,6-Hexantriol, 1 ,1 ,1 -Trimethylolpropan (TMP), Bis-(2-hydroxyethyl)-hydrochinon, 1 ,2,4- und 1 ,3,5- Trihydroxycyclohexan, 1 ,3,5-Tris(2-hydroxyethyl)-isocyanurat, 3(4),8(9)-Bis- Suitable polyols for producing the polyaddition compounds A2) are, for example, simple polyhydric alcohols having 2 to 14, preferably 4 to 10 carbon atoms, such as. B. 1, 2-ethanediol, 1, 2- and 1, 3-propanediol, the isomeric butanediols, pentanediols, hexanediols, heptanediols and octanediols, 1, 10-decanediol, 1, 12-dodecanediol, 1, 2- and 1, 4- cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene, 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A), 2,2-bis (4- hydroxycyclohexyl) propane (perhydro bisphenol), 1, 2,3-propanetriol, 1, 2,4-butanetriol, 1, 1, 1-trimethylolethane, 1, 2,6-hexanetriol, 1, 1, 1 -trimethylolpropane ( TMP), bis (2-hydroxyethyl) hydroquinone, 1, 2,4- and 1, 3,5-trihydroxycyclohexane, 1, 3,5-tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, 3 (4), 8 ( 9) -to-
(hydroxymethyl)-tricyclo-[5.2.1 .026]decane, Di-Trimethylolpropan, 2,2-Bis(hydroxymethyl)- 1 ,3-propandiol (Pentaerythrit), 2,2,6,6-Tetrakis(hydroxymethyl)-4-oxa-heptan-1 ,7-diol (Dipentaerythrit), Mannitol oder Sorbitol, niedermolekulare Etheralkohole, wie z. B. Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Dipropylenglykol oder(hydroxymethyl) -tricyclo- [5.2.1 .0 26 ] decane, di-trimethylolpropane, 2,2-bis (hydroxymethyl) -1, 3-propanediol (pentaerythritol), 2,2,6,6-tetrakis (hydroxymethyl) -4-oxa-heptane-1,7-diol (dipentaerythritol), mannitol or sorbitol, low molecular weight ether alcohols, such as. B. Diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol or
Dibutylenglykol oder niedermolekulare Esteralkohole, wie z. B. Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester. Dibutylene glycol or low molecular weight ester alcohols, such as. B. neopentyl glycol hydroxypivalate.
Geeignete Polyole zur Herstellung der Polyadditionsverbindungen A2) sind auch die üblichen aus der Polyurethanchemie bekannten polymeren Polyetherpolyole, Polyesterpolyole, Polycarbonatpolyole und/oder Polyacrylatpolyole, die üblicherweise ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 200 bis 22000, vorzugsweise von 250 bis 18000, besonders bevorzugt von 250 bis 12000 aufweisen. Ein breiter Überblick über geeignete polymere Polyole zur Herstellung der Polyadditionsverbindungen A2) findet sich beispielsweise in N. Adam et al. Polyurethanes. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA; 2005. URL: https://doi.org/10.1002/14356007.a21_665.pub2. Geeignete Polyetherpolyole sind beispielsweise solche der in der DE 26 22 951 B, Spalte 6, Zeile 65 bis Spalte 7, Zeile 26, der EP-A 0 978 523 Seite 4, Zeile 45 bis Seite 5, Zeile 14 oder der WO 201 1/069966, Seite 4, Zeile 20 bis Seite 5, Zeile 23 genannten Art, sofern sie den oben gemachten Angaben hinsichtlich Funktionalität und Molekulargewicht entsprechen. Besonders bevorzugte Polyetherpolyole sind Anlagerungsprodukte von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an 1 ,2-Propandiol, 1 ,3-Propandiol, Glycerin, Trimethylolpropan, Ethylendiamin und/oder Pentaerythrit oder die beispielsweise gemäß Angew. Chem. 72, 927 (1960) (https://doi.org/10.1002/ange.19600722402) durch Polymerisation von Tetrahydrofuran erhältlichen Polytetramethylenetherglykole mit zahlenmittleren Molekuargewichten von 400 g/mol bis 4000 g/mol. Suitable polyols for preparing the polyaddition compounds A2) are also the customary polymeric polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols and / or polyacrylate polyols known from polyurethane chemistry, which usually have a number average molecular weight of 200 to 22,000, preferably 250 to 18,000, particularly preferably 250 to 12,000 . A broad overview of suitable polymeric polyols for preparing the polyaddition compounds A2) can be found, for example, in N. Adam et al. Polyurethanes. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA; 2005. URL: https://doi.org/10.1002/14356007.a21_665.pub2. Suitable polyether polyols are, for example, those in DE 26 22 951 B, column 6, line 65 to column 7, line 26, EP-A 0 978 523 page 4, line 45 to page 5, line 14 or WO 201 1 / 069966, page 4, line 20 to page 5, line 23, provided that they correspond to the information given above with regard to functionality and molecular weight. Particularly preferred polyether polyols are adducts of ethylene oxide and / or propylene oxide with 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, glycerol, trimethylolpropane, ethylenediamine and / or pentaerythritol or those according to Angew. Chem. 72, 927 (1960) (https://doi.org/10.1002/ange.19600722402) polytetramethylene ether glycols obtainable by polymerization of tetrahydrofuran with number average molecular weights of 400 g / mol to 4000 g / mol.
Geeignete Polyesterpolyole sind beispielsweise solche der in der EP-A 0 978 523, Seite 5, Zeilen 17 bis 47 oder der EP-A 0 659 792, Seite 6, Zeilen 32 bis 45 genannten Art, sofern sie den oben gemachten Angaben hinsichtlich Funktionalität und Molekulargewicht entsprechen. Besonders bevorzugte Polyesterpoylole sind Kondensationsprodukte mehrwertiger Alkohole, wie z. B. 1 ,2-Ethandiol, 1 ,2-Propandiol, Diethylenglykol, 1 ,4- Butandiol, 1 ,6-Hexandiol, Neopentylglykol, 1 ,4-Cyclohexandimethanol, 1 ,4- Cyclohexandiol, Perhydrobisphenol, 1 ,1 ,1 -Trimethylolpropan, 1 ,2,3-Propantriol, Pentaerythrit und/oder Sorbitol, mit unterschüssigen Mengen an mehrwertigen Carbonsäuren bzw. Carbonsäureanhydriden, wie z. B. Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebazinsäure, Dodecandisäure, Glutarsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Trimellitsäure Hexahydrophthalsäureanhydrid und/oder Tetrahydrophthalsäureanhydrid, oder solche, wie sie in an sich bekannter Weise aus Lactonen, wie z. B. e-Caprolacton, und einfachen mehrwertigen Alkoholen, wie z. B. den oben beispielhaft genannten, als Startermolekülen unter Ringöffnung erhältlich sind. Geeignete Polycarbonatpolyole sind insbesondere die an sich bekannten Umsetzungsprodukte zweiwertiger Alkohole, beispielsweise solcher, wie sie oben in der Liste der mehrwertigen Alkohole beispielhaft genannt sind, mit Diarylcarbonaten, wie z. B. Diphenylcarbonat, Dimethylcarbonat oder Phosgen. Ebenfalls geeignete Polycarbonatpolyole sind solche, die neben Carbonatstrukturen zusätzlich Estergruppen enthalten. Hierbei handelt es sich insbesondere um die an sich bekannten Polyestercarbonatdiole, wie sie beispielsweise gemäß der Lehre der DE-AS 1 770 245 durch Umsetzung zweiwertiger Alkohole mit Lactonen, wie insbesondere s-Caprolacton, und anschließende Reaktion der dabei entstehenden Polyesterdiole mit Diphenyl- oder Dimethylcarbonat erhalten werden können. Suitable polyester polyols are, for example, those of the type mentioned in EP-A 0 978 523, page 5, lines 17 to 47 or EP-A 0 659 792, page 6, lines 32 to 45, provided they comply with the information given above with regard to functionality and Molecular weight correspond. Particularly preferred polyester polyols are condensation products of polyhydric alcohols, such as. B. 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentylglycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanediol, perhydrobisphenol, 1, 1, 1 - Trimethylolpropane, 1,2,3-propanetriol, pentaerythritol and / or sorbitol, with insufficient amounts of polybasic carboxylic acids or carboxylic acid anhydrides, such as. B. succinic acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, glutaric anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, hexahydrophthalic anhydride and / or tetrahydrophthalic anhydride, or those such as are known in the art from lactones. B. e-caprolactone, and simple polyhydric alcohols, such as. B. those mentioned above, are available as starter molecules with ring opening. Suitable polycarbonate polyols are in particular the known reaction products of dihydric alcohols, for example those as mentioned above in the list of polyhydric alcohols by way of example, with diaryl carbonates, such as. B. diphenyl carbonate, dimethyl carbonate or phosgene. Polycarbonate polyols which are also suitable are those which, in addition to carbonate structures, also contain ester groups. These are, in particular, the polyester carbonate diols known per se, such as those obtained, for example, according to the teaching of DE-AS 1 770 245 by reacting dihydric alcohols with lactones, such as, in particular, s-caprolactone, and then reacting the resulting polyester diols with diphenyl or dimethyl carbonate can be obtained.
Geeignete Polyacrylatpolyole sind beispielsweise solche der in WO 201 1/124710 Seite 10, Zeile 32 bis Seite 13, Zeile 18 genannten Art, sofern sie den oben gemachten Angaben hinsichtlich Funktionalität und Molekulargewicht entsprechen. Besonders bevorzugte Polyacrylatpolyole sind Polymerisate bzw. Copolymerisate von Hydroxyalkylestern der Acrylsäure oder Methacrylsäure, wie z. B. Hydroxyethyl(meth)acrylat, Hydroxypropyl(meth)acrylat oder Hydroxybutyl(meth)acrylat, gegebenenfalls gemeinsam mit Acrylsäurealkylestern und/oder Methacrylsäurealkylestern, wie z. B. Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n- Butyl(meth)acrylat, iso-Butyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Suitable polyacrylate polyols are, for example, those of the type mentioned in WO 201 1/124710 page 10, line 32 to page 13, line 18, provided that they correspond to the information given above with regard to functionality and molecular weight. Particularly preferred polyacrylate polyols are polymers or copolymers of hydroxyalkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid, such as. B. hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate or hydroxybutyl (meth) acrylate, optionally together with acrylic acid alkyl esters and / or methacrylic acid alkyl esters, such as. B. methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate,
Cyclohexyl(meth)acrylat, lsobornyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat, Styrol oder anderen copolymerisierbaren olefinisch ungesättigten Monomeren, wie z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure oder Maleinsäuredimethylester. Cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, styrene or other copolymerizable olefinically unsaturated monomers, such as. B. acrylic acid, methacrylic acid or maleic acid dimethyl ester.
Geeignete Polyole sind beispielsweise auch die bekannten, durch Umsetzung einfacher Gly-kole, wie z. B. Diethylenglykol, Triethylenglykol, 4,4'-Dioxethoxy-diphenyl- dimethylmethan (Addukt von 2 mol Ethylenoxid an Bisphenol A) oder Hexandiol, mit Formaldehyd erhältlichen Polyacetalpolyole oder auch durch Polykondensation cyclischer Acetale, wie z. B. Trioxan, hergestellte Polyacetale. Suitable polyols are, for example, the known, by reaction of simple glycols, such as. B. diethylene glycol, triethylene glycol, 4,4'-dioxethoxy-diphenyl- dimethylmethane (adduct of 2 mol of ethylene oxide with bisphenol A) or hexanediol, polyacetal polyols obtainable with formaldehyde or by polycondensation of cyclic acetals, such as. B. trioxane, manufactured polyacetals.
Weitere geeignete Polyole zur Herstellung der Polyadditionsverbindungen A2) sind beispielsweise auch die in EP-A 0 689 556 und EP-A 0 937 1 10 beschriebenen, z. B. durch Umsetzung epoxidierter Fettsäureester mit aliphatischen oder aromatischen Polyolen unter Epoxidringöffung erhältlichen speziellen Polyole ebenso wie Hydroxylgruppen enthaltende Polybutadiene. Further suitable polyols for preparing the polyaddition compounds A2) are, for example, those described in EP-A 0 689 556 and EP-A 0 937 1 10, e.g. B. by reacting epoxidized fatty acid esters with aliphatic or aromatic polyols with epoxy ring opening available special polyols as well as hydroxyl-containing polybutadienes.
Geeignete Amine zur Herstellung der Polyadditionsverbindungen A2) sind beispielsweise einfache aliphatische bzw. cycloaliphatische Monoamine, wie z. B. Methylamin, Ethylamin, n-Propylamin, Isopropylamin, die isomeren Butylamine, Pentylamine, Hexylamine und Octylamine, n-Dodecylamin, n-Tetradecylamin, n-Hexadecylamin, n- Octadecylamin, Cyclohexylamin, die isomeren Methylcyclohexylamine sowie Aminomethylcyclohexan, sekundäre Monoamine, wie Dimethylamin, Diethylamin, Dipropylamin, Diisopropylamin, Dibutylamin, Diisobutylamin, Bis(2-ethylhexyl)-amin, N- Methyl- und N-Ethylcyclohexylamin sowie Dicyclohexylamin. Suitable amines for preparing the polyaddition compounds A2) are, for example, simple aliphatic or cycloaliphatic monoamines, such as. B. methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, the isomeric butylamine, pentylamine, hexylamine and octylamine, n-dodecylamine, n-tetradecylamine, n-hexadecylamine, n- Octadecylamine, cyclohexylamine, the isomeric methylcyclohexylamine and aminomethylcyclohexane, secondary monoamines such as dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diisopropylamine, dibutylamine, diisobutylamine, bis (2-ethylhexyl) amine, N-methyl- and N-ethyl-cyclohexylamine and dicyclohexylamine.
Geeignete Amine sind auch beliebige aliphatische und cycloaliphatische Amine mit mindestens zwei primär und/oder sekundär gebundenen Aminogruppen, wie z. B. 1 ,2- Diaminoethan, 1 ,2-Diaminopropan, 1 ,3-Diaminopropan, 1 ,4-Diaminobutan, 1 ,2-Diamino-2- methylpropan, 1 ,5-Diaminopentan, 1 ,3-Diamino-2,2-dimethylpropan, 1 ,6-Diaminohexan, Suitable amines are also any aliphatic and cycloaliphatic amines with at least two primary and / or secondary bonded amino groups, such as. B. 1,2-diaminoethane, 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,2-diamino-2-methylpropane, 1,5-diaminopentane, 1,3-diamino-2, 2-dimethylpropane, 1,6-diaminohexane,
1 .5-Diamino-2-methylpentan, 1 ,6-Diamino-2,2,4-trimethylhexan, 1 ,6-Diamino-2,4,4- trimethylhexan, 1 ,7-Diaminoheptan, 1 ,8-Diaminooctan, 2,5-Diamino-2,5-dimethylhexan, 1 ,9-Diaminononan, 2-Methyl-1 ,8-diaminooctan, 1 ,10-Diaminodecan, 1 ,1 1 -1, 5-diamino-2-methylpentane, 1, 6-diamino-2,2,4-trimethylhexane, 1, 6-diamino-2,4,4-trimethylhexane, 1, 7-diaminoheptane, 1, 8-diaminooctane, 2,5-diamino-2,5-dimethylhexane, 1, 9-diaminononane, 2-methyl-1, 8-diaminooctane, 1, 10-diaminodecane, 1, 1 1 -
Diaminoundecan, 1 ,12-Diaminododecan, 1 ,2-Diaminocyclopentan, 1 ,2-Diaminoundecane, 1, 12-diaminododecane, 1, 2-diaminocyclopentane, 1, 2-
Diaminocyclohexan, 1 -Amino-3,3,5-trimethyl-5-aminomethylcyclohexan (Isophorondiamin, IPDA), 3(4)-Aminomethyl-1 -methylcyclohexylamin, 1 ,3-Diamino-2- und/oder -4- methylcyclohexan, lsopropyl-2,4- und/oder 2,6-diaminocyclohexan, 1 ,3-Bis(aminomethyl)- cyclohexan, 1 ,8-p-Diaminomenthan, Bis(4-aminocyclohexyl)-methan, Bis(4-amino-3- methylcyclohexyl)-methan, Bis(4-amino-3,5-dimethylcyclohexyl)-methan, Bis(4-amino-Diaminocyclohexane, 1-amino-3,3,5-trimethyl-5-aminomethylcyclohexane (isophoronediamine, IPDA), 3 (4) -aminomethyl-1-methylcyclohexylamine, 1,3-diamino-2- and / or -4-methylcyclohexane, Isopropyl-2,4- and / or 2,6-diaminocyclohexane, 1,3-bis (aminomethyl) -cyclohexane, 1,8-p-diaminomenthan, bis (4-aminocyclohexyl) -methane, bis (4-amino-3 - methylcyclohexyl) methane, bis (4-amino-3,5-dimethylcyclohexyl) methane, bis (4-amino-
2.3.5-trimethylcyclohexyl)-methan, 1 ,1 -Bis(4-aminocyclohexyl)-propan, 2,2-Bis(4- aminocyclohexyl)-propan, 1 ,1 -Bis(4-aminocyclohexyl)-ethan, 1 ,1 -Bis(4-aminocyclohexyl)- butan, 2,2-Bis(4-aminocyclohexyl)-butan, 1 ,1 -Bis(4-amino-3-methylcyclohexyl)-ethan, 2,2- Bis(4-amino-3-methylcyclohexyl)-propan, 1 ,1 -Bis(4-amino-3,5-dimethylcyclohexyl)-ethan, 2,2-Bis(4-amino-3,5-dimethylcyclohexyl)-propan, 2,2-Bis(4-amino-3,5-dimethylcyclohexyl)- butan, 2,4-Diaminodicyclohexylmethan, 4-Aminocyclohexyl-4-amino-3-methylcyclohexyl- methan, 4-Amino-3,5-dimethylcyclohexyl-4-amino-3-methylcyclohexyl-methan und 2-(4- Aminocyclohexyl)-2-(4-amino-3-methylcyclohexyl)-methan, m-Xylylendiamin,2.3.5-trimethylcyclohexyl) methane, 1, 1-bis (4-aminocyclohexyl) -propane, 2,2-bis (4-aminocyclohexyl) -propane, 1, 1-bis (4-aminocyclohexyl) -ethane, 1, 1-bis (4-aminocyclohexyl) -butane, 2,2-bis (4-aminocyclohexyl) -butane, 1,1-bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) -ethane, 2,2-bis (4-amino -3-methylcyclohexyl) propane, 1, 1 -bis (4-amino-3,5-dimethylcyclohexyl) ethane, 2,2-bis (4-amino-3,5-dimethylcyclohexyl) propane, 2,2- Bis (4-amino-3,5-dimethylcyclohexyl) butane, 2,4-diaminodicyclohexylmethane, 4-aminocyclohexyl-4-amino-3-methylcyclohexyl-methane, 4-amino-3,5-dimethylcyclohexyl-4-amino-3 -methylcyclohexyl-methane and 2- (4- aminocyclohexyl) -2- (4-amino-3-methylcyclohexyl) -methane, m-xylylenediamine,
Methyliminobispropylamin, Iminobispropylamin, Bis(6-aminohexyl)-amin, N,N-Bis(3- aminopropyl)-ethylendiamin, 4-Aminomethyl-1 ,8-octandiamin, Bis(aminopropyl)piperazin, Aminoethylpiperazin, Diethylentriamin, Dipropylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Pentaethylenhexamin, Heptaethylenoctamin. Methyliminobispropylamine, iminobispropylamine, bis (6-aminohexyl) -amine, N, N-bis (3-aminopropyl) -ethylenediamine, 4-aminomethyl-1,8-octanediamine, bis (aminopropyl) piperazine, aminoethylpiperazine, diethylenetriamine, dipropylenetriamine, triethylenetetriamine Tetraethylene pentamine, pentaethylene hexamine, heptaethylene octamine.
Geeignete Amine sind auch aminofunktionelle Polyalkylenglykole, wie z. B. 1 ,2- Bis(aminoethoxy)-ethan, 1 ,1 1 -Diamino-3,6,9-trioxaundecan, 1 ,13-Diamino-4,7,10- trioxatride-can und insbesondere die unter dem Handelsnamen Jeffamine® von Firma Huntsman Corp. kommerziell vertriebenen aminfunktionalisierten Polyalkylenglykole mit zahlenmittleren Molekulargewichten bis zu 5000, bevorzugt bis zu 2000, besonders bevorzugt bis zu 1000. Gegebenenfalls können auch sterisch gehinderte aliphatische Diamine mit zwei sekundär gebundenen Aminogruppen zur Herstellung der Polyadditionsverbindungen A2) eingesetzt werden, wie z. B. die aus EP-A 0 403 921 bekannten Umsetzungsprodukte aliphatischer und/oder cycloaliphatischer Diamine mit Maleinsäure- oder Fumarsäureestern, das gemäß der Lehre der EP-A 1 767 559 erhältliche Bisaddukt von Acrylnitril an Isophorondiamin oder die beispielsweise in der DE-A 19 701 835 beschriebenen Hydrierungsprodukte aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Diaminen und Ketonen, wie z. B. Diisopro-pylketon, zugänglicher Schiffscher Basen.Suitable amines are also amino-functional polyalkylene glycols, such as. B. 1,2-bis (aminoethoxy) -ethane, 1,1-diamino-3,6,9-trioxaundecane, 1,13-diamino-4,7,10-trioxatride-can and in particular those under the trade name Jeffamine ® from Huntsman Corp. Commercially marketed amine-functionalized polyalkylene glycols with number average molecular weights up to 5000, preferably up to 2000, particularly preferably up to 1000. If necessary, sterically hindered aliphatic diamines with two secondary amino groups for the preparation of the polyaddition compounds A2) can be used, such as. B. the reaction products known from EP-A 0 403 921 of aliphatic and / or cycloaliphatic diamines with maleic or fumaric acid esters, the bisadduct of acrylonitrile with isophoronediamine obtainable according to the teaching of EP-A 1 767 559 or the, for example, in DE-A 19 701 835 described hydrogenation products of aliphatic and / or cycloaliphatic diamines and ketones, such as. B. Diisopropyl ketone, accessible Schiff bases.
Weitere geeignete Polyamine sind darüberhinaus auch die als Vernetzerkomponenten für Epoxyharze bekannten Polyamidoamine, Polyimine und/oder Polyvinylamine. Other suitable polyamines are also the polyamidoamines, polyimines and / or polyvinylamines known as crosslinking components for epoxy resins.
Zur Herstellung der Polyadditionsverbindungen A2) sind schließlich auch Aminoalkohole, wie z. B. 2-Aminoethanol, die isomeren Aminopropanole und -butanole, 3-Amino-1 ,2- propandiol und 1 ,3-Diamino-2-propanol, geeignet. To prepare the polyaddition compounds A2), amino alcohols, such as. B. 2-aminoethanol, the isomeric aminopropanols and butanols, 3-amino-1,2-propanediol and 1,3-diamino-2-propanol, are suitable.
Bei der Herstellung der Polyadditionsverbindungen A2) aus den isocyanatfunktionellen Uretdiongruppen enthaltenden Verbindungen A1 ) kommen die genannten Alkohole und/oder Amine entweder einzeln oder als Mischungen aus mindestens zwei solcher Alkohole und/oder Amine zum Einsatz. In the preparation of the polyaddition compounds A2) from the compounds A1) containing isocyanate-functional uretdione groups, the alcohols and / or amines mentioned are used either individually or as mixtures of at least two such alcohols and / or amines.
Die Herstellung der Uretdiongruppen enthaltenden Polyadditionsverbindung A2) kann nach unterschiedlichen Methoden erfolgen, beispielsweise den literaturbekannten Verfahren zur Herstellung von Polyuretdionzusammensetzungen, wie sie z.B. in WO 99/1 1690 und WO 201 1/1 15669 beispielhaft beschrieben sind. The polyaddition compound A2) containing uretdione groups can be prepared by various methods, for example the processes known from the literature for the preparation of polyurethane compositions, as described, for example, in WO 99/1 1690 and WO 201 1/1 15669.
Dabei können neben den isocyanatfunktionellen Uretdiongruppen enthaltenden Verbindungen A1 ) gegebenenfalls weitere monomere Isocyanate der oben genannten Art, und/oder Oligomere Polyisocyanate, vorzugsweise solche mit Isocyanurat-, Biuret-, Iminooxadazindion-, Allophanat- und/oder Urethan-Struktur, in einer Menge von bis zu 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller Reaktionspartner (umfassend die isocyanatfunktionellen Uretdiongruppen enthaltenden Verbindungen A1 ), Alkohole und/oder Amine) mitverwendet werden. In addition to the compounds A1) containing isocyanate-functional uretdione groups, further monomeric isocyanates of the above-mentioned type and / or oligomeric polyisocyanates, preferably those with an isocyanurate, biuret, iminooxadazinedione, allophanate and / or urethane structure, can be used in an amount of up to 30% by weight, based on the total weight of all reactants (including the compounds A1 containing isocyanate-functional uretdione groups), alcohols and / or amines) can also be used.
Die Umsetzung erfolgt vorzugsweise unter Einhaltung eines Äquivalentverhältnisses von Isocyanatgruppen zu gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen von 2 : 1 bis 0,5 : 1 , vorzugsweise von 1 ,5 : 1 bis 0,7 : 1 , besonders bevorzugt von 1 : 1 bis 0,9 : 1 . The reaction is preferably carried out in compliance with an equivalent ratio of isocyanate groups to isocyanate-reactive groups of 2: 1 to 0.5: 1, preferably from 1.5: 1 to 0.7: 1, particularly preferably from 1: 1 to 0.9 : 1 .
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den Polyadditionsverbindungen A2) um Verbindungen, die durch Umsetzung isocyanatfunktioneller, Uretdiongruppen enthaltender Verbindungen A1 ) mit mindestens difunktionellen Polyolen des Molekulargewichtsbereiches 62 bis 22000 und gegebenenfalls Monoalkoholen unter Einhaltung eines Äquivalentverhältnisses von Isocyanatgruppen zu gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen von 2 : 1 bis 0,5 : 1 hergestellt werden. In a further preferred embodiment, the polyaddition compounds A2) are compounds which are obtained by reacting isocyanate-functional compounds A1) containing uretdione groups with at least difunctional polyols of the molecular weight range 62 to 22,000 and optionally monoalcohols are prepared while maintaining an equivalent ratio of isocyanate groups to isocyanate-reactive groups of 2: 1 to 0.5: 1.
Die Umsetzung kann lösemittelfrei oder in einem geeigneten gegenüber Isocyanatgruppen inerten Lösungsmittel durchgeführt werden. The reaction can be carried out without a solvent or in a suitable solvent which is inert towards isocyanate groups.
Geeignete Lösemittel zur Herstellung der Polyadditionsverbindungen A2) sind insbesondere solche, die sich gegenüber den Isocyanatgruppen der Verbindung A1 ) inert verhalten, beispielsweise die bekannten üblichen aprotischen Lacklösemittel wie z. B. Ethylacetat, Isopropylacetat, Butylacetat, Isobutylacetat, Amylacetat, 2-Ethylhexylacetat, Ethylenglykolmonomethyletheracetat, Ethylenglykolmonoethyletheracetat, Ethylenglykol- monobutyletheracetat, 1 -Methoxypropyl-2-acetat, 3-Methoxy-n-butylacetat, Aceton, Diethylketon, 2-Butanon, 4-Methyl-2-pentanon, Diisobutylketon Cyclohexanon, Cyclohexan, Toluol, Xylol, Chlor-benzol, Dichlorbenzol, Testbenzin, höher substituierte Aromaten, wie sie beispielsweise unter den Bezeichnungen Solventnaphtha, Solvesso®, Isopar®, Nappar® (Deutsche EXXON CHEMICAL GmbH, Köln, DE) und Shellsol® (Deutsche Shell Chemie GmbH, Eschborn, DE) im Handel sind, aber auch Lösemittel wie Propylenglykoldiacetat, Diethylenglykoldimethylether, Dipropylenglykoldimethylether, Diethylenglykolethyl- und -butyletheracetat, Ethylethoxypropionat, Propylencarbonat, N- Methylpyrrolidon und N-Methylcaprolactam, Dioxan, Tetrahydrofuran oder beliebige Gemische solcher Lösemittel. Suitable solvents for the preparation of the polyaddition compounds A2) are in particular those which are inert towards the isocyanate groups of the compound A1), for example the known customary aprotic paint solvents such as. B. ethyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, amyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, 1-methoxypropyl-2-acetate, 3-methoxy-n-butyl acetate, 4-methoxy-n-butyl acetate, 4-methoxy-n-butyl acetate, 4- methyl-2-pentanone, diisobutyl ketone cyclohexanone, cyclohexane, toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, white spirit, more highly substituted aromatics such as, for example, under the names Solvent naphtha, Solvesso ®, Isopar ®, Nappar ® (German EXXON CHEMICAL GmbH, Cologne , DE) and Shellsol ® (Deutsche Shell Chemie GmbH, Eschborn, DE) are commercially available, but also solvents such as propylene glycol diacetate, diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl and butyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, propylene carbonate, N-methylpyrrolidone and Tetrahydrofuran or any mixtures of such solvents.
Die Umsetzung der isocyanatfunktionellen Uretdiongruppen enthaltenden Verbindungen A1 ) mit den Alkoholen und/oder Aminen zur Uretdiongruppen enthaltenden Polyadditionsverbindungen A2) kann unkatalysiert erfolgen. Zur Reaktionsbeschleunigung können aber auch übliche aus der Polyurethanchemie bekannte Katalysatoren zum Einsatz kommen. Beispielhaft seien hier genannt tert. Amine, wie z. B. Triethylamin, Tributylamin, Dimethylbenzylamin, Diethylbenzylamin, Pyridin, Methylpyridin, Dicyclohexylmethylamin, Dimethylcyclohexylamin, N,N,N',N'- The reaction of the isocyanate-functional uretdione group-containing compounds A1) with the alcohols and / or amines to form the uretdione group-containing polyaddition compounds A2) can take place without catalysis. However, conventional catalysts known from polyurethane chemistry can also be used to accelerate the reaction. Examples are tert here. Amines such as B. triethylamine, tributylamine, dimethylbenzylamine, diethylbenzylamine, pyridine, methylpyridine, dicyclohexylmethylamine, dimethylcyclohexylamine, N, N, N ', N'-
Tetramethyldiaminodiethylether, Bis-(dimethylaminopropyl)-harnstoff, N-Methyl- bzw. N- Ethylmorpholin, N-Cocomorpholin, N-Cyclohexylmorpholin, N,N,N',N'-Tetramethyldiaminodiethylether, bis (dimethylaminopropyl) urea, N-methyl- or N-ethylmorpholine, N-cocomorpholine, N-cyclohexylmorpholine, N, N, N ', N'-
Tetramethylethylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethy-1 ,3-butandiamin, N,N,N',N'-Tetramethyl- 1 ,6-hexandiamin, Pentamethyldiethylentriamin, N-Methylpiperidin, N-Di- methylaminoethylpiperidin, N,N'-Dimethylpiperazin, N-Methyl-N’-dimethylaminopiperazin, 1 ,8-Diazabicyclo(5.4.0)undec-7-en, 1 ,2-Dimethylimidazol, 2-Methylimidazol, N,N- Dimethylimidazol-ß-phenylethylamin, 1 ,4-Diazabicyclo-(2,2,2)-octan, Bis-(N, N- dimethylaminoethyl)adipat; Alkanolaminverbindungen, wie z. B. Triethanolamin, Triisopropanolamin, N-Methyl- und N-Ethyl-diethanolamin, Dimethylaminoethanol, 2-(N,N- Dimethylaminoethoxy)ethanol, N,N',N"-T ris-(dialkylaminoalkyl)hexahydrotriazine, z.B. N,N', N"-Tris-(dimethylaminopropyl)-s-hexahydrotriazin und/oderTetramethylethylenediamine, N, N, N ', N'-tetramethyl-1, 3-butanediamine, N, N, N', N'-tetramethyl-1, 6-hexanediamine, pentamethyldiethylenetriamine, N-methylpiperidine, N-dimethylaminoethylpiperidine, N, N'-dimethylpiperazine, N-methyl-N'-dimethylaminopiperazine, 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undec-7-en, 1,2-dimethylimidazole, 2-methylimidazole, N, N-dimethylimidazole-ß- phenylethylamine, 1,4-diazabicyclo- (2,2,2) -octane, bis- (N, N-dimethylaminoethyl) adipate; Alkanolamine compounds, such as. B. triethanolamine, triisopropanolamine, N-methyl- and N-ethyl-diethanolamine, dimethylaminoethanol, 2- (N, N- Dimethylaminoethoxy) ethanol, N, N ', N "-Tris- (dialkylaminoalkyl) hexahydrotriazines, for example N, N', N" -Tris- (dimethylaminopropyl) -s-hexahydrotriazine and / or
Bis(dimethylaminoethyl)ether; Metallsalze, wie z. B. anorganische und/oder organische Verbindungen des Eisens, Bleis, Wismuths, Zinks, und/oder Zinns in üblichen Oxidationsstufen des Metalls, beispielsweise Eisen(ll)-chlorid, Eisen(lll)-chlorid, Wismut(lll)-acetat, Wismut(lll)-2-ethylhexanoat, Wismut(lll)-octoat, Wismut(lll)- neodecanoat, Zinkchlorid, Zink-2-ethylcaproat, Zinn(ll)-octoat, Zinn(ll)-ethylcaproat, Zinn(ll)-palmitat, Dibutylzinn(IV)-dilaurat (DBTL), Dibutyldilaurylzinnmercaptid, oder Bleioctoat; Amidine, wie z. B. 2,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin; Tetraalkylammoniumhydroxide, wie z. B. Tetramethylammoniumhydroxid; Alkalihydroxide, wie z. B. Natriumhydroxid und Alkalialkoholate, wie z. B. Natriummethylat und Kaliumisopropylat, sowie Alkalisalze von langkettigen Fettsäuren mit 10 bis 20 C-Atomen und gegebenenfalls seitenständigen OH-Gruppen. Bis (dimethylaminoethyl) ether; Metal salts such as B. inorganic and / or organic compounds of iron, lead, bismuth, zinc and / or tin in the usual oxidation states of the metal, for example iron (II) chloride, iron (III) chloride, bismuth (III) acetate, bismuth (III) -2-ethylhexanoate, bismuth (III) octoate, bismuth (III) neodecanoate, zinc chloride, zinc 2-ethyl caproate, tin (II) octoate, tin (II) ethyl caproate, tin (II) palmitate , Dibutyltin (IV) dilaurate (DBTL), dibutyldilauryltin mercaptide, or lead octoate; Amidines, e.g. B. 2,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidine; Tetraalkylammonium hydroxides, such as. B. tetramethylammonium hydroxide; Alkali hydroxides, such as. B. sodium hydroxide and alkali metal alcoholates, such as. B. sodium methylate and potassium isopropylate, and alkali salts of long-chain fatty acids with 10 to 20 carbon atoms and optionally pendant OH groups.
Bevorzugte Katalysatoren sind tert. Amine, Wismuth- und Zinnverbindungen der genannten Art. Preferred catalysts are tert. Amines, bismuth and tin compounds of the type mentioned.
Unabhängig von der Art ihrer Herstellung weisen die Uretdiongruppen enthaltenden Polyadditionsverbindungen A2) in lösemittelfreier Form in dem erfindungsgemäßen Verfahren einen Gehalt an freien Isocyanatgruppen von weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 2 Gew.-% und besonders bevorzugt von weniger als 1 Gew.-% auf. Ganz besonders bevorzugt sind isocyanatgruppenfreie Polyadditionsverbindungen A2). Regardless of how they are prepared, the polyaddition compounds A2) containing uretdione groups in solvent-free form have a free isocyanate group content of less than 5% by weight, preferably less than 2% by weight and particularly preferably less than 1, in the process according to the invention % By weight. Polyaddition compounds A2) free of isocyanate groups are very particularly preferred.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Uretdiongruppen aufweisende Komponente A) mit einer mindestens eine Hydroxyl- und/oder mindestens eine Thiolgruppe aufweisenden Komponente B) als Reaktionspartner kombiniert. In the process according to the invention, component A) having uretdione groups is combined with a component B) having at least one hydroxyl and / or at least one thiol group as a reactant.
Bei der Komponente B) handelt es sich beispielsweise um die oben bei der Herstellung der Polyadditionsverbindung A2) als geeignete Alkohole genannten Verbindungen, insbesondere mindestens difunktionelle Polyole des Molekulargewichtsbereiches 62 bis 22000. The component B) is, for example, the compounds mentioned above as suitable alcohols for the preparation of the polyaddition compound A2), in particular at least difunctional polyols of the molecular weight range 62 to 22,000.
Geeignete hydroxyfunktionellen Komponenten B) sind vorzugsweise die dort genannten einfachen mehrwertigen Alkohole mit 2 bis 14 Kohlenstoffatomen, niedermolekulare Ether- und Esteralkohole sowie die üblichen aus der Polyurethanchemie bekannten polymeren Polyetherpolyole, Polyesterpolyole, Polycarbonatpolyole und/oder Polyacrylatpolyole. Suitable hydroxy-functional components B) are preferably the simple polyhydric alcohols with 2 to 14 carbon atoms mentioned there, low molecular weight ether and ester alcohols and the customary polymeric polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols and / or polyacrylate polyols known from polyurethane chemistry.
Geeignete Komponenten B) sind daneben auch Verbindungen, welche mindestens eine Thiolgruppe pro Molekül aufweisen. Geeignete thiolfunktionelle Komponenten B) sind vorzugsweise Polythiole, beispielsweise einfache Alkanthiole, wie z. B. Methandithiol, 1 ,2-Ethandithiol, 1 ,1 -Propandithiol, 1 ,2- Propandithiol, 1 ,3-Propandithiol, 2,2-Propandithiol, 1 ,4-Butandithiol, 2,3-Butandithiol, 1 ,5- Pentandithiol, 1 ,6-Hexandithiol, 1 ,2,3-Propantrithiol, 1 ,1 -Cyclohexandithiol, 1 ,2- Cyclohexandithiol, 2,2-Dimethylpropan-1 ,3-dithiol, 3,4-Dimethoxybutan-1 ,2-dithiol oder 2- Methylcyclohexan-2,3-dithiol, Thioethergruppen enthaltenden Polythiole, wie z. B. 2,4- Dimercaptomethyl-1 ,5-dimercapto-3-thiapentan, 4-Mercaptomethyl-1 ,8-dimercapto-3,6- dithiaoctan, 4,8-Dimercaptomethyl-1 ,1 1 -dimercapto-3,6,9-trithiaundecan, 4,7- Dimercaptomethyl-1 ,1 1 -dimer-capto-3,6,9-trithiaundecan, 5,7-Dimercaptomethyl-1 ,1 1 - dimercapto-3,6,9-trithiaundecan, 5,6-Bis-(mercaptoethylthio)-1 ,10-dimercapto-3,8- dithiadecan, 4,5-Bis-(mercaptoethylthio)-1 ,10-dimercapto-3,8-dithiadecan,Suitable components B) are also compounds which have at least one thiol group per molecule. Suitable thiol-functional components B) are preferably polythiols, for example simple alkanethiols, such as. B. Methanedithiol, 1,2-ethanedithiol, 1,1-propanedithiol, 1,2-propanedithiol, 1,3-propanedithiol, 2,2-propanedithiol, 1,4-butanedithiol, 2,3-butanedithiol, 1,5 Pentanedithiol, 1,6-hexanedithiol, 1,2,3-propanedithiol, 1,1-cyclohexanedithiol, 1,2-cyclohexanedithiol, 2,2-dimethylpropane-1,3-dithiol, 3,4-dimethoxybutane-1,2 dithiol or 2-methylcyclohexane-2,3-dithiol, thioether groups containing polythiols, such as. B. 2,4-dimercaptomethyl-1, 5-dimercapto-3-thiapentane, 4-mercaptomethyl-1, 8-dimercapto-3,6-dithiaoctane, 4,8-dimercaptomethyl-1, 1 1 -dimercapto-3,6 , 9-trithiaundecane, 4,7-dimercaptomethyl-1, 1 1 -dimer-capto-3,6,9-trithiaundecane, 5,7-dimercaptomethyl-1, 1 1 -dimercapto-3,6,9-trithiaundecane, 5 , 6-bis- (mercaptoethylthio) -1, 10-dimercapto-3,8-dithiadecane, 4,5-bis- (mercaptoethylthio) -1, 10-dimercapto-3,8-dithiadecane,
Tetrakis(mercaptomethyl)methan, 1 ,1 ,3,3-Tetrakis(mercaptomethylthio)propan, 1 ,1 ,5,5- Tetrakis(mercaptomethylthio)-3-thiapentan, 1 ,1 ,6,6-Tetrakis(mercaptomethylthio)-3,4- dithiahexan, 2-Mercaptoethylthio-1 ,3-dimercaptopropan, 2,3-Bis(mercaptoethylthio)-1 - mercaptopropan, 2,2-Bis(mercaptomethyl)-1 ,3-dimercaptopropan, Bis-Tetrakis (mercaptomethyl) methane, 1, 1, 3,3-tetrakis (mercaptomethylthio) propane, 1, 1, 5,5-tetrakis (mercaptomethylthio) -3-thiapentane, 1, 1, 6,6-tetrakis (mercaptomethylthio) - 3,4-dithiahexane, 2-mercaptoethylthio-1, 3-dimercaptopropane, 2,3-bis (mercaptoethylthio) -1-mercaptopropane, 2,2-bis (mercaptomethyl) -1, 3-dimercaptopropane, bis-
(mercaptomethyl)sulfid, Bis(mercaptomethyl)disulfid, Bis(mercaptoethyl)sulfid, Bis(mercapto-ethyl)disulfid, Bis(mercaptopropyl)sulfid, Bis(mercaptopropyl)disulfid, Bis(mercaptomethyl-thio)methan, Tris(mercaptomethylthio)methan,(mercaptomethyl) sulfide, bis (mercaptomethyl) disulfide, bis (mercaptoethyl) sulfide, bis (mercapto-ethyl) disulfide, bis (mercaptopropyl) sulfide, bis (mercaptopropyl) disulfide, bis (mercaptomethyl-thio) methane, tris (mercaptomethylthio) methane ,
Bis(mercaptoethylthio)methan, T ris(mercapto-ethylthio)methan,Bis (mercaptoethylthio) methane, T ris (mercapto-ethylthio) methane,
Bis(mercaptopropylthio)methan, 1 ,2-Bis(mercaptomethylthio)ethan, 1 ,2-Bis-Bis (mercaptopropylthio) methane, 1, 2-bis (mercaptomethylthio) ethane, 1, 2-bis-
(mercaptoethylthio)ethan, 2-Mercaptoethylthio)ethan, 1 ,3-Bis(mercaptomethylthio)propan, 1 ,3-Bis(mercaptopropylthio)propan, 1 ,2,3-T ris(mercaptomethylthio)propan, 1 ,2,3- T ris(mercapto-ethylthio)propan, 1 ,2,3-T ris(mercaptopropylthio)propan,(mercaptoethylthio) ethane, 2-mercaptoethylthio) ethane, 1, 3-bis (mercaptomethylthio) propane, 1, 3-bis (mercaptopropylthio) propane, 1, 2,3-Tris (mercaptomethylthio) propane, 1, 2,3- T ris (mercapto-ethylthio) propane, 1, 2,3-T ris (mercaptopropylthio) propane,
Tetrakis(mercaptomethylthio)methan, Tetrakis(mercaptoethylthiomethyl)methan,Tetrakis (mercaptomethylthio) methane, tetrakis (mercaptoethylthiomethyl) methane,
Tetrakis(mercaptopropylthiomethyl)methan, 2,5-Dimercapto-1 ,4-dithian, 2,5-Tetrakis (mercaptopropylthiomethyl) methane, 2,5-dimercapto-1,4-dithiane, 2,5-
Bis(mercaptomethyl)-1 ,4-dithian und dessen gemäß JP-A 071 18263 erhältliche Oligomere, 1 ,5-Bis(mercaptopropyl)-1 ,4-dithian, 1 ,5-Bis(2-mercaptoethylthiomethyl)-1 ,4- dithian, 2-Mercaptomethyl-6-mercapto-1 ,4-dithiacycloheptan, 2,4,6-Trimercapto-1 ,3,5- trithian, 2,4,6-Trimercaptomethyl-1 ,3,5-trithian oder 2-(3-Bis(mercaptomethyl)-2- thiapropyl)-1 ,3-dithiolan, Polyesterthiole, wie z. B. Ethylenglycol-bis(2-mercaptoacetat), Ethylenglycol-bis(3-mercaptopropionat), Diethylenglycol(2-mercaptoacetat),Bis (mercaptomethyl) -1, 4-dithiane and its oligomers obtainable according to JP-A 071 18263, 1,5-bis (mercaptopropyl) -1, 4-dithiane, 1,5-bis (2-mercaptoethylthiomethyl) -1, 4 - dithiane, 2-mercaptomethyl-6-mercapto-1, 4-dithiacycloheptane, 2,4,6-trimercapto-1, 3,5-trithiane, 2,4,6-trimercaptomethyl-1, 3,5-trithiane or 2 - (3-bis (mercaptomethyl) -2-thiapropyl) -1, 3-dithiolane, polyester thiols, such as. B. Ethylene glycol bis (2-mercaptoacetate), ethylene glycol bis (3-mercaptopropionate), diethylene glycol (2-mercaptoacetate),
Diethylenglycol(3-mercaptopropionat), 2,3-Dimercapto-1 -propanol(3-mercaptopropionat), 3-Mercapto-1 ,2-propandiol-bis(2-mercaptoacetat), 3-Mercapto-1 ,2-propandiol-bis(3- mercaptopropionat), T rimethylolpropan-tris(2-mercaptoacetat), T rimethylolpropan-tris(3- mercaptopropionat), Trimethylolethan-tris(2-mercaptoacetat), Tri-methylolethan-tris(3- mercaptopropionat), Pentaerythrit-tetrakis(2-mercaptoacetat), Pentaerythrit-tetrakis(3- mercaptopropionat), Glycerin-tris(2-mercaptoacetat), Glycerin-tris(3-mercaptopropionat), 1 ,4-Cyclohexandiol-bis(2-mercaptoacetat), 1 ,4-Cyclohexandiol-bis(3-mercaptopropionat), Hydroxy-methylsulfid-bis(2-mercaptoacetat), Hydroxymethylsulfid-bis(3- mercaptopropionat), Hydroxyethyl-sulfid(2-mercaptoacetat), Hydroxyethylsulfid(3- mercaptopropionat), Hydroxymethyldisulfid(2-mercaptoacetat), Hydroxymethyldisulfid(3- mercaptopropionat), (2-Mercaptoethylester)thioglycolat oder Bis(2- mercaptoethylesterjthiodipropionat und aromatische Thioverbindungen, wie z. B. 1 ,2- Dimercaptobenzol, 1 ,3-Dimercaptobenzol, 1 ,4-Dimercaptobenzol, 1 ,2- Bis(mercaptomethyl)benzol, 1 ,4-Bis(mercaptomethyl)benzol, 1 ,2-Diethylene glycol (3-mercaptopropionate), 2,3-dimercapto-1-propanol (3-mercaptopropionate), 3-mercapto-1, 2-propanediol-bis (2-mercaptoacetate), 3-mercapto-1, 2-propanediol-bis (3-mercaptopropionate), trimethylolpropane-tris (2-mercaptoacetate), trimethylolpropane-tris (3-mercaptopropionate), trimethylolethane-tris (2-mercaptoacetate), trimethylolethane-tris (3-mercaptopropionate), pentaerythritol-tetrakis 2-mercaptoacetate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), glycerine tris (2-mercaptoacetate), glycerine tris (3-mercaptopropionate), 1,4-Cyclohexanediol bis (2-mercaptoacetate), 1,4-Cyclohexanediol bis (3-mercaptopropionate), hydroxymethyl sulfide bis (2-mercaptoacetate), hydroxymethyl sulfide bis (3-mercaptopropionate), hydroxyethyl sulfide ( 2-mercaptoacetate), hydroxyethyl sulfide (3-mercaptopropionate), hydroxymethyl disulfide (2-mercaptoacetate), hydroxymethyl disulfide (3-mercaptopropionate), (2-mercaptoethyl ester) thioglycolate or bis (2-mercaptoethyl ester jthiodipropionate and aromatic compounds such as 1, e.g. - dimercaptobenzene, 1,3-dimercaptobenzene, 1,4-dimercaptobenzene, 1,2-bis (mercaptomethyl) benzene, 1,4-bis (mercaptomethyl) benzene, 1, 2-
Bis(mercaptoethyl)benzol, 1 ,4-Bis(mercaptoethyl)benzol, 1 ,2,3-Trimercaptobenzol, 1 ,2,4- Trimercaptobenzol, 1 ,3,5-Trimercaptobenzol, 1 ,2,3-Tris-(mercaptomethyl)benzol, 1 ,2,4- T ris(mercaptomethyl)benzol, 1 ,3,5-T ris(mercaptomethyl)benzol, 1 ,2,3-Bis (mercaptoethyl) benzene, 1,4-bis (mercaptoethyl) benzene, 1,2,3-trimercaptobenzene, 1,2,4-trimercaptobenzene, 1,3,5-trimercaptobenzene, 1,2,3-tris- (mercaptomethyl ) benzene, 1, 2,4- Tris (mercaptomethyl) benzene, 1, 3,5-Tris (mercaptomethyl) benzene, 1, 2,3-
T ris(mercaptoethyl)benzol, 1 ,3,5-T ris(mercaptoethyl)benzol, 1 ,2,4-T ris(mercaptoethyl)- benzol, 2,5-T oluoldithiol, 3,4-T oluoldithiol, 1 ,4-Naphthalindithiol, 1 ,5-Naphthalindithiol, 2,6- Naphthalindithiol, 2,7-Naphthalindithiol, 1 ,2,3,4-Tetramercaptobenzol, 1 ,2,3,5- Tetramercapto-benzol, 1 ,2,4,5-Tetramercaptobenzol, 1 ,2,3,4-T ris (mercaptoethyl) benzene, 1, 3,5-T ris (mercaptoethyl) benzene, 1, 2,4-T ris (mercaptoethyl) benzene, 2,5-toluene dithiol, 3,4-toluene dithiol, 1, 4-naphthalenedithiol, 1,5-naphthalenedithiol, 2,6-naphthalenedithiol, 2,7-naphthalenedithiol, 1,2,3,4-tetramercaptobenzene, 1,2,3,5-tetramercaptobenzene, 1,2,4, 5-tetramercaptobenzene, 1, 2,3,4-
T etrakis(mercaptomethyl)benzol, 1 ,2,3,5-T etrakis-(mercaptomethyl)benzol, 1 ,2,4,5- Tetrakis(mercaptomethyl)benzol, 1 ,2,3,4-Tetrakis(mercaptoethyl)benzol, 1 ,2,3,5-T etrakis (mercaptomethyl) benzene, 1, 2,3,5-T etrakis (mercaptomethyl) benzene, 1, 2,4,5-tetrakis (mercaptomethyl) benzene, 1, 2,3,4-tetrakis (mercaptoethyl) benzene , 1, 2,3,5-
Tetrakis(mercaptoethyl)benzol, 1 ,2,4,5-Tetrakis(mercaptoethyl)benzol, 2,2'-Tetrakis (mercaptoethyl) benzene, 1, 2,4,5-tetrakis (mercaptoethyl) benzene, 2,2'-
Dimercaptobiphenyl oder 4,4'-Dimercaptobiphenyl. Dimercaptobiphenyl or 4,4'-dimercaptobiphenyl.
Besonders bevorzugte thiofunktionelle Komponenten B) sind Polyether- und Polyesterthiole der genannten Art. Ganz besonders bevorzugt sind 4-Mercaptomethyl-1 ,8- dimercapto-3,6-dithiaoctan, 1 ,1 ,3,3-Tetrakis(mercaptomethylthio)propan, 5,7- Dimercaptomethyl-1 ,1 1 -dimercapto-3,6,9-trithiaundecan, 4,7-Dimercaptomethyl-1 ,1 1 - dimercapto-3,6,9-trithiaundecan, 4,8-Dimercapto-methyl-1 ,1 1 -dimercapto-3,6,9- trithiaundecan, T rimethylolpropan-tris(2-mercaptoacetat), T rimethylolpropan-tris(3- mercaptopropionat), Pentaerythrit-tetrakis(2-mercaptoacetat) und Pentaerythrit-tetrakis(3- mercaptopropionat). Particularly preferred thio-functional components B) are polyether and polyester thiols of the type mentioned. 4-Mercaptomethyl-1,8-dimercapto-3,6-dithiaoctane, 1,1,3,3-tetrakis (mercaptomethylthio) propane, 5, are very particularly preferred , 7-dimercaptomethyl-1, 1 1 -dimercapto-3,6,9-trithiaundecane, 4,7-dimercaptomethyl-1, 1 1 -dimercapto-3,6,9-trithiaundecane, 4,8-dimercapto-methyl-1 , 1 1 -dimercapto-3,6,9-trithiaundecane, trimethylolpropane tris (2-mercaptoacetate), trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (2-mercaptoacetate) and pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate ).
Geeignete Komponenten B) sind schließlich auch Mercaptoalkohole, wie z. B. 2- Mercaptoethanol, 3-Mercaptopropanol, 1 ,3-Dimercapto-2-propanol, 2,3- Dimercaptopropanol oder Dithioerythritol. Finally, suitable components B) are also mercapto alcohols, such as. B. 2-mercaptoethanol, 3-mercaptopropanol, 1,3-dimercapto-2-propanol, 2,3-dimercaptopropanol or dithioerythritol.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kommen die mindestens eine, mindestens eine Uretdiongruppe aufweisende Komponente A) und die mindestens eine, mindestens eine Hydroxyl- und/oder mindestens eine Thiolgruppe aufweisende Komponente B) in solchen Mengen zum Einsatz, dass auf jede Uretdiongruppe der Komponente A) 0,5 bis 2,0, vorzugsweise 0,7 bis 1 ,5, besonders bevorzugt 0,8 bis 1 ,2, ganz besonders bevorzugt genau eine Hydroxyl- und/oder Thiolgruppe der Komponente B) entfällt. According to a further preferred embodiment of the method according to the invention, the at least one component A) having at least one uretdione group and the at least one component B) having at least one hydroxyl and / or at least one thiol group are used in such amounts that the Component A) 0.5 to 2.0, preferably 0.7 to 1.5, especially preferably 0.8 to 1.2, very particularly preferably exactly one hydroxyl and / or thiol group of component B) is omitted.
Zur Beschleunigung der Reaktion zwischen den Uretdiongruppen der Komponente A) und den Hydroxyl- und/oder Thiolgruppen der Komponente B) wird beim erfindungsgemäßen Verfahren mindestens ein salzartiger Katalysator C) mit einem Imidazolium und/oder Imidazolinium-Kation eingesetzt. To accelerate the reaction between the uretdione groups of component A) and the hydroxyl and / or thiol groups of component B), at least one salt-like catalyst C) with an imidazolium and / or imidazolinium cation is used in the process according to the invention.
Als Katalysatoren C) geeignete Verbindungen sind als ionische Flüssigkeiten vom Imidazolium- und Imidazoliniumtyp bekannt und werden beispielsweise als Lösemittel in der chemischen Synthese eingesetzt. Verfahren zu ihrer Herstellung sind beispielsweise in Chem. Rev. 99, 8, 2071 -2084 und WO 2005/070896, beschrieben. Compounds suitable as catalysts C) are known as ionic liquids of the imidazolium and imidazolinium types and are used, for example, as solvents in chemical synthesis. Processes for their production are described, for example, in Chem. Rev. 99, 8, 2071-2084 and WO 2005/070896.
Bei den Katalysatoren C) handelt es sich um salzartige Verbindungen, enthaltend ein Strukturelement der allgemeinen Formeln (I) oder (II) The catalysts C) are salt-like compounds containing a structural element of the general formulas (I) or (II)
in welchen in which
R1, R2, R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander für gleiche oder verschiedene Reste stehen, die gesättigte oder ungesättigte, lineare oder verzweigte, aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische organische Reste mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeuten, die substituiert oder unsubstituiert sind und/oder Heteroatome in der Kette aufweisen, wobei die Reste auch in Kombination untereinander gegebenenfalls gemeinsam mit einem weiteren Heteroatom Ringe mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen bilden können, die gegebenenfalls weiter substituiert sein können, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 independently represent identical or different radicals which are saturated or unsaturated, linear or branched, aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic organic radicals having 1 to 18 carbon atoms which are substituted or unsubstituted and / or have heteroatoms in the chain, the radicals also in combination with one another, optionally together with a further heteroatom, can form rings with 3 to 8 carbon atoms, which can optionally be further substituted,
R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander auch für Wasserstoff stehen können, und R 3 , R 4 , R 5 and R 6 can independently also represent hydrogen, and
R7 für Wasserstoff oder ein Carboxylat-Anion (COO ) steht. Bevorzugte Katalysatoren C) sind salzartige Verbindungen, enthaltend ein Strukturelement der allgemeinen Formeln (I) oder (II), in welchen R 7 represents hydrogen or a carboxylate anion (COO). Preferred catalysts C) are salt-like compounds containing a structural element of the general formulas (I) or (II), in which
R1 und R2 unabhängig voneinander für gleiche oder verschiedene Reste stehen, die gesättigte oder ungesättigte, lineare oder verzweigte, aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische organische Reste mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen bedeuten, die substituiert oder unsubstituiert sind und/oder Heteroatome in der Kette aufweisen, R 1 and R 2 independently represent the same or different radicals which are saturated or unsaturated, linear or branched, aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic organic radicals with 1 to 12 carbon atoms, which are substituted or unsubstituted and / or heteroatoms in the Have chain,
R3, R4, R5 und R6 für Wasserstoff stehen, und wobei R 3 , R 4 , R 5 and R 6 represent hydrogen, and where
R7 für Wasserstoff oder ein Carboxylat-Anion (COO ) steht. R 7 represents hydrogen or a carboxylate anion (COO).
Besonders bevorzugte Katalysatoren C) sind salzartige Verbindungen, enthaltend ein Strukturelement der allgemeinen Formeln (I) oder (II), in welchen Particularly preferred catalysts C) are salt-like compounds containing a structural element of the general formulas (I) or (II), in which
R1 und R2 unabhängig voneinander für gleiche oder verschiedene Reste stehen, die gesättigte oder ungesättigte, lineare oder verzweigte, aliphatische organische Reste mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen bedeuten, R 1 and R 2 independently of one another represent identical or different radicals which are saturated or unsaturated, linear or branched, aliphatic organic radicals having 1 to 12 carbon atoms,
R3, R4, R5 und R6 für Wasserstoff stehen, und R 3 , R 4 , R 5 and R 6 represent hydrogen, and
R7 für Wasserstoff oder ein Carboxylat-Anion (COO ) steht. R 7 represents hydrogen or a carboxylate anion (COO).
Als geeignete Katalysatoren der allgemeinen Formel (I) seien beispielhaft solche genannt, die ein 1 ,3-Dimethylimidazolium-, 1 -Methyl-3-ethylimidazolium-, 1 -Methyl-3- propylimidazolium-, 1 -Methyl-3-butylimidazolium-, 1 -Methyl-3-pentylimidazolium-, 1 - Methyl-3-hexylimidazolium-, 1 -Methyl-3-octylimidazolium-, 1 -Methyl-3-nonylimidazolium-, 1 -Methyl-3-decylimidazolium-, 1 -Decyl-3-methylimidazolium-, 1 -Methyl-3- benzylimidazolium-, 1 -Methyl-3-(3-phenylpropyl)imidazolium-, 1 -Ethyl-3- methylimidazolium (EMIM)-, 1 -lsopropyl-3-methylimidazolium-, 1 -Butyl-3- methylimidazolium (BMIM)-, 1 -Hexyl-3-methylimidazolium-, 1 -Heptyl-3-methylimidazolium- , 1 -(2-Ethyl)hexyl-3-methylimidazolium (OMIM)-, 1 ,3-Bis(tert-butyl)-imidazolium-, 1 ,3- Bis(2,4,6-trimethylphenyl)imidazolium- oder 1 ,3-Dimethylbenzimidazolium-Kation enthalten. Examples of suitable catalysts of the general formula (I) are those which contain a 1,3-dimethylimidazolium, 1-methyl-3-ethylimidazolium, 1-methyl-3-propylimidazolium, 1-methyl-3-butylimidazolium, 1 -methyl-3-pentylimidazolium-, 1-methyl-3-hexylimidazolium-, 1-methyl-3-octylimidazolium-, 1-methyl-3-nonylimidazolium-, 1 -methyl-3-decylimidazolium-, 1-decyl-3 -methylimidazolium-, 1 -Methyl-3-benzylimidazolium-, 1 -Methyl-3- (3-phenylpropyl) imidazolium-, 1 -Ethyl-3-methylimidazolium (EMIM) -, 1-isopropyl-3-methylimidazolium-, 1 - Butyl-3-methylimidazolium (BMIM), 1-hexyl-3-methylimidazolium, 1-heptyl-3-methylimidazolium, 1 - (2-ethyl) hexyl-3-methylimidazolium (OMIM), 1, 3-bis Contain (tert-butyl) imidazolium, 1,3-bis (2,4,6-trimethylphenyl) imidazolium or 1,3-dimethylbenzimidazolium cation.
Als geeignete Katalysatoren der allgemeinen Formel (II) seien beispielhaft solche genannt, die ein 1 ,3-Dimethylimidazolinium-, 1 -Ethyl-3-methylimidazolinium-, 1 -Butyl-3- methylimidazolium- 1 ,3-Bis-(2,6-diisopropylphenyl)imidazolinium- oder 1 ,3-Bis(2,4,6- trimethylphenyl)imidazolinium-1 -(1 -Adamantyl)-3-(2,4,6-trimethylphenyl)imidazolinium-,Examples of suitable catalysts of the general formula (II) are those which have a 1,3-dimethylimidazolinium, 1-ethyl-3-methylimidazolinium, 1-butyl-3- methylimidazolium- 1,3-bis- (2,6-diisopropylphenyl) imidazolinium- or 1,3-bis (2,4,6-trimethylphenyl) imidazolinium-1 - (1-adamantyl) -3- (2,4,6 -trimethylphenyl) imidazolinium-,
1 .3-Diphenyl-4,4,5,5-tetramethylimidazolinium-, 1 ,3-Di-o-tolyl-4, 4,5,5- tetramethylimidazolinium Kation enthalten. 1, 3-diphenyl-4,4,5,5-tetramethylimidazolinium, 1,3-di-o-tolyl-4, 4,5,5-tetramethylimidazolinium cation contain.
Als Gegenion zu den Imidazolium- und Imidazolinium-Kationen enthalten die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorliegenden Katalysatoren C) beliebige anorganische und/oder organische Anionen, wie z. B. Halogenid-, Sulfat-, Hydroxysulfat-, Sulfit-, Nitrat-, Carbonat-, Hydrogencarbonat-, Arylsulfonat-, Alkylsulfonat-, Trifluormethylsulfonat-, Alkylsulfat-, Phosphat-, Dialkylphosphat-, Hexafluorophosphat-, Trifluormethylborat-, Tetrafluoroborat-, Bis(trifluoromethylsulfonyl)imid-, Dicyanamid- und/oder Carboxylat-Anionen. As a counterion to the imidazolium and imidazolinium cations, the catalysts C) present in the compositions according to the invention contain any inorganic and / or organic anions, such as. B. halide, sulfate, hydroxysulfate, sulfite, nitrate, carbonate, hydrogen carbonate, aryl sulfonate, alkyl sulfonate, trifluoromethyl sulfonate, alkyl sulfate, phosphate, dialkyl phosphate, hexafluorophosphate, hexafluorophosphate, trifluoromethyl borate, Bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, dicyanamide and / or carboxylate anions.
Das Gegenion zu den Imidazolium- und Imidazolinium-Kationen kann daneben auch eine Carboxylatgruppe (COO ) darstellen, die als R7 der allgemeinen Formel (I) direkt am Imidazolium-Kation gebunden vorliegt, wobei der Katalysator C) in diesem Fall in Form einer zwitterionischen Struktur aufweist. The counterion to the imidazolium and imidazolinium cations can also be a carboxylate group (COO) which is bonded directly to the imidazolium cation as R 7 of the general formula (I), the catalyst C) in this case in the form of a zwitterionic Has structure.
Geeignete Katalysatoren C) für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind beispielsweise 1 ,3-Dimethylimidazoliumchlorid, 1 ,3-Dimethylimidazolium-2-carboxylat,Suitable catalysts C) for the compositions according to the invention are, for example, 1,3-dimethylimidazolium chloride, 1,3-dimethylimidazolium-2-carboxylate,
1 .3-Dimethylimidazoliumdimethylphosphat, 1 -Ethyl-3-methylimidazoliumchlorid, 1 -Ethyl-3- methylimidazoliumbromid, 1 -Ethyl-3-methylimidazoliumiodid, 1 -Ethyl-3- methylimidazoliumnitrat, 1 -Ethyl-3-methylimidazoliumhydrogencarbonat, 1 -Ethyl-3- methylimidazoliummethansulfonat, 1 -Ethyl-3-methylimidazoliumtrifluoromethansulfonat, 1 - Ethyl-3-methylimidazoliumtrifluoro(trifluoromethyl)borat, 1 -Ethyl-3- methylimidazoliumhydrogensulfat, 1 -Ethyl-3-methylimidazoliumethylsulfat, 1 -Ethyl-3- methylimidazoliumdicyanamid, 1 -Ethyl-3-methylimidazoliumtetrafluoroborat, 1 -Ethyl-3- methylimidazoliumdiethylphosphat, 1 -Ethyl-3-methylimidazoliumhexafluorophosphat, 1 - Ethyl-3-methylimidazolium-bis(trifluoromethansulfonyl)imid, 1 -Ethyl-3-methylimidazolium- 2-carboxylat, 1 -Ethyl-3-methylimidazoliumacetat, 1 -Ethyl-3-methylimidazolium-(L)-(+)- lactat, 1 -Methyl-3-propylimidazoliumiodid, 1 ,3-Diisopropyl-4,5-dimethylimidazolium-2- carboxylat, 1 -Butyl-3-methylimidazoliumchlorid, 1 -Butyl-3-methylimidazoliumbromid, 1 - Butyl-3-methylimidazoliumiodid, 1 -Butyl-3-methylimidazoliumtrifluoromethansulfonat, 1 - Butyl-3-methylimidazoliumethylsulfat, 1 -Butyl-3-methylimidazolium-n-octylsulfat, 1 -Butyl-3- methylimidazoliumdicyanamid, 1 -Butyl-3-methylimidazoliumtrifluoro(trifluoromethyl)borat, 1 -Butyl-3-methylimidazoliumtetrafluoroborat, 1 -Butyl-3-methylimidazoliumdibutylphosphat, 1 -Butyl-3-methylimidazoliumhexafluorophosphat, 1 -Butyl-3-methylimidazolium-2- carboxylat, 1 -Butyl-3-methylimidazoliumacetat, 1 -Butyl-3-methylimidazolium- bis(trifluoromethansulfonyl)imid, Bis(tert-butyl)-imidazolium-2-carboxylat, 1 -Hexyl-3- methylimidazoliumchlorid, 1 -Hexyl-3-methylimidazoliumbromid, 1 -Hexyl-3- methylimidazoliumtetrafluoroborat, 1 -Hexyl-3- methylimidazoliumbis(trifluoromethansulfonyl)imid, 1 -Hexyl-3- methylimidazoliumhexafluorophosphat, 1 -Methyl-3-n-octylimidazoliumbromid, 1 -Methyl-3- n-octylimidazoliumchlorid, 1 -Methyl-3-n-octylimidazoliumhexafluorophosphat, 1 -Decyl-3- methylimidazolium-bis(trifluoromethansulfonyl)imid, 1 ,3-Dimethylimidazoliniumchlorid, 1 ,3- Dimethylimidazolinium-2-carboxylat, 1 ,3-Dimethylimidazoliniumacetat, 1 -Ethyl-3- methylimidazoliniumchlorid, 1 -Ethyl-3-methylimidazolinium-2-carboxylat, 1 -Ethyl-3- methylimidazoliniumacetat, 1 -Butyl-3-methylimidazolinium-2-carboxylat, 1 ,3-Bis-(2,6- diisopropylphenyl)imidazoliniumchlorid oder 1 ,3-Bis(2,4,6-trimethylphenyl)imidazolinium- 1 -(1 -Adamantyl)-3-(2,4,6-trimethylphenyl)imidazoliniumchlorid und/oder 1 ,3-Diphenyl- 4,4,5,5-tetramethylimidazoliniumchlorid. 1,3-Dimethylimidazolium dimethylphosphate, 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride, 1-ethyl-3-methylimidazolium bromide, 1-ethyl-3-methylimidazolium iodide, 1-ethyl-3-methylimidazolium nitrate, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium 3-methylimidazolium methanesulphonate, 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulphonate, 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoro (trifluoromethyl) borate, 1-ethyl-3-methylimidazolium hydrogen sulphate, 1-methyl-1-methyl-ethanesulphate 1-methyl-1-methyl-eimidazolium-1-methyl-1-methyl-eimidazolium Ethyl 3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-ethyl-3-methylimidazolium diethyl phosphate, 1-ethyl 3-methylimidazolium hexafluorophosphate, 1 - ethyl 3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imidazolium, 1-2-methyl-1-methyl-1-methyl Ethyl 3-methylimidazolium acetate, 1 -Ethyl-3-methylimidazolium- (L) - (+) - lactate, 1-methyl-3-propylimidazolium iodide, 1,3-diisopropyl-4,5-dimethylimidazolium-2-carboxylate, 1 - Butyl-3-methylimidazolium chloride, 1-butyl-3-methylimi dazolium bromide, 1 - butyl-3-methylimidazolium iodide, 1-butyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate, 1-butyl-3-methylimidazolium ethyl sulfate, 1-butyl-3-methylimidazolium, 1-butyl-3-methylimidazolium, 1-butyl-3-methyl-butyl sulfate, 1-butyl-3-methylimidyl sulfate, 1-butyl-3-methylimidyl sulfate 3-methylimidazolium trifluoro (trifluoromethyl) borate, 1 -butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-butyl-3-methylimidazolium dibutyl phosphate, 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate, 1-butyl-3-methylimidazolium, 1-butyl-3-methylimidazolium methylimidazolium acetate, 1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, bis (tert-butyl) -imidazolium-2-carboxylate, 1-hexyl-3-methylimidazolium chloride, 1-hexyl-3-methylimidazolium bromide-3 1 -hexyl - methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-hexyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, 1-hexyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate, 1-methyl-3-n-octylimidazolium bromide, 1-methyl-3-n-octylimidazolium chloride, 1-methyl-3-n-octylimidazolium chloride octylimidazolium hexafluorophosphate, 1-decyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulphonyl) imide, 1,3-dimethylimidazolinium chloride, 1,3-dimethylimidazolinium-2-carboxylate, 1,3-dimethylimidazolinium acetate, 1-ethyl-3-methylchloride 3-methylimidazolinium-2-carboxylate, 1-ethyl-3-methylimidazolinium acetate, 1-butyl-3-methylimidazolinium-2-carboxylate, 1,3-bis (2,6-diisopropylphenyl) imidazolinium chloride or 1,3-bis (2 , 4,6-trimethylphenyl) imidazolinium-1 - (1-adamantyl) -3- (2,4,6-trimethylphenyl) imidazolinium chloride and / or 1,3-diphenyl-4,4,5,5-tetramethylimidazolinium chloride.
Besonders bevorzugte Katalysatoren C) sind Imidazoliumsalze der genannten Art mit Carboxylat-Anionen, ganz besonders bevorzugt 1 ,3-Dimethylimidazolium-2-carboxylat, 1 - Ethyl-3-methylimidazolium-2-carboxylat, 1 -Ethyl-3-methylimidazoliumacetat, 1 -Butyl-3- methylimidazolium-2-carboxylat und/oder 1 -Butyl-3-methylimidazoliumacetat. Particularly preferred catalysts C) are imidazolium salts of the type mentioned with carboxylate anions, very particularly preferably 1,3-dimethylimidazolium-2-carboxylate, 1-ethyl-3-methylimidazolium-2-carboxylate, 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate, 1 - Butyl 3-methylimidazolium-2-carboxylate and / or 1-butyl-3-methylimidazolium acetate.
Die Katalysatoren C) kommen beim erfindungsgemäßen Verfahren in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform entweder einzeln oder als Mischungen aus mindestens zwei solcher Katalysatoren in einer Menge von 0,001 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,005 bis 12 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,01 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Ge samtgewicht der Komponenten A) und B), exklusive gegebenenfalls in diesen Komponenten vorliegender Lösemittel, Hilfs- oder Zusatzstoffe, zum Einsatz. In a further preferred embodiment, the catalysts C) come in the process according to the invention either individually or as mixtures of at least two such catalysts in an amount of 0.001 to 15% by weight, preferably 0.005 to 12% by weight, particularly preferably 0.01 to 10% by weight, based on the total weight of components A) and B), excluding any solvents, auxiliaries or additives present in these components.
Gegebenenfalls können beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung der Selektivität der Uretdion-Reaktion weitere co-katalytisch wirkende Verbindungen mitverwendet werden. Hierbei handelt es sich insbesondere um organische Zink-Salze, wie z. B. Zink-(ll)-stearat, Zink-(ll)-n-octanoat, Zink-(ll)-2-ethyl-1 -hexanoat, Zink-(ll)- naphthenat oder Zink-(ll)-acetylacetonat, die einzeln oder als Mischungen aus mindestens zwei solcher Co- Katalysatoren falls überhaupt in einer Menge von 0,01 bis 100 mol-%, bezogen auf die Menge an Katalysator C) eingesetzt werden. Bevorzugter Co-Katalysator ist Zink-(ll)-acetylacetonat. If necessary, further co-catalytically active compounds can also be used in the process according to the invention for controlling the selectivity of the uretdione reaction. These are in particular organic zinc salts, such as. B. zinc (II) stearate, zinc (II) n-octanoate, zinc (II) -2-ethyl-1-hexanoate, zinc (II) naphthenate or zinc (II) acetylacetonate, which are used individually or as mixtures of at least two such co-catalysts, if at all in an amount of 0.01 to 100 mol%, based on the amount of catalyst C). The preferred co-catalyst is zinc (II) acetylacetonate.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich hervorragend zur Herstellung von Polyurethan-Kunststoffen und wird hierfür verwendet. Bevorzugt findet das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Beschichtungsmitteln Anwendung. The method according to the invention is outstandingly suitable for the production of polyurethane plastics and is used for this. The process according to the invention is preferably used for the production of coating compositions.
Daher sind Zusammensetzungen, vorzugsweise Beschichtungsmittel, enthaltend entweder wenigstens eine, mindestens eine Uretdiongruppe aufweisende Komponente A), mindestens eine, mindestens eine Thiolgruppe aufweisende Komponente B) und mindestens einen Katalysator C) mit Imidazolium- oder Imidazolinium-Struktur sowie gegebenenfalls weitere Hilfs- und Zusatzstoffe oder enthaltend wenigstens eine, mindestens eine Polyadditionsverbindung A2), die in lösemittelfreier Form einen Gehalt an freien Isocyanatgruppen von weniger als 5 Gew.-% aufweist, mindestens eine, mindestens eine Hydroxyl- und/oder Thiolgruppe aufweisende Komponente B) und mindestens einen Katalysator C) mit Imidazolium- oder Imidazolinium-Struktur sowie gegebenenfalls weitere Hilfs- und Zusatzstoffe, ebenfalls Gegenstand der Erfindung. Bevorzugt weist die mindestens eine Polyadditionsverbindung A2) in lösemittelfreier Form einen Gehalt an freien Isocyanatgruppen von weniger als 2 Gew.-% und besonders bevorzugt von weniger als 1 Gew.-% auf. Ganz besonders bevorzugt sind isocyanatgruppenfreie Polyadditionsverbindungen A2). Therefore, compositions, preferably coating agents, contain either at least one component A) having at least one uretdione group, at least one component B) having at least one thiol group and at least one catalyst C) with an imidazolium or imidazolinium structure as well optionally further auxiliaries and additives or containing at least one, at least one polyaddition compound A2) which, in solvent-free form, has a free isocyanate group content of less than 5% by weight, at least one component B containing at least one hydroxyl and / or thiol group ) and at least one catalyst C) with an imidazolium or imidazolinium structure and, if appropriate, further auxiliaries and additives, likewise a subject of the invention. The at least one polyaddition compound A2) in solvent-free form preferably has a content of free isocyanate groups of less than 2% by weight and particularly preferably less than 1% by weight. Polyaddition compounds A2) free of isocyanate groups are very particularly preferred.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Aushärtung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erfolgt in Abhängigkeit von der Aktivität des eingesetzten Katalysators in der Regel im Temperaturbereich von 20 bis 200°C, vorzugsweise von 60 bis 180°C, besonders bevorzugt von 70 bis 170°C und ganz besonders bevorzugt von 80 bis 160°C, vorzugsweise über einen Zeitraum von 1 Minute bis zu 12 Stunden, bevorzugt 10 Minuten bis 3 Stunden. The process according to the invention is carried out and the compositions according to the invention are cured, depending on the activity of the catalyst used, generally in the temperature range from 20 to 200 ° C., preferably from 60 to 180 ° C., particularly preferably from 70 to 170 ° C. and very particularly preferably from 80 to 160 ° C., preferably over a period of 1 minute up to 12 hours, preferably 10 minutes to 3 hours.
Unter diesen Bedingungen reagieren die in Komponente A) ursprünglich enthaltenen Uretdiongruppen in der Regel vollständig unter Bildung von Allophanatgruppen und/oder Thioallophanatgruppen und gegebenenfalls Isocyanuratgruppen ab. Under these conditions, the uretdione groups originally contained in component A) generally react completely to form allophanate groups and / or thioallophanate groups and, if appropriate, isocyanurate groups.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung mindestens einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur Herstellung von Polyurethan-Kunststoffen. Außerdem ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung die Verwendung mindestens einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur Herstellung von Beschichtungsmitteln. Another object of the invention is the use of at least one composition according to the invention for the production of polyurethane plastics. In addition, the invention also provides the use of at least one composition according to the invention for the production of coating agents.
Als Untergründe für die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen formulier ten Beschichtungen kommen beliebige Substrate in Betracht, wie z. B. Metall, Holz, Glas, Stein, keramische Materialien, Beton, harte und flexible Kunststoffe, Textilien, Leder und Papier, die vor der Beschichtung gegebenenfalls auch mit üblichen Grundierungen verse hen werden können. Any substrates can be used as substrates for the coatings formulated with the aid of the compositions according to the invention, such as, for. B. metal, wood, glass, stone, ceramic materials, concrete, hard and flexible plastics, textiles, leather and paper, which can optionally be hen verses with conventional primers before coating.
Weitere Gegenstände der Erfindung sind Beschichtungsmittel enthaltend mindestens eine erfindungsgemäße Zusammensetzung und ein Substrat, beschichtet mit einem gegebenenfalls unter Wärmeeinwirkung ausgehärteten erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel. Further objects of the invention are coating agents comprising at least one composition according to the invention and a substrate coated with a coating agent according to the invention which is optionally cured under the action of heat.
Die mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen formulierten Beschichtungsmittel, denen gegebenenfalls die üblichen, dem Fachmann aus der Lacktechnologie bekannten Hilfs- und Zusatzmittel, wie z. B. Lösungsmittel, UV-Stabilisatoren, Antioxidantien, Verlaufsmittel, Rheologieadditive, Slipadditive, Farbstoffe, Mattierungsmittel, Flammschutzmittel, Hydrolyseschutzmittel, Mikrobizide, Algizide, Wasserfänger, Thixotropieträger, Netzmittel, Entlüftungsmittel, Haftvermittler, Füllstoffe und/oder Pigmente, einverleibt werden können, ergeben unter den genannten Aushärtebedingungen Filme mit guten lacktechnischen Eigenschaften. The coating compositions formulated with the compositions according to the invention, which optionally contain the usual auxiliaries and additives known to the person skilled in the art from paint technology, such as. B. Solvents, UV stabilizers, antioxidants, leveling agents, rheology additives, slip additives, dyes, matting agents, Flame retardants, hydrolysis inhibitors, microbicides, algicides, water scavengers, thixotropic carriers, wetting agents, deaerating agents, adhesion promoters, fillers and / or pigments, which can be incorporated, give films with good lacquer properties under the curing conditions mentioned.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung sind Polyurethan-Kunststoffe, vorzugsweise Beschichtungen, die durch Verwendung der oben beschriebenen Beschichtungsmittel erhalten wurden. The invention also relates to polyurethane plastics, preferably coatings, which have been obtained by using the coating agents described above.
Beispiele Examples
Alle Prozentangaben beziehen sich, soweit nichts Anderslautendes vermerkt, auf das Gewicht. Unless otherwise stated, all percentages relate to weight.
Die Bestimmung der NCO-Gehalte erfolgte titrimetrisch nach DIN EN ISO 1 1909:2007-05. The NCO contents were determined titrimetrically in accordance with DIN EN ISO 1 1909: 2007-05.
Sämtliche Viskositätsmessungen erfolgten mit einem Physica MCR 51 Rheometer der Fa. Anton Paar Germany GmbH (DE) nach DIN EN ISO 3219:1994-10 bei einer Scherrate 5 von 250 s-1 . All viscosity measurements were carried out with a Physica MCR 51 rheometer from Anton Paar Germany GmbH (DE) according to DIN EN ISO 3219: 1994-10 at a shear rate 5 of 250 s-1.
Die Rest-Monomeren Gehalte wurden nach DIN EN ISO 10283:2007-1 1 gaschromatographisch mit internem Standard gemessen. The residual monomer contents were measured according to DIN EN ISO 10283: 2007-1 1 by gas chromatography using an internal standard.
Die Zusammensetzungen der Uretdion-Modellverbindungen wurden durch Gelpermationschromatographie in Anlehnung an DIN 55672-1 :2016-03 (Gelpermeationschromatographie (GPC) - Teil 1 : Tetrahydrofuran (THF) als Elutionsmit tel) ermittelt, mit der Änderung, dass mit einer Flußrate von 0,6 ml/min statt 1 ,0 ml/min gearbeitet wurde. Die den Chromatogrammen entnommenen Anteile der unterschiedlichen Oligomere in Flächen-%, welche softwaregestützt ermittelt wurden, wurden näherungsweise jeweils Anteilen in Gew.-% gleichgesetzt. The compositions of the uretdione model compounds were determined by gel permeation chromatography based on DIN 55672-1: 2016-03 (gel permeation chromatography (GPC) - Part 1: tetrahydrofuran (THF) as eluent), with the change that with a flow rate of 0, 6 ml / min instead of 1.0 ml / min was worked. The proportions of the different oligomers taken from the chromatograms in area%, which were determined with the aid of software, were approximately equated in each case with proportions in% by weight.
Die Bestimmung der Pendeldämpfung nach König erfolgte nach DIN EN ISO 1522:2007- 04 auf Glasplatten. The König pendulum damping was determined in accordance with DIN EN ISO 1522: 2007-04 on glass plates.
Zur Bestimmung der bei der Aushärtung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen entstehenden Uretdionfolgeprodukte erfolgte anhand protokonenentkoppelter 13C-NMR- Spektren (aufgenommen unter Verwendung von CDCI3 als Lösungsmittel an einem Gerät Bruker DPX-400). Die einzelnen Strukturelemente weisen folgende chemische Verschiebungen (in ppm) auf: Uretdion: 157.1 ; Isocyanurat: 148.4; Allophanat: 155.7 und 153.8. The uretdione byproducts formed during the curing of the compositions according to the invention were determined using protocone-decoupled 13 C-NMR spectra (recorded using CDCl3 as solvent on a Bruker DPX-400 device). The individual structural elements show the following chemical shifts (in ppm): uretdione: 157.1; Isocyanurate: 148.4; Allophanate: 155.7 and 153.8.
Die Bestimmung der Lösemittelbeständigkeit erfolgte mit Xylol als typischem Lacklösemittel. Dazu wurde eine kleine Menge des Lösemittels in ein Reagenzglas gegeben und mit einem Wattebausch an der Öffnung versehen, so dass eine mit Xylol gesättigte Atmosphäre innerhalb des Reagenzglases entstand. Das Reagenzglas wurde anschließend mit dem Wattebausch auf die Lackoberfläche gebracht und verblieben dort für 5 Min. Nach Abwischen des Lösemittels wurde der Film auf Zerstörung/Erweichung/Haftverlust geprüft. (0 = keine Veränderung, 5 = Film zerstört) Ausgangsverbindungen The solvent resistance was determined using xylene as a typical paint solvent. For this purpose, a small amount of the solvent was placed in a test tube and a cotton swab was attached to the opening so that an atmosphere saturated with xylene was created inside the test tube. The test tube was then placed on the lacquer surface with a cotton ball and remained there for 5 minutes. After wiping off the solvent, the film was checked for destruction / softening / loss of adhesion. (0 = no change, 5 = film destroyed) Output connections
Herstellung einer HDI-Uretdion-Modellverbinduna (HDI-UD1) Manufacture of an HDI uretdione model connection (HDI-UD1)
Herstellung von 1 ,3-bis(6-isocyanatohexyl)-1 ,3-diazetidin-2,4-dion Preparation of 1,3-bis (6-isocyanatohexyl) -1, 3-diazetidine-2,4-dione
Nach dem in Beispiel 1 der EP-A 0 789 017 beschriebenen Verfahren wurde durch Tributylphosphin-katalysierte Oligomerisierung von 1 ,6-Diisocyanatohexan (HDI) und anschließende destillative Aufarbeitung 1 ,3-bis(6-isocyanatohexyl)-1 ,3-diazetidin-2,4-dion (ideales Bis(6-isocyanatohexyl)-uretdion) hergestellt. According to the method described in Example 1 of EP-A 0 789 017, by tributylphosphine-catalyzed oligomerization of 1,6-diisocyanatohexane (HDI) and subsequent work-up by distillation 1,3-bis (6-isocyanatohexyl) -1, 3-diazetidine- 2,4-dione (ideal bis (6-isocyanatohexyl) uretdione) produced.
NCO-Gehalt: 25,0 % NCO content: 25.0%
monomeres HDI: < 0,03 % monomeric HDI: <0.03%
Viskosität (23°C): 28 mPas Viscosity (23 ° C): 28 mPas
Nach gelpermeationschromatographischer Untersuchung (GPC) liegt folgende Zusammensetzung vor: According to gel permeation chromatographic analysis (GPC), the following composition is present:
HDI-Uretdion (n = 2): 99,2 % (nach GPC) HDI uretdione (n = 2): 99.2% (according to GPC)
HDI- Isocyan urat (n = 3): 0,4 % (nach GPC) HDI isocyanurate (n = 3): 0.4% (according to GPC)
höhere Oligomere: 0,4 % (nach GPC) higher oligomers: 0.4% (according to GPC)
Herstellung des Dimethylurethans des Bis(6-isocyanatohexyl)-uretdions (HDI-UD1)Production of bis (6-isocyanatohexyl) uretdione dimethyl urethane (HDI-UD1)
10 g (0,0595 val) des vorstehend beschriebenen HDI-Uretdions wurden in 30 ml Dichlormethan gelöst, mit 2 g (0,0625 mol) Methanol versetzt und bei 40°C unter trockenem Stickstoff gerührt, bis nach 8 h IR-spektroskopisch kein Isocyanat mehr nachweisbar war. Anschließend wurden Dichlomethan und überschüssiges Methanol mit Hilfe eines Rotationsverdampfers entfernt. Es lag das Dimethylurethan des Bis(6- isocyanatohexyl)-uretdions (HDI-UD1 ) als farbloser Feststoff vor. 10 g (0.0595 eq) of the above-described HDI uretdione were dissolved in 30 ml of dichloromethane, 2 g (0.0625 mol) of methanol were added and the mixture was stirred at 40 ° C. under dry nitrogen until no IR spectroscopy showed after 8 h Isocyanate was more detectable. Dichloromethane and excess methanol were then removed using a rotary evaporator. The dimethyl urethane of bis (6-isocyanatohexyl) uretdione (HDI-UD1) was present as a colorless solid.
Uretdiongruppengehalt: 21 ,0 % (berechnet als C2N2O2, Molekulargewicht 84) Uretdione group content: 21.0% (calculated as C2N2O2, molecular weight 84)
Herstellung eines HDI-Polvuretdionvernetzers (HDI-UD2) Manufacture of an HDI polvuretdione crosslinker (HDI-UD2)
1000 g (5,95 val) des vorstehend beschriebenen idealen Bis(6-isocyanatohexyl)-uretdions (NCO-Gehalt: 25,0 %) wurden in 800 g Butylacetat gelöst, mit 4,6 g (0,2 Gew.-%) einer 10 %igen Lösung von Dibutylzinndilaurat (DBTL) in Butylacetat versetzt und unter trockenem Stickstoff und Rühren auf 80°C erwärmt. Zu dieser Lösung wurde innerhalb von 2 Stunden eine Mischung aus 347,5 g (4,76 val) 2,2,4-Trimethylpentan-1 ,3-diol und 154,7 g (1 ,19 val) 2-Ethyl-1 -hexanol zugetropft. Nach einer Rührzeit von 16 Stunden bei 80°C betrug der NCO-Gehalt < 0,2 %. Es wurde eine praktisch farblose Lösung eines HDI- Polyuretdionvernetzers (HDI-UD2) erhalten. NCO-Gehalt: 0,16 % 1000 g (5.95 eq) of the above-described ideal bis (6-isocyanatohexyl) uretdione (NCO content: 25.0%) were dissolved in 800 g of butyl acetate, with 4.6 g (0.2% by weight ) a 10% solution of dibutyltin dilaurate (DBTL) in butyl acetate and heated to 80 ° C under dry nitrogen and stirring. A mixture of 347.5 g (4.76 eq) 2,2,4-trimethylpentane-1,3-diol and 154.7 g (1.19 eq) 2-ethyl-1 was added to this solution over the course of 2 hours -hexanol added dropwise. After a stirring time of 16 hours at 80 ° C., the NCO content was <0.2%. A practically colorless solution of an HDI polyurethane crosslinker (HDI-UD2) was obtained. NCO content: 0.16%
Uretdiongruppengehalt: 10,8 % (berechnet als C2N2O2, Molekulargewicht 84) Uretdion-Funktionalität: 5 (berechnet) Uretdione group content: 10.8% (calculated as C2N2O2, molecular weight 84) Uretdione functionality: 5 (calculated)
Festkörpergehalt:: ca. 65 % Solid content: approx. 65%
Viskosität (23°C): 1400 mPas Viscosity (23 ° C): 1400 mPas
Herstellung einer PDI-Uretdion-Modellverbindunq (PDI-UD1) Creation of a PDI uretdione model connection (PDI-UD1)
Herstellung von 1 ,3-Bis(5-isocyanatopentyl)-1 ,3-diazetidin-2,4-dion Preparation of 1,3-bis (5-isocyanatopentyl) -1, 3-diazetidine-2,4-dione
Nach dem in Beispiel 1 der EP-A 0 789 017 beschriebenen Verfahren wurde durch Tributylphosphin-katalysierte Oligomerisierung von 1 ,5-Diisocyanatopentan (PDI) anstelle von 1 ,6-Diisocyanatohexan (HDI) und anschließende destillative Aufarbeitung 1 ,3-Bis(5- isocyanatopentyl)-1 ,3-diazetidin-2,4-dion (ideales Bis(5-isocyanatopentyl)-uretdion) hergestellt. According to the process described in Example 1 of EP-A 0 789 017, tributylphosphine-catalyzed oligomerization of 1,5-diisocyanatopentane (PDI) instead of 1,6-diisocyanatohexane (HDI) and subsequent work-up by distillation 1,3-bis (5 - Isocyanatopentyl) -1, 3-diazetidin-2,4-dione (ideal bis (5-isocyanatopentyl) uretdione) produced.
NCO-Gehalt: 27,3 % NCO content: 27.3%
monomeres PDI: 0,03 % monomeric PDI: 0.03%
Viskosität (23°C): 22 mPas Viscosity (23 ° C): 22 mPas
Nach gelpermeationschromatographischer Untersuchung (GPC) liegt folgende Zusammensetzung vor: According to gel permeation chromatographic analysis (GPC), the following composition is present:
HDI-Uretdion (n = 2): 98,7 % (nach GPC) HDI uretdione (n = 2): 98.7% (according to GPC)
HDI- Isocyan urat (n = 3): 0,7 % (nach GPC) HDI isocyanurate (n = 3): 0.7% (according to GPC)
höhere Oligomere: 0,6 % (nach GPC) higher oligomers: 0.6% (according to GPC)
Herstellung des Dimethylurethans des Bis(5-isocyanatopentyl)-uretdions (PDI-UD1 )Production of the dimethyl urethane of bis (5-isocyanatopentyl) uretdione (PDI-UD1)
10 g (0,065 val) des vorstehend beschriebenen PDI-Uretdions wurden in 30 ml Dichlormethan gelöst, mit 2 g (0,068 mol) Methanol versetzt und bei 40°C unter trockenem Stickstoff gerührt, bis nach 8 h IR-spektroskopisch kein Isocyanat mehr nachweisbar war. Anschließend wurden Dichlomethan und überschüssiges Methanol mit Hilfe eines Rotationsverdampfers entfernt. Es lag das Dimethylurethan des Bis(5- isocyanatopentyl)-uretdions (PDI-UD1 ) als farbloser Feststoff vor. IR-spektroskopisch waren keine freien Isocyanatgruppen mehr vorhanden (Fehlen der Isocyanat- Absorptionsbande bei 2270 cm-1) 10 g (0.065 eq) of the PDI uretdione described above were dissolved in 30 ml of dichloromethane, 2 g (0.068 mol) of methanol were added and the mixture was stirred at 40 ° C. under dry nitrogen until isocyanate was no longer detectable by IR spectroscopy after 8 h . Dichloromethane and excess methanol were then removed using a rotary evaporator. The dimethyl urethane of bis (5-isocyanatopentyl) uretdione (PDI-UD1) was present as a colorless solid. IR spectroscopy showed that there were no more free isocyanate groups (no isocyanate absorption band at 2270 cm -1 )
Uretdiongruppengehalt: 22,3 % (berechnet als C2N2O2, Molekulargewicht 84) Katalysatoren Uretdione group content: 22.3% (calculated as C2N2O2, molecular weight 84) Catalysts
1 -Ethyl-3-methylimidazoliumacetat (97 %), Sigma-Aldrich Chemie GmbH, München, DE 1-Ethyl-3-methylimidazolium acetate (97%), Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Munich, DE
1 ,3-Dimethylimidazolium-2-carboxylat, hergestellt nach dem in J. Org. Chem. 73, 14, 5582-5584 beschriebenen Verfahren 1,3-Dimethylimidazolium-2-carboxylate, prepared according to the method described in J. Org. Chem. 73, 14, 5582-5584
1 -Ethyl-3-methylimidazolium-2-carboxylat, hergestellt nach dem in Chem. Eur. J. 2016, 22, 16292 - 16303 beschriebenen Verfahren 1-ethyl-3-methylimidazolium-2-carboxylate, prepared according to the process described in Chem. Eur. J. 2016, 22, 16292-16303
Beispiel 1 : Example 1 :
In einem ofengetrockneten und druckresistenten Reaktionsvial wurden 6,8 mg (0,04 mmol) 1 -Ethyl-3-methylimidazoliumacetat zusammen mit 28,2 mg (0,21 mmol) 2-(2- Ethoxyethoxy)ethanol (Carbitol) in 1 ,0 ml absolutiertem Tetrahydrofuran (THF) gelöst. Anschließend wurden 80,0 mg (0,20 mmol) der HDI-Uretdion-Modellverbindung (HDI- UD1 ) zugegeben und der Inhalt des verschlossenen Reaktionsgefäßes eine Stunde bei 80°C gerührt. Nach Entfernen des Lösungsmittels im Hochvakuum zeigte das 13C-NMR- Spektrum der Mischung einen vollständigen Umsatz der eingesetzten Uretdion- zu Allophanat- und Isocyanuratgruppen. Das molare Verhältnis von Allophanat- zu Isocyanu ratgruppen betrug 90 : 10. 6.8 mg (0.04 mmol) of 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate together with 28.2 mg (0.21 mmol) of 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol (carbitol) in 1, were placed in an oven-dried and pressure-resistant reaction vial. 0 ml of absolute tetrahydrofuran (THF) dissolved. Then 80.0 mg (0.20 mmol) of the HDI-uretdione model compound (HDI-UD1) were added and the contents of the closed reaction vessel were stirred at 80 ° C. for one hour. After the solvent had been removed in a high vacuum, the 13 C-NMR spectrum of the mixture showed complete conversion of the uretdione groups used to allophanate and isocyanurate groups. The molar ratio of allophanate to isocyanate groups was 90:10.
Beispiel 2: Example 2:
In einem ofengetrockneten und druckresistenten Reaktionsvial wurden 8,1 mg (0,04 mmol) 1 ,3-Dimethylimidazolium-2-carboxylat zusammen mit 28,2 mg (0,21 mmol) Carbitol in 1 ,0 ml absolutiertem THF gelöst. Anschließend wurden 80,0 mg (0,20 mmol) der HDI- Uretdion-Modellverbindung (HDI-UD1 ) zugegeben und der Inhalt des verschlossenen Reaktionsgefäßes eine Stunde bei 80°C gerührt. Nach Entfernen des Lösungsmittels im Hochvakuum zeigte das 13C-NMR-Spektrum der Mischung einen vollständigen Umsatz der eingesetzten Uretdion- zu Allophanat- und Isocyanuratgruppen. Das molare Verhältnis von Allophanat- zu Isocyanuratgruppen betrug 87 : 13. In an oven-dried and pressure-resistant reaction vial, 8.1 mg (0.04 mmol) of 1,3-dimethylimidazolium-2-carboxylate were dissolved together with 28.2 mg (0.21 mmol) of carbitol in 1.0 ml of absolute THF. Then 80.0 mg (0.20 mmol) of the HDI uretdione model compound (HDI-UD1) were added and the contents of the closed reaction vessel were stirred at 80 ° C. for one hour. After removing the solvent in a high vacuum, the 13 C-NMR spectrum of the mixture showed complete conversion of the uretdione groups used to allophanate and isocyanurate groups. The molar ratio of allophanate to isocyanurate groups was 87: 13.
Beispiel 3: Example 3:
In einem ofengetrockneten und druckresistenten Reaktionsvial wurden 6,2 mg (0,04 mmol) 1 -Ethyl-3-methylimidazolium-2-carboxylat zusammen mit 28,2 mg (0,21 mmol) Carbitol in 1 ,0 ml absolutiertem THF gelöst. Anschließend wurden 80,0 mg (0,20 mmol) der HDI-Uretdion-Modellverbindung (HDI-UD1 ) zugegeben und der Inhalt des verschlossenen Reaktionsgefäßes eine Stunde bei 80°C gerührt. Nach Entfernen des Lösungsmittels im Hochvakuum zeigte das 13C-NMR-Spektrum der Mischung einen vollständigen Umsatz der eingesetzten Uretdion- zu Allophanat- und Isocyanuratgruppen. Das molare Verhältnis von Allophanat- zu Isocyanuratgruppen betrug 88 : 12. In an oven-dried and pressure-resistant reaction vial, 6.2 mg (0.04 mmol) of 1-ethyl 3-methylimidazolium-2-carboxylate were dissolved together with 28.2 mg (0.21 mmol) of carbitol in 1.0 ml of absolute THF. 80.0 mg (0.20 mmol) of the HDI-uretdione model compound (HDI-UD1) were then added and the contents of the closed reaction vessel were stirred at 80 ° C. for one hour. After removing the In a solvent in a high vacuum, the 13 C-NMR spectrum of the mixture showed complete conversion of the uretdione groups used to allophanate and isocyanurate groups. The molar ratio of allophanate to isocyanurate groups was 88:12.
Beispiel 4: Example 4:
In einem ofengetrockneten und druckresistenten Reaktionsvial wurden 0,05 g (0,3 mmol) Natrium-ethyldithiocarbonat zusammen mit 0,23 g (1 ,7 mmol) Carbitol in 12,1 ml absolutiertem Tetrahydrofuran (THF) gelöst. Anschließend wurden 0,61 g (1 ,6 mmol) der PDI-Uretdion-Modellverbindung (PDI-UD1 ) zugegeben und der Inhalt des verschlossenen Reaktionsgefäßes über eine Stunde bei 24°C gerührt. Nach Entfernen des Lösungsmittels im Hochvakuum zeigte das 13C-NMR-Spektrum der Mischung einen vollständigen Umsatz der eingesetzten Uretdion- zu Allophanat- und Isocyanuratgruppen. Das molare Verhältnis von Allophanat- zu Isocyanuratgruppen betrug 90 : 10. In an oven-dried and pressure-resistant reaction vial, 0.05 g (0.3 mmol) of sodium ethyldithiocarbonate were dissolved together with 0.23 g (1.7 mmol) of carbitol in 12.1 ml of absolute tetrahydrofuran (THF). Then 0.61 g (1.6 mmol) of the PDI uretdione model compound (PDI-UD1) were added and the contents of the sealed reaction vessel were stirred at 24 ° C. for one hour. After removing the solvent in a high vacuum, the 13 C-NMR spectrum of the mixture showed complete conversion of the uretdione groups used to allophanate and isocyanurate groups. The molar ratio of allophanate to isocyanurate groups was 90:10.
Beispiel 5 (erfindungsgemäß und Vergleich): Example 5 (according to the invention and comparison):
100 g (0,559 val) eines handelsüblichen aromatenfreien, verzweigten Polyesterpolyols mit einem Festkörpergehalt von 75 %ig in Butylacetat und einem OH-Gehalt von 9,5 %, bezogen auf Festharz, erhältlich unter der Bezeichnung Desmophen 775 XP (Covestro Deutschland AG, Leverkusen, DE), wurden mit 197,6 g (0,254 val) des HDI- Polyuretdionvernetzers (HDI-UD2) entsprechend einem Äquivalentverhältnis von Hydroxylgruppen zu Uretdiongruppen von 1 ,1 : 1 zu einem Beschichtungsmittel gemischt und nach Zugabe von 3,0 g (18,2 mmol, 1 ,0 %) 1 -Ethyl-3-methylimidazoliumacetat als Katalysator mittels einer Lackhantel in einer Auftrags-Schichtdicke von 150 gm auf eine entfettete Glasplatte appliziert. 100 g (0.559 eq) of a commercially available, aromatic-free, branched polyester polyol with a solids content of 75% in butyl acetate and an OH content of 9.5%, based on the solid resin, available under the name Desmophen 775 XP (Covestro Deutschland AG, Leverkusen, DE), were mixed with 197.6 g (0.254 eq) of the HDI polyurethane crosslinker (HDI-UD2) corresponding to an equivalent ratio of hydroxyl groups to uretdione groups of 1.1: 1 to form a coating agent and, after adding 3.0 g (18, 2 mmol, 1.0%) 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate as a catalyst was applied to a degreased glass plate using a dumbbell in an application layer thickness of 150 μm.
Zum Vergleich wurde nach dem gleichen Verfahren aus 100 g Desmophen 775 XP und 197,6 g des HDI-Polyuretdionvernetzers (HDI-UD2), ebenfalls entsprechend einem Äquivalentverhältnis von Hydroxylgruppen zu Uretdiongruppen von 1 ,1 : 1 , ein For comparison, 100 g of Desmophen 775 XP and 197.6 g of HDI polyurethane crosslinker (HDI-UD2), likewise corresponding to an equivalent ratio of hydroxyl groups to uretdione groups of 1.1: 1, were used in the same process
Beschichtungsmittel hergestellt und nach Zugabe von 2,9 g (18,8 mmol, 1 ,0 %) 1 ,8- Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (DBU) als Katalysator mittels einer Lackhantel in einer Auftrags-Schichtdicke von 150 gm auf eine entfettete Glasplatte appliziert. Coating agent prepared and after the addition of 2.9 g (18.8 mmol, 1.0%) 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-en (DBU) as a catalyst using a paint dumbbell in an application layer thickness of 150 gm applied to a degreased glass plate.
Beide Lacke wurden nach 15-minütigem Ablüften bei Raumtemperatur innerhalb von 30 min bei 100°C ausgehärtet. In beiden Fällen wurden harte, elastische und völlig transparente Beschichtungen erhalten, die sich wie folgt unterschieden: After flashing off at room temperature for 15 minutes, both paints were cured within 30 minutes at 100.degree. In both cases, hard, elastic and completely transparent coatings were obtained, which differed as follows:
Beispiel 6: Example 6:
51 ,4 g (0,421 val) Pentaerythrit-tetrakis(3-mercaptopropionat) (Festkörpergehalt: 100 %, SH-Gehalt: 26 %), erhältlich unter der Bezeichnung THIOCURE PETMP (Bruno Bock Chemische Fabrik GmbH & Co. KG, Marschacht, DE), wurden mit 148,6 g (0,191 val) des HDI-Polyuretdionvernetzers (HDI-UD2) entsprechend einem Äquivalentverhältnis von Thiolgruppen zu Uretdiongruppen von 1 ,1 : 1 zu einem Beschichtungsmittel gemischt und nach Zugabe von 2,0 g (12,1 mmol, 1 ,0 %) 1 -Ethyl-3-methylimidazoliumacetat als Katalysator mittels einer Lackhantel in einer Auftrags-Schichtdicke von 150 pm auf eine entfettete Glasplatte appliziert. Nach 15-minütigem Ablüften bei Raumtemperatur wurde der Lack innerhalb von 30 min bei 100°C ausgehärtet. 51.4 g (0.421 eq) pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate) (solids content: 100%, SH content: 26%), available under the name THIOCURE PETMP (Bruno Bock Chemische Fabrik GmbH & Co. KG, Marschacht, DE ), were mixed with 148.6 g (0.191 eq) of the HDI polyurethane crosslinker (HDI-UD2) corresponding to an equivalent ratio of thiol groups to uretdione groups of 1.1: 1 to form a coating agent and after adding 2.0 g (12.1 mmol, 1.0%) 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate as a catalyst was applied to a degreased glass plate using a paint dumbbell in an application layer thickness of 150 μm. After flashing off at room temperature for 15 minutes, the paint was cured within 30 minutes at 100.degree.
Man erhielt eine glatt verlaufene, farblos-transparente Beschichtung, die eine Pendeldämpfung von 160 s und eine Xylolbeständigkeit von 1 - 2 aufwies. A smooth, colorless-transparent coating was obtained which had a pendulum damping of 160 s and a xylene resistance of 1-2.

Claims

Patentansprüche Claims
1 . Verfahren zur Herstellung von Allophanat- und/oder Thioallophanatgruppen enthaltenden Verbindungen umfassend Umsetzung von 1 . Process for the preparation of compounds containing allophanate and / or thioallophanate groups comprising reaction of
A) mindestens einer, mindestens eine Uretdiongruppe aufweisenden A) at least one, at least one uretdione group
Komponente mit Component with
B) mindestens einer, mindestens eine Hydroxyl- und/oder Thiolgruppe aufweisenden Komponente in Gegenwart B) at least one component having at least one hydroxyl and / or thiol group in the presence
C) mindestens eines Katalysators, enthaltend ein Strukturelement der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II) C) at least one catalyst containing a structural element of the general formulas (I) and / or (II)
in welchen in which
R1, R2, R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander für gleiche oder verschiedene Reste stehen, die gesättigte oder ungesättigte, lineare oder verzweigte, aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische organische Reste mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeuten, die substituiert oder unsubstituiert sind und/oder Heteroatome in der Kette aufweisen, wobei die Reste auch in Kombination untereinander gegebenenfalls gemeinsam mit einem weiteren Heteroatom Ringe mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen bilden können, die gegebenenfalls weiter substituiert sein können, wobei R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 independently represent identical or different radicals which are saturated or unsaturated, linear or branched, aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic organic radicals having 1 to 18 carbon atoms , which are substituted or unsubstituted and / or have heteroatoms in the chain, the radicals also in combination with one another, optionally together with another heteroatom, can form rings with 3 to 8 carbon atoms, which can optionally be further substituted, where
R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander auch für Wasserstoff stehen können, und R 3 , R 4 , R 5 and R 6 can independently also represent hydrogen, and
R7 für Wasserstoff oder ein Carboxylat-Anion R 7 stands for hydrogen or a carboxylate anion
(COO ) steht, (COO) stands,
wobei es sich bei der mindestens einen, mindestens eine Uretdiongruppe aufweisenden Komponente A) um durch Umsetzung isocyanatfunktioneller Uretdiongruppen enthaltender Verbindungen A1 ) mit Alkoholen und/oder Aminen erhältliche Polyadditionsverbindungen A2) handelt, die in lösemittelfreier Form einen Gehalt an freien Isocyanatgruppen von weniger als 5 Gew.-% aufweisen. wherein the at least one component A) having at least one uretdione group is isocyanate-functional by reaction Compounds A1) containing uretdione groups are polyaddition compounds A2) obtainable with alcohols and / or amines which, in solvent-free form, have a free isocyanate group content of less than 5% by weight.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Komponente A1 ) um Uretdiongruppen enthaltende Verbindungen auf Basis von PDI, HDI, IPDI, XDI, NBDI und/oder H12-MDI handelt, die bevorzugt eine mittlere NCO-Funktionalität von mindestens 1 ,6 aufweisen und besonders bevorzugt einen Gehalt an Uretdionstrukturen (berechnet als C2N2O2, Molekulargewicht = 84) von 10 bis 25 Gew.-% aufweisen. 2. The method according to claim 1, characterized in that component A1) is uretdione-containing compounds based on PDI, HDI, IPDI, XDI, NBDI and / or H12-MDI, which preferably have an average NCO functionality of have at least 1.6 and particularly preferably have a content of uretdione structures (calculated as C2N2O2, molecular weight = 84) of 10 to 25% by weight.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Polyadditionsverbindungen A2) um Verbindungen handelt, die durch Umsetzung isocyanatfunktioneller, Uretdiongruppen enthaltender Verbindungen A1 ) mit mindestens difunktionellen Polyolen des Molekulargewichtsbereiches 62 bis 22000 und gegebenenfalls Monoalkoholen unter Einhaltung eines Äquivalentverhältnisses von Isocyanatgruppen zu gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen von 2 : 1 bis 0,5 : 1 hergestellt werden. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the polyaddition compounds A2) are compounds obtained by reacting isocyanate-functional compounds A1) containing uretdione groups with at least difunctional polyols of the molecular weight range 62 to 22,000 and optionally monoalcohols while maintaining an equivalent ratio from isocyanate groups to isocyanate-reactive groups of 2: 1 to 0.5: 1.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Uretdiongruppen enthaltenden Polyadditionsverbindungen A2) in lösemittelfreier Form einen Gehalt an freien Isocyanatgruppen von weniger als 2 Gew.-%, bevorzugt von weniger als 1 Gew.-% aufweisen und besonders bevorzugt isocyanatgruppenfrei sind. 4. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the uretdione group-containing polyaddition compounds A2) in solvent-free form have a content of free isocyanate groups of less than 2 wt .-%, preferably less than 1 wt .-% and especially are preferably free of isocyanate groups.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Komponente B) um mindestens difunktionelle Polyole des Molekulargewichtsbereiches 62 bis 22000 handelt. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that component B) is at least difunctional polyols in the molecular weight range 62 to 22,000.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten A) und B) in einer solchen Mengen eingesetzt werden, dass auf jede Uretdiongruppe der Komponente A) 0,5 bis 2,0 Hydroxyl- und/oder Thiolgruppen der Komponente B) entfallen. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that components A) and B) are used in such amounts that for each uretdione group of component A) 0.5 to 2.0 hydroxyl and / or thiol groups component B) is omitted.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Komponente C) um Katalysatoren, enthaltend ein Strukturelement der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II) handelt, in welchen 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that component C) is a catalyst containing a structural element of the general formulas (I) and / or (II), in which
R1 und R2 unabhängig voneinander für gleiche oder verschiedene Reste stehen, die gesättigte oder ungesättigte, lineare oder verzweigte, aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische organische Reste mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen bedeuten, die substituiert oder unsubstituiert sind und/oder Heteroatome in der Kette aufweisen, R 1 and R 2 independently represent the same or different radicals which are saturated or unsaturated, linear or branched, aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic organic radicals with 1 to 12 carbon atoms, which are substituted or unsubstituted and / or heteroatoms in the Have chain,
R3, R4, R5 und R6 für Wasserstoff stehen, und wobei R 3 , R 4 , R 5 and R 6 represent hydrogen, and where
R7 für Wasserstoff oder ein Carboxylat-Anion (COO ) steht. R 7 represents hydrogen or a carboxylate anion (COO).
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Komponente C) um Katalysatoren, enthaltend ein Strukturelement der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II) handelt, in welchen 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the component C) is a catalyst containing a structural element of the general formulas (I) and / or (II), in which
R1 und R2 unabhängig voneinander für gleiche oder verschiedene Reste stehen, die gesättigte oder ungesättigte, lineare oder verzweigte, aliphatische organische Reste mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen bedeuten, R 1 and R 2 independently of one another represent identical or different radicals which are saturated or unsaturated, linear or branched, aliphatic organic radicals having 1 to 12 carbon atoms,
R3, R4, R5 und R6 für Wasserstoff stehen, und R 3 , R 4 , R 5 and R 6 represent hydrogen, and
R7 für Wasserstoff oder ein Carboxylat-Anion (COO ) steht. R 7 represents hydrogen or a carboxylate anion (COO).
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim Katalysator C) um Imidazoliumsalze der genannten Art mit Carboxylat- Anionen, ganz besonders bevorzugt 1 ,3-Dimethylimidazolium-2-carboxylat, 1 -Ethyl- 3-methylimidazolium-2-carboxylat, 1 -Ethyl-3-methylimidazoliumacetat, 1 -Butyl-3- methylimidazolium-2-carboxylat und/oder 1 -Butyl-3-methylimidazoliumacetat handelt. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the catalyst C) is imidazolium salts of the type mentioned with carboxylate anions, very particularly preferably 1, 3-dimethylimidazolium-2-carboxylate, 1-ethyl 3- methylimidazolium-2-carboxylate, 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate, 1-butyl-3-methylimidazolium-2-carboxylate and / or 1-butyl-3-methylimidazolium acetate.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente C) in einer Menge von 0,001 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Ge samtgewicht der Komponenten A) und B), exklusive gegebenenfalls in diesen Komponenten vorliegender Lösemittel, Hilfs- oder Zusatzstoffe, vorliegt. 10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that component C) in an amount of 0.001 to 15 wt .-%, based on the total weight of components A) and B), excluding any components present in these components Solvents, auxiliaries or additives are present.
1 1 . Zusammensetzung enthaltend entweder wenigstens eine, mindestens eine Uretdiongruppe aufweisende Komponente A), mindestens eine, mindestens eine Thiolgruppe aufweisende Komponente B) und mindestens einen Katalysator C) mit Imidazolium- oder Imidazolinium-Struktur sowie gegebenenfalls weitere Hilfs- und Zusatzstoffe oder enthaltend wenigstens eine, mindestens eine1 1. Composition containing either at least one component A) having at least one uretdione group, at least one component B) having at least one thiol group and at least one catalyst C) with an imidazolium or imidazolinium structure and optionally further auxiliaries and additives or containing at least one, at least a
Polyadditionsverbindung A2), die in lösemittelfreier Form einen Gehalt an freien Isocyanatgruppen von weniger als 5 Gew.-% aufweist, mindestens eine, mindestens eine Hydroxyl- und/oder Thiolgruppe aufweisende Komponente B) und mindestens einen Katalysator C) mit Imidazolium- oder Imidazolinium-Struktur sowie gegebenenfalls weitere Hilfs- und Zusatzstoffe. Polyaddition compound A2), which in solvent-free form has a content of free isocyanate groups of less than 5% by weight, at least one component B) having at least one hydroxyl and / or thiol group and at least one catalyst C) with imidazolium or imidazolinium Structure and, if necessary, other auxiliaries and additives.
12. Verwendung von Zusammensetzungen gemäß Anspruch 1 1 zur Herstellung von Polyurethan-Kunststoffen, insbesondere zur Herstellung von Beschichtungsmitteln. 12. Use of compositions according to claim 1 1 for the production of polyurethane plastics, in particular for the production of coating agents.
13. Beschichtungsmittel enthaltend Zusammensetzungen gemäß Anspruch 1 1. 13. Coating agents containing compositions according to claim 1 1.
14. Substrat, beschichtet mit einem gegebenenfalls unter Wärmeeinwirkung 14. Substrate coated with an optionally heated
ausgehärteten Beschichtungsmittel gemäß Anspruch 13. cured coating agent according to claim 13.
15. Polyurethan-Kunststoff, erhalten aus einer gegebenenfalls unter Wärmeeinwirkung ausgehärteten Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 1. 15. Polyurethane plastic, obtained from a composition according to claim 11 which has optionally cured under the action of heat.
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