ES2093742T5 - Un procedimiento para la produccion de poliisocianatos que contienen grupos alofanato e isocianurato. - Google Patents
Un procedimiento para la produccion de poliisocianatos que contienen grupos alofanato e isocianurato.Info
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UN PROCESO PARA LA PRODUCCION DE UNA COMPOSICION DE POLIISOCIANATO QUE TENGA UN CONTENIDO DE NCO DEL 10 AL 47% EN PESO Y UNA VISCOSIDAD INFERIOR A 2.500 MPA.S, EN DONDE LA VISCOSIDAD SE DETERMINA A PARTIR DE UNA MEZCLA QUE CONTIENE MENOS DE UN 1% EN PESO DEL DIISOCIANATO ORGANICO DE ARRANQUE Y QUE CONTIENE GRUPOS ISOCIANURATO Y ALOFANATO EN UNA RELACION MOLAR DE MONOISOCIANURATOS A MONOALOFANATOS DE 10:1 A 1:5 QUE CONSISTE EN A) TRIMERIZAR CATALITICAMENTE UNA PORCION DE LOS GRUPOS ISOCIANATO DE UN DIISOCIANATO ORGANICO QUE TENGA GRUPOS ISOCIANATO (CICLO)ALIFATICAMENTE ENLAZADOS B) AÑADIR AL DIISOCIANATO ORGANICO DE 0,01 A 0,5 MOLES, POR MOL DE DIISOCIANATO ORGANICO, DE UN MONOALCOHOL QUE CONTENGA AL MENOS DE 6 A 9 ATOMOS DE CARBONO, ANTES O DURANTE LA REACCION DE TRIMERIZACION DEL PASO A) Y C) FINALIZAR LA REACCION DE TRIMERIZACION A UN NIVEL DE TRIMERIZACION DESEADO A BASE DE AÑADIR UN VENENO CATALIZADOR Y/O DE DESACTIVAR TERMICAMENTE EL CATALIZADOR, EN DONDE DICHO CATALIZADOR DE TRIMERIZACION ES UN COMPUESTO QUE CONTIENE GRUPOS AMINOSILILO O UN CATALIZADOR CAPAZ DE REDUCIR EL CONTENIDO DE ISOCIANATO DE UNA MEZCLA QUE CONSISTE EN DIISOCIANATO DE 1,6-HEXAMETILENO QUE CONTIENE MENOS DE 10 PPM DE DIOXIDO DE CARBONO Y EL CATALIZADOR DE TRIMERIZACION DE UN 50% A UN 45% EN PESO O MENOS EN UN PERIODO DE 4 HORAS A UNA CONCENTRACION CATALIZADORA DE 500 PPM, EN BASE AL PESO DE DIISOCIANATO DE 1,6-HEXAMETILENO Y A UNA TEMPERATURA DE 80 (GRADOS) C.
Description
Un procedimiento para la producción de
poliisocianatos que contienen grupos alofanato e isocianurato.
La presente invención se dirige a un
procedimiento para la producción de poliisocianatos que contienen
grupos alofanato y grupos isocianurato y tienen una viscosidad baja
y una compatibilidad mejorada con disolventes polares y ligeramente
polares y componentes reactivos al isocianato.
Se conocen y describen poliisocianatos que
contienen grupos isocianurato en las patentes U.S. Nos. 3.487.080,
3.996.223, 4.324.879 y 4.412.073. Aun cuando estos poliisocianatos
poseen muchas propiedades notables, requieren mejoras en dos áreas.
En primer lugar, la viscosidad de poliisocianatos comercialmente
disponibles que contienen grupos isocianurato necesita reducirse con
el fin de reducir la cantidad de disolvente que es necesario para
obtener una viscosidad de trabajo necesaria. Actualmente, hay un
número creciente de regulaciones gubernamentales que limitan la
cantidad de disolventes volátiles que pueden estar presentes en
sistemas de revestimiento. Por ello, pueden ser excluidos
poliisocianatos que contienen grupos isocianurato de ciertas
aplicaciones debido a que no es posible reducir la viscosidad de
estos poliisocianatos a una viscosidad de trabajo conveniente sin
utilizar grandes cantidades de disolvente. En segundo lugar, los
poliisocianatos que contienen grupos isocianurato no poseen
suficiente compatibilidad con coreactantes de poliésteres muy
ramificados, como se pone de manifiesto por los comentarios y
claridad de las interpretaciones de imágenes obtenidas de
revestimientos preparados a partir de estos reactantes.
Se ha propuesto en la patente U.S. No. 4.801.663
reducir la viscosidad de poliisocianatos que contienen grupos
isocianurato preparados a partir 1,6-hexametileno
diisocianato (HDI). Finalizando la reacción a un grado muy bajo de
trimerización, se obtienen mayores contenidos del monoisocianurato
de HDI y se reduce la cantidad de poliisocianatos que contienen más
de un anillo de isocianurato. Debido a que estos últimos
poliisocianatos tienen una viscosidad mucho más alta que el
monoisocianurato, los poliisocianatos resultantes tienen una
viscosidad reducida. Sin embargo, una desventaja significativa de
este sistema es que debido a que la reacción se finaliza a un grado
muy bajo de trimerización, el rendimiento total es muy bajo y se
aumenta sustancialmente la cantidad de HDI que tiene que separarse
del producto. En otras palabras, la pequeña reducción de la
viscosidad se compensa por un aumento significativo en el costo de
producción del producto. Además, el producto resultante no posee una
compatibilidad óptima con resinas de poliéster muy ramificadas.
En consecuencia, es un objetivo de la presente
invención el proporcionar poliisocianatos que tengan una viscosidad
reducida y una compatibilidad mejorada con
co-reactantes de poliésteres entrecruzados, y que al
mismo tiempo posean las propiedades deseables de los poliisocianatos
conocidos que contienen grupos isocianurato. Un objetivo adicional
de la presente invención es el de proporcionar poliisocianatos que
puedan producirse a unos costos razonables de producción y que se
obtengan con altos rendimientos. Sorprendentemente, se pueden
conseguir estos objetivos de acuerdo con la presente invención como
se describirá más adelante por la incorporación de monoalcoholes
específicos antes o durante el proceso de trimerización con el fin
de producir un poliisocianato que contenga grupos isocianurato y
alofanato.
Las patentes U.S. No. 4.582.888, 4.604.418,
4.647.623, 4.789.705 se dirigen a la incorporación de diferentes
dioles con el fin de mejorar la compatibilidad de los
poliisocianatos resultantes con ciertos disolventes y
co-reactantes. Aun cuando el uso de dioles puede
mejorar la compatibilidad de los poliisocianatos, los dioles no
reducen la viscosidad de los poliisocianuratos para un rendimiento
dado.
Se conoce la preparación de poliisocianatos que
contienen grupos isocianurato y alofanato en presencia de
catalizadores, por ejemplo en los documentos FR-A
1304301, EP-A 416338, FR-A 1215428,
JP-A 61161179, EP-A 57653.
Muchas de estas referencias así como las
anteriormente expuestas describen el uso de monoalcoholes o glicoles
como cocatalizadores de la reacción de trimerización. Sin embargo,
ninguna de estas referencias sugiere la incorporación de grupos
alofanato para reducir la viscosidad de poliisocianatos que
contienen grupos isocianurato. Además, estas referencias enseñan que
el uso de estos cocatalizadores debe mantenerse en un mínimo, puesto
que los grupos de uretano resultantes reducen el tiempo de
desecación de revestimientos preparados a partir de los
poliisocianatos. En particular, la patente U.S. No. 4.582.888
advierte contra el uso de cualquier cantidad de monoalcohol que esté
en exceso del necesario para disolver el catalizador.
La publicación japonesa 61-151179
describe el uso de monoalcoholes que contienen de 6 a 9 átomos de
carbono como cocatalizadores de los catalizadores de trimerización
que no trimerizan el HDI en ausencia de cocatalizador. Esta
referencia no sugiere el uso de estos monoalcoholes en combinación
con catalizadores de trimerización que son efectivas para la
reacción de trimerización en la ausencia de
co-catalizadores.
Procedimiento para la producción de una
composición de poliisocianato que tiene un contenido de NCO de 10 a
47% en peso y una viscosidad menor de 1300 mPa.s (25ºC), en el que
la viscosidad se determina de una mezcla que contiene menos de un 1%
en peso del diiosocianato orgánico de partida, y que contiene grupos
isocianurato y alofanato en una relación molar de monoisocianuratos
a monoalofanatos de 10:1 a 1:5 que comprende
- a)
- la trimerización catalítica de una porción de grupos diisocianato de hexametileno isocianato en presencia de hidróxido de trimetilbencilamonio o de un catalizador de trimerización de fórmula
R_{2} ---
\melm{\delm{\para}{R _{1} }}{N}{\uelm{\para}{R _{3} ^{(+)} }}
--- R_{4} \hskip1cmOH^{(-)}
- en la que R_{1} a R_{4} representan grupos alquilo idénticos o diferentes que tienen de 1 a 20 átomos de carbono.
- b)
- la adición de 0,01 a 0,5 moles, por mol de dicho diisocianato orgánico, de un monoalcohol que contiene de 6 a 9 átomos de carbono a dicho diisocianato orgánico antes o durante la reacción de trimerización del paso a).
- c)
- la terminación de la reacción de trimerización al grado deseado de trimerización por adición de un veneno de catalizador y/o por desactivación térmica del catalizador y
- d)
- la eliminación de hexametileno diisocianato sin reaccionar por destilación hasta un contenido del producto de hexametileno diisocianato de menos de un 1% en peso.
De acuerdo con la presente invención el término
"monoisocianurato" significa un poliisocianato que contiene un
grupo isocianurato y formado a partir de tres moléculas de
diisocianato, y el término "poliisocianurato" significa un
poliisocianato que contiene más de un grupo isocianurato. El término
"monoalofanato" significa un poliisocianato que contiene un
grupo alofanato y formado a partir de dos moléculas de diisocianato
y 1 molécula de monoalcohol, y el término "polialofanato"
significa un poliisocianato que contiene más de un grupo alofanato.
El término "grupos isocianato unidos por radicales
(ciclo)alifáticos" significa grupos isocianato unidos por
radicales alifáticos y/o cicloalifáticos.
Ejemplos de diisocianatos apropiados que se usan
como materiales de partida para preparar los poliisocianatos de
acuerdo con la presente invención son los diisocianatos
representados por la fórmula
R(NCO)_{2}
en la que R representa un grupo
orgánico obtenido por eliminación de los grupos isocianato de un
diisocianato orgánico que tiene grupos isocianato unidos por
radicales (ciclo)-alifáticos y un peso molecular de
112 a 1.000, preferiblemente de 140 a 400. Los diisocianatos
preferidos para el procedimiento de acuerdo con la invención son los
representados por la fórmula anterior en la que R representa un
grupo hidrocarbonado alifático divalente que tiene de 4 a 18 átomos
de carbono, un grupo hidrocarbonado cicloalifático divalente que
tiene de 5 a 15 átomos de carbono o un grupo hidrocarbonado
aralifático que tiene de 7 a 15 átomos de carbono. Entre los
ejemplos de diisocianatos orgánicos que son particularmente
apropiados para el procedimiento se incluyen el
1,4-tetrametileno diisocianato,
1,6-hexametileno diisocianato,
2,2,4-trimetil-1,6-hexametileno
diisocianato, 1,12-dodecametileno diisocianato,
ciclohexan-1,3 y 1,4-diisocianato,
1-isocianato-2-isocianato-metilciclopentano,
1-isocianato-3-isocianatometil-3,5,5-trimetilciclohexano
(isoforona diisocianato IPDI),
bis-(4-isocianatociclohexil)metano, 1,3 y
1,4-bis(isociana-tometil)ciclohexano,
bis-(4-isocianato-3-metilciclohexil)-metano,
\alpha,\alpha,\alpha',\alpha'-tetrametil-1,3-diisocianato
y/o -1,4-xilileno,
1-isocianato-1-metil-4(3)-isocianatometilciclohexano,
y 2,4 y/o 2,6-hexahidrotoluileno diisocianato.
Pueden también usarse mezclas de diisocianatos. Los diisocianatos
preferidos son el 1,6-hexametileno diisocianato,
isoforona diisocianato y
bis-(4-isocianatociclohexil)metano. Es
especialmente preferido el de 1,6-hexametileno
diisocianato
(DIH).
Es también posible de acuerdo con la presente
invención usar mezclas de los diisocianatos anteriormente
mencionados como monoisocianatos o poliisocianatos que tienen 3 o
más grupos isocianato, a condición que los grupos isocianato estén
unidos por radicales (ciclo)alifáticos.
De acuerdo con la presente invención se prefiere
tratar los diisocianatos de partida borboteando un gas inerte tal
como nitrógeno a través del diisocianato de partida con el fin de
reducir el contenido de dióxido de carbono. Este procedimiento se
discute en la publicación de solicitud de patente alemana 3.806.276
(solicitud U.S., Serie No. 07/311.920).
Catalizadores particularmente adecuados son
hidróxidos de amonio cuaternario correspondientes a la fórmula
R_{2} ---
\melm{\delm{\para}{R _{1} }}{N}{\uelm{\para}{R _{3} ^{(+)} }}
--- R_{4} \hskip1cmOH^{(-)}
en los que los radicales R_{1} a
R_{4} representan grupos alquilo idénticos o diferentes que tienen
de 1 a 20, preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono. Otro
catalizador más preferido es el hidróxido de
N,N,N-trimetil-N-bencilamonio.
La trimerización de los diisocianatos de partida
puede llevarse a cabo en ausencia o en presencia de disolventes que
sean inertes para los grupos isocianato. Dependiendo del área de
aplicación de los productos de acuerdo con la invención, pueden
usarse disolventes con punto de ebullición bajo a medio o
disolventes de punto de ebullición alto, Entre los disolventes
apropiados se incluyen ésteres tales como acetato de etilo o acetato
de butilo; cetonas tales como acetona o butanona; compuestos
aromáticos tales como tolueno o xileno; hidrocarburos halogenados
tales como cloruro de metileno y tricloroetileno; éteres tales como
diisopropiléter; y alcanos tales como ciclohexano, éter de petróleo
o ligroína.
Los catalizadores de trimerización se usan
generalmente en cantidades de aproximadamente 0,0005 a 5% en peso,
preferiblemente de aproximadamente 0,002 a 2% en peso basados en el
diisocianato usado. Pueden usarse los catalizadores en forma pura o
en solución. Los disolventes anteriormente mencionados que son
inertes a los grupos isocianatos son apropiados como disolventes,
dependiendo del tipo de catalizador. Pueden también usarse la
dimetilformamida o dimetilsulfóxido como disolventes de los
catalizadores.
Es posible el uso simultáneo de cocatalizadores
en el procedimiento de acuerdo con la invención, pero no necesario.
Todas las sustancias de las cuales se conoce un efecto de
polimerización sobre isocianatos son apropiadas como
co-catalizadores tales como los descritos en la
publicación de la solicitud de patente alemana DE-OS
2.806.731. Los cocatalizadores se usan opcionalmente en una
proporción menor sobre una base en peso en relación con la cantidad
del catalizador de trimerización.
De acuerdo con la presente invención se
incorporan grupos uretano y posteriormente grupos alofanato en los
poliisocianatos mediante el uso de monoalcoholes. Los
mono-alcoholes pueden ser lineales, ramificados o
cíclicos y contener de 6 a 9, preferiblemente de 6 ú 8 átomos de
carbono. Los monoalcoholes pueden contener opcionalmente grupos
éter. Entre los ejemplos de alcoholes apropiados se incluyen el
n-hexanol, n-heptanol,
n-octanol, n-nonanol,
2-etilhexanol, trimetilhexanol, ciclohexanol y
alcohol bencílico. La relación molar de monoalcohol a diisocianato
es de aproximadamente 0,01 a 0,5, con preferencia de aproximadamente
0,04 a 0,2.
La temperatura de reacción para la formación de
isocianurato y alofanato de acuerdo con la presente invención es
aproximadamente de 10 a 160ºC, siendo preferible de aproximadamente
50 a 150ºC y aún más preferible de aproximadamente 90 a 120ºC.
El procedimiento de acuerdo con la invención
puede tener lugar en forma discontinua o continua, por ejemplo, como
se describe más adelante. Se introduce el diisocianato de partida
con exclusión de humedad y opcionalmente con un gas inerte en una
vasija o tubo agitados apropiados y se mezcla opcionalmente con un
disolvente que sea inerte para los grupos isocianato tal como
tolueno, acetato de butilo, diisopropiléter o ciclohexano. El
monoalcohol anteriormente descrito puede introducirse en la vasija
de reacción de acuerdo con varias realizaciones. El monoalcohol
puede hacerse reaccionar previamente con el diisocianato para formar
grupos uretano antes de introducir el diisocianato en la vasija de
reacción; puede mezclarse el monoalcohol con el diisocianato e
introducirse en la vasija de reacción; puede añadirse separadamente
el monoalcohol a la vasija de reacción, antes o después,
preferiblemente después de añadir el diisocianato; o puede
disolverse el catalizador en el monoalcohol antes de introducir la
solución en la vasija de reacción.
Los poliisocianatos de acuerdo con la invención
pueden también prepararse mezclando poliisocianatos que contienen
grupos isocianurato con monoalofanatos.
A una temperatura de aproximadamente 60ºC y en
presencia del catalizador requerido o solución de catalizador
empieza la trimerización y se indica por una reacción exotérmica.
Cuando aumenta la temperatura de reacción aumenta la velocidad de
conversión de los grupos uretano a grupos alofanato más rápidamente
que la formación de grupos isocianurato. A temperaturas por encima
de 85ºC cuando se logra el grado deseado de trimerización, los
grupos uretano se convierten en general completamente en grupos
alofanato y el producto, después de separar el monómero que no ha
reaccionado y algo de disolvente presente tiene una baja viscosidad
con relación al rendimiento que se obtiene. A temperaturas por
debajo de 85ºC para el mismo grado de consumo de grupo isocianato,
algunos grupos uretano permanecen sin convertir pero el producto
tiene todavía una viscosidad ligeramente mayor, pero todavía baja en
relación con el rendimiento que se obtiene. El progreso de la
reacción se sigue, determinando el contenido de NCO por un método
apropiado tal como valoración, índice de refracción o análisis por
IR. Por este motivo, la reacción puede terminarse en el grado
deseado de trimerización. La terminación de la reacción de
trimerización puede tener lugar, por ejemplo, para un contenido de
NCO de aproximadamente 15% a 47%, con preferencia de aproximadamente
20 a 40%.
La terminación de la reacción de trimerización
puede tener lugar, por ejemplo, por la adición de un veneno de
catalizador del tipo especificado por vía de ejemplo en las
referencias bibliográficas antes mencionadas. Por ejemplo, cuando se
usan catalizadores básicos, la reacción se termina por adición de
una cantidad, que es por lo menos equivalente a la cantidad de
catalizador, de un cloruro de ácido tal como el cloruro de benzoilo.
Cuando se usan catalizadores lábiles al calor, por ejemplo los
hidróxidos de amonio cuaternario antes descritos, se prescinde del
envenenamiento del catalizador por adición de un veneno de
catalizador, puesto que estos catalizadores se descomponen en el
curso de la reacción. Cuando se usan tales catalizadores, la
cantidad de catalizador y la temperatura de reacción se seleccionan
preferiblemente de tal manera que el catalizador que se descompone
continuamente se descompone totalmente cuando se alcanza el grado
deseado de trimerización. La cantidad de catalizador o temperatura
de reacción que es necesaria para conseguir esta descomposición
puede determinarse por un experimento preliminar. Es también posible
usar inicialmente una cantidad menor de un catalizador sensible al
calor de la que es necesaria para conseguir el grado deseado de
trimerización y catalizar posteriormente la reacción por otra
adición complementaria de catalizador, con lo cual la cantidad de
catalizador añadida más tarde se calcula de tal manera que cuando se
consigue el grado deseado de trimerización, se gasta la cantidad
total de catalizador. Es también posible el uso de catalizadores
suspendidos. Estos catalizadores se separan después de conseguir el
grado deseado de trimerización por filtración de la mezcla de
reacción.
El tratamiento complementario de la mezcla de
reacción, opcionalmente después de la separación previa de los
constituyentes insolubles del catalizador, puede tener lugar por
diferentes vías dependiendo de como se condujo la reacción y el área
de aplicación de los isocianatos. Es posible usar los
poliisocianatos de acuerdo con la invención que se han producido en
solución directamente como una materia prima de lacas, sin una etapa
de purificación, si no es necesario reducir el contenido de monómero
libre. Cualquier disolvente usado durante la reacción de
trimerización y cualquier monómero sin reaccionar presente en el
producto de poliisocianato puede también eliminarse por destilación
de la forma conocida. El producto contiene generalmente un total de
menos de un 2, preferiblemente menos de un 1% de diisocianatos
monómeros libres (sin reaccionar). Los productos de acuerdo con la
invención tienen una viscosidad de menos de 1.300 mPa.s.
Los productos de acuerdo con la presente
invención son poliisocianatos que contienen grupos isocianurato y
grupos alofanato. Los productos pueden contener también grupos
uretano residuales que no han sido convertidos en grupos alofanato
dependiendo de la temperatura mantenida durante la reacción y el
grado de consumo de grupos isocianato. La relación de grupos
monoisocianurato a grupos mono-alofanato presentes
en los poliisocianatos de acuerdo con la invención es
aproximadamente de 10:1 a 1:5, con preferencia de aproximadamente
5:1 a 1:2
Los productos de acuerdo con la invención son
materiales de partida valiosos para la producción de productos de
poliadición de poliisocianatos por reacción con compuestos que
contienen por lo menos dos grupos que reaccionen con isocianatos.
Los productos preferidos son más preferentemente los revestimientos
de poliuretano de uno o dos componentes.
Co-reactantes preferidos de los
productos de acuerdo con la invención, que pueden estar
opcionalmente presentes en forma bloqueada, son
polihidroxipoliésteres, polihidro-xipoliéteres y
polihidroxipoliacrilatos y opcionalmente alcoholes polihidroxilados
de bajo peso molecular conocidos en la tecnología de revestimientos
de poliuretano. Poliaminas, particularmente en forma bloqueada, por
ejemplo como policetiminas u oxazolidinas son también
co-reactantes apropiados de los productos de acuerdo
con la invención. Se seleccionan las cantidades de poliisocianatos
de acuerdo con la invención y sus co-reactantes de
reacción para proporcionar relaciones equivalentes de grupos
isocianato (presentes en forma bloqueada o no bloqueada) a grupos
que reaccionan con isocianatos de aproximadamente 0,8 a 3, con
preferencia de aproximadamente 0,9 a 1,1.
Para acelerar el endurecimiento, las
composiciones de revestimiento tienen que contener catalizadores de
poliuretano conocidos, por ejemplo, aminas terciarias tales como
trietilamina, piridina, metilpiridina, bencildimetilamina,
N,N-dimetilaminociclohexano,
N-metilpiperidina,
pentametil-dietilenotriamina,
1,4-diaza-biciclo[2.2.2]octano
y N,N'-dimetilpiperazina; o sales metálicas tales
como cloruro de hierro (III), cloruro de cinc, caproato de
cinc-2-etilo, caproato de estaño
(II)-etilo, dilaurato de
dibutil-estaño (IV) y glicolato de molibdeno.
Los productos de acuerdo con la invención son
también materiales de partida valiosos para esmaltes para estufar de
poliuretano de dos componentes en los que se usan los grupos
isocianato en una forma bloqueada por agentes de bloqueo conocidos.
La reacción de bloqueo se lleva a cabo de la manera conocida por
reacción de los grupos isocianato con agentes bloqueantes adecuados,
preferiblemente a una temperatura elevada (por ejemplo de
aproximadamente 40 a 160ºC), y opcionalmente en presencia de un
catalizador apropiado, por ejemplo, las aminas terciarias o sales
metálicas antes descritas.
Entre los agentes de bloqueo adecuados se
incluyen monofenoles tales como fenol, los cresoles, los
trimetilfenoles y terc-butilfenoles; alcoholes
terciarios tales como terc-butanol, alcohol
terc-amílico y dimetilfenilcarbinol; compuestos que
forman fácilmente enoles tales como éster acetoacético,
acetilacetona y derivados del ácido malónico, por ejemplo éster
dietílico del ácido malónico; aminas aromáticas secundarias tales
como N-metilanilina, la
N-metiltoluidina, N-feniltoluidina y
N-fenilxilidina; imidas tales como la succinimida:
lactamas tales como \varepsilon-caprolactama y
\delta-valerolactama; oximas tales como la oxima
de butanona y la oxima de ciclohexanona; mercaptanos tales el
metilmercaptano, etilmercaptano, butilmercaptano,
2-mercaptobenzotiazol,
\alpha-naftilmercaptano y dodecilmercaptano; y
triazoles tales como
1H-1,2,4-triazol.
Las composiciones de revestimiento pueden también
contener otros aditivos tales como pigmentos, colorantes, cargas,
agentes de nivelación y disolventes. Las composiciones de
revestimiento pueden aplicarse al sustrato que se reviste en
solución o a partir del fundido por procedimientos convencionales
tales como pintado, laminación, colada o pulverización.
Las composiciones de revestimiento que contienen
los poliisocianatos de acuerdo con la invención proporcionan
revestimientos que se adhieren sorprendentemente bien a una base
metálica, y son particularmentes sólidos para la luz, de coloración
estable en presencia de calor y muy resistentes a la abrasión.
Además, se caracterizan por gran dureza, elasticidad, muy buena
resistencia a los productos químicos, mucho brillo, excelente
resistencia a la intemperie y buenas calidades de pigmentación. Los
poliisocianatos de acuerdo con la invención poseen también buena
compatibilidad con resinas de poliester muy ramificadas.
La invención se ilustra además, pero no se
pretende que esté limitada por los siguientes ejemplos en los que
todas las partes y porcentajes lo son en peso a menos que se
especifique otra cosa. El uso de ppm en las tablas se refiere a la
cantidad de catalizador excluyendo el disolvente.
En un matraz de 3 bocas de 500 ml equipado con un
borboteador de gases, agitador mecánico, termómetro y refrigerante
se introdujeron 300 g de hexametileno diisocianato y 23,1 g de
2-octanol. Se borboteó nitrógeno seco a través de la
mezcla de reacción agitada mientras se calentaba a 60ºC. Cuando la
reacción del uretano fué completa (aproximadamente 1 hora), la
temperatura se elevó a 90ºC. Se añadieron a la mezcla de reacción
0,294 g de una solución del 4,4% de hidróxido de
trimetilbencilamonio disuelto en 2-butanol. La
temperatura de reacción se mantuvo entre 90 y 100ºC. Cuando la
mezcla de reacción alcanzó un contenido en NCO de 34,2%, se paró la
reacción añadiendo 0,294 g de fosfato de
di-(2-etilhexilo). Se eliminó el monómero en exceso
por evaporación por película delgada para proporcionar un líquido
claro casi incoloro que tenía una viscosidad de 720 mPa.s (25ºC), un
contenido de NCO de 19,0% y un contenido de monómero (HDI) libre de
0,2%. El rendimiento que se calculó determinando el% de HDI libre
del producto antes de la destilación, fue de 49,1%.
Ejemplos 2 -
6
En el equipo descrito anteriormente se introdujo
la relación indicada de alcohol a diisocianato de hexametileno
expuesta en la Tabla 1. Se calentó la mezcla agitada a la
temperatura de reacción indicada durante un periodo de 1 a 2 horas
mientras se borboteaba nitrógeno seco a través de la mezcla de
reacción. La solución de catalizador (hidróxido de
trimetilbencilamonio) se añadió a la mezcla de reacción y la mezcla
se mantuvo a la temperatura indicada hasta que se alcanzó el
contenido de NCO designado como "NCO bruto". Se paró la
reacción adicionando una proporción equimolar de fosfato de
di-(2-etilhexilo) con relación al catalizador. El
exceso de monómero se eliminó por evaporación en película delgada
para proporcionar productos claros con las propiedades expuestos en
la Tabla 1.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
En un matraz de 3 bocas de 500 ml con un
borboteador de gases, agitador mecánico, termómetro y refrigerante
se introdujeron 334 g de hexametileno diisocianato y 21,0 g de
alcohol bencílico. Se hizo borbotear nitrógeno a través de la mezcla
de reacción agitada mientras que se calentó a 60ºC. Cuando fué
completa la reacción del uretano (aproximadamente 1 hora), se elevó
la temperatura a 90ºC. A la mezcla de reacción a 90ºC se añadieron
0,24 g de una solución del 4,4% de hidróxido de trimetilamonio
disuelto en 1-butanol. La temperatura de reacción se
mantuvo entre 90 y 100ºC. Cuando la mezcla de reacción alcanzó un
contenido de NCO de 35,0%, se paró la reacción añadiendo 0,24 g de
fosfato de di-(2-etilhexilo). El exceso de monómero
de eliminó por evaporación en película delgada para proporcionar un
líquido claro casi incoloro que tenía una viscosidad de 610 mPa.s
(25ºC), un contenido de NCO del 18,6%, y un contenido en monómero
(HDI) libre del 0,1%. El rendimiento, que se calculó por
determinación del% de HDI libre del producto antes de la
destilación, fue de 34,4%.
Claims (3)
1. Un procedimiento para la producción de una
composición de poliisocianato que tiene un contenido de NCO de 10 a
47% en peso y una viscosidad menor de 1.300 mPa.s (25ºC), en el que
la viscosidad se determina de una mezcla que contiene menos de un 1%
en peso del diiosocianato orgánico de partida, y que contiene grupos
isocianurato y alofanato en una relación molar de monoisocianuratos
a monoalofanatos de 10:1 a 1:5 que comprende
- a)
- la trimerización catalítica de una porción de grupos isocianato de hexametileno diisocianato en presencia de hidróxido de trimetilbencilamonio o de un catalizador de trimerización de fórmula
R_{2} ---
\melm{\delm{\para}{R _{1} }}{N}{\uelm{\para}{R _{3} ^{(+)} }}
--- R_{4} \hskip1cmOH^{(-)}
- en la que R_{1} a R_{4} representan grupos alquilo idénticos o diferentes que tienen de 1 a 20 átomos de carbono.
- b)
- la adición de 0,01 a 0,5 moles, por mol de dicho diisocianato orgánico, de un monoalcohol que contiene de 6 a 9 átomos de carbono a dicho diisocianato orgánico, antes o durante la reacción de trimerización del paso a).
- c)
- la terminación de la reacción de trimerización al grado deseado de trimerización por adición de un veneno de catalizador, y/o por desactivación térmica del catalizador y
- d)
- la separación de hexametileno diisocianato sin reaccionar por destilación hasta un contenido del producto de hexametileno diisocianato de menos de un 1% en peso.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el
que dicho monoalcohol contiene de 6 ó 8 átomos de carbono.
3. El procedimiento de las reivindicaciones 1 ó
2, en el que dicho monoalcohol es 2-etilhexanol.
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