ES2332794T3 - Proceso para la produccion de sustancias que contienen grupos carbodiimida. - Google Patents
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Abstract
Proceso para la producción de sustancias que contienen carbodiimida a partir de isocianatos con empleo de agua y/o materiales que contienen o ceden agua, y/o aminas y/o ureas, como catalizadores.
Description
Proceso para la producción de sustancias que
contienen grupos carbodiimida.
La invención se refiere a un proceso para la
producción de sustancias que contienen grupos carbodiimida.
Las sustancias que contienen grupos carbodiimida
son muy apropiadas como reticuladores para polímeros que contienen
grupos ácido carboxílico. Las mismas se emplean por ello entre otras
cosas, para la reticulación de látex que contienen carboxilo
(documentos EE.UU. 4.419.294, EE.UU. 4.482.063). Adicionalmente, las
mismas encuentran empleo como eliminadores de humedad en sistemas de
reactivos.
La producción de grupos carbodiimida a partir de
isocianatos es conocida y se describe por ejemplo en los documentos
EE.UU. 2.840.589 y EE.UU. 2.941.966. Todos los procesos de uso
corriente hoy en día tienen en común que se emplean como
catalizadores compuestos de fósforo, como p.ej.
1-metil-fosfolen-1-óxido.
Tales compuestos de fósforo son tóxicos y en muchos casos también
cancerígenos. La producción así como el empleo de tales compuestos
tóxicos de fósforo representa un problema de higiene del
trabajo.
Objeto de la invención fue por tanto producir, a
partir de isocianatos, sustancias que contienen grupos carbodiimida,
sin tener que recurrir a catalizadores tóxicos o cancerígenos.
Sorprendentemente, este objeto pudo resolverse
por un proceso que utiliza como catalizadores agua y/o materiales
que contienen agua o ceden agua, y/o aminas y/o ureas.
Un objeto de la presente invención es un proceso
para la producción de sustancias que contienen carbodiimida a partir
de diisocianatos que utiliza como catalizadores agua y/o materiales
que contienen o ceden agua, y/o aminas y/o ureas.
Objeto preferido de la presente invención es un
proceso para la producción de sustancias que contienen carbodiimida
a partir de isocianatos obtenidos por transformación de una mezcla
de
- A)
- al menos un compuesto de partida que contiene al menos un grupo isocianato,
- B)
- al menos un catalizador en una cantidad de 0,01 a 30% en peso, referida a la suma de A) y B) seleccionado de
- 1.
- agua,
- 2.
- materiales que contienen y/o ceden agua,
- 3.
- aminas primarias y/o secundarias,
- 4.
- ureas que tienen la estructura R^{1}-NH-CO-NR^{3}R^{3} (sic), en donde R^{1}, R^{2} y R^{3} significan restos iguales o diferentes con 1 a 15 átomos de carbono o H,
- C)
- opcionalmente, uno o más co-catalizadores del grupo de las sustancias que contienen metales en una cantidad de 0,00001 a 1% en peso, referida a la suma de A) y B),
donde la mezcla de A), B) y opcionalmente C) se
mantiene durante 5 minutos a 12 horas a una temperatura de 120 a
300ºC y a presiones comprendidas entre 1 y 25 bar.
De acuerdo con la invención, pueden emplearse
como componente A) todas las sustancias que contienen isocianato,
como p.ej. isocianato de ciclohexilo, diisocianato de isoforona
(IPDI), diisocianato de hexametileno (HDI), diisocianato de
2-metilpentano (MPDI), diisocianato de
2,2,4-trimetil-hexametileno/diisocianato
de 2,4,4-trimetil-hexametileno
(TMDI), diisocianato de norbornano (NBDI), diisocianato de
metilenodifenilo (MDI), diisocianatometilbenceno, particularmente
los isómeros 2,4- y 2,6- y mezclas técnicas de ambos isómeros (TDI),
diisocianato de tetrametilxilileno (TMXDI) y diisocianato de
diciclohexilmetilo (H12MDI). Se emplean preferiblemente IPDI, HDI y
H12MDI. Son también apropiados derivados de los isocianatos
mencionados anteriormente, como p.ej. isocianuratos, uretdionas,
alofanatos y/o biurets.
Como catalizadores B) son apropiadas todas
aquellas sustancias que contienen agua o que liberan agua durante la
transformación.
Como catalizadores Son apropiados B1) agua y B2)
materiales que contienen agua y que ceden agua, como p.ej.
compuestos inorgánicos con agua de cristalización, tamices
moleculares, cambiadores de iones, y geles de polímeros que
contienen agua, como p.ej. superabsorbedores.
Como catalizadores B3) son apropiadas aminas
primarias o secundarias, como p.ej. ciclohexilamina, metilamina,
etilamina, butilamina, dimetilamina, dietilamina y dibutilamina. De
modo particularmente preferible se emplean aminas secundarias, como
p.ej. ciclohexilamina.
Como ureas B4) pueden emplearse todos aquellos
compuestos que tienen la estructura
R^{1}-NH-CO-NR^{2}R^{3},
donde R^{1}, R^{2} y R^{3} significan restos iguales o
diferentes con 1 a 15 átomos de carbono o H. Particularmente, los
restos R^{1} a R^{3} pueden significar simultánea o
independientemente unos de otros metilo, etilo, propilo, butilo,
pentilo, hexilo y ciclohexilo, donde la serie homóloga continúa
hasta restos alquilo con 15 átomos de carbono. Pueden emplearse
también ureas con restos aromáticos. Se prefiere particularmente
diciclohexilurea.
Como materiales que contienen agua son
particularmente apropiados por ejemplo tamices moleculares.
Contemplados químicamente, los tamices moleculares son zeolitas. El
término zeolita, conforme al Römpps Chemie Lexicon (Thieme Verlag,
Stuttgart, 1999) es una ``designación derivada para un grupo muy
extenso de silicatos cristalinos, y de hecho de aluminosilicatos
alcalinos o alcalinotérreos que contienen agua (análogamente a los
feldespatos) de la fórmula general:
M_{2/z} x
Al_{2}O_{3} x xSiO_{2} x
yH_{2}O,
donde M = metal mono o polivalente
(en la mayoría de los casos un catión alcalino o alcalinotérreo), H
o NH_{4} entre otros, z = valencia del catión, x = 1,8 a aprox.
12, e y = 0 a aprox. 8. La relación estequiométrica de SiO_{2} a
Al_{2}O_{3} (módulo) es un parámetro importante de las zeolitas.
Es característico de la mayor parte de las zeolitas que las mismas
ceden su agua por calentamiento continuamente y sin modificación de
la estructura cristalina, y absorben otros compuestos en lugar del
agua eliminada''. Puede hacerse referencia a las zeolitas en el
comercio de productos químicos (p.ej. Aldrich) bajo la designación
tamices
moleculares.
Como co-catalizadores C) son
apropiadas sustancias que contienen metales, sobre todo sustancias
de este tipo basadas en estaño, cinc y bismuto, como p.ej. cloruro
de estaño(II), dilaurato de dibutilestaño, octoato de cinc,
acetilacetonato de cinc y neo-dodecanoato de
bismuto. De modo particularmente preferido se emplea cloruro de
estaño (II). Tales co-catalizadores se emplean en
cantidades de 0,00001 a 1%.
El proceso transcurre de tal manera que en
primer lugar todos los componentes A), B) y opcionalmente C) se
mezclan unos con otros a la temperatura ambiente. En el caso de los
isocianatos sólidos se selecciona una temperatura de mezcla superior
al punto de fusión. A continuación, la mezcla se lleva a una
temperatura comprendida entre 120 y 300ºC y se mantiene durante 5
minutos a 12 horas a esta temperatura. Se prefieren temperaturas
entre 200 y 250ºC y tiempos de reacción entre 1 y 6 horas.
Opcionalmente, esta reacción puede realizarse también en un
recipiente de presión a presiones comprendidas entre 1 y 25 bar. Una
vez completada la reacción, el componente A) no transformado puede
eliminarse opcionalmente por procesos de separación apropiados. En
este contexto vienen al caso procesos de destilación, sobre todo
destilaciones cortas y de capa fina.
A continuación se ilustra la invención
adicionalmente por medio de ejemplos experimentales, sin que la
misma deba considerarse limitada a ellos.
Como materiales de partida se emplean los
componentes siguientes:
Las materias primas se mezclan a la temperatura
ambiente y se mantienen luego en un autoclave durante 4 horas a
230ºC. A continuación se enfría la mezcla de reacción a la
temperatura ambiente y se investiga por medio de cromatografía de
gases.
Claims (13)
-
\global\parskip0.930000\baselineskip
1. Proceso para la producción de sustancias que contienen carbodiimida a partir de isocianatos con empleo de agua y/o materiales que contienen o ceden agua, y/o aminas y/o ureas, como catalizadores. - 2. Proceso para la producción de sustancias que contienen carbodiimida a partir de isocianatos obtenidos por transformación de una mezcla de
- A)
- al menos un compuesto de partida que contiene al menos un grupo isocianato,
- B)
- al menos un catalizador en una cantidad de 0,01 a 30% en peso, referida a la suma de A) y B), seleccio-nado de
- 1.
- agua,
-
- 2.
- materiales que contienen agua y/o ceden agua,
-
- 3.
- aminas primarias y/o secundarias,
-
- 4.
- ureas que tienen la estructura R^{1}-NH-CO-NR^{3}R^{3} (sic), donde R^{1}, R^{2} y R^{3} significan restos iguales o diferentes con 1 a 15 átomos de carbono o H,
- C)
- opcionalmente, uno o más cocatalizadores del grupo de las sustancias que contienen metales en una cantidad de 0,00001 a 1% en peso, referida a la suma de A) y B),
donde la mezcla de A), B) y opcionalmente C) se mantiene 5 minutos a 12 horas a una temperatura de 120 a 300ºC y a presiones entre 1 y 25 bar.\vskip1.000000\baselineskip
- 3. Proceso según al menos una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porque,como componente A) se emplea isocianato de ciclohexilo, diisocianato de isoforona (IPDI), diisocianato de hexametileno (HDI), diisocianato de 2-metilpentano (MPDI), diisocianato de 2,2,4-trimetil-hexametileno/diisocianato de 2,4,4-trimetil-hexametileno (TMDI), diisocianato de norbornano (NBDI), diisocianato de metilenodifenilo (MDI), diisocianatometilbenceno, particularmente los isómeros 2,4 y 2,6 y mezclas técnicas de ambos isómeros (TDI), diisocianato de tetrametilxilileno (TMXDI) y diisocianato de diciclohexilmetilo (H12MDI).
\vskip1.000000\baselineskip
- 4. Proceso según la reivindicación 3,caracterizado porque,se emplean IPDI, HDI y/o H12MDI.
\vskip1.000000\baselineskip
- 5. Proceso según al menos una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porque,como isocianatos se emplean isocianuratos, uretdionas, alofanatos y biurets.
\vskip1.000000\baselineskip
- 6. Proceso según al menos una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porque,como componente B2) se emplean compuestos inorgánicos con agua de cristalización, tamices moleculares, cambiadores de iones y geles polímeros acuosos, como p.ej. superabsorbedores.
\vskip1.000000\baselineskip
- 7. Proceso según al menos una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porque,como aminas B3) se emplean ciclohexilamina, metilamina, etilamina, butilamina, dimetilamina, dietilamina y dibutilamina.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 8. Proceso según al menos una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porque,como urea B4) se emplea diciclohexilurea.
\vskip1.000000\baselineskip
- 9. Proceso según al menos una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porque,se emplean co-catalizadores C) basados en estaño, cinc y/o bismuto.
\vskip1.000000\baselineskip
- 10. Proceso según la reivindicación 9,caracterizado porque,se emplean cloruro de estaño (II), dilaurato de dibutilestaño, octoato de cinc, acetilacetonato de cinc y neo-dodecanoato de bismuto solos o en mezclas.
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