FR2774986A1 - Utilisation de pyrone(s) ou equivalent pour masquer des isocyanates, procede de masquage, isocyanates ainsi masques, composition en contenant, procede de revetement utilisant ces compositions, revetement aini obtenu - Google Patents
Utilisation de pyrone(s) ou equivalent pour masquer des isocyanates, procede de masquage, isocyanates ainsi masques, composition en contenant, procede de revetement utilisant ces compositions, revetement aini obtenu Download PDFInfo
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Abstract
La présente invention a pour objet un isocyanate porteur d'au moins une fonction isocyanate masquée.Cet isocyanate se définit en ce que ladite fonction isocyanate masquée est susceptible d'être obtenue par l'action sur un isocyanate d'un dérivé à structure pyronoide et à hydrogène réactif. Application à la synthèse organique.
Description
UTILISATION DE PYRONE(S) OU EQUIVALENT POUR MASQUER DES
ISOCYANATES, PROCEDE DE MASQUAGE, ISOCYANATES AINSI MASQUES,
COMPOSITION EN CONTENANT, PROCEDE DE REVETEMENT UTILISANT
CES COMPOSITIONS, REVETEMENT AINSI OBTENU
La présente invention a pour objet de nouveaux groupes protecteurs thermolabiles des fonctions isocyanates. Elle concerne plus particulièrement un procédé de masquage d'isocyanate, I'utilisation dioxines pour le masquage d'isocyanate, des isocyanates masqués et l'utilisation de ces demiers dans la fabrication de revêtement.
ISOCYANATES, PROCEDE DE MASQUAGE, ISOCYANATES AINSI MASQUES,
COMPOSITION EN CONTENANT, PROCEDE DE REVETEMENT UTILISANT
CES COMPOSITIONS, REVETEMENT AINSI OBTENU
La présente invention a pour objet de nouveaux groupes protecteurs thermolabiles des fonctions isocyanates. Elle concerne plus particulièrement un procédé de masquage d'isocyanate, I'utilisation dioxines pour le masquage d'isocyanate, des isocyanates masqués et l'utilisation de ces demiers dans la fabrication de revêtement.
La présente invention a en particulier pour objet des composés moléculaires constituant une unité, qu'elle soit de nature mono-, oligo- ou poly-m8riques, porteuses de groupements isocyanates et susceptible de réagir avec des coréactifs appropriés, tels que les alcools, phénols, amines1 aminophénoîs ou amino-alcools, avantageusement au moins partiellement bi- ou polyfonctionnel, qui peuvent être de nature mono-, oligo- ou polymériques.
Plus précisément, la présente invention concerne des polyisocyanates dont certains au moins des groupements fonctionnels isocyanates sont masqués, ou protégés, par des radicaux protecteurs, radicaux qui seront parfois identifiés dans la suite de la description par le qualificatif de masquant ou bloquant".
La présente invention concerne également certains des procédés d'obtention de ces nouveaux polyisocyanates masqués.
Elle vise en outre l'utilisation des polyisocyanates masqués ci-dessus dans des compositions pour la préparation de polymères, notamment de polycondensats et de réticulats issus de la réaction desdits polyisocyanates protégés et de coréactifs nucléophiles. Cette préparation est celle qui est exploitée dans les applications industrielles, telles que les revêtements en tout genre et notamment ceux surs les textiles, sur les verres, sur les papiers, sur les métaux et sur les matériaux de construction, et les peintures.
L'utilité du masquage des fonctions isocyanates (masquage désigné parfois par blocage), voire sa nécessité, s'explique par une réactivité trop élevée à température ambiante, de l'isocyanates vis à vis de certaines coréactifs ou vis à vis d'un solvant réactif, ou d'une phase, en général continue, support dans le cas d'émulsions ou de suspensions, tel que l'eau. Cette réactivité élevée est souvent très gênante notamment pour certaines applications des polyuréthannes, en particulier dans les peintures1 car cela impose un conditionnement et parfois une manipulation séparés du co-monomère isocyanate. II en découle une mise en oeuvre peu commode.
Ainsi, dans toutes les applications des polyuréthannes comme revêtements, il est du plus grand intérêt de disposer d'isocyanates protégés, dans lesquels la fonction isocyanate est rendue non réactive à température ambiante vis-à-vis de ses coréactifs, mais maintenue réactive à une température plus élevée.
Ces unités isocyanates masquées sont avantageuses à plusieurs titres. En premier lieu, elles permettent de proposer, dans un seul et même conditionnement, des compositions (y compris émulsions et suspensions) pour l'obtention de revêtement dont le composant isocyanate soit stable et peu sensible à l'eau. II s'ensuit qu'il n'est plus nécessaire d'utiliser des solvants anhydres onéreux, spécifiques des isocyanates et quil est possible de conserver longtemps, sans dégradation, les isocyanates masqués dans des conditions où ceux qui sont libres se dégraderaient.
Enfin, la mise en oeuvre de polyisocyanates masqués permet de réduire, voire d'éliminer, I'éventuel risque toxique associé à la présence d'isocyanates libres et instables.
L'amélioration de cette technique de masquage des groupements fonctionnels isocyanates sur des unités mono-, oligo- ou polymères réactives, passe par l'optimisation, en général un abaissement, de la température de réaction, c'est-à-dire celle à laquelle la déprotection s'effectue, conduisant ainsi à la polymérisation etlou la réticulation visées.
Plus spécifiquement la température de démasquage doit être suffisamment haute pour qu'il n'y ait pas de risque de réaction pendant la période de stockage et cette température de réaction doit être suffisamment basse pour qu'il soit aisé de réaliser la polycondensation lorsque cela est désiré.
En général la température de "libération1 des isocyanates, notamment aliphatique (c'est-à-dire que le carbone porteur de razote est d'hybridation sp3) est trop élevée. Ce qui implique que l'on recherche un abaissement de cette température de libération.
Un tel abaissement se traduit par des gains économiques non négligeables en énergie et en durée de procédé.
A titre incident il convient de signaler que les groupes masquants utilisés dans le cas des isocyanates aromatiques ne sont en général pas directement transposables pour les isocyanates aliphatiques, la température de 1libération1 pour un même groupe masquant étant de plusieurs dizaines de degrés centigrades supérieure à celle des isocyanates aromatiques.
De nombreux radicaux bloquants ont déjà été utilisés. Parmi ceuxci, on peut citer, entre autres, certains des triazoles, des imidazolines, des lactames, des composés hydroxynitrés, des bisulfites de sodium, des dimères d'isocyanate, des phénols, des esters d'acide acétoacétique et des alcools. Un des groupes les plus utilisés est le groupe des dialcoylcétoximes qui présente toutefois l'inconvénient majeur de présenter une température de libération élevée, trop élevée pour beaucoup d'applications.
II convient de noter que la multiplicité des paramètres rend difficile la systématisation de certaines familles.
Ainsi, I'un des objectifs essentiels de la présente invention est de fournir de nouveaux polyisocyanates à groupements fonctionnels bloqués et ayant une température de dissociation relativement basse pour une durée limitée et avec un rendement de dissociation compatible avec les techniques de polymérisation.
Un autre objectif de l'invention est de foumir de nouveaux polyisocyanates à groupements fonctionnels bloqués, qui ne soient que peu ou pas toxiques.
Un autre objectif de l'invention est de foumir de nouveaux polyisocyanates à groupements fonctionnels masqués, qui ne soient pas de manipulation et de mise en oeuvre dangereuse etlou délicate.
Un autre objectif de l'invention est de fournir de nouveaux polyisocyanates à groupements fonctionnels bloqués, qui soient économiques.
Un autre objectif de l'invention est de foumir de nouveaux polyisocyanates à groupements fonctionnels bloqués, donnant accès à des polymères (ou plutôt à de polycondensats), éventuellement réticulés, qui satisfassent au cahier des charges des applications.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un procédé d'obtention de tels polyisocyanates bloqués.
Un autre objectif de Invention est de fournir un procédé de préparation de polymères et'ou réticulats à partir desdits polyisocyanates bloqués.
Un autre but de la présente invention est de foumir des compositions comportant des isocyanates masqués des types précédents.
Un autre but de la présente invention est de foumir des compositions de poudre du type précité.
Un autre but de la présente invention est de fournir des émulsions ou dispersions aqueuses comportant des isocyanates de type ci-dessus.
Un autre but de la présente invention est de fournir des suspensions comportant des isocyanates du type ci-dessus.
Ces buts et d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints au moyen d'un composé porteur d'au moins une fonction isocyanate masquée susceptible d'être obtenue par l'action sur un isocyanate d'un dérivé à structure pyronoide et à hydrogène réactif.
Avantageusement ledit dérivé à structure pyronoide et à hydrogène réactif. répond à la formule suivante:
où A représente un radical divalent choisi parmi le groupe constitué par les
Chalcogènes, avantageusement légers (soufre et surtout oxygène), par
l'azote et le phosphore monosubstitués par un radical hydrocarboné et par un
carbone substitué par deux radicaux hydrocarbonés:
où Y représente un radical divalent choisi parmi le groupe constitué par les
Chalcogènes, avantageusement légers (soufre et surtout oxygène), par
l'azote et le phosphore monosubstitués par un radical hydrocarboné et par un
carbone substitué par deux radicaux hydrocarbonés:
où Z représente un radical divalent choisi parmi le groupe constitué par les
Chalcogènes, avantageusement lourds (soufre et ceux des rang supérieur au
soufre), par le phosphore monosubstitué par un radical hydrocarboné et par
un carbone
où X représente un radical divalent choisi parmi le groupe constitué par les
Chalcogènes, avantageusement légers (légers c'est-à-dire soufre et surtout
oxygène), par l'azote, éventuellement substitué par un radical hydrocarboné: n n est un entier de valeur 0, 1 ou 2 avec les conditions que lorsque Z est
phosphore n est au plus égal 1 et que lorsque Z est carbone n est égal à 1;
où R1, R2, R3 , semblable ou différents représentent un atome d'hydrogène
ou un radical hydrocarboné, avantageusement choisi parmi les alcoyles1 y
compris cycloalcoyles et aralcoyles, éventuellement hétérocycliques, les
aryles, . En outre R1 etlou R2 peuvent être un groupe électroattracteur dont la
constante de Hammett ap est avantageusement comprise entre 0,2 et 0,8 de
préférence entre 0,3 et 0,7 (avantageusement principalement par effet
mésomère, c'est-à-dire que ar est au moins égal à ai) tel que -C(O)-CH3,
COOR, -CN, .
Chalcogènes, avantageusement légers (soufre et surtout oxygène), par
l'azote et le phosphore monosubstitués par un radical hydrocarboné et par un
carbone substitué par deux radicaux hydrocarbonés:
où Y représente un radical divalent choisi parmi le groupe constitué par les
Chalcogènes, avantageusement légers (soufre et surtout oxygène), par
l'azote et le phosphore monosubstitués par un radical hydrocarboné et par un
carbone substitué par deux radicaux hydrocarbonés:
où Z représente un radical divalent choisi parmi le groupe constitué par les
Chalcogènes, avantageusement lourds (soufre et ceux des rang supérieur au
soufre), par le phosphore monosubstitué par un radical hydrocarboné et par
un carbone
où X représente un radical divalent choisi parmi le groupe constitué par les
Chalcogènes, avantageusement légers (légers c'est-à-dire soufre et surtout
oxygène), par l'azote, éventuellement substitué par un radical hydrocarboné: n n est un entier de valeur 0, 1 ou 2 avec les conditions que lorsque Z est
phosphore n est au plus égal 1 et que lorsque Z est carbone n est égal à 1;
où R1, R2, R3 , semblable ou différents représentent un atome d'hydrogène
ou un radical hydrocarboné, avantageusement choisi parmi les alcoyles1 y
compris cycloalcoyles et aralcoyles, éventuellement hétérocycliques, les
aryles, . En outre R1 etlou R2 peuvent être un groupe électroattracteur dont la
constante de Hammett ap est avantageusement comprise entre 0,2 et 0,8 de
préférence entre 0,3 et 0,7 (avantageusement principalement par effet
mésomère, c'est-à-dire que ar est au moins égal à ai) tel que -C(O)-CH3,
COOR, -CN, .
Comme cela sera exposé ci après, on pourra moduler la réactivité et la température de déblocage de l'isocyanate protégé en jouant sur les groupes X, Y, Z et A. Les radicaux R1, R2, R3 ont également un rôle, mais sensiblement moins marqué.
D'une manière générale, ces dérivés à structure pyronoide et à hydrogène réactif utilisés comme agent de masquage des isocyanates ne doivent pas contenir des fonctions qui seraient susceptibles de perturber la synthèse des isocyanates masqués, raptitude à se conserver dans des conditions de stockage sans perte de qualité, ou les réactions de condensation dans les conditions de température choisie.
Avantageusement n est au moins égal à 1. De préférence n est égal à 1.
Avantageusement Y est chalcogène, de préférence oxygène.
Avantageusement X est chalcogène, de préférence oxygène.
Avantageusement A est chalcogène, de préférence oxygène.
Avantageusement Z est chalcogène ou carbone, de préférence carbone.
Avantageusement chacun des R1, R2, R3 ,comporte au plus 10 atomes de carbone, de préférence au plus 5 atomes de carbone.
Avantageusement la somme des atomes de carbone de R1, R2, R3 est au plus égale à 15, de préférence à 8.
Avantageusement le nombre des atomes de carbone du dérivé qui va donner le groupe protecteur selon la présent invention est au plus égale à 25, de préférence à 15.
II est souhaitable que les radicaux R1 et R2 ne soient pas simultanément encombrants; plus spécifiquement il est souhaitable qu'au moins un de ces deux radicaux ne soit pas relié au cycle pyronoide par un atome tertiaire, ni avantageusement par un atome secondaire. II préférable que l'un des radicaux
R1 et R2 soit hydrogène
Ainsi, au cours de l'étude qui a mené à la présente invention, II a été montré que les dérivés pyronoides constituaient une nowelle classe de groupes protecteurs thermolabiles pour les fonctions isocyanates.
R1 et R2 soit hydrogène
Ainsi, au cours de l'étude qui a mené à la présente invention, II a été montré que les dérivés pyronoides constituaient une nowelle classe de groupes protecteurs thermolabiles pour les fonctions isocyanates.
Avantageusement la structure généra!e des groupes protecteurs selon la présente invention découle de dérivé à structure pyronoîde et à hydrogène réactif de formule suivante:
o où A représente O, S ou N-R4 avec R4 représentant un alcoyle ou un aryle;
où R1, R2, R3 représentent les mêmes radicaux que ci dessus;
par remplacement de l'hydrogène par amidocarbanyle (-NH-CG) issu de la
fonction isocyanate à masquer
Selon la présente invention il est préférable que ledit composé présentent au moins deux avantageusement plusieurs fonctions isocyanates, lesquelles peuvent être masquées en totalité ou seulement en partie. Lorsque elles sont plusieurs à être masquées, les fonctions isocyanates peuvent être masquées par des groupes semblables ou différents, et à condition qu'au moins l'un d'entre eux répondent au condition de la présente invention, chacun des autres groupes protecteurs peut être un groupe déjà en soi connu.
o où A représente O, S ou N-R4 avec R4 représentant un alcoyle ou un aryle;
où R1, R2, R3 représentent les mêmes radicaux que ci dessus;
par remplacement de l'hydrogène par amidocarbanyle (-NH-CG) issu de la
fonction isocyanate à masquer
Selon la présente invention il est préférable que ledit composé présentent au moins deux avantageusement plusieurs fonctions isocyanates, lesquelles peuvent être masquées en totalité ou seulement en partie. Lorsque elles sont plusieurs à être masquées, les fonctions isocyanates peuvent être masquées par des groupes semblables ou différents, et à condition qu'au moins l'un d'entre eux répondent au condition de la présente invention, chacun des autres groupes protecteurs peut être un groupe déjà en soi connu.
Ces composés peuvent contenir les structures courantes dans ce domaine par exemple à savoir celle de type isocyanurate, encore appelée trimère, des structures uretidine dione, encore appelée dimère, des structures biuret ou allophanate ou une combinaison de ce type de structures sur une seule molécule ou en mélange.
La classification périodique des éléments utilise dans la présente demande est celle du supplément au Bulletin de la Société Chimique de France, janvier 1966, n 1.
Ainsi que déjà mentionné ci-dessus, les isocyanates concernés peuvent être des mono-, di- voire poly-isocyanates. Ces dérivés peuvent contenir des structures de type isocyanurate, encore appelée trimère, des structures urétidine dione, encore appelée dimère, des structures biuret ou allophanate ou une combinaison de ce type de structures sur une seule molécule ou en mélange.
Les isocyanates monomères peuvent être:
aliphatiques, y compris cycloaliphatiques et aralaliphatiques, tels que:
o les polyméthylènediisocyanates et notamment l'hexaméthylène
diisocyanate;
e l'isophorone diisocyanate;
o les aryîènedialcoyiénediisocyanates (tel que OCNCHr-CHzNCO);
ou encore aromatiques tels que le toluylène diisocyanate.
aliphatiques, y compris cycloaliphatiques et aralaliphatiques, tels que:
o les polyméthylènediisocyanates et notamment l'hexaméthylène
diisocyanate;
e l'isophorone diisocyanate;
o les aryîènedialcoyiénediisocyanates (tel que OCNCHr-CHzNCO);
ou encore aromatiques tels que le toluylène diisocyanate.
Les polyisocyanates préférés visés par la technique de masquage l'invention sont ceux dans lesquels au moins une, avantageusement deux, de préférence trois des conditions ci après sont remplies: o au moins une, avantageusement deux, des fonctions NCO à protéger sont
reliées à un squelette hydrocarboné, par Itntermédiaire d'un carbone
saturé (sp3). o au moins un, avantageusement deux, desdits carbones saturés (sp3) est
porteur d'au moins un, avantageusement deux, hydrogène(s),(en d'autre
terme il a été trouvé que l'on obtenait de meilleurs résultats lorsque le carbone
porteur de la fonction isocyanate était porteur d'un hydrogène, de préférence
de deux hydrogènes); touts les carbones par l'intermédiaire desquels les fonctions isocyanates sont
reliées au squelette hydrocarboné, sont des carbones saturés (sp3), lesquels
sont avantageusement en partie, de préférence en totalité, porteurs d'un
hydrogène, de préférence de deux hydrogènes; e sont en particulier bien adaptés ceux qui présentent au moins en partie un
squelette isocyanurique ou biuret (que ce squelette soit issu d'un seul ou de
plusieurs monomères, voir ci-dessous) et plus précisément des structures de
type isocyanurate, encore appelée trimère, des structures uretidinedione,
encore appelée dimère, des structures biuret ou allophanate ou une
combinaison de ce type de structures sur une seule molécule ou en mélange.
reliées à un squelette hydrocarboné, par Itntermédiaire d'un carbone
saturé (sp3). o au moins un, avantageusement deux, desdits carbones saturés (sp3) est
porteur d'au moins un, avantageusement deux, hydrogène(s),(en d'autre
terme il a été trouvé que l'on obtenait de meilleurs résultats lorsque le carbone
porteur de la fonction isocyanate était porteur d'un hydrogène, de préférence
de deux hydrogènes); touts les carbones par l'intermédiaire desquels les fonctions isocyanates sont
reliées au squelette hydrocarboné, sont des carbones saturés (sp3), lesquels
sont avantageusement en partie, de préférence en totalité, porteurs d'un
hydrogène, de préférence de deux hydrogènes; e sont en particulier bien adaptés ceux qui présentent au moins en partie un
squelette isocyanurique ou biuret (que ce squelette soit issu d'un seul ou de
plusieurs monomères, voir ci-dessous) et plus précisément des structures de
type isocyanurate, encore appelée trimère, des structures uretidinedione,
encore appelée dimère, des structures biuret ou allophanate ou une
combinaison de ce type de structures sur une seule molécule ou en mélange.
Lorsque les polyisocyanates sont relativement lourds c'est à dire qu'ils comportent au moins 4 fonctions isocyanates masquées, les deux premières conditions deviennent: o au moins un tiers, avantageusement deux tiers, des fonctions NCO à protéger
sont reliées à un squelette hydrocarboné, par l'intermédiaire d'un carbone
saturé (sp3). o au moins un tiers, avantageusement deux tiers1 desdits carbones saturés
(sp3) est porteur d'au moins un, avantageusement deux, hydrogene(s),(en
d'autre terme il a été trouvé que l'on obtenait de meilleurs résultats lorsque le
carbone porteur de la fonction isocyanate était porteur d'un hydrogène, de
préférence de deux hydrogènes.
sont reliées à un squelette hydrocarboné, par l'intermédiaire d'un carbone
saturé (sp3). o au moins un tiers, avantageusement deux tiers1 desdits carbones saturés
(sp3) est porteur d'au moins un, avantageusement deux, hydrogene(s),(en
d'autre terme il a été trouvé que l'on obtenait de meilleurs résultats lorsque le
carbone porteur de la fonction isocyanate était porteur d'un hydrogène, de
préférence de deux hydrogènes.
Ainsi l'invention porte notamment sur l'utilisation des dits dérivés pyronoides pour masquer tout ou partie des fonctions isocyanates crun polyisocyanate, c'est à dire un composé présentant plusieurs fonctions isocyanates. Les fonctions non masquées selon la présente invention, peuvent être soit libres, soit masquées par d'autre groupes masquants.
Les groupes masquants selon la présente invention sont particulièrement bien adaptés à la protection de ceux des groupements isocyanates qui sont aliphatiques et parmi ceux-là, ceux dont le carbone porteur de l'azote de la fonction isocyanate est saturé (sp3) et porteur d'un hydrogène, de préférence de deux hydrogènes.
Lorsque l'on désire masquer une fonction isocyanate à caractère aromatique c'est à dire dont l'azote est lié à un carbone d'hybridation (sp2), il convient que les substituants du dérivé à structure pyronoide et à hydrogène réactif soient moins électroattracteur, c'est à dire quils se situent dans la partie les moins électro-attractrice des fourchettes mentionnées ci dessus (au plus égal à 0,5) pour obtenir des valeurs qui répondent aux critères généraux ci dessous.
Pour s'assurer, une bonne durée de vie au stockage, il est préférable de choisir des fonctions isocyanates masquées dont le test à I'octanol montre une libérationZ à 80"C, avantageusement à 90"C, au plus égale à 90 %.
Peur les utilisations en solvant organique, en suspension ou en émulsion aqueuse, il est souhaitable de choisir des fonctions isocyanates masquées dont le test à roctanol montre une elibération1 à 1500C, avantageusement à 140"C, de préférence 13000. au moins égale à 90 %.
Les isocyanates concernés peuvent être des mono-, di- voire polyisocyanates. Ces dérivés peuvent contenir des structures de type isocyanurate, encore appelée trimère, des structures uretidinedione, encore appelée dire, des structures biuret ou allophanate ou une combinaison de ce type de structures sur une seule molécule ou en mélange.
La technique de préparation des isocyanates masqués à partir des isocyanates est une simple transposition des techniques utilisant les alcools usuels.
Le tolonate bloqué est obtenu par réaction du groupe protecteur sur le polyisocyanate à fonction isocyanate NCO libre à basse température, en masse ou dans un solvant
A titre d'enseignement par l'exemple on décrira czaprès en utilisant comme paradigme le masquage des composés désignés dans le domaine technique sous le nom de trimères de l'hexaméthyléne diisocyanate tels ceux mis dans le commerce sous la marque déposée ZTolonatese HD7; ces composés sont issus de l'hexaméthylène diisocyanate par une trimérisation cyclique de trois fonctions isocyanates pour donner un cycle isocyanurique et en fait comprennent aussi divers autres polymères comme des pentamères (dans lequel un hexaméthylène diisocyanate voit ses deux fonctions isocyanates engagées dans un cycle isocyanurique) et tel que uretidinedione (diantre).
A titre d'enseignement par l'exemple on décrira czaprès en utilisant comme paradigme le masquage des composés désignés dans le domaine technique sous le nom de trimères de l'hexaméthyléne diisocyanate tels ceux mis dans le commerce sous la marque déposée ZTolonatese HD7; ces composés sont issus de l'hexaméthylène diisocyanate par une trimérisation cyclique de trois fonctions isocyanates pour donner un cycle isocyanurique et en fait comprennent aussi divers autres polymères comme des pentamères (dans lequel un hexaméthylène diisocyanate voit ses deux fonctions isocyanates engagées dans un cycle isocyanurique) et tel que uretidinedione (diantre).
Ainsi, la synthèse du ZTolonates29 HDr protégé par la 4hydroxy-S méthyle-2 pyrone est décrite comme exemple paradigmatique.
Ainsi dans les exemples où est décrit le masquage des trimères par les dérivés à structure pyronoide et à hydrogène réactif, rhomme de métier pourra trouver des détails opératoires dans le domaine du masquage par les dérivés phénolique pour transposer les techniques utilisées avec les phénols à celles selon l'invention.
Les synthèses des ces dérivés à structure pyronoide et à hydrogène réactif est connue du spécialiste en la matière.
L'un des nombreux intérêts des nouveaux polyisocyanates selon rinvention est qu'ils peuvent servir de base à la préparation de polymères etlou de réticulats et être utilisés notamment comme un des constituants principaux de revèternents en tous genres, tels que vemis et peintures. Dans de telles utilisations, les qualités de dureté des polymères réticulables font partie de celles qui sont recherchées sur le plan technique et fonctionnelles.
Le susdit procédé de préparation de polymères comporte les étapes suivantes:
- mettre un polyisocyanate protégé selon l'invention (I) en présence
d'un coréactif qui contient des dérivés présentant des hydrogènes réactifs
sous forme d'alcool, de phénol, de Thiol, de certaines amines y compris les
anilines; ces dérivés peuvent avoir des squelettes hydrocarbonés
aliphatiques, alicycliques ou aromatiques, de préférence alcoyles, y compris
cycloalcoyles et aralcoyles, aryles, linéaires ou branchés, substitués ou
non;
- et chauffer le milieu réactionnel ainsi constitué à une température au
plus égale à 150"C, de préférence comprise entre 80 et 1400 C et, plus
préférentiellement encore1 entre 110 et 1300 C et ce, pour une durée
inférieure ou égale à 15 h, de préférence à 10 h et, plus préférentiellement
encore1 à 8 h.
- mettre un polyisocyanate protégé selon l'invention (I) en présence
d'un coréactif qui contient des dérivés présentant des hydrogènes réactifs
sous forme d'alcool, de phénol, de Thiol, de certaines amines y compris les
anilines; ces dérivés peuvent avoir des squelettes hydrocarbonés
aliphatiques, alicycliques ou aromatiques, de préférence alcoyles, y compris
cycloalcoyles et aralcoyles, aryles, linéaires ou branchés, substitués ou
non;
- et chauffer le milieu réactionnel ainsi constitué à une température au
plus égale à 150"C, de préférence comprise entre 80 et 1400 C et, plus
préférentiellement encore1 entre 110 et 1300 C et ce, pour une durée
inférieure ou égale à 15 h, de préférence à 10 h et, plus préférentiellement
encore1 à 8 h.
On peut prévoir d'inclure un solvant organique dans le milieu réactionnel.
On peut également prévoir une suspension dans l'eau.
Ce solvant optionnel est, de préférence, non polaire et de constante diélectrique de préférence supérieure ou égale à 4 et, plus préférentiellement encore1 à 5.
Conformément à l'invention, les solvants peu polaires préférés sont, entre autres1 les aromatiques tel que le benzène, le colorobenzène (dichloro-1,2 benzène), le nitrobenzène, les cétones telles que la cyclohexanone, la méthyléthylcétone et l'acétone; les esters d'alcoyle(s) léger et notamment les esters adipiques.
Les dérivés entrant dans la composition du réactif sont en général en général di-, oligo-, ou polyfonctionnel. peuvent être monomère ou issus de di-, d'oligo- ou polymérisation et sont mis en oeuvre pour la préparation de polyuréthannes éventuellement réticulés, leur choix sera dicté par les fonctionnalités attendues pour le polymère dans l'application finale et par leur réactivité.
Notamment lorsque l'on désire avoir des compositions Zbi-composanf (c'est-à-dire contenant simultanément les deux réactifs: risocyanate ici au moins partiellement masqué selon l'invention et le composé à hydrogène réactif) stables, on préfère éviter d'utiliser des dérivés présentant des hydrogènes réactifs qui catalysent la libération de l'isocyanate masqué. Ainsi parmi les amines on préfère n'utiliser que celles qui ne catalyse pas la décomposition ou la transamidation des fonctions isocyanates masquées selon la présente invention.
Ces coréactifs sont en général bien connu de l'homme de métier.
L'étude de déblocage et de transcarbamatation en présence de un équivalent d'octanol 1 par rapport à la fonction isocyanate bloquée est décrite dans le paragraphe 2.
L'invention conceme donc, également, des compositions de peintures comprenant pour addition successive ou simultanées:
o un polyisocyanate masqué selon rinvention;
o un coréactif à hydrogène réactif tel que décrit supra;
o d'éventuels catalyseurs (par exemples ceux utilisés pour les
isocyanates masqué avec des oximes;
o éventuellement au moins un pigment;
o éventuellement une phase aqueuse;
o éventuellement un agent tensio-actif pour maintenir en émulsion ou en
suspension les composants constitutifs du mélange;
o éventuellement un solvant organique;
e éventuellement un agent de deshydratation.
o un polyisocyanate masqué selon rinvention;
o un coréactif à hydrogène réactif tel que décrit supra;
o d'éventuels catalyseurs (par exemples ceux utilisés pour les
isocyanates masqué avec des oximes;
o éventuellement au moins un pigment;
o éventuellement une phase aqueuse;
o éventuellement un agent tensio-actif pour maintenir en émulsion ou en
suspension les composants constitutifs du mélange;
o éventuellement un solvant organique;
e éventuellement un agent de deshydratation.
L'invention conceme aussi les peintures et vemis obtenues par l'utilisation de ces compositions, avec l'éventuelle libération selon le procédé ci-dessus.
Les exemples non limitatifs suivants illustrent l'invention.
ExempleN 1: synthèses des tolonates bloqués par les dérivés des pyrones
Synthèse du Tolonate HDT bloque par la hydroxy-4-m8thy le-6-pyrone-2
Dans un tricol, on charge successivement 5 g de tolonate HDT ( 0,0262 mole de fonction isocyanate NCO), et 39 de hydroxy-4-méthyle-6- pyrone-2 (produit mis sur le marché par la société LONZA) (0,0288 mole). Après 3 heures de réaction à 145 C, l'analyse infra rouge indique que toutes les fonctions NCO ont été substituées.
Synthèse du Tolonate HDT bloque par la hydroxy-4-m8thy le-6-pyrone-2
Dans un tricol, on charge successivement 5 g de tolonate HDT ( 0,0262 mole de fonction isocyanate NCO), et 39 de hydroxy-4-méthyle-6- pyrone-2 (produit mis sur le marché par la société LONZA) (0,0288 mole). Après 3 heures de réaction à 145 C, l'analyse infra rouge indique que toutes les fonctions NCO ont été substituées.
Les analyses RMN, Masse et Infra rouge sont présentées en annexe 1 et indiquent que le produit est conforme..
Exemple N 2 : REACTION DE DEBLOCAGE DES TOLONATES
BLOQUES
Un test de criblage a été développé qui permet de comparer les températures de déblocage des tolonates bloqués.
BLOQUES
Un test de criblage a été développé qui permet de comparer les températures de déblocage des tolonates bloqués.
2.1/ Définition du test
Dans un tube Schott de 50 cc, on introduit successivement, 0.532 g du produit de exemple 1, 0,3219 g d'octanol 1 et 5, 029 de dichlorobenzène. Le milieu réactionnel est ensuite porté à 1 300C pendant 6 heures. La réaction terminée, le solvant est éliminé par distillation sous vide, et le résidu est analysé en RMN, Masse et infra rouge.
Dans un tube Schott de 50 cc, on introduit successivement, 0.532 g du produit de exemple 1, 0,3219 g d'octanol 1 et 5, 029 de dichlorobenzène. Le milieu réactionnel est ensuite porté à 1 300C pendant 6 heures. La réaction terminée, le solvant est éliminé par distillation sous vide, et le résidu est analysé en RMN, Masse et infra rouge.
2.21 Résultats
Le pourcentage de déblocage et formation de carbamate d'octyle attendu est de 50% alors que dans les mêmes conditions un tolonate bloqué par la méthyle éthyle cétoxime donne seulement 20 % de carbamate d'octyle.
Le pourcentage de déblocage et formation de carbamate d'octyle attendu est de 50% alors que dans les mêmes conditions un tolonate bloqué par la méthyle éthyle cétoxime donne seulement 20 % de carbamate d'octyle.
Les analyses RMN, Masse et infra rouge (Annexe 2) confirment la réaction de transcarbamatation.
On a ainsi démonté ainsi que l'hydrnxy4méthyle-6 pyrone-2 est un bon groupe protecteur des fonctions isocyanates et conduit à une transcarbamatation facile à basse température.
Au cours de rétude qui a mené à la présente invention, II a été également été montré que l'introduction d'un groupe électroattacteur en alpha ou gamma du carbone porteur de l'X (oxygène) exocyclique diminue encore la température de réaction de carbamatation avec des polyols. II en va de même si l'on choisit un groupement -Z(Y)n-A- plus électroattracteur que le groupement -CO-O-. Et vice versa.
Claims (13)
- structure pyronoide et à hydrogène réactif.susceptible d'être obtenue par l'action sur un isocyanate d'un dérivé àcaractérisé par le fait que ladite fonction isocyanate masquée estREVENDICATIONS 1. Isocyanates porteur d'au moins une fonction isocyanate masquée
- 2. Isocyanates selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit dérivé à structure pyronoide et à hydrogène réactif répond à la formule suivante:
e où A représente un radical divalent choisi parmi le groupe constitué par lesChalcogènes, avantageusement légers (soufre et surtout oxygène), parl'azote et le phosphore monosubstitués par un radical hydrocarboné et par uncarbone substitué par deux radicaux hydrocarbonés:où Y représente un radical divalent choisi parmi le groupe constitué par lesChalcogènes, avantageusement légers (soufre et surtout oxygène), parl'azote et le phosphore monosubstitués par un radical hydrocarboné et par uncarbone substitué par deux radicaux hydrocarbonés: e où Z représente un radical divalent choisi parmi le groupe constitué par lesChalcogènes, avantageusement lourds (soufre et ceux des rang supérieur ausoufre), par le phosphore monosubstitué par un radical hydrocarboné et parun carboneoù X représente un radical divalent choisi parmi le groupe constitué par lesChalcogènes, avantageusement légers (soufre et surtout oxygène), parl'azote, éventuellement substitué par un radical hydrocarboné: e n est un entier de valeur 0, 1 ou 2 avec les conditions que lorsque Z estphosphore n est au plus égal 1 et que lorsque Z est carbone n est égal à 1; où R1, R2, R3 i semblable ou différents représentent un atome d'hydrogèneou un radical hydrocarboné, avantageusement choisi parmi les alcoyles, ycompris cycloalcoyles et aralcoyles, éventuellement hétérocycliques, lesaryles, En outre R1 et/ou R2 peuvent être un groupe électroattracteur tel que -C(O)CH3, -COOR, -CN. - 3. Isocyanates selon les revendications 1 et 2, caractérisés par le fait que nest au moins égal à 1, de préférence n est égal à 1.
- 4. Isocyanates selon les revendications 1 à 3, caractérisés par le fait que Yest chalcogène, de préférence oxygène.
- 5. Isocyanates selon les revendications 1 à 4, caractérisés par le fait que Xest chalcogène, de préférence oxygène.
- 6. Isocyanates selon les revendications 1 à 5, caractérisés par le fait que Aest chalcogène, de préférence oxygène.
- 7. Isocyanates selon les revendications 1 à 6, caractérisés par le fait que Zest chalcogène ou carbone, de préférence carbone.
- 8. Isocyanates selon les revendications 1 à 7, caractérisés par le fait que lasomme des atomes de carbone de R1, R2, R3 est au plus égale à 15, depréférence à 8.
- 9. Isocyanates selon les revendications 1 à 8, caractérisés par le fait que lenombre de carbones du dérivé qui va donner le groupe protecteur selon laprésente invention est au plus égal à 25, de préférence à 15.
- 10. Isocyanates selon les revendications 1 à 9, caractérisés par le fait que ledérivé à structure pyronoïde et à hydrogène réactif de formule suivante:
e où A représente O, S ou N-R4 avec R4 représentant un alcoyle ou un aryle; e où R1, R2, R3 représentent les mêmes radicaux que ci dessus; - 11. Utilisation des dits dérivés pyronoides pour masquer tout ou partie desfonctions isocyanates d'un polyisocyanate , caractérisé par le fait que leditdérivé à structure pyronoide et à hydrogène réactif répond à la formulesuivante:
e où A représente un radical divalent choisi parmi le groupe constitué par lesChalcogènes, avantageusement légers (soufre et surtout oxygène), parl'azote et le phosphore monosubstitués par un radical hydrocarboné et par uncarbone substitué par deux radicaux hydrocarbonés: e où Y représente un radical divalent choisi parmi le groupe constitué par lesChalcogènes, avantageusement légers (soufre et surtout oxygène), parl'azote et le phosphore monosubstitués par un radical hydrocarboné et par uncarbone substitué par deux radicaux hydrocarbonés: e où Z représente un radical divalent choisi parmi le groupe constitué par lesChalcogènes, avantageusement lourds (soufre et ceux des rang supérieur ausoufre), par le phosphore monosubstitué par un radical hydrocarboné et parun carbone e où X représente un radical divalent choisi parmi le groupe constitué par lesChalcogènes, avantageusement légers (soufre et surtout oxygène), parl'azote, éventuellement substitué par un radical hydrocaboné: e n est un entier de valeur 0, 1 ou 2 avec les conditions que lorsque Z estphosphore n est au plus égal 1 et que lorsque Z est carbone n est égal à i e où R1, R2, R3 , semblable ou différents représentent un atome d'hydrogèneou un radical hydrocarboné, avantageusement choisi parmi les alcoyles. ycompris cycloalcoyles et aralcoyles, éventuellement hétérocycliques, lesaryles, e En outre R1 etlou R2 peuvent être un groupe électroattracteur tel que -C(O)CH3, -COOR, -CN). - 12. Utilisation selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le dérivé à structure pyronoide et à hydrogène réactif répond à la formule suivante:
e où A représente O, S ou N-R4 avec R4 représentant un alcoyle ou un aryle; e où R1, R2, R3 représentent les mêmes radicaux que ci dessus; - 13. Procédé de préparation de polymères , caractérisé par le fait qu'ilcomporte les étapes suivantes:- mettre un polyisocyanate protégé selon l'invention (I) en présenced'un coréactif qui contient des dérivés présentant des hydrogènes réactifssous forme d'alcool, de phénol, de Thiol, de certaines amines y compris lesanilines; ces dérivés peuvent avoir des squelettes hydrocarbonésaliphatiques, alicycliques ou aromatiques, de préférence alcoyles, y compriscycloalcoyles et aralcoyles, aryles, linéaires ou branchés, substitués ounon; - et chauffer le milieu réactionnel ainsi constitué à une température au plus égalea 15000, de préférence comprise entre 80 et 1400 C et, pluspréférentiellement encore, entre 110 et 1300 C et ce, pour une duréeinférieure ou égale à 15 h, de préférence à 10 h et, plus préférentiellementencore, à 8 h.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR9801834A FR2774986A1 (fr) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | Utilisation de pyrone(s) ou equivalent pour masquer des isocyanates, procede de masquage, isocyanates ainsi masques, composition en contenant, procede de revetement utilisant ces compositions, revetement aini obtenu |
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Cited By (5)
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| WO2002042236A2 (fr) * | 2000-11-27 | 2002-05-30 | Corning Incorporated | Procede de sechage de revetements de fibres optiques |
| US8304413B2 (en) | 2008-06-03 | 2012-11-06 | Intermune, Inc. | Compounds and methods for treating inflammatory and fibrotic disorders |
| US8741936B2 (en) | 2005-05-10 | 2014-06-03 | Intermune, Inc. | Method of modulating stress-activated protein kinase system |
| US9359379B2 (en) | 2012-10-02 | 2016-06-07 | Intermune, Inc. | Anti-fibrotic pyridinones |
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1998
- 1998-02-16 FR FR9801834A patent/FR2774986A1/fr active Pending
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