JP2003503383A - 淡色のイソシアナート、これらの製造と使用 - Google Patents
淡色のイソシアナート、これらの製造と使用Info
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Abstract
Description
化合物、特にポリウレタン、例えばポリウレタンフォームへのこれらの使用に関
する。
という公知の方法によって製造される。例えばポリウレタンフォームのために、
例えば2官能性または多官能性の、ジフェニルメタンジイソシアナート系列(M
DI)芳香族イソシアナートの使用がされる。製造方法に起因して、ホスゲン化
と続く後処理(溶媒の除去;モノマーMDIの分離)はしばしば暗色の生成物を
与え、これは黄味がかったポリウレタンフォームや、同様に変色したPUR材料
を与える。これは、このような変色が全体の視覚的印象に悪影響を及ぼし、わず
かな不均一性、例えば得られたフォーム中の縞を生じることになり望ましくない
。そのため淡色のイソシアナートまたは着色成分の量が少ないイソシアナートは
原材料として適している。
種で、淡色であるものを得る試みは常になされてきた。多くの方法が、MDIの
色を経験的に淡くするために知られている。しかし、厄介な着色物質の性質は従
来から不満足な程度でのみ明らかになっていた。
理し、及び/または精製する方法。
フェニレン−ポリアミンをホスゲン化の前に酸性とする、ポリマーMDIの製造
方法が記載されている。
較的淡色のMDIが得られるポリマーMDA(モノマーのおよびオリゴマーのポ
リメチレン−ポリフェニレン−ポリアミン)の製造方法に関する。
でなく、ホスゲン化の間の副反応により形成される着色物質の前駆体からも生じ
るので、わずかに着色の改良されたもののみが得られる。
除き、次いでイソシアナートをHClガスで加熱処理する、ポリイソシアナート
の製造方法に関する。
関連するヨウ素色数が減少し、塩素化副生成物が減少したMDI/−PMDI混
合物の製造方法が記載されている。特に、反応工程中の特別なホスゲン/HCl
比の関係がここでは求められる。この方法は、ホスゲン化の変数を変えることが
困難であり、その結果ホスゲン化の質が非常に敏感に変化するという欠点を有す
る。さらに、ホスゲン化の変数の柔軟性の不足により、実際にホスゲン化を行な
うことが非常に困難となり、高い工学的経費を必要とする。
も、不完全な化学反応のために着色前駆体のわずかの分解しか起こらないので、
高い工学的経費または高い費用のためにおよびこれらの淡色効果に関して、それ
らは充分ではない。
加物を添加する。
添加し、この文書によれば同様に淡色の生成物を得るポリイソシアナートの製造
方法に関する。
成物に水を加えている。EP−A538500、EP−A0445602および
EP−A0467125には、同じ目的でホスゲン化の後にカルボン酸、アルカ
ノールまたはポリエーテルポリオールを添加することが記載されている。上述の
淡色化方法は充分であるけれども、これらは、添加物が色を淡くするだけではな
く生成物として得られたイソシアナートと反応し、一般的に、例えばイソシアナ
ート含量の望ましくない減少を招く。さらに、MDI中に望ましくない副生成物
が形成する危険がある。
DIのフラクションを得ることが記載されている。
イソシアナートを、1×105から150×105Paの圧力、100から18
0℃の温度で、水素と処理する、この文書によれば着色成分を含まないイソシア
ナートまたはイソシアナートの混合物の製造方法が記載されている。ここに記載
されている実施例によれば、イソシアナート最終生成物はそれ自体または適当な
溶媒の溶液として水素化される。
除去後の後処理は、同様に非常に効果的ではない。これは、後処理の間、特に溶
媒の蒸留の間高温となり、(ポリマーMDIの製造の場合には)モノマーMDI
の除去により、すでに、化学的分解の困難な安定な着色物質の形成がおこるから
である。
ナートの新規製造方法を提供することにある。
リウレタンまたはこれらの前駆体の製造に適した淡色のイソシアナートを、上述
した処理工程なしで与える、イソシアナートの製造方法を提供することにある。
はヨウ素またはヨウ素含有化合物を含むホスゲンを使用してイソシアナートを製
造することによって達成されることを見出した。
pm未満の分子の形のまたは結合した形の臭素またはヨウ素またはこれらの混合
物を含むホスゲンと反応させることにより、イソシアナートを製造する方法を提
供する。
からなる分子を意味する。結合した形の臭素またはヨウ素は、臭素またはヨウ素
だけではなく明示された原子と異なった原子をも含む分子を意味する。
いはヨウ素またはヨウ素化合物、臭素とヨウ素、臭素とヨウ素と臭素化合物、ヨ
ウ素化合物と臭素とヨウ素、臭素化合物とヨウ素化合物、あるいは臭素とヨウ素
と臭素化合物とヨウ素化合物を含む。
がないかまたはわずかな着色のみがあるポリウレタンまたはこれらの前駆体など
のウレタン化合物の製造に使用可能なイソシアナートを得る。
るホスゲン中の極めて微量な、痕跡量の分子または結合臭素またはヨウ素あるい
は上述した混合物が、望まれない方法で生成物の色に影響を充分に与えるという
ことを認識されてはいなかったために、本発明に従い得られた結果は特に驚くほ
どである。
またはヨウ素、または上述した混合物の一定の含量を有する。ホスゲン中の臭素
またはヨウ素またはこのような混合物は、塩素が通常ある比率の臭素またはヨウ
素またはそのどちらをも含んでいるために、ホスゲンの製造に使用される塩素に
由来する。塩素中の臭素またはヨウ素またはその双方の含量は、一般に塩素の製
造に使用される塩中の対応する含量に由来する。しかし、以前には、塩素中に存
在する臭素またはBrClが、ホスゲン合成(CO+BrF3からのCOBrF
の形成に類似;W.Kwasnicの、Handbuch der praeparativen anorganischen Chem
ie,編者:G.Brauer,巻1、第3版、Ferdinand Enke Verlag, Stuttgard,1975,22
4頁参照。)においてジブロモホスゲン、またはブロモクロロホスゲンの形成の
原因となることを認識されていなかった。これらの化合物はホスゲンとアミンが
同様に反応してイソシアナートと臭化水素を形成すると言われている(US 2
733254)。類似の反応は、ヨウ素の場合にも起こりうる。
に使用されるホスゲンは、当業者に公知の様々な方法で製造することができる。
ホスゲン中の臭素またはヨウ素または上述した混合物の低い含量を保証する、一
つの可能な方法は、例えば、ホスゲンの製造において、対応する低い臭素または
ヨウ素または双方の含量を有する出発化合物を使用することである。特に、臭素
またはヨウ素またはその双方の適切な低い含量を持つ塩素の使用がここでは可能
である。
当業者に公知である。原理的に、本発明は、上述した明細に適合する、即ち約5
0ppm未満、例えば25ppmかそれ未満の臭素またはヨウ素または上述した
混合物を含む、塩素を使用することによって行なうことができる。このように、
例えば電気分解方法またはHClの酸化、例えばディーコン法によって製造され
た塩素を使用することができる。US3660261には、電気分解を用いた塩
の酸化処理によって特に低い臭素の含量を持つ塩素の製造について記載されてい
る。他の可能性として、臭素またはヨウ素またはその双方を塩素から蒸留、塩素
流の中の臭素またはヨウ素の選択的濃縮により取り除くか、例えば、JP007
5319にあるように、臭素またはヨウ素またはその双方と選択的に反応する物
質と反応させる方法がある。本来、塩素合成において実質的に臭素またはヨウ素
を含まない、例えば実質的に臭素およびヨウ素を含まない塩または臭素およびヨ
ウ素を含まないHClなどの適当な出発材料の使用も可能である。適当な方法が
、例えばDE−A1800844、DE−B1255643またはDE−A1
19726530に記載されている。
of Industrial Chemistry,第5版、巻A6、463頁および465頁の図70
に記載されている。気体の臭素に富んだ塩素を液体の低臭素含量の塩素と向流洗
浄に処す場合、精製されるべき塩素ガスは臭素を使い尽くし、液体塩素は、臭素
の含量が多くなる。このようなプラントを立ち上げるために、充分な量の低臭素
含量の液体塩素の供給が必要である。続いて、得られた比較的低臭素含量の塩素
の副流を液体化し、比較的臭素含量の多い塩素の洗浄に使用することができる。
この方法は、分離を助ける慣用の内部品、例えばトレイ、ランダムパッキング、
または整列パッキングなどを含む塔で行なわれる。達成された臭素またはヨウ素
またはこれらの双方の枯渇の程度は、吸収および蒸留工程のための通常の方法に
おける流速、濃度および内部品に従う。所望とする程度の臭素の枯渇が得られる
カラムの設計は、このため純粋に決まりきった作業である。
ばUllmanns Enzyklopaedie der industriellen Chemie,第3版、巻13、494
−500頁に記載されたような、慣用された公知の方法でホスゲンへ変換するこ
とができる。
ホスゲンを得る他の方法は、ホスゲン自体から分子のまたは結合した臭素および
ヨウ素を取り除く方法である。ここでもまた、原理的にすべての慣用の分離方法
、例えば蒸留、吸収などを使用することが可能である。本発明の方法に関する限
り、唯一重要なことは、分子または結合した臭素あるいはヨウ素あるいは上述し
た混合物の濃度に、上述の上限があることである。
物を40ppm未満、35ppm、30ppm、25ppmまたはそれ未満、特
に10ppmまたはそれ未満含むものが使用される。
1種のアミンまたは2種以上のアミンの混合物をホスゲンの超化学量論的量と反
応させることにより行なわれる。原理的には、1種の一級アミンまたは2種以上
の一級アミンの混合物が、ホスゲンと反応して1種以上のイソシアナート基を形
成するすべての方法を用いることが可能である。
のアミンの混合物をホスゲンと反応させる方法は、1種の溶媒または2種以上の
溶媒の混合物中で行なわれる。
能である。これらは、好ましくは不活性な芳香族、脂肪族、脂環式炭化水素また
はこれらのハロゲン化誘導体である。このような溶媒の例として、モノクロロベ
ンゼンまたはジクロベンゼンなどの芳香族化合物、例えばo−ジクロロベンゼン
、トルエン、キシレンなど、テトラリンまたはデカリンなどのナフタレン誘導体
、約5から約12個の炭素原子を有するアルカン、例えばヘキサン、ヘプタン、
オクタン、ノナン、またはデカンなど、シクロヘキサンなどのシクロアルカン、
酢酸エチルまたは酢酸ブチル、テトラヒドロフラン、ジオキサンまたはジフェニ
ルエーテルなどの不活性エステルおよび不活性エーテルが挙げられる。
とのできるすべての一級アミンを使用することが可能である。適当なアミンは、
原理的に、すべての直鎖または分枝の、飽和のまたは不飽和の、脂肪族または脂
環式または芳香族の一級モノアミンまたはポリアミンであって、ホスゲンにより
イソシアナートへ変換できるものが挙げられる。適当なアミンの例として、1,
3−プロピレンジアミン、1,4−ブチレンジアミン、1,5−ペンタメチレン
ジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミンおよび対応するこの系列の高分子量
の同族体、イソホロンジアミン(IPDA)、シクロヘキシルジアミン、シクロ
ヘキシルアミン、アニリン、フェニレンジアミン、p−トルイジン、1,5−ナ
フチレンジアミン、2,4−または2,6−トルエンジアミンまたはこれらの混
合物、4,4’−、2,4’−または2,2’−ジフェニルメタンジアミンまた
はこれらの混合物、上述のアミンのさらに高分子量の異性体の、オリゴマーの、
またはポリマーの誘導体およびポリアミンが挙げられる。本発明の好ましい態様
では、使用されるアミンは、ジフェニルメタンジアミン系列のアミンまたは2種
以上のこれらのアミンの混合物である。
態、例えばヘキサメチレン1,6−ジイソシアナート、イソホロンジイソシアナ
ート、シクロヘキシルイソシアナート、シクロヘキシルジイソシアナート、フェ
ニルイソシアナート、フェニレンジイソシアナート、4−トリルイソシアナート
、ナフチレン1,5−ジイソシアナート、トリレン2,4−または2,6−ジイ
ソシアナートまたはこれらの混合物、ジフェニルメタン4,4’−、2,4’−
、または2,2’−ジイソシアナートまたはこれらの2種以上の混合物、または
上述のイソシアナートのさらに高分子量のオリゴマーのまたはポリマーの誘導体
、上述したイソシアナートまたはイソシアナート混合物の2種以上の混合物とな
る。
ンジアミン(MDA)またはこれらのオリゴマーのまたはポリマーの誘導体、即
ちジフェニルメタンジアミンの系列のアミンである。ジフェニルメタンジアミン
、そのオリゴマーまたはポリマーは、例えば、アニリンとホルムアルデヒドを縮
合することにより得られる。このようなオリゴアミンまたはポリアミンまたはこ
れらの混合物は、本発明の好ましい態様において使用される。
低ヨウ素含量、または臭素の含まれていないおよびヨウ素の含まれていないホス
ゲンと上述のアミンの1種または2種以上の混合物との反応は、連続的、または
回分式に一以上の段階で行なうことができる。単段階の反応が行なわれる場合、
この反応は、好ましくは、約60から200℃、例えば約130から180℃で
行なわれる。
第一段階では、ホスゲンと一種のアミンまたは2種以上のアミンの混合物との反
応は、約0から約130℃、例えば約20から約110℃または約40から約7
0℃で、約1分間から約2時間、アミンとホスゲンの反応のために行なわれる。
次いで、第二段階では、温度を上昇させて約60から約190℃、特に約70か
ら170℃で、時間を超過させて、例えば約1分間から約5時間、好ましくは約
1分間から約3時間の時間を超えて行なわれる。
、例えば約100×105Paまでまたはそれ未満、好ましくは約1×105P
aから約50×105Pa、または約2×105Paから約25×105Pa、
または約3×105Paから約12×105Paをかけることができる。反応は
、大気圧下で行なうこともできる。
105Paで行なわれる。さらに好ましい態様では、反応は、周囲の圧力を下回
る圧力で行なうこともできる。
残る痕跡量の溶媒の除去は、減圧下で行なわれ、例えば約500×105mPa
かそれ未満、好ましくは、100×105mPa未満の圧力であるべきである。
一般に、種々の成分が、およそそれらの沸点で分離除去される。種々の成分の混
合物の分離除去を、単段階の工程で行なうことも可能である。
。
使用方法、またはウレタン化合物、特にポリウレタンを製造する方法によるイソ
シアナートの使用方法を提供する。本発明の好ましい態様では、本発明のイソシ
アナートは、例えば、硬質フォーム、半硬質フォーム、一体フォーム、軟質フォ
ームなどの市販品として利用可能な、ポリウレタンフォームの製造に使用される
。
素の臭素含量から計算された。塩素の臭素含量は、蛍光X線分析法により決定し
た。
。
圧下、50から80℃で、1.3Lのモノクロロベンゼンに溶解した200gの
ホスゲンと6Lの攪拌反応器中で反応させる。温度は約120℃まで1〜2時間
を超えて上昇させ、この時間にイソシアナート(125g)を形成する反応がお
こる。次いで残余のホスゲンとモノクロロベンゼンを温和な条件(110℃、1
00×105mPa)で蒸留除去する。溶媒を含まない粗MDIサンプルを、次
いで45分間180℃、10×105mPaで後処理する。
素含量のみが異なっていた。
に、MDIのために慣用的に報告されるヨウ素色数が測定された。この目的のた
めに、サンプル(モノクロロベンゼンで1:5に希釈した)を光度計(Dr.L
ange、Berlin)で、ヨウ素色数のプログラムモードで測定した。
ことを示している。
ートルトン/時間のホスゲンと、プロセス溶媒としてクロロベンゼン中、95℃
で、連続する攪拌容器の中で反応させ、イソシアナートを形成させた。ホスゲン
化で残った混合物からホスゲンとクロロベンゼンを取り除き先行技術に従って熱
的に後処理した。次いで、いくらかのモノマーMDIをこの方法で得られた粗M
DIから分離した。このため約200mPasの粘度をもったポリマーMDIが
得られた。イソシアナート特性データをこの生成物について測定した(表2)。
ルトン/時間のホスゲンと、プロセス溶媒としてクロロベンゼン中、底部温度が
110℃のバルブ段塔中で反応させ、イソシアナートを形成させた。次いで過剰
のホスゲンとプロセス溶媒を、複数の連続する蒸留塔で130から180℃まで
で蒸留除去した。イソシアナート特性データをこの生成物について測定した(表
3)。
Claims (9)
- 【請求項1】1種のアミンまたは2種以上のアミンを、50ppm未満の臭
素またはヨウ素またはこれらの混合物を分子の形でまたは結合した形で含むホス
ゲンと反応させることによりイソシアナートを製造する方法。 - 【請求項2】ホスゲンが、25ppm未満の臭素またはヨウ素またはこれら
の混合物を、分子の形でまたは結合した形で含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】反応が溶媒中で行なわれる請求項1または2に記載の方法。
- 【請求項4】使用されるアミンが、ジフェニルメタンジアミン系列のアミン
またはこのようなアミンの2種以上の混合物である、請求項1から3のいずれか
に記載の方法。 - 【請求項5】1段階または2段階で行なわれる請求項1から4のいずれかに
記載の方法。 - 【請求項6】反応が、過圧下または大気圧下で行なわれる請求項1から5の
いずれかに記載の方法。 - 【請求項7】請求項1から6のいずれかに記載の方法により製造し得るイソ
シアナート。 - 【請求項8】請求項1から6のいずれかに記載の方法により製造し得るイソ
シアナートまたは請求項7に記載のイソシアナートの、ウレタン化合物を製造す
るための使用方法。 - 【請求項9】ウレタン化合物がポリウレタンである、請求項8に記載の使用
方法。
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