JP2012520360A - シラン末端基を有するプレポリマーを連続的に製造する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
層状の流動範囲内で5kW/(m3・K)を上廻る熱導出性能を可能にする反応器(R)中で実施される、イソシアネート基(−N=C=O)と少なくとも1個のイソシアネート反応性基との少なくとも1つの反応を含む連続的方法によって、ポリマー(A)を製造することにより、
一般式(1)
(R1)a(R2)3-aSi−X−A− (1)
で示される末端基を有するプレポリマー(A)を連続的に製造するための方法であり、
この場合、末端基(1)は、同一でも異なっていてもよく、
Aは、−(R3)N−CO−NH−、−HN−CO−N(R3)−、−O−CO−HN−、−HN−CO−O−、−S−CO−HN−、−HN−CO−S−から選択された2価の結合基を表わし、
Xは、1〜10個の炭素原子を有する、ハロゲン原子で置換されていてよい、2価の直鎖状または分枝鎖状アルキル基を表わし、
R1は、ハロゲン置換されていてよい、1〜10個の炭素原子を有するアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基またはアリール基を表わし、
R2は、アルコキシ基−OR3、アセトキシ−O−CO−R3、オキシム基−O−N=C(R3)2またはアミン基−NHR3または−NR3 2を表わし、
R3は、水素、1〜18個の炭素原子を有する、ヘテロ原子で置換されていてよい直鎖状、環状または分枝鎖状の基、特に炭素鎖が場合によっては酸素原子で中断されていてよいアルキル基またはアルケニル基、または1〜18個の炭素原子を有する置換されていてよいアリール基を表わし、
R4は、直鎖状、分枝鎖状のポリマー基または架橋されたポリマー基を表わし、
aは、0、1または2を表わし、および
nは、少なくとも1の整数を表わす。
不変の製品品質、即ち副反応の減少、出発材料および生成物の短い熱負荷、反応の高められた選択性、
高い空時収量、即ち同時に僅かな反応器のホールドアップの際の高い量の生産能力。それによって、連続的プロセスは、安全技術的視点ならびに毒物学的視点に関してもバッチプロセスを凌駕する。
溶剤の最少化または省略による廃棄物の最少化、ひいては製造費の最少化、
高粘稠な生成物の混合が連続的混合装置中でよりいっそう良好であること。
式−N(R3)H、−OHまたは−SHの群から選択されたイソシアネート反応性基を有するポリマー(P)、有利にOH基を有するポリマー(P)を、
モノイソシアネート、ジイソシアネートおよびポリイソシアネート、およびこれらの混合物から選択されたイソシアネート成分(I)および
イソシアネート反応性基を有しかつ一般式(2)
(R1)a(R2)3-aSi−X−B1 (2)
〔式中、B1は、式−N(R3)H、−OHまたは−SHであり、R1、R2、Xおよびaは、上記に記載の意味を有する〕に相当するシラン(S1)と反応させることによって製造され、但し、
(i)ポリマー(P)は、最初にイソシアネート成分(I)と反応され、次にシラン(Si)と反応されるか、または
(ii)イソシアネート成分(I)は、最初にシラン(S1)と反応され、次にポリマー(P)と反応されるか、または
(iii)ポリマー(P)とイソシアネート成分(P)とシラン(S1)とは、同時に反応される。
式−N(R3)H、−OHまたは−SHの群から選択されたイソシアネート反応性基を有するポリマー(P)、有利にOH基を有するポリマー(P)を、
モノイソシアネート、ジイソシアネートおよびポリイソシアネート、およびこれらの混合物から選択されたイソシアネート成分(I)および
イソシアネート反応性基を有しかつ一般式(3)
(R1)a(R2)3-aSi−X−B2 (3)
〔式中、B2は、式−N=C=Oで示される基であり、R1、R2、Xおよびaは、上記に記載の意味を有する〕に相当するシラン(S2)と反応させることによって製造され、但し、
(i)ポリマー(P)は、最初にイソシアネート成分(I)と反応され、次にシラン(S2)と反応されるか、または
(ii)ポリマー(P)は、最初にシラン(S2)と反応され、次にイソシアネート成分(I)と反応されるか、または
(iii)ポリマー(P)とイソシアネート成分(P)とシラン(S2)とは、同時に反応される。
式−N(R3)H、−OHまたは−SHの群から選択されたイソシアネート反応性基を有するポリマー(P)、有利にOH基を有するポリマー(P)を、専ら
一般式
(R1)a(R2)3-aSi−X−B2 (3)
〔式中、B2は、式−N=C=Oで示される基であり、R1、R2、Xおよびaは、上記に記載の意味を有する〕相当するイソシアネート基を有するシラン(S2)と反応させることによって製造されてもよい。
図1に記載の連続的方法によるシラン末端基を有するポリエーテルの製造
ポリオール成分の連続的な計量供給ならびに同時の温度管理および滞留時間区間を有する実施の変法
計量供給量:
a)イソシアネート成分27.6kg/h
組成:
トルエンジイソシアネート27.6kg/h
b)ポリオール成分2.2kg/h
組成:
Pluriol P400
(BASF AG社のモル質量400を有するポリプロピレングリコール)31.4kg/h
セチルアルコール5.24kg/h
ビニルトリメトキシシラン(Genosil(登録商標)、Wacker Chemie AG)5.44kg/h
燐酸0.07kg/h
ポリオール成分を図1に相応して2つの同じ大きさの部分流に分割する。
c)シラン成分30.3kg/h
組成:
N−フェニルアミノメチルメチルジメトキシシラン30.2kg/h
(Wacker Chemie AG社のGeniosil(登録商標)XL972)
2,2’−ジモルホリニルジエチルエーテル0.10kg/h
(DMDEE)
発泡性混合物の製造
実施例1からのプレポリマー50gを、弁を備えた圧力ガラス容器中に注入し、フォーム安定剤B8443(登録商標)1.2g(Goldschmidt社)および触媒としてのブチルホスフェート0.3mlを添加する。引続き、この混合物にプロパン−ブタン混合物18ml(2:1のプロパン/ブタン比を有する)およびジメチルエーテル1mlを添加する。前記弁上にねじこまれたプラスチック小管(長さ約20cm、直径約6mm)を通じて問題なく発泡させることができる乳濁液が得られ、この場合このプラスチック小管を通してフォームは、狭い継目でも簡潔で簡単に取り出すことができる。この場合には、安定したフォームが得られ、このフォームは、その硬化後に高い硬度を示し、良好な細孔構造を有し、かつ脆性ではない。
図2: 1 イソシアネート貯蔵容器、 2 ポリオール貯蔵容器、 3、4 ポンプ、 5 混合区間、 6、8 熱交換器、 7、9 滞留時間区間、 10 生成物
Claims (14)
- 層状の流動範囲内で5kW/(m3・K)を上廻る熱導出性能を可能にする少なくとも1つの反応器(R)中で連続的に実施される、イソシアネート基(−N=C=O)と少なくとも1個のイソシアネート反応性基との少なくとも1つの反応を含む連続的方法によって、プレポリマー(A)を製造することにより、一般式(1)
(R1)a(R2)3-aSi−X−A− (1)
で示される末端基を有するプレポリマー(A)を連続的に製造する方法であって、
この場合、末端基(1)は、同一でも異なっていてもよく、
Aは、−(R3)N−CO−NH−、−HN−CO−N(R3)−、−O−CO−HN−、−HN−CO−O−、−S−CO−HN−、−HN−CO−S−から選択された2価の結合基を表わし、
Xは、1〜10個の炭素原子を有する、場合によってはハロゲン原子で置換された、2価の直鎖状または分枝鎖状アルキル基を表わし、
R1は、ハロゲン置換されていてよい、1〜10個の炭素原子を有するアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基またはアリール基を表わし、
R2は、アルコキシ基−OR3、アセトキシ−O−CO−R3、オキシム基−O−N=C(R3)2またはアミン基−NHR3または−NR3 2を表わし、
R3は、水素、1〜18個の炭素原子を有する、ヘテロ原子で置換されていてよい直鎖状、環状または分枝鎖状の基、特に炭素鎖が場合によっては酸素原子で中断されていてよいアルキル基またはアルケニル基、または1〜18個の炭素原子を有する置換されていてよいアリール基を表わし、
R4は、直鎖状、分枝鎖状のポリマー基または架橋されたポリマー基を表わし、
aは、0、1または2を表わし、および
nは、少なくとも1の整数を表わす、一般式(1)の末端基を有するプレポリマー(A)を連続的に製造する方法。 - 反応器は、熱導出のために内在する冷却要素、殊に内在する冷却蛇管を有する、請求項1記載の方法。
- 反応媒体と冷却媒体との温度差は、最大20℃、特に最大10℃である、請求項1または2記載の方法。
- 反応器(R)中での反応中の温度は、10℃を上廻らないように上昇する、請求項1、2または3記載の方法。
- 反応器(R)は、使用される反応体を連続的に混合する混合装置と、反応を連続的に実施しかつ同時に熱導出を行なう後接続された滞留時間区間とを含む、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
- 使用される反応体を反応前に20〜110℃の温度で混合する、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
- 反応を反応器(R)中で40〜110℃の温度で実施する、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
- (a)
式−N(R3)H、−OHまたは−SHの群から選択されたイソシアネート反応性基を有するポリマー(P)、有利にOH基を有するポリマー(P)を、
モノイソシアネート、ジイソシアネートおよびポリイソシアネート、およびこれらの混合物から選択されたイソシアネート成分および
イソシアネート反応性基を有しかつ一般式
(R1)a(R2)3-aSi−X−B1 (2)
〔式中、B1は、式−N(R3)H、−OHまたは−SHであり、R1、R2、Xおよびaは、請求項1においてそのために記載された意味を有する〕に相当するシラン(S1)と反応させることによってプレポリマー(A)を製造し、但し、
(i)ポリマー(P)は、最初にイソシアネート成分(I)と反応され、次にシラン(S1)と反応されるか、または
(ii)イソシアネート成分(I)は、最初にシラン(S1)と反応され、次にポリマー(P)と反応されるか、または
(iii)ポリマー(P)とイソシアネート成分(P)とシラン(S2)とは、同時に反応される、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。 - (b)
式−N(R3)H、−OHまたは−SHの群から選択されたイソシアネート反応性基を有するポリマー(P)、有利にOH基を有するポリマー(P)を、
モノイソシアネート、ジイソシアネートおよびポリイソシアネート、およびこれらの混合物から選択されたイソシアネート成分および
イソシアネート反応性基を有しかつ一般式(3)
(R1)a(R2)3-aSi−X−B2 (3)
〔式中、B2は、式−N=C=Oで示される基であり、
R1、R2、Xおよびaは、請求項1においてそのために記載された意味を有する〕に相当するシラン(S2)と反応させることによってプレポリマー(A)を製造し、但し、
(i)ポリマー(P)は、最初にイソシアネート成分(I)と反応され、次にシラン(S2)と反応されるか、または
(ii)ポリマー(P)は、最初にシラン(S2)と反応され、次にイソシアネート成分(I)と反応されるか、または
(iii)ポリマー(P)とイソシアネート成分(P)とシラン(S2)とは、同時に反応される、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。 - (c)
式−N(R3)H、−OHまたは−SHの群から選択されたイソシアネート反応性基を有するポリマー(P)、有利にOH基を有するポリマー(P)を、
一般式
(R1)a(R2)3-aSi−X−B2 (3)
〔式中、B2は、式−N=C=Oで示される基であり、
R1、R2、Xおよびaは、請求項1においてそのために記載された意味を有する〕に相当するイソシアネート基を有するシラン(S2)と反応させることによってプレポリマー(A)を製造する、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。 - 使用されるポリマー(P)は、最大2000の平均分子量Mn(数平均)を有する、請求項8から10までのいずれか1項記載の方法。
- 第1の工程においてポリマー(P)をイソシアネート成分(I)と少なくとも1つの反応器(R)中で請求項1から7までのいずれか1項の記載により連続的に反応させる、請求項8から11までのいずれか1項記載の方法。
- 第2の工程において第1の工程から得られた、ポリマー(P)とイソシアネート成分(I)とからの中間生成物を、少なくとも1つの他の反応器(R)中で請求項1から7までのいずれか1項の記載によりシラン(S1)または(S2)と反応させる、請求項8から12までのいずれか1項記載の方法。
- 請求項1から13までのいずれか1項の記載により製造されたプレポリマー(A)および発泡剤(T)を含有する混合物(M)。
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