JP2017516905A - 安定なプレポリマーの連続製造のための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)>70℃の融点を有する液体ジイソシアネートまたはかかるジイソシアネートの混合物と、
管状反応器において連続的に、
b)1000〜3000g/molの平均モル質量、<700mPas/75℃の粘度および1.95〜2.15の官能価を有し、ポリエーテル、ポリカーボネートおよびポリエステルからなる群からの1つ以上のポリオールとを、
c)添加剤、例えば触媒、乳化剤、好ましくは安定剤の存在下であってもよく、
混合ユニットにおける先行混合の後であってもよいが、80〜175℃の温度において、反応させる、方法であり、
ジイソシアネートは、(1または複数の)ポリオールと接触する前に既に液体形態であり、
最大反応温度はジイソシアネートの溶融温度を超えて60K以下であり、反応混合物は、続いて<100℃に10分までの期間内で冷却されることを特徴とする方法を提供する。
a)>70℃の融点を有する液体ジイソシアネートまたはかかるジイソシアネートの混合物と、
管状反応器において連続的に、
b)1000〜3000g/molの平均モル質量、<700mPas/75℃の粘度および1.95〜2.15の官能価を有し、ポリエーテル、ポリカーボネートおよびポリエステルからなる群からの1つ以上のポリオールとを、
c1)安定剤の存在下で、
ならびに
c2)添加剤、例えば触媒および乳化剤の存在下であってもよく、
混合ユニットにおける先行混合の後であってもよいが、80〜175℃の温度において、反応させるものであり、
このジイソシアネートは、(1または複数の)ポリオールと接触する前に既に液体形態であり、そして、最大反応温度はジイソシアネートの溶融温度を超えて60K以下、好ましくは30K以下であり、また、反応混合物は、続いて10分までの期間内で<100℃に冷却される。
次の比較例および本発明の例は、本発明を示すことが意図されるが、それを制限することはない。
分析方法
本発明の実施例および比較例に記載されるプレポリマーのNCO含有量は、DIN EN ISO11909に従う滴定によって決定した。
Terethane(商標)2000:2000Daの分子量および2のOH官能価を有するInvistaからのポリテトラメチレンエーテルグリコール。
NCOプレポリマーは、イソシアネート(ストリーム1)およびポリオール(ストリーム2)のための加熱された反応体貯蔵器、反応体のための2つのポンプ、ミキサ、1つまたは2つのミキサ−熱交換器タイプの管状反応器、生成物冷却器および生成物受容器からなるMiniplant(図1参照)を用いて調製される。イソシアネートの初期充填物を150℃に加熱し、ポリオールの初期充填物を80℃に加熱し、ポリオールの初期充填物は重量で250ppm(使用されるポリオールの量に基づく)のドデシルベンゼンスルホン酸を含有する。送達ポンプおよびそこからミキサへのイソシアネート導管を150℃に加熱する一方で、同様のポリオール導管およびミキサを130℃に加熱する。予備混合は、Ehrfeld Mikrotechnik BTS(Wendelsheim,Germany)からのマイクロカスケードミキサを用いて達成される。1つの反応器モードにおいて、118mLの容量を有し、130℃に加熱された反応器(DN20)が使用される。2つの反応器モードにおいて、第1の反応器(DN20)は58mLの容量を有し、130℃に加熱される一方で、第2の反応器(DN20)は118mLの容量を有し、110℃に加熱される。使用される冷却器はジャケット付き管であり、80℃に加熱される。反応体貯蔵器および生成物受容器の両方は、乾燥窒素で覆われる。
実験の開始前に、プラントのすべての部および反応体がプレ加熱される。反応プラントを始動させるために、プラント全体を1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)ですすぐ。流量を、所望の滞留時間およびNCO:OH比に従って設定する。反応器への第1のストリーム1のスイッチを入れ、次いで2分後ストリーム2のスイッチを入れる。生成物の最初の部分は、まず廃棄物に入る。約3の滞留時間後、品質は安定であり、生成物は生成物の貯蔵器に入る。
列挙された600gのプレポリマーを、減圧下で15分間撹拌することによって約20mbarおよび90℃で脱気し、21.6gのブタン−1,4−ジオールをこの温度で添加する。続いて、混合物を1800rpmにて30sでSpeedmixer中で均質化し、12mmの層厚さを有して110℃にてプレ加熱された固定モールドに注ぐ。キャスティングおよび固化時間は、110℃の作業台で決定される。満たされたモールドをまず、110℃で24時間加熱する。離型後、試験片を室温で4週間貯蔵し、次いで特徴付ける。
DIN ISO7619−1に従うShoreA硬度試験
試験条件:23℃、52%相対湿度測定期間:3秒、サンプル高さ6mm、サンプルサイズ45mm(直径)、試験機器:TM000653
破断強度/破断伸び=DIN53504/ISO37に従う引張試験
試験条件:23℃、52%相対湿度ロードセル:TM000536、変位変換器:TM000669、試験速度:500mm/分、サンプル幅:6mm、試験片:S1ダンベル、試験機:TM000644、初期力:1N
DIN ISO34−1に従う引裂き抵抗
試験条件:23℃、52%相対湿度ロードセル:TM000536、変位変換器:TM000644、試験片:Graves、試験速度:500mm/分
DIN ISO4649−Aに従う摩耗
試験条件:23℃、52%相対湿度試験機:TM000671
DIN ISO815−1(エラストマー)に従う圧縮永久ひずみ(CS)、試験手順TM900004、
試験片:タイプB13mm(断面)、室温:23℃、コンディショニング>3h、回復期間30分。厚さカリパ:上方測定表面4.0mm、試験システム:TM900004
プレポリマーからこうして製造されたエラストマーの特性を表2に集める。Desmodur(商標)15S37は、比較のために提供されるバッチ様製造からの市販のプレポリマーである。
Claims (13)
- >70℃の融点を有するジイソシアネートに基づくNCOプレポリマーであって、2.5重量%〜6.0重量%のNCO含有量および800〜5000mPas/100℃の粘度を有するプレポリマーを調製するための方法であって、
a)>70℃の融点を有する液体ジイソシアネートまたはかかるジイソシアネートの混合物と、
管状反応器において連続的に、
b)1000〜3000g/molの平均モル質量、<700mPas/75℃の粘度および1.95〜2.15の官能価を有し、ポリエーテル、ポリカーボネートおよびポリエステルからなる群からの1つ以上のポリオールとを、
c)添加剤、例えば触媒、乳化剤、好ましくは安定剤の存在下であってもよく、
混合ユニットにおける先行混合の後であってもよいが、80〜175℃の温度において、反応させる、方法であり、
前記ジイソシアネートは、(1または複数の)前記ポリオールと接触する前に既に液体形態であり、最大反応温度は前記ジイソシアネートの溶融温度を超えて60K以下であり、反応混合物は、その後、10分までの期間内で<100℃に冷却されることを特徴とする、方法。 - >70℃の融点を有し、p−フェニレンジイソシアネート(PPDI)、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェニルジイソシアネート(TODI)およびナフタレン1,5−ジイソシアネート(NDI)またはこれらのジイソシアネートの混合物からなる群からの液体ジイソシアネートが使用される、請求項1に記載の方法。
- ナフタレン1,5−ジイソシアネート(NDI)が液体ジイソシアネートとして使用される、請求項1または2に記載の方法。
- ジオールがb)で使用される、請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- ポリエステル、好ましくはポリ−ε−カプロラクトンは、1つ以上のポリオールb)として使用される、請求項1から4のいずれかに記載の方法。
- 前記管状反応器において連続反応が、≦30barの圧力範囲、好ましくは≦10bar、より好ましくは≦4barの範囲内にて行われる、請求項1から5のいずれかに記載の方法。
- 前記最大反応温度が、前記ジイソシアネートの溶融温度を超えて30K以下である、請求項1から6のいずれかに記載の方法。
- 前記反応混合物が、連続的に冷却される、請求項1から7のいずれかに記載の方法。
- 構成成分を事前に混合し、そして、使用される混合ユニットは静的ミキサである、請求項1から8のいずれかに記載の方法。
- 請求項1から9のいずれかに記載の方法によって得られるプレポリマー。
- 3.0重量%〜5.0重量%のNCO含有量を有する、請求項10に記載のプレポリマー。
- 1000〜2500mPas/100℃の粘度を有する、請求項10または11に記載のプレポリマー。
- ポリウレタンエラストマー、好ましくはキャストエラストマーの調製のための、請求項10から12のいずれかに記載のプレポリマーの使用。
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