JP2981896B2 - 新規触媒、それらの製造方法並びにイソシアヌレートポリイソシアネートの製造のためのそれらの使用 - Google Patents
新規触媒、それらの製造方法並びにイソシアヌレートポリイソシアネートの製造のためのそれらの使用Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アリカリフッ化物と第4級アンモニウム塩
又は第4級ホスホニウム塩とから作られた新規触媒、そ
れらの製造方法並びにイソシアヌレート基含有ポリイソ
シアネートの製造用の三量化触媒としてのそれらの使用
に関する。
又は第4級ホスホニウム塩とから作られた新規触媒、そ
れらの製造方法並びにイソシアヌレート基含有ポリイソ
シアネートの製造用の三量化触媒としてのそれらの使用
に関する。
従来の技術 有機イソシアネートの三量化用触媒は公知である
(「ジェイ・エイチ・サウンダーズ(J.H.Saunders)及
びケイ・シー・フリシュ(K.C.Frisch),“ポリウレタ
ン,化学と技術(Polyurethanes,Chemistry and Techno
logy)",第94頁以下,(1962)」)。適当な三量化触媒
は、強有機塩基例えばカルボン酸のアルカリ金属塩、金
属アルコラート、金属フェノラート、アルカリ金属炭酸
塩、第3級アミン、第3級ホスフィン並びに窒素及びリ
ンのオニウム化合物及びこれらの元素の塩基性複素環式
化合物である。
(「ジェイ・エイチ・サウンダーズ(J.H.Saunders)及
びケイ・シー・フリシュ(K.C.Frisch),“ポリウレタ
ン,化学と技術(Polyurethanes,Chemistry and Techno
logy)",第94頁以下,(1962)」)。適当な三量化触媒
は、強有機塩基例えばカルボン酸のアルカリ金属塩、金
属アルコラート、金属フェノラート、アルカリ金属炭酸
塩、第3級アミン、第3級ホスフィン並びに窒素及びリ
ンのオニウム化合物及びこれらの元素の塩基性複素環式
化合物である。
イソシアネート基の三量化用触媒としての第4級アン
モニウム水酸化物の使用は、文献に数多く記載されてい
る。かくして、JP−PS(日本国特許明細書)第601337号
(米国特許明細書第3,487,080号)によれば、第4級ア
ンモニウム水酸化物は或る助触媒と一緒に用いられる。
これらの明細書における実施例の多くは芳香族ジイソシ
アネートの部分的三量化を例示し、いくつかの実施例は
脂肪族ジイソシアネートの部分的三量化を例示する。し
かしながら、これらの実施例においてHDIの三量化用に
用いられる触媒は極めて濁った生成物をもたらし、しか
してこれらの生成物は被膜用途に適しない。
モニウム水酸化物の使用は、文献に数多く記載されてい
る。かくして、JP−PS(日本国特許明細書)第601337号
(米国特許明細書第3,487,080号)によれば、第4級ア
ンモニウム水酸化物は或る助触媒と一緒に用いられる。
これらの明細書における実施例の多くは芳香族ジイソシ
アネートの部分的三量化を例示し、いくつかの実施例は
脂肪族ジイソシアネートの部分的三量化を例示する。し
かしながら、これらの実施例においてHDIの三量化用に
用いられる触媒は極めて濁った生成物をもたらし、しか
してこれらの生成物は被膜用途に適しない。
EP−A(欧州特許公開公報)第10,589号は、上記の日
本特許明細書の更なる発展に関するものである。この公
報によれば、ヒドロキシアルキル置換基を含有する第4
級アンモニウム水酸化物が、HDIの三量化用触媒として
用いられる。これらの触媒を用いて、HDIは優秀的に三
量化されて濁りのない生成物をもたらし得る。しかしな
がら、ヒドロキシアルキルアンモニウム水酸化物は、無
色の形態で作るのが極めて困難でありかつ0.6%までの
比較的多量用いられねばならない、という欠点がある。
その結果、最終生成物即ち過剰の出発ジイソシアネート
から遊離されたイソシアヌレートポリイソシアネート
は、帯黄色の着色を示し得る。
本特許明細書の更なる発展に関するものである。この公
報によれば、ヒドロキシアルキル置換基を含有する第4
級アンモニウム水酸化物が、HDIの三量化用触媒として
用いられる。これらの触媒を用いて、HDIは優秀的に三
量化されて濁りのない生成物をもたらし得る。しかしな
がら、ヒドロキシアルキルアンモニウム水酸化物は、無
色の形態で作るのが極めて困難でありかつ0.6%までの
比較的多量用いられねばならない、という欠点がある。
その結果、最終生成物即ち過剰の出発ジイソシアネート
から遊離されたイソシアヌレートポリイソシアネート
は、帯黄色の着色を示し得る。
EP−A(欧州特許公開公報)第47,452号には、HDI及
びIPDIを基材とした混合三量体の製造が記載されてい
る。この場合もまた、その実施例からわかるように比較
的多量の触媒が必要である。
びIPDIを基材とした混合三量体の製造が記載されてい
る。この場合もまた、その実施例からわかるように比較
的多量の触媒が必要である。
イソシアヌレート基含有ポリイソシアネートの製造用
の他の公知の触媒系もまた重大な欠点を有している。例
えば、GB−PS(英国特許明細書)第920,080号、DE−OS
(独国特許公開明細書)第3,100,262号、DE−OS第3,21
9,608号及びDE−OS第3,240,613号は、金属含有触媒及び
助触媒例えばフェノール、アルコール又は第3級アミン
を用いるHDIの三量化を記載する。それらの金属化合物
は、精巧な方法によってしか最終生成物から除去され得
ず、そしてその後の適用及び最終生成物の安定性に悪影
響を及ぼし得る。更に、活性水素原子を含有する助触媒
の使用は、価値あるイソシアネート基が消費される副反
応に通じる。同じことが、有機酸のアンモニウム塩が多
量のアルコール化合物と一緒に触媒として用いられるEP
−A(欧州特許公開公報)第155,559号にも当てはま
る。
の他の公知の触媒系もまた重大な欠点を有している。例
えば、GB−PS(英国特許明細書)第920,080号、DE−OS
(独国特許公開明細書)第3,100,262号、DE−OS第3,21
9,608号及びDE−OS第3,240,613号は、金属含有触媒及び
助触媒例えばフェノール、アルコール又は第3級アミン
を用いるHDIの三量化を記載する。それらの金属化合物
は、精巧な方法によってしか最終生成物から除去され得
ず、そしてその後の適用及び最終生成物の安定性に悪影
響を及ぼし得る。更に、活性水素原子を含有する助触媒
の使用は、価値あるイソシアネート基が消費される副反
応に通じる。同じことが、有機酸のアンモニウム塩が多
量のアルコール化合物と一緒に触媒として用いられるEP
−A(欧州特許公開公報)第155,559号にも当てはま
る。
EP−A(欧州特許公開公報)第57,653号、EP−A第8
9,297号及びEP−A第187,105号は、比較的多量で用いら
れる有機ケイ素化合物を記載する。これらの化合物もま
た、最終生成物から完全には除去され得ず、そしてその
後の使用に悪影響を及ぼし得る。
9,297号及びEP−A第187,105号は、比較的多量で用いら
れる有機ケイ素化合物を記載する。これらの化合物もま
た、最終生成物から完全には除去され得ず、そしてその
後の使用に悪影響を及ぼし得る。
発明が解決しようとする課題及び効果 従って、本発明の目的は、有機イソシアネートのイソ
シアネート基の部分的三量化用の新規触媒であって次の
利点をもたらす触媒を提供することである: i)触媒の所要量が最少である。
シアネート基の部分的三量化用の新規触媒であって次の
利点をもたらす触媒を提供することである: i)触媒の所要量が最少である。
ii)多量の助触媒を用いる必要がない。
iii)イソシアヌレートポリイソシアネートの製造用の
この新規な三量化触媒は、無色で濁っていない出発イソ
シアネートが用いられる場合は無色で濁っていない最終
生成物をもたらす。
この新規な三量化触媒は、無色で濁っていない出発イソ
シアネートが用いられる場合は無色で濁っていない最終
生成物をもたらす。
課題を解決するための手段 この目的は、以下に詳述する触媒系により達成され得
る、ことが今般驚くべきことに見出された。
る、ことが今般驚くべきことに見出された。
本発明は、アルカリフッ化物を第4級アンモニウム塩
又は第4級ホスホニウム塩とアルコール中で混合するこ
とによって得られた触媒に向けられる。
又は第4級ホスホニウム塩とアルコール中で混合するこ
とによって得られた触媒に向けられる。
本発明はまた、これらの触媒の製造方法において、ア
ルカリフッ化物と第4級アンモニウム塩又は第4級ホス
ホニウム塩とをアルコール中でかくはんし、生成した沈
積物を分離し、該アルコールを除去し、そしてこの触媒
を溶媒中への希釈又は支持材上への吸収により有用な形
態に変換することを特徴とする上記方法に向けられる。
ルカリフッ化物と第4級アンモニウム塩又は第4級ホス
ホニウム塩とをアルコール中でかくはんし、生成した沈
積物を分離し、該アルコールを除去し、そしてこの触媒
を溶媒中への希釈又は支持材上への吸収により有用な形
態に変換することを特徴とする上記方法に向けられる。
本発明はまた、イソシアヌレート基含有ポリイソシア
ネートの製造用の三量化触媒としての該新規触媒の使用
に向けられる。
ネートの製造用の三量化触媒としての該新規触媒の使用
に向けられる。
本発明による触媒用の出発物質には次のものがある: a) 一般式MeF(式中、Meはアルカリ金属好ましくは
カリウムを表す。)に相当するアルカリフッ化物。
カリウムを表す。)に相当するアルカリフッ化物。
b) 一般式 〔式中、Zは窒素又はリンを表し、 R′、R″、R″及びRは同じでも異なっていても
よく、1〜18個の炭素原子を含有するアルキル基を表
し、但しこれらの4つの基のうちの一つは7〜15個の炭
素原子を含有する芳香脂肪族基であってもよくそしてこ
れらの4つの基の炭素原子の和は好ましくは10〜40個で
あり、そして A(-)は強鉱酸のアニオン好ましくは塩素イオン又は臭
素イオンである〕 に相当する第4級アンモニウム塩又は第4級ホスホニウ
ム塩。
よく、1〜18個の炭素原子を含有するアルキル基を表
し、但しこれらの4つの基のうちの一つは7〜15個の炭
素原子を含有する芳香脂肪族基であってもよくそしてこ
れらの4つの基の炭素原子の和は好ましくは10〜40個で
あり、そして A(-)は強鉱酸のアニオン好ましくは塩素イオン又は臭
素イオンである〕 に相当する第4級アンモニウム塩又は第4級ホスホニウ
ム塩。
適当な出発物質b)の適当な例には、テトラ−n−ブ
チルアンモニウムクロライド又はブロマイド、トリカプ
リルメチルアンモニウムクロライド又はブロマイド、ヘ
キサデシルトリブチルアンモニウムクロライド又はブロ
マイド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド又
はブロマイド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロラ
イド又はブロマイド、ベンジルドデシルジメチルアンモ
ニウムクロライド又はブロマイド並びにこれらのアンモ
ニウム塩に対応するホスホニウム塩がある。
チルアンモニウムクロライド又はブロマイド、トリカプ
リルメチルアンモニウムクロライド又はブロマイド、ヘ
キサデシルトリブチルアンモニウムクロライド又はブロ
マイド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド又
はブロマイド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロラ
イド又はブロマイド、ベンジルドデシルジメチルアンモ
ニウムクロライド又はブロマイド並びにこれらのアンモ
ニウム塩に対応するホスホニウム塩がある。
本発明による触媒は、アルカリフッ化物a)をアルコ
ール例えばメタノール又はエタノール中に溶解又は懸濁
しそして次いでかくはんしながらアンモニウム塩又はホ
スホニウム塩b)を添加することにより製造され得る。
成分a)及びb)の量は臨界的でなく、これらの成分は
一般に化学量論量の+/−50モル%内で好ましくは等モ
ル量で存在する。温度及びかくはん時間も臨界的でな
い。該成分は、通常室温にて約20〜60分間かくはんされ
る。アルコールに対する成分a)の割合は、100〜400g
のアルコールに対して約0.1モルである。
ール例えばメタノール又はエタノール中に溶解又は懸濁
しそして次いでかくはんしながらアンモニウム塩又はホ
スホニウム塩b)を添加することにより製造され得る。
成分a)及びb)の量は臨界的でなく、これらの成分は
一般に化学量論量の+/−50モル%内で好ましくは等モ
ル量で存在する。温度及びかくはん時間も臨界的でな
い。該成分は、通常室温にて約20〜60分間かくはんされ
る。アルコールに対する成分a)の割合は、100〜400g
のアルコールに対して約0.1モルである。
本発明の好ましい態様では、触媒は支持材上に吸収さ
れる(不均質触媒)。この目的のため、当該混合物はア
ルコール中で支持材とともに充分にかくはんされ、不溶
性成分は好ましくは分離され、次いで該アルコールは例
えば真空下で除去される。適当な支持材にはシリカゲ
ル、アルミニウム酸化物及びゼオライトがあり、しかし
てシリカゲルが好ましい。支持材の量は、支持材1g当た
り約0.05〜5ミリモルのF-好ましくは約0.1〜2ミリモ
ルのF-が存在するよう選ばれる。
れる(不均質触媒)。この目的のため、当該混合物はア
ルコール中で支持材とともに充分にかくはんされ、不溶
性成分は好ましくは分離され、次いで該アルコールは例
えば真空下で除去される。適当な支持材にはシリカゲ
ル、アルミニウム酸化物及びゼオライトがあり、しかし
てシリカゲルが好ましい。支持材の量は、支持材1g当た
り約0.05〜5ミリモルのF-好ましくは約0.1〜2ミリモ
ルのF-が存在するよう選ばれる。
本発明による触媒系はまた、アルコールの分離後溶融
中への希釈により均質触媒として無論用いられ得る。適
当な溶媒には、エチルヘキサン−1,3−ジオール、アセ
トニトリル及びジメチルホルムアミドがある。溶媒の量
は、溶液1g当たり約0.005〜0.5ミリモルのF-好ましくは
溶液1g当たり約0.01〜0.1ミリモルのF-が存在するよう
選ばれる。いくつかの場合、本発明の触媒の触媒活性を
少量のウレタン基により助成することが有利である。こ
れらは該触媒用のアルコール溶媒を用いることによりそ
の場で作られ得、しかして該アルコール溶媒はイソシア
ヌレート基含有ポリイソシアネートの製造用の出発物質
の重量を基準として約0.01〜1重量%の量で用いられ得
る。エチルヘキサン−1,3−ジオールが、この目的のた
めに非常に適したアルコール溶媒である。該触媒の製造
のために好ましくは用いられるアルコール(メタノール
又はエタノール)は、潜在的助触媒としては好ましさの
点で劣る。
中への希釈により均質触媒として無論用いられ得る。適
当な溶媒には、エチルヘキサン−1,3−ジオール、アセ
トニトリル及びジメチルホルムアミドがある。溶媒の量
は、溶液1g当たり約0.005〜0.5ミリモルのF-好ましくは
溶液1g当たり約0.01〜0.1ミリモルのF-が存在するよう
選ばれる。いくつかの場合、本発明の触媒の触媒活性を
少量のウレタン基により助成することが有利である。こ
れらは該触媒用のアルコール溶媒を用いることによりそ
の場で作られ得、しかして該アルコール溶媒はイソシア
ヌレート基含有ポリイソシアネートの製造用の出発物質
の重量を基準として約0.01〜1重量%の量で用いられ得
る。エチルヘキサン−1,3−ジオールが、この目的のた
めに非常に適したアルコール溶媒である。該触媒の製造
のために好ましくは用いられるアルコール(メタノール
又はエタノール)は、潜在的助触媒としては好ましさの
点で劣る。
比較例からわかるように、本発明によるアルカリフッ
化物とアンモニウム塩又はホスホニウム塩との組み合わ
せ物を三量化触媒として用いることが本発明にとって臨
界的に重要であり、何故なら、アルカリフッ化物もアン
モニウム塩又はホスホニウム塩もどちらも単独では効果
がないからである。
化物とアンモニウム塩又はホスホニウム塩との組み合わ
せ物を三量化触媒として用いることが本発明にとって臨
界的に重要であり、何故なら、アルカリフッ化物もアン
モニウム塩又はホスホニウム塩もどちらも単独では効果
がないからである。
本発明による使用において、用いられる触媒の量は、
所与の有機ジイソシアネートに依存しかつ触媒が溶媒中
にある(均質)かあるいは支持材上にある(不均質)か
どうかに依存する。従って、必要とされる触媒の量を決
定する最も簡単なやり方は、予備試験である。均質触媒
反応の場合触媒の量は一般にイソシアネート1モル当た
り約0.01〜0.1ミリモルのF-であり、不均質触媒反応の
場合触媒の量は一般にイソシアネート1モル当たり約0.
05〜1ミリモルのF-である。しかしながら、触媒が支持
材上にある場合、更に一層多い量を用いることも可能で
あり、何故なら三量化反応はいかなる段階においても
過により停止され得るからである。
所与の有機ジイソシアネートに依存しかつ触媒が溶媒中
にある(均質)かあるいは支持材上にある(不均質)か
どうかに依存する。従って、必要とされる触媒の量を決
定する最も簡単なやり方は、予備試験である。均質触媒
反応の場合触媒の量は一般にイソシアネート1モル当た
り約0.01〜0.1ミリモルのF-であり、不均質触媒反応の
場合触媒の量は一般にイソシアネート1モル当たり約0.
05〜1ミリモルのF-である。しかしながら、触媒が支持
材上にある場合、更に一層多い量を用いることも可能で
あり、何故なら三量化反応はいかなる段階においても
過により停止され得るからである。
本発明による触媒は、有機ポリイソシアネート即ち2
個又はそれ以上のイソシアネート基を含有する化合物の
部分的三量化に適している。本発明による使用のための
適当な出発ポリイソシアネートには次のものがある: 1) 173より大の分子量好ましくは174〜400の分子量
を有する芳香族ポリイソシアネート、例えばEP(欧州特
許)第0,058,368号によるC8〜C15アルキルベンゼンジイ
ソシアネート、2,4−及び/又は2,6−トルイレンジイソ
シアネート、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネート
及び/又は4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、4,4′,4″−
トリイソシアナトトリフェニルメタン、2,4,6−トリイ
ソシアナトトルエン、アニリン/ホルムアルデヒドの縮
合物のホスゲン化により得られるポリフェニルポリメチ
レンポリイソシアネート(“粗製MDI")、並びにこれら
のポリイソシアネートの混合物。
個又はそれ以上のイソシアネート基を含有する化合物の
部分的三量化に適している。本発明による使用のための
適当な出発ポリイソシアネートには次のものがある: 1) 173より大の分子量好ましくは174〜400の分子量
を有する芳香族ポリイソシアネート、例えばEP(欧州特
許)第0,058,368号によるC8〜C15アルキルベンゼンジイ
ソシアネート、2,4−及び/又は2,6−トルイレンジイソ
シアネート、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネート
及び/又は4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、4,4′,4″−
トリイソシアナトトリフェニルメタン、2,4,6−トリイ
ソシアナトトルエン、アニリン/ホルムアルデヒドの縮
合物のホスゲン化により得られるポリフェニルポリメチ
レンポリイソシアネート(“粗製MDI")、並びにこれら
のポリイソシアネートの混合物。
2) 139より大の分子量好ましくは140〜250の分子量
を有する脂肪族及び環状脂肪族ポリイソシアネート、例
えばテトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレン
ジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシア
ネート、シクロブタン−1,3−ジイソシアネート、シク
ロヘキサン−1,3−及び−1,4−ジイソシアネート、1−
イソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナト
メチルシクロヘキサン(IPDI)、ペルヒドロ−2,4−及
び/又は−2,6−ジイソシアナトトルエン、ペルヒドロ
−2,4′−及び/又は−4,4′−ジイソシアナト−ジフェ
ニルメタン、並びにこれらのポリイソシアネートの混合
物。
を有する脂肪族及び環状脂肪族ポリイソシアネート、例
えばテトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレン
ジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシア
ネート、シクロブタン−1,3−ジイソシアネート、シク
ロヘキサン−1,3−及び−1,4−ジイソシアネート、1−
イソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナト
メチルシクロヘキサン(IPDI)、ペルヒドロ−2,4−及
び/又は−2,6−ジイソシアナトトルエン、ペルヒドロ
−2,4′−及び/又は−4,4′−ジイソシアナト−ジフェ
ニルメタン、並びにこれらのポリイソシアネートの混合
物。
本発明による方法は、溶媒の不存在下でもあるいは不
活性な溶媒及び希釈剤の存在下でも行われ得る。適当な
不活性な溶媒には、非極性希釈剤例えばトルエン、キシ
レン、高級芳香族化合物、軽質ガソリン、ホワイトスピ
リット及びC12〜C20アルキルスルホン酸エステル、不活
性極性溶媒例えばエステル及びケトン、並びにこれらの
溶媒の混合物がある。
活性な溶媒及び希釈剤の存在下でも行われ得る。適当な
不活性な溶媒には、非極性希釈剤例えばトルエン、キシ
レン、高級芳香族化合物、軽質ガソリン、ホワイトスピ
リット及びC12〜C20アルキルスルホン酸エステル、不活
性極性溶媒例えばエステル及びケトン、並びにこれらの
溶媒の混合物がある。
本発明による三量化反応は、一般に約10〜100℃好ま
しくは約20〜80℃の温度にて行われ得る。最適な反応温
度は、用いられる出発ポリイソシアネート及び用いられ
る三量化触媒のタイプにより支配されそして簡単な予備
試験により決定され得る。
しくは約20〜80℃の温度にて行われ得る。最適な反応温
度は、用いられる出発ポリイソシアネート及び用いられ
る三量化触媒のタイプにより支配されそして簡単な予備
試験により決定され得る。
一般に、本発明による三量化反応は、約10〜70%の三
量化度(三量化度=出発ポリイソシアネートに存在する
イソシアネート基の総量を基準とした三量化されたイソ
シアネート基の百分率)が達成された時停止される。反
応の過程は、例えば屈折率の連続的な測定により追跡さ
れ得る。
量化度(三量化度=出発ポリイソシアネートに存在する
イソシアネート基の総量を基準とした三量化されたイソ
シアネート基の百分率)が達成された時停止される。反
応の過程は、例えば屈折率の連続的な測定により追跡さ
れ得る。
本発明による方法が溶媒の不存在下で行われそして次
いで随意に過剰の出発ポリイソシアネートが除去される
(例えば、薄層蒸発器にて)場合、三量化度は一般に約
10〜40%である。本発明による方法が溶媒の存在下で行
われかつ未反応出発イソシアネートのその後の除去が行
われない場合、三量化度は一般に約50〜70%である。
いで随意に過剰の出発ポリイソシアネートが除去される
(例えば、薄層蒸発器にて)場合、三量化度は一般に約
10〜40%である。本発明による方法が溶媒の存在下で行
われかつ未反応出発イソシアネートのその後の除去が行
われない場合、三量化度は一般に約50〜70%である。
三量化反応が停止される方法は、用いられた触媒のタ
イプに依存する。均質触媒反応の場合、三量化反応は、
本発明による触媒を失活させる適当な触媒毒例えば有機
酸又は酸塩化物を用いて停止される。これらの例には、
スルホン酸例えばベンゼンスルホン酸及びトルエンスル
ホン酸及びそれらの塩化物並びに亜リン酸又はリン酸の
酸性エステル例えばジブチルホスファイト、ジブチルホ
スフェート及びジ(2−エチルヘキシル)−ホスフェー
トがある。触媒と化学的に反応しそして失活させる例示
した失活剤は、一般に触媒に対して少なくとも当量の量
にて反応混合物に添加される。しかしながら、触媒は三
量化反応中一部失活されるので、しばしば当量未満の量
の失活性剤を添加することで充分である。触媒を吸着的
に結合する物質例えばシリカゲルもまた、三量化反応を
停止するために用いられ得る。これらの物質は、その後
除去されねばならない(例えば、過により)。
イプに依存する。均質触媒反応の場合、三量化反応は、
本発明による触媒を失活させる適当な触媒毒例えば有機
酸又は酸塩化物を用いて停止される。これらの例には、
スルホン酸例えばベンゼンスルホン酸及びトルエンスル
ホン酸及びそれらの塩化物並びに亜リン酸又はリン酸の
酸性エステル例えばジブチルホスファイト、ジブチルホ
スフェート及びジ(2−エチルヘキシル)−ホスフェー
トがある。触媒と化学的に反応しそして失活させる例示
した失活剤は、一般に触媒に対して少なくとも当量の量
にて反応混合物に添加される。しかしながら、触媒は三
量化反応中一部失活されるので、しばしば当量未満の量
の失活性剤を添加することで充分である。触媒を吸着的
に結合する物質例えばシリカゲルもまた、三量化反応を
停止するために用いられ得る。これらの物質は、その後
除去されねばならない(例えば、過により)。
不均質触媒反応の場合、三量化反応は先に述べたよう
に不均質触媒の分離により停止される。
に不均質触媒の分離により停止される。
本発明による方法の最終生成物は、特に溶媒の不存在
下で行われる場合、過剰の未反応出発ポリイソシアネー
トから公知のようにして例えば薄層蒸留により又は抽出
により遊離されて2重量%未満好ましくは0.5重量%未
満のモノマー状出発ポリイソシアネートを含有するイソ
シアヌレートポリイソシアネートが得られ得る。
下で行われる場合、過剰の未反応出発ポリイソシアネー
トから公知のようにして例えば薄層蒸留により又は抽出
により遊離されて2重量%未満好ましくは0.5重量%未
満のモノマー状出発ポリイソシアネートを含有するイソ
シアヌレートポリイソシアネートが得られ得る。
本発明の最終生成物がポリウレタン被膜に用いられる
ことが意図されている場合、過剰の出発ポリイソシアネ
ートは好ましくは除去される。本発明による方法の最終
生成物は、それらが二成分系ポリウレタン被膜における
ポリイソシアネート成分として用いられる前に、例えば
ウレタン基、尿素基、ビウレット基又はアロファネート
基の導入により変性され得る。
ことが意図されている場合、過剰の出発ポリイソシアネ
ートは好ましくは除去される。本発明による方法の最終
生成物は、それらが二成分系ポリウレタン被膜における
ポリイソシアネート成分として用いられる前に、例えば
ウレタン基、尿素基、ビウレット基又はアロファネート
基の導入により変性され得る。
本発明による方法の最終生成物はまた、例えばポリウ
レタン発泡体の製造ために、過剰の出発ポリイソシアネ
ートを除去することなく用いられ得る。
レタン発泡体の製造ために、過剰の出発ポリイソシアネ
ートを除去することなく用いられ得る。
本発明による方法の最終生成物は、公知のようにイソ
シアネート基用の適当なブロッキング剤でブロックされ
得る。ブロッキング剤の例には、フェノール、ε−カプ
ロラクタム、マロン酸ジエチルエステル及びアセト酢酸
エチルエステルがある。
シアネート基用の適当なブロッキング剤でブロックされ
得る。ブロッキング剤の例には、フェノール、ε−カプ
ロラクタム、マロン酸ジエチルエステル及びアセト酢酸
エチルエステルがある。
本発明による方法の最終生成物並びにブロッキング反
応によって得られるそれらの誘導体は、少なくとも2個
のイソシアネート反応性基好ましくは少なくとも2個の
ヒドロキシル基を含有する化合物との反応によるイソシ
アネート重付加法によりプラスチック好ましくはポリウ
レタンプラスチックを製造するための価値ある出発物質
である。それらは、二成分系のポリウレタン被膜におけ
るポリイソシアネート成分として用いるために特に適す
る。
応によって得られるそれらの誘導体は、少なくとも2個
のイソシアネート反応性基好ましくは少なくとも2個の
ヒドロキシル基を含有する化合物との反応によるイソシ
アネート重付加法によりプラスチック好ましくはポリウ
レタンプラスチックを製造するための価値ある出発物質
である。それらは、二成分系のポリウレタン被膜におけ
るポリイソシアネート成分として用いるために特に適す
る。
実施例 本発明を次の例により例示する。これらの例におい
て、別段指摘がなければ百分率は重量による。
て、別段指摘がなければ百分率は重量による。
例 A) 支持体上の触媒の製造 例1 200gのエタノール中の6.2gのフッ化カリウムを、100g
のエタノール中に溶解した19.7gのベンジルトリメチル
アンモニウムクロライドの溶液と室温にてかくはんし
た。20分後、不溶性成分を別しそして液を200gのキ
ーゼルゲル(Kieselgel)60(メルク社のシリカゲル、A
STMによる70〜230メッシュ)とともにかくはんした。60
分間かくはんした後、エタノールを真空下で分離除去し
た。
のエタノール中に溶解した19.7gのベンジルトリメチル
アンモニウムクロライドの溶液と室温にてかくはんし
た。20分後、不溶性成分を別しそして液を200gのキ
ーゼルゲル(Kieselgel)60(メルク社のシリカゲル、A
STMによる70〜230メッシュ)とともにかくはんした。60
分間かくはんした後、エタノールを真空下で分離除去し
た。
次のデータを有するさらさらした触媒系が得られた: F-:0.42ミリモル/g Cl-:0.04ミリモル/g 更に、例1に従って製造した不均質触媒を後記の表I
に要約する。
に要約する。
B) 溶液の形態の触媒の製造 例9 3.7gのベンジルトリメチルアンモニウムクロライド
を、40gのメタノール中の1・2gのフッ化カリウムに室
温にてかくはんしながら添加した。30分後、不溶性成分
を別しそして370gの2−エチルヘキサン−1,3−ジオ
ールを液に添加した。次いで、メタノールを真空下で
分離除去した。
を、40gのメタノール中の1・2gのフッ化カリウムに室
温にてかくはんしながら添加した。30分後、不溶性成分
を別しそして370gの2−エチルヘキサン−1,3−ジオ
ールを液に添加した。次いで、メタノールを真空下で
分離除去した。
次のデータを有する透明な触媒溶液が得られた: F-:0.05ミリモル/g Cl-:0.01ミリモル/g 例10 1.2gのフッ化カリウム及び5gのベンジルトリエチルア
ンモニウムクロライドを40gのエタノール中で例9のよ
うにして反応させ、そして150gの2−エチルヘキサン−
1,3−ジオール中で例9のようにして仕上げた。
ンモニウムクロライドを40gのエタノール中で例9のよ
うにして反応させ、そして150gの2−エチルヘキサン−
1,3−ジオール中で例9のようにして仕上げた。
次のデータを有する触媒溶液が得られた: F-:0.11ミリモル/g Cl-:0.02ミリモル/g 例11 19.3gのメチルトリアルキル(C8〜C10)アンモニウム
クロライド(後記の表I参照)を、80gのメタノール中
の2.5gのフッ化カリウムに室温にてかくはんしながら添
加した。30分後、不溶性成分を別し、液からメタノ
ールを真空下で除去し、そして残渣を370gのアセトニト
リル中に採取した。次のデータを有する触媒溶液が得ら
れた: F-:0.04ミリモル/g Cl-:0.01ミリモル/g 施用例 例a) HDIの部分的三量化 2016g(12モル)のHDIを窒素下で30℃に加熱した。次
いで、2.9gの例1の触媒を添加しそして反応の進行が屈
折率の増大により確認された。30℃にて29時間後、屈折
率▲n23℃ D▼は1.4630に達していた。触媒を別し、
完全には別されなかった触媒を結合するために6gのシ
リカゲル(例1参照)を液に添加し、そしてこの液
を再過した。次いで、120℃/0.1ミリバールにて薄層
蒸留(“短絡蒸発器”)することにより、過剰のHDIを
液から分離して0.1%HDIの残留含有率にした。次のデ
ータを有する透明な無色のポリイソシアネート445gが得
られた: NCO含有率:24% 粘度:2,000mPa.s/23℃ 比較例 下記の比較例は、比較触媒7及び8が有機イソシアネ
ートの三量化に対して効果がないことを示している。
クロライド(後記の表I参照)を、80gのメタノール中
の2.5gのフッ化カリウムに室温にてかくはんしながら添
加した。30分後、不溶性成分を別し、液からメタノ
ールを真空下で除去し、そして残渣を370gのアセトニト
リル中に採取した。次のデータを有する触媒溶液が得ら
れた: F-:0.04ミリモル/g Cl-:0.01ミリモル/g 施用例 例a) HDIの部分的三量化 2016g(12モル)のHDIを窒素下で30℃に加熱した。次
いで、2.9gの例1の触媒を添加しそして反応の進行が屈
折率の増大により確認された。30℃にて29時間後、屈折
率▲n23℃ D▼は1.4630に達していた。触媒を別し、
完全には別されなかった触媒を結合するために6gのシ
リカゲル(例1参照)を液に添加し、そしてこの液
を再過した。次いで、120℃/0.1ミリバールにて薄層
蒸留(“短絡蒸発器”)することにより、過剰のHDIを
液から分離して0.1%HDIの残留含有率にした。次のデ
ータを有する透明な無色のポリイソシアネート445gが得
られた: NCO含有率:24% 粘度:2,000mPa.s/23℃ 比較例 下記の比較例は、比較触媒7及び8が有機イソシアネ
ートの三量化に対して効果がないことを示している。
比較例A 336g(2モル)のHDIを、窒素下で30℃に加熱した。
次いで、1gの例7の触媒(表I参照)を添加した。3日
後、1.4522の当初の屈折率▲n23℃ D▼は変わっていな
かった。赤外スペクトルは、三量化の帯域(〜1690c
m-1)を何ら示していなかった。
次いで、1gの例7の触媒(表I参照)を添加した。3日
後、1.4522の当初の屈折率▲n23℃ D▼は変わっていな
かった。赤外スペクトルは、三量化の帯域(〜1690c
m-1)を何ら示していなかった。
比較例B 例7の触媒の代わりに3gの例8の触媒を用いた以外
は、比較例Aに記載の処理操作を行った。この比較例に
おいても、3日後三量化の形跡はなかった。
は、比較例Aに記載の処理操作を行った。この比較例に
おいても、3日後三量化の形跡はなかった。
例b) 5gの例2の触媒を用いて、1680g(10モル)のHDIを例
a)のようにして反応させた。15時間後、屈折率▲n
23℃ D▼は1.4842に達していた。例a)のようにして仕
上げて、次のデータを有する透明な無色のポリイソシア
ネート998gが得られた: NCO含有率:21.2% 粘度:35,000mPa.s/23℃ 例c) 3gの例3の触媒を用いて、1680g(10モル)のHDIを例
a)のようにして反応させた。30時間後、屈折率▲n
23℃ D▼は1.4648に達していた。例a)のようにして仕
上げて、次のデータを有する透明なポリイソシアネート
427gが得られた: NCO含有率:23.9% 粘度:2,100mPa.s/23℃ 例d) 672g(4モル)のHDIと222g(1モル)のIPDI(イソ
ホロンジイソシアネート)の混合物を窒素下で40℃に加
熱し、そして3gの例a)の触媒を用いて反応させた。40
℃にて28時間後、屈折率▲n23℃ D▼は1.4696に達して
いた。例a)のようにして仕上げて(140℃/0.1ミリバ
ールにて薄層蒸留)、次のデータを有する透明なポリイ
ソシアネート190gが得られた: NCO含有率:22.7% 粘度:3,200mPa.s/23℃ 薄層留出物のガスクロマト分析により、このポリイソ
シアネートのHDI対IPDIのモル比は8:1であることがわか
った。
a)のようにして反応させた。15時間後、屈折率▲n
23℃ D▼は1.4842に達していた。例a)のようにして仕
上げて、次のデータを有する透明な無色のポリイソシア
ネート998gが得られた: NCO含有率:21.2% 粘度:35,000mPa.s/23℃ 例c) 3gの例3の触媒を用いて、1680g(10モル)のHDIを例
a)のようにして反応させた。30時間後、屈折率▲n
23℃ D▼は1.4648に達していた。例a)のようにして仕
上げて、次のデータを有する透明なポリイソシアネート
427gが得られた: NCO含有率:23.9% 粘度:2,100mPa.s/23℃ 例d) 672g(4モル)のHDIと222g(1モル)のIPDI(イソ
ホロンジイソシアネート)の混合物を窒素下で40℃に加
熱し、そして3gの例a)の触媒を用いて反応させた。40
℃にて28時間後、屈折率▲n23℃ D▼は1.4696に達して
いた。例a)のようにして仕上げて(140℃/0.1ミリバ
ールにて薄層蒸留)、次のデータを有する透明なポリイ
ソシアネート190gが得られた: NCO含有率:22.7% 粘度:3,200mPa.s/23℃ 薄層留出物のガスクロマト分析により、このポリイソ
シアネートのHDI対IPDIのモル比は8:1であることがわか
った。
例e) 360gの2,4−トルイレンジイソシアネート、90gの2,6
−トルイレンジイソシアネート及び50gのEP(欧州特
許)第0,058,368号によるアルキルベンゼンジイソシア
ネート混合物を500gのブチルアセテート中に溶解した溶
液を、1gの例a)の触媒を用いて40℃にて反応させた。
40℃にて24時間後、屈折率▲n23℃ D▼は1.4939に達し
ておりかつNCO含有率は9.1%に低下していた。触媒を
別して、次のデータを有するイソシアヌレートポリイソ
シアネート混合物が透明な無色の溶液の形態にて得られ
た: NCO含有率:9.1% 粘度:650mPa.s/23℃ 遊離トルイレンジイソシアネート:0.4% 遊離アルキルベンゼンジイソシアネート:0.1% 例f) 648g(2モル)のEP(欧州特許)第0,058,368号によ
るアルキルベンゼンジイソシアネート混合物を、3gの例
5の触媒を用いて反応させた。5時間後、屈折率▲n
23℃ D▼は1.5290に達しておりかつNCO含有率は26%から
19.5%に低下していた。触媒を別して、次のデータを
有する透明なポリイソシアネート混合物が得られた: NCO含有率:19.5% 粘度:1,400mPa.s/23℃ 例g) 1680g(10モル)のHDIを、窒素下で40℃に加熱した。
次いで、12gの例9の触媒溶液を30分かけて滴下的に添
加した。40℃にて7時間後、屈折率▲n23℃ D▼は1.464
8に達していた。0.2gのジブチルホスフェートを添加し
て反応を停止し、そして薄層蒸留により過剰のHDIを分
離除去して0.1%HDIの残留含有率にした。次のデータを
有する無色の透明なポリイソシアネート450gが得られ
た: NCO含有率:23% 粘度:1,500mPa.s/23℃ 例h) 7.4gの例10の触媒溶液を用いて、1680g(10モル)のH
DIを35℃にて例g)のようにして反応させた。35℃にて
6時間後、屈折率▲n23℃ D▼は1.4611に達していた。1
0gのシリカゲルを添加し、そしてその混合物を35℃にて
30分間かくはんした。次いで、シリカゲルを別しそし
て反応生成物を例9のようにして仕上げて、次のデータ
を有する無色の透明なポリイソシアネート330gが得られ
た: NCO含有率:23.5% 粘度:1,600mPa.s/23℃ 本発明は次の態様を含む: (1) アルカリフッ化物を第4級アンモニウム塩又は
第4級ホスホニウム塩と混合することによって得られた
触媒。
−トルイレンジイソシアネート及び50gのEP(欧州特
許)第0,058,368号によるアルキルベンゼンジイソシア
ネート混合物を500gのブチルアセテート中に溶解した溶
液を、1gの例a)の触媒を用いて40℃にて反応させた。
40℃にて24時間後、屈折率▲n23℃ D▼は1.4939に達し
ておりかつNCO含有率は9.1%に低下していた。触媒を
別して、次のデータを有するイソシアヌレートポリイソ
シアネート混合物が透明な無色の溶液の形態にて得られ
た: NCO含有率:9.1% 粘度:650mPa.s/23℃ 遊離トルイレンジイソシアネート:0.4% 遊離アルキルベンゼンジイソシアネート:0.1% 例f) 648g(2モル)のEP(欧州特許)第0,058,368号によ
るアルキルベンゼンジイソシアネート混合物を、3gの例
5の触媒を用いて反応させた。5時間後、屈折率▲n
23℃ D▼は1.5290に達しておりかつNCO含有率は26%から
19.5%に低下していた。触媒を別して、次のデータを
有する透明なポリイソシアネート混合物が得られた: NCO含有率:19.5% 粘度:1,400mPa.s/23℃ 例g) 1680g(10モル)のHDIを、窒素下で40℃に加熱した。
次いで、12gの例9の触媒溶液を30分かけて滴下的に添
加した。40℃にて7時間後、屈折率▲n23℃ D▼は1.464
8に達していた。0.2gのジブチルホスフェートを添加し
て反応を停止し、そして薄層蒸留により過剰のHDIを分
離除去して0.1%HDIの残留含有率にした。次のデータを
有する無色の透明なポリイソシアネート450gが得られ
た: NCO含有率:23% 粘度:1,500mPa.s/23℃ 例h) 7.4gの例10の触媒溶液を用いて、1680g(10モル)のH
DIを35℃にて例g)のようにして反応させた。35℃にて
6時間後、屈折率▲n23℃ D▼は1.4611に達していた。1
0gのシリカゲルを添加し、そしてその混合物を35℃にて
30分間かくはんした。次いで、シリカゲルを別しそし
て反応生成物を例9のようにして仕上げて、次のデータ
を有する無色の透明なポリイソシアネート330gが得られ
た: NCO含有率:23.5% 粘度:1,600mPa.s/23℃ 本発明は次の態様を含む: (1) アルカリフッ化物を第4級アンモニウム塩又は
第4級ホスホニウム塩と混合することによって得られた
触媒。
(2) 第4級アンモニウム塩又は第4級ホスホニウム
塩が下記の式に相当する、上記(1)の触媒: 式中、Zは窒素又はリンを表し、 R′、R″、R″及びRは同じでも異なっていても
よく、1〜18個の炭素原子を含有するアルキル基を表
し、但しこれらの4つの基のうちの一つは7〜15個の炭
素原子を含有する芳香脂肪族基であってもよく、そして A(-)は強鉱酸のアニオンを表す。
塩が下記の式に相当する、上記(1)の触媒: 式中、Zは窒素又はリンを表し、 R′、R″、R″及びRは同じでも異なっていても
よく、1〜18個の炭素原子を含有するアルキル基を表
し、但しこれらの4つの基のうちの一つは7〜15個の炭
素原子を含有する芳香脂肪族基であってもよく、そして A(-)は強鉱酸のアニオンを表す。
(3) R′、R″、R″及びRの炭素原子の和が10
〜40個でありかつA(-)が塩素イオン又は臭素イオンを表
す、上記(2)の触媒。
〜40個でありかつA(-)が塩素イオン又は臭素イオンを表
す、上記(2)の触媒。
(4) 触媒の製造方法において、アルカルフッ化物と
第4級アンモニウム塩又は第4級ホスホニウム塩とをア
ルコール中でかくはんし、生成した沈積物を分離し、該
アルコールを除去し、そしてこの触媒を溶媒中への希釈
又は支持材上への吸収により有用な形態に変換すること
を特徴とする上記方法。
第4級アンモニウム塩又は第4級ホスホニウム塩とをア
ルコール中でかくはんし、生成した沈積物を分離し、該
アルコールを除去し、そしてこの触媒を溶媒中への希釈
又は支持材上への吸収により有用な形態に変換すること
を特徴とする上記方法。
(5) 第4級アンモニウム塩又は第4級ホスホニウム
塩が下記の式に相当する、上記(4)の方法: 式中、Zは窒素又はリンを表し、 R′、R″、R″及びRは同じでも異なっていても
よく、1〜18個の炭素原子を含有するアルキル基を表
し、但しこれらの4つの基のうちの一つは7〜15個の炭
素原子を含有する芳香脂肪族基であってもよく、そして A(-)は強鉱酸のアニオンを表す。
塩が下記の式に相当する、上記(4)の方法: 式中、Zは窒素又はリンを表し、 R′、R″、R″及びRは同じでも異なっていても
よく、1〜18個の炭素原子を含有するアルキル基を表
し、但しこれらの4つの基のうちの一つは7〜15個の炭
素原子を含有する芳香脂肪族基であってもよく、そして A(-)は強鉱酸のアニオンを表す。
(6) R′、R″、R″及びRの炭素原子の和が10
〜40個でありかつA(-)が塩素イオン又は臭素イオンを表
す、上記(5)の方法。
〜40個でありかつA(-)が塩素イオン又は臭素イオンを表
す、上記(5)の方法。
(7) アルカリフッ化物と第4級アンモニウム塩又は
第4級ホスホニウム塩とが約化学量論量で存在する、上
記(4)の方法。
第4級ホスホニウム塩とが約化学量論量で存在する、上
記(4)の方法。
(8) アルカリフッ化物と第4級アンモニウム塩又は
第4級ホスホニウム塩とが約化学量論量で存在する、上
記(5)の方法。
第4級ホスホニウム塩とが約化学量論量で存在する、上
記(5)の方法。
(9) アルカリフッ化物と第4級アンモニウム塩又は
第4級ホスホニウム塩とが約化学量論量で存在する、上
記(6)の方法。
第4級ホスホニウム塩とが約化学量論量で存在する、上
記(6)の方法。
(10) イソシアヌレート基を含有するポリイソシアネ
ートを触媒の存在下で製造する方法において、該触媒が
上記(1)の触媒からなることを特徴とする上記方法。
ートを触媒の存在下で製造する方法において、該触媒が
上記(1)の触媒からなることを特徴とする上記方法。
(11) イソシアヌレート基を含有するポリイソシアネ
ートを触媒の存在下で製造する方法において、該触媒が
上記(2)の触媒からなることを特徴とする上記方法。
ートを触媒の存在下で製造する方法において、該触媒が
上記(2)の触媒からなることを特徴とする上記方法。
(12) イソシアヌレート基を含有するポリイソシアネ
ートを触媒の存在下で製造する方法において、該触媒が
上記(3)の触媒からなることを特徴とする上記方法。
ートを触媒の存在下で製造する方法において、該触媒が
上記(3)の触媒からなることを特徴とする上記方法。
本発明は説明の目的のために上記に詳述されているけ
れども、かかる詳述は専ら該目的のためであること、並
びに特許請求の範囲により限定される場合を除いて本発
明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の変更態様
が当業者によりなされ得ること、が理解されるべきであ
る。
れども、かかる詳述は専ら該目的のためであること、並
びに特許請求の範囲により限定される場合を除いて本発
明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の変更態様
が当業者によりなされ得ること、が理解されるべきであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01J 21/00 - 38/74
Claims (2)
- 【請求項1】触媒の製造方法において、アルカリフッ化
物と第4級アンモニウム塩又は第4級ホスホニウム塩と
をアルコール中でかくはんし、生成した沈積物を分離
し、該アルコールを除去し、そしてこの触媒を溶媒中へ
の希釈又は支持材上への吸収により触媒の形態を変換す
ることを特徴とする上記方法。 - 【請求項2】イソシアヌレート基を含有するポリイソシ
アネートを触媒の存在下で製造する方法において、該触
媒が請求項1の方法によって得られた触媒からなること
を特徴とする上記方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3827596.1 | 1988-08-13 | ||
DE3827596A DE3827596A1 (de) | 1988-08-13 | 1988-08-13 | Neue katalysatoren, ein verfahren zu ihrer hertstellung und ihre verwendung zur herstellung von isocyanuratgruppen aufweisenden polyisocyanaten |
Publications (2)
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