JP5597352B2 - ウレトジオンポリイソシアネートの製造 - Google Patents
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Description
イソシアネートのオリゴマー化の概説は、非特許文献1に見られる。
(a)少なくとも1つの有機イソシアネート、
(b)式(I):
の基本構造に対応する少なくとも1つのピリジン誘導体を含む触媒、
(c)所望により溶媒、および
(d)所望により添加剤、
を反応させることを含んでなる方法に関する。
[式中、
R1、R6は、互いに独立して、同一または異なる、置換または未置換の、そして/または分岐した炭化水素基であり、
R2、R4は、互いに独立して、水素あるいは同一または異なる炭化水素基であり、この後者は、ヘテロ原子または官能基によって置換されていてよく、そして/または分岐していてよく、
そして
R3、R5は、互いに独立して、R2、R4基の定義を有する基であるか、または一緒になって、2個のN原子を橋かけし、炭化水素基、ヘテロ原子または官能基によって置換されていてよく、そして/または不飽和であってよい環式の4〜7員の炭化水素セグメントを形成する]。
式(II)中のR2〜R5基の互いに対する立体化学配置は、全く任意に選択される。
R2、R4は、ヘテロ原子またはエーテル基によって置換されていることもある。
好ましいのは、NCO官能価が>2である脂肪族、脂環式、芳香族またはアリール脂肪族のジイソシアネートまたはポリイソシアネートを使用することである。
本発明の方法は、通常、0〜150℃の温度範囲内で行う。
所望の変換度に到達した後に反応を停止させるために、多数のこれまでに記載されている触媒毒(独国特許出願公開第1670666号、第1670720号、第3437635号明細書)、特に、アルキル化剤(例えば、硫酸ジメチル、トルエンスルホン酸メチル)またはアシル化剤(例えば、酸クロリドまたは酸無水物)を使用することができる。これらを、適切であれば温度の上昇とともに触媒と反応させる(バリアントA)。
バリアントAに従う反応混合物の失活の後に、未反応モノマーおよび/または失活した触媒を分離して除くことができる。
触媒の除去と同時にまたはその後に、バリアントBに従って処理した反応混合物から未反応モノマーを分離して除くことができる。
バリアントAまたはBに従って停止させた反応混合物の後処理において、存在する残留モノマーを、好ましくは蒸留によって除去する。
動的粘度は、VT550粘度計(Haake、Karlsruheから)を用いて23℃で測定した。異なる剪断速度で測定することにより、本発明に従って製造した各ポリイソシアネートの流れ挙動ならびに比較生成物の流れ挙動が、理想ニュートン流体の流れ挙動に一致することを確実にした。従って、剪断速度の表示を省略することができる。
全ての反応を、乾燥窒素の雰囲気下で行った。
新鮮に脱ガスしたHDI(実施例1および3)またはIPDI(実施例2および4)(10g)を、それぞれ2モル%の触媒(III)(実施例1および2)またはN,N-ジメチルアミノピリジン(DMAP)(実施例3および4)の存在下、隔壁によって封鎖したガラス容器において、磁気撹拌棒を用いて窒素下に23℃で撹拌し、反応の進行を、一定間隔で反応混合物の屈折率(20℃およびナトリウムスペクトルのD線の光の振動数において:nD 20)を測定することによってチェックした(表1を参照)。135分後に、反応混合物をNMR分光法によって分析した。24時間後に、実施例1および2の反応混合物は、高粘稠であり、もはや磁気撹拌棒によって撹拌することができなかったが、実施例3および4の反応混合物はなお容易に撹拌することができた。実施例3および4の混合物の挙動は、先行技術の触媒(DMAP)と比較して、本発明に係る触媒の有意に高い活性を示すものである。
触媒:(III)(HDIを基準に0.24モル%);反応温度:40℃
撹拌機、還流コンデンサーを装備し、不活性ガスユニット(窒素/真空)および温度計に接続し、外部回路により40℃に維持した二重壁フランジ容器に、HDI(400ml)を入れ、脱ガスした。窒素を導入した後、触媒III(1.5g)を加え、混合物を、表2に示した時間、40℃で撹拌した。混合物の屈折率(nD 20)が1.4760まで上昇した。次いで、反応混合物を、触媒を事前に失活させることなく後処理した。後処理を、上流の予備気化器(PV)を装備した区分路(sort-path)蒸発器(SPE)型の薄膜蒸発器における真空蒸留によって行った(蒸留データ:圧力:0.08mバール、PV温度:140℃、MV温度:150℃、蒸留時間:1時間)。この際、未反応モノマーを、活性な触媒とともに留出物として分離して除き、ウレトジオン基を含むポリイソシアネート樹脂を、底部生成物として得た(処理の開始:実施例5−0)。
本発明の好ましい態様は、以下を包含する。
[1]イソシアネートの二量化のための方法であって、
(a)少なくとも1つの有機イソシアネート、
(b)式(I):
(c)所望により溶媒、および
(d)所望により添加剤、
を反応させることを含んでなる方法。
[2]使用するピリジンが、式(II):
[式中、
R 1 、R 6 は、互いに独立して、同一または異なる、置換または未置換の、そして/または分岐した炭化水素基であり、
R 2 、R 4 は、互いに独立して、水素あるいは同一または異なる炭化水素基であり、この後者は、ヘテロ原子または官能基によって置換されていてよく、そして/または分岐していてよく、そして
R 3 、R 5 は、互いに独立して、R 2 、R 4 基の定義を有する基であるか、または一緒になって、2個のN原子を橋かけし、炭化水素基、ヘテロ原子または官能基によって置換されていてよく、そして/または不飽和であってよい環式の4〜7員の炭化水素セグメントを形成する]
で示される[1]に記載の方法。
[3]式(II)において、
R 1 およびR 6 が、互いに独立して、同一または異なるアルキル基であり、これが、好ましくはメチル、エチル、プロピルおよびブチルからなる群から選択され、
R 2 およびR 4 が、互いに独立して、Hあるいは同一または異なるアルキル基であり、この後者が、メチル、エチル、プロピルおよびブチルからなる群から選択され、そして
R 3 およびR 5 が一緒になって1,3-プロピレン、1,3-ブチレン、2,4-ペンチレン、1,4-ブチレン、1,4-ペンチレン、2,4-ヘキシレン、1,2-シクロペンチレンまたは1,2-シクロヘキシレン橋かけを形成する、
ことを特徴とする[2]に記載の方法。
[4]使用するピリジンが、式(III)〜(XI):
Claims (4)
- イソシアネートの二量化のための方法であって、
(a)少なくとも1つの有機イソシアネート、
(b)式(II):
R1、R6は、互いに独立して、同一または異なる、置換または未置換の、そして/または分岐した炭化水素基であり、
R2、R4は、互いに独立して、水素あるいは同一または異なる炭化水素基であり、この後者は、ヘテロ原子または官能基によって置換されていてよく、そして/または分岐していてよく、そして
R3、R5は、互いに独立して、R2、R4基の定義を有する基であるか、または一緒になって、2個のN原子を橋かけし、炭化水素基、ヘテロ原子または官能基によって置換されていてよく、そして/または不飽和であってよい環式の4〜7員の炭化水素セグメントを形成する]
で示される少なくとも1つのピリジン誘導体を含む触媒、
(c)所望により溶媒、および
(d)所望により添加剤、
を反応させることを含んでなる方法。 - 式(II)において、
R1およびR6が、互いに独立して、同一または異なるアルキル基であり、
R2およびR4が、互いに独立して、Hあるいは同一または異なるアルキル基であり、この後者が、メチル、エチル、プロピルおよびブチルからなる群から選択され、そして
R3およびR5が一緒になって1,3-プロピレン、1,3-ブチレン、2,4-ペンチレン、1,4-ブチレン、1,4-ペンチレン、2,4-ヘキシレン、1,2-シクロペンチレンまたは1,2-シクロヘキシレン橋かけを形成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 式(II)において、R 1 およびR 6 が、互いに独立して、同一または異なるアルキル基であり、メチル、エチル、プロピルおよびブチルからなる群から選択されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
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