JP6737858B2 - 新規なカルボジイミド、その生成の方法およびその使用 - Google Patents

新規なカルボジイミド、その生成の方法およびその使用 Download PDF

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Description

本発明は、末端尿素および/またはウレタン基を有する新規なカルボジイミド、その生成のための方法、ならびにエステルをベースとするポリマーにおける、特に、加水分解劣化からの保護のためのフィルムにおける安定剤としてのその使用に関する。
カルボジイミドは、多くの用途において、例えば、エステルをベースとする熱プラスチック、ポリオール、ポリウレタンなどのための加水分解阻害剤として有用であることが立証されてきた。
したがって、立体障害のある芳香族モノカルボニルジアミドを使用することが好ましい。特に、2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドは、これに関して周知である。しかし、これらのカルボジイミドは、低温においてでさえ揮発性であるという不都合を有する。これらは熱的に不安定であり、揮発性物質を排除し得る(ガス抜け)。(特許文献1)に記載されているような他のカルボジイミドは、入手するのが高価である特別の原料をベースとしている。これらはまた、室温にて高い粘度を有し、そのためにこれらのカルボジイミドの取扱いが妨げられる。さらに、特定のPU、PET、PLAまたは潤滑剤用途において、これらの反応性および/またはこれらの安定化効果は、標準として使用される濃度において不十分である。安価な原料をベースとするポリマーカルボジイミド、例えば、(特許文献2)および(特許文献3)に記載されているものは、十分に立体障害性でなく、良好な加水分解阻害効果を示さない。
欧州特許出願公開第0628541A1号明細書 独国特許出願公開第A2248751号明細書 米国特許出願公開第A2941983号明細書
したがって、本発明は、高い熱安定性および非常に低いガス抜けを示し、かつ特に、フィルム用途において用い得る、新規な立体障害のある容易に生成可能で容易に加工可能であるカルボジイミドの提供をその目的とする。
驚いたことに、この目的は、特定の芳香族カルボジイミドを用いることによって達成されたことが見出された。
したがって、本発明は、式(I)
Figure 0006737858
の末端尿素および/またはウレタン基を有するカルボジイミドを提供し、
式中、
− Rは、同一または異なってもよく、かつ−NHCONHR、−NHCONRIIおよび−NHCOORIIIラジカルの群から選択され、RおよびRIIは、同一または異なり、かつC〜C22−アルキル、C〜C12−シクロアルキル、C〜C18−アリールまたはC〜C18−アラルキルラジカルを表し、RIIIは、C〜C22−アルキル、好ましくは、C〜C−アルキル、特に好ましくは、メチル、エチル、またはi−プロピル、C〜C12−シクロアルキル、好ましくは、C−シクロアルキル、C〜C18−アリールまたはC〜C18−アラルキルラジカル、および2〜22個、好ましくは、12〜20個、特に好ましくは、16〜18個の炭素原子を有する不飽和アルキルラジカル(例えば、オレイルラジカル)、またはアルコキシポリオキシアルキレンラジカルを表し、
− n=0〜20、好ましくは、n=1〜15である。
本発明によるカルボジイミドのカルボジイミド含量(NCN含量、シュウ酸との滴定によって測定)は、好ましくは、2〜10重量%である。
用語C〜C18−アラルキルラジカルは、アリールラジカルが、アルキル官能基を介して、RおよびRIIの場合は、末端基R中の窒素に、およびRIIIの場合は、末端基R中の酸素に結合していることを意味すると理解される。
好ましいアルコキシポリオキシアルキレンラジカルは、200〜600g/mol、特に好ましくは350〜550g/molのモル質量を有するポリエチレングリコールモノメチルエーテルである。
式(I)のカルボジイミドが好ましく、R=−NHCOORIIIラジカルであり、RIIIは、アルコキシポリオキシアルキレン、または18個の炭素原子を有する不飽和アルキルラジカルであり、n=0〜20、好ましくは、n=1〜10、特に好ましくは、n=2〜8、非常に特に好ましくは、n=3〜6である。
これらの好ましいカルボジイミドのカルボジイミド含量は、好ましくは、2〜8重量%、特に好ましくは、3〜6重量%、非常に特に好ましくは、4〜5重量%である。
同様に好ましいのは、式(I)のカルボジイミドであり、R=−NHCOORIIIであり、RIIIは、C〜C22−アルキル、好ましくは、C〜C−アルキル、特に好ましくは、メチル、エチルまたはi−プロピル、C〜C12−シクロアルキル、好ましくは、C−シクロアルキルであり、n=0〜15、好ましくは、n=1〜15、特に好ましくは、n=2〜10、非常に特に好ましくは、n=3〜8である。
これらの好ましいカルボジイミドのカルボジイミド含量は、好ましくは、2〜10重量%、特に好ましくは、3〜10重量%、非常に特に好ましくは、4〜8重量%である。
さらに、本発明によるカルボジイミドは好ましくは、1000〜10000g/mol、好ましくは、2000〜8000g/mol、特に好ましくは、3000〜6000g/molの平均モル質量(Mw)を有する。
1.2〜2.5、特に好ましくは、1.4〜1.8の多分散性D=Mw/Mnを有するカルボジイミドがさらに好ましい。
本発明の範囲は、すなわち、それぞれの範囲の間および任意の所望の組合せの優先度を含めて、ラジカル、指標、パラメーターおよび解明の全ての本明細書の上および下に記載した全般的な定義または好ましい定義をこれらの中に包含する。
本発明はさらに、80℃〜200℃の温度にて触媒および任意選択で溶媒の存在下で二酸化炭素を排除する、式(II)の芳香族ジイソシアネート
Figure 0006737858
のカルボジイミド化、ならびにそれに続く、第一級もしくは第二級アミンおよび/またはアルコールおよび/またはアルコキシポリオキシアルキレンアルコールによる遊離NCO基の末端官能化によって、本発明によるカルボジイミドの生成を提供する。
ジイソシアネートの生成のために必要とされる芳香族ジアミンは、当業者にとって公知であるように、プロペンとの対応する4,4’−ジアミノジフェニルメタンのフリーデル−クラフツアルキル化によって生成し得る。芳香族ジアミンは、例えば、商品名Lonzacure(登録商標)M−DIPAでLonza AGから入手可能な汎用化合物である。
これらのジアミンは、それに続いてホスゲンと反応して、式(II)の対応するジイソシアネート、M−DIPIをもたらす。
本発明によるカルボジイミドを生成するために、式(II)のジイソシアネート、M−DIPIを有利に、高温、好ましくは、80〜200℃、特に好ましくは、100℃〜180℃、非常に特に好ましくは、140〜160℃の温度で、触媒の存在下で縮合反応に供し、二酸化炭素を排除し得る。そのために適したプロセスは、例えば、独国特許出願公開第A1130594号明細書および独国特許出願公開第A11564021号明細書に記載されている。
本発明の一実施形態では、リン化合物は、式(I)の化合物の生成のための触媒として好ましい。使用されるリン化合物は好ましくは、ホスホレンオキシド、ホスホリデンまたはホスホリンオキシドおよび対応するホスホレンスルフィドである。触媒としてまた使用可能であるのは、第三級アミン、塩基性金属化合物、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の酸化物または水酸化物、アルコキシドまたはフェノキシド、金属カルボン酸塩および非塩基性有機金属化合物である。
カルボジイミド化は、溶媒の非存在下で、または存在下で行い得る。好ましくは、用いられる溶媒は、アルキルベンゼン、パラフィン油、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ケトンまたはラクトンである。
反応混合物が、n=0〜20、好ましくは、n=1〜10の平均縮合度に対応する所望の含量のNCO基を有するとき、ポリカルボジイミド化は典型的には終了する。
次いで、カルボジイミドの遊離末端イソシアネート基を、第一級もしくは第二級脂肪族および/もしくは芳香族アミン、アルコールおよび/またはアルコキシポリオキシアルキレンアルコールと、好ましくは、−NH、−NHおよび/または−OH基を僅かに過剰にして、任意選択で当業者には公知のPU触媒、好ましくは、tertアミンまたは有機スズ化合物、特に好ましくは、DBTL(ジブチルスズジラウレート)またはDOTL(ジオクチルスズジラウレート)の存在下で反応させる。アミン、アルコールおよび/またはアルコキシポリオキシアルキレンアルコールとカルボジイミドの物質量比は、存在するN=C=O基に基づいて、好ましくは、1.005〜1.05:1、特に好ましくは、1.01〜1.03:1である。
好ましいアルコールは、エタノールおよびシクロヘキサノールである。
カルボジイミド化を妨げる本発明のさらなる実施形態において、反応混合物の温度を、50〜120℃、好ましくは、60〜100℃、特に好ましくは、80〜90℃に低減させ、任意選択で、好ましくは、アルキルベンゼン、特に好ましくは、トルエンの群から選択される溶媒の添加の後、カルボジイミドの遊離末端イソシアネート基を、脂肪族および/もしくは芳香族アミン、アルコールおよび/またはアルコキシポリオキシアルキレンアルコールと、好ましくは、−NH、−NHおよび/または−OH基を僅かに過剰にして、任意選択で当業者には公知のPU触媒、好ましくは、tertアミンまたは有機スズ化合物、特に好ましくは、DBTL(ジブチルスズジラウレート)またはDOTL(ジオクチルスズジラウレート)の存在下で反応させる。アミン、アルコールおよび/またはアルコキシポリオキシアルキレンアルコールとカルボジイミドの物質量比は、存在するN=C=O基に基づいて、好ましくは、1.005〜1.05:1、特に好ましくは、1.01〜1.03:1である。
完全な反応の後、触媒、および任意選択で溶媒を好ましくは、80〜200℃の温度にて減圧下で留去する。
好ましいアルコールは、エタノールおよびシクロヘキサノールである。
本発明はさらに、式(II)の芳香族ジイソシアネート
Figure 0006737858
中の第一級もしくは第二級アミンまたはアルコールおよび/またはアルコキシポリオキシアルキレンアルコールによる遊離NCO基の部分的、好ましくは、<50%の末端官能化、ならびにそれに続く、80℃〜200℃の温度にて触媒および任意選択で溶媒の存在下で二酸化炭素を排除するカルボジイミド化によって、本発明によるカルボジイミドを生成するさらなる方法を提供する。
本発明によるカルボジイミドは、その調製の後で、好ましくは精製される。粗生成物の精製は、蒸留によって、および/または溶媒による抽出によって、および/または溶媒中の再結晶化によってもたらし得る。好ましく用い得る、精製のための適切な溶媒は、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、アルキルベンゼン、パラフィン油、アルコール、ケトンまたはエステルである。これらは汎用溶媒である。
本発明はさらに、式(I)の本発明のカルボジイミドを生成する好ましい方法を提供し、R=−NHCOORIIIであり、RIIIは、C〜C22−アルキル、好ましくは、C〜C−アルキル、特に好ましくは、メチル、エチルまたはi−プロピル、C〜C12−シクロアルキル、特に好ましくは、C−シクロアルキルであり、n=0〜20、好ましくは、n=1〜15、特に好ましくは、n=2〜10、非常に特に好ましくは、n=3〜8であり、カルボジイミド化および任意選択で精製の後、溶融物は好ましくは、ペレット化ベルト上でペレット化される。通例のペレット化システムおよび通例の顆粒化システムの両方を用いてもよい。これらは、例えば、Sandvik Holding GmbHまたはGMF Goudaから得ることができる。
式(I)の本発明のカルボジイミド(R=−NHCOORIIIであり、RIIIは、シクロヘキシルである)は、非常に特に適切である。
本発明はさらに、
− 少なくとも1種のエステルをベースとするポリマー、
および
− 少なくとも1種の式(I)の本発明のカルボジイミド
を含む組成物を提供する。
エステルをベースとするポリマーは、好ましくは、ポリエステルポリオール、エステルをベースとする熱可塑性ポリウレタン、エステルをベースとするポリウレタンエラストマーもしくはフォーム、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、コポリエステル、例えば、好ましくは、シクロヘキサンジオールおよびテレフタル酸で作製されている変性ポリエステル(PCTA)、熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPE E)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、ポリ乳酸(PLA)および/またはPLA誘導体、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)、ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリアミド(PA)、例えば、ポリアミド6、6.6、6.10、6.12、10、11、12、またはブレンド、例えば好ましくは、PA/PETもしくはPHA/PLAブレンドである。これらは、市販のポリマーである。
本発明による組成物中の本発明の式(I)のカルボジイミドの濃度は、好ましくは、0.1〜10重量%、好ましくは、1〜5重量%、特に好ましくは、1〜3重量%である。
本発明は、本発明による組成物を生成する方法をさらに提供し、式(I)の本発明のカルボジイミド(R=−NHCOORIIIであり、RIIIは、C〜C22−アルキル、好ましくは、C〜C−アルキル、特に好ましくは、メチル、エチルまたはi−プロピル、C〜C12−シクロアルキル、好ましくは、C−シクロアルキルであり、n=0〜20、好ましくは、n=1〜15、特に好ましくは、n=2〜10、非常に特に好ましくは、n=3〜8である)を、固体計量ユニットを利用して、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、コポリエステル、例えば、シクロヘキサンジオールおよびテレフタル酸で作製されている変性ポリエステル(PCTA)、熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPE E)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリ乳酸(PLA)および/もしくはPLA誘導体、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)、ポリアミド(PA)、例えば、ポリアミド6、6.6、6.10、6.12、10、11、12、またはブレンド、例えば、PA/PETもしくはPHA/PLAブレンドを含む群から選択されるエステルをベースとするポリマーに加える。
固体計量ユニットは好ましくは、本発明の状況において、一軸スクリュー、二軸スクリューおよび多軸スクリュー押出機、連続コニーダー(Bussタイプ)、ならびに非連続ニーダー、例えば、Banburyタイプおよびポリマー産業において通例である他のユニットである。
好ましくは、ポリエステルポリオールエステルをベースとするポリマーは好ましくは、2000まで、好ましくは、500〜2000、特に好ましくは、500〜1000の分子量(g/molで)を有する長鎖化合物である。
用語「ポリエステルポリオール」は、本発明の状況において、長鎖ジオールおよびトリオールの両方、ならびにまた1分子当たり3個超のヒドロキシル基を有する化合物を包含する。
ポリエステルポリオールが200まで、好ましくは、20〜150、特に好ましくは、50〜115のOH数を有するとき有利である。特に適切であるのは、様々なポリオールと、芳香族もしくは脂肪族ジカルボン酸および/またはラクトンのポリマーとの反応生成物であるポリエステルポリオールである。
本発明の状況において用いられるポリエステルポリオールは、商品名Baycoll(登録商標)およびDesmophen(登録商標)でBayer MaterialScience AGから得られる汎用化合物である。
本発明はさらに、加水分解劣化からの保護としての木材、皮革、合成皮革および織物のための、エステルをベースとするポリオール、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、コポリエステル、例えば、シクロヘキサンジオールおよびテレフタル酸で作製されている変性ポリエステル(PCTA)、熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPE E)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、ポリ乳酸(PLA)および/もしくはPLA誘導体、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)、ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリアミド(PA)、例えば、ポリアミド6、6.6、6.10、6.12、10、11、12、またはブレンド、例えば、PA/PET−もしくはPHA/PLA−ブレンド、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、ポリウレタンエラストマー、PU接着剤、PU注型用樹脂、PUフォームまたはPUコーティングにおける、本発明によるカルボジイミドの使用を提供する。
本発明はさらに、ポリエチレンテレフタレート(PET)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)および/またはポリシクロヘキサンジメタノールテレフタレート(PCT)の群から選択される少なくとも1種のポリエステル、ならびにポリエステルに基づいて1.0〜3.0重量%の少なくとも1種の本発明のカルボジイミドを含むフィルムを提供する。
フィルムの生成は好ましくは、本発明のカルボジイミドまたは任意選択でカルボジイミドマスターバッチと、溶融状態のポリエステルとの混合、およびそれに続く溶融押出によってもたらされる。欧州特許出願公開第A2262000号明細書をまた参照されたい。
下記の装置を、溶融押出のために用い得る。一軸スクリュー、二軸スクリューまたは多軸スクリュー押出機、遊星形多軸スクリュー押出機、カスケード押出機、連続コニーダー(Bussタイプ)、ならびに非連続ニーダー、例えば、Banburyタイプおよびポリマー産業において通例である他のユニット。
フィルムは、任意の所望の厚さで生成し得る。しかし、25〜300マイクロメートルのフィルム厚さが好ましい。
本発明は、太陽電池における本発明によるフィルムの使用をさらに提供し、フィルムは好ましくは、シール形成のために、したがって、環境の影響、例えば、水分、および異物の進入からの保護のために使用される。
本発明はさらにまた、ポリアミドに基づいて1.0〜3.0重量%の本発明のカルボジイミドを含むポリアミド(PA)、ならびに任意選択でさらなる添加物および充填剤および/または補強剤、好ましくは、ガラス繊維で作製されている成形材料を提供する。
本発明によって好ましいポリアミドは、ジアミンおよびジカルボン酸ならびに/または少なくとも5個の環原子を有するラクタムまたは対応するアミノ酸から生成可能な半結晶性またはアモルファスのポリアミドである。意図される反応物は好ましくは、脂肪族および/もしくは芳香族ジカルボン酸、特に好ましくは、アジピン酸、2,2,4−トリメチルアジピン酸、2,4,4−トリメチルアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、脂肪族および/もしくは芳香族ジアミン、特に好ましくは、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,9−ノナンジアミン、2,2,4−および2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、異性体のジアミノジシクロヘキシルメタン、ジアミノジシクロヘキシルプロパン、ビスアミノメチルシクロヘキサン、フェニレンジアミン、キシリレンジアミン、アミノカルボン酸、特に、アミノカプロン酸、または対応するラクタムである。記述した複数のモノマーのコポリアミドが含まれる。
ポリアミド6またはポリアミド6.6が特に好ましく、ポリアミド6.6は、非常に特に好ましく用いられる。
ある割合のリサイクルされたポリアミド成形材料および/または繊維リサイクレートがまた存在し得る。
ポリアミドは好ましくは、2.3〜4.0、特に好ましくは、2.7〜3.5の相対的粘度を有し、相対的粘度は、25℃にてm−クレゾール中の1重量%溶液において決定/測定し得る。
添加物は、本発明の状況において、安定剤、静電防止剤、流動助剤、離型剤、燃焼抑制添加物、乳化剤、成核剤、可塑剤、流動促進剤、染料、顔料、枝分かれ剤、連鎖延長剤、または電気伝導率を増加させるための添加物である。添加物は、単独で、または混合物中で/マスターバッチの形態で使用し得る。
充填剤または補強剤は、個々に、または他に2つ以上の異なる充填剤および/もしくは補強剤の混合物として用い得る。タルク、雲母、シリケート、石英、二酸化チタン、ケイ灰石、カオリン、アモルファスシリカ、炭酸マグネシウム、チョーク、長石、硫酸バリウム、ガラスビーズ、ならびに/または炭素繊維および/もしくはガラス繊維をベースとする繊維状充填剤および/もしくは補強剤から選択される充填剤および/または補強剤を使用することが好ましい。タルク、雲母、シリケート、石英、二酸化チタン、ケイ灰石、カオリン、アモルファスシリカ、炭酸マグネシウム、チョーク、長石、硫酸バリウムおよび/またはガラス繊維をベースとする鉱物微粒子状充填剤を使用することが特に好ましい。
タルク、ケイ灰石、カオリンおよび/またはガラス繊維をベースとする鉱物微粒子状充填剤を使用することが非常に特に好ましい。
針状の鉱物充填剤を使用することがさらにまた特に好ましい。本発明によると、針状の鉱物充填剤という用語は、高度に顕著な針状の特徴を有する鉱物充填剤を意味すると理解される。例は、針状のケイ灰石を含む。この鉱物は好ましくは、2:1〜35:1、特に好ましくは、3:1〜19:1、特に好ましくは、4:1〜12:1の長さ:直径比を有する。本発明による針状の鉱物の平均粒径は、CILAS粒度計によって決定して、好ましくは、20μm未満、特に好ましくは、15μm未満、特に好ましくは、10μm未満である。
用いられる充填剤および/または補強剤はまた、欧州特許出願公開第A2562219号明細書に記載されているように表面修飾し得る。
本発明によって特に好ましく用いることができるガラス繊維は、円形断面および6〜18μm、好ましくは、9〜15μmのフィラメント直径、または平らな形状の断面および非円形断面(その主断面軸は、6〜40μmの範囲の幅を有し、その二次断面軸は、3〜20μmの範囲の幅を有する)を有し得る。ガラス繊維は好ましくは、E−ガラス繊維、A−ガラス繊維、C−ガラス繊維、D−ガラス繊維、S−ガラス繊維および/またはR−ガラス繊維の群から選択される。
ガラス繊維は、エンドレス繊維として、またはチョップドガラス繊維もしくは粉砕したガラス繊維として加え得る。繊維は、特に、例えば、欧州特許出願公開第A2562219号明細書に記載されているような、好ましくは、とりわけ、シランをベースとする接着促進剤を含む適切なサイジングシステムで仕上げ処理し得る。
充填剤を仕上げ処理するために、一般に、表面コーティングのための鉱物充填剤に基づいて、0.05〜2重量%、好ましくは、0.25〜1.5重量%、特に、0.5〜1%重量%の量でシラン化合物を用いることが好ましい。
成形組成物/成形された物品をもたらす処理の結果として、成形組成物/成形された物品中の微粒子状充填剤は、元来用いられる充填剤より小さなd97値/d50値を有し得る。成形材料/成形された物品をもたらす処理の結果として、ガラス繊維は、成形材料/成形された物品中に、元来使用されるより短い長さ分布を有し得る。
下記の実施例は、限定する効果を提供することなく、本発明を明瞭にする役目を果たす。
下記に対して試験を行った。
1)CDI(A):約11重量%のNCN含量を有し、<1重量%のNCO含量を有する、式(I)によるカルボジイミド(R=NCOであり、n>20である)、比較例。
2)CDI(B):約6重量%のNCN含量を有し、n=約3である、式(I)のカルボジイミド(R=−NHCOORIIIであり、RIII=シクロヘキシルである)、本発明。
カルボジイミドCDI(A)、比較例の生成
焼き出しし、窒素を充填した250mlの四つ口フラスコに、窒素流下で92gの式(II)のジイソシアネート、M−DIPIを最初に導入した。50mgの1−メチルホスホレンオキシドを加え、混合物を160℃に加熱した。次いで、約1重量%のNCO含量が達成されるまで、二酸化炭素を排出しながら160℃にてカルボジイミド化を行った。得られた生成物は、160°にてもはや撹拌可能でなかった。140℃での粘度は>1000Pasであり、したがってペレット化は可能でなかった。
本発明のカルボジイミドCDI(B)の生成
焼き出しし、窒素を充填した250mlの四つ口フラスコに、窒素流下で92gの式(II)のジイソシアネート、M−DIPIを最初に導入した。50mgの1−メチルホスホレンオキシドを加え、混合物を160℃に加熱した。次いで、約6重量%のNCO含量が達成されるまで、二酸化炭素を排出しながらカルボジイミド化を、160℃にて行った。次いで、反応混合物を約90〜100℃に冷却し、末端NCO基を、溶媒としてトルエン中のシクロヘキサノールと反応させた(遊離NCO含量<0.1%)。トルエンの蒸留による除去によって、約6重量%のNCN含量を有する生成物が得られた。前記生成物は、160°にてまだ非常に容易に撹拌可能であり、問題なしにペレット化された。140℃での粘度は、<10Pasであった。平均モル質量は、約3000g/molであった。
従来技術と比較して、本発明のカルボジイミドは、溶融物中で取り扱い可能な粘度を示し、したがって、大規模な工業規模の生産を可能とすることを結果は示す。さらに、前記カルボジイミドは、より高価でない原料をベースとするという利点を有する。

Claims (13)

  1. 式(I)
    Figure 0006737858
    (− 式中、Rは、同一であるかまたは異なってもよく、−NHCONHR、−NHCONRII、および−NHCOORIIIラジカルの群から選択され、ここでRおよびRIIは、同一であるかまたは異なり、C〜C22−アルキル、C〜C12−シクロアルキル、C〜C18−アリール、またはC〜C18−アラルキルラジカルを表し、RIIIは、C〜C22−アルキル、C〜C12−シクロアルキル、C〜C18−アリール、もしくはC〜C18−アラルキルラジカル、またはアルコキシポリオキシアルキレンラジカルを表し、
    − n=0〜20である)
    の末端尿素および/またはウレタン基を有するカルボジイミドであって、
    前記カルボジイミド中のNCN含量が、4〜8質量%であることを特徴とするカルボジイミド。
  2. Rが、−NHCOORIIIラジカルであり、RIIIが、C〜C22−アルキルであり、n=0〜15であることを特徴とする、請求項1に記載のカルボジイミド。
  3. 1000〜10000g/molの平均モル質量(Mw)を有することを特徴とする、請求項1または2に記載のカルボジイミド。
  4. 式(II)のジイソシアネート
    Figure 0006737858
    を、80℃〜200℃の温度にて触媒および任意選択で溶媒の存在下でカルボジイミド化して二酸化炭素を排除し、90〜100℃に冷却し、それに続いて、遊離NCO官能基を、第一級もしくは第二級アミンおよび/またはアルコールで末端官能化することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のカルボジイミドを生成する方法。
  5. 最初に、第一級もしくは第二級アミンならびに/またはアルコールおよび/もしくはアルコキシポリオキシアルキレンアルコールによる式(II)の芳香族ジイソシアネート
    Figure 0006737858
    中の遊離NCO基の部分的末端官能化を行い、それに続いて、80℃〜200℃の温度にて触媒および任意選択で溶媒の存在下で二酸化炭素を排除するカルボジイミド化をもたらすことを特徴とする、請求項1〜のいずれか一項に記載のカルボジイミドを生成する方法。
  6. 生成の後、溶融物が、ペレット化ベルト上でペレット化されることを特徴とする、請求項1に記載のカルボジイミドを生成する方法。
  7. − ポリエステルポリオール、エステルをベースとする熱可塑性ポリウレタン、ポリウレタンエラストマー、PU接着剤、PU注型用樹脂、ポリアミド(PA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、コポリエステル、熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPE E)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、ポリ乳酸(PLA)、ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、PLA誘導体および/または、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)の群から選択される、エステルをベースとする少なくとも1種のポリマー、
    ならびに
    − 少なくとも1種の請求項1〜3のいずれか一項に記載のカルボジイミド
    を含む、組成物。
  8. 前記カルボジイミドの濃度が、0.1〜10質量%であることを特徴とする、請求項7に記載の組成物。
  9. 請求項1に記載のカルボジイミドを、固体計量ユニットを利用して、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリアミド(PA)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、コポリエステル、シクロヘキサンジオールおよびテレフタル酸で作製されている変性ポリエステル(PCTA)、熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPE E)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、ポリ乳酸(PLA)、ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、PLA誘導体、ならびに/またはポリヒドロキシアルカノエート(PHA)を含む群から選択される、エステルをベースとするポリマーに加えることを特徴とする、請求項7または8に記載の組成物を生成する方法。
  10. 木材、皮革、合成皮革、および織物のための、加水分解からの保護としての、エステルをベースとするポリオール、ポリアミド(PA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、コポリエステル、熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPE E)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、ポリ乳酸(PLA)および/もしくはPLA誘導体、ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)、これらのブレンド、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、ポリウレタンエラストマー、PU接着剤、PU注型用樹脂、PUフォーム、またはPUコーティングにおける、請求項1〜3のいずれか一項に記載のカルボジイミドの使用。
  11. 太陽電池のためのフィルムを含むフィルムにおける、請求項1〜3のいずれか一項に記載のカルボジイミドの使用。
  12. ポリエチレンテレフタレート(PET)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、および/またはポリシクロヘキサンジメタノールテレフタレート(PCT)の群から選択される少なくとも1種のエステルをベースとするポリマーと、前記ポリマーに基づいて1.0〜3.0質量%の少なくとも1種の請求項1〜3のいずれか一項に記載のカルボジイミドとを含む、フィルム。
  13. ポリアミド(PA)に基づいて1.0〜3.0質量%の請求項1〜3のいずれか一項に記載のカルボジイミドを含む該ポリアミド、ならびに任意選択でさらなる添加物、充填剤、および/または補強剤で作製されている成形材料。
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