JPH023410A - ビウレット基及びウレットジオン基を含有するポリイソシアネートを製造する方法 - Google Patents

ビウレット基及びウレットジオン基を含有するポリイソシアネートを製造する方法

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JPH023410A
JPH023410A JP1011019A JP1101989A JPH023410A JP H023410 A JPH023410 A JP H023410A JP 1011019 A JP1011019 A JP 1011019A JP 1101989 A JP1101989 A JP 1101989A JP H023410 A JPH023410 A JP H023410A
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ハンス・ヨアヒム・シヨール
Josef Pedain
ヨゼフ・ペダイン
Manfred Schoenfelder
マンフレツド・シオーンフエルダー
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 主呈上皇且且公立 本発明は、ビウレット基及びウレットジオン店を含有す
る有機ポリイソシアネートの新規な製造方法、この方法
により得られ得る化合物、並びにポリイソシアネート重
付加生成物の製造のためのそれらの使用に関する。
皿来立技盃 過剰量の(環状)脂肪族ジイソシアネート特に1.6−
ジイツシアナトヘキサンを7ミノアルコールと反応させ
ることにより変性ポリイソシアネートを製造することは
、nE−as (独国特許公開明細S)第2.641.
448号から知られている。この公知刊行物による方法
によって得られる生成物は、特にビウレット変性及びウ
レタン変性ポリイソシアネートである。 DE−O3第
2,641.448号には開示化合物は二次生成物特に
三量化生成物(イソシアヌレート)を含有し得ると指摘
されているけれども、この点についての更なる説明はな
されていない。
該公知刊行物による方法の目的生成物中にウレットジオ
ン基が存在することは挙げられていない。
加えて、DI! −O5第2.641.448号の教示
に従いかつ好ましいと記載されているアミノアルコール
及び1.6−ジイツシアナトヘキサンを用いて製造され
た変性ポリイソシアネートは、実施例によれば少なくと
も240(1+Pa、s/25℃の粘度を有している。
しかしながら、−Mに、目的生成物の粘度ははるかに高
く、43.0001IPa、s/ 25℃までの値に達
し得る。
<1晋 本発明の目的は、安定性があって比較的低粘度の液体の
形態にありかつ遊離イソシアネート基に加えて二量化イ
ンシアネート基(ウレットジオン基)を有する新規な変
性脂肪族ポリイソシアネートの製造方法を提供すること
である。
該ポリイソシアネートが二成分系ポリウレタンラッカー
における硬化剤として用いられる場合、三量化イソシア
ネート基は潜在的な熱活性化可能なイソシアネート基と
して利用−され得る。インシアネート基の総量は、上記
の公知生成物のイソシアネート基含有率よりも明らかに
高い。
・ ゛ °の 上記目的は、以下に詳述する本発明による方法により達
成され得る。
本発明は、過剰量の(環状)脂肪族ジイソシアネートを
変性剤と100〜210℃にて反応させそして次いで未
反応の出発ジイソシアネートを除去することにより、ビ
ウレット基及びウレットジオン基を含有するポリイソシ
アネートを製造する方法において、 (i)1.5−ジアミノ−6−ヘプタノールあるいは溶
液を基準として約80モル%までの水に溶解したその溶
液を、変性剤として用いること、及び (ii)出発ジイソシアネートを、(i)を基準として
少なくとも15倍モル過剰にて用いること、を特徴とす
る上記の方法に向けられる。
本発明はまた、この方法により得られ得るビウレット基
及びウレットジオン基を含有するポリイソシアネートに
関する。
本発明はまた、ビウレット基及びウレットジオン基を含
有する該ポリイソシアネートをポリイソシアネート重付
加生成物特に二成分系ポリウレタンラッカーの製造にお
けるイソシアネート成分として用いることに関する。
〔発明の詳細な 説明による方法に適した出発ジイソシアネートには、脂
肪族に及び/又は環状脂肪族に結合したイソシアネート
基を含有しかつ140〜300の分子量を有する有機ジ
イソシアネート並びにそれらの混合物がある。それらの
例には、1.4−ジイソシアナトブタン、1.6−ジイ
ツシアナトヘキサン、1.6−ジイソシアナト−2,2
,4−1リメチルヘキサン、1.12−ジイソシアナト
ドデカン、リジンC1〜C−アルキルエステルジイソシ
アネー)、1.3−ジイソシアナトシクロブタン、1.
3−及び/又は1.4−ジイソシアナトシクロヘキサン
、3.3′−ジメチル4.41−ジイソシアナトジシク
ロヘキシルメタン、4.4’ −ジイソシアナトジシク
ロヘキシルメタン、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及び1
,4−キシリレンジイソシアネートがある。1.6−ジ
イツシアナトヘキサン(MDI)が、好ましい出発ジイ
ソシアネートである。
本発明にとって必須であるアミノアルコールは、1.5
−ジアミノ−6−ヘプタノールであり、下記の式に相当
する: この化合物は、例えば、DI!−A(独国特許公開公報
)第3.425.814号に従って遊離形態及び/又は
そのHCl塩の形態のし一リシンを第3級有機アミン塩
基の存在下かつ4−アミノ−ピリジン誘導体の添加下で
酢酸無水物と反応させて、1.5−ビスアセトアミノ−
6−ヘプタノンを形成させることにより製造され得る。
かくして得られた生成物は1.5−ビスアセトアミノ−
6−ヘプタノールに水素化され、そして水性鉱酸中での
加水分解により1.5−ジアミノ−6−ヘプタノールの
塩に変換される。1.5−ジアミノ−6−ヘプタノール
は、強塩基での処理により遊離アミンとして単離される
反応工程に基づいて例示すると、次のように示される: HxN−(CHx)n−CH−COOHXHCl  −
→リシン塩酸塩 CHx C諺O 1,5−ビスアセトアミノ−6−ヘプタノンCHs  
 O−C CHx 1.5−ビスアセトアミノ−6−ヘプタノール1.5−
ジアミノ−6−ヘプタノール塩酸塩DI!−^第3,4
25.814号に従って第1段階で得られ得る1、5−
ビスアセトアミノ−6−ヘプタノンは、その次の段階に
おいて、公知のようにして例えば約50〜150℃の温
度、約20〜50バールの水素圧下にて水素化触媒とし
てラネーニッケルを用いかつ溶媒としての水中で、ヒド
ロキシル基へのケト基の水素化に付される。
斯(して得られた1、5−ビスアセトアミノ−6−ヘプ
タノールの水溶液は、酸性溶液中で(特に、鉱酸中で)
直接加水分解される(好ましくは、触媒の分離後)、シ
かしながら、1.5−ビスアセトアミノ−6−ヘプタノ
ールは、固体(融点105〜107℃)として単離され
てもよい。
後続する工程は、鉱酸水溶液中でN−アセチル基を公知
のように加水分解して(脱アセチル化。
DE−A(独国特許公開公報)第3.425.814号
参照)対応する第1級アミノ基含有1.5−ジアミノ−
6−ヘプタノールの塩にすることからなり、例えば4〜
6規定塩化水素酸水溶液中で4〜6時間還流条件下で加
熱することにより行われる。引き続いて濃縮しそして再
結晶すると、精製された1、5−ジアミノ−6−ヘプタ
ノールの塩が得られる。これと濃厚なNaOH又はKO
Hの水溶液との反応により、純粋な遊離アミンが得られ
る。しかしながら、粗製アミンはまた、NaOH又はK
OHを用いて直接分離され得、即ちアミン塩の単離を行
うことなく分離され得る。蒸留による更なる精製も可能
である。
本発明による方法において、1.5−ジアミノ−6−ヘ
プタノールは、出発ジイソシアネートに対する変性剤と
してそのまま又は水溶液の形態で用いられる0例えば、
溶液を基準として約80モル%まで好ましくは約70モ
ル%までの水を含有するアミノアルコールの水溶液が、
変性剤として用いられ得る。
本発明による方法は、約100〜210’C好ましくは
約100〜190℃の温度にて行われる。
本発明による方法において、成分(1)に存在する化合
151モル当たり即ちアミノアルコールのモル数と水の
モル数との合計モル数の1モル当たり少なくとも約15
モル好ましくは約30〜60モルのジイソシアネートが
用いられる。
本発明による方法は、次のように行われ得る。
出発物質として用いられる脂肪族又は環状脂肪族ジイソ
シアネートが、不活性ガス(例えば、窒素又はアルゴン
)の雰囲気中でか(はん容器中に導入されそして約12
0〜190℃に加熱される。
1.5−ジアミノ−6−ヘプタノール(随意に、水溶液
の形態にて)が添加され、そしてこの反応溶液は、均質
になりかつ所望の屈折率(随意に、反応混合物及び所望
のウレットジオン基含有率に対して予備試験で決定され
得る。)になるまで約120〜190℃にてか(はんさ
れる、ビウレット−、ウレタン−及びイソシアヌレート
−変性ポリイソシアネート(ウレットジオン基の含有率
CsCスペクトロスコピーにより示され得る。
「アンゲラ・マクロモル・ケム(Angew Makr
omolChew、)、 LLl、 1986.第17
3〜183頁」参照)は、必要に応じて調整され得る。
)が、このようにして得られる0本発明による方法は、
好ましく・は溶媒の不存在下で行われる。
反応が完了すると、過剰の出発ジイソシアネートは、抽
出により例えば抽出剤としてn−ヘキサンを用いる抽出
によりあるいは好ましくは蒸留により例えば薄層蒸発器
での蒸留により、多くとも1重量%好ましくは多くとも
0.5重量%の残留含有率まで除去される。
本発明による方法によって得られる生成物は、室温で液
状である無色ないし帯黄色のポリイソシアネートである
。それらは、完全に無臭であり、イソシアネート基に不
活性な溶媒例えば炭化水素、塩基化炭化水素、エステル
又はケトンに明らかに可溶である。
1.6−ジイツシアナトヘキサンを基材とした本発明に
よる方法の好ましい生成物は、約300〜5000mP
a、sの23℃における粘度、約20〜24重量%のN
CO含有率及び約4〜20重量%のウレットジオン基含
有率(Cg N t Owとして表わして)を有する。
これらの基に加えて、ビウレット基、ウレタン基及びイ
ソシアヌレート基及び随意にアロファネート基が、本発
明による方法によって得られた生成物に存在する。
皇凰二重来 本発明による方法の生成物は、低い粘度により及び同時
に(特に、遊離イソシアネート基に加えて存在するウレ
ットジオン基を考慮すると)高いNGO官能性及び高い
NGO含有率により、DIl−OS (独国特許公開明
細書)第2.641.448号による生成物から有利に
区別される。
本発明による方法の生成物は、ポリイソシアネート重付
加生成物の製造好ましくは少なくとも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)を含存する化合物との反応によるポリウレタン
プラスチックの製造用の価値ある出発物質である。特に
、それらは、高品質で光安定性の二成分系ポリウレタン
ラッカー製造に適する。それらはまた、イソシアネート
基に対するブロッキング剤でブロックされて、ポリウレ
タン焼付ラッカー(粉末コーティング)の製造に適して
いる。
1−隻一貫 次の例において、別設指摘がなければ百分率はすべて重
量百分率である。
例1 (1,5−ジアミノ−6−ヘプタノールの製造)a)1
.5−ビスアセトアミノ−6−へブタノン1096gの
し一リシン塩酸塩を、3676gの酢酸無水物、242
9gのトリエチルアミン及び2.4gのN、 N−ジメ
チル−4−アミノピリジンの混合物中に40〜50℃に
てかくはんしながら少しずつ導入した。約80ffiの
CO意が放出した後、この混合物を、総量でおおよそ1
351のCO□が放出するまで60〜70℃にてかくは
んした。
この反応生成物を濾過して沈殿トリエチルアミン塩酸塩
を除去し、濾液から真空下で低沸留分を除去し、そして
残存した粗製生成物をエチルアセテートから結晶化した
。108〜110″Cで溶融する1163gの1.5−
1;スアセトアミノ−6−ヘプタノンが得られた。
b)1.5−ビスアセトアミノ−6−ヘプタノール45
6gの1.5−ビスアセトアミノ−6−ヘプタノンをか
(はんオートクレーブ中の1.57!の水に溶解し、次
いで50gのラネーニッケルを添加した0次いでこの反
応混合物を、水素がもはや吸収されなくなるまで90℃
/40〜60バールの水素圧にてか(はんした、ついで
、オートクレーブを排気し、反応生成物を濾過して触媒
を除去し、そして1.5−ビスアセトアミノ−6−ヘプ
タノールの水溶液を酸加水分解に直接付した。
c)1.5−ジアミノ−6−ヘプタノール1、5 kg
’の37%塩化水素酸をb)で得た水溶液に添加し、こ
の反応混合物を6時間還流条件下に保ち、次いでこの反
応混合物から真空下で低沸留分を除去した0次いで、得
られた粗製生成物(1,5−ジアミノ−6−へブタノー
ルビス塩酸塩)に、480gの50%水酸化ナトリウム
を冷却しながら添加した。生成した塩化ナトリウム及び
過剰の水酸化ナトリウムを分離した後、かくして単離さ
れた粗製アミン(蒸留可能でない不純物及び少量の水の
み含有し゛ていた。)を蒸留により精製した。このよう
にして、251gの1.5−ジアミノー6−ヘプタツー
ルが、113〜115℃10.1ミリバールにて沸とう
する物質の形態にて得られた(収率86%)。
分析(%) HN 測定値           、  57.412,5
19.1計算値(C叩1(l* N z Oに基づいて
) 57.512,319.2例2 (本発明による方法) 1680g(10モル)のMDIを、窒素下で180℃
に加熱した0次いで、29.2g(0,2モル)の1.
5−ジアミノ−6−ヘプタツールをかくはんしながら1
80℃にて1時間かけて滴下的に添加し、そしてその後
180″Cにて10分間かくはんした0次いで、この清
澄な溶液を、1.4600の屈折率N、が達成されるま
で(2〜6時間後)、120℃にてかくはんした0次い
で、過剰の)(DIを、120℃10.1ミリバールに
て薄層蒸留(“短路蒸発器”)により0.1%の残留含
有率まで分離除去した。収量370 g、粘度1G00
mPa、s/23℃、NCO含有率23.5%、ウレッ
トジオン含有率13%、”C−NMRによる組成(モル
%):ビウレット基51%、ウレットジオン基33%、
イソシアスレート基16%。
上記の2つの例及び次の例において、“モル%”の数値
は、目的生成物中のビウレット基、ウレットジオン基及
びイソシアヌレート基の総合有量を基準としている。
例3 2520g(15モル)のHDIを窒素下で160℃に
加熱し、次いで43.8g(0,3モル)の1.5−ジ
アミノ−6−ヘプタツールを1時間かけてかくはんしな
がら添加した。160“Cにて1時間かくはんした後、
この混合物を120℃に冷却し、そして1.4610の
屈折率N、が達成されるまで(2〜3時間後)その温度
にてか(はした。
例2に従って仕上げた後、次のデータを有する生成物が
得られた:収量551g、粘度1700mPa、s/2
3℃、NGO含有率23.7%、ウレットジオン含有率
12%、”C−NMRによる組成(モル%);ビウレッ
ト基48.8%、ウレットジオン基30.5%、イソシ
アヌレート基20.7%。
例4 1512g (9モル)のMDI及び43.8 g(0
,3モル)の1.5−ジアミノ−6−ヘプタツールを、
例2のようにして反応させた。1.4750の屈折率N
、が達成された後、生成物を例2のようにして仕上げた
。収1t675g、粘度6200+*Pa、s/23℃
、NGO含有率21.9%、ウレットジオン含有率5%
、”C−NMRによる組成(モル%):ビウレット基3
1.0%、ウレットジオン基14.2%、インシアヌレ
ート基54.8%。
例5 1680g (10モル)のMDI及び21.9g(0
,15モル)の1.5−ジアミノ−6−ヘブタノール/
2.7 g (0,15モル)の水の溶液を、例2のよ
うにして反応させた。180”Cにて1時間かくはんし
た後、この清澄な溶液を、1.4620の屈折率Noが
達成されるまで(1〜3時間後)、120℃にて放置し
た。仕上げた後、次のデータを有する生成物が得られた
:収量372 g、粘度1200mPa、s/23℃、
NGO含有率23.8%、ウレットジオン含有率11%
、”C−NMRによる組成(モル%):ビウレット54
8.5駕、ウレツトジオン基27%、イソシアヌレート
基24.5%。
例6 1680g (10モル)のMDI及び29.2 g(
0,2モル)のi、s−ジアミノ−6−ヘブタノール/
1.8g(0,1モル)の水の溶液を、例2のようにし
て反応させた。1.4615の屈折率N、が達成された
後、この反応生成物を例2と同じようにして仕上げた。
収量375g、粘度27QQmPa、a/23℃,NG
O含有率23.8%、ウレ・ノドジオン含有率8%、 
13C−NMRによる組成(モル%):ビウレット基5
7.9%、ウレットジオン基18.3%、イソシアヌレ
ート基23.8%。
例7 1680g (10モル)のHDr及び18.25g(
0,125モル)の1.5−ジアミノ−6−ヘブタノー
ル/2.25 g (0,125モル)の水の溶液を、
例2のようにして反応させた。1.4588の屈折率N
2D5が達成された後、この反応生成物を例2と同じよ
うにして仕上げた。収量299g、粘度980aPa、
s/23℃、NGO含有率24.3%、ウレットジオン
含有率10%、 13C−NMRによる組成(モル%)
:ビウレット基66.1%、ウレットジオン基21.2
%、インシアヌレート基12.7%。
例8 (本発明によるポリイソシアネートの使用)例7のポリ
イソシアネートを、ポリエステルとヒドロキシポリアク
リレートとの混合物の形態のヒドロキシル成分Aと一緒
にすることにより、二成分系PURラッカーとして加工
した。
ヒドロキシル成分Aは、次のようにして製造した: 2.5モルのトリメチロールプロパン、1.65モルの
フタル酸無水物、0.6モルのアジピン酸及び1.15
モルの2−エチルヘキサン酸を基材とした260重量部
のポリエステルを、39.63モル%のスチレン、28
.01モル%のn−ブチルアクリレ−)、0.94モル
%のアクリル酸及び31.42モル%のヒドロキシエチ
ルメタクリレートを基材とした390重量部のポリマー
と溶解混合した。この混合物を、キシレン/ブチルアセ
テート(重量比1:39)に溶解して65%溶液にした
。この溶液は、95のヒドロキシル価を有していた。
上記ポリイソシアネートを、顔料不含形態にて並びに顔
料含有形態にて(ルチル型の二酸化チタンを三本ロール
混合機で組込んで、ポリウレタン成形成分100重量部
を基準として80重量部の量にて最終ラッカーに存在さ
せる。)、1:1のN COlo H当量比にてヒドロ
キシル成分Aと混合した。得られたラッカーを、メトキ
シプロピルアセテートで調整して18秒の噴霧粘度(D
IN53211に従って4鵬欄)にした、このラッカー
溶液を、軟鋼板上に噴霧しそして種々の条件下で硬化し
た(次表参照)。
(以下余白) −」L− 顔料不含 細料含有 加工時間 3.7時間 10.6時間 0溶媒抵抗性 ラッカーフィルムの溶解性は、溶媒との1分間の接触時
間後評価した。ラッカーフィルムの損傷・をO(ラッカ
ーフィルムは全く変化しない、)から5(ラッカーフィ
ルムは溶解する。)の6段階で評価した0次の溶媒を記
載の順で用いた:トルエン、メトキシプロピルアセテー
ト、エチルアセテート及びアセトン。
本発明は、次の態様を含む: (1)  過剰量の(環状)J1肪族ジイソシアネート
を、(i)1.5−ジアミノ−6−ヘプタノールあるい
は溶液を基準として80モル%までの水に溶解した1、
5−ジアミノ−6−ヘプタノールの溶液と、100〜2
10℃の温度にて反応させ、そして次いで未反応のジイ
ソシアネートを除去することにより、ビウレット基及び
ウレットジオン基を含有するポリイソシアネートを製造
する方法であうで、該ジイソシアネートを、(i)の総
モル量を基準として少な(とも15倍モル過剰にて用い
る、上記方法。
(2)  ジイソシアネートが1.6−ジイツシアナト
ヘキサンである、上記(1)の方法。
(3)  出発ジイソシアネートを(i)の総モル量を
基準として30〜60倍モル過剰にて用いる、上記(1
)の方法。
(4)  出発ジイソシアネートを(i)の総モル量を
基準として30〜60倍モル過剰にて用いる、上記(2
)の方法。
(5)過剰量の(環状)脂肪族ジイソシアネートを、(
i)1.s−ジアミノ−6−ヘプタノールあるいは溶液
を°基準として80モル%までの水に溶解した1、5−
ジアミノ−6−ヘプタノールの溶液と、100〜210
℃の温度にて反応させ、そして次いで未反応のジイソシ
アネートを除去することからなる方法であって、該ジイ
ソシアネートを(i)の総モル量を基準として少なくと
も15倍モル過剰にて用いる該方法によって製造される
、ビウレット基及びウレットジオン基を含有するポリイ
ソシアネート。
(6)  ジイソシアネートが1.6−ジイツシアナト
ヘキサンである、上記(5)のポリイソシアネート。
(7)  出発ジイソシアネートを(i)の総モル量を
基準として30〜60倍モル過剰にて用いる、上記(5
)のポリイソシアネート。
(8)  出発ジイソシアネートを(i)の総モル量を
基準として30〜60倍モル過剰にて用いる、上記(6
)のポリイソシアネート。
(9)  上記(5)のポリイソシアネートを少な(と
も2個のイソシアネート反応性基を含有する化合物と反
応させることにより得られる、ポリイソシアネート重付
加生成物。
(10)  ポリイソシアネート重付加生成物がポリウ
レタンでありかつイソシアネート反応性基がヒドロキシ
ル基からなる、上記(9)のポリイソシアネート重付加
生成物。
本発明は説明の目的のために上記に詳細に記載されてい
るけれども、かかる詳細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って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(当業者に
より種々の変更がなされ得ること、が理解されるべきで
ある。
代理人の氏名   川原1)−穂

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、過剰量の(環状)脂肪族ジイソシアネートを、(i
    )1,5−ジアミノ−6−ヘプタノールあるいは溶液を
    基準として80モル%までの水に溶解した1,5−ジア
    ミノ−6−ヘプタノールの溶液と、100〜210℃の
    温度にて反応させ、そして次いで未反応のジイソシアネ
    ートを除去することにより、ビウレット基及びウレット
    ジオン基を含有するポリイソシアネートを製造する方法
    であって、該ジイソシアネートを、(i)の総モル量を
    基準として少なくとも15倍モル過剰にて用いる、上記
    方法。
JP1011019A 1988-01-23 1989-01-21 ビウレット基及びウレットジオン基を含有するポリイソシアネートを製造する方法 Pending JPH023410A (ja)

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