JPH023682A - イソシアヌレート基含有ポリイソシアネートの製造方法およびそれらの使用 - Google Patents
イソシアヌレート基含有ポリイソシアネートの製造方法およびそれらの使用Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
”という)のイソシアネート基の一部を三量体化するこ
とによるイソシアヌレート基含有ポリイソシアネートの
新規製造方法、この方法により得られる生成物、および
場合によジブロックされた形のそれらのポリイソシアネ
ート重付加生成物好ましくはぼりウレタンラッカーにお
けるイソシアネート成分としての使用に向けられている
。
ンモニウムを使用することは知られておりそして繰返し
記載されている。斯で、 JP−PS乙0/、337
(US−Pa 、j≠17,010>によれば、水酸
化第≠アンモニウムは或助触媒と共に使用される。
化を記載している。しかし)IDIの部分三量体化は実
施例に記載されている。
細書だよる方法の一層発展したものである。この従来刊
行物によれば、ヒドロキシアルキル置換基含有水酸化第
≠アンモニウムがHDIの三量体化に使用される。これ
ら触媒でHDIは曇シなしに優れた仕方で三量体化され
うる。この方法の欠点はヒドロキシアルキルアンモニウ
ムヒドロキシドが無色の形では非常に製造され難く、そ
してO,tSまでの比較的大量に使用しなければならな
いことである。
シアネートを除去したインシアヌレ−ドーリイソシアネ
ートは恐らく黄色味を示すであろう。
混成三竜体を、二酸化炭素を除去してない出発ジイソシ
アネートを使用し、実施例かられかるように比較的大量
の触媒を必要とする方法によシ製造することを記載して
いる。
の既知製造方法も重大な欠点を伴なう。斯で、例えばC
B−PS 920.0IO1DE−O83,100,2
乙2、DE−O83,2/乞乙O♂またはDE−O83
,2≠O1乙13は金属含有触媒およびフェノール、ア
ルコールまたは第3アミンのような助触媒を使用するH
DIの三量体化方法を記載している。金属化合物は非常
に手の込んだ方法(あるとしても)によってしか最終生
成物から除去しえず、そして以後の適用におよびまた最
終生成物の安定性に有意に影響しうる。
あるインシアネート基が消費される副反応をもたらす。
性化合物と組合せて使用するEP−As / !;3,
33りによる方法に4同じことがあてはまる。
オj ヒEP−Al♂Z103による方法では、有機
珪素触媒が比較的大量に使用される。これらの化合物も
最終生成物から完全には除去しえず、そしてその使用に
悪影4を及tテす。
N 33.ll−0りによるカラーバリユー(I(AZ
EN )を有する。
ー溶剤にも曇りなく溶解しうる、−最終生成物は金属イ
オンを含有しない。
依存することなく最小量の触媒を使用して実施しうる。
体化方法を提供することである。
達成しうろことが見出された。
ート基の一部を三量体化触媒として水酸化第≠アンモニ
ウムを使用して三量体化し、触媒毒を添加することによ
りおよび/または触媒を熱失活させることによシ三量体
化反応を所望の三量体化度で停止させそして未反応ヘキ
サメチレンジイソシアネートを多くとも0.2重量係の
残留含量まで除去することKよるイソシアヌレート基含
有ポリイソシアネートの製造方法において、a) 出発
物質として使用するヘキサメチレンジイソシアネートか
ら二酸化炭素を、2(17重量ppm以下の残留音it
で除去し、およびb)触媒を使用ヘキサメチレンジイソ
シアネートの重量を基準にして約0.03重量係以下の
量で使用すること を特徴とする前記製造方法に向けられている。
基含有ぼりインシアネート、および場合によりインシア
ネート基のブロッキング剤でブロックされていてもよい
それらのポリイソシアネート重付加生成物の製造のだめ
のインシアネート成分としての使用に向けられている。
使用することは本発明に決定的に重要である。本発明に
従って使用されるHDIは20重量ppm以下、好まし
くはIO重量ppm以下、より好ましくは5重−1pp
m以下の二酸化炭素含量を有する。
れまで使用されていた蒸留により精製された工業用T(
DIはかなシの量(約20ないし700重ippm)の
二酸化炭素を含有する。二酸化炭素はHDIIC製造プ
ロセス中に、例えばヘキサメチレンジアミンの炭酸塩の
ホスダン化中に入りうる。
化学反応によシ1例えば湿分との反応によるカル?ジイ
ミド基形成により生成しうる。減圧蒸留によシ新たに精
製したHDIは例えば密封容器中で2を時間後に≠Op
pmの二酸化炭素を含有する。
が開けられればO16重!に係までの二酸化炭素を含有
しうる。
アルゴンを例えば約0ないし70℃の温度でT(DIに
吹込むことによシ除去しうる。よシ高い温度を適用する
ことも可能だが、これは有意な利益を与えない。二酸化
炭素は窒素または貴ガス流中での蒸留によっても除去し
うる。二酸化炭素の除去方法は本発明による方法に決定
的ではない。
る蒸留によっては可能でない。
媒として使用される。基本的には、イソシアネート基の
三量体化触媒としてこれまで推奨されてきた型のいかな
る水酸化第≠アンモニウムも使用しうる。適当な水酸化
第4アンモニウムはUS−PS 3.≠♂’y、oro
第2欄l0−3r行またはEP−AIo、3;19第6
頁ター♂、70行CUSP乞32乞ざ7り)によるもの
を含む。式 (式中Rは/ないし、20好ましくは1ないし4個の炭
素原子を含むアルキル基、)ないしIO好ましくは7個
の炭素原子を含むアルアリファティック炭化水素基また
は≠ないしIO好ましくはよないし6個の炭素原子を含
む飽和脂環式炭化水素基である) に相当する化合物も適当である。
子を含むアルキル基、より好ましくはメチル基を表わし
、そして R4ハペンジル1.2−ヒドロキシエチル、2−ヒドロ
キシプロピルまたは2−ヒドロキシブチル基である) に相当する化合物を含む。
ンシルアンモニウムヒドロキシドおよびN、N、N−ト
リメチルーN−(2−ヒドロキシプロピル)アンモニウ
ムヒドロキシドを含む。
びそれらの製造は既知である。それらは無色の物質また
は溶液の形でかまたは既述のように明るい色を帯びた溶
液としてのみ市販されている。触媒のこの自然色はHD
Iに基くイソシアヌレートポリイソシアネートの製造の
ための前記従来技術に相当する方法ではしばしば欠点で
ある。何故ならばこれら既知方法では触媒を比較的大量
に使用しなければならないからである。対照的に本発明
による方法では、触媒は極めて低濃度でしか使用しない
ので触媒の自然色は重要でない。
.033重量%以下量で、好ましくは0.07its以
下の量で、よシ好ましくはo、ooosないしo、oo
s重量%の量で使用される。触媒の個々の最適iは使用
する第≠アンモニウム化合物の型に依存し、そして予備
試験により容易に決定しうる。
アンモニウムヒドロキシドを使用する場合、特に少量の
使用で充分である。
助触媒特にインシアネート−反応性助触媒は必要でなく
、そして本発明による方法で省略しうる。特に、フェノ
ール、オキシムおよび特にメタノールのようなインシア
ネート−反応性基含有化合物の比較的大量を使用する必
要はない。HDIのイソシアネート基の一部とインシア
ネート−反応性基の間の副反応は回避される。価値ある
イソ1シアネート基は消費されず、そしてこれら副生成
物に帰せられうる曇りの生成は防止されうる。
レタン基が生成しない場合に非常に効果的に実施するこ
ともできる。しかし、本発明による方法で使用される触
媒の多くは水酸基含有溶剤に溶解されまたはそれら自身
水酸基を有するので、本発明による方法でウレタン基の
生成は除外されない。触媒に対してイソシアネート−反
応性基を含有しない溶剤を使用するのが特に好ましい、
触媒は無溶剤の形で使用することもできる。
応生成物を生成せずそして最終生成物の官能性をできる
だけ減少させないものを使用するのが好ましい、そのよ
うな水酸基含有溶剤は!−エチルヘキサンー1.3−ジ
オールおよび2−エチルヘキサノールを含む。インシア
ネート−反応性基のない適当な溶剤の例はツメチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシ
ドおよびアセトニトリルを含む。
けそして添加することは、可能ではあるが、特だプロセ
スを工業的規模で連続的に実施する場合、容易ではない
。従って、かなシ希釈した触媒溶液を使用するのが好ま
しい。5重量%以下。
型の適当な溶剤の添加後に、メタノールのような触媒中
に存在する溶剤を温和な蒸留により除去するのがしばし
ば得策である。
溶剤は別として)に実施される。もつともこれは三量体
化反応中の標準的ラッカー溶剤の使用を除外するもので
はない1例は酢酸ブチルまたはエトキシエチルアセテー
トのようなエステル;メチルインブチルケトンまたはメ
チルエチルケトンのようなケトン;キシレンのような炭
化水素;およびそのような溶剤の混合物を含む。しかし
、未反応冊!は三量体化反応後除去されるので、三量体
化反応中のそのような溶剤の使用は不必要な付加的出費
を生ずる。
去されたHDIに触媒を添加する。触媒は三量体化反応
中に追加してもよい。三量体化反応は一般に約0ないし
700℃好ましくは約、20ないし♂0℃の温度で実施
され、そして約10ないしIl、o*好ましくは約20
ないし30%の三量体化度で停止させる。′三((体化
度”は三量体化反応中に反応する出発ジイソシアネート
中に存在するインシアネート基の百分率を意味する。
反応混合物に添加する。適当な触媒毒は塩酸、亜燐酸ま
たは燐酸のような無機酸;メ〉ンスルホン酸、p−トル
エンスルホン酸またIr1p−トルエンスルホン酸メチ
ルtたtfエチルエステルのようなスルホン酸またはそ
の誘導体;およびノナフルオロブタンスルホン酸のよう
な過弗素化スルホン酸を含む。特に適当な不活性化剤即
ち触媒毒は亜燐酸シブチル、燐酸シブチルまたは燐酸〕
−(,2−エチルヘキシル)のような亜燐酸または燐酸
の酸性エステルを含み、これらは好ましくはHDI中の
希薄溶液の形で使用される。不活性化剤は一般に触媒と
少なくとも当量の量で反応混合物に添加される。しかし
、触媒は三量体化反応中に一部分解しうるので、当量未
膚の量の不活性化剤の添加でしばしば充分である。他方
、反応がまちがいなく停止することを保障するために、
当量より多い量1例えば当量の2倍の量の不活性化剤を
使用することもしばしば得策である。従って、不活性化
剤(触媒毒)を触媒使用量を基準にして画情の2倍1で
の量で使用するのが好ましい。熱に不安定な触媒例えば
窒素にヒドロキシアルキル置換基を含有する水酸化第≠
アンモニウムを使用する場合、触媒毒の添加はしばしば
不必要である。
上の温度に短時間加熱する(触媒の熱分解即ち不活性化
)ことで反応を停止させるにしばしば充分である。
n−ヘキサンを使用して)tたは好ましくは真空薄層蒸
留のような適当な方法で残留)fDI含量多くとも0.
2重量%好ましくは0. /重量Sまで除去する。
Oりによるカラーバリユー(HAZgN ”) / 0
0以下好ましくはjO以下、インシアネート含景約IO
ないし2≠itsおよび23℃における粘度約!00な
いし/ 0.000 mPaを有する無色液体である。
いので、不活性化剤即ち触媒毒の量も相応して少なく保
つことができ、その結果本発明による方法の最終生成物
は溶液中に残る触媒と触媒毒から生ずる副生成物を非常
に少量しか含まずそして生成物の以後の使用に影響を及
ぼさない、金属酸化物または炭酸水素ナトリウムのよう
な弱塩基性化合物を通して塩素含有化合物の痕跡を除去
するための蒸留による通常法で予じめ精製してないHD
Iを使用してプロセスを実施した場合でも、無色透明な
最終生成物が得られる。本発明による方法の最終生成物
はそれらの低粘度の故に、少なくとも2個のインシアネ
ート−反応性基を含有する化合物との反応による。je
IJイソシアネート重付加生成物の製造に適し、そし
て無溶剤または低溶剤二成分ポリウレタンラッカーの製
造に特に適する。
る場合、それらはインシアネート基のブロッキング剤に
よジブロックされてもよい、適当ナフロツキング剤はE
P−A / 031り第1j頁/4−2乙行(USP
IA、32乞♂7り、前出)K例として記載されている
化合物を含む。
ヒドロキシポリエステル、ポリヒドロキシポリエーテル
および特にポリヒドロキシポリアクリレートと組合せた
。高品質二成分ポリウレタンラッカーの製造に使用され
る。前記比較的高分子号のポリヒドロキシル化合物のほ
かに、ラッカーは低分子量の、好ましくは脂肪族のポリ
オールをも含有しうる。本発明による方法の最終生成物
とポリヒドロキシポリアクリレートの組合せけ顕著な耐
候性を有する高品質車輛補修ラッカー用の特に価値ある
二成分バインダーを表わす。
された形のポリアミンも本発明による方法の最終生成物
のための反応体として使用しうる。
て反応させる場合てよジブロックされた本発明によるポ
リイソシアネートと前記イソシアネート−反応性化合物
の量比は各(場合によりブロックされた)イソ7アネー
ト基につき約0. fないし3.好ましくは約0.りな
いし/、ざのヒドロキシル、アミノおよび/またはカル
ゲキシル基が存在するように選ばれる。
ら知られている触媒例えばトリエチルアミン、ピリジン
、メチルピリノン、ベンジルツメチルアミン、 N、N
−ツメチルアミノシクロヘキサン、N−メチルビペリノ
ン、ペンタメチルジエチレントリアミン、 N、N’−
エンドエチレンピペラジンまたはN、N’−ツメチルぎ
ペラジンのような第3アミン;および塩化鉄■、塩化亜
鉛亜鉛チルカプロン酸亜1(It)、2−エチルカプロ
ン酸錫(■)、シブチル錫(財)ジラウレートまたはグ
リコール酸モリブデンのような金属塩を使用することが
できる。
本発明による生成物は、約goないし1gO℃(使用ブ
ロッキング剤に依存して)の温度で硬化して高品質ラッ
カー・コーチングを形成しうる焼付ラッカーの製造に特
に使用される。
ニジブロックされていてもよいポリイソシアネート、多
官能性反応体、場合によりイソシアネート重付加触媒お
よび既知添加剤(B料、染料。
いてかまたはそれら無しでサンドミルのような標準的混
合装置中で互いに充分に混合しそして均質化する。
は固体の形で塗布、ロール塗布、流延、噴脩塗布、流動
層塗布または静電粉末被覆といつた標準的方法によりコ
ーチングすべき物品に適用しうる。
驚く程良好に金属基材に接着しそして特に耐光性、加熱
下色安定性および高度に窄耗抵抗性の皮膜を生ずる。更
にそれらは極度の硬さ、弾性、高い薬品抵抗性、高い光
沢度、優れた耐候性および良好な着色性により特長付け
られる。
百分率である。
タノール中のN、N、N −)ジメチル−N−ペンノル
アンモニウムヒドロキシドの重版無色tto4溶液10
0011に添加しそして攪拌した0次にメタノールを水
流ポンプ減圧で30−’AO℃で充分に攪拌しつつ除去
した。このtAO%原液を追加の2−エチルヘキサン−
/、3−ノオールで約o、 r%の触媒濃度に調整した
。
エチルヘキサン−八3−X)オールの代シにジメチルホ
ルムアミドを使用したこと以外は手頃は例/における如
くであった。ジメチルホルムアミド中のo、 t %触
媒溶液が得られた。
、N −)リメチルーN−(2−ヒドロキシプロピル)
アンモニウムヒドロキシドの70チ溶液(メタノール中
でのトリメチルアミンと酸化プロピレンの反応によシ製
造)100gに添加しそして次にメタノールを水流ポン
プ減圧で除去した。
媒濃度に調整した。溶液は褐色であった。
バール)を適用しそして激しく攪拌することによプ約2
0℃で約70分間脱気した2次に装置の気体空間を純窒
素で満たした6次に乾燥純窒素流を液体中に約、2J−
Cで約1時間激しく通した。処理前I(DIは41.I
A ppmのCO□含景を有した;上記処理後CO2含
量はjppmK減少した。更に窒素を反応の残シ中反応
混合物に通した。
)を/夕ないし30分間にわた9摘部し、次に乙O℃で
30分間加熱した。反応は今や若干発熱的なので、反応
器の内容物を冷却によシ乙0ないし乙j℃に保った0反
応は約0.5時間後におさまり、その時粗生成物のNC
O含量はグ、2チであった。次に粗生成物をNCO含量
が3rチに達するまで乙O℃で約1時間攪拌した。次に
HDI中の燐酸ジプチルの2夕俤溶液0.3211C0
,3♂ミリモル)を添加することてより反応を停止させ
、次に75分間攪拌した。次に液体を周囲温度に冷える
にまかせそして過剰のF(DIを薄層蒸留によシ除去し
た。
シアネート/3121が得られた:粘度: /f00m
p&/23℃ DINj3.’I−0りによるカラーバリユー()IA
ZEN): 、20NCQ含t:、!、2...?係 遊離MDI 含t : 0.0 !i %キシレンでの
希釈性:固形分70%以下まで曇りなしに希釈された。
Jを装置に入れ、次にこれを真空の適用によって脱気し
そして窒素で満たした。しかしその後は窒素を吹込まな
かったので、結果として窒素は液体中に導入されず上を
通るだけであった。HDIのCO2含量はこの手段によ
って3gppmに無視しうるほどにしか低下しなかった
。
、次に乙0℃に加熱した。反応は観察されずそしてNC
O含量の低下は殆んどなかった。乙θ℃で≠時間後に3
211の触媒溶液を追加した;それでも反応は開始しな
かった。更に乙≠Iの触媒を追加後反応が開始し、そし
てNGO含量3乙2%で燐酸シブチル23%溶液乙sg
iの添加により反応を停止させた。、2J”℃に冷却後
溶液は曇った溶液の形で、これは′余々に白色沈着物を
析出した。
!係の曇った黄色生成物が得られた。酢酸ブチルで希釈
後曇シは消えなかった。キシレンでの希釈は曇りを強め
た。生成物は高品質PURラッカーに使用するには不適
であった。
シアネート77IIを真空(<jOミリバール)で20
℃で3゛0分間激しく攪拌した。次に装置の気体空間を
高純度窒素で満たした。MDIの二酸化炭素含量は4<
−弘ppmであった。次に乾燥純窒素流を液体中に30
ないし1ILO℃で7時間通した。CO2の再1111
定はx ppmの含量を示した。
30分間にわたシ摘部し、次に70℃にゆつ〈シ加熱し
た。反応は発熱的であり、それ以上の熱供給無しに約7
j℃で1時間保持された2次に触媒溶液12,9を追加
した。次に反応混合物を充分撹拌しつつ更に30分反応
するにまかせた。
停止剤の当量比=約l:/)の添加により反応をNGO
含量≠2.≠チで停止させた。lj分後後反応混合物7
30℃で薄層蒸留にかけて溶剤と)IDIを分離した。
3011が得られた:粘度: 2200mPth/23
℃ NGO含t:21O係 遊離HDI含量=0.0り蒼 カラーバリユー: 30 (DINj3.≠09)例7
(本発明による) 手順は例乙における如くであった。反応はNCO含量3
f、 OeIIで停止させた。反応停止後そして12
0℃で薄層蒸留後、次の特性データを有する生成物3夕
011が得られた: 粘度: 3000mPh/23℃ NGO含i1 : j /、 7% カラーバリユー:≠Q (DIN !;3.≠09)遊
離T(DI含量二〇、/優 例ど一/2(本発明による) 手順は例/に記載の如くであった。即ち、CO2をHD
Iから≠Oないしょ0℃で激しい窒素流で除去した1重
合反応の他の条件を表1に示す、触媒は1例(例10)
以外は燐酸ジプチルで失活させた。表/は重合反応の停
止を始めた時の反応混合物のNCO含量も示す。表2は
過剰のHDIを除去後の最終生成物の特性データを示す
。
メチレンジイソシアネートのインシアネート基の一部を
、ヘキサメチレンジインシアネートの重量を基準にして
0.03重量係以下の正量の水酸化第≠アンモニウム触
媒の存在下に三重体化し、 b)触媒毒の添加および/または熱的不活性化によシ三
量体化反応を所望の三量体化度で停止させ、そして C)次にポリイソシアネートのヘキサメチレンジイソシ
アネート含量が、ポリイソシアネートの重量を基準にし
て多くとも0.2重量%となるように未反応ヘキサメチ
レンジイソシアネートを除去する ことを含むインシアヌレート基含有ポリイソシアネート
の製造方法。
量がlO重情ppm以下である第1項の方法。
基鵡にしてo、oi重量%以下の正量で使用する第1ま
たは2項の方法。
アンモニウムヒドロキシドを含む第1または2項の方法
。
ドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシドを含む第1
または2項の方法。
2−ヒドロキシプロピル)アンモニウムヒドロキシドを
含む第1または2項の方法。
させる第1項の方法。
三量体化反応を停止させる第1項の方法。
イソシアネートに基きそしてイソシアヌレート基を含有
するポリイソシアネートを製造し、そして b)段階(IL)の生成物を少なくとも2つのイソシア
ネート−反応性基を含有する化合物と反応させる ことを含むポリイソシアネート重付加生成物の製造方法
。
ウレタンであシそして少なくとも2つのイソシアネート
−反応性基を含有する化合物がポリオールを含む第り項
の方法。
の精神および範囲を逸脱することなく種々の変更が当該
技術分野の熟達者によってそこになされうろことは理解
されるべきである。
Claims (2)
- (1)a)二酸化炭素含量20重量ppm以下のヘキサ
メチレンジイソシアネートのイソシアネート基の一部を
、ヘキサメチレンジイソシアネートの重量を基準にして
0.03重量%以下の正量の水酸化第4アンモニウム触
媒の存在下に三量体化し、 b)触媒毒の添加および/または熱的不活性化により三
量体化反応を所望の三量体化度 で停止させ、そして c)次にポリイソシアネートのヘキサメチレンジイソシ
アネート含量が、ポリイソシア ネートの重量を基準にして多くとも0.2重量%となる
ように未反応ヘキサメチレンジ イソシアネートを除去する ことを含むイソシアヌレート基含有ポリイソシアネート
の製造方法。 - (2)a)特許請求の範囲第1項の方法に従つてヘキサ
メチレンジイソシアネートに基きそしてイソシアヌレー
ト基を含有するポリイソシアネートを製造し、そして b)段階(a)の生成物を少なくとも2つのイソシアネ
ート−反応性基を含有する化合物と 反応させる ことを含むポリイソシアネート重付加生成物の製造方法
。
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