JPH05502685A - Method for producing crosslinked polymer - Google Patents
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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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 架橋ポリマーの製造方法 本発明は直鎖ヒドロキシ官能性ポリマーからの架橋ポリマーの新規製造方法、お よびこの製造方法の出発物質としての新規ヒドロキシ官能性ポリマーに関する。[Detailed description of the invention] Method for producing crosslinked polymer The present invention provides a new method for producing crosslinked polymers from linear hydroxy-functional polymers, and and novel hydroxy-functional polymers as starting materials for this process.
架橋ポリマーは現在、例えば素材(熱硬化性ポリマー、ゴム)、被覆物および支 持材(ゲル形成物)として多くの産業分野で使用されている。架橋ポリマーは、 本質的に二つの基本的な合成法が存在する様々なりラスの化合物に属することが できる。即ち、ポリマーネットワークが低分子量化合物から一段で合成されるか 、あるいは既に形成された直線ポリマーが適当な多官能性試薬等で架橋されるか である。Cross-linked polymers are currently being used for example in materials (thermosetting polymers, rubber), coatings and supports. It is used as a holding material (gel-forming material) in many industrial fields. The crosslinked polymer is There are essentially two basic methods of synthesis for various classes of compounds that can be attributed to can. That is, can the polymer network be synthesized in one step from low molecular weight compounds? , or the already formed linear polymer can be cross-linked with a suitable polyfunctional reagent, etc. It is.
適当な架橋ポリマーは様々な用途のために既に存在するが、同様なまたは異なっ た性質を持ち、工業規模で容易に生産できる新規ポリマーを発見するためになお 努力が続けられている。Suitable crosslinked polymers already exist for a variety of applications, but similar or different Further efforts are being made to discover new polymers with unique properties that can be easily produced on an industrial scale. Efforts continue.
可溶性ヒドロキシ官能性ポリアルキレンイミンが適度に架橋されるとすれば、新 規の有用な架橋ポリマーが得られるということを見いだした。If soluble hydroxy-functional polyalkyleneimines are moderately crosslinked, new It has been discovered that useful crosslinked polymers of the following types can be obtained.
本発明は、ヒドロキシ基と反応し得る複数の基を有する試薬を、少なくともN− アシル基のいくつかが置換基としてヒドロキシ基を持つ可溶性ポリ−N−アシル アルキレンイミンと反応させることを特徴とする架橋ポリマーの製造方法に関す るものである。The present invention provides a reagent having a plurality of groups capable of reacting with a hydroxy group, at least N- Soluble poly-N-acyl in which some of the acyl groups have hydroxy groups as substituents Regarding a method for producing a crosslinked polymer characterized by reacting it with an alkylene imine. It is something that
ポリ−N−アシルアルキレンイミンは、原則としてポリアルキレンイミンをカル ボン酸またはカルボン酸誘導体でアンル化して調製される、一般式Aて示される ポリマーである(y=整数)。Poly-N-acylalkyleneimine is, in principle, a polyalkyleneimine. A compound of the general formula A prepared by unbinding with a boxylic acid or a carboxylic acid derivative It is a polymer (y=integer).
−(アルキレン−N−)、 (A) R’−C=0 しかしながら、それらはより一般的に、アルキレン基が一般的に2または3炭素 原子の置換されていてよい分子鎖である、弐Bで示される環状イミノエーテルの カチオン重合により調製される。-(alkylene-N-), (A) R'-C=0 However, they are more commonly used because the alkylene group typically has 2 or 3 carbons. Cyclic imino ether shown by 2B, which is a molecular chain in which atoms may be substituted. Prepared by cationic polymerization.
これらの環状イミノエーテルはまた、δ−2−オキサゾリンまたは5゜6−シヒ ドロー4H−オキサジンとして知られている。従ってポリイミノエーテル(ポリ オキサゾリンまたはポリオキサジン)という名前がつくられている。These cyclic imino ethers are also known as δ-2-oxazolines or It is known as Draw 4H-oxazine. Therefore, polyiminoether (polyiminoether The name oxazoline or polyoxazine) has been coined.
置換基R゛またはこれらの置換基のいくつかにヒドロキシ基を持つ可溶性ポリ− N−アシルアルキレンイミンが、本発明の方法に使用される。それらは例えば、 アシル基に置換基としてアセトキシ基を持つポリ−N−アシルアルキルイミンの 鹸化によって得られる〔レヴイ−(A、Levy)およびリット(M、 Lit t)、ジェイ・ポリムーサイ(J、 Polym、 Sci、) A1.6.1 883−1894 (1968)、および米国特許3.483.145]。可溶 性としてのこれらのポリマーの特徴付けは定性的な言葉で説明され、ある溶剤に 制約されることを意味しない。その機能は単にこれらのポリマーを、一般に溶剤 に溶解せず、高々溶剤で膨潤する架橋ポリマーから区別することである。1〜1 00モル%の式Iで示される少な(とも一種の環状イミノエーテルと、99〜0 モル%の式IIで示される少なくとも一種の環状イミノエーテルとの共重合によ って製造される可溶性ポリ−N−アシルアルキレンイミンを使用することが好ま しく、式Iおよび11は以下の構造である。A soluble polycarbonate having a hydroxyl group in the substituent R or some of these substituents N-acylalkyleneimines are used in the method of the invention. For example, they are Poly-N-acylalkyl imine having an acetoxy group as a substituent on the acyl group [Levy (A, Levy) and Lit (M, Lit) obtained by saponification T), J Polym Sci, A1.6.1 883-1894 (1968), and U.S. Pat. No. 3.483.145]. soluble The characterization of these polymers as a It doesn't mean to be restricted. Its function is simply to remove these polymers, which are generally solvents. to distinguish them from crosslinked polymers which do not dissolve in water and swell at most in solvents. 1-1 00 mol% of a cyclic iminoether of formula I and 99-0 By copolymerization with mol % of at least one cyclic imino ether of formula II It is preferred to use soluble poly-N-acylalkylene imines prepared by Specifically, Formulas I and 11 have the following structures.
式I: N−CRIR2 HO−CHR−M−Z ここで略号は以下の意味を持つ: R=1〜12炭素原子を含むアルキルまたはアルケニル、またはアリール; M=分子鎖にはエーテル酸素を含んでいてよいアルキレン、アルケニレン、アリ ーレンおよびアルクアリーレン基から選ばれた、1〜12炭素原子を有する二価 基または直接結合;RおよびMはさらにヒドロキシル基および/または1〜3炭 素原子を有するアルコキシ基で置換されてもよい:Z=直接結合またはCR5R ’基; R1〜Rg=相互に独立的にH,1〜8炭素原子を有するアルキルまたはアリー ル基: 式II: N−CRIR2 0−CR3R4 ここで略号は以下の意味を持つ: R7=1〜21炭素原子を有するアルキル、アルケニル、アリール、アルクアリ ール、tたはR”−0−(CHzCHzO−)−R’−(ただし、x=O〜2、 R”=C,−、アルキル、R”=C,−、アルキレン); Z、R1−R’=式Iにおけるのと同じ意味であるが、それからは独立的。Formula I: N-CRIR2 HO-CHR-M-Z Here the abbreviations have the following meanings: R = alkyl or alkenyl containing 1 to 12 carbon atoms, or aryl; M = alkylene, alkenylene, ali whose molecular chain may contain ether oxygen a divalent group having 1 to 12 carbon atoms selected from -lene and alkarylene groups; group or a direct bond; R and M further represent a hydroxyl group and/or a 1-3 carbon May be substituted with an alkoxy group having an elementary atom: Z=direct bond or CR5R 'Group; R1 to Rg = mutually independently H, alkyl or aryl having 1 to 8 carbon atoms Group: Formula II: N-CRIR2 0-CR3R4 Here the abbreviations have the following meanings: R7=alkyl, alkenyl, aryl, alkary having 1 to 21 carbon atoms t or R''-0-(CHzCHzO-)-R'- (where x=O~2, R"=C,-, alkyl, R"=C,-, alkylene); Z, R1-R'=same meaning as in formula I, but independent therefrom.
15.1〜100モル%、特に20〜98モル%の式Iで示される少なくとも一 種の環状イミノエーテルと、84.9〜0モル%、特に80〜2モル%の式II で示される少なくとも一種の環状イミノエーテルとの共重合によって得られるポ リ−N−アシルアルキレンイミンが特に好ましい。15.1 to 100 mol%, in particular 20 to 98 mol% of at least one of formula I species cyclic iminoether and 84.9 to 0 mol %, especially 80 to 2 mol % of formula II Polymers obtained by copolymerization with at least one cyclic imino ether represented by Particularly preferred is ly-N-acylalkyleneimine.
環状イミノエーテルのほとんどは公知であり、公知の方法、例えばドイツ特許1 6 70 012、ドイツ特許14 45642により、または先願であるドイ ツ特許39 14 155.39 14 133およびヨーロッパ特許出願88 118 090.5によりすべて製造される。以下は、式■て示される環状イ ミノエーテルの例である・2−(2−ヒドロキシプロポキンフェニル)−オキサ ゾリン、2−(1−ヒドロキシエチル)−オキサゾリン、2−(2−ヒドロキシ プロピル)−ジヒドロオキサジン、2−(1−ヒドロキシブチル)−オキサシリ ン、2−(3〜ヒドロキシブチル)−ジヒドロオキサジン、2−(1〜ヒドロキ シペンチル)オキサゾリン、2−(3−ヒドロキシペンチル)−オキサゾリン、 2−(3−ヒドロキシヘプチル)−オキサシリン、2〜(3−ヒト0キンノニル )−オキサシリン、2−(α−ヒドロギンベンジル)−オキサゾリン、2−(4 −ヒドロキシエチルンル)−ジヒドロオキサジン、2−(1〜ヒドロキシ=3− メチルブチル)−オキサシリン、2〜(11−ヒドロキシヘプタデシル)−オキ サゾリン、2−(11−ヒドロキシ−9−へブタデセニル)−オキサシリン、2 −(9−ヒドロキシ−10−メトキシへブタデセニル)−オキサゾリン、2−[ 13,14−(ヒドロキシ、メトキシ)−ヘンエイコシル]−オギサゾリン。Most of the cyclic iminoethers are known and can be prepared using known methods, such as German patent 1. No. 6 70 012, German Patent No. 14 45642 or earlier application Patent No. 39 14 155.39 14 133 and European Patent Application 88 All manufactured by 118090.5. The following is a circular i 2-(2-hydroxypropoquinphenyl)-oxa, which is an example of a minoether Zoline, 2-(1-hydroxyethyl)-oxazoline, 2-(2-hydroxy propyl)-dihydroxazine, 2-(1-hydroxybutyl)-oxacyly 2-(3-hydroxybutyl)-dihydroxazine, 2-(1-hydroxybutyl) Cypentyl)oxazoline, 2-(3-hydroxypentyl)oxazoline, 2-(3-hydroxyheptyl)-oxacillin, 2-(3-human 0quinnonyl )-oxacillin, 2-(α-hydroginebenzyl)-oxazoline, 2-(4 -hydroxyethyl)-dihydroxazine, 2-(1~hydroxy=3- methylbutyl)-oxacillin, 2-(11-hydroxyheptadecyl)-oxacillin Sazolin, 2-(11-hydroxy-9-hebutadecenyl)-oxacillin, 2 -(9-hydroxy-10-methoxyhebutadecenyl)-oxazoline, 2-[ 13,14-(hydroxy,methoxy)-heneicosyl]-ogisazoline.
以下は、式IIで示される環状イミノ−チルの例である・2−エチルオキサプリ ン、2−へブチルオキサゾリン、2−(2−エチルペンチル)−オキサゾリン、 2−オクチルオキサゾリン、2−ノニルオキサゾリン、2−ウンデシルオキサジ ン、2−ペンタデシルオキサゾリン、2−ヘプタデシルオキサゾリン、2−(8 −へブタデセニル)−オキサゾリン、2−(8,11−ヘプタデカジェニル)− オキサシリン、2−へブチル−3−メチルオキサゾリン、2−フェニル−4−メ チルオキサゾリン、2−フェニルオキサジン、2−(4−tert−ブチルフェ ニル)−オキサシリン、2−(4−クロロフェニル)−オキサゾリン、2−(2 −オキソプロピル)−オキサジン、2−(2,5−ンオキサヘキシル)−オキサ シリン、2−(2,5,8−トリオキサノニル)−オキサシリン。The following is an example of a cyclic imino-tyl of formula II: 2-ethyloxapuri 2-hebutyloxazoline, 2-(2-ethylpentyl)-oxazoline, 2-octyloxazoline, 2-nonyloxazoline, 2-undecyloxadi 2-pentadecyloxazoline, 2-heptadecyloxazoline, 2-(8 -hebutadecenyl)-oxazoline, 2-(8,11-heptadecagenyl)- Oxacillin, 2-hebutyl-3-methyloxazoline, 2-phenyl-4-methyl Tyloxazoline, 2-phenyloxazine, 2-(4-tert-butylphenyl) 2-(4-chlorophenyl)-oxacillin, 2-(4-chlorophenyl)-oxazoline, 2-(2 -oxopropyl)-oxazine, 2-(2,5-oneoxahexyl)-oxa Silin, 2-(2,5,8-trioxanonyl)-oxacillin.
イミノエーテルの重合は、それ自体公知の方法、例えばドイツ特許1206 5 83、米国特許3.458.456、または先願であるドイツ特許出願39 0 0859.2に従って行われる。米国特許3.458.456の開示とは対照的 に、式Iに対応するイミノエーテルがかなり多モル量で使用された場合でも、重 合で生成したポリ−N−アシルアルキレンイミンは不溶性ではない。The polymerization of iminoethers can be carried out by methods known per se, for example German Patent No. 12065. 83, U.S. Patent No. 3.458.456, or earlier German Patent Application No. 39.0 0859.2. In contrast to the disclosure of U.S. Patent 3.458.456 Even if the iminoether corresponding to formula I is used in considerably higher molar amounts, the The poly-N-acylalkyleneimine produced in the reaction is not insoluble.
式■および/またはH中で置換基R1〜R6の少なくとも4個が水素原子であり 、その他はC1−3アルキルである環状イミノエーテルから製造されたポリ−N −アノ用アルキレンイミンが、本発明の方法に特に好ましい。さらに、式Iおよ び/またはII中のZは好ましくは直接結合、言い替えればモノマーはδ−2− オキサゾリンである。At least 4 of the substituents R1 to R6 in formula (■) and/or H are hydrogen atoms; , the others are C1-3 alkyl cyclic iminoethers made from poly-N -Ano alkyleneimines are particularly preferred for the method of the invention. Furthermore, formula I and Z in and/or II is preferably a direct bond, in other words the monomer is δ-2- It is an oxazoline.
これらのモノマーのうち、以下の置換パターンを持つものが特に好ましい。Among these monomers, those having the following substitution patterns are particularly preferred.
R,=CH3、R2−R,=H R3=CH3、C2H5またはフェニル:R1、R2およびR,=Hすべての置 換基R1〜R6が水素であるポリ−N−アシルアルキレンイミンが特に最も好ま しい。R,=CH3, R2-R,=H R3=CH3, C2H5 or phenyl: R1, R2 and R,=H all positions Most particularly preferred are poly-N-acylalkyleneimines in which the substituents R1 to R6 are hydrogen. Yes.
ポリ−N−アシルアルキレンイミンが共重合体である場合、選ばれた重合条件に 応じてそれらは分子鎖中にモノマーの多少統計的な分布を持つか、場合によりブ ロック共重合体として通常の方法で製造される。はとんどの場合に統計的ポリマ ーが好ましいが、全ての形は本発明の方法に適している。ポリ−N−アシルアル キレンイミンの分子量は広い範囲、例えば1.000〜1,000,000の間 、好ましくは3.000〜50.000の間で自由に選ばれる。If the poly-N-acylalkyleneimine is a copolymer, the selected polymerization conditions Depending on their It is produced by conventional methods as a lock copolymer. is almost always a statistical polymer - is preferred, but all forms are suitable for the method of the invention. Poly-N-acyl The molecular weight of kylenimine can vary over a wide range, e.g. between 1.000 and 1,000,000. , preferably freely selected between 3.000 and 50.000.
上記可溶性ヒドロキシ官能性ポリ−N−アシルアルキレンイミンは今までに報告 されていない。数パーセントのヒドロキシ官能性環状イミノエーテルでも重合中 に架橋した、従って不溶性のポリ−N−アシルアルキレンイミンを与えることが 従来知られていた〔米国特許3、458.456およびレヴイ(A、Levy) およびリット(M。The above soluble hydroxy-functional poly-N-acylalkyleneimine has been reported so far. It has not been. Even a few percent of hydroxy-functional cyclic imino ether can be polymerized to provide a crosslinked and therefore insoluble poly-N-acylalkyleneimine. Previously known [U.S. Pat. No. 3,458,456 and Levy A. and Litt (M.
L 1tt)、 シエイ・ボリム・サイ(J、Polym、Sci、) A1. 6゜1883−1894 (1968))。しかしながら式rで示されるイミ ノエーテルが使用されるならば、可溶性ポリ−N−アシルアルキレンイミンが生 成することを見いだした。従って、本発明はこの化合物に関する。この化合物は 15.1〜100モル%、好ましくは20〜98モル%の式Iで示される環状イ ミノエーテルと、84.9〜0モルに、好ましくは80〜2モル%の式IIで示 される環状イミノエーテルとの共重合によって生成し、16〜22炭素原子を有 する不飽和脂肪族カルボン酸のアシル基を持つモノマー単位を20重量%以上で 含む先願のドイツ特許出願39 00 859.2によるボリアノルアルキレン イミンを含まないポリ−N−アシルアルキレンイミンである。他のことについて は、ポリ−N−アノシアルキレンイミンを参照する前記に与えられた説明が再び 適用される。新規化合物の製造に関して、本発明の主題に特に含まれる先願であ るドイツ特許出願39 00 859.2の開示が特に参照される。特に好まし い化合物は2−ヒドロキシプロピオン酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ オクタン酸、12−ヒドロキシステアリン酸または9゜10−(ヒドロキシメト キシ)ステアリン酸のアシル基を持つもの、およびR7が1〜21、好ましくは 2〜17炭素原子を有するアルキル基またはフェニル基であるものである。L 1tt), Polym, Sci (J, Polym, Sci,) A1. 6゜1883-1894 (1968)). However, the im If a noether is used, a soluble poly-N-acylalkyleneimine is produced. I found out that it can be done. The invention therefore relates to this compound. This compound is 15.1 to 100 mol %, preferably 20 to 98 mol % of the cyclic group of formula I 84.9 to 0 mol, preferably 80 to 2 mol % of the formula II It is produced by copolymerization with a cyclic imino ether and has 16 to 22 carbon atoms. 20% by weight or more of monomer units having acyl groups of unsaturated aliphatic carboxylic acids Borianolalkylene according to earlier German patent application No. 39 00 859.2 containing It is a poly-N-acyl alkylene imine containing no imine. about other things The explanation given above referring to poly-N-anosialkyleneimine again Applicable. Regarding the preparation of new compounds, the prior application specifically included in the subject matter of the present invention Reference is made in particular to the disclosure of German patent application 39 00 859.2. Especially preferred The compounds are 2-hydroxypropionic acid, 3-hydroxybutyric acid, 4-hydroxy Octanoic acid, 12-hydroxystearic acid or 9゜10-(hydroxymeth) xy) having an acyl group of stearic acid, and R7 is 1 to 21, preferably It is an alkyl group or a phenyl group having 2 to 17 carbon atoms.
架橋反応に必要な試薬はヒドロキシル基と反応できる少なくとも二つの官能基を 持つ化合物、好ましくは低分子量の化合物である。The reagents required for the crosslinking reaction must contain at least two functional groups that can react with hydroxyl groups. , preferably a low molecular weight compound.
このような基の例は無水物基および酸クロリド基である。これらの基の反応性が 方法の反応条件を決めるのに重要である。存在するヒドロキシル基に対する架橋 用試薬の量が架橋度を決定し、架橋度の上限はポリ−N−アシルアルキレンイミ ン中のヒドロキシル基の密度によっても決められる。Examples of such groups are anhydride groups and acid chloride groups. The reactivity of these groups is It is important in determining the reaction conditions of the method. Crosslinking to existing hydroxyl groups The amount of reagent used determines the degree of crosslinking, and the upper limit for the degree of crosslinking is poly-N-acylalkyleneimide. It is also determined by the density of hydroxyl groups in the molecule.
本発明の方法にとって好ましい架橋用試薬はポリイソシアネートおよびアミノプ ラスチック初期縮合物であるが、例えばフェノール/ホルムアルデヒド初期縮合 物もまた適している。Preferred crosslinking reagents for the method of the invention are polyisocyanates and aminopropylene. A plastic initial condensate, such as a phenol/formaldehyde initial condensate. Objects are also suitable.
ポリイソシアネートは式IIIで示される化合物である。Polyisocyanates are compounds of formula III.
A(−NGO)。 (III) ここでAは4〜40炭素原子を有する脂肪族、芳香族または芳香脂肪族基であり 、nは種々の炭素原子における自由原子価であり2.3または4の値をとる。こ れらのポリイソシアネートは、通常対応するアミンからCO’C1□と反応して 製造される公知の化合物である。A(-NGO). (III) where A is an aliphatic, aromatic or araliphatic group having 4 to 40 carbon atoms; , n is the free valence of various carbon atoms and takes a value of 2.3 or 4. child These polyisocyanates are usually prepared by reacting with CO’C1□ from the corresponding amine. It is a known compound produced.
それらは好ましくは分子のA部分に6〜26炭素原子を有する。この主題に関す るこれ以上の情報はカーク−オスマー(Kirk−Othmer)のエンサイク ロペディア・オブ・ケミカル・テクノロジー(Encyclopedia of Chemical Technology)、第3版、23巻586頁(19 84年)等の文献に見いだされる。適したポリイソシアネートの例はN、 N’ 、 N”−トリス−(ω−イソシアナトヘキシル)−ビユレット、2,2.4− トリメチルへキサメチレン−1,6−ジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレ ンジイソシアネート、2.4−)リレンジイソシアネート、4.4゛−および/ または2.4°−ンフェニルメタンジイソシアネート、4.4°−ンノクロヘキ シルメタンジイソンア不一トおよびイソホロンジイソシアネートである。ジイソ シアネートが本発明の目的に特に好ましい。式IIIのポリイソシアネートの代 わりに、いわゆるマスクされたポリイソノアネートが使用され、同様な成功を得 る。マスクされたポリイソシアネートは、式IIIで示されるポリイソシアネー トとの付加化合物であり、加熱すると分解してポリイソシアネートを再生し、次 いでポリイソノアネートと同様に付加反応を行う。約500〜5.000の平均 分子量を持つ長鎖α、ω−ジオールと、式Aて示される過剰のジイソシアネート から通常製造される、イソシアネート基を末端とするいわゆるプレポリマーもま た適している。They preferably have 6 to 26 carbon atoms in the A part of the molecule. on this subject Further information can be found in Kirk-Othmer's encyclopedia. Encyclopedia of Chemical Technology Chemical Technology), 3rd edition, vol. 23, p. 586 (19 It is found in literature such as 1984). Examples of suitable polyisocyanates are N, N’ , N”-tris-(ω-isocyanatohexyl)-biuret, 2,2.4- Trimethylhexamethylene-1,6-diisocyanate, 1,6-hexamethylene lylene diisocyanate, 2.4-) lylene diisocyanate, 4.4゛- and/ or 2.4°-phenylmethane diisocyanate, 4.4°-nnochlorhexyl silmethane diisocyanate and isophorone diisocyanate. Diiso Cyanates are particularly preferred for the purposes of this invention. Alternatives to polyisocyanates of formula III Alternatively, so-called masked polyisonoanates have been used with similar success. Ru. The masked polyisocyanate is a polyisocyanate of formula III. It is an addition compound with The addition reaction is carried out in the same manner as for polyisonoanate. Average of about 500-5.000 A long-chain α,ω-diol with a molecular weight and an excess of diisocyanate of formula A So-called prepolymers terminated with isocyanate groups, which are usually produced from It is suitable.
イソシアネートIIIとポリ−N−アシルアルキレンイミンとの間の反応は、ア ルコールとイソシアネートとの反応に通常使用される条件、即ちほぼ室温〜約1 60℃の温度、反応時間約1〜10時間で円滑に進行する。しかしながら、イソ シアネートとアルコール成分の反応性によっては、反応条件はまたこれらの限定 以上または以下であってもよい。反応は適当な非プロトン溶媒、例えば芳香族炭 化水素、塩素化炭化水素、エステルまたはケトンの存在下に行われ、一般的に水 分の年い状態で行われる。しかしながら架橋反応は好ましくは無溶媒で行われる 。反応はアルコールとイソシアネートとの反応に典型的に使用される触媒、とり わけジブチル錫ジラウレート等の錫化合物、または1.4−ジアザビシクロ[2 ,2,2]−オクタン等の三級アミンによって促進される。反応の進行は未反応 のイソシアネートの測定、例えばトルエン中での過剰のジブチルアミンとの反応 およびHCIによる逆滴定によって追跡される。The reaction between isocyanate III and poly-N-acylalkyleneimine Conditions normally used for the reaction of alcohols with isocyanates, i.e. from about room temperature to about 1 The reaction proceeds smoothly at a temperature of 60°C and a reaction time of about 1 to 10 hours. However, iso Depending on the reactivity of the cyanate and alcohol components, reaction conditions may also vary between these limitations. It may be more or less than that. The reaction is carried out in a suitable aprotic solvent, e.g. aromatic carbon. carried out in the presence of hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons, esters or ketones, generally water It is carried out in a state of old age. However, the crosslinking reaction is preferably carried out without solvent. . The reaction is carried out using catalysts typically used for the reaction of alcohols with isocyanates. Tin compounds such as dibutyltin dilaurate, or 1,4-diazabicyclo[2 ,2,2]-octane. Progress of reaction is unreacted Determination of isocyanates, e.g. reaction with excess dibutylamine in toluene and followed by back titration with HCI.
一般に、供給されるヒドロキシル基との完全な反応に必要である以上のポリイソ シアネートは架橋に使用されない。多くの場合、特に最小の架橋を目的とする場 合、および/または最終生成物がなおヒドロキシル基を含むことを意図する場合 、等当量よりも少ないポリイソシアネートを使用するだけで充分である。Generally, more polyisomer than is needed for complete reaction with the supplied hydroxyl groups. Cyanate is not used for crosslinking. In many cases, especially when minimal crosslinking is desired, and/or if the final product is intended to still contain hydroxyl groups. , it is sufficient to use less than an equivalent amount of polyisocyanate.
架橋用試薬として好ましいアミノプラスチック初期縮合物は、低級アルコールで エーテル化されていてよい、ホルムアルデヒドと種々のアミド、好ましくは尿素 および/またはメラミンとの縮合生成物である。The preferred aminoplastic precondensate as a crosslinking reagent is a lower alcohol. Formaldehyde and various amides, preferably urea, which may be etherified and/or condensation products with melamine.
様々な形で市販されているこれらの製品の特徴的な構造は、アミド窒素原子間の メチレン結合、窒素に結合したメチロール基、および任意にはアルコキシメチル 基である。このことに関するこれ以上の情報は文献、例えばウルマンズ・エンツ ィクロペディー・デア・テヒニツンエン愉ヒエミー(Ullmanns Enc yklopadie dertechnischen Chemie)、第4版 、第7巻、403頁(1974年)に見いだされる。The characteristic structure of these products, which are commercially available in various forms, is that between the amide nitrogen atoms methylene bonds, methylol groups attached to nitrogen, and optionally alkoxymethyl It is the basis. Further information on this can be found in the literature, e.g. Ullmanns Enc yklopadie dertechnischen Chemie), 4th edition , Vol. 7, p. 403 (1974).
成分は最初に芳香族炭化水素等の適当な溶剤、または水等の懸濁剤を用いて混合 されるが、ポリ−N−アシルアルキレンイミンとアミノプラスチック初期縮合物 との間の反応は、好ましくは無溶媒で行われる。実際の架橋反応はかなりの高温 、好ましくは100〜220℃の範囲で行われ、一般に5〜45分間継続する。The components are first mixed using a suitable solvent such as an aromatic hydrocarbon or a suspending agent such as water. However, the initial condensate of poly-N-acylalkyleneimine and aminoplastic The reaction between is preferably carried out without a solvent. The actual crosslinking reaction takes place at a fairly high temperature. , preferably in the range from 100 to 220°C, and generally lasts from 5 to 45 minutes.
アミノプラスチック初期縮合物とポリ−N−アシルアルキレンイミンとの反応は 何等の一定の化学量比には従わない。従って反応体間の比は、最終生成物の望み の性質に応じて広い範囲で自由に選ぶことができる。重量比1〜0.2がポリ− N−アシルアルキレンイミン中の15モル%以上のヒドロキシル基含量に普通で あり、重量比0゜7〜O25(初期縮合物対ポリ−N−アシルアルキレンイミン )が好ましいが、これらに限界以上または以下の比率も適用できる。The reaction between aminoplastic initial condensate and poly-N-acylalkyleneimine is It does not follow any fixed stoichiometric ratio. Therefore, the ratio between the reactants is determined by the desired final product. can be freely selected from a wide range depending on the nature of the The weight ratio of 1 to 0.2 is poly- Normally, the hydroxyl group content in N-acylalkyleneimine is 15 mol% or more. Yes, weight ratio 0°7 to O25 (initial condensate to poly-N-acylalkyleneimine) ) are preferred, but ratios above or below these limits can also be applied.
本方法の最終生成物は、低い架橋率により溶媒中で膨潤することのできる高弾性 〜剛性の材料である。それらは素材としてきわめて適しており、必要な場合に型 中で直接製造することもてきる。それらは耐久性があり強固に付着する被覆を形 成する場合に、硬い表面に対する被覆物としてきわめて適している。The final product of this method is a highly elastic product that can swell in solvents due to the low crosslinking rate. ~ It is a rigid material. They are extremely suitable as materials and can be molded if required. It can also be manufactured directly inside. They form a durable and tightly adhering coating. It is highly suitable as a coating for hard surfaces.
実施例 A、ヒドロキシ官能性ポリ−N−アシルアルキレンイミンの製造本発明の目的に 適したポリ−N−アシルアルキレンイミンを、触媒としてのp−トルエンスルホ ン酸メチルエステルの存在下で式■て示される環状イミノエーテルと式IIで示 される環状イミノエーテルとの塊状でのカチオン重合によって製造した。その後 、イミノエーテルを室温または融点のすぐ上の温度で所定の比率で混合し、触媒 としての少量のp−トルエンスルホン酸メチルエステルを撹はんしながら加えた 後、得られた混合物を30分間160℃で加熱した。Example A. Preparation of hydroxy-functional poly-N-acylalkyleneimines For the purpose of the present invention A suitable poly-N-acylalkyleneimine is combined with p-toluenesulfonate as a catalyst. The cyclic imino ether of formula II and the cyclic imino ether of formula II in the presence of It was produced by cationic polymerization in bulk with a cyclic imino ether. after that , the iminoethers are mixed in a given ratio at room temperature or just above their melting point, and the catalyst is A small amount of p-toluenesulfonic acid methyl ester was added with stirring. Afterwards, the resulting mixture was heated at 160° C. for 30 minutes.
比較的低い沸点を持つイミノエーテルを使用した場合、重合は相応に長時間、沸 点以下の温度で行ったが、常に転化を完了させた。重合に使用されたイミノエー テル(多(は工業的カルボン酸系)を第1表および第2表に示す。それらは先願 であるヨーロッパ特許出願88 118 090.5、ドイツ特許39 14 133およびドイツ特許30 14 155に従って製造された。重合は一般に 約100gのバッチで行った。室温で固体である生成物が生成し、本発明の方法 にそれ以上精製せずに使用した。ポリマーはそれぞれの分子量で特徴付けられた くポリスチレンを標準とするゲル浸透クロマトグラフィーにより重量平均として 測定)。重合例と生成物の分子量を第3表に示す。When using iminoethers with relatively low boiling points, polymerization takes a correspondingly long time at the boiling point. The conversion was always completed, even though the temperature was below that point. iminoacetate used for polymerization Tables 1 and 2 show the industrial carboxylic acids. European Patent Application No. 88 118 090.5, German Patent No. 39 14 133 and German Patent No. 30 14 155. Polymerization is generally It was carried out in batches of about 100 g. A product is produced that is solid at room temperature and the process of the invention was used without further purification. Polymers were characterized by their respective molecular weights as a weight average by gel permeation chromatography using polystyrene as a standard. measurement). Polymerization examples and molecular weights of the products are shown in Table 3.
第1表:式Iて示される環状イミノエーテルNO,分子量 イミノエーテルのカ ルボン酸ベース nRMal 323 リシノール酸 2 C6HI3 CIQ III8a2 337 リシノール酸 3 CJ+3 C+oLga3 401 12,13−(ヒトo+)、iトキノ)−2混合物ベヘン酸 a4 356 9.10−(ヒト0キノ、メトキン)−2混合物ステアリン酸 a5 325 12−ヒ ドσキ/ステアリ/酸 2 CJ+3 Cl0I12 ゜a6 115 DL−乳酸 2 CH3−第2表コ式IIで示される環状イミ ノエーテルNo、 分子量 イミノエーテルのカルボッ酸ベース n R7bl 309 ステアリン酸 2 C17H35b2 309 イソステアリン酸 2 Cl7H35b3 300 大豆油脂肪酸 2 混合物b4 225 ラウ リン酸 2 C2H3b9 239 ラウリン酸 3 C2H3b6 197 ネオイソノニルカルボン酸 2 CJ、。Table 1: Cyclic imino ether NO represented by formula I, molecular weight of imino ether Rubonic acid base nRMal 323 Ricinoleic acid 2 C6HI3 CIQ III8a2 337 Ricinoleic acid 3 CJ+3 C+oLga3 401 12,13-(human o+), itoquino)-2 mixture behenic acid a4 356 9.10-(human 0 kino, metquin)-2 mixture stearic acid a5 325 12-hyde σki/steary/acid 2 CJ+3 Cl0I12 ゜a6 115 DL-Lactic acid 2 CH3-Table 2 Cyclic imitation shown by formula II Noether No. Molecular weight Iminoether carboxylic acid base n R7bl 309 Stearic acid 2 C17H35b2 309 Isostearic acid 2 Cl7H35b3 300 Soybean oil fatty acid 2 Mixture b4 225 Rau Phosphoric acid 2 C2H3b9 239 Lauric acid 3 C2H3b6 197 Neoisononylcarboxylic acid 2 CJ.
(CHversatic acid) by 169 カプリル酸 2 CJ+sb8 99 プロピオン酸 2 C2 H3b9 147 安息香酸 2 C6E15blo 178 3.6.9−) リオキ号デカノ酸 2 C6H+ 303bll 365 ベヘン酸 2 C2 1EI43第3表:ポリ−N−アシルアルキレンイミンイミノエーテル 触媒 分子量 実施例 式I 式II モル比 モル%1 a3 − 1 40.000 2 al b9 1:2 1 22,0003 a3 b5 1:1 1 34 ,0004 a3 b4 2:1 1 35,0006 a5 b4 1:1 1 30,0007 a2/al b2 (1:1):0.5 1 34,00 08 a6 b9 1:1 1 15.0009 a5 b8 1:2 1 1 8,00010 a5 b8 1:9 0.5 26.00011 a5 b9 /b8 1:(0,25:3) 1 15.00012 a5 − 1 39. 000 13 a3 bll 7:3 0.5 123.00014 a4 b3 4: 1 1 38.00015 a4 0.15 255.00016 a5 bl o 2:1 0.6 48.00017 a3 b9 1:1 1 29.00 018 a3 b9 1:3 1 22,00019 a3 b7 1:3 1 26.00020 a3 b7 1:1 1 30.00021 a4 b7 /b6 2:(1:1) 2 14.00022 al b9 3ニア 1 2 1,00023 a6 b2 1:8 3 11,500B、ポリ−N−アシル アルキレンイミドのアミノプラスチンク初期縮合物による架橋 これらの実施例では延伸スチールプレートに架橋が行われ、これによりプレート 上に熱硬化ラッカー被覆を得た。(CHversatic acid) by 169 Caprylic acid 2 CJ+sb8 99 Propionic acid 2 C2 H3b9 147 Benzoic acid 2 C6E15blo 178 3.6.9-) Rioki Decanoic Acid 2 C6H+ 303bll 365 Behenic Acid 2 C2 1EI43 Table 3: Poly-N-acyl alkylene imine imino ether catalyst molecular weight Examples Formula I Formula II Molar ratio Mol% 1 a3 - 1 40.000 2 al b9 1:2 1 22,0003 a3 b5 1:1 1 34 ,0004 a3 b4 2:1 1 35,0006 a5 b4 1:1 1 30,0007 a2/al b2 (1:1): 0.5 1 34,00 08 a6 b9 1:1 1 15.0009 a5 b8 1:2 1 1 8,00010 a5 b8 1:9 0.5 26.00011 a5 b9 /b8 1:(0,25:3) 1 15.00012 a5 - 1 39. 000 13 a3 bll 7:3 0.5 123.00014 a4 b3 4: 1 1 38.00015 a4 0.15 255.00016 a5 bl o 2:1 0.6 48.00017 a3 b9 1:1 1 29.00 018 a3 b9 1:3 1 22,00019 a3 b7 1:3 1 26.00020 a3 b7 1:1 1 30.00021 a4 b7 /b6 2: (1:1) 2 14.00022 al b9 3 near 1 2 1,00023 a6 b2 1:8 3 11,500B, poly-N-acyl Cross-linking with aminoplastic initial condensate of alkyleneimide In these examples, crosslinking is carried out on stretched steel plates, which makes the plates A thermosetting lacquer coating was obtained on top.
ポリ−N−アシルアルキレンイミンの70%トルエン溶液またはこれらポリマー の55%水分散液をメラミン樹脂〔サイメル(Cymel)301、アメリカン シアナミド(American Cyanamid)社の製品)〕と7:3の重 量比(無溶媒製品に基づいて)で混合し、得られた混合物をナイフコーティング でプレートに塗布した。水分散液はポリマーの33%イソプロパツール溶液を最 初に調合し、次いで2.5倍量(ポリマーに対し)の水を撹はんしながら加えて 製造した。次いて55%の水分散液が残るまでイソプロパツールと水を混合液か ら留去した。被覆されたプレートを室温で風乾後、空気循環式恒温槽中で25分 間、160℃で加熱し皮膜を架橋させた。翌日、ラッカー皮膜の振子式硬度をD IN 53 157に従って測定した。以下の第1表に挙げられた結果は皮膜の 優れた硬度を示している。70% toluene solution of poly-N-acylalkyleneimine or these polymers A 55% aqueous dispersion of melamine resin [Cymel 301, American Cyanamid (product of American Cyanamid)] and 7:3 weight Mix in quantitative ratio (based on solvent-free product) and knife coat the resulting mixture was applied to the plate. The aqueous dispersion is best prepared using a 33% isopropanol solution of the polymer. First mix, then add 2.5 times the amount of water (based on the polymer) while stirring. Manufactured. Next, add a mixture of isopropanol and water until a 55% water dispersion remains. It was removed from there. The coated plates were air-dried at room temperature and then placed in a thermostatic oven with air circulation for 25 minutes. The film was crosslinked by heating at 160°C. The next day, the pendulum hardness of the lacquer film was D. Measured according to IN 53 157. The results listed in Table 1 below indicate that the coating Shows excellent hardness.
第1表 スチールプレート上の架橋 ポ1)−N−アノルアル抄ン 溶液または 皮膜厚 振子式実施例 の実施例N O分散液の溶媒 μm 硬度24 1 トルエン 30 120 25 6 トルエン 30 106 26 9 トルエン 50 1Q2 27 11* 水 40 113 28 17 トルエン 40 l33 29 18 トルエン 90 94 *ポリ−N−アシルアルキレンイミン:アミノプラスチック初期縮合物の重量比 41 Cポリ−N−アシルアルキレンイミンのポリイソシアネートによる架橋 この架橋反応も、強固に付着する塗膜をこの方法で得るためにスチールプレート 上に皮膜としてナイフ塗布された反応混合物について行った。本実施例では混合 物は等当量のポリ−N−アシルアルキレンイミン(ヒドロキシル基に基づいて) と、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)またはカプロラク タムでマスクされたジイソシアネート〔グリルボンド(Grillbond) I L6 (EMS−Chemie)、当量238〕から構成された。被覆プレ ートを空気循環式加熱キャビネット中に160℃で25分間置き皮膜を架橋した 。翌日、ラッカー皮膜の性質を振子式硬度(DIN 53 157)、衝撃くぼ み、逆(ASTM−D 2795−69)およびクロスハツチ付着強さくDIN 53 151)の形式で測定した。振子式硬度と衝撃くぼみの値が高ければ高 いほど、硬度は大きく被覆の柔軟性がよい。クロスハツチ付着強さは0(付着は 最良)〜4(接着は悪い)の尺度で目視て評価した。Table 1: Crosslinking on steel plate Po1) -N-Anoral solution or film thickness Example N of pendulum type example Solvent of O dispersion μm Hardness 24 1 Toluene 30 120 25 6 Toluene 30 106 26 9 Toluene 50 1Q2 27 11*Wed 40 113 28 17 Toluene 40 l33 29 18 Toluene 90 94 *Poly-N-acylalkyleneimine: weight ratio of aminoplastic initial condensate 41 Crosslinking of C poly-N-acylalkyleneimine with polyisocyanate This cross-linking reaction is also carried out on steel plates in order to obtain a coating film that adheres strongly using this method. The reaction mixture was knife-coated as a film on top. In this example, mixed equivalents of poly-N-acylalkyleneimine (based on hydroxyl groups) and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) or caprolac Tam masked diisocyanate (Grillbond) IL6 (EMS-Chemie), equivalent weight 238]. coated pre The coating was placed in a heating cabinet with air circulation at 160°C for 25 minutes to crosslink the film. . The next day, the properties of the lacquer film were determined by pendulum hardness (DIN 53 157) and impact depression. (ASTM-D 2795-69) and crosshatch adhesion strength DIN It was measured in the format of 53 151). The higher the pendulum hardness and impact indentation values, the higher the The higher the hardness, the greater the hardness and the better the flexibility of the coating. Crosshatch adhesion strength is 0 (adhesion is Visual evaluation was made on a scale of 4 (best) to 4 (poor adhesion).
第2表二 スチールプレート上の架橋 ポリ−N−アノル 衝撃 アルキレンイミン ポリイソ 皮膜厚 振子式 くぼみ クロスハツチ実施例 の実施例 ノアネート μm 硬度 インチ×ボッド付着強さ30 22 MD I 60 160 >80 031 22 Grill−40150>80 0 ond L6 32 1 Grill−50100>80 0ond L6 要約書 N−アシル基の少なくともいくつかがヒドロキシル置換基を持つポリ−N−アシ ルアルキレンイミンと、ヒドロキシル基と反応できる複数の基を持つ試薬を反応 させて新規ポリマーがつくられる。ポリイソシアネートとアミノブラスチンク初 期縮合物が適した試薬である。新規ポリマーは硬質表面のための材料および塗料 として使用できる。Table 2 2 Bridge on steel plate Poly-N-Anol Shock Alkylene imine polyiso film thickness pendulum type indentation cross hatch example Example of Noanate μm Hardness inch x Bod adhesion strength 30 22 MD I 60 160 > 80 031 22 Grill-40150 > 80 0 ond L6 32 1 Grill-50100>80 0ond L6 abstract Poly-N-acyl in which at least some of the N-acyl groups have hydroxyl substituents Reacting an alkyleneimine with a reagent that has multiple groups that can react with hydroxyl groups. A new polymer is created. First polyisocyanate and aminoblastinc Phase condensates are suitable reagents. New polymers in materials and coatings for hard surfaces Can be used as
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