JPH08225509A - 3,5−ジメチルピラゾールで少なくとも部分封鎖されたポリイソシアネートの製造方法 - Google Patents
3,5−ジメチルピラゾールで少なくとも部分封鎖されたポリイソシアネートの製造方法Info
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Abstract
取扱う必要性が省略されるDMPで封鎖されたポリイソ
シアネートの新規な製造方法を提供すること。 【解決手段】 第1反応段階にてアセチルアセトンとヒ
ドラジン水和物との等モル混合物を縮合反応により水不
混和性溶剤中にて導入水と生成水とを分離かつ除去しな
がら反応させて3,5−ジメチルピラゾールを有する液
体有機生成物を生成させると共に、第2反応段階にて前
記液体有機生成物を3,5−ジメチルピラゾールを固体
として分離することなく適宜溶剤に溶解された有機ポリ
イソシアネートと反応させてイソシアネート基を3,5
−ジメチルピラゾールにより少なくとも部分封鎖するこ
とからなる封鎖ポリイソシアネートの製造方法。
Description
とヒドラジン水和物とからその場で生成されたDMPを
用いる3,5−ジメチルピラゾール(DMP)により少
なくとも部分封鎖されたポリイソシアネートの新規な製
造方法に関する。
MPを使用することは公知である(米国特許発明明細書
第3,248,398号または欧州特許出願公開明細書
第0,159,117号)。DMPで封鎖されたラッカ
ーポリイソシアネートは高級の1−成分ポリウレタン塗
料に架橋剤として使用することができる。たとえばブタ
ノンオキシムのような他の封鎖剤に勝るDMPの利点
は、相当に低いコーチングの熱黄変および比較的低い約
130℃の焼付温度にある。DMPはアセチルアセトン
とヒドラジンとの縮合により調製され、100℃以上で
溶融する固体である。この理由からDMPの大規模な工
業的取扱いは、たとえば液体封鎖剤の使用よりも一層複
雑である。
剤の別途の製造および固体としてこれを取扱う必要性が
省略されるDMPで封鎖されたポリイソシアネートの新
規な製造方法を提供することにある。驚くことに、この
課題は以下詳細に説明する本発明の方法により解決しう
ることが判明した。有機溶液における縮合反応によりア
セチルアセトンとヒドラジン水和物との間で生成された
粗生成物を、存在するDMPの分離なしに有機ポリイソ
シアネートの封鎖反応につき直接使用しうることが判明
した。この粗生成物の使用は、このようにして得られる
封鎖ポリイソシアネートの品質を認めうるほど阻害しな
い。本発明による方法の他の利点は、導入した出発物質
に対する封鎖ポリイソシアネートの収率がほぼ定量的に
なる点である。これに反し、DMPの事前の分離および
その後の封鎖剤としての使用は回避しえない収率低下を
不可避的にもたらす。
にてアセチルアセトンとヒドラジン水和物との等モル混
合物を縮合反応により水不混和性溶剤中にて導入水と生
成水とを分離かつ除去しながら反応させて3,5−ジメ
チルピラゾールを含有する液体有機生成物を生成させる
と共に、第2反応段階にて前記液体有機生成物を固体と
しての3,5−ジメチルピラゾールの分離なしに適宜溶
剤に溶解させた有機ポリイソシアネートと反応させてイ
ソシアネート基を3,5−ジメチルピラゾールにより少
なくとも部分封鎖することを特徴とする封鎖ポリイソシ
アネートの製造方法に関するものである。
リイソシアネートは、少なくとも2個の(シクロ)脂肪
族もしくは芳香族結合したイソシアネート基を有する有
機ポリイソシアネートから選択される。これらポリイソ
シアネートの例は2,4−および/または2,6−ジイ
ソシアナトトルエン(TDI)、ヘキサメチレンジイソ
シアネート(HDI)、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
(IPDI)、4,4′−ジイソシアナト−ジシクロヘ
キシルメタン(HMDI)および特にイソシアヌレート
基、ウレタン基、アルファネート基、ビウレット基およ
び/またはウレトジオン基を有すると共にこれらジイソ
シアネートから調製されるポリイソシアネートを包含す
る。上記ジ−および/またはポリ−イソシアネートから
調製される高分子量NCOプレポリマーも本発明の方法
に使用することができる。好適なジ−もしくはポリ−イ
ソシアネートは168〜1000の分子量と15〜50
重量%のNCO含有量とを有する。イソシアヌレート基
を有するHDI、IPDIおよび/またはHMDIの誘
導体が本発明の方法に使用するのに特に好適である。
溶剤におけるアセチルアセトン(ペンタン−1,3−ジ
オン)とヒドラジン(これは一般にヒドラジン一水塩と
して使用される)との間の縮合反応である。適する溶剤
はトルエン、キシレン、酢酸2−メトキシプロピル、溶
剤ナフサ100およびこれら溶剤の混液を包含する。縮
合反応は一般に50〜150℃、好ましくは70〜11
0℃の温度で行われ、これら2種の出発成分のそれぞれ
4〜7モル(好ましくは5〜6モル)を前記溶剤の1L
当りに使用する。ヒドラジン水和物と共に導入された水
と縮合反応に際し生成した水とを分離した後、発熱反応
が完結する。水を分離した後、有機溶液を本発明による
方法の第2段階にて直接使用する。この段階にて2種の
反応成分の一方(不活性溶剤たとえば酢酸メトキシプロ
ピルに溶解されたポリイソシアネート、またはその場で
生成した封鎖剤の上記溶液のいずれか)を先ず最初に導
入し、次いで他方の成分を出発バッチに混入する。封鎖
反応は一般に50〜110℃、好ましくは70〜90℃
にて進行する。本発明による方法の第2段階で使用する
反応成分の量は、0.3〜1.05モル(30〜105
当量%)のDMPが未封鎖イソシアネート基の各1当量
につき利用されるよう選択される。DMPを唯一の封鎖
剤として存在させて封鎖ポリイソシアネートを製造する
場合は、0.95〜1.05モル(95〜105当量
%)のDMPをイソシアネート基の1当量当りに使用す
る。この場合、好ましくは当量の封鎖剤を使用する。反
応の経過はNCO含有量の低下により監視することがで
きる。
シアネート(すなわち種々異なる封鎖剤で封鎖されたイ
ソシアネート基を有するポリイソシアネート)の製造に
も極めて適している。この種の同時封鎖ポリイソシアネ
ートを製造する際には、DMPの他に少なくとも1種の
他の封鎖剤を使用する。他の適する封鎖剤はブタノンオ
キシム、1,2,4−トリアゾール、ジイソプロピルア
ミン、マロン酸ジエチルおよびアセト酢酸エチルを包含
する。本発明による方法を用いて同時封鎖ポリイソシア
ネートを製造するには、少なくとも0.3モル(30当
量%)、好ましくは0.3〜0.9モル(30〜90当
量%)、より好ましくは0.4〜0.5モル(40〜5
0当量%)のDMPを未封鎖ポリイソシアネートにおる
イソシアネート基の1当量当りに使用する。同時封鎖ポ
リイソシアネートは2種の実施形態のいずれかで製造す
ることができる。第1の実施形態においては少なくとも
1種の「他の」封鎖剤で既に部分封鎖されたイソシアネ
ートを本発明による方法の第2段階で使用する。その場
で予め生成させるDMPの量は、未封鎖イソシアネート
基の各1当量につき0.95〜1.05モルのDMPが
存在するよう計算される。これらおよび上記の比から見
られるように、「他の」封鎖剤は出発ポリイソシアネー
トに最初に存在するイソシアネート基に対し75当量%
までの量にて使用することができる。
めの第2実施形態によれば、未封鎖の出発ポリイソシア
ネートと存在する遊離イソシアネート基に対し当量以下
の量のDMPとを本発明による封鎖反応につき使用す
る。DMPの量は遊離イソシアネート基の1当量につき
少なくとも0.3モルである。出発ポリイソシアネート
を部分封鎖した後、「他の」封鎖剤による封鎖は公知方
法で行われる。「他の」封鎖剤の量も、残存する未封鎖
イソシアネート基の1当量につき0.95〜1.05モ
ルのこの封鎖剤が存在するよう計算される。本発明によ
る方法を用いて製造される封鎖ポリイソシアネートは、
全ゆる耐熱性基体のための1−成分ポリウレタンラッカ
ーを製造するのに貴重な出発物質である。本発明による
生成物に特に好適な反応相手は公知のポリヒドロキシル
化合物、好ましくはヒドロキシル基を有するポリアクリ
レート樹脂である。
る。これら実施例にて%は全て重量%である。実施例1 (本発明による)出発物質 85.0g(0.85モル) アセチルアセトン 42.5g(0.85モル) ヒドラジン水和物 170.0g(0.85NCO当量) イソシアヌレート基を有しかつ1,6 −ジイソシアナトヘキサンから調製さ れたポリイソシアネート、 NCO含有量:21% 100.0g キシレン 70.0g 酢酸2−メトキシプロピル ──────── 467.5g −45.9g(2.55モル) 水 ──────── 421.6g(0.85当量の 封鎖NCO含有量:8.4%、 封鎖NCO基) 固形物含有量:60%、 22℃の粘度:225mPa.s
の製造 アセチルアセトンと2種の溶剤とを最初に水分離器と還
流凝縮器と滴下漏斗とが装着された撹拌装置に導入し、
次いで70℃まで加熱した。ヒドラジン水和物をこの初
期混合物に滴下して、反応混合物の温度を90〜100
℃まで弱く還流させながら上昇させた。ヒドラジン水和
物の添加が完了した後、混合物を絶えず還流するよう加
熱した(底部温度120〜140℃)。約30分間の
後、45mLの水が水分離器に集まった。透明かつほぼ
無色の反応溶液を約70℃まで冷却し、さらに段階2に
て処理した。段階2:封鎖ポリイソシアネートの製造 1,6−ジイソシアナトヘキサンに基づく液体ポリイソ
シアネート(23℃における粘度:約3000mPa.
s)を先ず最初に導入し、約70℃まで加熱し、次いで
撹拌しながら段階1からの反応溶液と少しづつ合した。
添加が完了した後、反応を100℃にてさらに1時間続
けた。この時点でNCO含有量はIR分光分析により検
出しえなかった。封鎖ポリイソシアネートのほぼ無色の
60%溶液が得られ、これは8.4%の封鎖NCO含有
量と22℃にて225mPa.sの粘度とを有した。収
率:ポリイソシアネートに対し100%。
の製造 アセチルアセトンとキシレンと70gの酢酸メトキシプ
ロピルとを先ず最初に水分離器と還流凝縮器と滴下漏斗
とが装着された撹拌装置に導入し、次いで70℃まで加
熱した。ヒドラジン水和物をこの初期混合物に滴下して
反応混合物の温度を90〜100℃まで弱く還流させな
がら上昇させた。ヒドラジン水和物を添加した後、混合
物を絶えず還流するよう加熱した(底部温度120〜1
40℃)。約30分間の後、45mLの水が水分離器に
集まった。透明かつほぼ無色の反応溶液を約70℃まで
冷却し、段階2にてさらに処理した。段階2:封鎖ポリイソシアネートの製造 IPDIに基づくポリイソシアネートと54gの酢酸メ
トキシプロピルとを先ず最初に導入し、次いで60℃ま
で加熱した。1,2,4−トリアゾールの白色結晶フレ
ークをこの撹拌溶液に添加し、段階的に100〜105
℃まで加熱し、ここで1,2,4−トリアゾールを溶解
させた。この時点で顕著な発熱反応は検出しえなかっ
た。100〜105℃にて30分間にわたり反応させた
後、4.3%のNCO含有量が測定された(計算値4.
2%)。この溶液を約70℃まで冷却し、約70℃にお
ける段階1からの3,5−ジメチルピラゾールの溶液を
少しづつ添加した。温度を100℃まで上昇させ、反応
をもはやNCO含有量がIR分光分析により検出しえな
くなるまで(約1時間)続けた。トリアゾールとジメチ
ルピラゾールとの両者で同時封鎖されたポリイソシアネ
ートの淡黄色溶液が黄変耐性の1−成分透明塗料に使用
すべく得られた。この溶液の封鎖NCO含有量は7.7
%(計算値)であり、固形物含有量は60%(計算値)
であり、22℃における粘度は約8000mPa.sで
あった。収率:ポリイソシアネートに対し100%。
たが、この詳細は単に例示の目的に過ぎず、本発明の思
想および範囲を逸脱することなく多くの改変をなしうる
ことが当業者には了解されよう。 以下、本発明の実施
態様を要約すれば次の通りである:
とヒドラジン水和物との等モル混合物を縮合反応により
水不混和性溶剤中にて導入水と生成水とを分離かつ除去
しながら反応させて3,5−ジメチルピラゾールを含有
する液体有機生成物を生成させると共に、第2反応段階
にて前記液体有機生成物を3,5−ジメチルピラゾール
を固体として分離することなく適宜溶剤に溶解させた有
機ポリイソシアネートと反応させてイソシアネート基を
3,5−ジメチルピラゾールにより少なくとも部分封鎖
することを特徴とする封鎖ポリイソシアネートの製造方
法。 2. 第1反応段階にて生成された0.95〜1.05
モルの3,5−ジメチルピラゾールを有機ポリイソシア
ネートにおけるイソシアネート基の各当量につき使用す
る上記第1項に記載の方法。 3. 有機ポリイソシアネートが168〜1000の分
子量と15〜50重量%のNCO含有量とを有する上記
第1項に記載の方法。 4. 有機ポリイソシアネートが、イソシアヌレート基
を有しかつ1,6−ジイソシアナトヘキサン、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−シクロヘキサンおよび/または4,4′−ジイ
ソシアナトジシクロヘキシルメタンに基づくラッカーポ
リイソシアネートである上記第3項に記載の方法。 5. 有機ポリイソシアネートが168〜1000の分
子量と15〜50重量%のNCO含有量とを有する上記
第2項に記載の方法。
アヌレート基を有しかつ1,6−ジイソシアナトヘキサ
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−シクロヘキサンおよび/または
4,4′−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタンに基
づくラッカーポリイソシアネートである上記第5項に記
載の方法。 7. 有機ポリイソシアネートが未封鎖ポリイソシアネ
ートにおけるイソシアネート基の一部を3,5−ジメチ
ルピラゾール以外の封鎖剤で封鎖することにより調製さ
れたポリイソシアネートであり、ポリイソシアネートを
封鎖すべく使用する封鎖剤の全量が未封鎖ポリイソシア
ネートにおけるイソシアネート基に対し少なくとも95
当量%であると共に、3,5−ジメチルピラゾールの量
が未封鎖ポリイソシアネートにおけるイソシアネート基
に対し30〜90当量%のイソシアネート基を封鎖する
のに充分である上記第1項に記載の方法。 8. 3,5−ジメチルピラゾールの量が未封鎖ポリイ
ソシアネートのイソシアネート基に対し40〜50当量
%のイソシアネート基を封鎖するのに充分である上記第
7項に記載の方法。 9. 他の封鎖剤がブタノンオキシム、1,2,4−ト
リアゾール、ジイソプロピルアミン、マロン酸ジエチル
またはアセト酢酸エチルからなる上記第7項に記載の方
法。
〜1000の分子量と15〜50重量%のNCO含有量
とを有する上記第7項に記載の方法。 11. 有機ポリイソシアネートが、イソシアヌレート
基を有しかつ1,6−ジイソシアナトヘキサン、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−シクロヘキサンおよび/または4,4′−ジ
イソシアナトジシクロヘキシルメタンに基づくラッカー
ポリイソシアネートである上記第10項に記載の方法。 12. 有機ポリイソシアネートが168〜1000の
分子量と15〜50重量%のNCO含有量とを有する上
記第9項に記載の方法。 13. 有機ポリイソシアネートが、イソシアヌレート
基を有しかつ1,6−ジイソシアナトヘキサン、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−シクロヘキサンおよび/または4,4′−ジ
イソシアナトジシクロヘキシルメタンに基づくラッカー
ポリイソシアネートである上記第12項に記載の方法。 14. ポリイソシアネートにおけるイソシアネート基
の30〜90当量%を3,5−ジメチルピラゾールを含
有する液体有機生成物と3,5−ジメチルピラゾールを
固体として分離せずに反応させ、次いで得られた部分封
鎖ポリイソシアネートを残存する未封鎖イソシアネート
基の少なくとも95当量%を封鎖するのに充分な量の他
の封鎖剤と反応させる上記第1項に記載の方法。
シアネート基の40〜50当量%を、3,5−ジメチル
ピラゾールを固体として分離することなく3,5−ジメ
チルピラゾールを含有する液体有機生成物と反応させる
上記第14項に記載の方法。 16. 他の封鎖剤がブタノンオキシム、1,2,4−
トリアゾール、ジイソプロピルアミン、マレイン酸ジエ
チルまたはアセト酢酸エチルからなる上記第14項に記
載の方法。 17. 有機ポリイソシアネートが168〜1000の
分子量と15〜50重量%のNCO含有量とを有する上
記第14項に記載の方法。 18. 有機ポリイソシアネートが、イソシアヌレート
基を有しかつ1,6−ジイソシアナトヘキサン、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−シクロヘキサンおよび/または4,4′−ジ
イソシアナトジシクロヘキシルメタンに基づくラッカー
ポリイソシアネートである上記第17項に記載の方法。 19. 有機ポリイソシアネートが168〜1000の
分子量と15〜50重量%のNCO含有量とを有する上
記第16項に記載の方法。 20. 有機ポリイソシアネートが、イソシアヌレート
基を有しかつ1,6−ジイソシアナトヘキサン、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−シクロヘキサンおよび/または4,4′−ジ
イソシアナトジシクロヘキシルメタンに基づくラッカー
ポリイソシアネートである上記第19項に記載の方法。
Claims (5)
- 【請求項1】 第1反応段階にてアセチルアセトンとヒ
ドラジン水和物との等モル混合物を縮合反応により水不
混和性溶剤中にて導入水と生成水とを分離かつ除去しな
がら反応させて3,5−ジメチルピラゾールを含有する
液体有機生成物を生成させると共に、第2反応段階にて
前記液体有機生成物を3,5−ジメチルピラゾールを固
体として分離することなく適宜溶剤に溶解させた有機ポ
リイソシアネートと反応させてイソシアネート基を3,
5−ジメチルピラゾールにより少なくとも部分封鎖する
ことを特徴とする封鎖ポリイソシアネートの製造方法。 - 【請求項2】 第1反応段階にて生成された0.95〜
1.05モルの3,5−ジメチルピラゾールを有機ポリ
イソシアネートにおけるイソシアネート基の各当量につ
き使用する請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 有機ポリイソシアネートが168〜10
00の分子量と15〜50重量%のNCO含有量とを有
する請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 有機ポリイソシアネートが未封鎖ポリイ
ソシアネートにおけるイソシアネート基の一部を3,5
−ジメチルピラゾール以外の封鎖剤で封鎖することによ
り調製されたポリイソシアネートであり、ポリイソシア
ネートを封鎖すべく使用する封鎖剤の全量が未封鎖ポリ
イソシアネートにおけるイソシアネート基に対し少なく
とも95当量%であると共に、3,5−ジメチルピラゾ
ールの量が未封鎖ポリイソシアネートにおけるイソシア
ネート基に対し30〜90当量%のイソシアネート基を
封鎖するのに充分である請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 ポリイソシアネートにおけるイソシアネ
ート基の30〜90当量%を3,5−ジメチルピラゾー
ルを含有する液体有機生成物と3,5−ジメチルピラゾ
ールを固体として分離せずに反応させ、次いで得られた
部分封鎖ポリイソシアネートを残存する未封鎖イソシア
ネート基の少なくとも95当量%を封鎖するのに充分な
量の他の封鎖剤と反応させる請求項1に記載の方法。
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DE4441418A DE4441418A1 (de) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | Verfahren zur Herstellung von 3,5-Dimethylpyrazol-blockierten Polyisocyanaten |
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