JPH10204062A - イソホロンジイソシアナートのイソシアヌレート不含ウレットジオンの製法及び該製法により得られたウレットジオン - Google Patents

イソホロンジイソシアナートのイソシアヌレート不含ウレットジオンの製法及び該製法により得られたウレットジオン

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JPH10204062A
JPH10204062A JP10007304A JP730498A JPH10204062A JP H10204062 A JPH10204062 A JP H10204062A JP 10007304 A JP10007304 A JP 10007304A JP 730498 A JP730498 A JP 730498A JP H10204062 A JPH10204062 A JP H10204062A
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JP
Japan
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isophorone diisocyanate
dimerization
uretdione
catalyst
concentration
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JP10007304A
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English (en)
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Elmar Dr Wolf
ヴォルフ エルマー
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Huels AG
Original Assignee
Huels AG
Chemische Werke Huels AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D229/00Heterocyclic compounds containing rings of less than five members having two nitrogen atoms as the only ring hetero atoms

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イソホロンジイソシアナートのイソシアヌレ
ート不含ウレットジオンの製法及び該製法により得られ
たウレットジオン 【解決手段】 本発明は、イソホロンジイソシアナート
のイソシアヌレート不含ウレットジオンの製法に関し、
これは、イソホロンジイソシアナートが純度≧99.9
重量%を有し、ここで、二量化のために使用される該イ
ソホロンジイソシアナートのガスクロマトグラムでの未
知の前流成分の濃度は0.05面積%以下であり、該イ
ソホロンジイソシアナートを、不活性有機溶剤中で又は
溶剤なしで、下記の一般式の触媒を用いて温度0〜80
℃で二量化し、生じるウレットジオンを、5〜70%の
反応率の後に、予め触媒を不活性化することなく反応混
合物から、100〜180℃及び0.01〜0.5ミリ
バールでの薄層蒸留により単離することを特徴とする。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、3−イソシアナト
メチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシ
アナート(イソホロンジイソシアナート、IPDI)の
ウレットジオンの製法に関する。
【0002】
【従来の技術】イソホロンジイソシアナートの二量体
(以下ではIPDI−ウレットジオンと省略)は、益々
厳しくなる国による環境保護義務に従って顕著に重要に
なっている、ブロック剤不含のPUR粉末硬化剤(ドイ
ツ特許第3030588号、同第3030539号、同
第3030572号明細書)を製造するための重要な出
発化合物である。
【0003】(環状)脂肪族ウレットジオンは、IPD
I−ウレットジオンも含めて、初めてドイツ特許公開
(DE−OS)第1670720号明細書に記載され、
その際、触媒として第3ホスフィンが使用される。しか
しながら、このウレットジオンは著しい割合で、相応す
るイソシアヌレートを不純物として含有する。ドイツ特
許公開第1670720号明細書に記載の方法に一致す
るIPDIの二量化の際にも、ウレットジオンではな
く、最大でIPDI−ウレットジオン80重量%から成
る反応生成物の混合物が得られるにすぎない。残りは、
分離不可能な三量体イソホロンジイソシアナートであ
る。
【0004】ドイツ特許公開(DE−OS)第1934
763号明細書は、第3ホスフィンを用いるIPDIの
オリゴマー化のみに関している。
【0005】該ドイツ特許公開明細書の教示により得ら
れる反応生成物は、(高温で分解可能な)二量体IPD
I及び(高温でもはや分解不可能な)三量体又はより高
オリゴマー化されたIPDI 約60重量部から成る。
適当な変法(例えばより低い反応率)により、二量体分
を更に約75重量部にまで高めることができる。ウレッ
トジオン含有率を更に引き上げることはもはや不可能で
あり、それというのも、その触媒(第3ホスフィン)
は、IPDIの二量化だけでなく、相応するイソシアヌ
レートへのIPDIの三量化をも触媒するからである。
【0006】ドイツ特許第3030513号明細書中に
初めて、イソシアヌレート不含のIPDI−ウレットジ
オンが記載されている。触媒としては、亜リン酸トリア
ミド、特にトリス−ジメチルアミノホスフィンが使用さ
れる。この方法で不利なのは、触媒を循環させて、IP
DI−ウレットジオンを連続的に製造する際に、公知の
ように発ガン性物質であるという疑いがもたれているヘ
キサメチルリン酸トリアミド(Br. J. Cancer 38, 418-
427(1978))が反応生成物中に蓄積されることである。
IPDI−ウレットジオン中に発ガン性の疑いがある物
質が蓄積されるというこの欠点は、ドイツ特許公開(D
E−OS)第3739549号明細書に記載のIPDI
用の二量化触媒(4位で置換されたジアルキルアミノピ
リジン)を使用することにより排除することができた。
この4−ジアルキルアミノピリジン、特に4−ジメチル
アミノピリジン(DMAP)は、工業的規模でIPDI
−ウレットジオンを製造することに関して価値が認めら
れた。
【0007】従来、IPDIの二量化には、イソホロン
ジアミンのホスゲン化により得られるようなIPDI品
質が使用された(ドイツ特許第1202785号明細
書):
【0008】
【化3】
【0009】この標準IPDIは、塩素合計 約180
mg/kgを含有し、そのうち、加水分解可能な塩素含
量は約120mg/kgである。
【0010】ドイツ特許公開第3828033号及び同
第4214236号又は同第4231417号明細書で
は、高毒性ホスゲンの使用を放棄するIPDIの製法が
記載されている:
【0011】
【化4】
【0012】この方法では、塩素不含であり、以下では
IPDI(尿素)と略記するIPDIが生じる。両方の
IPDI品質、即ちIPDI(標準)及びIPDI(尿
素)(IPDI 99.6%(GC))を、アルコール
との反応又は三量化に関して比較すると、これらの反応
では差異を確認することはできない。これに対して、I
PDI(尿素)を4−ジメチルアミノピリジンを用いて
二量化しようと試みると(ドイツ特許公開第37395
49号明細書)、強く着色された反応生成物が得られ、
これは更になお少量の三量体IPDIを含有してさえい
る。この現象を説明することはできず、それというのも
IPDIの反応挙動は、その製法に無関係であるとされ
ているからである。IPDI−ウレットジオンの製造に
好適でないIPDIは、その使用可能性において強く制
限されているであろう。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、変色されていないIPDI−ウレットジオンをIP
DI(尿素)から製造することであった。
【0014】
【課題を解決するための手段】意想外に、この課題を、
未知の前流成分(Vorlaufkomponente)の濃度が最大
0.05%(GCでの面積%)でありかつIPDI濃度
が≧99.9重量%であるIPDI(尿素)を二量化に
使用したことにより解決することができた。
【0015】本発明の対象は、イソホロンジイソシアナ
ートのイソシアヌレート不含ウレットジオンを製造する
方法であり、これは、イソホロンジイソシアナートが≧
99.9重量%の純度を有し、ここで、二量化のために
使用される該イソホロンジイソシアナートのガスクロマ
トグラムでの未知の前流成分の濃度は0.05面積%以
下であり、該イソホロンジイソシアナートを、不活性有
機溶剤中で又は溶剤なしで、一般式:
【0016】
【化5】
【0017】[式中、R1及びR2は、C原子1〜8個を
有する同じ若しくは異なるアルキル基を表すか又は、
環に結合されたN原子と一緒に共通の5若しくは6員環
を形成してよく、該環はCH2基の代わりにCH−CH3
基、N−CH3基若しくはO原子を有してもよい]の触
媒を用いて温度0〜80℃で二量化し、生じるウレット
ジオンを、5〜70%の反応率の後に、予め触媒を不活
性化することなく反応混合物から、100〜180℃及
び0.01〜0.5ミリバールでの薄層蒸留(Duennsch
ichtdestillation)により単離することを特徴とする。
【0018】二量化に使用可能なIPDIは、例えばヨ
ーロッパ特許(EP)第0568782号明細書に記載
されている。ポリオールとの反応の場合及び三量化の場
合には、未知の前流成分の含有率0.3%(GCでの面
積%)は不利であるとは認められないが、この未知の前
流成分は、二量化に使用されるIPDIでは、反応生成
物での強い変色を回避すべきである場合には、0.05
%(GCでの面積%)以下でなければならない。通常、
ヨーロッパ特許第0568782号明細書に相応して製
造されたIPDIを、IPDIの含有率が≧99.9重
量%であるように分留する場合に、このようなIPDI
品質を得る。二量化触媒は、4−ジアルキルアミノピリ
ジン、例えば4−ジメチルアミノピリジン、4−ジエチ
ルアミノピリジン、4−ピロリジノピリジン、4−ピペ
リジノピリジン及び4−(4−メチルピペリジノ)−ピ
リジンである。触媒は、0.2〜4重量%、有利には
0.5〜2重量%の量で使用する。特に好適なのは、4
−ジメチルアミノピリジン(DMAP)及び4−ピロリ
ジノピリジンである。
【0019】本発明による方法は、原則的に連続的及び
不連続的に実施することができる。
【0020】本発明による方法の実施は、さし当たりI
PDI(尿素)を記載の触媒を用いて、室温で液体状態
での反応混合物の搬送を可能にする反応率(IPDI反
応率約40〜60%)まで反応させ、その後に、未反応
のIPDI(尿素)を触媒と共に薄層蒸留、殊に分子蒸
留により反応生成物から分離するように行うのが有利で
ある。留去されたIPDI(尿素)及び触媒を、再び反
応に使用することができる。反応時間、即ちIPDI
(尿素)の40〜60%が反応している時間は、(一定
温度では)高い度合いで、使用触媒の濃度及び種類に依
存する。それは、通常40〜90時間である。反応を極
性溶剤、例えばエステル、エーテル及びケトン中で又は
溶剤なしで実施することができる。溶剤なしで作業する
のが有利である。反応混合物の後処理は、既に記載のよ
うに、100〜180℃及び0.01〜0.5ミリバー
ルでの薄層蒸留により行う。本発明による方法により製
造されたIPDI−ウレットジオンは、当然、溶剤不含
の1成分及び2成分ラッカー及びポリウレタン粉末ラッ
カーの製造にも好適である。
【0021】
【実施例】
【0022】
【表1】
【0023】B.IPDI品質1〜3に1%DMAPを
加え、室温でN2カバーリング下で3日間おいた。反応
推移を、屈折率及びNCO含有率の測定により追った。
【0024】3日間の反応時間の後に、未反応IPDI
を、120℃/0.1ミリバールでの薄層蒸留により反
応生成物から分離した。下記の表に、反応生成物の組成
を示す。
【0025】
【表2】
【0026】
【表3】

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イソホロンジイソシアナートのイソシア
    ヌレート不含ウレットジオンの製法において、イソホロ
    ンジイソシアナートが純度≧99.9重量%を有し、こ
    こで、二量化のために使用される該イソホロンジイソシ
    アナートのガスクロマトグラムでの未知の前流成分の濃
    度は0.05面積%以下であり、該イソホロンジイソシ
    アナートを、不活性有機溶剤中で又は溶剤なしで、一般
    式: 【化1】 [式中、R1及びR2は、C原子1〜8個を有する同じ若
    しくは異なるアルキル基を表すか又は、 環に結合され
    たN原子と一緒に共通の5若しくは6員環を形成してよ
    く、該環はCH2基の代わりにCH−CH3基、N−CH
    3基若しくはO原子を有してもよい]の触媒を用いて温
    度0〜80℃で二量化し、生じるウレットジオンを、5
    〜70%の反応率の後に、予め触媒を不活性化すること
    なく反応混合物から、100〜180℃及び0.01〜
    0.5ミリバールでの薄層蒸留により単離することを特
    徴とする、イソホロンジイソシアナートのイソシアヌレ
    ート不含ウレットジオンの製法。
  2. 【請求項2】 10〜30℃の温度で二量化する、請求
    項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 20〜60%の反応率の後に単離する、
    請求項1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 40〜50%の反応率の後に単離する、
    請求項1又は2に記載の方法。
  5. 【請求項5】 4−ジメチルアミノピリジン、4−ジエ
    チルアミノピリジン、4−ピロリジノピリジン、4−ピ
    ペリジノピリジン及び4−(4−メチル−ピペリジノ)
    −ピリジンの群から選択された触媒を使用する、請求項
    1から4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 触媒を0.2〜4重量%の量で使用す
    る、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 イソホロンジイソシアナートが純度≧9
    9.9重量%を有し、ここで、二量化のために使用され
    る該イソホロンジイソシアナートのガスクロマトグラム
    での未知の前流成分の濃度は0.05面積%以下であ
    り、該イソホロンジイソシアナートをイソホロンジイソ
    シアナートのイソシアヌレート不含ウレットジオンの製
    造に使用すること。
  8. 【請求項8】 イソホロンジイソシアナートが純度≧9
    9.9重量%を有し、ここで、二量化のために使用され
    る該イソホロンジイソシアナートのガスクロマトグラム
    での未知の前流成分の濃度は0.05面積%以下であ
    り、該イソホロンジイソシアナートを、不活性有機溶剤
    中で又は溶剤なしで、一般式: 【化2】 [式中、R1及びR2は、C原子1〜8個を有する同じ若
    しくは異なるアルキル基を表すか又は、 環に結合され
    たN原子と一緒に共通の5若しくは6員環を形成してよ
    く、該環はCH2基の代わりにCH−CH3基、N−CH
    3基若しくはO原子を有してもよい]の触媒を用いて温
    度0〜80℃で二量化し、生じるウレットジオンを、5
    〜70%の反応率の後に、予め触媒を不活性化すること
    なく反応混合物から、100〜180℃及び0.01〜
    0.5ミリバールでの薄層蒸留により単離することによ
    り得られるイソホロンジアミンのイソシアヌレート不含
    ウレットジオン。
JP10007304A 1997-01-20 1998-01-19 イソホロンジイソシアナートのイソシアヌレート不含ウレットジオンの製法及び該製法により得られたウレットジオン Pending JPH10204062A (ja)

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DE19701714.2 1997-01-20
DE19701714A DE19701714A1 (de) 1997-01-20 1997-01-20 Verfahren zur Herstellung eines isocyanatfreien Uretdions des Isophorondiisocyanats

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EP0854141A1 (de) 1998-07-22
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