JPS5933316A - Ncoプレポリマーからのポリアミンの一段階製造方法 - Google Patents

Ncoプレポリマーからのポリアミンの一段階製造方法

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JPS5933316A
JPS5933316A JP58131139A JP13113983A JPS5933316A JP S5933316 A JPS5933316 A JP S5933316A JP 58131139 A JP58131139 A JP 58131139A JP 13113983 A JP13113983 A JP 13113983A JP S5933316 A JPS5933316 A JP S5933316A
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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】 本発明は、通常のすべての有機溶剤Vこ不溶性である無
機または有機の塩基性触媒、例えば酸化アルミニウムま
たは塩基性イオン又挨体のイI在下および水溶件の浴剤
、例えばジオキサンまたはジメチルホルムアミドの存在
下における、好ましくはJjl、温下の当th1、オた
は過剰蓋の水による、末端イソシアネート基を含有する
化合物(NCO含有t O,J〜lI−θ重知9!I)
の加水分解によって、芳香族および/またけ脂肪族の第
一級アミノ基、好1しくは芳h°族アミノ基を含むポリ
アミンを製造するための簡略化した一段階法に関する。
インシアネート基を含む化合物として、変化されたイソ
シアネートまたはNGO−プレポリマーまたはセミプレ
ポリマーが使用される。
う)−香族イソシアネートが酸加水分解によって第一級
芳香族アミンに転化できることは公知であるが、加水分
解中に生成したアミンは更に未反応のイソシアネートと
反応して対応する尿素を生Bl f。
るので、この反応はとても完全とは言えない。この更に
起こる反応は過剰の強い鉱酸を使用しても抑制できない
。この手順のかなり新しい例は特公昭!;!;−7g2
7号公報にみることができる。
西ドイツ特許出願公告明細1′第1 J 70. + 
06号には、芳香族ジーまたはトリイソシアネートとポ
リアルキレングリコールエーテルおよび/またはポリア
ルキレングリコールチオエーテルとの反応生成物、好ま
しくは≠OOないしti−oooの分子量を有するこの
ような反応生成物を第二級または第三級カルビノールと
反応させ、次いでこの反応生成物に不活性溶媒中(随意
に酸触媒の存在下)昇温下において熱分解を受けさせる
、ポリアルキレングリコールエーテル部分を含む限定さ
れた第一級芳香族アミンの製造方法が記載されている。
高い分解温度を別として、この手順の欠点は、ウレタン
の熱分解中に可燃性で揮発し易いアルケンが生成し、こ
れは空気と混合した状態で爆発性であるために、対応し
た安全処置をとらなければならないことである。
西ドイツ特許出願公告明細書第1乙5;′4’ /、!
r2号には、ヒドラジン、アミノフェニルエチルアミン
1★はその他のジアミンをポリエーテルポリオールとポ
リイソシアネートとのNC0−プレポリマー(NCO:
 N H比=/”、/、3;ないし/:j)と反応させ
ることによって、少なくとも2個の末端アミン基を含む
プレポリマーを製造することが記載されている。未反応
のアミンはポリインシアネートとの反応にかなりの程度
触媒・作用を力え、それKよって短かい処理時間をもた
らすと共にそれ自体反応剤の形で生ずるので、別の段階
で注意深く除かなければならない。
ウレタン基を含むポリアミンを合成する別の可能性はフ
ランス屯許第1. Il/ん3/7号明細店に記載され
ている。ウレタン基を含むNGO−プレポリマーは蟻酸
によってN−ホルミル誘導体に転化され、これは加水分
解されて末端芳香族アミンを牛か・する。西ドイツ牲許
出願公告明細省、第1/ 夕j 207号によると、N
GO−7’レポリマーとスルファミン酸との反応も末端
アミノ基を含。
む化合物を導く。更に、西ドイツ特許出願公告明細書第
1.2/!;373号に従って触媒の存在下高圧昇温下
において比較的高分子量のヒドロキシル化合物をアンモ
ニアと反応させるか、または米国特許第3. Olll
、41.912号明細書に従い、比較的高分子刃の?リ
ヒドロキシル化合物をアクリロニトリルと反応させ、そ
れにつづく接触水添によって脂肪族の第二級および第三
級アミン基を含む比較的高分子量のプレアダクトが得ら
れる。末端アミノ基およびウレタン基を含む比較的高分
子量、の化合物は壕だ水酸基を含むエナミン、アルジミ
ンtたUケチミンとNC0−プレポリマーを反応さぜ、
次いで加水分解することによっても得ることができる(
西ドイツ牛゛I許出願公開明細病第、2月弓j3乙号お
よび米国特許第3.gl、ム7り7号り」細豹)。
ウレタン基とエーテル基を含む芳香族ポリアミンを合成
する別の可能性は無水イサト酸とジオールとの反応にお
いて起こる開環である。この型の4リアミンは、例えば
米国%酌第乞/ lrO,gtl刊および西ドイツ特許
出願公開明細省第、20 /9413.2号、第、2乙
 /9 gpo号、第2乙 ≠、5’ 77≠号および
第!乙 ttg g、2s−qに言1が・4されている
このようにし7て得られた芳香族エステルアミンの反応
性it貧弱役ため、多くのit;ii用において不利と
外る。
ニドロアリールイソシアネートをポリオールと反応させ
、次いでそのニトロ基を芳香族アミノ基に還元するとと
も知られている(米国中「許か、2. g g g、 
ll−37号明#l+l 劉’ )。
この方法の欠点は就中還元段階の費用か高くつくことで
ある。
或種のへテロ芳香族イソシアン酸エステルカ塩2!il
=竹加水分解によってヘテロ芳%族アミン姓−転化でき
ることも知られている。残念ながら、H,JohnがJ
a Prakt 、 Chem+eムq o 、 第J
 / tiTA以下オニLヒtn33 J%以下(/ 
93 /年) K %r、; Ili’、’。
L、ている、2種の特定のへテロ芳香族モノイソシアン
酸エステルのだめの加水分Wイ条件は、ポリーNCO−
化合物を脂肪族および/捷たけ芳香族アミンに転化する
のに全< 適り、てい力いばかシで々く、危険でもある
我々自身の案の2つの主題(ドイツ特許出願公開明細省
第、27≠♂グ/り号および外、303り400号を参
照)は、低温において過剰の水酸化アルカリ水溶液でN
COプレアダクトをアルカリ加水分解してカーバメート
を生成させ、幅量まだは塩基の量よりも過剰の量の鉱酸
またはイオン交換樹脂で酸性化してニレ・化炭素の放出
を伴いなからカーバメートを分解し、そして−ml[意
に一酸の過剰i4を塩基で中和し、次いでポリアミンを
遊離することによって、ポリアミンを製造する多段階の
方法である。
上記のポリアミンの製造方法は全く込み入っている。直
ぐ上に述べたポリイソシアネートをポリアミンに転化す
る簡単な方法の場合でも、々お経済的によシ有利力方法
でポリアミンを得ることができる更に重要な簡易化を達
成することが望1れる。との点に関するI要々利益は慣
例の多段階方法に対抗する形の一段階法によって与えら
hる。
更にその上の利益は、生成した塩が存在しないことと、
概して濾過することが困Sな、生成した微細な粒状の塩
のだめの濾過段階が実質的に存在しないととにある。
従来、一段階における7Pリイソシアネートの直接加水
分解によってポリアミンの涌Jvな収用を得るすべての
試みは不成功にとど1っている。ル「鉋の加水分K1生
成物の代りに、得られた生成物は部分的に不均一であっ
て自由に流動しない上に、もし存在するとしても小Sく
僅かなアミン基と共に尿素基を含むにすき々い(比較例
もb照)。この理由はイソシアネート/アミンの反応が
インシアネート/水の反応よりもかなシ速いという都実
に見出される。このため、水酸化アルカリによって触四
作用を受けた加水分解反応は従来できるだけ低い湿度に
おいて遂行され、必然的に生成したカルバミン酸アルカ
リしJ、次いで熱処3jjj−4たけし処理によって分
解されてきた。
力゛<べきととにに1、水および通常のすべての有梯、
溶剤の両方に不溶性である比t′的弱い塩基fi:ない
17弾塩基+!1の無枠触媒またけ有枦、触妙、例えば
塩基性水ff51化アルミニウム寸たは塩基(≦]゛イ
オン交換樹脂の存在下および水溶性の溶剤、例えばジオ
キサン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド号
た0、アセトニ) IJルの存在下において反応を遂行
し7、シかも尿素の生成を抑制するたぬeこ層温下、例
えばjOないし745℃、そしてp7I寸しくけgOな
い1〜730℃、または溶剤の沸点においてその反応を
遂行するならば、d¥リイソシアネートの一段階の加水
分解が簡接醪すアミンを導くととがここに発見された。
本発明(C従って使用するのに適した酸化物とその他の
不溶性化合物によって、高い温度よりも低い温度、例え
ば室温において驚くべきことにはより多くの尿lチ基が
生が、する。上に引用した先行刊行物におけるように、
水酸化アルカリ(可溶+′□1触1)を触ρ1,5にイ
史用1〜たj・り合には昇治1下において尿≠、の生成
が著しく増大するので、本発明の糸件下、すなわちその
昇温下では尿素の生成が極めて大ljに抑制されるであ
ろうにとは、全く予想され々かった。
オ発明の方法において幻1、反応剤ずガわち、NGO化
合物と水、の実質的に均一な溶液を得るために水溶性の
溶剤が使用される。特に好適な溶剤はジメチルホルムア
ミド、ジオキサン、ジメトキシエタン、アセトンおよび
アセトニトリルである。
NGOプレ月?リマーのジメチルポルムアミド溶液が、
実質的に当量の水(理論上jのgoないし/20係)に
より一尿素基を通した連鎖の伸長を伴って−エラスタン
(elasthane )フィラメントの紡績寸たはコ
ーティングに適した高粘度の溶液に転化できることは西
ドイツ出願公開明細1泥/、2 334tタタ号から公
知である。NGO化合物と過す11七の水との別の反応
が殆ど専ら低分子量のアミンを生成することは炊くべき
ことであった。
昇温下においてイソシアネートがジアルキルホルムアミ
ドと反応してホルムアミジンを生成することも知られて
いる( H,Vlrich%著、 J、Org。
Chem、  第 33 巻 、Kt392g−393
0負 (mg年))。との反応でづえ円滑な加水分解反
応に影響に及はすことがなく、NCOプレポリマーの溶
媒と17でジアルキルホルムアミドを使用するkらば、
その加水分解反応によってポリアミンが本発明方法にお
いて生成する。
本発明方法の重要な利益は、水酸化アルカリの場合カル
バミン酸アルカリが酸と反応してそれらの酸のアルカリ
塩(およびCO□)を生成するので、本発明の触媒を使
用する場合に、例えば水酸化アルカリによる場合のよう
な塩を生成し々いという事実にある。
このように、使用さノ′シる触媒り濾過17てから伺の
困V(もなく必要に応じて再使用することができる。触
媒の除去目、ポリアミンの反応混合物から濾過すること
によって都合よく容易に遂行することができ、複雑な蒸
留プロセスは必要としたい。加水分解反応の唯一の副産
物は気体の二酸化炭素である。
穏やかに反応条件は加水分解反応中にエステル基の重要
な分裂をもたらさないので、本発明の触媒を使用する方
法はまたポリエステルをペースに、したNCOプレポリ
マーの加水分wrK特に適している。本発明によって使
用される触媒は分離した後で1trfi意に再使用する
ことができる、商業的に容易に入手できる安価外触媒で
ある。これらの触媒は才だ、たとえあるにしてもジメチ
ルポルムアミドのようなアルカリ加水分解性の溶剤と極
くイ・)1かな化学的相互作用を示すに1ぎない。こり
、とSl照的に、塩Au fl′lの強い水r1・2化
アルカリを使用する場合には、例えば・ジメチルポルム
アミドは明瞭々加水分解を受ける。
しだがって、本発明は、 a)随意に、NCO不活性て水混和性の有機溶媒の溶液
の形の、芳香族および/また幻脂肋族のスム(p;、f
NCO基を含む化合物(NCOiJ有n、 0.3−’
I O!<’M;チ、好iし2くは/5.2〜.2.j
重重チ、そして更に女子甘しくけ/、j〜/j重量%)
、 b)水、 C)塩基および d)溶剤、およびL゛イf意 e)  a)をペースにしてO1/〜/夕重量係の、/
〜≠個のNC0反応性の水素原子を含み、かつ3!〜a
、 000の卸、囲の分子實を有する少々くとも7種の
化合物 を混合することにより、遊離インシアネート基を含む化
合物を一段階で加水分解することによって、芳香族およ
び/または脂肪族アミン基を含む第一級ポリアミンを製
造する方法において、c)の塩基が水だけで力く通常の
すべての有機溶剤に実質的に不溶性である有機または無
機の化合物であることを特徴とする上記方法に関する。
本発明はまた745℃以下、そして好ましくはgθ〜/
3θ℃の範囲の温度において、a)  NCO基、好ま
しくは男香族状に結合したNCO基を含む化合物(NG
O含有量0.3〜to重芳チ、好ましく fd /、 
2〜.2 j :ji量チ、そして更に好ましくは/、
j〜/j重預%)を、 b)  a)の中のNCO基/当量当シ少なくともλ当
−i (NCOの/当九に伺き水1モルに和尚する)そ
して好ましくは/θ当量以上に達する過剰量の水、 e)  7種または、2移以上の塩基およびd)a)1
00重景部に対して70重量部以上、好1しくけ20重
館部以上そして更に好ましくは110重量部以」二の■
2の、好ましくはカルボン酸ジアルキルアミドノー;、
ラクタム基、デトラアルキル尿素基、スルホン基、スル
ホキシド基、ホスホラスジアルキルアミド基、ニトリル
基、ケト基およびエーテル基、更に好ましくはカルボン
酸・シアルキルアミド基、エーテル基、ケ) fffi
)およびニトリル基を含む/釉櫨だは2種以上の水混和
性の極性溶剤、 と混合することにより、遊離イソシアネート基を含む化
合物を一段階で加水分ル1することによって、芳香族お
よび/凍たは脂肪加、のアミノ基をもむ第−経列?リア
ミンを製造する方法において、C)の塩基が水だけてな
く通孔のすべての有朴1溶剤に実質的に不溶性である有
機また一無機の化合物であると共に、a)の中のNGO
1モル当り例えば/〜、200!1l−1好ましくは2
〜j01、そして93にグf廿しくけj〜30y・の溺
の触媒がイφ用さiつることを特徴とする上記方法にr
w、Iする。
本発明の方法においては、a)60部に付き少なくとも
4to部のb)力いしe)を使用L、適用される反応温
度においてSL)、b)、d)およびe)の混合物中で
均一の反応相を維持するのが特に好ましい。触媒C)は
反応相中で不均一に分布して存在している。
本発明による不溶性の触媒を使用することによって、反
応を連続的に遂行しようとするとき液体または揮発性の
第三級アミンまたけ少にくとも一部水溶性の結晶質塩基
性化合物を触〃(!、とじて使用する場合に起こる不利
益を避けるととができる。
例えば第三級アミンを使用する場合、完全な回収を保証
するために手の込んだ凝縮の予防措置を採らなければな
ら々いか、あるいは或程度の損失を絶えず埋合わさなけ
ればなら力いが、その打−失を受入れ々ければならない
上に、変色も容易に起こる。例えば炭酸水素カリウムオ
たは炭酸ナトリウムのよう々幾分可溶性の触媒の場合に
は、触媒の溶解した部分と溶解しなかった部分が生ずる
ので、触媒の僅かな残渣がアミンの最終生成物中に多分
残り得るという結果のために塩基性触媒を)回沖過によ
って除去しなければならず、とれは通常望ましいことで
はない。
本発明はまた脂肪族、脂at式または芳香族の基に結合
している7個、−測寸たはそれ以上のヒドロキシ基およ
び/″!、たはアミノ基および/またはチオール基を含
む化合物e)を加水分解反応において067〜/j重量
係という少1;で使用することに[9,1する。水素活
性の基を含むこれらの化合物を使用するととd、次の利
益、すなわち薄膜k・留または同様な方法によってNC
O化合物を処理し々いで、低分子量の号?リイソシアネ
ートを自むNCO化合物、例えばNC0−セミプレポリ
マーから単知体のポリアミンを実質的に含まないポリア
ミンを叱゛(造できるという利益を与える。このように
して−また糾合わぜた反応段階において−ウレタン基、
チオウレタン基または尿素基を通して結合した、随意に
箕った型の?リアミン部分を7個の分子上に伺加的に含
む変性されたポリアミンを製造することも容易にできる
NGO加水分解反応において「水素−活性のス(」を含
む三官能性オだはそわよりも多官能性の化合物を使用す
るととによって例えば三官能性のNCO化合物から三官
能性またはそれよシも多官能性のポリアミンを得ること
ができる。
本発明はまだ本発明の方法によって利られた、0、/り
〜20,3重景係、好ましくはO3≠乙〜//、3升月
チ、そして更に好ましくはOljざ〜6.7重量%の第
一級アミノ基を含むヂリ′アミンに関する。
芳香族状に結合したNCO基を含むNCO化合物の芳香
族状に結合した第一級アミン基を含む、j? IJアミ
ンが好ましく、トリレンジイソシアネートをペースにし
たNGO化合物のポリアミンが竹に好ましい。
本発明はまた A)ポリインシアネートおよび/′tたはブロックされ
たポリイソシアネート(NCOゾレポリマーを包含する
)を、 B)ポリアミンおよび、随意に、 C)イソシアネート反応件の基を含む他の低分子量およ
び/または比較的高分子針の化合物と、随意に D)それ自体公知の助剤および添加剤および/甘たけ溶
剤の存在下において、 反応させることによって本発明方法によって得られるポ
リアミンを使用してポリウレタン、随意に発泡ポリウレ
タンプラスチックおよびIリウレタンフォームを製造す
る方法において、 本発明の方法によって製造されたポリアミンを成分B)
として使用することを%徴とする上記方法に関する。
以下に簡単にr NCO化合物」ともいう、本発明方法
において使用するのに適した、2個またはそれ以上の芳
香族、複素環式および/または脂肪族、好ましくは芳香
族のNCO基を含むNeo化合化合物上、 インシアネート基をウレタン基、尿素基、ビー−レット
基、ウレトジオン基、イソシアヌレート基および/また
はウレトンイミン基に部分的に転化することによって生
成した型の変性されたポリイソシアネート、 寸たけ N00反応性の水素−基を含み、かつ乙ノ〜/ 200
0 、好ましくは11.00〜乙000の範囲の分子章
を有する多官能性の化合物と(過剰月)多部の芳香族ポ
リイソシアネートとのいわゆるNCOプレポリマー、ま
たは随意に NCOプレポリマーと付加的な低分子量ポリイソシアネ
ートとの「セミプレポリマー」 のいずれかである。
好適な変性された芳香族ポリイソシアネートは、例えば
(低分子量ポリオールによる変性によって生成した)ウ
レタン基を含むポリイソシアネート、尿素基を含むポリ
イソシアネート(水による変性、西ドイツ特許第1..
230.77 f号明細書)、ビー−レット基を含むポ
リイソシアネート(米国%W[第3,73605号およ
び第3.20 /、 37 、l!号明細書、英国特許
第ggzoso号明細書)、イソシアヌレート基を含む
ポリイソシアネート(ドイツ特許部/、 0.2.2.
7 fり号および第4.2λ)、047号)およびウレ
トジオン基せたはウレトンイミン基を含む二を体または
オリゴマーのポリイソシアネートである。これらの変性
されたポリイソシアネートは公知の化合物であるか、ま
たは公知の方法によって得ることができる。Analy
tlcalChemistry of  the Po
1yurethanes  、第1乙/■巻pのHlg
h −Polymers −5eries (Wlle
y / 9 Aり年発行)に数種のウレトジオンポリイ
ソシアネートが記載されている。例えばカルボジイミド
基を含むポリイソシアネートも好適である。
本発明方法において使用するのに憫した型の、つl/、
タン基および/またはIりおよび/またはビューレット
基および/またはウレト・ジオン基および/またはイソ
シアヌレ−トノをおよびまたはウレトンイミン基を含む
ような変性されたぼりインシアネートは通常t−po重
タチ、好ましくは70〜.237E#:%のNCO含治
自治を翁する。
1−かし々がら、本発明方法においで使用されるNGO
化合物a)は、就中反応性の基を含む化合物(分子潰ト
乙)〜約ix、ooo)の形で低分子部および7寸たけ
比較的高分子量のヒドロキシ基および7寸たけアミノ基
および/まだはチオール基を過剰のポリイソシアネート
と反応させるととにより、公知の方法で得られる型のN
COゾレs9 リマーである。
遊離のNCO基を含む化合物の製造において使用するの
に適1.たポリイソシアネートは、原則とし7て、例え
ばW、 5lefkenがJustus Liebig
gAnnalen der Chemle + ! 6
2 v m7 j 〜/ 3乙頁に記載した型の芳香族
、脂肪族および複素環式のポリイソシアネート、例えば
式Q(NCO)  においてn=λ〜μ、好ま1. <
は!であ、す、そしてQが弘〜/、3−個の炭素原子を
含む炭化水素基、6〜75個、好ましくは2〜73個の
炭素原子を含む芳香族炭化水素基を意味する、上hI;
の式に該当するポリイソシアネート、例えば八3−およ
びへt−フェニレンジイソシアネート、2.クーおよび
ノ、乙−トリレンジインシアネートおよびとすLらの異
性体の混合物、モノ−ないしテトラ−C1−〇〇−アル
キルーおよび/″!たは塩紫置換した誘導体を包含する
ジフェニルメタン−J、l/l’−および/捷たは一≠
、l/l−′−および/まだは一!、2′−ジインシア
ネートである。その仙、の好適なジイソシアネートは西
ドイツ特許出願公開明細用、第29.2296乙号に臣
1載された!、ψ−ジイソンアナトジフェニルサルファ
イドおよび例えばヨーロッパ/r&¥[第、241−6
45号および西ドイツ特許出願公開明細書第Jタ 33
 37g号に記載されているアルキル1麺換ジフエニル
メタンジイソシアネートである。脂肪族および/または
脂環式ポリインシアネート、例えばへ乙−ヘキサンジイ
ソシアネート、リシンメチルエステルジイソシアネート
、イソホロンジイソシアネート、・クシクロヘキシルメ
タンジイソシアネート異性体またはヘキサン−へ乙−ジ
イソンアネートまたはインホロンジイソシアネートをペ
ースにしたビューレット含有またはイソシアヌレート含
有の、例えば三官能性ポリイソシアネートも使用するこ
とができる。
その他の好適な号?リイソシアネートは、例えばトリフ
ェニルメタン−g 、lI−’、<z“−トリイソシア
ネート、アニリンをホルムアルデヒドで縮合してからホ
スゲン化することによって得られ、そして例えば英国特
許第1717.1130号および第gグざ2乙7/号に
記載さil、た型のポリフェニル、I?リメチレン醪ソ
リイソシアネートm−およびp−イソシアナトフヱニル
スルホニルイソシアネ b、”−クロル化アリールポリ
イソシアネート、イソシアヌレート基を含むポリイソシ
アネート、例えばベルギー特許第7J−、2,2A/号
または米国特許第侃り乞/乙≠号および3.乙りll、
≠j7号に記載さ)]、たEすのウレタン基を含むポリ
イソシアネート、ドイツ特許第1、.2.30.77g
号によるアシル化した尿素基を含むポリイソシアネート
および例えば米国特Wr第3、乙j!−41,/り2号
に記載された型のテロモル化反応によって製造されたポ
リイソシアネートである。
西ドイツ將約出願公開明細書第37 //、2号(米国
特許第1/l、、2 g 3.300号)の方法を使用
し、ジアリールアルキレンジイソシアネート中でアクリ
ロニ)IJルおよび、随溶に他のエチレン状不飽和単弁
体を重合させて和られるジアリールアルキレンジイソシ
アネートを使用することもでき、西ドイツ特許出願公1
)イ明細書第37772号による重合体−変性ポリイソ
シアネートも適し、ている。
一般に、商業的に入手が容易なポリイソシアネート、例
えば!J−および一1乙−トリレンノイソシアネートお
よびこれらの異性体の混合物(「TDI J ) 、ア
ニリンとホルムアルデヒドを縮合してからホスグルー化
することによって製造される型のポリフェニルポリメチ
レンポリイソシアネート(「粗製MDI」)、およびつ
、レタン基、イソシアヌレート基または尿累基を含むポ
リイソシアネート(「変性されたポリイソシアネート」
)を角・用するのが好ましい。!、4L−および/また
はノ、乙−トリレンジイソシアネー) (TDI )お
よび+、p’ −および/または、l! 、4t’−お
よび/捷たは!、!′−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート(MJ)■)から訪導し、た変性ポリイソシアネー
トが特に好ましい。技術的な観点によると、最大のIF
戦性はNCOニア’し?リマーの製造のためにTDIお
よびMDI (まタハこれらの異性体混合物)を使用す
るととKKしている。
NCOプレポリマーを製造する場合に打首しく使用され
る化合物は4L00〜/、2,000、そしてより特定
的には≠00〜乙000の範囲の分子杯を有し、かつ1
モル当り反応性の水素−活性基とl〜で少なくとも/、
り、打首しくCノルμ、ぞ[2てよ、り特定的には、2
〜3個の反応性の水酸基、アミノ基および/またはチオ
ール基(好ましくは水酸基)を含む比較的高分子月″の
化合物である。この型の好適な化合物は、例えば73?
 !Jウレタン化学において一般に出会うイソシアネー
ト反応性の基を含むポリアセタール、ポリチオエーテル
、ポリカー+1’ネート、ポリアミド、号?リシロキサ
ンおよび/まだはポリブタジェン、竹にポリエステル、
月?リラクトンおよびポリエーテルであるが、就中水酸
基を含むポリエーテルである。
本発明に従って好ましく使用さえする少々くとも2個、
一般にλ〜と個、そして好寸しく1i−2〜3個の水酸
基を含む、If IJエーテチルよ、それ自体公知であ
って、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、
ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン、スチレンオキ
ンド寸たは工ぎクロルヒドリンのような工月?キシド自
体をfllえは三ぶつ化はう素のようにルイス触媒の存
在下において重合させるか、あるいはとれらの工、+?
キシド、好すしくけエチレンオキシド許よびプロピレン
オキシドを、随意に混合した形でまだは連続的に、反応
性の水素原子を含む起動成分、例えば水、アルコール、
アンモニアまたはアミン、例えばエチレングリコール、
へ3−寸たはへ!−プロパンジオール、トリメチロール
プロノぐン、クリセロール、ソルビトール 4,4/−
ジヒドロキシジフェニルプロパン、アニリン、エタノー
ルアミンまたはエチレンオキシドと共に伺加するととに
よって得られる。サッカロースポリエーテルだけでなく
ホルミトールまたはホルモースから出発12だポリエー
テルも本発明に従って使用することができる。多くの場
合、主として第一級水酸基を含む(ポリエーテル中に存
在するすべての水酸基をペースにして90重量係DI下
)型のポリエーテルを使用するのが好ましい。
(I Ti−基、NH−基および/またはSH−基を含
むポリブタジェンも本発明に従って使用するのに適して
いる( Progre+ss Org@Coating
s 、 卯、 7(3)巻、第、2♂ター3.2り頁(
/り79年)を参照)。
好適なポリアセタールは、例えばジーまだはトリーエチ
レングリコール、弘、≠′−ジヒドロキシエトキシジフ
ェニルメタン、ヘキサンジオールのようなグリコールと
ホルムアルデヒドから得られる化合物、または例えばト
リオキサンのような環状アセクールの重合によって得ら
れる化合物である。
水酸基を含む好適なポリカーがネートはそれ自体公知で
あって、例えば、ジオール、例えばへ3−プロノソンジ
オール、へグーブタンジオールおよび/またはへ乙−ヘ
キサンジオール、ジー、トリーまたはテトラ−エチレン
グリコールまたはチオ・ジグリコールをジアリールカー
ブネート、例えばジフェニルカーボネート、またはホス
ダンと反応させることKよって得ることができる(西ド
イツ特許出願公告明細書第1乙9≠OgO号、第19 
/j 20g号および第、2.2.2/ 73−1号、
西ドイツ特許出願公開明細麹筆、2乙 0夕o、21I
−号)。
ジカルデン酸とジオールとの好捷しいプリエステルは、
アジぎン酸および(とれよりは好1しくないが)イソフ
タル醜ど直鎖および/叫だは分枝鎖ジオールとの月ソリ
エステル並びにラクトンポリエステル、好1しくはカプ
ロラクトンと起動物質ジオール、例えばジエチレングリ
コール寸たはへ乙−ヘキザンジオールとをペースにした
ラクトンポリエステルである。
ポリチオエーテルの中では、チオジグリコール自体の縮
合生成物および寸たはこれと他のグリコールとの縮合生
成物が特に遇択さ力、る。
既にウレタン丼または尿素基を含んでいるポリヒドロキ
シル化合物およびμ’、:lj %−”i、 tic変
性された天然のポリオールも使用することができる。ア
ルキレンオキシドとフェノール−ホルムアルデヒド樹□
脂との伺加生成物オたはアルキレンオキシドと尿素−ホ
ルムアルデヒド樹脂との伺加生成物も本発明シで従って
使用できる。例えばドイツ化“イ酢出にら公開明細卯第
、、2夕 jタ 37λ号に従ってボ1ノヒドロキシル
化合物にアミド基を導入するとともできる。
本発明によれば、高分子量の重付加物および重縮合物ま
たは重合体を含むポリヒドロキシル化合物を微細に分散
した形または溶解した形で使用するとともできる。この
ようなポリヒドロキシル化合物は、例えば、上に述べた
水酸基含有化合物中その場で重付加反応(例えばポリイ
ソシーアネートとアミン官能性化合物との反応)および
重縮合反応(例えばホルムアルデヒドとフェノールおよ
び/またはアミンとの反応)を遂行することによって得
られる。このような方法に1例えば、西ドイツ特許出願
公告明細調第1/ 乙♂ 07I号および第1.2 乙
0/1I−2号および西トイツク′1許出kl公開明細
書第232グ /34を号、第、2723%象号、第、
2.t /、23g、!を号、第、2夕 /3 glj
号、第、2!6077乙号、第2.!; !;0 7り
7号、第、2J−60133号、第23 !;0  ど
62号、第2乙 33.25;3号および第2乙3り2
54号に記載されている。しかしながら、米国特許第3
、g乙9.41.73号または西ドイツ特許出願公開明
細膚第、2t  、tO、r乙O号に従って、重合体の
水性分散体をポリヒドロキシル化合物と混合し、次いで
その混合物から水を除去することもできる。
例えば、列?リエーチルの存在下(米国牛テ訂第ぢ3g
3.3、.5− /号、第3,30乞)73号、第3、
!、! 3.0 ’? 3号および第3. / / 0
.乙り5号、西ドイツ特許出願第1/  3;2 33
1.号)またはポリカーボネー) 、lrリオールの存
在下(ドイツ特許第1,7乙z7り5号および米国wt
ljT第3.乙3Z209号)、においてスチレンとア
クリロニトリルを重合して得られた型の、ビニル重合体
によって変イどtされたポリヒドロキシル化合物も本発
明方法において使用するのに適している。
本発明に従って使用される上述の化合物の代表的々例は
、例えば、Hlgh Polymers 、 Ig X
VI $、、r Po1yurethanes 、 C
hemistry and TechnologyJ。
5aunders−Frisch著、 Intersc
ience Publlgherg 。
ニューヨーク、ロンドン発行、第1巻、7961年。
ら):3.2〜4t、2頁および卯、ググ〜j≠頁およ
び第■巻。
/9乙≠年、第j〜乙■」お・よび/7g〜/9り頁、
およびKunststoff−Handbueh 、第
■巻、 Viewog −Hochtlsn  著 、
  Carl−Hanssr−Vorlag、Muni
ch、/り乙乙年の例えば第41j〜7/頁に記載され
ている。勿論、少なくとも2個のイソシアネート反応性
の水素原子を含み、かつ≠OO〜/2,000の分子量
を有する上述の化合物の混合物、例えば異ったポリエー
テルの混合物を使用することができる。
本発明方法において使用されるNCOプレポリマーの製
造において随意に使用することができるその他の出発成
分は、少々くとも2個のイソシアネート反応性の水素原
子(「水素−活性基」)を含み、かつ/g〜39り、好
ましくは乙2〜39りの範囲の分子量を有する化合物で
ある。この場合にも、その化合物は、ポリウレタン化学
における連鎖伸長剤または架橋剤として一般に使用さi
する型の水および/または水酸基および/またはアミノ
基および/またはチオール基、好ましくは水酸基を含む
化合物である。これらの化合物は一般に2〜g個、好ま
しくは2〜グ個のイソシアネート反応性の水素原子を含
んでいる。
この場合にも、少なくとも2僻のインシアネート反応性
の水素原子を含み、かつ乙2〜3タデの範囲の分子量を
有する異った化合物の混合物を使用することができる。
とのような化合物の例は、水、エチレングリコール、パ
ノーおJU/、3−fロノソン・ジオール、八≠−およ
び、2.3−ブタンジオール、/、j−インタンジオー
ル、/尾−ヘキサンジオール、i、g−オクタンジオー
ル、ネオインチルグリコール、へ≠−ビスーヒドロキシ
メチルシクロヘキサン、J−メチル−/、3−プロノ’
ノンジオール、ジブロムブチンジオール、グリセロール
、トリメチロールグロノ4ン、へコ、乙−ヘキザントリ
オール、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール
、キニトール、マンニトールおよびソルビトール、ジア
ンヒドロソルビトールおよびジアンヒドロマンニトール
、ひまし油、ジー、トリーおよびテトラエチレングリコ
ール、ジー、トリーおよびテトラプロピレングリコール
、ジブチレンクリコール、3991での分子量を有する
より高級のプリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコール甘たはポリブチレングリコール、≠、4/′−
ジヒドロキンジフェニルプロノぐン、ジヒドロキシエチ
ルヒドロキノン、エタノールアミン、ジェタノールアミ
ン、N−メチルジェタノールアミン、トリエタノールア
ミンおよび3−アミノプロi9ノールである。
本発明に従って使用するのに適したその他の低分子量の
ポリオールはヒドロキシアルデヒドとヒドロキシケトン
との混合物(「ホルモース」)またはそのホルモースか
らイ↓)られ、そのホルムアルデヒド水利物の自動縮合
において生成する多価アルコール(「ホルミトール」)
である(西ドイツ特許出願公開明細書第2乙3りogt
、を刊および第277≠ 0g7号)。
本発明に従って使用するのに適した脂肪族ジアミンは、
例えば、エチレンジアミン、へ≠−テトラメチレンジア
ミン、へ乙−へキサメチレンジアミン、へ/2−ドデカ
メチレンジアミンおよびその混合物、/−アミノ−3,
3,、t −)リメチルーj−アミノメチルシクロヘキ
ザン(「イソフオロンジアミンJ)1.2.F−および
J、乙−へキサヒドロトリレンジアミンおよびその混合
物、ノ母−ヒドロー 2.II’−および−グ、t′−
ジアミノジフェニルメタン、p−キシリレンジアミン、
ビス−(3−アミノプロピル)−メチルアミン、ジアミ
ノパーヒドロアントラセンおよび西ドイツ特約出願公開
明細有第、2乙 /グー、24tグ号による脂環式トリ
アミンである。ヒドラジンおよびN3されたヒドラジン
、例えばメチルヒドラジンま。た、はジヒドラジド化合
物も本発明に従って使用することができる。
芳香族ジアミンの例は、西ドイツ特ll出願公開明細1
.第177θ 3.2jt号および第1ざ0り772号
(米国特¥[第3. g j 47.3 J≠号および
第3、73 A、 、293号)によるエーテル基含有
ジアミン、随意に5位において渦゛換されている!−ハ
ロゲンー/、3−フェニレンジアミン、3.3’−ジク
ロルーク、lI−′−ジアミノジフェニルメタン、トリ
レンジアミン、<z、g’−ジアミノジフェニルメタン
、≠、j′−ジアミノジフェニルジスルフィド、ジアミ
ノジフェニルジチメエーテル、アルキルチオ基によって
置換された芳香族ジアミン(西ドイツ特rr出願公開明
細切第2乙、3♂ 71.0号)翫スルホネート基また
はカルボキシレート基を含む芳香族ジアミン(西ドイツ
特¥1゛出願公開明細省第、27.20/乙乙号)およ
び西ドイツ特許出願公開明細書箱、2t  3.3−4
100号に述べられた高融点のジアミンである。脂肪族
−芳香族ジアミンの例は西ドイツ特許出願公開明細書箱
、27 3II−37≠号によるアミノアルキルチオア
ニリンである。
上記のものほど好ましくはないけれども、NCO化合物
の製造において使、用できるその他の化合物は、2個の
イソシアネート反応性の末端基を含み、かつ式−o−s
 z(12−に相当する構造単位を含む有機官能性のポ
リシロキサンであって、上記の式においてRはC1−C
4アルキル基またはフェニル基であるが、好ましくはメ
チル基である。本発明によれば、好適な出発物質はそれ
自体公知の有機官能性の末端基を含む純粋なポリシロキ
サンだけでなく、それ自体公知の有棲官伸性の末端基を
含むシロキサンIリオキシアルキレン共島台体である。
本発明に従って使用するのに特に好ましいオルガノポリ
シロキサ71次の−外す式に該当する。
上¥にのオルガノポリシロキサン幻、下RLjの式に該
当する/、へ3,3−テトラメチルー八3−ヒドロキシ
メチルジシロキザンを H30M3 1酸の存在下においてオクタメチルシクロテトラシロキ
プンと平衡さゼるか、あるいは西ドイツ牛Y訂出願公告
明細眉第1.231.、!0.!を月の方法によυ、公
知の方法で得らtする。
芳香族状に結合した遊離のインシアネート基を含むNC
Oフ0レポリマーは溶融物1中またけ溶液中のいずれか
で反応剤を反応させることにより、公知の方法で製造さ
れる。いずれの場合にも、NCO基対活性の水素原子(
好ましくは水酸基)の当量比は/よりも大きく、そして
一般に/、 j : /ないし2、♂:/であるが、も
ちろんこれよりも過剰のポリイソシアネートを使用する
ことができる。NCOグレポリマ(rNcoプレアダク
ト」)は一般に使用される出発成分によって油状ないし
ワックス状の稠度を有する。NCO/ OH比がλよシ
も小さい場合にはNCOグレアダクトの平均分子f[1
,は増大する結果となるのに対し、そのNGO/ OH
比が2よ)も大きくなると、伸長しないNCOプレアダ
クトが主に得られる。既に説明したように、Ncofレ
ポリマーの製造においては比較的高分子量の出発化合物
に加えて、低分子量のポリオールを連鎖伸長剤として使
用することもできる。この場合には比較的高分子量のN
COfレアダクトも得られる。
とのようにして稈られたNCOグレポリマーに蒸留を(
有利には薄膜蒸発器を使用して)施こすと、m4体のポ
リイソシアネートが除去され、もしあるとしても、極め
て少量の単量体ジアミンしか含オない製品が本発明方法
において得られる。
随意に上記の型の連鎖伸長剤(分子量z)〜399)を
使用して、比較的高分子量のポリオール(分子量グ00
〜/、22θ00>、好ましくけIリエーチルIリオー
ルと芳香族ジイソシアネートとを/ : /、、1〜/
:ユgの当量比、よシ特定的には約/ : /、、1〜
/:、2の尚積比で反応させて得たNCOfレポリマー
は本発明の方法にとって好ましい。
使用されるNCOfレポリマーは0.j〜30pj動チ
、打首しくはA、2〜.2jfj:J14:%、更に好
ましくは45〜10重量%のNCO含有量を有する。
しかしながら、いわゆる「セミプレポリマー」、すなわ
ちNCOfレポリマーと、例えば≠01M%までの高い
NCO含有yを有することができる他の遊離のポリイソ
シアネートとの混合物もまた本発明方法において使用で
きる。しかしながら、即量体のポリイソシアネートから
生成した岸邦体のアミンは多くの適用において面倒にな
り得ることは別として、とれは多くの場合実際的および
経済的な理由から尚を得ない。
変性されたイソシアネートの形(一般にウレタン基を含
まない)!たはNCOプレポリマーの形(ウレタン基を
含む)−!たは「セミプレポリマー」の形で遊離のNC
O基を含む化合物a)は、O,S〜≠0重iチ、好まし
くは42〜25重量%、そして更に好ましくは45〜7
5重量%の全NCO基含有量を有する。
水b)の幣はNGO化合物a)の加水分解におけるNC
O基1モルに付き少なくとも1モルに等しい。
使用される水の創は好ましくは化学量論的々量の5倍以
上(そしてよシ好ましくFiio倍以上)である。一般
に水はNCO化合物a)の700部当り7部以上の1.
で使用される。
使用される不溶性の触媒C)は塩基、すなわち水だけで
力く通常のすべての有機溶剤にも実質的に溶解しない有
機または無機の化合物であり、この中に水を既に結合さ
せることができる。
好適な化合物は、例えば、元素の周期律の第■主族の金
属の炭酸塩、例えば炭酸カルシウムまたは例えば塩基性
酸化アルミニウムのような不溶性のアルカリ土類金属酸
化物である。その他の好適な不溶性触媒は、化学量論的
であってもなくてもよく、シかも少なくとも一部が元素
の周期律の第■、第itたけ第■主族の金属または希土
類元紫を含む金属酸化物からなる、いわゆる複酸化物で
ある、このような化合物の例は、珪酸アルミニウムまた
はアルカリ土類チタン酸塩またはアルカリ土類珪酸塩、
例えば塩基性珪酸マグネシウムまたは非水溶性の、例え
ば■焼した(重合体の)珪酊塩である。
り0℃に加熱さり、た、2j09−のジメチルホルムア
ミドと5oy−の水との混合物中に僅か0. / 4I
−F−の炭酸ナトリウムが溶解するにずぎないけれども
、可溶性であって本発明に従って使用するには不適当で
あるとみなされる塩基の一例はこの炭酸ナトリウムであ
る。しかしながら炭酸ナトリウムはそれ自体水に可溶性
である。
その他の好適力場基は無機または有機の支持体上に化学
的または物理的に固定される金属性または非金属性の塩
基である。
このような塩基は、例えば、高分子マトリックス中に結
合しているベンジル基にジアルキルアミノ単位または水
酸化トリアルキルアンモニウム単位を担持している、い
わゆる「塩基性イオン交換樹脂」を包含している。好適
な製品は、例えば、塩基性イオン交換樹脂(Lewat
lt (登録面押)jtOθ、jO≠、MP!;00、
MPtθOh。
M乙00、M乙、2、MP乙≠、すべてバイエルAGの
製品、D、fOりOLeverkusen )である。
その他の好適々高分子環基は、環状および非環状クラウ
ンエーテルの錯体、クリプタンド(cryptands
 )、ポダンド(podands )および、通常金属
化合物および上述の型のアンモニウム化合物によって適
当に置換されているスルホニウム、アンモニウムおよび
ホスホニウム化合物のようなオニウム化合物である相移
動紗、媒であって、これらにおいてクラウンエーテル、
クリプタンドおよびポダンドおよびオニウム化合物単位
は共有結合ニヨって、例tげスチレノ/ジビニルベンゼ
ン骨賂のよう彦高分子の不溶性マトリックスに結合して
いる。
触媒はまた互に混合した形で使用してもよい。
触媒の使用闇は−eKa)の巾のNCO、¥; 1モル
に伺き触媒/〜、:zooy1好ましくは、2〜3− 
Oji’、ぞして更に好ましくはj〜301である。
使用される水溶性/水混和性の溶剤d)は、エーテル、
好ましくけジオキサンおよびテトラヒドロフラン、並び
にエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはプ
ロピレングリコールの名エーテルをペースにした溶剤だ
けでなく、例えばカルボン酸ジアルキルアミド基、ニト
リル基、ケト基およびその仙、の基を含む水温fII 
Itl“の溶剤である。
次のものは溶剤の好適々程りエ1である。
/、7〜70個の炭素原子を含む水溶性の脂肪族または
脂現式井゛アミド、例えげジメチルポルムアミド、ジエ
チルホルムアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルア
セトアミド、カプロラクタム、ホルムアミド。ジメチル
ポルムアミド、ジメチル。
アセトアミドおよびN−メチルピロリドンが好ましい。
ノ、 水溶性のエチレングリコール、ジエチレングリコ
ールまたはプロピレングリコールのエーテル、環状エー
テル、テトラヒドロフランおよびへ≠−ジオキサン。
3、水溶性の≠〜7.2個の炭素原子を含むテトラ−ア
ルキル化脂肪族炭素、例えばテトラメチル尿素またはテ
トラエチル尿素。
久 水溶性の2〜70個の炭素原子を含む脂肪族または
脂環式のスルホンまたはスルホキシド、例えばテトラメ
チレンスルホンまたはジメチルスルホキシド。
よ 水溶性の脂肪族または脂環式の燐酸アミド、例えば
ヘキサメチル燐酸トリアミド。
乙、アセトニトリル。
Z 水溶性のケトン、例えばアセトン、または一部水溶
性のケトン、例えばメチルエチルケトン(MEK )。
溶剤は互にどのようガ割合で混合してもよい。
上に述べた溶剤のうち、常圧の下で、2jO℃以下の温
度、好ましくは乙≠〜/乙j℃において沸騰する溶剤を
使用すると仕上処理を簡単にするので、とのようにする
のが好ましい。
好ましい水混和性の溶剤はジメチルホルムアミド、ジメ
チルアセトアミド、N−メブルピロリドン、テトラメヂ
レンスルホン、アセトニトリル、アセトン、/、4+!
、−ジオキサンおよびテトラヒドロフランである。技術
的には妃メチルホルムアミド、アセトニトリル、アセト
ンおよびジオキサンが特に適しておシ、しかも容易に得
ることができる。
例えばカプロラクタムまたはホルムアミドのようなツエ
レビチノフ活性物質を使用するのは上記のものはど好ま
しくはない。一般に好ましい程度は下がるけれども、特
に本方法を連続的に遂行する場合には、例えばグロノヤ
ノール、第三級ブタノール凍たはフェノールのようなア
ルカノールまたはフェノール類を溶剤または共溶剤とし
て使用することができる。
二相の反応混合物の室温における相分離を促進。
するために、水と全く混和しないかまたは僅かしか混和
しない溶剤、例えばプロピオニ) IJル、メチルエヂ
ルケトン、酢酸エチルまたは炭化水素を少量使用するこ
とができる。
本方法の次の好ましい臨界条件が、使用すべき溶剤d)
の多部に対して適用される。
A 加水分解反応混合物中において、NCOC金化合物
700部当シ10部以上、好ましくは、20部以上、更
に好ましくは≠θ部以上のd)を使用すべきである。
ノ、水b)および、随意に、溶剤d)は、NCO化合物
および水を含む実質的に均質(精々若干曇っている程度
)または、好ましくは完全に均一で、透明な溶液が反応
温度において生成するような量で使用すべきである。
触媒として活性な不溶性の化合物は一般に溶剤と水の中
に懸濁される。インシアネート基を含む化合物に添加す
ることが可能な場合もあるが、好ましくはない。
NOO化合物を加水分解して十分高いアミン数を有する
ポリアミンを生成させるだめには(高い転化率)、NC
O化合物の濃度を乙乙重量−以下に保つのが有利である
。加水分解反応中に選if iする希釈度が高くなれば
なるはど、得られる転化率が一般に益々高く、すガわち
ポリアミンのアミン数が益々高く、すカわちNCO基の
Nl2基への転化等力;益々高くなる。実際問題として
、希釈度の限界ねシ仕上段階において要求される経済の
度合によって負わされる。実際にこの限界は約3チ溶液
の位かにある。
しかしながら、溶剤は、NCO加水分m゛反応において
、少なくとも、実質的に均一、そしで好ましくは完全に
均一な反応混合物が存続するような量で使用すべきであ
る。
上記のものほど好壕しくない具体例では、「水紫−活性
基」および2個まだはそh以上のヒドロキシアミノ基お
よび/まだはチオール基を含む化合物を反応混合物に添
加することができる。この型の化合物d本発明方法にお
いて使用されるNGO化合物の合成成分として早くから
貫入された。
32〜2000の範囲の分子量を有する二官能性ないし
随意に四官能性の化合物、特に少なくとも2個の第一級
ヒドロキシ基を含むこのような化合物、例えばエタンジ
オール、ブタンジオール、プロパンジオール、ぼりエチ
レングリコール、トリメチロールプロパンオたは同様な
化合物が特に選択される。異々る「水紫−活性基」を含
む化合物、例えばアミノエタノールを使用することも勿
論可能である。
唯/個の水素−活性基を含む化合物、例えばメタノール
、エタノール、シクロヘキサノール、シクロヘキシルア
ミン、アニリン、非対称ジメチルヒドラジン、ジメチル
アミノグロビルアミンを一官能性の連鎖停止剤として使
用することができる。
「以下余白」 本発明方法においては二次的な反応としてプレーエクス
テンション(pre −extenI!ion )が起
こる可能性があり、すなわちイソシアネートと既に生成
したアミンは連鎖付属物と反応して尿素を生成する。こ
の二次的な反応は希薄な溶液で処理することにより、本
発明の触媒を使用することにより、そして比較的高い反
応温度、例えばgθ〜730℃の範囲の反応温度を維持
することKよって大いに抑制することができる。このよ
うな性質を有する二次的な反応はできるだけ最小限起こ
るのが望ましいけれども、経済的な理由から或程度のプ
レーエクステンションは受入れることができる。
本発明の方法は好ましくは均一相において遂行される。
出発物質はもはや完全には溶解しないので、水の量また
はNCO化合物の量を若干要目にすることによって反応
混合物の若干の曇りを得ることができる(不溶性の触媒
に起因するへりは別として)。しかしながら、本発明の
方法を例えば過剰の水を添加してNCOプレポリマーの
沈澱を伴わせることにより不均一相において遂行すると
、不満足な製品が得られる。使用される出発化合物によ
って左右される最適の混合比は!、3の予備試験によっ
て容易に決めることができる。
反応は/乙夕℃以下、例えば50〜/乙j℃の範囲の温
度で遂行することができる。しかしながら、KO〜73
0℃の範囲の温度では高い溶解性および驚くべきことに
は、尿素の最小限の伸長と結びついた最良の容量/時間
収量が得られるので、反応は好ましくはこのような温度
において遂行される。場合によっては十分に高い温度を
得るために加圧下で反応を遂行する必要がある。
反応の開始は、低温、例えば、20℃において実際に観
察される殆ど自然発生的な二酸化炭素の排出によって認
めることができる。しかしながら、尿素の生成を抑制す
るために、上に示した温度よりも高い温度において反応
を遂行するのが本発明では更に有利である。反応剤を迅
速かつ極めて徹底的に混合して均一な溶液を生成させる
ことを保証するのが重要であり、これは大体溶剤を使用
して遂行しなければならない。高い温度を使用した場合
には粘度の低下も同じ方向に作用する。反応は連続式ま
たはパッチ式のどちらで遂行してもよい。
例えば、或パッチ型の手順では、NCO基を含む化合物
a)を、溶剤と触媒を含む水性混合物中に導入する。こ
れは、滴下r斗によって、または例えば強い攪拌による
完全な分配が用意されているノズルを使用する機械的々
注入によって行うことができる。
しかしながら、随意に触媒を含むNeo基含有化合物を
、随意に一部だけ、好ましくは室温において最初に導入
し、随意に触媒を含む溶剤/水混合物を、随意に一部だ
け添加し、そして例えば10〜/jO℃において反応を
遂行するか、または低温(例えば−70〜+/3;’C
)において添加が完了したときに反応混合物を、随意に
ゆっくりと、高められた温度まで加熱することもできる
大規模な生産に特に適している連続式の具体例において
は、NCO化合物a)(随意に溶液の形で)および水溶
液を別々に共通の反応帯域に放出し、例えばフローミキ
サーによって強く混合して反応させ、そして混合帯域か
ら急速に排出させる。各成分は、例えば目盛付滴下r斗
またはぎストンおよび/または隔膜計叶ノンゾまたはそ
の他の計暇装置によって計量できる。連続的に計量する
場合には、適当な、随意に機械的な装置を使用して混合
し、反応させ、そして反応帯域から2種の成分を極めて
速<1.J秒または7秒の何分の/かで)排出させるの
が好ましい。このような連続式の方法では反応成分の7
つを通して触媒を反応帯域に導入することは望ましくな
い。不溶性の固体触媒は微細に懸濁した形で存在するか
、まだは通常イオン交換樹脂の場合に使用される型の充
填した形で使用することができる。
触媒が懸濁した形または固体の形(例えばイオン交換体
として)で存在する水性の溶剤相とインシアネート基a
)との反応を促進するために種々の添加剤を使用するこ
とができる。したがって、均質化のために、例えば反応
混合物700部に対して0.07〜/重貴部の量の7種
またはそれ以上の市販の標準的な乳化剤を使用すること
ができる。
しかしながら、均一な反応混合物(溶解したNGO化合
物)が使用される場合には、これは必要でない。
混合が完了したときに、得られた混合物を直接処理して
ポリアミンにするか、あるいはその代りに、一般に5分
以下という短時間の間装置して後反応させてもよい。こ
の場合、生成したすべての二酸化炭素を分離するために
、好ましくは反応混合物を常圧下で穏かに還流させるが
、これよりも長い時間何の不利益も伴わずに反応混合物
を加熱することもできる。しかしながら反応混合物は好
ましくは混合後直ちに仕上処理される。
触媒は実質的に完全に不溶性であるから、濾過は直ちに
、すなわち反応混合物がまだ熱い間、または冷却後でも
遂行することができる。これは、例えば反応混合物を組
立てたr過器を通して反応容器に通し、そして触媒を後
に残すことによって遂行できる。しかしながら1過はま
だ造り上げた後に遂行してもよい。蒸留の前にt4過を
遂行する場合には、反応混合物が単−相または二相系を
呈するか否かは重要でない。
仕上処理はまた連続式まだはパッチ式で遂行することが
できる。反応混合物は普通蒸留、抽出または相分離また
はこれらの方法の組合わせによって処理される。
揮発性の成分は、随意に減圧下において蒸留により除去
される。一般に蒸発による濃縮相の末期に向って100
〜約73o℃という(残留ポリアミンにおける)油だめ
(sump )温度が維持される。
抽出プロセスは、随意に水による希釈後に、塩化メチレ
ンまたはクロルベンゼンのような水不溶性の溶剤を使用
して遂行することができるけれども、これは推薦されな
い。
比較的高温においてしかも溶解の限界にある比較的多量
の水の存在下において加水分解を遂行するならば、冷却
によって反応混合物の相分離が起こる場合もある。相分
離は、水の添加または水不溶性または一部だけが水不溶
性である溶剤、例えばメチルエチルケトンまたは酢酸エ
チルの添加によって改良されるか、または引き起こされ
る。随意に溶剤を含む水性相はポリアミン相から分離さ
れる。
一般に水性相は直接再使用できる。
触媒の残渣が予め濾過によって除去されなかった場合に
は、ポリアミン相は、ポリアミンの他にその残渣、少電
の水および多分、随意に真空における蒸留または薄膜蒸
留によって完全に除去される溶剤を含んでいる。触媒−
がなお存在する場合には、例えば圧力r過器を使用する
濾過によってそれを除去することができる。
不溶性の塩基性触媒は、その比重のために通常反応容器
の底に位置し、概して高い比重を有する「アミン相」に
存在する結果、相分離によって相のうちの一つがすべて
の触媒を含むことを保証することができる。しかしなが
ら、特に極めて微細な粒状の化合物を使用する場合には
、アミン相と水性相の両方に触媒の部分を含有させるこ
ともできる。
NCO基含有化合物がその製造に由来する遊離の、すな
わち単量体のインシアネートをなお含んでいる場合には
、それから生成した単量体のアミンは相分離による仕上
処理の量水/溶剤相中にかなり集積する。その場合この
簡単な処理によって得られたポリアミンは実質的に単量
体を含まない。しかしながら、その場合は、水溶液を再
使用する前に仕上処理をすることによって晰量体のアミ
ンから水溶液を分離するのが大いに望せしい。
仕上処理操作の後に本発明によって得られたポリアミン
は一般に既に指摘しだアミノ基含有量を有する、無色な
いしかすかに着色した、中程度ないし高い粘度の、随意
に比較的高融点の生成物である。これらのポリアミンは
、その出発物質と釣合って、NGO化合物中にもともと
存在していたウレタン基および/または尿素基および/
壕だけウレトジオン基および/まだはインシアヌレート
基および/またはビューレット基および、随意に、エー
テル基および/またはアセタール基および/またはカー
ブネート基および/またはエステル基および/またはチ
オエーテル基および/またはジアルキルシロキザン茫お
よび/またはポリブタジェンの残基を付加的に含んでい
る。しかしながら、付加的な結合が二次的な反応によっ
て生成することができ、例えば尿素基は加水分解反応中
既に加水分解された部分と残りのNCO基とから生成さ
れる。、1? IJアミン中に存在する第一級芳香族ア
ミン基の剛二はNGO化合物中のNCO基の量に高々相
当し、すなわちNH2約0. /7〜.20.3重暇チ
、好ましくはNH2O,’l−乙〜//、3’*@%そ
して更に好ましくはNH2O,t ff−乙、7重騨チ
に相当している。
脂肪族基に結合しているNCO基は加水分解生成物とし
て反応性の高い脂肪族アミンを生じ、これはなお存在し
ているNCO基と極めて速く反応して尿素化合物を生成
するので、この脂肪族基に結合しているNCO基は多く
の場合低いアミノ基含有量を有する比較的高分子量のH
9l)尿素アミンを一般に生成する。
本発明によって得られる−好ましくは芳香族の−ぼりア
ミンは、その低い蒸気圧によって、ポリウレタン(ウレ
タン尿素)、随意に発泡ポリウレタンプラスチックまた
はポリウレタンフォームの製造において、随意にブロッ
クされたポリイソシアネートの反応剤として好棟しく使
用され、その場合そのポリアミンはインシアネート反応
性の基を含む他の低分子量(分子量32〜3り5;′)
および/または比較的高分子量(分子量≠00〜約/2
,000’)の化合物と混合するとともできる。
ポリウレタンプラスチックを製造するのに適した出発成
分は、プレポリマーの製造に関連して上に言及されてお
り、更に西ドイツ特許出願公開明細書第、23023;
乙≠号および第2≠327乙j号(米国特許第3.90
3.乙77号)および第!乙3り(H3号、第2!r 
/23g!i号、第2!r/3IIj号、第Jづ079
6号、第おづ0797号、第2夕3;02133号、第
1− 、!+0 、!i’乙O号および第1559g4
2号に記載されている。これらの刊行物はまたポリウレ
タンの製造において随意に使用できる型の助剤および添
加剤に関する引用も含んでいる。
本発明はまた本発明によって製造されたポリアミンを使
用してポリウレタン(尿素)を製造することに関する。
これらのぼりウレタン(張索)は、例えばエラストマー
、コーティング、溶融物、溶液、分散液から紡いだフィ
ラメントのだめに、あるいは反応成分の混合物の形で使
用することができる。
本発明によって製造された目?リアミンはまだ、例えば
、ジアゾ染料のカップリング成分、エポキシ樹脂および
フェノール樹脂の硬化剤として、およびアミンを含むそ
の他の公知の反応、例えばアミドまたはイミドの生成ま
たはその他の反応においても使用できる。
本発明の方法を下記の実施例によって説明する。
別に指示がなければ、引用されたすべての量は型開百分
率の重号部を意味する。
実施例/〜3 各々の場合、最初にジメチルホルムアミド/jθQ m
l 、水2!Ojjおよび種々の量の塩基性酸化アルミ
ニウム(Brockmannによる、活性段階T −B
roekmannカン/’ = −−Muttenz 
/スイス。
実姉例/ : At203/ Og、実施例2:酸化ア
ルミニウムコタI、実栴例3 : At203/ 00
g )の混合物を導入して90℃に加熱し、次いで3.
 、!i’ %のNCO含有量を有するNCOプレポリ
マー3009を強く攪拌しながら30分間にわたって添
加する。
ガスが激しく放出され、反応混合物はNGO成分添加後
直ちにNCOを含有しなくなる。反応混合物がまだ熱い
間に酸化アルミニウムをr過する。反応混合物は20℃
に冷却したとき、二相に分離し、そのうちの上の相(各
々の場合約/4t00〜/300−m1 )を分離して
捨てる。溶剤を最初に100℃//jミリバール、次い
で100℃/ 0. /ミリパールにおいて下の相から
除去する。これらのデータを第1表に示す。
20℃においてトリレン−J、l/L−・ジイソシアネ
ートと線状のポリプロピレングリコール(OH数jz)
とをNCO:OH比、2:/において混合し、次いでこ
れを≠時間lrθ℃に加熱することによってNGOプレ
Iリマーを製造した。
実施例≠ 最初にジメチルホルムアミド/jθomi、水2 ! 
OmlおよびBr1te −5orb(登録商標)(米
国のPh1ladelphiaQuartz Comp
any  によって製造された合成珪酸マグネシウム)
Hgの混合物を導入してから90℃に加熱し、次いで実
施例/のNCOデレポリマータ00gを強く攪拌しなが
ら少しづつ加える。触媒の除去、相分離および生成物の
遊離を実施例/と同じ方法で遂行する。これらのデータ
を第1表に示す。
実−雄側j 70℃に加熱したジメチルホルムアミド/り00m11
水、23;Omlおよび塩基性イオン交換樹脂Lewa
tlt (登録商標)M夕00 KRloH(バイエル
AGの製品、D−3090Leverkusen)/ 
4’3mlの混合物を最初に導入し、次いで実施例/の
NCOプレポリマータ00gを強く廉拌[7ながら添加
する。NCOゾレポリマーの添加に伴って二酸化炭素が
激しく放出される。触媒の除去、相分離および生成物の
遊離を実施例/と同じ方法で遂行する。
これらのデータを第1表に示す。
実施例乙 Lewatit M J” 00の代りに塩基性イオン
交換樹脂Lewatlt M P 1.4’ (バイエ
ルAGの製品)200Iを使用する。この他の点ではそ
の手順は実施例3と同じである。これらのデータを第1
表に示す。
実施例7 下端に目の粗い焼結ガラス円板を備え、かつその上端が
開いている長さ乙Ocm 、直径jmの垂直に配置した
加熱できるガラス製のカラムに、湿った塩基性イオン交
換樹脂(Lewatlt M P A ’I−)300
mlと中程度の大きさのラーシッヒリング、zoogを
充填してり0℃に加熱する。ジメチルホルムアミド/l
、実施例/のNCOプレポリマー2!;09および水夕
Ogの75℃に保った溶液を20分の時間をかけてカラ
ムに通す。蒸留によって溶剤から溶出液を遊離する。こ
れらのr−夕を第1表に示す。
以下余白 実施例と 最初にアセトニトリル/、 3 l 、水λθ0gおよ
び塩基性酸化アルミニウム(活性段階1 、Woe1m
カンノにニーの製品、D −34”l Eschweg
e )夕09の混合物を導入してから、強く攪拌しなが
ら還流させる。乙、乙チのNGO含有歇を有する重合体
j00yを3j分間にわたって加えると、その間に二酸
化炭素が激しく放出され、NCOゾレボリマーの添加後
直ちに反応混合物はNCOを含有しなくなる。
反応混合物がまだ熱いうちに、懸濁した酸化アルミニウ
ムをe過し、室温において二相を形成しているから、2
0ミリパール7i、oo℃次いで0ノjミリパ一ル/1
00℃(浴温)における蒸留によって溶剤を除去する。
これらのデータを第2表に示す。
OH数//2を有するポリテトラメチレングリコールエ
ーテルジオールと2.lI/−−ジイソシアナトトルエ
ンを室温において/:2のモル比で混合し、次いで≠時
間ど0℃に加熱することによって、これらの二成分から
NCOグレポリマーを製造した。
夾J11ヱ 最初にアセトニトリル21.水2!;Ogおよび塩基性
酸化アルミニウム(活性段階1 、 Woe1mカンノ
やニーの興品、D−34t’l−1E1−1Eseh 
) !; Ojjの混合物を導入し、そして強く攪拌し
ながら還流させた。≠O℃に加熱したNCOプレポリマ
ー(NCO含有量//、2%)!;00gを60分の時
間をかけて導入すると、その間に二酸化炭素を激しく放
出した。NCOプレポリマーを添加した直後に反応混合
物はNCOを含有しなくなる。実施例gと同じ方法で仕
上処理する。これらのデータを第2表に示す。使用した
NCOプレポリマーは、線状のポリプロピレングリコー
ル(OH数26j)とλ。
≠−ジイソシアナトトルエンを室温において/:コのモ
ル比で混合し、次いで≠時間gO℃に加熱することによ
って、これらの二成分から製造した。
実施例10 最初にア七トン/、 j l 、水、2夕Ogおよび塩
基性酸化アルミニウム7jgを導入し、そして強く攪拌
しながら還流させた。次いで50℃に加熱され1.3′
、乙チのNCO含有量を有するプレポリマーsoogを
≠j分の時間をかけて添加すると、その間に二酸化炭素
を激しく放出した。NCOプレポリマーの添加後直ちに
反応混合物はNeoを含有しなくなる。実施例ざと同じ
方法で、仕上処理を遂行する。これらのデータを第2表
に示す。
線状のポリプロピレングリコール(OH数10)と、≠
、ψ−ゾイソシアナトジフェニルメタンおよび2.ψ−
ジイソシアナトジフェニルメタンの約/:、2混合物と
を室温において/:、2のモル比で混合し、次いでt時
間gθ℃に加熱することによって、これらの二成分から
NCOプレポリマーを製造した。
実施例// 最初にジオキサン/、 j 31 、水/!09および
Br1te −5orb (実施例≠を参照>7.2!
gの混合物を導入し、次いで強く攪拌しながらと6℃に
加熱する。次に50℃に加熱しだNCOプレポリマー(
Nco含有tJ、J%)7!;Ogをり0分間にわたっ
て導入すると、二酸化炭素を激しく放出する。
NCO176レポリマーを加えた直後で反応混合物はN
GOを含有しない。反応混合物がまだ熱い間にそれから
触媒をr過によって除去する。更に実施例どと同じ方法
で仕上処理を遂行する。これらのデータを第2表に示す
使用したNCOプレポリマーは、線状のポリゾロピレン
グリコール(OH数St)と2.≠′−ノイソシアナト
ジフェニルサルファイドを室温において/:20モル出
で混合し、次いで≠時間gO℃に加熱することによって
、これらの二成分から製造された。
実施例/2 ジメチルホルムアミド/、 l、J l 、水330g
およびBr1te −5orb / 、2 j jjの
りj℃に加熱された混合物に、λ、≠−ジイソシアナト
トルエンのトリーr −(NCO含有量λ0.3%、[
Dssmodur I L J(登録商標、バイエルA
Gの製品)700jjを70 Q mlのジオキサンに
溶解した溶液/、!lを強く攪拌しながら30分間にわ
たって加える。NCO付加物を添加した直後でNGOを
含まず、かつガスの激しい放出を伴う反応混合物を実施
例gと同じ方法で仕上処理する。これらのデータを第2
表に示す。
寒盗男/3 り0℃に加熱されたジメチルホルムアミトノ、7ゆ、水
’l!;Omlおよび塩基性珪酸アルミニウムr Br
1te −5orb J (実施例≠を参照’)aoo
gの混合物に、50℃に加熱されたNCOプレポリマー
(NCO含有量3.0%)りoogを激しく攪拌しなが
ら40分の時間をかけて加える。NCOプレ、1?l)
マーの添加は二酸化炭素の激しい放出を伴う。
、!i′0℃に加熱されたポリイソシアネートに液体の
ポリエステルを添加し、次いでその混合物t−i。
℃において3時間加熱することによって、/;λのモル
比にある、アジピン酸、エチレングリコールおよび/、
4t−ブタンジオール(エチレングリコール対/、≠−
ブタンゾオールのモル比/:/)のポリエステルと2.
11−−ジイソシアナトトルエンからNCOゾレポリマ
ーを製造した。乙θ℃に冷却した後反応混合物から触媒
をp別し、減圧下で蒸留して水とジメチルホルムアミド
を除去し、その後反応混合物を2.3′Omlのトルエ
ンに溶解してから再蒸留した。これらのデータを第2表
に示す。
実施例/≠ 90℃に加熱したジメチルホルムアミド/、!;i。
水2夕Oj;lおよび塩基性珪酸アルミニウムr Br
1t@−5orb J / 009の混合物に、グ0℃
に加熱したNCOプレポリマー(Neo含有量左Oチ)
soogを強く攪拌しながら720分の期間にわたって
加えた。触媒を除去するために、70℃の湯度を有し、
かつNGOグレポリマー添加直後にNCOを含まない反
応混合物を濾過した。20ミリパ一ル/10O℃、次い
で/ミリパール/100℃において溶剤を蒸留によって
除去する。これらのデータを第2表に示す。
室温において/、乙−ジインシアナトトルエンと線状の
ヂリゾロビレングリコール(OHa//、2)を乙:/
(7)NCO:OH比で混合し、♂時間io。
℃に加熱し、次いで薄膜蒸発器を使用して減圧下で過剰
の単量体ジイソシアネートを蒸留することによってNC
Oプレポリマーが得られた。
以下余白

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)a)  随意にNGO不活性の溶剤の溶液の形の
    、芳香族および/または脂肪族の遊離NGO基を含む化
    合物(NGO含有量0.1−1I−0重量%、好1しく
    は/、、2〜.lt重量%、更に好ましくは/、j〜/
    夕重量%)、 b)水 C)塩基 d)実質的に水混和性の溶剤、 および随意に e)  a)をペースにして0.7〜/J′重量%の、
    /〜≠個のNC0反応性の水素原子を含み、かつ3.2
    〜,2θOθの範囲の分子量を有する少なくとも7種の
    化合物、 を混合することにより、遊離インシアネート基金含む化
    合物を一段階で加水分解することによって、芳香族およ
    び/または脂肪族のアミン基金含む第一級ポリアミンを
    製造する方法において、塩基が、水だけでなく通常のす
    べての有機溶剤如実質的に不溶性である有機または無機
    の化合物であることを特徴とする上記方法。
  2. (2)水だけでなく通常のすべての有機溶剤に実質的に
    不溶性である塩基が、不溶性のアルカリ土類炭酸塩、不
    溶性の土類金属酸化物、不溶性のスピネル型複酸化物、
    アルカリ土類金属珪酸塩および土類金属珪酸塩からなる
    群または有機高分子量陰イオン交換樹脂から選ばれるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)不溶性の塩基性触媒として塩基性酸化アルミニウ
    ム、塩基性珪酸マグネシウムまたはjJ基性イオン交換
    樹脂が使用されることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項または第2項記載の方法。
  4. (4)化学量論的な量の少なくとも70倍の鍛の水の存
    在下において加水分解反応を遂行することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに言已載
    の方法。
  5. (5)水混和性の溶剤が/個オたHそれ以上の環式また
    は非便式のカルヂン酸−N、N−ジアルキルアミド基、
    ラクタム基、テトラアルギル尿素基、スルホン基、スル
    ホキシド基、%rf’l −NrN−ジアルキルアミト
    ノiI;、ニトリル基、ケト基またはエーテル基を含み
    、かつ、2夕θ℃以下において沸騰することを特徴とす
    る特許請求の師、間第1項ないし第7項のいずれかに記
    載;の方法。
  6. (6)加水分解反応を50〜765℃において遂行する
    ことを特徴とする特許Nl’4求の範囲第1項力いし第
    7項のいずれかに記載の方法。
  7. (7)  NGO基を含む化合物とじ1、芳香族状に結
    合1. f NGO基を/、J〜/j重力1チ含み、か
    つ比較的高分子量の、ニー三官能性のポリエーテル、ポ
    リエステル、ポリカーボネートおよびポリカプロラクト
    ンポリオールをペースにしたNCOプレポリマーを使用
    することを特徴とする特許nv、求のか1囲第1項ない
    し第乙項のいずわかに記載、の方法。
  8. (8)  芳名族状匠結合したNGO、J、Iが、トリ
    レン構造寸たは・ジフェニルメタン構造の芳香族環に結
    合していることを特徴とする特許請求のわ間第1項ない
    し第7項のいずれかに記載の方法。
  9. (9)  0. j 、!i’ 〜&、 7重8%のア
    ミノ基を含む、特許請求の範囲第1項ないし第g項のい
    ずれかに記載の方法によって製造されたポリアミン。 (lA)  seリイソシアネートおよび/lたはブロ
    ックされたポリイソシアネート(NCOプレ、J?ポリ
    ーを包含する)を、 B)ポリアミンおよび随意に C)インシアネート反応性の基を含む他の低分子量およ
    び/まだは比較的高分子量の化合物と、随意に D)それ自体公知の助剤および添加剤および/または溶
    剤の存在下において、 反応させることによってポリウレタン、随意に発泡ポリ
    ウレタンブーラスチックおよびポリウレタンフォームを
    製造する方法において、特許請求の範囲第1項々いし第
    g項のいずれかに記載の本発明方法によって製造された
    ポリアミンを成分B)として使用することを特徴とする
    、上記方法。
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