JPS62131008A - イソシアヌレート基を含むポリイソシアネートの製造方法 - Google Patents

イソシアヌレート基を含むポリイソシアネートの製造方法

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JPS62131008A
JPS62131008A JP61278953A JP27895386A JPS62131008A JP S62131008 A JPS62131008 A JP S62131008A JP 61278953 A JP61278953 A JP 61278953A JP 27895386 A JP27895386 A JP 27895386A JP S62131008 A JPS62131008 A JP S62131008A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特別な脂肪族−脂環式ソイソシアネートト/
、乙−ジイソシアナトヘキサンとの混合物を基にした、
イソシアヌレート基を含むポリイソシアネートの新しい
製造方法、この方法によって製造されたポリイソシアネ
ート、およびポリイソシアネート重付加生成物、好”I
t、<Fi&リウ7タンラッカー中のイソシアネート成
分としてそのポリイソシアネートヲ使用することに関す
るものである。
〔従来の技術〕
イソシアヌレート基を含む脂肪族(脂環式)ポリイソシ
アネートはラッカーポリイソシアネートとして技術的に
最も大きな関心を持友れている。
低分子量の脂肪族ジイソシアネートはなお比較的高い揮
発性のために毒性を示すところから、それをその11ラ
ツカーバインダー中で使用することはできないけn、ど
も、イソシアナト−イソシアヌレートは多くの利点を示
す。それらのジイソシアネートは実質的に単量体金倉ま
ない、低い蒸気圧を有するオリゴマーである。これらの
ジイソシアネートは3以上のイソシアネート官能性をも
つので、高い架橋度を得ることができる。そnらは、脂
肪族ポリイソシアネートとして、それらから得うfした
コーティングのすぐれた酊元性を生み出す。
インシアヌレート基を含むポリイソシアネートの製造に
ついては、最も多様な方法が知られるようになった。こ
れらの公知の方法は一般に三量化触媒の選択において異
なるばかりでなく、その三量化反応に使用すべきポリイ
ソシアネートの選択においても異っている(例えば英国
特許明細$第43り40乙乙号、第43♂乙、3タタ号
、西ドイツ特許出願公開明細書簡232よ♂22号、第
、2.乙/I)、≠lj号、第2♂01..73/号、
第シタO4グア2号、第!、100..?乙2号、第3
,2/Z601号、l& /((W ff 明細書第1
Zタタ♂号、欧州特許l:l:1顆公開明細書第33j
♂/号、第57653号、第gzコタ7号、欧州特許明
細書j’11.2.り♂7号、1之は欧州特許出願公開
明細書第100,127号を参照)。
これらの方法はすべて原則としてかなりの不都合をこう
むる。粘度が低いか、またはラッカー溶媒中で十分な溶
解度を有するインシアナト−イソシアヌレ−h2得るた
めには、三量化反応を比較的低い三量化度(三景化度=
三潰される出発イソシアネート中に存在するイソシアネ
ート基の百分率)において終了させなければならず、さ
らに単量体含有1の低い三量化生成Wを得るためには、
費用のかかる薄層蒸留全遂行しなければならない。
さもないと、満足な溶解度を有する所望の低粘度インシ
アヌレート単量体に加えて、比較的大量のオリゴインシ
アヌレート(7分子に付き7個よシも多込イソシアヌレ
ート環を有するポリイソシアネート)が生成する。これ
は、出発ジイソシアネートの両方のイソシアネート基が
三量化される埼ど、この出発ジイソシアネートのイソシ
アネート基が一般に似たような反応性または僅かしか違
わない反応性をもつという事実によるものである。
ドイツ特許出願第p3!;077/9.0によれば、脂
肪族−脂環式ジイソシアネートのイソシアネート基の反
応性が極端に相違しているために、三量化反応を過度に
早く終らせることなく、これらの特定のジイソシアネー
ト全基とするイソシアヌレート基含有ラッカーポリイソ
シアネートを製造することができる。この特許出願によ
って得ることができるイソシアナト−イソシアヌレート
は使用したジイソシアネートに対応するトリス−イソシ
アナト−イソシアヌレ−トラ友つぶり含んで、二漱性ポ
リウレタンラッカーの貴重なバインダー成分を生み出す
〔研究に基づく知見事項〕
驚くべきことには、これらの特定の脂肪族−脂環式ジイ
ソシアネートと7.6−ジイツシアナトヘキサンとの混
合物のかなり類似した三量化が、前記先行出願の生成物
よりも、二液性ポリウレタンラッカー中のバインダー成
分として適しているイソシアナト−イソシアヌレートを
生ずることが、ここに発光された。特に本発明の生成物
によって製造をれたラッカー被膜は、前記先行出願のイ
ンシアナト−イソシアヌレートを基とする類似のラッカ
ーのよりも高い弾性含有する。
〔発明の概要〕
本発明は、有機ジイソシアネートのイソシアネート基の
一部?接触的に圧破化し、そして随意に、触媒毒の添加
および/または使用した触媒の熱的脱活性により所望の
三量化度で三賃化反応會終紹させることによって、イソ
シアヌレート基を含むポリイソシアネートを製造する方
法において、出発ジイソシアネートとして、下記のもの
の混合物、すなわち (リ 第一級脂肪族炭素原子に結合している、立体障害
ケ起こしていないイソシアネート基と、脂環式環系の一
部全形成する第三級炭素原子に結合している、立体障害
を起こしているイソシアネート基とを有する、NCO含
有量約20〜J″0重瀘チの脂肪族−脂環式ジイソシア
ネート、および(b)  成分(a)と(b)との全量
を基にして、50モル%1での積極的な壇のムロ−ジイ
ソシアナト−ヘキサン(HDI ) 、の混合物全使用
することを特徴とする、前記製造方法をめざしている。
本発明はまた、本方法によって得られるイソシアヌレー
ト基含有ポリイソシアネート、およびポリイソシアネー
ト重付加生成物、好ブしくけポリウレタンラッカーおよ
び最も好1しくは熱架橋性の二液性ポリウレタン粉末ラ
ッカーの製造におけるイソシアネート成分として、随意
に封鎖した形で前記イソシアヌレート基含有ポリイソシ
アネート全使用することを意図している。
〔発明の詳細な説明〕
本発明方法においては、(a)脂肪族−脂環式ジイソシ
アネートと(b)/、g−ジイソシアナトヘキサンとの
混合物が出発ジイソシアネートとして使用される。成分
(b)、すなわち/尾−ジインシアナトー\キサン(H
DI )は、50モル%1での積極的な蛍で使用され、
すなわちHDIのtは、成分(a)と(b)との混合物
全部を基にして、少なくとも1モルチ、好1しくは約5
〜50モルチ、より好ましくは約5〜30モルチ、そし
て最も好1しくは約5〜コOモルチのI(DIである。
成分(a)は、立体障害を起こしていない、脂肪族状に
結合したイソシアネート基のほかに、立体障害を起こし
ている、脂環式状に結合したイソシアネート基も含む、
約20−!;0.好1しくは約30〜lA♂it%のN
CO含有量を有する脂肪族−脂環式ジイソシアネート?
基にしている。不発明によれは特に適している出発ジイ
ソシアネート(a)は、下記の式(1) k有するジイ
ソシアネート、またはこれらの化合物の混合物であり、 式中、 R1は/〜弘個の炭素原子を有するアルキル基、好1し
くはメチル基金表わし、 R2およびR3け、同じか、または異なる基全表わし、
そして各々の場合/〜≠個、好1しくは7〜3個の炭素
原子を有する二価の直鎖または分枝鎖飽和炭化水素基を
表わし、それによってこれらの基の炭素原子の合計は好
フしくけ3〜6個、特にlAまたけ5個であり、 R4け水素または/〜≠閘の炭素原子を有するアルキル
基、好1しくけ水素またにメチル基を表わし、 R5は/〜μ個、特に7〜3個の炭素原子を打する二価
の直鎖または分枝鎖飽和脂肪族炭化水素基ft表わし、
そして、 n ?′i0 またけ/を表わす。
特に好ましいジイソシアネート(a)は、例えば、/−
インシアナト−/−メチル−弘(3)−イソシアナトメ
チルシクロヘキサン(これは一般に≠−または3−イソ
シアナトメチル異性体の混合物の形で存在する)、/−
インシアナト−/−メチル−弘−(11t−インシアナ
トプトーコーイル)−シクロヘキサン、/−イソシアナ
ト−/、2.2−トリメチル−3−(2〜インシアナト
エチル)−シクロベンクンまたは/−インシアナト−八
4(3)−ジメチル−’1c3)−インシアナトメチル
−シクロヘキサン(これは一般にそれの≠−メチルー≠
−イソシアナトメチル−および3−メチル−3−イソシ
アナトメチル−異性体混合物の形で存在している)であ
る。その他の好適な化合物は、/−イソシアナト−/−
n−ブチル−3−C’l−−イソシアナトブドー/−イ
ル)−シクロペンタン、/−インシアナト−/−エチル
−≠−n−1チルー≠−(弘−イソシアナトプトー/−
イル)−シクロヘキサンまたは/−イソシアナト−/、
2−ツメチル−3−エチル−3−イソシアナトメチル−
シクロペンタンを包含している。
ジイソシアネート(1)は、例えば、下記の一般式(I
I)を有する不飽和アミン (式中、R2′は7〜3個の炭素原子を有する二価の、
飽和した直鎖または分枝釦炭化水素基金表わし、mは0
またけ/を表わし、そしてR,、R3゜R4e R5お
よびnは前記と同じ意味を有する)または下記の一般式
arl)を有するアミノアルコール(式中、R1e R
2* R3* R4# R5およびnは前記と同じ意味
を有する) を、下記の一般式(財)を有するジアミンに転化するた
めに、 リッター反応(R1tter fteactlon )
により、シアン化水素酸と反応させることによって!!
!!!造することができる。
一般式Iのジイソシアネートはホスゲン化により一般式
■のジアミンから得られる。
−役式■の不飽和アミンは公知であるか、あるいは接触
水素添加により下記の一般式Vの化合物から1岨収する
ことができ、 この式の中で、 Xは一〇HO筐たは−CNを表わし、セしてR1,R2
’ * R5* R4* R5およびmとnは前記と同
じ意味を有する。
一般式■を有する基本物質は、例えば、共役二重結合を
含む対応するビスオレフィンと不飽和ニトリルまたはア
ルデヒドから公知のディールス−アルダ−反応により、
あるいは対応する不飽和炭化水素のヒドロホルミル化に
よって得ることができる。かくして、例えば、位置異性
体の混合物の形で存在する、下記の式■aおよび■bを
有するディールス−アルダ−付加物ハ、 N やはり位置異性体の混合物の形で存在する/−イソシア
ナト−ノーメチル−4(3)−イソシアナトメチルシク
ロヘキサンの基本物質である。リモネンのヒドロホルミ
ル化によって得られる下記の式■の化合物は、 CH3−CH−C)(2−CIO /−イソシアナト−/−メチル−11,C%−イソシア
ナトブドー2−イル)−シクロヘキサンの基本物質を生
み出す。/−イソシアナト−/、2.2− トツメチル
−3−C,2−インシアナトエチル)−シクロペンタン
の対応する基本物質は下記の式■を有するカンホレンア
ルデヒド(campholenealdahyde )
である。
一般式Vに相当するその他の基本物質はこれらの具体例
と9似した方法で、それらの製造に使用されるd発物質
を適当に選択することによって得ることができる。化合
物■〜■はさらに文献にも認められる(■:ケミカル 
アプストラクツ7/。
//124’75F;■: Ep−A−000g弘より
;■:ペリヒテデル ドイツチェン へミツジエン グ
ゼルシャフ ト  (Berichte   dar 
 D@utscbs+n  ChamlschenGe
gellschaft  )J’6B/4’30(/り
33))。
一般式■を有する不飽和アミンまたは一般弐■を有する
アミノアルコールのリッター反応は、硫酸、燐酸、アル
キルスルホン酸またはアリールスルホン酸、またはトリ
フルオル酢酸のような強酸の存在下で遂行シれ、硫酸が
好1しく使用される。
この酸の水分含有滑は約5〜50チ、好1しくは約25
〜3j%であり得る。不飽和アミン7モルに付いて約7
〜3モル、好1しくは2モルの酸が使用される。一般式
■の不飽和アミンまたは一般式■のアミノアルコールを
基にして、等モルtまたは約1モル1での過剰のシアン
化水素酸が使用される。好ましい方法においては、一般
式Hの不飽和アミンが酸に加えられ、ついでシアン化水
素酸が加えられる。温度はアミンの添加中に約O〜23
℃に維持され、またシアン化水素酸の添加中に約10〜
50℃、好寸しくに約30〜l/Lj’cに維持される
。約2〜10時間、好1しくに約≠〜乙時間の反応時間
の後、製造されたホルムアミドは酸で加水分解され、そ
して生成した一般式■のジアミンは水酸化ナトリウム溶
液のような塩基で中和することによって遊離される。
リッター反応によって回収でれた一般式■の・ゾアミ/
は公知の方法でホスゲン化することができる。このため
には、例えば、不活性溶媒中に溶かしたジアミン溶液に
、約0−/!;0℃、好1しくは約gO〜10O℃の温
度で、二酸化炭素を飽和させる。ついで、得られた付加
生成物を約O〜、200℃、好1しくは約/20〜/j
θ℃においてホスゲンと反応させて一般式■のジイソシ
アネートを生成はせる。ホスゲン化に対して十分高い沸
点をもち、しかも引続いてジイソシアネートから分離す
るのに適した沸点差を有するすべての不活性溶媒を便用
することができる。クロルベンゼン、ニトロベンゼン、
キシレン、テトラリンおよびデカリンが好ましbo ホスゲン化の別の具体例では、不活性溶媒に溶かしたソ
アミン溶gを、その溶媒と同じ溶媒に溶かしたホスダン
溶液に約−,20℃〜+60℃の温度で加える。ジアミ
ンを基にした、ホスゲンの過剰璽は約2〜10モル、好
1しくは約グ〜乙モルでな(Ijればならない。ついで
、ジイソシアネートを生ずる、付加生成物のその上の反
応は、約コO〜200℃、好1しくは約/20〜/50
℃の温度で起こる。
このようにして得られたジイソシアネート(a)は約2
0−3−0.好1しくけ約30〜≠ざ重tチのNCO含
有量を有し、そして一般に室体異性体の混合物を生じる
。ざらに、ディールス−アルダ−反応によって得られる
ジイソシアネート、特に一般式Vの不飽和ニトリルを塩
基性物質として使用するときの上記ジイソシアネートは
位置異性体の混合物となる傾向がある。
本発明方法に適した三量化融媒は、西ドイツ特粁出願公
開明細書第4233,7 A 3号に記載された型のホ
スフィン;英国特許第43り40乙6号明細彎または同
第43g乙、3タタ号明細書に記載された型のアルカリ
フェルレート:西ドイツ特許出願公開明細書第、2,3
2jJ21t号に記載された型の第三アミンと組み合せ
たアジリジン訪導体:米国特肝第%/ / 537j号
に記載された型の例えばi−ノニルフェノール、ホルム
アルデヒドおよびジメチルアミンを基としたマンニッヒ
塩基;欧州特許出願全開明In書@/7.タタ♂号に記
載され友型のカルゼン酸第四級アンモニウム;米国特許
第久33虐、2/り号に記載された型の両性イオン構造
を有するフェノールカルボン酸第四級アンモニウム;西
ドイツ特許出願公開明細書第3,2.27.IA♂り号
に記111!された型のホスホン酸アンモニウムおよび
燐酸アンモニウム;西ドイツ特許出願公開明細i#第3
2/9.乙O♂号に記載された型のアルカリカル?キシ
レート;およびエル・リヒテル(R,Richter 
)、イー・ミュラー(P、Muller  )およびカ
ー・ワーグナー(K、Wagner )がディ アング
パンテ マクロモレキラーレ ヘミ−(Die Ang
ewandteMakromolekulare  C
hemie  )/  / 3  e  / 〜り(/
りr3年)で述べたような、相移動触媒と結合した塩基
性アルカリ金属塩、例えば平均して5〜♂個のエチレン
オキシド単位を含むポリエチv y l” IJ −t
 −ルで錯化した酢酸カリウム、のよ5な以前から知ら
れている三量化触媒を包含している。
西ドイツ特許出願公開明細書[2,♂Olz、73/号
および第シタO4弘7り号に記載されているような、下
記の一般式を有する水酸化第四アンモニウムが本発明方
法の触媒として特に適している。
上記の式の中で、R゛°〜R////が、ヒドロキシル
基によって随意に置換されている7〜20個、好1しく
け/〜μ個の炭素原子を有する同じか、または異ってい
るアルキル基を表わし;ここでR′〜RIIIと名称を
付けた基のうちの2個の基が窒素原子および随意にそれ
以外の窒素原子または酸素原子とともに3〜j個の炭素
原子を有する複素環を形成するか:あるいは基R″′が
、好’ft、<ilt第四窒素原子に対する2−位にヒ
ドロキシル基が配列している、2〜4taの炭素原子全
方するヒドロキシアルキル基を表わすことを条件として
、基R′〜R“は各々の場合、第四窒素原子およびそれ
以外の第三窒素原子とともに、二環式のトリエチレンジ
アミン構造を形成するエチレン基金表わすことができる
水酸化第四アンモニウムが好ましい。
前者の場合、ヒドロキシルで置換された基またはヒドロ
キシル置換基以外のヒドロキシルで置換された基は、1
念他の置換基、特にC1〜c4アルコキシ置換基を含む
ことができる。後者で述べた触媒は、第三アミンを水性
アルコール媒体中でフルキレンオキシドと反応させるこ
とによシ、公知の方法で製造される(米国特、?!l−
第3.タタ↓タタ7号明細書、第2欄、第1り行〜第≠
弘行を参照)。好適な第三アミンの例は、トリメチルア
ミン、トリブチルアミン、コージメチルアミノエタノー
ル、トリエタノールアミン、ドデシルジメチルアミン、
N、N−ツメチルシクロヘキシルアミン、N−メチルピ
ロリジン、N−メチルモルホリンおよび/、11t−ジ
アデビシクロー[2,2,,2]−オクタンを包含して
おり、−万好適なアルキレンオキシドの例はエチレンオ
キシド、プロピレンオキシド、へ2−ブチレンオキシド
、スチレンオキシドまたけメトキシ、エトキシ、フエノ
キシプロピレンオキシドを包含している。このグループ
の中で最も特別に好ましい触媒はN、N、N−トリメチ
ル−N−<2−ヒドロキシエチル)−アンモニウムヒド
ロオキシドおよびN、N、N −トリメチル−N−(2
−ヒドロキシプロピル)−アンモニウムヒドロオキシド
である。
成分(a)と(b)との出発混合物の三量化は、特に、
イソシアネート基に対して不活性な溶媒の存在下または
不存在下において遂行することができる。
本発明の生成物の適用分野によって、低〜中沸点溶媒1
次Fi高沸点溶媒を使用することができる。
酢酸エチルまたは酢酸ブチルのようなエステル、アセト
ンまたはブタノンのようなケトン、トルエンまたはキシ
レンのような芳香族物質および塩化メチレンおよびトリ
クロルエチレンのようなハロゲン化炭化7に素を使用す
るとき、生成′+gは一般に最初は溶解した形でとどま
るけれども、この生成物は一段に第二相を形成するか、
あるーはジイソプロビルエーテルのようなエーテル1念
はシクロヘキサン、石油エーテルまたはりプロインのよ
うなアルカン中で沈!殿する。
三賃化触媒は一段に、使用したノイソシアネートを基に
して約0.005〜j重量%、好1しくは約0.0/〜
2重量%の量で使用をれる。例えば、水酸化N、N、N
 −)リメチルーN−(2−ヒドロキシプロピル)−ア
ンモニウムのような好ましい触媒全使用すると、出発ジ
イソシアネートを基にして。
約O,OS〜/重f%、好1しくは約0.07〜0.7
重t%の債が一般に十分である。触媒は純粋な形。
または溶液の状態で使用できる。イソシアネート基に対
して不活性である前記の溶媒は触媒の型によシ、溶媒と
して適しており、ジメチルホルムアミドまたはジメチル
スルホキシド本触媒の溶媒として使用できる。カルバミ
ン酸誘導体を生成するヒドロキシ化合wi共触媒として
同時に使用するときには、こルらの化合物を触媒の溶媒
として使用するのも好都合である。これらのヒドロキシ
化合物の例には、メタノール、エタノール、イソプロノ
母ノール、2−エチルへキサノール−17’cH/”I
Jコール、例えば/、2−ソヒドロキシエタン、l、2
−ジヒドロキシプロパン、/、3−およびへ≠−ジヒド
ロキシブタン、/、乙−およびコ、!−ジヒドロキシヘ
キサン、2−二手ルー/、3−ジヒドロキシヘキサンま
たはコ、コ、弘−トリメチルー/、3−ソヒドロキシペ
ンタンが含1れる。
本発明方法においては共触媒を同時に使用できるが、必
要ではない。西ドイツ特許出願公開明細書第2101.
.737号に記載されたような、イソシアネートに対し
て重合作用を発揮することが知られているすべての物質
が共触媒として適している。
カルバミン酸誘導体を生成する共触媒として、および触
媒の溶媒として同時に作用して、触媒に関して過剰に使
用される前記のヒドロキシ化合物を除き、共触媒は三量
化触媒に関し、重t’を基にして、不足した量で随意に
使用される。
本発明方法の三量化のための反応温度は約20〜200
℃、好1しくは約≠O〜/乙θ℃、そして最も好1しく
は約弘O〜/2θ℃である。不活性溶媒が存在しないと
きには、約60〜/20℃の温度が好1しく使用される
本発明方法は、例えば下記の方法によって遂行すること
ができる。成分(a)と(b)との出発混合物音、水分
を除き、かつ随意に不活性ガスとともに適当な攪拌容器
内に導入し、そして例えば、イソシアネート基に対して
不活性な溶媒、例えばトルエン、酢酸ブチル、ノイソプ
ロビルエーテルまたはシクロヘキサンの等を部と混合す
る。約6O℃の温度および必要な触媒または触媒溶液の
存在の下で三量化が開始し、これは発熱反応によって示
される。
成分(a)と(b)、特に(a)/−インシアナト−/
−メチル−弘(3)−イソシアナト−メチルシクロヘキ
サンまたけ(a)/−イソシアナトーム4(3)−ジメ
チルーグ(3)−イソシアナトメチルシクロヘキサンと
(b) HDIとの反応混合物を例えばKO℃に保持し
、そしてNCO含有量の滴定を続けながら反応を継続さ
せる。ついで所望の反応度において反応を終らせること
ができる。成分(a)と(b)との選ばれた量比によっ
て、例えば、約3O−IO%、特に約3−2.3〜70
%の三鷺化度において、すなわち反応混合物のイソシア
ネート基含有量が出発時の値の約30−20%、特に約
≠Z5〜30%に低下したときに、玉量化反応を終らせ
ることができる。
成分(b)の7.6−ジイツシアナトヘキサンは三量化
反応において成分(a)よりも高い反応性をもつので、
この)(DIは両刃のイソシアネート基の反応により、
一般に不発明の生成分中に完全に合体される。成分(b
)のイソシアネート基が完全に反応し、かつ成分(a)
のイソシアネート基のうちの少なくとも50=4が反応
するような三量化度において、三量化反応が終了するな
らば、これは、モル比が♂O’、20にある(a)と(
b)との混合物を使用するとき、乙θチの三量化度に相
当している。この生成物は一般に全体で2%未満、好1
しくに7%未満の遊離(未反応)のノイソシアネート単
1体(、)および(b)を含んでいる。
玉量化反応は、例えば、前述の参照文献中の実施例によ
って具体的に名称を付けられた型の触媒毒を添加するこ
とによって終らせることができる。
例えば、塩基性触媒を使用するときには、騨媒電の少な
くとも当量に相当している債の酸クロライド、例えば塩
化ベンゾイルを添加することによって反応は終結する。
熱に対して不安定な触媒、例えば前記の型の水酸化第四
アンモニウムは反応の途中で分解するので、触媒毒を添
加することによって触媒金こわすことを省くことができ
る。このような触媒を使用するときには、好フしくけ、
連続的に分解する触媒が所望の三量化度に達したとき完
全に分解されるように、触媒の竜と反応温度が選択され
る。この分解を成し遂げるのに必要な触媒の看と反応温
度は予備的な実験によって決めることができる。所望の
三量化度を達成するのに必要な量よりも少ない量の感熱
性触媒を最初に使用し、ついで触媒tgらに少しずつ添
加して反応に触媒作用金与え、そnによって、所望の三
景化度に達したときに触媒の全量が消費されるように、
優から添加した触媒のt’r計算することもできる。
トルエンのような共有溶媒(covalsnt 5ol
vent )を使用するときには、懸濁した触媒を使用
することもできる。こn、らの触媒は所望の三量化度全
達成したとき反応混合″a全濾過することによって除く
ことができる。しかしながら、成分(a)のイソシアネ
ート基の選択的な反応性および/、6−ノイソシアナト
ヘキサンが、その比較的大きい反応性によって生成物中
に実際上完全に合体されるという事実のために、所望の
三量化度においてか媒を破壊または除去するという問題
は、出発ジイソシアネートのすべてのイソシアネート基
が三量化される可能性が遥かに大きい従来技術の公知方
法よりも遥かに臨界性が小さい。出発ジイソシアネート
(a)の第三炭素原子に結合したイソシアネート基の反
応性が低いため、触媒を破壊または除去しないでも、成
分(b)の両方のイソシアネート基が合体した後および
成分(a)の脂肪族状に結合したイソシアネート基が三
量化した後に、反応は屡々停止する。
不溶性の触媒構成成分を随意に予め除去した後、反応の
遂行方法およびイソシアネートの適用分野に応じて、反
応混合物を種々の方法で仕上げることができる。溶液の
状態で製造されたイソシアナト−イソシアヌレートが/
重重チ未満の単量体含有量をもつならば、N製段階を経
ないで、特に薄層蒸留を施すことなく、それ全その11
ラツカーの生の材料として使用することができる。耐却
後固体の倒脂として沈澱する(a)/−イソシアナ)−
/−メチル−’、’C3)−イソシアナトメチルシクロ
ヘキサンと(b)MDIとを含む三量化混合物を、単量
体含有量の低いラッカーのイソシアネート成分としてそ
の11使用することもできる。ジイソプロピルエーテル
/石油エーテルのような溶媒混合物も、例えば(a)/
−インシアナト−7−メチル−1I−c3)−イソシア
ナトメチルシクロヘキサンおよび(b) HDI ft
基とするインシアヌレートの製造において使用できるの
で、その生成物を冷却プロセス中に沈澱はせ、そして請
品質の白色粉末の形で戸別することができる。三量化の
間に使用した溶媒も、例えば成分(、)の脂肪族状に結
合したイソシアネート基と成分(b)の両イソシアネー
ト基とが完全に反応した後に、蒸留によって除去するこ
とができる。
本発明の生成物は、約10〜2/重這チのNCO含有1
1−有し、かつ一般に約720℃よりも低い溶融範囲全
方する室温で固体のインシアナト−インシアヌレートで
ある。本発明の生成物は一般に大部分がトリイソシアナ
ト−モノイソシアヌレートとテトライソシアナト−ビス
−インシアヌレートからなり、そして2個よりも多いイ
ソシアヌレート環を有する高級同族体を含む混合物であ
る。
本発明の生成物は少なくとも2個のイソシアネート反応
性の基を含む化合物との反応によってポリイソシアネー
ト重付加生成物全製造するための貴重な出発原料である
。好ましい生成物は、最も好1しくは一液性または二液
性のポリウレタンラッカーである。
封鎖され之形で随意に存在できる、本発明の生成物のた
めの好ましい反応パートナ−は、4リウレタンラツカー
工業技術において知られているポリヒドロキシポリエス
テルまたはポリヒドロキシポリエーテル、ポリヒドロキ
シポリアクリレートおよび随意に低分子量の多価アルコ
ールである。
ポリアミン、特に封鎖された形のポリアミン、例えばポ
リケチミン筐たはシリジン(zolidine )も本
発明のプロセス生成物に適した反応パートナ−である。
本発明生成物の量およびそれの反応ノ9−トナーは、そ
れぞれの(随意に封鎖された)イソシアネート基に対し
て約O1g〜3、そして好1しくは約0.り〜A/のヒ
ドロキシ基、アミノ基および/またはカル?キシル基を
供給するように選ばれる。
硬化を促進するために、イソシアネート化学において慣
用されている触媒、例えば、第三アミン、例えばトリエ
チルアミン、ピリジン、メチルピリジン、ベンジルジメ
チルアミン、 N、N−ジメチルアミノシクロヘキサン
、N−メチルーピペIJ 9 y、ペンタメチルジエチ
レントリアミン、へ≠−ソアデービシクロー〔λ、、2
.2 )−オクタンおよびN、N’−ジメチルピペラジ
ン;または金属塩、例えば塩化鉄0、塩化亜鉛、2−エ
チルカプロン酸亜鉛、エチルカブロン酸錫(■)、ジラ
ウリン酸ツブチル錫(財)およびグリコール酸モリブデ
ンを公知の方法で使用することができる。
本発明の生成物はまた二液性のポリウレタン焼付エナメ
ルの貴重な出発原料として利用することができる。それ
らの生成物は公知の封鎖剤によって封鎖された形で使用
することができる。しかしながら、本発明生成物の第三
級状に結合したイソシアネート基の非反応性の特性によ
り、イソシアネート基を予め遮蔽しないでも、上記生成
物を二液性の焼付エナメルの中で使用することができる
このような系の中では、焼付プロセス中に封鎖剤が放出
されないという利点のために封鎖プロセス段階が省かれ
る。しかしながら、NCO基の封鎖を望む場合は、それ
を公知の方法で遂行することができる。ポリイソシアネ
ートは、随意に適当な触媒、例えば、第三アミンまたは
前述の型の金属塩の存在下、好ましくは昇温の下に(例
えば約IA0〜760℃)、適当な封鎖剤で完全に一!
たは部分的に封鎖される。
好適な封鎖剤は、フェノール、クレゾール、トリメチル
フェノール3よび第三ブチルフェノールのようなモノフ
ェノール;第三ブタノール、第三アミルアルコールおよ
びジメチルフェニルカルビノールのような第三アルコー
ル:アセト酢eエステル、アセチルアセトンおよびマロ
ン酸誘導体、例えばマロン酸ジエチルエステル、のよう
なエノールを容易に形成する化合物;N−メチルアニリ
ン、N−メチルトルイジン、N−フェニルトルイジンお
よびN−フェニルキシリジンのような第二芳香族アミン
;サクシンイミドのようなイミド;ε−カグプロクタム
およびδ−パレロラクタムのようなラクタム;ブタノン
オキシムおよびシクロヘキサノンオキシムのようなオキ
シム;メチルメルカプタン、エチルメルカプタン、ブチ
ルメルカプタン、コーメルカブトペンズチアゾール、α
−ナフチルメルカプタンおよびドデシルメルカプタンの
ようなメルカプタン;および1H−i、、2.Il、−
トリアゾールのようなトリアゾールを包含している。
ラッカーバインダーを製造するためには、随意に封鎖さ
れたポリイソシアネート、多官能性の反応パートナ−1
触媒および随意に他の慣用の添加剤、例えば顔料、染料
、充填材およびレベリング剤を互に混合し、そして溶媒
および希釈剤とともに、あるいは溶媒および希釈剤なし
に、慣用の混合アセンブリ、例えばサンドミルで均質化
する。
ついで、そのラッカーバインダーは、啄インティング、
ロールかけ、ポーリング(pouring ) 、吹付
け、流動床プロセスまたは静′亀粉末吹付プロセスのよ
うな慣用方法により、溶液の形または溶融物から、ある
いは固体の状態で、被覆しようとする目的物に塗布する
ことができる。
本発明によって得られるIリイソシアネートを含むラッ
カーは、金属基体に対して驚くほど満足に接着し、そし
て熱の存在下で特に元に対して堅牢で色彩が安定し、か
つ耐摩耗性の極めて大きい被膜を生ずる。その上、それ
らのラッカーに、十分な硬度、弾力性、化学薬品に対す
る極めて優れた抵抗性、高い光沢、優れた耐候性および
十分な着色性を特徴としている。
本発明はさらに以下の実施例によって説明されるが、こ
れらの実施例によって限定されることは意図されてなく
、これらの実施例の中ですべての部および百分率は、別
に明記さn、てなければ、重量によるものである。
〔実施例および発明の効果〕
以下の実施例において、下記の出発原料が使用される。
ジイソシアネートI(/−イソシアナト−/−メチル−
11t(3)−イソシアナトメチルシクロヘキサン) &)/−アミノ−/−メチル−弘(3)−アミノメチル
シクロヘキサンの製造 攪拌されているオートクレーブ中の液体アンモニア30
0mt中に乙OjIの弘(j)−シアノ−/−メチルシ
クロヘキセンを溶解して、り0℃および水素圧カフ00
パールの下に弘Ogのラネーニッケル鉄上で水素添加し
た。アンモニアを蒸発させて除去し、そして触媒全戸別
した後に、真空蒸留を遂行した。10ミリバールにおい
て7r〜gθ℃の沸点を有する弘(j)−アミノエチル
−/−メチルシクロヘキセン3;、f09CI♂%)が
得られた。弘−およびj−異性体の重重比は約♂O:2
0であった。
50℃において、この不飽和アミン3279とシアン化
水素酸7ggを♂Oチの硫酸67!;fiに少しずつ同
時に加え、ついで50″CVCおいて3時間攪拌した。
、20〜り0℃においてよ0%の水酸化ナトリウム溶g
/3209Th少しずつ加えてから加熱して3時間還流
させた。♂OO−の2−メチル−/−プロパノールを加
え、ついで有機相全分離して真空蒸留を施した。/θミ
リバールにおいてり3〜103℃の沸点全方する/−ア
ミノ−/−メチル−4(3)−アミノメチルシクロヘキ
サン33/ICl9%)が得られた。
b)  /−イソシアナト=/−メチル−4/−(J)
−イソシアナト−メチルシクロヘキサンの製造クロルベ
ンゼン3.3111C2/311の7−アミノ−/−メ
チル−4(3)−7ミノメチルシクロヘキサンを溶かし
た溶液を、0〜20℃において、クロルベンゼン3.3
1 K♂OO1のホスゲンが溶ケている溶液に少しずつ
加えた。この混合*’t−,2時間にわたって90℃に
加熱しながら、ホスグツを連続的に通した。20℃にお
いてさらに3時間、および還流下に2時間ホスゲン化を
遂行した。ついでホスゲンを窒素で吹き払ってから、混
合物を真空蒸留した。0. / ミIJパールにおいて
りr〜103℃の沸点を有する/−イソシアナ)−/−
メチル−4(3)−イソシアナトメチルシクロヘキサン
、2乙!g(り1%)が得られた。
≠−および3−異性体のXt比は約♂0 :20であつ
念。
ジイソシアネートII(/−イソシアナト−八4(3)
−ジメチル−4(3)−イソシアナト−メチルシクロヘ
キサン) &)  /−アミノ−1,弘(3)−ツメチル−11<
3)−アミノメチ化シクロヘキサンの嬰造 [拌されているオートクレーブ中の液体アンモニア30
0−中に1,009のl/L(り一シアノー/、4L(
j)−ツメチルシクロヘキセンを溶解して、り0℃およ
び水素圧力IOθパールの下に、4tOgのラネーニッ
ケル鉄上で水素添加し友。アンモニアを蒸留により除去
し、そして触媒を戸別した後に、真空蒸留を遂行した。
10ミリバールにおいて75〜71℃の沸点を有する弘
(J)−アミノメチル−/、弘(j )−ツメチルシク
ロヘキセンNflcI7%)が得られた。弘−およびj
−異性体の重量比は約70’、30であった。
J″θ℃において、この不飽和アミン3209とシアン
化水素酸///gを♂Oqbの硫酸/21I−011に
少しずつ同時に加え、ついで弘θ℃において3時間攪拌
した。4tj%の水酸化ナトリウム溶液/♂00gk2
0〜り0℃において少しずつ加えてから加熱して3時間
還流させた。700−のクロルベンゼンを加え、ついで
♂0℃で有機相全分離して真空蒸留を施した。lOミリ
バールにおいてりO〜10!r℃の沸点を有する/−ア
ミノ−/、4(3)−ジメチル−4(3)−7ミノメチ
ルシクロヘキサン≠り3flCIj%)が得られた。
b)  /−イソシアナト−/、11−<3>−ジメチ
ル−4(3)−イソシアナトメチルシクロヘキサンの製
造 クロルベンゼン21に上記のジアミン3/217を溶か
し之溶液を、0〜20℃において、クロルベンゼン≠j
 l VC130011のホスグツが溶けている溶液に
少しずつ塀え之。この混合物を2時間にわたってり0℃
に加熱すると同時にホスゲンを連続的に通し念。り0℃
においてさらに3時間、および還流下に2時間ホスrン
化を遂行した。ついでホスダンを窒素で吹き払ってから
、混合物を真空蒸留した。0、/ミリバールにおいて♂
ど〜り0℃の沸点を有する/−イソシアナト−八1AC
3)−ゾメチルーグ(3)−イソシアナトメチルシクロ
ヘキサン337gCl/%)が得られた。≠一対3−異
性体のt量比は約70:30であった。
触媒■ 2〜エチル−へ3−ジヒドロキシヘキサン//、3−ジ
ヒドロキシブタン(溶媒のXt量比A:/)に水酸化2
−ヒドロキシプロピルトリエチルアンモニウムに10%
の濃度で溶かした溶液実施例/ ジイソシアネートI /74Llz9と7.乙−ジイン
シアナト−ヘキサン76♂gとの混合物(モル比=り0
:10)k30℃において≠O−の触媒溶液■で処理し
た。発熱性の反応混合物を最初冷却によって乙0℃に保
持し、その後加熱によってこの温度に保持した。2タチ
のNCO含有全方達した後、夕時間後にNCO含有量が
20.j%に達する壕で、温度を♂0℃に保った。つづ
いて110℃で30分間攪拌してから、反応混合物をシ
ートの上に注いだ。室温まで冷却した後、/ f、 A
%のNCO含有全方これはj乙、乙チの三量化度に相当
する)と7θ〜♂θ℃の溶M!!!範囲を有する透明な
固体樹脂が得られた。ジイソシアネートIの巣量体の含
有量は7%未満であり、/、6−ジイソシアナトヘキサ
ン鱗量体の含有量は検出限度未満、すなわち0、03%
未満である。
実施例2 1331gのジイソシアネート■と!rO≠lの/、乙
−ジイソシアナトヘキサン(モル比=70=30)’r
30℃において110−の触媒溶QIで処理した。混@
−物のNCO含有量が2乙、7%に達する1で、反応混
合物を最初乙O℃に2時間保持し斤、。
ついで、77g%のNCO含有全方確立される1で、混
合物をざ0℃に/、5時間保持した。ついで混合物を最
後に110℃でθ、!時間攪拌してから、シート上に注
いだ。室温1で冷却した後、/ヨ/%のNCO含有全方
これはAJ、J−チの三量化度に相当する)と♂0〜♂
tCの溶融範囲を有するガラス状に固化した固体樹脂が
得られた。反応生成物中のジイソシアネート■の含有f
fl/%未満であった。/、l、−ジイソシアナトヘキ
サンの含有量h検出限度未満であった。
実施例3 33.2.II cDシイ7 シ7ネ−トIf トA 
7.2 gノ/、乙−ジイソシアナトヘキサンとの混合
物(モル比−40:、20)t!;0℃において!?d
の触媒溶液■で処理した。2と2%のNCO含有全方達
する1で反応混合物を最初3時間10℃に保持し、つい
で/6.タチのNCO含有量に達する1でさらに2時間
了O℃に保持し友。つづいて110℃において30分間
攪拌した。混合物全シート上に注ぐと、室温まで冷却し
た後に、76.0%のNCO含有全方これはA /、タ
チの三景化度に相当する)と60〜70℃の溶融範囲t
−有する透明な固体樹脂が得られた。
実施例11t(使用例) jヱー重量部のテレフタル酸?基とする、ヒドロキシル
基含有ポリエステル57重量部、ネオ・Sンチルグリコ
ール33.3重量部、/、乙−ジヒドロキシへキサンl
A乙重債部および50のOH数と//、20のヒドロキ
シル当量重量を有するトリメリ′ロールプロパン3.1
乙重呈部、実施例/によって得らa念イソシアヌレート
基全方ポリイソシアネート7重1部および市販の二酸化
チタン顔料1I−0重1部を押出機の中で約720℃で
溶融して均質化した。当fを基にして、等前のポリヒド
ロキシポリエステルとポリイソシアネート全計量した。
溶融物が固化し終ったとき、生成物を粉砕し、そして静
電吹付装置によって試験シート上に塗布して、/と0℃
で70分以内に硬化させた。
j乙〜!rgttmの層厚によって、次のラッカー技術
特性が測定された。
光沢=9ノ% (ガードナー、反射角g O″) 破壊試験二〇 (0=変化なし、2=引裂かれる) 格子の切断(1attice cut ) : GTO
lo(DINよ3 7!7.0=接着の損失皆無、≠=
接着の完全な損失、第1の値:接着チーfを引きはがす
前の値、第2の値:接着テープを引きはがし念後の値) カッピング指数(cupping 1ndex ) :
 ) / Omr(DINJ−3/j乙) 衝′@(反対方向):10インチポンド(72cmkg
)(ASTM D 27り≠、エリクセン型30≠1球
径/よg冑) 白色度:20分後了O0り7220℃ 70.7(バー
ガー/エルレボマット(Berger/Elrepho
mat )による) rル化時間:/≠θ秒/l♂0℃ (DINjj  タ90パートど、ポイント左/)ポー
ラビリティ(pourability ) : j O
’C’!でに注ぐことができる ( DINjj  990)”t’7e弘5および50
℃においてλ週間) 本発明はこれ1で説明の目的で詳しく述べてきたけれど
も、このような詳細な説明は専らその目的のために述べ
られたものであって、本発明力ZW許請求の範囲に記載
された事項によってff1ilJ限されることを除き、
本発明の精神とれ囲−カ)ら逸脱しないで当業者がその
中で槙々の変更をなし得ることは理解されるべきである

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)約20〜50重量%のNCO含有量を有す
    るとともに、第一級脂肪族炭素原子に結合している、立
    体障害を起こしていないイソシアネート基と、脂環式環
    糸の一部を形成する第三級炭素原子に結合している、立
    体障害を起こしているイソシアネート基とを有する脂肪
    族−脂環式ジイソシアネート、および (b)成分(a)と(b)との全量を基にして、約50
    モル%の積極的な量の1,6−ジイソシアナトヘキサン
    (HDI)、 からなる有機ジイソシアネート混合物のイソシアネート
    基の一部を接触的に三量化し、そして随意に、触媒毒の
    添加および/または触媒の熱的脱活性により、所望の三
    量化度で三量化反応を終結させることからなる、少なく
    とも1個のイソシアヌレート基を含むポリイソシアネー
    トの製造方法。
  2. (2)成分(a)が下記の式を有するジイソシアネート
    からなる、特許請求の範囲第(1)項記載の製造方法、 ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、 R_1は1〜4個の炭素原子を有するアルキル基を表わ
    し、 R_2およびR_3は1〜4個の炭素原子を有する同じ
    か、または異なる直鎖または分枝鎖の、二価の飽和した
    炭素基を表わし、 R_4は水素または1〜4個の炭素原子を有するアルキ
    ル基を表わし、 R_5は1〜4個の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖
    の、飽和した二価の炭化水素基を表わし、そしてnは0
    または1を表わす。
  3. (3)成分(a)と(b)との混合物全体を基にして、
    成分(b)を約5〜30モル%の量で使用する、特許請
    求の範囲第(1)項記載の製造方法。
  4. (4)成分(a)と(b)との混合物全体を基にして、
    成分(b)を約5〜30モル%の量で使用する特許請求
    の範囲第(2)項記載の製造方法。
  5. (5)成分(a)を基にして、少なくとも約50%の三
    量化度において三量化反応を終結させる、特許請求の範
    囲第(1)項記載の製造方法。
  6. (6)少なくとも1個のイソシアヌレート基を含み、か
    つ (a)約20〜50重量%のNCO含有量を有するとと
    もに、第一級脂肪族炭素原子に結合している、立体障害
    を起こしていないイソシアネート基と、脂環式環系の一
    部を形成する第三級炭素原子に結合している、立体障害
    を起こしているイソシアネート基とを有する脂肪族−脂
    環式ジイソシアネート、および (b)成分(a)と(b)との全量を基にして、約50
    モル%までの量の1,6−ジイソシアナトヘキサン(H
    DI)、 からなる有機ジイソシアネート混合物のイソシアネート
    基の一部を接触的に三量化し、そして随意に、触媒毒の
    添加および/または触媒の熱的脱活性により、所望の三
    量化度で三量化反応を終結させることによって製造され
    たポリイソシアネート。
  7. (7)成分(a)が下記の式のジイソシアネートからな
    る、特許請求の範囲第(6)項記載のポリイソシアネー
    ト、 ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、 R_1は1〜4個の炭素原子を有するアルキル基を表わ
    し、R_2およびR_3は2〜4個の炭素原子を有する
    同じか、または異なる直鎖または分枝鎖の、二価の飽和
    した炭素基を表わし、 R_4は水素または1〜4個の炭素原子を有するアルキ
    ル基を表わし、 R_5は1〜4個の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖
    の飽和した二価の炭化水素基を表わし、そしてnは0ま
    たは1を表わす。
  8. (8)成分(a)と(b)との混合物全体を基にして、
    成分(b)を約5〜30モル%の量で使用する、特許請
    求の範囲第(6)項記載のポリイソシアネート。
  9. (9)成分(a)と(b)との混合物全体を基にして、
    成分(b)を約5〜30モル%の量で使用する、特許請
    求の範囲第(7)項記載のポリイソシアネート。
  10. (10)成分(a)のイソシアネート基のうちの少なく
    とも約50%が三量化されたときに三量化反応を終結さ
    せる、特許請求の範囲第(6)項記載のポリイソシアネ
    ート。
  11. (11)成分(a)が1−イソシアナト−1−メチル−
    4(3)−イソシアナトメチルシクロヘキサンからなる
    、特許請求の範囲第(6)項記載のポリイソシアネート
  12. (12)成分(a)が1−イソシアナト−1−メチル−
    4(3)−イソシアナトメチルシクロヘキサンからなる
    、特許請求の範囲第(8)項記載のポリイソシアネート
  13. (13)(a)特許請求の範囲第(6)項記載のポリイ
    ソシアネートと、 (b)少なくとも2個のイソシアネート反応性の基を含
    む化合物 とを反応させることからなる、ポリイソシアネート重付
    加生成物の製造方法。
  14. (14)前記ポリイソシアネート重付加生成物がポリウ
    レタンラッカーである、特許請求の範囲第(13)項記
    載の製造方法。
  15. (15)前記ポリイソシアネート重付加生成物が、熱架
    橋性の二液性ポリウレタン粉末ラッカーである、特許請
    求の範囲第(13)項記載の製造方法。
  16. (16)前記ポリイソシアネートがイソシアネート基の
    ための封鎖剤で封鎖されている、特許請求の範囲第(1
    3)項記載の製造方法。
  17. (17)前記ポリイソシアネートがイソシアネート基の
    ための封鎖剤で封鎖されている、特許請求の範囲第(1
    4)項記載の製造方法。
  18. (18)前記ポリイソシアネートがイソシアネート基の
    ための封鎖剤で封鎖されている、特許請求の範囲第(1
    5)項記載の製造方法。
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