WO2014063895A1 - Zusammensetzungen umfassend alkoxysilanhaltige isocyanate und saure stabilisatoren - Google Patents

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WO2014063895A1
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halogen
lewis acid
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acid
bronstedt
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PCT/EP2013/069929
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Emmanouil Spyrou
Manfred Kreczinski
Holger Loesch
Andrea VÖCKER
Lars Hellkuhl
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Evonik Industries Ag
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Definitions

  • compositions comprising alkoxysilane-containing isocyanates
  • the present invention relates to a composition
  • a composition comprising (A) an isocyanate of the formula (I) OCN-A-SiR 1 R 2 R 3 (I), wherein A is a straight-chain, branched, substituted and / or unsubstituted aliphatic hydrocarbon radical having 1 to 12 Carbon atoms or a substituted or unsubstituted cycloaliphatic hydrocarbon radical having from 4 to 18 carbon atoms, wherein R 1 is selected from the group consisting of -O-R A k wherein R 2 and R 3 are each and independently selected from the group of substituents which comprise -RAII ⁇ and -O-R A i k , wherein -RAII ⁇ represents a hydrocarbon radical having 1 to 6 carbon atoms, and B) a Bronstedt or Lewis acid or a Bronstedt or Lewis acid releasing at room temperature Connection; as well as one
  • a process for producing a stabilized alkoxysilane-containing isocyanate comprising the step of adding a Lewis or Bronsted acid or one at room temperature
  • Alkoxysilane-containing isocyanates are valuable chemical compounds which permit the targeted formation of polymers which find versatile industrial use as silane-containing polycarbamates or silane-containing polyureas in foams, elastomers, thermoplastics, fibers, light-resistant polycarbamate coatings or adhesives.
  • Synthetic access to isocyanates can be via a number of different routes.
  • Dialkyl carbonate used (EP 18 586, EP 355 443, US 4,268,683, EP 990 644).
  • urea route is the urea-mediated transfer of amines to isocyanates via a two-stage process.
  • an amine is reacted with alcohol in the presence of urea or urea equivalents (eg, alkyl carbonates, alkyl carbamates) to form a biscarbamate, which is usually a
  • the thermal cleavage of carbamates can be carried out in the gas or in the liquid phase, with or without solvent and with or without catalysts.
  • Isophorone diisocyanate by cleavage of the corresponding biscarbamates in the gas phase in the tubular reactor in the presence of metallic packing at 410 ° C described.
  • the preparation of carbamates in a one-pot reaction of amine, urea and alcohol with simultaneous removal of ammonia is known from EP 18 568.
  • the teaching of EP 18 568 has been developed further and is described in EP 126 299, EP 126 300, EP 355 443, EP 566 925 and EP 568 782. More recent processes for the preparation of isocyanates are known from EP1512681, EP1512682, EP1512680, EP1593669, EP1602643, EP1634868, EP 209191 1.
  • the reaction via the urea route leads to the formation of undesired by-products, for example in one-stage, two-stage and also alternatively multi-stage processes for the preparation of carbamates and in the subsequent thermal cleavage of the carbamates to isocyanates.
  • a further object of the invention is to provide a process for the phosgene-free preparation of stabilized compositions comprising alkoxysilane-containing isocyanates, in particular to minimize the loss of reactive NCO groups and / or the formation of interfering byproducts such as isocyanate oligomers.
  • composition comprising
  • Substituents are selected which include -R A i k and -O-R A i k , wherein R A i k represents a hydrocarbon radical having 1 to 6 carbon atoms, and
  • the problem is solved by a composition wherein B) is selected from the group comprising carboxylic acids, preferably dicarboxylic acids, mineral acids, preferably phosphoric acid, acid halides and alkyl or aryl halides.
  • the problem is solved by a composition wherein the Bronsted or Lewis acid or the room temperature Bronsted or Lewis acid releasing compound is a compound of the formula (II)
  • R 5 is selected from the group consisting of halogen
  • R 6 is selected from the group comprising hydrogen, halogen, -CH 2 -halogen and -CO-halogen and preferably R 5 is -CH 2 -CI or -CO -CI and R 6 is hydrogen.
  • the problem is solved by a composition wherein the proportion of the Bronstedt or Lewis acid or the room temperature Bronsted or Lewis acid releasing compound based on the mass of the isocyanate in the Composition 0.0001 to 1 weight percent, preferably 0.001 to 0.9 weight percent, most preferably 0.002 to 0.5 weight percent.
  • the problem is solved by a composition wherein the isocyanate has the formula OCN- (CH 2 ) n -Si (OR 7 ) 3 and n 1 to 12, preferably 2 to 4 and R 7 is either methyl or ethyl.
  • composition further comprising
  • the problem is solved by a composition wherein the stoichiometric ratio between the total of the NCO-reactive hydroxy, thiol, -NH-, CH-acide and / or amine groups of C) to the total of the NCO groups of A) 2: 1 to 1: 2, preferably 1, 8: 1 to 1: 1, 8, most preferably 1, 6: 1 to 1: 1, 6.
  • the problem underlying the invention is solved by a method for producing a polymer comprising the step of curing the
  • composition according to the first aspect or an embodiment thereof.
  • the problem is solved by a process for preparing a stabilized alkoxysilane-containing isocyanate comprising the step e) adding a Lewis or Bronsted acid or a Bronsted or Lewis acid-releasing compound at room temperature.
  • the problem is solved by a method, further comprising the steps a1) reacting an alkoxysilanealkylamine of the formula (III)
  • step a2) c) separating the alcohol of the formula R -OH after step b1) or a2) to form a reaction mixture separated from the alcohol, and d) thermal cracking of the reaction mixture separated off from the alcohol at temperatures of 180 to 280 ° C at a pressure of 0.1 to 200 mbar, wherein A is a straight-chain, branched, substituted and / or unsubstituted aliphatic hydrocarbon radical having 1 to 12
  • the problem is solved by a method wherein the Bronstedt or Lewis acid or the room temperature Bronstedt or Lewis acid releasing compound of Group is selected which comprises carboxylic acids, preferably dicarboxylic acids, mineral acids, acid halides and alkyl and aryl halides.
  • the problem is solved by a method wherein the Bronsted or Lewis acid or at room temperature
  • R 5 is selected from the group consisting of halogen
  • R 6 is selected from the group consisting of hydrogen, -CH 2 -halogen, halogen and
  • R 5 is -CH 2 -CI or -CO-CI and R 6
  • the problem is solved by a method wherein the proportion of the Bronstedt or Lewis acid or the Bronsted or Lewis acid releasing compound at room temperature based on the sum of the acid and the isocyanate 0.0001 to 1 weight percent, preferably 0.001 to 0.9 weight percent, most preferably 0.002 to 0.5 weight percent.
  • the problem is solved by a method wherein the isocyanate has the formula OCN- (CH 2 ) n -Si (OMe) 3 and n 1 to 12, preferably 2 to 4.
  • a seventh embodiment of the second aspect which is also an embodiment of the first to sixth embodiments, the problem is solved by a method wherein step b1) or step a) are carried out in a pressure distillation reactor with separation of generated ammonia.
  • the problem underlying the invention is solved by using a Bronstedt or Lewis acid or a Bronstedt or Lewis acid-releasing compound at room temperature to stabilize an isocyanate of the formula (I)
  • Substituents are selected which include R A i k and -O-R A i k k , wherein -RAII ⁇ is a hydrocarbon radical having 1 to 6 carbon atoms, and wherein the composition further comprises a Bronstedt or Lewis acid or a room temperature Bronsted or Lewis acid releasing compound.
  • the problem is solved by a use wherein the Bronsted or Lewis acid or the room temperature Bronsted or Lewis acid releasing compound is selected from the group consisting of carboxylic acids, preferably dicarboxylic acids, mineral acids, Acid halides and alkyl and aryl halides.
  • the problem is solved by use wherein the Bronsted or Lewis acid or the room temperature Bronsted or Lewis acid releasing compound is a compound of the formula (II)
  • R 5 is selected from the group comprising halogen, -CO-halogen and -CH 2 -halogen, and wherein R 6 is selected from the group consisting of
  • -CH 2 comprises -halogen, halogen and -CO-halogen is hydrogen and preferably R 5 is -CH 2 -Cl or -CO-CI and R 6 is hydrogen.
  • Room temperature Bronstedt or Lewis acid releasing compound based on the sum of the acid and the isocyanate 0.0001 to 1 weight percent, preferably 0.001 to 0.9 weight percent, most preferably 0.002 to 0.5 weight percent.
  • the problem is solved by use wherein the isocyanate has the formula OCN- (CH 2 ) n -Si (OR 7 ) 3 and n 1 to 12, preferably 2 to 4, and R 7 is either methyl or ethyl.
  • the inventors of the present invention have discovered that acidic stabilizers improve the storage stability of alkoxysilane-containing products prepared by a phosgene-free process
  • the inventors of the present invention have further found that the formation of undesirable by-products such as oligomers of the isocyanates in the presence of acid
  • Stabilizers is surprisingly reduced.
  • the invention relates to the stabilization of alkoxysilane-containing isocyanates by acid
  • Stabilizers which constitute component B) of the composition according to the invention.
  • a Bronsted or Lewis acid is used as component B) or substances which can release Bronstedt or Lewis acids at room temperature, for example carboxylic acids, mineral acids or halogen-containing substances such as acid halides or alkyl halides.
  • Suitable compounds are still Benzyl halides such as benzyl chloride or benzyl bromide, furthermore benzoyl halides such as benzoyl chloride or benzoyl bromide, phthaloyl chloride, isophthalic acid dichloride,
  • Terephthalic acid dichloride Terephthalic acid dichloride, toluic acid dichloride, oxalic acid, succinic acid or phosphoric acid.
  • Particularly preferred are benzyl chloride and benzoyl chloride.
  • the alkoxysilane-containing isocyanate is prepared according to the invention via a phosgene-free process.
  • an acidic stabilizer more specifically, a Lewis or Bronsted acid, or a compound releasing such an acid at room temperature
  • a Lewis or Bronsted acid or a compound releasing such an acid at room temperature
  • the stabilizer is added to a precursor of the alkoxysilane-containing isocyanate during production, unless the stabilizer is removed or deactivated by the following synthesis steps.
  • a single stabilizer may be used as well as a mixture comprising two or more stabilizers.
  • Starting compounds for the process are diamines of the abovementioned formula (II), alcohols of the abovementioned formula (III) and also urea and / or urea equivalents prepared from urea.
  • Suitable alkoxysilane-containing amines of the formula (II) are, for example
  • Suitable alcohols of the formula R -OH are any primary and secondary aliphatic or cycloaliphatic alcohols which have a boiling point below 190 ° C. under atmospheric pressure.
  • R 8 is a substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, aryl or aralkyl radical.
  • C1 -C6 alkanols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 1-hexanol or cyclohexanol.
  • 1-butanol is used as the alcohol.
  • Component A) may also contain additional di- and polyisocyanates.
  • the di- and polyisocyanates used can consist of any desired aromatic, aliphatic, and / or cycloaliphatic di- and / or polyisocyanates.
  • compositions of the invention may be solid, viscous, liquid and also
  • compositions may also contain adjuvants and additives selected from inhibitors, organic solvents optionally containing unsaturated moieties, surfactants, oxygen and / or radical scavengers, catalysts,
  • Sunscreens color whiteners, photoinitiators, photosensitizers, thixotropic agents, skin preventatives, defoamers, dyes, pigments, fillers and
  • Matting agent included. The amount varies greatly from the field of application and type of auxiliary and additive.
  • Suitable organic solvents are all liquid substances which do not react with other ingredients, eg. Acetone, ethyl acetate, butyl acetate, xylene, Solvesso 100, Solvesso 150, methoxypropyl acetate and dibasic ester.
  • composition according to the invention may be the usual additives, such as leveling agents, for. As polysilicones or acrylates, light stabilizers, for. As sterically hindered amines, or other auxiliaries, such as. As described in EP 0 669 353, in a total amount of 0.05 to 5 wt .-% are added. Fillers and pigments such. Titanium dioxide may be added in an amount of up to 50% by weight of the total composition.
  • the preparation of the composition according to the invention is preferably carried out by
  • Room temperature and 220 ° C preferably between room temperature and 120 ° C and takes depending on the temperature and reaction components A) and B) between a few seconds and several hours.
  • composition of the invention may be a
  • Main component basic component or additive component of coating materials (eg textile, paper and leather coating), adhesives, paints, paints, powder coatings,
  • thermoplastic elastomers in particular thermoplastic polyurethanes, thermosetting elastomers, foams (eg.
  • Foams foams
  • integral foams eg soft integral and rigid integral foams
  • thermal insulation materials eg soft integral and rigid integral foams
  • RIM materials materials for medical and hygienic
  • composition of the invention may further comprise a main component
  • composition according to the invention can be a main component
  • Base component or additional component of coating compositions in particular primers, interlayers, topcoats, clearcoats, adhesives or sealing materials, particularly preferably with compounds of component C) represent.
  • the composition according to the invention may be a main component, base component or additional component of liquid and pulverulent
  • composition according to the invention can be a main component
  • Base component or additive component of adhesive compositions for bonding metal, plastic, glass, wood, textile, paper, MDF (Medium Density Fiber Boards) or leather substrates represent.
  • composition according to the invention can be a main component
  • Basic component or additive component of metal coating compositions in particular for automobile bodies, motorcycles and bicycles, building parts and components
  • the coating can either be used alone or be part of a layer of a multi-layer construction. It can be applied, for example, as a primer, as an intermediate layer or as a topcoat or clearcoat. The above or below the coating
  • the composition according to the invention further comprises C) a compound having at least one, preferably two to four, NCO-reactive hydroxyl, thiol, -NH, CH-acid and / or amine groups.
  • C) is an alcohol
  • curing of the composition comprising A), B) and C) results in a polyurethane compound.
  • Components A) and C) can be used in a mass ratio such that the OH: NCO ratio is between 2.0: 1, 0 and 1, 0: 2.0, preferably between 1, 8: 1, 0 and 1, 0: 1, 8 and more preferably between 1, 6: 1, 0 and 1, 0: 1, 6 is located.
  • polymers and prepolymers can be obtained, preferably with an NCO number of 0-30% by weight and an OH number of 500-0 mg KOH / g and an acid number of 0-50 mg KOH / g) as well as thermoset or thermoplastic elastomers.
  • compounds C in principle all compounds are suitable which have at least one, preferably at least two NCO groups reactive functional groups.
  • Suitable as functional groups z For example, OH, NH 2 , NH, SH, CH-acidic groups.
  • the compounds C) preferably contain 2 to 4 functional groups. Particularly preferred are alcohol groups and / or amino groups.
  • Suitable diamines and polyamines are: 1,2-ethylenediamine, 1,2-propylenediamine, 1,3-propylenediamine, 1,2-butylenediamine, 1,3-butylenediamine, 1,4-butylenediamine, 2- (ethylamino) ethylamine, 3- (methylamino) propylamine, 3- (cyclohexylamino) propylamine, 4,4'-diaminodicyclohexylmethane, isophoronediamine, 4,7-dioxadecane-1,10-diamine, N- (2-aminoethyl) -1,2-ethanediamine, N - (3-aminopropyl) -1, 3-propanediamine, N, N "-1, 2-ethanediylbis (1,3-propanediamine), adipic
  • Tetraethylenepentamine pentaethylenehexamine, dipropylenetriamine, hydrazine, 1, 3- and 1, 4-phenylenediamine, 4,4'-diphenylmethanediamine, amino-functional polyethylene oxides or
  • disecondary or primary / secondary diamines, as described, for. B. in a known manner from the corresponding diprimary diamines by reaction with a carbonyl compound, such as.
  • a carbonyl compound such as.
  • a ketone or aldehyde and subsequent hydrogenation or by addition of diprimary diamines to acrylic acid esters or maleic acid derivatives can be used.
  • suitable amino alcohols are monoethanolamine, 3-amino-1-propanol, isopropanolamine, aminoethoxyethanol, N- (2-aminoethyl) ethanolamine, N-ethyl-ethanolamine, N-butylethanolamine, Diethanolamine, 3- (hydroxyethylamino) -1-propanol and diisopropanolamine also called mixtures.
  • Examples of suitable compounds C) having SH groups are trimethylolpropane tri-3-mercaptopropionate, pentaerythritol tetra-3-mercaptopropionate, trimethylolpropane trimercaptoacetate and pentaerythritol tetramercaptoacetate.
  • CH-acidic compounds for example, derivatives of malonic acid esters, acetylacetone and / or acetoacetic ester are suitable.
  • Particularly suitable compounds C) are all in PU chemistry
  • diols and polyols z.
  • ethylene glycol 1, 2, 1, 3-propanediol, diethylene, dipropylene, triethylene, tetraethylene glycol, 1, 2, 1, 4-butanediol, 1, 3-Butylethylpropandiol, 1, 3-methylpropanediol, 1 , 5-pentanediol, bis (1,4-hydroxymethyl) cyclohexane (cyclohexanedimethanol), glycerol, hexanediol, neopentyl glycol, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, bisphenol A, B, C, F, norbornylene glycol, 1,4-benzyldimethanol, ethanol , 2,4-dimethyl-2-ethylhexane-1,3-diol, 1,4-and 2,3-butylene glycol, di- ⁇ -hydroxyethyl
  • Suitable compounds C) are also diols and polyols which contain further functional groups contain. These are the linear or slightly branched hydroxyl-containing polyesters, polycarbonates, polycaprolactones, polyethers, polythioethers, polyesteramides, polyacrylates, polyvinyl alcohols, polyurethanes or polyacetals which are known per se. They preferably have a number-average molecular weight of from 134 to 20 000 g / mol, more preferably from 134 to 4000 g / mol. In the hydroxyl-containing polymers are preferably polyesters, polyethers, polyacrylates, polyurethanes, polyvinyl alcohols and / or
  • Polycarbonates having an OH number of 5 - used 500 in mg KOH / gram).
  • Dicarboxylic anhydrides corresponding dicarboxylic acid esters of lower alcohols, lactones or hydroxycarboxylic acids are prepared.
  • Suitable diols and polyols for the preparation of the preferred polyester polyols are, in addition to the abovementioned diols and polyols, 2-methylpropanediol, 2,2-dimethylpropanediol, diethylene glycol, dodecanediol 1, 12, 1, 4-cyclohexanedimethanol and 1, 2 and 1, 4 -Cyclohexandiol.
  • Dicarboxylic acids or derivatives suitable for preparing the polyester polyols may be aliphatic, cycloaliphatic, aromatic and / or heteroaromatic in nature and optionally substituted, e.g. B with halogen atoms, and / or unsaturated.
  • Preferred dicarboxylic acids or derivatives include succinic, adipic, corkic, azelaic and sebacic acids, 2,2,4 (2,4,4) -trimethyladipic acid, phthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, terephthalic acid dimethyl ester, tetrahydrophthalic acid, Maleic acid, maleic anhydride and dimer fatty acids.
  • Suitable polyester polyols are also those which are in a known manner by ring opening from lactones such as caprolactone and simple diols as starter molecules.
  • lactones such as caprolactone and simple diols as starter molecules.
  • mono- and polyesters from lactones eg. B. ⁇ -caprolactone or hydroxycarboxylic acids, eg. B. hydroxypivalic acid, ⁇ -hydroxydecanoic acid, ⁇ -hydroxycaproic acid, thioglycolic acid, can be used as starting materials for the preparation of polymers according to the invention.
  • Polyesters of the polycarboxylic acids or their derivatives and polyphenols mentioned in this application the hydroquinone, bisphenol-A, 4,4'-dihydroxybiphenyl or bis (4-hydroxyphenyl) sulfone; Polyester of carbonic acid, which consists of hydroquinone, diphenylolpropane, p-xylylene glycol, ethylene glycol, butanediol or hexanediol-1, 6 and other polyols by conventional condensation reactions, eg. B.
  • Polyphenols of the above type Polyester of boric acid; Polysiloxanes, such as.
  • the products obtained by hydrolysis of dialkyldichlorosilanes with water and subsequent treatment with polyalcohols, the products obtainable by addition of polysiloxane dihydrides to olefins, such as allyl alcohol or acrylic acid, are suitable as starting materials for the preparation of the compounds C).
  • the polyesters can be prepared in a conventional manner by condensation in one
  • Method of organic chemistry Houben-Weyl; Vol. 14/2, pages 1 to 5, 21 to 23, 40 to 44, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1963, or by C.R. Martens, Alkyd Resins, pages 51 to 59, Reinhold Plastics Appl. Series, Reinhold Publishing Comp., New York, 1961.
  • OH-containing (meth) acrylates are also preferably used.
  • Poly (meth) acrylates Be prepared by the co-polymerization of (meth) acrylates, with individual components carry OH groups, others not. Thus, a randomly distributed OH-containing polymer is generated which carries no, one or many OH groups.
  • Such polymers are described under High solids hydroxyacrylics with tightly controlled molecular weight. van Leeuwen, Ben. SC Johnson Polymer, Neth.
  • the diols and dicarboxylic acids or derivatives thereof used to prepare the polyesterpolyols can be used in any desired mixtures. It is also possible to use mixtures of polyester polyols and diols.
  • Suitable compounds C) are also the reaction products of polycarboxylic acids and glycidic compounds, as z. B. in DE-OS 24 10 513 are described.
  • glycidyl compounds that can be used are esters of 2,3-epoxy-1-propanol with monobasic acids having from 4 to 18 carbon atoms, such as
  • Carbon atoms such as butylene oxide, and glycidyl ethers such as octyl glycidyl ether.
  • Compounds C) may also be those compounds which carry at least one further functional group in addition to an epoxide group, such as.
  • an epoxide group such as.
  • carboxyl, hydroxyl, mercapto or amino groups which is capable of reacting with an isocyanate group.
  • Particularly preferred are 2,3-epoxy-1-propanol and epoxidized soybean oil.
  • Example 1 Preparation of the alkoxysilane-containing isocyanates according to the urea route
  • IPMS isocyanatopropyltrimethoxysilane
  • AMMO aminopropyltrimethoxysilane
  • urea urea
  • Tin dichloride of 50 ppm was performed.
  • the fission gases IPMS and methanol were condensed out in two cascaded capacitors at 85 ° C and -25 ° C.
  • the recovered, about 93% crude IPMS was fed to a purifying distillation, with 330 g / h IPMS were obtained with a purity of> 98.5%, which corresponds to a yield of 92%.
  • 44 g / h of methanol were obtained as the top product of the cleavage and rectification.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung umfassend (A) ein Isocyanat der Formel (I) OCN-A-SiR1R2R3 (I), und B) eine Bronstedt- oder Lewis-Säure oder eine bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzende Verbindung. In einer besonderen Ausführungsform wird die Komponente B) gemäss der Formel (II) beschrieben: R5 ist Halogen, -CO-Halogen oder -CH 2-Halogen R6 ist Wasserstoff, -CH 2-Halogen, Halogen und -CO-Halogen Die sauren Komponenten dienen als Stabilisatoren, um die Lagerfähigkeit von nach phosgenfreien Verfahren hergestellten alkoxyhaltigen Isocyanaten zu erhöhen. Weiterhin sind beansprucht ein Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten alkoxysilanhaltigen Isocyanats, dass den Schritt einer Zugabe einer Lewis- oder Bronstedt-Säure oder einer bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung zu einem alkoxysilanhaltigen Isocyanat umfasst.

Description

Zusammensetzungen umfassend alkoxysilanhaltige Isocyanate
und saure Stabilisatoren
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung umfassend (A) ein Isocyanat der Formel (I) OCN-A-SiR1R2R3 (I), wobei A einen geradkettigen, verzweigten, substituierten und/oder unsubstituierten aliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder einen substituierten oder unsubstituierten cycloaliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt, wobei R1 aus der Gruppe umfassend -0-RAik ausgewählt ist, wobei R2 und R3 jeweils und unabhängig voneinander aus der Gruppe von Substituenten ausgewählt sind, die -RAII< und -0-RAik umfassen, wobei -RAII< einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, und B) eine Bronstedt- oder Lewis-Säure oder eine bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzende Verbindung; sowie ein
Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten alkoxysilanhaltigen Isocyanats umfassend den Schritt Zugeben einer Lewis- oder Bronstedt-Säure oder einer bei Raumtemperatur eine
Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung zu einem alkoxysilanhaltigen Isocyanat.
Alkoxysilanhaltige Isocyanaten sind wertvolle chemische Verbindungen, die den gezielten Aufbau von Polymeren erlauben, welche als silanhaltige Polycarbamate oder silanhaltige Polyharnstoffe in Schaumstoffen, Elastomeren, Thermoplasten, Fasern, lichtbeständigen Polycarbamatbeschichtungen oder Klebstoffen vielfältigen industriellen Einsatz finden.
Der synthetische Zugang zu Isocyanaten kann über eine Reihe unterschiedlicher Routen erfolgen. Älteste und auch heute noch vorherrschende Variante zur großtechnischen
Herstellung von Isocyanaten ist die Phosgenierung der entsprechenden Amine unter
Verwendung von korrosivem, sehr giftigem und einen hohen Anteil an Chlor enthaltendem Phosgen, das besonders hohe Anforderungen an seine Handhabung im industriellen Maßstab stellt. Außer den Zielprodukten entstehen bei diesem Verfahren eine Reihe unerwünschter, Chlor haltiger Nebenprodukte. Es gibt mehrere Verfahren, die eingesetzt werden können, um die Verwendung von Phosgen zur Herstellung von Isocyanaten in technischen Größenordnungen zu umgehen. Der Begriff phosgenfreies Verfahren wird häufig im Zusammenhang mit der Überführung von Aminen in Isocyanate unter Einsatz alternativer Carbonylierungsmittel, z. B. Harnstoff oder
Dialkylcarbonat, benutzt (EP 18 586, EP 355 443, US 4,268,683, EP 990 644).
Grundlage der so genannten Harnstoffroute ist die Harnstoff-vermittelte Überführung von Aminen in Isocyanate über einen zweistufigen Prozess. Im ersten Prozessschritt wird ein Amin mit Alkohol, in Gegenwart von Harnstoff oder Harnstoff-Äquivalenten (z. B. Alkylcarbonate, Alkylcarbamate) zu einem Biscarbamat umgesetzt, welches üblicherweise eine
Zwischenreinigungstufe durchläuft und dann im zweiten Prozessschritt thermisch in Isocyanat und Alkohol gespalten wird (EP 126 299, EP 126 300, EP 355 443, US 4,713,476, US
5,386,053). Alternativ kann der eigentlichen Carbamatbildung auch die separate Herstellung eines Harnstoffs durch gezielte Umsetzung des Amins mit Harnstoff vorgeschaltet sein (EP 568 782). Denkbar ist auch eine zweistufige Sequenz aus partieller Umsetzung von Harnstoff mit Alkohol im ersten und anschließender Zudosierung und Carbamatisierung des Amins im zweiten Schritt (EP 657 420).
Die thermische Spaltung von Carbamaten kann in der Gas- oder in der Flüssigphase, mit oder ohne Lösungsmittel und mit oder ohne Katalysatoren erfolgen. So werden in der EP 126 299 und in der EP 126 300 Verfahren zur Herstellung von Hexamethylendiisocyanat bzw.
Isophorondiisocyanat durch Spaltung der entsprechenden Biscarbamate in der Gasphase im Rohrreaktor in Gegenwart von metallischen Füllkörpern bei 410 °C beschrieben. Die Herstellung von Carbamaten in einer Eintopfreaktion aus Amin, Harnstoff und Alkohol unter gleichzeitiger Abtrennung von Ammoniak ist aus der EP 18 568 bekannt. Die Lehre der EP 18 568 wurde weiterentwickelt und ist in EP 126 299, EP 126 300, EP 355 443, EP 566 925 und EP 568 782 beschrieben. Neuere Verfahren zur Herstellung von Isocyanaten sind aus EP1512681 , EP1512682, EP1512680, EP1593669, EP1602643, EP1634868, EP 209191 1 bekannt.
Die Reaktion über die Harnstoffroute führt sowohl bei einstufigen, zweistufigen und auch alternativ nach mehrstufigen Verfahren zur Herstellung von Carbamaten als auch bei der sich anschließenden thermischen Spaltung der Carbamate zu Isocyanaten zur Bildung von unerwünschten Nebenprodukten, z. B. tertiärer Amine. Es hat sich gezeigt, dass die Nebenprodukte aus der Harnstoffroute die Lagerstabilität der entstehenden alkoxysilanhaltigen Isocyanate beträchtlich beeinflussen. Insbesondere fällt der NCO-Gehalt der alkoxysilanhaltigen Isocyanate nach Lagerung bei 50°C nach 4 Wochen bis zu 75% (relativ) ab. In der US7060849 B1 wird beschrieben, dass für die Spaltung von alkoxyhaltigen Carbamaten zu alkoxyhaltigen Isocyanaten der Katalysator durch halogenhaltige Substanzen neutralisiert wird, um unerwünschte Trimerisate während der Herstellung zu vermeiden. Es gibt aber keine Hinweise solche oder andere Substanzen dem Endprodukt zuzusetzen. Auch wird die
Lagerstabilität des Endproduktes hier weder geprüft noch erwähnt.
Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, über ein phosgenfreies Verfahren hergestellt neue Zusammensetzungen bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile vermeiden, insbesondere bei Lagerung bei 50°C nach vier Wochen weniger als 25% relativen NCO-Gehaltsverlust aufzuweisen.
Eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur phosgenfreien Herstellung stabilisierter Zusammensetzungen umfassend alkoxysilanhaltige Isocyanate bereitzustellen, insbesondere dahingehend, dass der Verlust an reaktiven NCO- Gruppen und/oder die Bildung von störenden Nebenprodukten wie Oligomeren der Isocyanate minimiert wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst in einem ersten Aspekt durch eine Zusammensetzung umfassend
A) ein Isocyanat der Formel (I)
OCN-A-SiR1R2R3 (I), wobei A einen geradkettigen, verzweigten, substituierten und/oder unsubstituierten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder einen substituierten oder unsubstituierten cycloaliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt, wobei R1 aus der Gruppe umfassend -0-RAik ausgewählt ist, wobei R2 und R3 jeweils und unabhängig voneinander aus der Gruppe von
Substituenten ausgewählt sind, die -RAik und -0-RAik umfassen, wobei— RAik einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, und
B) eine Bronstedt- oder Lewis-Säure oder eine bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzende Verbindung.
In einer ersten Ausführungsform des ersten Aspekts wird das Problem gelöst durch eine Zusammensetzung, wobei B) aus der Gruppe ausgewählt ist, die Carbonsäuren, bevorzugt Dicarbonsäuren, Mineralsäuren, bevorzugt Phosphorsäure, Säurehalogenide und Alkyl- oder Arylhalogenide umfasst.
In einer zweiten Ausführungsform des ersten Aspekts, die auch eine Ausführungsform der ersten Ausführungsform darstellt, wird das Problem gelöst durch eine Zusammensetzung, wobei es sich bei der Bronstedt- oder Lewis-Säure oder der bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung um eine Verbindung der Formel (II)
Figure imgf000006_0001
handelt, wobei R5 aus der Gruppe ausgewählt ist, die Halogen,
-CO-Halogen und -CH2-Halogen umfasst, und wobei R6 aus der Gruppe ausgewählt ist, die Wasserstoff, Halogen, -CH2-Halogen und -CO-Halogen umfasst und bevorzugt R5 -CH2-CI oder -CO-CI und R6 Wasserstoff ist.
In einer dritten Ausführungsform des ersten Aspekts, die auch eine Ausführungsform des ersten bis zweiten Aspekts darstellt, wird das Problem gelöst durch eine Zusammensetzung, wobei der Anteil der Bronstedt- oder Lewis-Säure oder der bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung bezogen auf die Masse des Isocyanats in der Zusammensetzung 0,0001 bis 1 Gewichtsprozent, bevorzugt 0,001 bis 0,9 Gewichtsprozent, am bevorzugtesten 0,002 bis 0,5 Gewichtsprozent beträgt.
In einer vierten Ausführungsform des ersten Aspekts, die auch eine Ausführungsform des ersten bis dritten Aspekts darstellt, wird das Problem gelöst durch eine Zusammensetzung, wobei das Isocyanat die Formel OCN-(CH2)n-Si(OR7)3 aufweist und n 1 bis 12, bevorzugt 2 bis 4 ist und R7 entweder Methyl oder Ethyl ist.
In einer fünften Ausführungsform des ersten Aspekts, die auch eine Ausführungsform des ersten bis vierten Aspekts darstellt, wird das Problem gelöst durch eine Zusammensetzung, weiter umfassend
C) eine wenigstens eine, bevorzugt zwei bis vier, mit NCO-Gruppen reaktive Hydroxy- , Thiol-, -NH-, CH-acide- und/oder Amingruppen aufweisende Verbindung.
In einer sechsten Ausführungsform des ersten Aspekts, die auch eine Ausführungsform des ersten bis fünften Aspekts darstellt, wird das Problem gelöst durch eine Zusammensetzung, wobei das stöchiometrische Verhältnis zwischen der Gesamtheit der mit NCO-Gruppen reaktiven Hydroxy-, Thiol-, -NH-, CH-acide- und/oder Amingruppen von C) zu der Gesamtheit der NCO-Gruppen von A) 2 : 1 bis 1 : 2, bevorzugt 1 ,8 : 1 bis 1 : 1 ,8, am bevorzugtesten 1 ,6 : 1 bis 1 : 1 ,6 beträgt.
In einem zweiten Aspekt wird das der Erfindung zugrunde liegende Problem gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Polymers umfassend den Schritt Aushärten der
Zusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt oder einer Ausführungsform davon.
In einer ersten Ausführungsform des zweiten Aspekts wird das Problem gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten alkoxysilanhaltigen Isocyanats umfassend den Schritt e) Zugabe einer Lewis- oder Bronstedt-Säure oder einer bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung. In einer zweiten Ausführungsform des zweiten Aspekts, die auch eine Ausführungsform der ersten Ausführungsform darstellt, wird das Problem gelöst durch ein Verfahren, weiter umfassend die Schritte a1 ) Umsetzen eines Alkoxysilanalkylamins der Formel (III)
H2N-A-SiR1R2R3 (III) mit Harnstoff in Gegenwart eines Alkohols der Formel R8-OH zu einem (Cyclo)alkylenbisharnstoff der Formel (IV)
H2N-OC-A-SiR1R2R3 (IV). b1 ) Umsetzen des (Cyclo)alkylenbisharnstoff der Formel (IV) aus Schritt a) mit einem Alkohol Formel R8-OH zu einem Carbamat der Formel (V)
R80-OC-A-SiR1R2R3 (V) oder a2) Umsetzen eines Alkoxysilanalkylamins der Formel (III)
H2N-A-SiR1R2R3 (III) mit Harnstoff in Gegenwart eines Alkohols der Formel R8-OH zu einem Carbamat der Formel (V)
R80-OC-A-SiR1R2R3 (V), sowie zusätzlich zu der Kombination der Schritte a1 ) und b1 ) oder zusätzlich zum Schritt a2) c) Abtrennen des Alkohols der Formel R -OH nach Schritt b1 ) oder a2) unter Bildung einer von dem Alkohol abgetrennten Reaktionsmischung, und d) Thermisches Spalten der von dem Alkohol abgetrennten Reaktionsmischung bei Temperaturen von 180 bis 280 °C bei einem Druck von 0,1 bis 200 mbar, wobei A einen geradkettigen, verzweigten, subsituierten und/oder unsubstituierten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 12
Kohlenstoffatomen oder einen substituierten oder unsubstituierten cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt, wobei R1 aus der Gruppe umfassend — RAik ausgewählt ist, wobei R2 und R3 jeweils und unabhängig voneinander aus der Gruppe von Substituenten ausgewählt sind, die— RAik und -0-RAik umfassen, wobei -RAik einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, und wobei R8 einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder Aralkylrest darstellt.
In einer dritten Ausführungsform des zweiten Aspekts, die auch eine Ausführungsform der ersten bis zweiten Ausführungsform darstellt, wird das Problem gelöst durch ein Verfahren, wobei die Bronstedt- oder Lewis-Säure oder die bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzende Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die Carbonsäuren, bevorzugt Dicarbonsäuren, Mineralsäuren, Säurehalogenide und Alkyl- und Arylhalogenide umfasst. In einer vierten Ausführungsform des zweiten Aspekts, die auch eine Ausführungsform der ersten bis dritten Ausführungsform darstellt, wird das Problem gelöst durch ein Verfahren, wobei es sich bei der Bronstedt- oder Lewis-Säure oder der bei Raumtemperatur eine
Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung um eine Verbindung der Formel (II)
Figure imgf000010_0001
handelt, wobei R5 aus der Gruppe ausgesucht ist, die Halogen,
-CO-Halogen und -CH2-Halogen umfasst, und wobei R6 aus der Gruppe ausgesucht ist, die Wasserstoff, -CH2-Halogen, Halogen und
-CO-Halogen umfasst und bevorzugt R5 -CH2-CI oder -CO-CI und R6
Wasserstoff ist.
In einer fünften Ausführungsform des zweiten Aspekts, die auch eine Ausführungsform der ersten bis vierten Ausführungsform darstellt, wird das Problem gelöst durch ein Verfahren, wobei der Anteil der Bronstedt- oder Lewis-Säure oder der bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung bezogen auf die Summe der Säure und des Isocyanats 0,0001 bis 1 Gewichtsprozent, bevorzugt 0,001 bis 0,9 Gewichtsprozent, am bevorzugtesten 0,002 bis 0,5 Gewichtsprozent beträgt.
In einer sechsten Ausführungsform des zweiten Aspekts, die auch eine Ausführungsform der ersten bis fünften Ausführungsform darstellt, wird das Problem gelöst durch ein Verfahren, wobei das Isocyanat die Formel OCN-(CH2)n-Si(OMe)3 aufweist und n 1 bis 12, bevorzugt 2 bis 4 ist.
In einer siebten Ausführungsform des zweiten Aspekts, die auch eine Ausführungsform der ersten bis sechsten Ausführungsform darstellt, wird das Problem gelöst durch ein Verfahren, wobei Schritt b1 ) oder Schritt a) in einem Druckdestillationsreaktor unter Abtrennung von entstehendem Ammoniak durchgeführt werden.
In einem dritten Aspekt wird das der Erfindung zugrunde liegende Problem gelöst durch eine Verwendung einer Bronstedt- oder Lewis-Säure oder einer bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung zur Stabilisierung eines Isocyanats der Formel (I)
OCN-A-SiR1R2R3 (I), wobei A einen geradkettigen, verzweigten, subsituierten und/oder unsubstituierten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder einen substituierten oder unsubstituierten cycloaliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt, wobei R1 aus der Gruppe umfassend -0-RAik ausgewählt ist, wobei R2 und R3 jeweils und unabhängig voneinander aus der Gruppe von
Substituenten ausgewählt sind, die— RAik und -0-RAik umfassen, wobei -RAII< einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, und wobei die Zusammensetzung weiterhin eine Bronstedt- oder Lewis-Säure oder eine bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzende Verbindung umfasst.
In einer ersten Ausführungsform des dritten Aspekts wird das Problem gelöst durch eine Verwendung, wobei die Bronstedt- oder Lewis-Säure oder die bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzende Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die Carbonsäuren, bevorzugt Dicarbonsäuren, Mineralsäuren, Säurehalogenide und Alkyl- und Arylhalogenide umfasst.
In einer zweiten Ausführungsform des dritten Aspekts, die auch eine Ausführungsform der ersten Ausführungsform darstellt, wird das Problem gelöst durch eine Verwendung, wobei es sich bei der Bronstedt- oder Lewis-Säure oder der bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung um eine Verbindung der Formel (II)
Figure imgf000011_0001
handelt, wobei R5 aus der Gruppe ausgesucht ist, die Halogen, -CO-Halogen und -CH2-Halogen umfasst, und wobei R6 aus der Gruppe ausgesucht ist, die
Wasserstoff, -CH2-Halogen, Halogen und -CO-Halogen umfasst und bevorzugt R5 -CH2-CI oder -CO-CI und R6 Wasserstoff ist.
In einer dritten Ausführungsform des dritten Aspekts, die auch eine Ausführungsform der ersten bis zweiten Ausführungsform darstellt, wird das Problem gelöst durch eine
Verwendung, wobei der Anteil der Bronstedt- oder Lewis-Säure oder der bei
Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung bezogen auf die Summe der Säure und des Isocyanats 0,0001 bis 1 Gewichtsprozent, bevorzugt 0,001 bis 0,9 Gewichtsprozent, am bevorzugtesten 0,002 bis 0,5 Gewichtsprozent beträgt.
In einer vierten Ausführungsform des dritten Aspekts, die auch eine Ausführungsform der ersten bis dritten Ausführungsform darstellt, wird das Problem gelöst durch eine Verwendung wobei das Isocyanat die Formel OCN-(CH2)n-Si(OR7)3 aufweist und n 1 bis 12, bevorzugt 2 bis 4 ist und R7 entweder Methyl oder Ethyl.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass saure Stabilisatoren die Lagerstabilität von nach einem phosgenfreien Verfahren herstellten alkoxysilanhaltigen
Isocyanaten überraschend in dem Sinne erhöhen, dass die Konzentration der reaktiven NCO- Gruppen der Isocyanate in Gegenwart der genannten Stabilisatoren deutlich langsamer abnimmt.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben weiterhin herausgefunden, dass die Bildung unerwünschter Nebenprodukte wie Oligomerer der Isocyanate in Gegenwart saurer
Stabilisatoren überraschend verringert ist.
Die Erfindung betrifft die Stabilisierung von alkoxysilanhaltige Isocyanate durch saure
Stabilisatoren, welche die Komponente B) der erfindungsgemäßen Zusammensetzung darstellen. Erfindungsgemäß wird als Komponente B) eine Bronstedt- oder Lewissäure eingesetzt oder Stoffe, die bei Raumtemperatur Bronstedt- oder Lewissäuren freisetzen können, beispielsweise Carbonsäuren, Mineralsäuren oder halogenhaltige Substanzen wie Säurehalogenide oder Alkylhalogenide. Geeignete Verbindungen sind weiterhin Benzylhalogenide wie Benzylchlorid oder Benzylbromid, weiterhin Benzoylhalogenide wie Benzoylchlorid oder Benzoylbromid, Phthalsäuredichlorid, Isophthalsäuredichlorid,
Terephthalsäuredichlorid, Toluyisäuredichlorid, Oxalsäure, Bernsteinsäure oder Phosphorsäure. Besonders bevorzugt sind Benzylchlorid und Benzoylchlorid.
Die Herstellung von Isocyanaten ist im Stand der Technik wiederholt beschrieben worden. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Isocyanaten durch Umsetzung von mindestens einem Amin mit Harnstoff und/oder Harnstoffäquivalenten und mindestens einem Alkohol zu Carbamaten und anschließender thermischer Spaltung der Carbamate zu Isocyanaten, sind z. B. in EP 18 568, EP 126 299, EP 126 300, EP 355 443, EP 566 925 beschrieben. Bevorzugt werden für die Herstellung von Isocyanaten Verfahren gemäß EP 1 512 681 , EP 1 512 682, EP 1 512 680, EP 1 593 669, EP 1 602 643, EP 1 634 868, EP 2 091 91 1 , EP 355 443, EP 568 782 und EP 2 091 91 1 eingesetzt. Eine weitere genaue Beschreibung der einzelnen
Verfahrensschritte kann insbesondere der WO 2008/077672-A, Seite 17 bis 26 entnommen werden. In einer bevorzugtesten Ausführungsform wird das alkoxysilanhaltige Isocyanat erfindungsgemäß über ein phosgenfreies Verfahren hergestellt.
Erfindungsgemäß kann ein saurer Stabilisator, genauer eine Lewis- oder Bronstedt-Säure oder eine bei Raumtemperatur eine solche Säure freisetzende Verbindung zu dem fertigen alkoxysilanhaltigen Isocyanat hinzugegeben werden. Es ist jedoch genau so möglich, dass der Stabilisator während der Herstellung zu einer Vorstufe des alkoxysilanhaltigen Isocyanats gegeben wird, sofern der Stabilisator durch die folgenden Syntheseschritte nicht entfernt oder deaktiviert wird. Erfindungsgemäß kann ein einzelner Stabilisator genau so wie eine Mischung umfassend zwei oder mehr Stabilisatoren eingesetzt werden.
Ausgangsverbindungen für das Verfahren sind Diamine der bereits obengenannten Formel (II), Alkohole der bereits obengenannten Formel (III) sowie Harnstoff und/oder aus Harnstoff hergestellte Harnstoffäquivalente. Geeignete alkoxysilanhaltige Amine der Formel (II) sind beispielsweise
Aminopropyltrimethoxysilan, Aminopropyltriethoxysilan, Aminomethyltrimethoxysilan,
Aminomethyltriethoxysilan, Aminopropyldimethoxymethylsilan, Aminopropyl- diethoxmethylysilan, Aminomethyldimethoxymethylsilan, Aminomethyldiethoxy-methylsilan. Bevorzugt werden Aminopropyltrimethoxysilan und Aminopropyl-triethoxysilan eingesetzt. Als Alkohole der Formel R -OH eignen sich beliebige primäre und sekundäre aliphatische oder cycloaliphatische Alkohole, die unter Normaldruck einen unterhalb 190 °C liegenden Siedepunkt aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist R8 ein substituierter oder unsubstituierter Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder Aralkylrest. Beispielhaft genannt seinen C1 -C6-Alkanole wie z. B. Methanol, Ethanol, 1 -Propanol, 1 -Butanol, 2-Butanol, 1 -Hexanol oder Cyclohexanol. Bevorzugt wird 1 -Butanol als Alkohol verwendet.
Die Komponente A) kann auch zusätzliche Di- und Polyisocyanate enthalten. Die eingesetzten Di- und Polyisocyanate können aus beliebigen aromatischen, aliphatischen, und/oder cycloaliphatischen Di- und/oder Polyisocyanaten bestehen.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können fest, viskos, flüssig und auch
pulverförmig vorliegen.
Außerdem können die Zusammensetzungen auch Hilfs- und Zusatzstoffe, ausgewählt aus Inhibitoren, organischen Lösemitteln, die gegebenenfalls ungesättigte Gruppierungen enthalten, grenzflächenaktiven Substanzen, Sauerstoff- und/oder Radikalfängern, Katalysatoren,
Lichtschutzmitteln, Farbaufhellern, Photoinitiatoren, Photosensibilisatoren, Thixotropiermitteln, Hautverhinderungs-mitteln, Entschäumern, Farbstoffen, Pigmenten, Füllstoffen und
Mattierungsmittel, enthalten. Die Menge variiert stark von Einsatzgebiet und Art des Hilfs- und Zusatzstoffes.
Als organische Lösemittel kommen alle flüssigen Substanzen in Frage, die nicht mit anderen Inhaltstoffen reagieren, z. B. Aceton, Ethylacetat, Butylacetat, Xylol, Solvesso 100, Solvesso 150, Methoxypropylacetat und Dibasicester.
Es können die üblichen Zusatzstoffe, wie Verlaufsmittel, z. B. Polysilicone oder Acrylate, Lichtschutzmittel, z. B. sterisch gehinderte Amine, oder andere Hilfsmittel, wie sie z. B. in EP 0 669 353 beschrieben wurden, in einer Gesamtmenge von 0,05 bis 5 Gew.-% zugesetzt werden. Füllstoffe und Pigmente wie z. B. Titandioxid können in einer Menge bis zu 50 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung zugesetzt werden. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erfolgt bevorzugt durch
Vermischen der Komponenten A) und B) und ggf. C).
Die Vermischung der Komponenten A) und B) und gegebenenfalls weiterer Komponenten wie z. B. Hilfsmittel etc, kann in geeigneten Aggregaten, Rührkesseln, Statikmischern,
Rohrreaktoren, Knetern, Extrudern oder sonstigen Reaktionsräumen mit oder ohne
Mischfunktion durchgeführt werden. Die Reaktion wird bei Temperaturen zwischen
Raumtemperatur und 220 °C, bevorzugt zwischen Raumtemperatur und 120 °C durchgeführt und dauert je nach Temperatur und Reaktionskomponenten A) und B) zwischen wenigen Sekunden und mehreren Stunden.
Mit Hinblick auf Anwendungen kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung eine
Hauptkomponente, Basiskomponente oder Zusatzkomponente von Beschichtungsstoffen (z. B. Textil-, Papier- und Lederbeschichtung), Klebstoffen, Lacken, Farben, Pulverlacken,
Druckfarben und Tinten, Polituren, Lasuren, Pigmentpasten und Masterbatches,
Spachtelmassen, Dicht- und Dämmstoffen, thermoplastischen Elastomeren, insbesondere thermoplastischen Polyurethanen, duroplastischen Elastomeren, Schaumstoffen (z. B.
Blockschaumstoffe, Formschaumstoffe), Halbhartschaumstoffe (z. B.
Folienhinterschäumungen, Energie absorbierender Schaumstoffe, faserverstärkte
Schaumstoffe), Integralschaumstoffe (z. B. Weichintegral- und Hartintegralschaumstoffe), Wärmedämmstoffe, RIM-Werkstoffe, Werkstoffe für medizinische und hygienische
Anwendungen (z. B. Wundbehandlung), Fasern, Gelen und Mikrokapseln darstellen.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann weiterhin eine Hauptkomponente,
Basiskomponente oder Zusatzkomponente von RIM-Werkstoffe und UV-Harze von Linsen und Folien, thermoplastischen Polyurethanen (TPU) für Folien, Schläuche und Pulvern, z. B. zur Produktion von Formhäuten nach dem„Powder-Slush' -Verfahren, NCO-haltigen Prepolymeren für feuchtigkeitshärtende Lacke und Klebstoffe darstellen. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung eine Hauptkomponente,
Basiskomponente oder Zusatzkomponente von Beschichtungsmitteln, insbesondere Primern, Zwischenschichten, Decklacken, Klarlacken, Klebstoffen oder Dichtmaterialien, insbesondere bevorzugt mit Verbindungen der Komponente C), darstellen. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung eine Hauptkomponente, Basiskomponente oder Zusatzkomponente von flüssigen und pulverförmigen
Lackbeschichtungen auf Metall-, Kunststoff-, Glas-, Holz-, Textil-, MDF- (Medium Density Fiber Boards) oder Ledersubstraten darstellen.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung eine Hauptkomponente,
Basiskomponente oder Zusatzkomponente von Klebstoffzusammensetzungen für Verklebungen von Metall-, Kunststoff-, Glas-, Holz-, Textil-, Papier-, MDF- (Medium Density Fiber Boards) oder Ledersubstraten darstellen.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung eine Hauptkomponente,
Basiskomponente oder Zusatzkomponente von Metallbeschichtungs-zusammensetzungen, insbesondere für Automobilkarossen, Motor- und Fahrräder, Gebäudeteile und
Haushaltsgeräte, Holzbeschichtungszusammensetzungen,
Glasbeschichtungszusammensetzungen, Textilbeschichtungszusammensetzungen
Lederbeschichtungszusammensetzungen und Kunststoffbeschichtungszusammen-setzungen darstellen.
Die Beschichtung kann entweder allein verwendet werden, oder Teil einer Schicht eines Mehrschichtaufbaus sein. Sie kann beispielsweise als Primer, als Zwischenschicht oder als Deck- oder Klarlack aufgetragen sein. Die über oder unter der Beschichtung liegenden
Schichten können entweder konventionell thermisch, aber auch durch Strahlung ausgehärtet werden. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform weiter C) eine wenigstens eine, bevorzugt zwei bis vier, mit NCO-Gruppen reaktive Hydroxy-, Thiol-, -NH-, CH-acide- und/oder Amingruppen aufweisende Verbindung. Handelt es sich bei C) beispielsweise um einen Alkohol, so kommt es bei der Aushärtung der Zusammensetzung umfassend A), B) und C) zu einer Polyurethanverbindung. Die Komponenten A) und C) können in einem Massenverhältnis eingesetzt werden, so dass das OH : NCO Verhältnis zwischen 2,0 : 1 ,0 und 1 ,0 : 2,0, bevorzugt zwischen 1 ,8 : 1 ,0 und 1 ,0 : 1 ,8 und besonders bevorzugt zwischen 1 ,6 : 1 ,0 und 1 ,0 : 1 ,6 liegt. So können Polymere und Präpolymere erhalten werden, bevorzugt mit einer NCO-Zahl von 0 - 30 Gewichts % und einer OH-Zahl von 500 - 0 mg KOH/g und einer Säurezahl von 0 - 50 mg KOH/g) sowie auch duroplastische oder thermoplastische Elastomere.
Als Verbindungen C) sind prinzipiell alle Verbindungen geeignet, die über mindestens eine, bevorzugt mindestens zwei gegenüber NCO-Gruppen reaktive funktionelle Gruppen aufweisen. Geeignet sind als funktionelle Gruppen z. B. OH-, NH2-, NH-, SH-, CH-acide Gruppen.
Bevorzugt enthalten die Verbindungen C) 2 bis 4 funktionelle Gruppen. Besonders bevorzugt sind Alkoholgruppen und/oder Aminogruppen. Als Diamine und Polyamine sind geeignet: 1 ,2-Ethylendiamin, 1 ,2-Propylendiamin, 1 ,3- Propylendiamin, 1 ,2-Butylendiamin, 1 ,3-Butylendiamin, 1 ,4-Butylendiamin, 2- (Ethylamino)ethylamin, 3-(Methylamino)propylamin, 3-(Cyclohexylamino)propylamin, 4,4'- Diaminodicyclohexylmethan, Isophorondiamin, 4,7-Dioxadecan-1 ,10-diamin, N-(2-Aminoethyl)- 1 ,2-ethandiamin, N-(3-Aminopropyl)-1 ,3-propandiamin, N,N"-1 ,2-Ethandiylbis-(1 ,3- propandiamin), Adipinsäuredihydrazid, Diethylentriamin, Triethylentetramin,
Tetraethylenpentamin, Pentaethylenhexamin, Dipropylentriamin, Hydrazin, 1 ,3- und 1 ,4- Phenylendiamin, 4,4'-Diphenylmethandiamin, aminofunktionelle Polyethylenoxide bzw.
Polypropylenoxide, Addukte aus Salzen der 2-Acrylamido-2-methylpropan-1 -sulfonsäure sowie Hexamethylendiamine, die auch einen oder mehrere CrC4-Alkylreste tragen können, genannt. Des Weiteren können auch disekundäre oder primäre/sekundäre Diamine, wie sie z. B. in bekannter Weise aus den entsprechenden diprimären Diaminen durch Reaktion mit einer Carbonylverbindung, wie z. B. einem Keton oder Aldehyd, und nachfolgender Hydrierung oder durch Addition von diprimären Diaminen an Acrylsäureester oder an Maleinsäurederivate gewonnen werden, eingesetzt werden.
Auch Mischungen der genannten Polyamine und weiterer Polyamine sind verwendbar.
Als Aminoalkohole seien beispielhaft Monoethanolamin, 3-Amino-1 -propanol, Isopropanolamin, Aminoethoxyethanol, N-(2-Aminoethyl)ethanolamin, N-Ethyl-ethanolamin, N-Butylethanolamin, Diethanolamin, 3-(Hydroxyethylamino)-1 -propanol und Diisopropanolamin auch als Mischungen genannt.
Geeignete Verbindungen C) mit SH-Gruppen sind beispielsweise Trimethylolpropan-tri-3- mercaptopropionat, Pentaerythritol-tetra-3-Mercaptopropionat, Trimethylol-propan- trimercaptoacetat und Pentaerythritoltetramercaptoacetat.
Als CH-acide Verbindungen sind beispielsweise Derivate von Malonsäureestern, Acetylaceton und/oder Acetessigester geeignet.
Als Verbindungen C) eignen sich besonders alle in der PUR-Chemie üblicherweise
eingesetzten Diole und Polyole mit mindestens zwei OH-Gruppen.
Als Diole und Polyole werden z. B. Ethylenglykol, 1 ,2-, 1 ,3-Propandiol, Diethylen-, Dipropylen-, Triethylen-, Tetraethylenglykol, 1 ,2-, 1 ,4-Butandiol, 1 ,3-Butylethylpropandiol, 1 ,3- Methylpropandiol, 1 ,5-Pentandiol, Bis-(1 ,4-hydroxymethyl)cyclohexan (Cyclohexandimethanol), Glycerin, Hexandiol, Neopentylglykol, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Bisphenol A, B, C, F, Norbornylenglykol, 1 ,4-Benzyldimethanol, -ethanol, 2,4-Dimethyl-2- ethylhexan-1 ,3-diol, 1 ,4- und 2,3-Butylenglykol, Di-ß-hydroxyethylbutandiol, 1 ,5-Pentandiol, 1 ,6-Hexandiol, 1 ,8-Octandiol, Decandiol, Dodecandiol, Neopentylglykol, Cyclohexandiol, 3(4),8(9)-Bis(hydroxymethyl)-tricyclo[5.2.1.02 6]decan (Dicidol), 2,2-Bis-(4- hydroxycyclohexyl)propan, 2,2-Bis-[4-(ß-hydroxyethoxy)-phenyl]propan, 2-Methyl-propandiol- 1 ,3, 2-Methylpentandiol-1 ,5, 2,2,4(2,4,4)-Trimethylhexandiol-1 ,6, Hexantriol-1 ,2,6, Butantriol- 1 ,2,4, Tris-(ß-hydroxyethyl)isocyanurat, Mannit, Sorbit, Polypropylenglykole, Polybutylenglykole, Xylylenglykol oder Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester, Hydroxyacrylate, allein oder in Mischungen, eingesetzt.
Besonders bevorzugt sind 1 ,4-Butandiol, 1 ,2-Propandiol, Cyclohexandimethanol, Hexandiol, Neopentylglykol, Decandiol, Dodecandiol, Trimethylolpropan, Ethylenglykol, Triethylenglykol, Pentandiol-1 ,5, Hexandiol-1 ,6, 3-Methylpentandiol-1 ,5, Neopentylglykol, 2,2,4 (2,4,4)- Trimethylhexandiol sowie Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester. Sie werden allein oder in Mischungen verwendet.
Als Verbindungen C) eignen sich auch Diole und Polyole, die weitere funktionelle Gruppen enthalten. Hierbei handelt es sich um die an sich bekannten linearen oder schwach verzweigten hydroxylgruppenhaltigen Polyester, Polycarbonate, Polycaprolactone, Polyether, Polythioether, Polyesteramide, Polyacrylate, Polyvinylalkohole, Polyurethane oder Polyacetale. Sie weisen vorzugsweise ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 134 bis 20000 g/mol besonders bevorzugt 134 bis 4000 g/mol auf. Bei den hydroxylgruppenhaltigen Polymeren werden bevorzugt Polyester, Polyether, Polyacrylate, Polyurethane, Polyvinylalkohole und/oder
Polycarbonate mit einer OH-Zahl von 5 - 500 (in mg KOH/Gramm) eingesetzt.
Bevorzugt sind lineare oder verzweigte hydroxylgruppenhaltige Polyole, besonders bevorzugt Polyesterpolyole, oder Gemische solcher Polyester. Sie können z. B. durch Umsetzung von Diolen mit unterschüssigen Mengen an Dicarbonsäuren, entsprechenden
Dicarbonsäureanhydriden, entsprechenden Dicarbonsäureestern von niederen Alkoholen, Lactonen oder Hydroxycarbonsäuren hergestellt werden.
Zur Herstellung der bevorzugten Polyesterpolyole geeignete Diole und Polyole sind neben den oben genannten Diolen und Polyolen auch 2-Methylpropandiol, 2,2-Dimethylpropandiol, Diethylenglykol, Dodecandiol-1 ,12, 1 ,4-Cyclohexandimethanol und 1 ,2- und 1 ,4-Cyclohexandiol.
Bevorzugt werden 1 ,4-Butandiol, 1 ,2-Propandiol, Cyclohexandimethanol, Hexandiol,
Neopentylglykol, Decandiol, Dodecandiol, Trimethylolpropan, Ethylenglykol, Triethylenglykol, Pentandiol-1 ,5, Hexandiol-1 ,6, 3-Methylpentandiol-1 ,5, Neopentylglykol, 2,2,4 (2,4,4)- Trimethylhexandiol sowie Hydroxypivalinsäureneo-pentylglykolester zur Herstellung der Polyesterpolyole eingesetzt.
Zur Herstellung der Polyesterpolyole geeignete Dicarbonsäuren oder Derivate können aliphatischer, cycloaliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Natur sein und optional, substituiert, z. B mit Halogenatomen, und/oder ungesättigt sein.
Zu den bevorzugten Dicarbonsäuren oder Derivaten zählen Bernstein-, Adipin-, Kork-, Azelain- und Sebacinsäure, 2,2,4 (2,4,4)-Trimethyladipinsäure, Phthalsäure, Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Terephthalsäure-dimethylester, Tetrahydrophthalsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid und dimere Fettsäuren.
Geeignete Polyesterpolyole sind auch solche, die sich in bekannter Weise durch Ringöffnung aus Lactonen, wie -Caprolacton, und einfachen Diolen als Startermoleküle herstellen lassen. Auch Mono- und Polyester aus Lactonen, z. B. ε-Caprolacton oder Hydroxycarbonsäuren, z. B. Hydroxypivalinsäure, ε-Hydroxydecansäure, ε-Hydroxycapronsäure, Thioglykolsäure, können als Ausgangsstoffe für die erfindungsgemäße Herstellung von Polymeren eingesetzt werden. Polyester aus den in dieser Anmeldung genannten Polycarbonsäuren bzw. deren Derivaten und Polyphenolen, die Hydrochinon, Bisphenol-A, 4,4'-Dihydroxybiphenyl oder Bis-(4- hydroxyphenyl)-sulfon; Polyester der Kohlensäure, die aus Hydrochinon, Diphenylolpropan, p-Xylylenglykol, Ethylenglykol, Butandiol oder Hexandiol-1 ,6 und anderen Polyolen durch übliche Kondensationsreaktionen, z. B. mit Phosgen oder Diethyl- bzw. Diphenylcarbonat, oder aus cydischen Carbonaten, wie Glykolcarbonat oder Vinylidencarbonat, durch Polymerisation in bekannter Weise erhältlich sind; Polyester der Kieselsäure, Polyester der Phosphorsäure, z. B. aus Methan-, Ethan-, ß-Chlorethan-, Benzol- oder Styrolphosphorsäure oder deren Derivate, wie z.B., Phosphorsäurechloride oder Phosphorsäureester und Polyalkoholen oder
Polyphenolen der oben genannten Art; Polyester der Borsäure; Polysiloxane, wie z. B. die durch Hydrolyse von Dialkyldichlorsilanen mit Wasser und nachfolgende Behandlung mit Polyalkoholen, die durch Anlagerung von Polysiloxandihydriden an Olefinen, wie Allylalkohol oder Acrylsäure, erhältlichen Produkte, sind geeignet als Ausgangsstoffe für die Herstellung der Verbindungen C). Die Polyester können auf an sich bekannte Weise durch Kondensation in einer
Inertgasatmosphäre bei Temperaturen von 100 bis 260 °C, vorzugsweise 130 bis 220 °C, in der Schmelze oder in azeotroper Fahrweise gewonnen werden, wie es z. B. in Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl); Band 14/2, Seiten 1 bis 5, 21 bis 23, 40 bis 44, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1963, oder bei C. R. Martens, Alkyd Resins, Seiten 51 bis 59, Reinhold Plastics Appl. Series, Reinhold Publishing Comp., New York, 1961 , beschrieben ist.
Ebenfalls bevorzugt einsetzbar sind OH-Gruppen haltige (Meth-)Acrylate und
Poly(meth)acrylate. Sei werden hergestellt durch die Co-Polymerisation von (Meth)Acrylaten, wobei einzelne Komponenten OH-Gruppen tragen, andere hingegen nicht. So wird ein statistisch verteiltes OH-Gruppen haltiges Polymer erzeugt, welches keine, eine oder viele OH- Gruppen trägt. Solche Polymere werden beschreiben unter High solids hydroxy acrylics with tightly controlled molecular weight. van Leeuwen, Ben. SC Johnson Polymer, Neth.
PPCJ, Polymers Paint Colour Journal (1997), 187(4392), 1 1 -13; Special techniques for synthesis of high solid resins and applications in surface coatings. Chakrabarti, Suhas; Ray, Somnath. Berger Paints India Ltd., Howrah, India. Paintindia (2003), 53(1 ), 33-34,36,38- 40; VOC protocols and high solid acrylic coatings. Chattopadhyay, Dipak K.; Narayan, Ramanuj; Raju, K. V. S. N. Organic Coatings and Polymers Division, Indian Institute of Chemical Technology, Hyderabad, India. Paintindia (2001 ), 51 (10), 31 -42.
Die zur Herstellung der Polyesterpolyole verwendeten Diole und Dicarbonsauren bzw. deren Derivate können in beliebigen Mischungen eingesetzt werden. Es können auch Mischungen aus Polyesterpolyolen und Diolen eingesetzt werden.
Geeignete Verbindungen C) sind auch die Reaktionsprodukte von Polycarbonsäuren und Glycidverbindungen, wie sie z. B. in der DE-OS 24 10 513 beschrieben sind.
Beispiele für Glycidylverbindungen, die verwendet werden können, sind Ester des 2,3-Epoxy-1 - propanols mit monobasischen Säuren, die 4 bis 18 Kohlenstoffatome haben, wie
Glycidylpalmitat, Glycidyllaurat und Glycidylstearat, Alkylenoxide mit 4 bis 18
Kohlenstoffatomen, wie Butylenoxid, und Glycidylether, wie Octylglycidylether.
Verbindungen C) können auch solche Verbindung sein, die neben einer Epoxidgruppe noch mindestens eine weitere funktionelle Gruppe tragen, wie z. B. Carboxyl-, Hydroxyl-, Mercapto- oder Aminogruppen, die zur Reaktion mit einer Isocyanatgruppe befähigt ist. Besonders bevorzugt sind 2,3-Epoxy-1 -propanol und epoxidiertes Sojaöl.
Es können beliebige Kombinationen der Verbindungen C) eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin durch die folgenden Figuren und nicht
beschränkenden Beispiele veranschaulicht, denen weitere Merkmale, Ausführungsformen, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung entnommen werden können. Beispiele
Beispiel 1 : Herstellung der alkoxysilanhaltigen Isocyanate nach der Harnstoffroute
Herstellung von Isocyanatopropyltrimethoxysilan (IPMS) aus Aminopropyltrimethoxysilan (AMMO) und Harnstoff in Gegenwart von Methanol.
Der oberste Boden eines Druckdestillationsreaktors wurden stündlich mit 360,2 g AMMO, 127,9 g Harnstoffschmelze und 386,2 g Methanol beaufschlagt und die Reaktionsmischung unter kontinuierlicher Entfernung des freigesetzten Ammoniaks bei 1 1 - 14 bar, 180 °C und einer mittleren Verweilzeit von 12,5 h gekocht. Der Reaktoraustrag wurde, im Flash-Behälter zusammen mit dem Stoffstrom aus der Reurethanisierung bei 120°C und 300 mbar und anschließender Dünnschichtverdampfung bei 130 °C und 10 mbar von überschüssigem Alkohol, Leicht- und Mittelsiedern befreit. Das so erhaltene Roh-IPMU wurde anschließend im Kurzwegverdampfer bei 180°C und einem Druck von 0,1 mbar in einen Werstoff- (IPMU) und Hochsiederstrom aufgetrennt.
407 g/h IPMU wurden kontinuierlich in die Wälzung des Fallfilmverdampfers der Spalt- und Rektifizierkolonne gefahren, wobei die Deblockierungsreaktion bei einer Temperatur von 195 °C und einem Sumpfdruck von 75 mbar in Gegenwart einer stationären Konzentration an
Zinndichlorid von 50 ppm durchgeführt wurde. Die Spaltgase IPMS und Methanol wurden in zwei hintereinandergeschalteten Kondensatoren bei 85 °C und -25 °C auskondensiert. Das gewonnene, etwa 93 %ige Roh- IPMS wurde einer Reindestillation zugeführt, wobei 330 g/h IPMS mit einer Reinheit von > 98,5 % erhalten wurden, was einer Ausbeute von 92 % entspricht. 44 g/h Methanol fielen als Kopfprodukt der Spalt- und Rektifizierkolonne an. Zur Aufrechterhaltung der Massenkonstanz innerhalb der Spalt- und Rektifizierkolonne und Vermeidung von Belegungen und Verstopfungen der Spaltapparatur wurde kontinuierlich ein Teilstrom aus dem Wälzkreislauf ausgeschleust und zusammen mit 33,1 g/h Sumpfauskreisung aus der IPMS-Reindestillation sowie dem Kopfprodukt aus der Spalt- und Rektifizierkolonne vereinigt und reurethanisiert. Der Reurethanisatstrom wurde in die Flash-Verdampfung der ersten Stufe geführt. Beispiel 2:Herstellung der lagerstabilen Zusammensetzungen und
Lagerstabilitätmessungen
Das Produkt aus Beispiel 1 (NCO-Gehalt: 20,16%) wurde vier Wochen bei 50°C gelagert.
Danach betrug der NCO-Gehalt 14,30%. Dies entspricht einem relativen NCO-Verlust von 29%. Setzte man dem Produkt aus Beispiel 1 hingegen 0,1 % Benzoylchlorid hinzu, so sank der NCO- Gehalt nach vier Wochen bei 50°C lediglich auf 19,25%. Dies entspricht einem relativen NCO- Verlust von 4,5%. Verwendete man statt des Benzoylchlorids die gleiche Menge an
Bernsteinsäure so fiel der NCO-Gehalt nach Lagerung auf 18,34% (relativer Verlust 9,0%). Die Stabilisator haltigen Zusammensetzungen sind also wesentlich lagerstabiler als das
Ausgangsprodukt.

Claims

Ansprüche
1 . Zusammensetzung umfassend
A) ein Isocyanat der Formel (I)
OCN-A-SiR1R2R3 (I), wobei A einen geradkettigen, verzweigten, substituierten und/oder unsubstituierten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder einen substituierten oder unsubstituierten cycloaliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt, wobei R1 aus der Gruppe umfassend -0-RAik ausgewählt ist, wobei R2 und R3 jeweils und unabhängig voneinander aus der Gruppe von Substituenten ausgewählt sind, die— RAik und -0-RAik umfassen, wobei -RAII< einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, und
B) eine Bronstedt- oder Lewis-Säure oder eine bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzende Verbindung.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1 , wobei B) aus der Gruppe ausgewählt ist, die Carbonsäuren, bevorzugt Dicarbonsäuren, Mineralsäuren, bevorzugt Phosphorsäure, Säurehalogenide und Alkyl- oder Arylhalogenide umfasst.
3. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei es sich bei der Bronstedt- oder Lewis-Säure oder der bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung um eine Verbindung der Formel (II)
Figure imgf000025_0001
handelt, wobei R5 aus der Gruppe ausgewählt ist, die Halogen,
-CO-Halogen und -CH2-Halogen umfasst, und wobei R6 aus der Gruppe ausgewählt ist, die Wasserstoff, -CH2-Halogen, Halogen und -CO-Halogen umfasst und bevorzugt R5, -CH2-CI oder -CO-CI und R6 Wasserstoff ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Anteil der Bronstedt- oder Lewis-Säure oder der bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung bezogen auf die Masse des Isocyanats in der
Zusammensetzung 0,0001 bis 1 Gewichtsprozent, bevorzugt 0,001 bis 0,9
Gewichtsprozent, am bevorzugtesten 0,002 bis 0,5 Gewichtsprozent beträgt.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Isocyanat die Formel OCN-(CH2)n-Si(OR7)3 aufweist und n 1 bis 12, bevorzugt 2 bis 4 ist und R7 entweder Methyl oder Ethyl ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter umfassend
C) eine wenigstens eine, bevorzugt zwei bis vier, mit NCO-Gruppen reaktive Hydroxy-, Thiol-, -NH-, CH-acide- und/oder Amingruppen aufweisende Verbindung.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das stöchiometrische Verhältnis zwischen der Gesamtheit der mit NCO-Gruppen reaktiven Hydroxy-, Thiol-, - NH-, CH-acide- und/oder Amingruppen von C) zu der Gesamtheit der NCO-Gruppen von A) 2 : 1 bis 1 : 2, bevorzugt 1 ,8 : 1 bis 1 : 1 ,8, am bevorzugtesten 1 ,6 : 1 bis 1 : 1 ,6 beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Polymers umfassend den Schritt Aushärten der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 6 oder 7. Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten alkoxysilanhaltigen Isocyanats umfassend den Schritt e) Zugabe einer Lewis- oder Bronstedt-Säure oder einer bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung zu einem
alkoxysilanhaltigen Isocyanat.
Verfahren nach Anspruch 9, weiter umfassend die Schritte a1 ) Umsetzen eines Alkoxysilanalkylamins der Formel (III)
H2N-A-SiR1R2R3 (III) mit Harnstoff in Gegenwart eines Alkohols der Formel R8-OH zu einem
(Cyclo)alkylenbisharnstoff der Formel (IV)
H2N-OC-A-SiR1R2R3 (IV). b1 ) Umsetzen des (Cyclo)alkylenbisharnstoff der Formel (IV) aus Schritt a) mit
Alkohol Formel R8-OH zu einem Carbamat der Formel (V)
RO-OC-A-SiR^R-3 (V) oder a2) Umsetzen eines Alkoxysilanalkylamins der Formel (III)
H2N-A-SiR1R2R3 (III) mit Harnstoff in Gegenwart eines Alkohols der Formel R8-OH zu einem Carbamat der Formel (V)
RöO-OC-A-SiR1R2R3 (V), sowie zusätzlich zu der Kombination der Schritte a1 ) und b1 ) oder zusätzlich zum Schritt a2) c) Abtrennen des Alkohols der Formel R8-OH nach Schritt b1 ) oder a2) unter Bildung einer von dem Alkohol abgetrennten Reaktionsmischung, und d) Thermisches Spalten der von dem Alkohol abgetrennten Reaktionsmischung bei Temperaturen von 180 bis 280 °C bei einem Druck von 0,1 bis 200 mbar, wobei A einen geradkettigen, verzweigten, subsituierten und/oder unsubstituierten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder einen substituierten oder unsubstituierten cycloaliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt, wobei R1 aus der Gruppe umfassend — RAik ausgewählt ist, wobei R2 und R3 jeweils und unabhängig voneinander aus der Gruppe von Substituenten ausgewählt sind, die— RAik und -0-RAik umfassen, wobei -RAik einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, wobei R8 einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder Aralkylrest darstellt.
1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei die Bronstedt- oder Lewis-Säure oder die bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzende
Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die Carbonsäuren, bevorzugt
Dicarbonsäuren, Mineralsäuren, Säurehalogenide und Alkyl- und Arylhalogenide umfasst.
2. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , wobei es sich bei der Bronstedt- oder Lewis-Säure oder der bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung um eine Verbindung der Formel (II)
Figure imgf000028_0001
handelt, wobei R5 aus der Gruppe ausgesucht ist, die Halogen,
-CO-Halogen und -CH2-Halogen umfasst, und wobei R6 aus der Gruppe ausgesucht ist, die Wasserstoff, -CH2-Halogen, Halogen und -CO-Halogen umfasst und bevorzugt R5, -CH2-CI oder -CO-CI und R6 Wasserstoff ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Anteil der Bronstedt- oder Lewis-Säure oder der bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung bezogen auf die Summe der Säure und des Isocyanats 0,0001 bis 1 Gewichtsprozent, bevorzugt 0,001 bis 0,9 Gewichtsprozent, am
bevorzugtesten 0,002 bis 0,5 Gewichtsprozent beträgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Isocyanat die Formel OCN- (CH2)n-Si(OMe)3 aufweist und n 1 bis 12, bevorzugt 2 bis 4 ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei Schritt b1 ) oder Schritt a) in einem Druckdestillationsreaktor unter Abtrennung von entstehendem Ammoniak durchgeführt werden.
16. Verwendung einer Bronstedt- oder Lewis-Säure oder einer bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung zur Stabilisierung eines Isocyanats der Formel (I)
OCN-A-SiR1R2R3 (I), wobei A einen geradkettigen, verzweigten, subsituierten und/oder unsubstituierten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder einen substituierten oder unsubstituierten cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt, wobei R1 aus der Gruppe umfassend -0-RAik ausgewählt ist, wobei R2 und R3 jeweils und unabhängig voneinander aus der Gruppe von
Substituenten ausgewählt sind, die— RAik und -0-RAik umfassen, wobei -RAII< einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, und wobei die Zusammensetzung weiterhin eine Bronstedt- oder Lewis-Säure oder eine bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzende
Verbindung umfasst.
Verwendung nach Anspruch 16, wobei die Bronstedt- oder Lewis-Säure oder die bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzende Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die Carbonsäuren, bevorzugt Dicarbonsäuren, Mineralsäuren, Säurehalogenide und Alkyl- und Arylhalogenide umfasst.
Verwendung nach einem der Ansprüche 16 bis 17, wobei es sich bei der Bronstedt- oder Lewis-Säure oder der bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung um eine Verbindung der Formel (II)
Figure imgf000029_0001
handelt, wobei R5 aus der Gruppe ausgesucht ist, die Halogen, -CO-Halogen und
-CH2-Halogen umfasst, und wobei R6 aus der Gruppe ausgesucht ist, die
Wasserstoff, -CH2-Halogen, Halogen und -CO-Halogen umfasst und bevorzugt R5, -CH2-CI oder -CO-CI und R6 Wasserstoff ist.
19. Verwendung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei der Anteil der Bronstedt- oder Lewis-Säure oder der bei Raumtemperatur eine Bronstedt- oder Lewis-Säure freisetzenden Verbindung bezogen auf die Summe der Säure und des Isocyanats 0,0001 bis 1 Gewichtsprozent, bevorzugt 0,001 bis 0,9 Gewichtsprozent, am
bevorzugtesten 0,002 bis 0,5 Gewichtsprozent beträgt.
20. Verwendung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei das Isocyanat die Formel OCN-(CH2)n-Si(OR7)3 aufweist und n 1 bis 12, bevorzugt 2 bis 4 ist und R7 entweder Methyl oder Ethyl.
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