-
Die
Erfindung betrifft Zusammensetzungen auf der Basis von 2,5-Diisocyanato-1,4:3,6-Dianhydro-2,5-Dideoxy-D-Manitol
(I), 2,5-Diisocyanato-1,4:3,6-Dianhydro-2,5-Dideoxy-D-Glucitol (II) und/oder
2,5-Diisocyanato-1,4:3,6-Dianhydro-2,5-Dideoxy-L-Iditol (III), allein
oder in beliebigen Mischungen.
-
Mit
nachwachsenden Rohstoffen, sind land- und forstwirtschaftlich erzeugte
Produkte gemeint, die nicht als Nahrungs- oder Futtermittel Verwendung finden.
Sie werden stofflich, aber auch zur Erzeugung von Wärme,
Strom oder Kraftstoffen genutzt.
-
Polyurethane
aus üblichen in der Polyurethan-Chemie bekannten Isocyanaten
und 1:4–3:6 Dianhydrohexitolen sind aus
US 4,443,563 und
DE-OS 31 11 093 bekannt.
Nachteil ist die Beschränkung auf Dianhydrohexitole, was
die Variationsbreite heutzutage üblicher Polyole und Polyolmischungen
vermissen lässt.
-
Bekannt
sind ebenfalls Polyurethane ausgehend von Diamino-dianhydro-dideoxy-hexitolen
(J. Thiem in Makomol. Chemie 187, 2775–2778, 1986). Die
hier beschriebene Vorgehensweise erfordert allerdings Phosgen oder
Phosgenersatzstoffe, die aufgrund ihrer Toxizität einen
beträchtlichen verfahrenstechnischen Aufwand erfordern.
-
Des
Weiteren sind Polyurethane bestimmter Monoisocyanate auf Basis von
1:4–3:6 Dianhydrohexitolen bekannt (J. Thiem et
al., Macromol. Rapid Comman. 19, 21–26, 1998).
Solche Homopolymeren, in denen der Isocyanatbaustein und der Polyolbaustein
fast identisch sind, bieten keinerlei Variationsbreite bei den Materialeigenschaften
und werden daher heutzutage kommerziell nicht eingesetzt.
-
Polyurethane
und Polyharnstoffe aus bestimmten Diisocyanaten von 1:4–3:6
Dianhydrohexitolen und einem kurzkettigen Diol – 1,4-Butandiol- und
einem kurzkettigem Diamin – 1,4-Diaminobutan – sowie
aus 1,4-Butandithiol sind bekannt (J. Thiem et al., Macromol.
Chem. Phys. 202, 3410–3419, 2001).
-
Derartige
Verbindungen sind allerdings nicht von technischer und industrieller
Relevanz. Die Beschränkung auf ein einziges Monomer, das
zudem weder Ester noch Carbonatgruppen trägt, führt
zu einer sehr eingeschränkten Variationsbreite der Eigenschaften.
Sie finden daher heutzutage fast keine Anwendungen.
-
Aufgabe
der Erfindung war es, neue Zusammensetzungen auf Basis von Di- und
Polyisocyanaten aus nachwachsenden Rohstoffen zu finden.
-
Die
Aufgabe wurde gemäß den Patentansprüchen
und der Beschreibung gelöst.
-
Gegenstand
der Erfindung sind Zusammensetzungen, im Wesentlichen enthaltend
ein Reaktionsprodukt von
- A)
2,5-Diisocyanato-1,4:3,6-Dianhydro-2,5-Dideoxy-D-Manitol
(I), 2,5-Diisocyanato-1,4:3,6-Dianhydro-2,5-Dideoxy-D-Glucitol (II)
und/oder 2,5-Diisocyanato-1,4:3,6-Dianhydro-2,5-Dideoxy-L-Iditol
(III), allein oder in beliebigen Mischungen, der Formeln und
- B)
mindestens einer Verbindung mit mindestens einer gegenüber
NCO-Gruppen reaktiven funktionellen Gruppe,
wobei das Verhältnis
zwischen der NCO-Komponente A) und der NCO-reaktiven funktionelle Gruppen
haltigen Komponente B), berechnet als NCO/NCO-reaktiv = 0,3:1 bis
1,05:1 bevorzugt 0,5:1 bis 1:1 beträgt,
und wobei
der
Einsatz von 1,4-Butandiol, 1,4-Butandithiol, 1,4-Butandiamin und
1,3-Diaminobenzol allein als Komponente B) ausgeschlossen ist.
-
Die
hier zur Umsetzung gebrachten Diisocyanato-dianhydro-hexitole (I-III)
gehören zu einer Gruppe von chemischen Derivaten aus sogenannten Nachwachsenden
Rohstoffen, hier insbesondere (Poly)Sachariden, wozu z. B. auch
Stärke (Maisstärke, Kartoffelstärke)
und Zucker (Rohrzucker, Rübenzucker) gehören.
Der besondere Vorteil dieser Verbindungen und der Anwendungsprodukte
daraus beruht darauf, dass zu ihrer Herstellung zunehmend weniger
fossile Rohstoffe wie Erdöl, Gas und Kohle zum Einsatz
kommen, wodurch der CO2-Ausstoß verringert
wird und somit der Übergang zu einer CO2-neutralen
und fossile Rohstoffe schonenden Produktionsweise eingeleitet werden
kann. Insbesondere die Verwendung der Diisocyanato-dianhydro-hexitole
(I-III) in Polyurethanen eröffnet ein mengenmäßig
großes Verwendungsfeld. Entsprechend hoch ist damit auch
das Einsparpotential fossiler Rohstoffe.
-
Erfindungsgemäß werden
als Komponente A) 2,5-Diisocyanato-1,4:3,6-Dianhydro-2,5-Dideoxy-D-Manitol
(I), 2,5-Diisocyanato-1,4:3,6-Dianhydro-2,5-Dideoxy-D-Glucitol (II)
und/oder 2,5-Diisocyanato-1,4:3,6-Dianhydro-2,5-Dideoxy-L-Iditol
(111), allein oder in beliebigen Mischungen, der Formeln
eingesetzt.
Es können beliebige Mischungen eingesetzt werden. Je nach
Auswahl der Verbindung I–III können auf Grund
Ihrer Stereochemie in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
bestimmte Eigenschaften, wie z. B. Kristallinität (Schmelzpunkt), Reaktivität,
Selektivität erhalten werden.
-
Weiterhin
werden auch vorzugsweise Oligo- oder Polyisocyanate verwendet, die
sich aus den genannte Diisocyanaten oder deren Mischungen durch Verknüpfung
mittels Urethan-, Allophanat-, Harnstoff-, Biuret-, Uretdion-, Amid-,
Isocyanurat-, Carbodiimid-, Uretonimin-, Oxadiazintrion- oder Iminooxadiazindion-Strukturen
herstellen lassen. Besonders geeignet sind Isocyanurate und Uretdione.
-
Die
erfindungsgemäße Komponente A) kann auch kettenverlängert
sein.
-
Kettenverlängerer
und gegebenenfalls Monoaminen und/oder Monoalkoholen als Kettenabbrecher
und wurde schon häufig beschrieben (
EP 0 669 353 ,
EP 0 669 354 ,
DE 30 30 572 ,
EP 0 639 598 oder
EP 0 803 524 ). Bevorzugt werden Polyester
und Polyamine als Kettenverlängerer und monomere Dialkohole
als Kettenabbrecher.
-
Als
Kettenverlängerer-Komponente können Polyester,
wie sie weiter unten beschrieben werden, eingesetzt werden.
-
Als
Kettenverlängerer-Komponente können Polyamine
mit zwei oder mehreren gegenüber Polyisocyanaten reaktiven
Amino-Gruppen eingesetzt werden. Geeignete Polyamine sind z. B.
Adipinsäuredihydrazid, Ethylendiamin, Diethylentriamin,
Triethylentetramin, Tetraethylen-pentamin, Pentaethylenhexamin,
Dipropylentriamin, Hexamethylendiamin, Hydrazin, Isophorondiamin,
N-(2-Aminoethyl)-2-aminoethanol, 1,3- und 1,4-Phenylendiamin, 4,4'-Diphenylmethandiamin,
aminofunktionelle Polyethylenoxide bzw. Polypropylenoxide, Addukte
aus Salzen der 2-Acrylamido-2-methylpropan-1-sulfonsäure
und Ethylendiamin oder beliebige Kombinationen von Polyaminen.
-
Die
Komponente A) kann auch zusätzliche Di- und Polyisocyanate
enthalten. Die eingesetzten Di- und Polyisocyanate können
aus beliebigen aromatischen, aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder
(cyclo)aliphatischen Di- und/oder Polyisocyanaten bestehen.
-
Als
aromatische Di- oder Polyisocyanate sind prinzipiell alle bekannten
Verbindungen geeignet. Besonders geeignet sind 1,3- und 1,4-Phenylendiisocyanat,
1,5-Naphthylen-diisocyanat, Tolidindiisocyanat, 2,6-Toluylendiisocyanat,
2,4-Toluylendiisocyanat (2,4-TDI), 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat (2,4'-MDI),
4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, die Mischungen aus monomeren Diphenylmethandiisocyanaten
(MDI) und oligomeren Diphenylmethandiisocyanaten (Polymer-MDI),
Xylylendiisocyanat, Tetramethylxylylendiisocyanat und Triisocyanatotoluol.
-
Geeignete
aliphatische Di- oder Polyisocyanate besitzen vorteilhafterweise
3 bis 16 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 4 bis 12 Kohlenstoffatome,
im linearen oder verzweigten Alkylenrest und geeignete cycloaliphatische
oder (cyclo)aliphatische Diisocyanate vorteilhafterweise 4 bis 18
Kohlenstoffatome, vorzugsweise 6 bis 15 Kohlenstoffatome, im Cycloalkylenrest.
Unter (cyclo)aliphatischen Diisocyanaten versteht der Fachmann hinlänglich
gleichzeitig cyclisch und aliphatisch gebundene NCO-Gruppen, wie es
z. B. beim Isophorondiisocyanat der Fall ist. Demgegenüber
versteht man unter cycloaliphatischen Diisocyanaten solche, die
nur direkt am cycloaliphatischen Ring gebundene NCO-Gruppen aufweisen,
z. B. H12MDI. Beispiele sind Cyclohexandiisocyanat, Methylcyclohexandiisocyanat,
Ethylcyclohexandiisocyanat, Propylcyclohexandiisocyanat, Methyldiethylcyclohexandiisocyanat,
Propandiisocyanat, Butandiisocyanat, Pentandiisocyanat, Hexandiisocyanat, Heptandiisocyanat,
Octandiisocyanat, Nonandiisocyanat, Nonantriisocyanat, wie 4-Isocyanatomethyl-1,8-octandiisocyanat
(TIN), Dekandi- und triisocyanat, Undekandi- und -triisocyanat,
Dodecandi- und -triisocyanate.
-
Bevorzugt
werden Isophorondiisocyanat (IPDI), Hexamethylendiisocyanat (HDI),
Diisocyanatodicyclohexylmethan (H12MDI),
2-Methylpentandiisocyanat (MPDI), 2,2,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat/2,4,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat
(TMDI), Norbornandiisocyanat (NBDI). Ganz besonders bevorzugt werden
IPDI, HDI, TMDI und/oder H12MDI eingesetzt,
wobei auch die Isocyanurate und Uretdione bevorzugt einsetzbar sind.
-
Ebenfalls
geeignet sind 4-Methyl-cyclohexan-1,3-diisocyanat, 2-Butyl-2-ethylpentamethylen-diisocyanat,
3(4)-Isocyanatomethyl-1-methylcyclohexylisocyanat, 2-Isocyanatopropylcyclohexylisocyanat,
2,4'-Methylen-bis(cyclohexyl)diisocyanat, 1,4-Diisocyanato-4-methyl-pentan.
-
Selbstverständlich
können auch Gemische der Di- und Polyisocyanate eingesetzt
werden.
-
Die
Isocyanate der Komponente A) können teilweise oder vollständig
blockiert sein. Als Blockierungsmittel können alle Blockierungsmittel
eingesetzt werden. Beispielsweise können Phenole wie Phenol, und
p-Chlorphenol, Alkohole wie Benzylakohol, Oxime wie Acetonoxim,
Methylethylketoxim, Cyclopentanonoxim, Cyclohexanonoxim, Methylisobutylketoxim,
Methyl-tert.-butylketoxim, Diisopropylketoxim, Diisobutylketoxim
oder Acetophenonoxim, N-Hydroxy-Verbindungen wie N-Hydroxysuccinimid
oder Hydroxypyridine, Lactame wie ε-Caprolactam, CH-acide
Verbindungen wie Acetessigsäureethylester oder Malonsäureester,
Amine wie Diisopropylamin, heterocyclische Verbindungen mit mindestens
einem Heteroatom wie Mercaptane, Piperidine, Piperazine, Pyrazole,
Imidazole, Triazole und Tetrazole, α-Hydroxybenzoesäureester
wie Glykolsäureester oder Hydroxamsäureester wie
Benzylmethacrylohydroxamat verwendet werden.
-
Als
Blockierungsmittel besonders geeignet sind Acetonoxim, Methylethylketoxim,
Acetophenonoxim, Diisopropylamin, 3,5-Dimethylpyrazol, 1,2,4-Triazol, ε-Caprolactam,
Glykolsäurebutylester, Benzylmethacylohydroxamat oder p-Hydroxybenzoesäuremethylester.
-
Als
Verbindungen B) sind prinzipiell alle geeignet die über
mindestens eine, bevorzugt mindestens zwei gegenüber NCO-Gruppen
reaktive funktionelle Gruppen aufweisen. Geeignet sind als funktionelle
Gruppen: OH-, NH2-, NH-, SH-, CH-acide Gruppen.
Bevorzugt enthalten die Verbindungen B) 2 bis 4 funktionelle Gruppen.
Besonders bevorzugt sind Alkoholgruppen und Aminogruppen.
-
Als
Diamine und Polyamine sind prinzipiell 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 C1-C4-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 sind verwendbar. 1,4-Diaminobutan
(1,4-Butylendiamin) wird nur in Mischungen eingesetzt.
-
Als
Aminoalkohole seien beispielhaft Monoethanolamin, 3-Amino-1-propanol,
Isopropanolamin, Aminoethoxyethanol, N-(2-Aminoethyl)ethanolamin, N-Ethylethanolamin,
N-Butylethanolamin, Diethanolamin, 3-(Hydroxyethylamino)-1-propanol
und Diisopropanolamin auch als Mischungen genannt.
-
CH-acide
Verbindungen. Als CH-acide Verbindungen sind beispielsweise Derivate
von Malonsäureestern, Acetylaceton und/oder Acetessigester geeignet.
-
Als
Verbindungen B) 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-β-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-(β-hydroxyethoxy)-phenyl]propan,
2-Methyl-propandiol-1,3, 2-Methylpentandiol-1,5, 2,2,4(2,4,4)-Trimethylhexandiol-1,6,
Hexantiol-1,2,6, Butantriol-1,2,4, Tris-(β-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. 1,4-Butandiol wird nur in Mischungen
eingesetzt.
-
Als
Verbindungen B) 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 134–4000 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 schwach verzweigte hydroxylgruppenhaltige Polyester – Polyesterpolyole – oder
Gemische solcher Polyester. Sie werden z. B. durch Umsetzung von
Diolen mit unterschüssigen Mengen an Dicarbonsäuren,
entsprechenden Dicarbonsäureanhydriden, entsprechenden Dicarbonsäureestern
von niederen Alkoholen, Lactonen oder Hydroxycarbonsäuren
hergestellt.
-
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 Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester
zur Herstellung der Polyesterpolyole eingesetzt.
-
Zur
Herstellung der Polyesterpolyole geeignete Dicarbonsäuren
oder Derivate können aliphatischer, cycloaliphatischer,
aromatischer und/oder heteroaromatischer Natur sein und gegebenenfalls,
z. B. durch Halogenatome, substituiert 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,
Terephthalsäuredimethylester, 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 Herstellung
der Polymere G) eingesetzt werden. Polyester aus den oben (S. 6)
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
cyclischen Carbonaten, wie Glykolcarbonat oder Vinylidencarbonat,
durch Polymerisation in bekannter Weise erhältlich sind;
Polyester der Kieselsäure, Polyester der Phosphorsäure,
z. B. aus Methan-, Ethan-, β-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 B).
-
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 Corp., 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), 11–13;
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 Dicarbonsäuren
bzw. deren Derivate können in beliebigen Mischungen eingesetzt werden.
-
Es
können auch Mischungen aus Polyesterpolyolen und Diolen
eingesetzt werden.
-
Geeignete
Verbindungen B) 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
B) sind auch solche, 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 B) eingesetzt
werden.
-
Herstellung
-
Die
Umsetzung der Komponenten A) und B) 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 40°C
und 120°C durchgeführt und dauert je nach Temperatur
und Reaktionskomponenten A) und B) zwischen wenigen Sekunden und
mehreren Wochen. Bevorzugt wird eine Reaktionsdauer zwischen 30
min und 24 h. Das Verhältnis zwischen der NCO-Komponente
A) und der NCO-reaktiven funktionelle Gruppen haltigen Komponente
B) beträgt, berechnet als NCO/NCO-reaktiv = 0,3:1 bis 1,05:1
bevorzugt 0,5:1 bis 1:1.
-
Das
Endprodukt verfügt über keine nennenswerten freien
NCO-Gruppen (< 0,5
Gew.-%).
-
Zur
Beschleunigung der Polyadditionsreaktion können die in
der PUR-Chemie üblichen Katalysatoren verwendet werden.
Sie werden in einer Konzentration von 0,001 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise
von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzten Reaktionskomponenten,
eingesetzt. Katalysatoren sind beispielsweise tert. Amine wie Triethylamin,
Pyridin oder N,N-Dimethylaminocyclohexan oder Metallsalze wie Eisen(III)-chlorid,
Molybdänglykolat und Zinkchlorid. Als besonders geeignet
erwiesen sich Zinn-II- und -IV-Verbindungen. Genannt seien hier besonders
Dibutylzinndilaurat (DBTL) und Zinnoctoat.
-
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, Hautverhinderungsmitteln,
Entschäumern, Farbstoffen, Pigmenten, Füllstoffen
und Mattierungsmittel, enthalten. Die Menge variiert stark von Einsatzgebiet
und Art des Hilfs- und Zusatzstoffes.
-
Als
organischen Lösemittel kommen alle flüssigen Substanzen
in Frage, die nicht mit anderen Inhaltstuffen reagieren, z. B. Aceton,
Ethylacetat, Butylacetat, Xylol, Solvesso 100, Solvesso 150, Methoxypropylacetat
und Dibasicester.
-
Ebenfalls
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.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 4443563 [0003]
- - DE 3111093 A [0003]
- - EP 0669353 [0015, 0055]
- - EP 0669354 [0015]
- - DE 3030572 [0015]
- - EP 0639598 [0015]
- - EP 0803524 [0015]
- - DE 2410513 A [0045]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - J. Thiem in
Makomol. Chemie 187, 2775–2778, 1986 [0004]
- - J. Thiem et al., Macromol. Rapid Comman. 19, 21–26,
1998 [0005]
- - J. Thiem et al., Macromol. Chem. Phys. 202, 3410–3419,
2001 [0006]
- - Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl); Band 14/2,
Seiten 1 bis 5, 21 bis 23, 40 bis 44, Georg Thieme Verlag, Stuttgart,
1963 [0041]
- - C. R. Martens, Alkyd Resins, Seiten 51 bis 59, Reinhold Plastics
Appl. Series, Reinhold Publishing Corp., New York, 1961 [0041]
- - High solids hydroxy acrylics with tightly controlled molecular
weight. van Leeuwen, Ben. SC Johnson Polymer, Neth. PPCJ, Polymers
Paint Colour Journal (1997), 187(4392), 11–13 [0042]
- - 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 [0042]
- - 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 [0042]
