JP2015537060A - 低モノマー性のncoプレポリマーおよび該プレポリマーの使用 - Google Patents
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Abstract
Description
(i)過剰の、少なくとも1種の芳香族の、脂肪族の、(環状)脂肪族の、および/または脂環式のジイソシアネートと、
(ii)少なくとも2つのCH酸性の水素原子を含む少なくとも1種のCH酸性化合物と、
からの反応生成物、ならびに該反応後に過剰のジイソシアネートの分離である。
OCN−R−NH−(C=O)−B−(C=O)−NH−R−NCO (I)
の少なくとも1種のプレポリマーを含み、前記プレポリマーは、
第一ステップにおいて、
(i)式IIのモノマーのジイソシアネート化合物OCN−R−NCOと、
(ii)少なくとも2つの酸性水素原子を有する式IIIの有機官能性C−H酸性化合物HBHと、
を反応させ、その際、
− 式Iおよび式II中のRは、それぞれ独立して、二官能性の有機官能性の基であり、前記基は、芳香族の、脂肪族の、および(環状)脂肪族の基、および/または脂環式の二官能性基を含み、
− 少なくとも2つの酸性水素原子を有する式IIIの有機官能性C−H酸性化合物HBHは、3〜25個の炭素原子を有する、置換された直鎖状の脂肪族の、(環状)脂肪族の、または分枝鎖状の脂肪族化合物を含み、前記化合物はC−H酸性炭素原子に対してα位にある炭素原子に、少なくとも1つの電子求引性基または少なくとも1つの電子求引性置換基を有し、特に前記電子吸引性基または置換基は、炭素原子よりも電気陰性度の高い少なくとも1つの原子を含み、相応して前記電子求引性置換基は、炭素原子よりも電気陰性度が高く、その際、前記電子求引性基は、好ましくは、エステル基、スルホキシド基、スルホン基、ニトロ基、ホスホネート基、ニトリル基、イソニトリル基もしくはカルボニル基を含むか、またはそれらから選択され、好ましくはニトリル基もしくはエステル基であり、かつ
− 第二ステップにおいて、未反応の式IIのモノマーのジイソシアネート化合物を分離することによって得られる組成物である。
(i)モル過剰の、式IIの少なくとも1種の芳香族の、脂肪族の、(環状)脂肪族の、および/または脂環式のジイソシアネートと、
(ii)少なくとも2つのCH酸性水素原子を有する式IIIの少なくとも1種の有機官能性のCH酸性化合物とを
反応させ、その際、
(iii)前記反応後に、一般式IIIの過剰のジイソシアネートを分離し、好ましくはモノマーの含量を、全組成物に対して2.0質量%以下、好ましくは0.7質量%以下に調整したものである前記方法および組成物が開示される。その際、特に好ましくは、本発明による方法により、プレポリマーの組成物であって、一般式(I)の2つのNCO基を有するプレポリマーの含量が、全組成物に対して10質量%以上、好ましくは20質量%以上であるプレポリマーの組成物が得られる。
a)一般式(I)の低モノマー性のNCOプレポリマーの製造
1111g(5モル)のイソホロンジイソシアネートに0.8gのオクタン酸亜鉛を加え、次いでそこに160g(1モル)のマロン酸ジエチルエステルを30分かけて滴加する。該混合物を、撹拌しながら40℃で1日間保持する。その際、NCO価は、33.0%から26.2%にまで低下する(理論値26.4%)。該混合物を、冷却後に短行程蒸留にかける(150℃、0.5ミリバール、160ml/h)。得られる生成物は、13.6%の遊離NCO価、25.2%の有効NCO価、0.4質量%のモノマー含有率および8Pasの粘度(80℃で)を有する。
前記a)からの低モノマー性のNCOプレポリマー48.7gに、アセトン中に溶解されたVoranol CP 450(ポリエーテルポリオール、Dow、OH価369)41.35gおよび0.1gのジブチルスズジラウレートを加える。40℃で10時間撹拌した後に、アセトンを除去する。得られた粘性の油状物のNCO価は、0に下がった。
層厚: 40μm、クロスカット 0(剥離なし)、エリクセン針入 10mm超、ボール衝撃(直接/間接) 80/60インチ*ポンド超、振り子硬度 76秒、MEK試験 100往復超(=耐化学薬品性)。(エリクセン針入はDIN 53156による、ボール衝撃はASTM D 2794-93による)。耐久性かつフレキシブルな塗膜が得られた。
Claims (18)
- 低モノマー性のNCOプレポリマーを含む組成物であって、一般式I
OCN−R−NH−(C=O)−B−(C=O)−NH−R−NCO (I)
の少なくとも1種のプレポリマーを含み、前記プレポリマーは、
第一ステップにおいて、
(i)式IIのモノマーのジイソシアネート化合物OCN−R−NCOと、
(ii)少なくとも2つの酸性水素原子を有する式IIIの有機官能性C−H酸性化合物HBHと、
を反応させ、その際、
− 式Iおよび式II中のRは、それぞれ独立して、二官能性の有機官能性の基であり、前記基は、芳香族の、脂肪族の、および(環状)脂肪族の基、および/または脂環式の二官能性基を含み、
− 少なくとも2つの酸性水素原子を有する式IIIの有機官能性C−H酸性化合物HBHは、3〜25個の炭素原子を有する、置換された直鎖状の脂肪族の、(環状)脂肪族の、または分枝鎖状の脂肪族化合物を含み、前記化合物はC−H酸性炭素原子に対してα位にある炭素原子に、少なくとも1つの電子求引性基または少なくとも1つの電子求引性置換基を有し、かつ
− 第二ステップにおいて、未反応の式IIのモノマーのジイソシアネート化合物を分離することによって得られることを特徴とする組成物。 - 請求項1に記載の組成物であって、(ii)C−H酸性炭素原子に対してα位の炭素原子に少なくとも2つの酸性水素原子を有する式IIIの有機官能性C−H酸性化合物HBHは、少なくとも1つの電子求引性基を含み、好ましくは、前記化合物は、両方のα位の炭素原子に、エステル基、スルホキシド基、スルホン基、ニトロ基、ホスホネート基、ニトリル基、イソニトリル基およびカルボニル基から選択される2つの電子求引性基を有することを特徴とする組成物。
- 請求項1に記載の組成物であって、(i)式IIのジイソシアネート化合物は、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン(H12MDI)、2−メチルペンタンジイソシアネート(MPDI)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート/2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)、ジイソシアナトメチル−シクロヘキサン(HXDI)、トルイジンジイソシアネート(TDI)および/またはメチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)および/またはテトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)を含むことを特徴とする組成物。
- 請求項1または2に記載の組成物であって、(ii)少なくとも2つの酸性水素原子を有する式IIIの有機官能性のC−H酸性化合物HBHは、3〜25個の炭素原子を有する直鎖状の脂肪族の、(環状)脂肪族の、もしくは分枝鎖状の脂肪族の化合物であって、β−ジカルボニル化合物、ジケトン、ケトエステル、ジエステル、ニトリルエステル、ジニトリルおよび環状ジケトンならびにそれらの誘導体から選択される化合物を含むことを特徴とする組成物。
- 請求項1から4までのいずれか1項に記載の組成物であって、(ii)少なくとも2つの酸性水素原子を有する式IIIの有機官能性C−H酸性化合物HBHは、1,3−シクロヘキサンジオン、ジメドン、マロン酸ジエステル、アセト酢酸エステル、特にアセト酢酸のエチルエステルもしくはメチルエステル、アセチルアセトンおよび/または上述のC−H酸性化合物の少なくとも2種を含む混合物から選択されることを特徴とする組成物。
- 請求項1から5までのいずれか1項に記載の組成物であって、前記組成物が、全組成物に対して、0.1質量%以上の、2個のNCO基を有するNCOプレポリマーを有することを特徴とする組成物。
- 一般式(I)の低モノマー性のNCOプレポリマーの製造方法であって、その際に
(i)モル過剰の、前記定義のとおりの式IIの少なくとも1種の芳香族の、脂肪族の、(環状)脂肪族の、および/または脂環式のジイソシアネートと、
(ii)前記定義のとおりの式IIIの少なくとも2つのCH酸性水素原子を有する少なくとも1種の有機官能性CH酸性化合物と、が反応され、その際、
(iii)前記反応後に過剰の式IIIのジイソシアネートが分離される、前記製造方法。 - 請求項7に記載の方法であって、式IIIのジイソシアネート(i)が、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン(H12MDI)、2−メチルペンタンジイソシアネート(MPDI)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート/2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)、ジイソシアナトメチル−シクロヘキサン(HXDI)、トルイジンジイソシアネート(TDI)および/またはメチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)および/またはテトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)を含むことを特徴とする方法。
- 請求項7に記載の方法であって、式IIIのC−H酸性化合物(ii)は、3〜25個の炭素原子を有する直鎖状の脂肪族の、(環状)脂肪族の、もしくは分枝鎖状の脂肪族の化合物であって、β−ジカルボニル化合物、ジケトン、ケトエステル、ジエステル、ニトリルエステル、ジニトリルおよび環状ジケトンならびにそれらの誘導体から選択される化合物を含むことを特徴とする方法。
- 請求項7から9までのいずれか1項に記載の方法であって、前記C−H酸性化合物は、(ii)1,3−シクロヘキサンジオン、ジメドン、マロン酸ジエステル、アセト酢酸エステル、特にアセト酢酸のエチルエステルもしくはメチルエステル、アセチルアセトンおよび/または上述のC−H酸性化合物の少なくとも2種を含む混合物を含むことを特徴とする方法。
- 請求項7から10までのいずれか1項に記載の方法であって、(i)ジイソシアネートと(ii)CH酸性化合物の反応は、1.1:1〜100:1のモル比で、特に10:1〜1:1、特に好ましくは5:1〜2:1のモル比で行われることを特徴とする方法。
- 請求項7から11までのいずれか1項に記載の方法であって、前記反応は、20〜200℃で、特に40〜100℃で、好ましくは、使用されるC−H酸性化合物の2つの酸性水素原子と使用されるジイソシアネートとのモル反応に応じた理論上のNCO価に達するまで行われることを特徴とする方法。
- 請求項7から12までのいずれか1項に記載の方法であって、前記反応は、触媒の存在下に行われることを特徴とする方法。
- 請求項7から13までのいずれか1項に記載の方法であって、(iii)反応後に、式IIIの過剰のジイソシアネートを、穏やかな蒸留によって分離し、そこでは、短行程蒸留または薄膜蒸留が行われ、特に100〜180℃の温度および0.001ミリバールから100ミリバールの圧力で行われることを特徴とする方法。
- 請求項7から14までのいずれか1項に記載の方法により得られる組成物であって、前記組成物は、一般式(I)の低モノマー性のNCOプレポリマーを含有することを特徴とする組成物。
- 請求項15に記載の組成物であって、全組成物に対して2質量%以下のモノマー含有率を有することを特徴とする組成物。
- 請求項1から6のいずれか、15または16に記載の組成物または請求項7から14までのいずれか1項に記載の方法により得られる組成物であって一般式(I)の低モノマー性のNCOプレポリマーを含有する組成物を、低モノマー性のNCOプレポリマーとポリオールとの反応による反応性OH−および/またはNCO−ウレタン−プレポリマーの製造のために用いる使用であって、NCO基のOH基に対するモル比が1:10〜10:1である使用。
- 請求項1から6のいずれか、または15もしくは16に記載の組成物あるいは請求項7から14までのいずれか1項に記載の方法により得られる組成物であって一般式(I)の低モノマー性のNCOプレポリマーをポリオールと一緒に含有する組成物を、塗料、接着剤、プラスチック、複合材および封止剤を製造するために用いる使用。
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