DD211931A3

DD211931A3 - Verfahren zur herstellung thixotroper urethanhaltiger isocyanate

Info

Publication number: DD211931A3
Application number: DD24465382A
Authority: DD
Inventors: Hans-Juergen Reese; Lothar Baum; Michael Reichelt; Gerd Mueller-Hagen; Gerlinde Tischer
Original assignee: Schwarzheide Synthesewerk Veb
Priority date: 1982-11-08
Filing date: 1982-11-08
Publication date: 1984-07-25

Abstract

Die Erfindung wird zur Herstellung spezieller Isocyanatkomponenten fuer Polyurethane und fuer Kleb- oder Fugenmassen angewendet. Ziel und Aufgabe der Erfindung sind nach einer einfachen Technologie unter Ausschluss zusaetzlicher Feuchtigkeit, bei Wegfall spezieller Mischaggregate und Vermeidung der Staubbildung thixotrope urethanhaltige Isocyanate herzustellen, dabei soll das Isocyanat speziell modifiziert und Einfluss auf den Verlauf der Thixotropiermittelsynthese genommen werden. Die Aufgabe wird geloest, indem zum Isocyanat eine Mischung aus primaerem Di- und/oder Polyamin und einem Zwei- und/oder mehrwertigem Alkohol gegeben wird, wobei die Thixotropiermittelsynthese im Einstufenverfahren im Isocyanat selbst erfolgt.

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung thixctroper urethanhaltiger Isocyanate

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung thixotroper, urethanhaltiger Isocyanate, die sich sowohl als Isocyanatkomponente bei der Herstellung von Polyurethanen als auch als Kleb- oder ?ugenmassen eignen«

Diese thixotropen urethanhaltigen Isocyanate werden u* a„ verwendet, wenn damit hergestellte Poiyurethangießteile vor Erreichung des 3elzustandes in ihrer räumlichen Lage verändert oder wenn vergossene oder geklebte Teile noch nachträglich in ihrer Lage verändert oder justiert werden müssen. Desweiteren werden thixotrope urethanmodifizierte Isocyanate in Kombination mit thixotropen rolyolkomponenten zur Verbesserung des Thixotropiegrades und der Verarbeitbarkeit der Reaktionsmischung eingesetzt.

Charakteristik der bekannten technischer. Lösungen

Ss ist bekannt, daß zur Thixotrooierung von urethanhaltigen Isocyanaten sogenannte Thixotropiermittel eingearbeitet werden· Als Thixotropiermittel sind eine Reihe von verschiedenen Feststoffen bekannt, wie z. 3. Ruß, naßgefällte pyrogene Kieselsäuren, gefälltes Kaliumcarbonat, gemahlene Asbestfasern, Talkum, üontrnorillonite, nydriertes Rizinusöl, Metallstearate. ?ür diese Thixotropiermittel ist charakteristisch,

- cL -

-; .? die Teile her: einer hohen Disoersionsrrad eine ~то^г>° --* = —

iKiCic, sowie eine r.icü-igö Scnu^aica^a ce- j

sitzen, daraus ergeben sich erhebliche Nachteile bei der Her- ' stellung thixotroper, urethanhaltiger Isocyanate. Ben genannten festen Thixotropiermittel^ haften sehr leicht größere IIensen feuchtigkeit an, welche mit den Isocyanat unerwünschte Reaktionen eingeht. Einige organische Thixotropiermittel (z. 3. hydriertes Rizinusöl) sind durch ihren Gehalt an gegenüber Iso- i cyanat reaktiven 3-ruppen und dadurch hervorgerufenen unerwünschten Reaktionen nicht geeignet. Desweiteren erfordert die Her- stellung thixotroper, urethanmodifizierter Isocyanate zwei Yerfahrensscnritte, die .Modifizierung des Isocyanate und die Thixotropierung mit Feststoffen. Da die Einmischung der Thixotropiermittel außerdem spezielle ulischaggregate (z\ Ξ. Kneter) en ordert, ergibt sich daraus ein weiterer liachteil dieser Thixotropierverfahren mit Feststoffen. 'Weiterhin neigen diese Thixotropiermittel zur Staubbildung.

Gemäß DS-OS 2 902 469 ist bekannt Isocyanate durch Isccyanatoharnstoffe, hergestellt durch Einarbeiten von '.Yasser oder was- ^; serabspaltenden Substanzen in spezielle Isocysnatzusammen- ;

Setzungen, in flüssige oder pastenförmige Suspensionen zu überführen. Das Verfahren hat die -!achteile, daß man in einem | Mehrstufenverfahren eine flüssige oder pastenförmige Suspension erhält, die sich bei 80 ⁰G verflüssigt. Desweiteren zeigen diese Suspensionen kein ausgeprägtes thixotrooes Verhalten. ι

Ziel der Erfindung j

Ziel der Erfindung ist, thixotrope urethanhaltige Isocyanate |

nach einer einfachen Teconoiogie herzustellen, wobei das Iso- ' cjranat nicht zusätzlich mit Feuchtigkeit reagieren darf und der Einsatz spezieller Mischaggregate und Staubbildung vermieden werden sollen.

Darlegung des '.Vesens der Erfindung »

Der Erfindung liegt zur Erreichung des Zieles die Aufgabe zugrunde, das urethanhaltige Isocyanat speziell zu modifizieren

ила εuf der Verlauf der TnixotrcDiermittelsyntnese Iirflu3 zu. nenmen.

Er. inaurgsgemäß лігс. аіе ^ufgabe dccurch gelöst, da.3 die Thixo— trcpiermittelsynthese nr.d die Modifizierung - = з Isocvanats durch "Jrethanbildur.g durcn Zugabe einer Mischung aus primären Mono- und/oder Polyamin und einem zwei- und/oder mehrwertigen --L-conol zum Isocyanat in einen Sinstufenverfarren in diesem selbst erfolgt о

Isocyanate, cie nach dem erfindungs^enaien Verfahren tnixctropiert und gleichzeitig durch Prepolymerbildung urethanmodifiziert werden, sind Isocyanate die an einem aiipnatischen, cycloaliphatische:! oder aromatischen Rest zwei oder mehr Isocyanatgruppen tragen, ѵгссеі bevorzugt diisocyanate oder Liisocyanatgemische verwendet werden.

}7ach dem erfindurgsgema^en Verfahren eignen sich als Ыопо- und/oder Polyamine alle alipnatischen, cycloaliphatische!! und aromatischen ^mine die im ilolekul eine oder mehr IiH_p-Gruppen aufweisen, vrobei 'unter Polyamine sowohl Amine mit zv.'ei als auch mit mehreren ITH^-Gruppen pro liolekül zu verstehen sind,, Bevorzugt sind jedocn selche Amine oder .-.mingemische geeignet_y die bei Raumtemperatur im flüssigen Aggregatzustand vorliegen oder sich als Feststoffe im mitvervfendeten zwei- und/oder mehrwertigen Alkonol lösen. ITach dem erfincungsgemäSen Verfanren wird das primäre ilono- 'und/oder Polyamin in .-.nteilen von 0,1 bis SO Zrevi.-fo vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-% mit dein zvJei-'und/oder mehrwertigen .alkohol gemiscnt, so da2 diese LIiscnung im flüssigen Aggregatzustand vorliegt. Eurch dosierung dieses Gemisches aus primären Llono- und/oder Polyamin und zwei- und/ oder mehrvertigen AIkc.ioI zum Isocyanat cei gleichzeitiger lurciimisc.iung mit einem Scinellruhrer <vird erfindungsgemäß die Thixotropiermittelsyntnese und gleichzeitig die Urethanbildung im Isocyanat bewirkt. 2er .-.r.teii des unter P.unren zugesetzten erfindungsgemäßen Gemisches zum Isocyanat ric.itet sicn sowonl nacr. den verwendeten Jlischungsbestandteilen als зисп nacn den. vcrgesenenen Ver-.endungszweck des t.iixotropen uret.iannaitigen Isocyanates. Im allgemeinen ;;ird die erfindungsgema^e lüisccung, bestehend aus primären Llono- und/oder Polyamin und zwei- und/ oder mehrwertigen Ai.-:cnoi dem Isocyanat m -.nteilen von 1 bis

anat zugesetzt.

Lie dcbei ablaufenden ?.гг-ctior.en der Tnixctropierung und Uretnanciliung erfolgen unter alrmeentwicklung, лосеі sich je nach .-^sgengssubstanzen eine äuuere Kühlung -es Heaktionsgemiscnes erforderlich machen kann, während des gesamten Reaktionsveriaufes ist das Hea.-ctionsgemisch gegebenenfalls zu rühren. Je nach verwendetem Amin oder Amingemisch und verwendetem Al:<orol ist nach dem erfindungsgemäien Verfahren eine abgestimmte Linsteilung zwischen Isocanatmodifizierung durch Ureinanbild'ung. Prepolymersynthese 'und T'hixotropierung möglich. Lesweitaren ist eine Zugabe von Lösungsmitteln oder 'u'eiccmaehern, Füll- und Farbstoffen vor oder während der 'Thixctropierung und Urethanbindung zum Isocyanat zur weiteren Llodifizierung möglich. :Tach Abkühlung der Reaxtionsinischung liegt ein thixotrooes urethanhaltiges Isocyanat vor, das nach einer einfachen 'lechnoio-

Feuchtigkeit und bei ..egfall spezieller l'ischaggregate. line Staubbildung wird außerdem vermieden. Lie so hergestellten tnixotropen urethanhaItigen Isocyanate eignen sich als Kleb- und Fugenmasse und als Isccyanatkomponente.

Lie Erfindung soll an nachfolgenden Ausfünrungsbeispieien naher erläutert werden.

Ausführungsbeispiel 1

18 g eines Kondensationsproduktes aus Anilin und Formaldehyd Gestehend aus ca. όθ 5 Liamin und ДО % höherkondensierte Produkte werden in 72 g Lipropylenglykol gelöst. Liese Lösung wird unter ständigem Rühren zu 410 g Toluylendiisocyanat zugegeben. Sofort nac.i dem Verrühren beginnt die !.lischung unter Erwärmung eine kreniartige thixctrope Konsistenz anzunehmen. Eine äußere Kühlung der Reaktionsmischung zur Steuerung der Urethanbildung ist je nach Ansatzgro3e erforderlich, ilach Ac.-cühlen des thi:cotrcpen 'urethanhaItigen Isocyanats ist dieses gebraucnsf=hig. ьаз so .lergesteiite t.iixotrope urethsnhaltige Isocyanat besitzt folgendes Viskositätsverhalten in Abhängigkeit vom Scnergefäils,

das .11: einem Rotationsviskosimeter eel 2C scvJie einen :"CO-C-sr.alt von 30,3 To

icnersefälie (S '

1c 600

110CO 8420 5300 5350 4540

1,0 1,8 3,0

9,0 6,2

.-.usf ührungsbeisoiel 2

15 £ eines Kcnder.sationsoroduktes aus Anilin

oma _ de.ίν

stenend aas ca. 6C ;ь Dianin und 40 ^?o hcher^cndensierte Produkte werden in 60 g Dipropyier.glykcl gelöst. Diese Lcs'jr.g wird on τ er ständigen Rühren zu einer iiiscnung aus 325 g Dcluylendiisccyanat und 100 g Toluol zugegeben. Sofort nach den Verrühren beginnt die !discnung unter 3rv;ärnung eine .-crenartige thixotrope Konsistenz anzurennen. Zur Steuerung der Uretnanciidung (rrepoiynersynthese) ist eine äußere Kühi'ung der Reaktionsmiscnong erforderlich.

ZTach .-ib.-cünien des tnixotropen urethanhaitigen Isocyanats ist dieses gebrauchsfähig. Das so hergestellte tnixotrope uretnannaltige Isoc^/anat besitzt folgendes Vis.ositätsvernalten in -Abhängigkeit von Schergefälle, das nit einen Rotationsviskosimeter bei 20 ⁰C genessen vjurde, sowie einen ITCC-Genalt von 24,7 %.

Schergefälie (S )

scheinbare Visxcsität (n?as)

1,8 3,0 5,4

16,2 27,0 48,5

1С	bCQ	9^0
r O	730	330
-i	150
2S60
1
-

9H

- о —

7 g eines Kondensstionsprocuktes sus «r.ilin und ?or.~slde;:yd, beste iier.d aus ca. SC % Diamin und 4-0 Jo h.öher.<ondensierte Produkte .verasn in 52 g Dz.propylengl.ykol gelöst. Diese Lesung wird unter ständigem Rühren zu einer Mischung аиз 272 g Diphenylmethandiisocyanat ?JCO--~quivalentgev;icht 125 und 159 g Тоіиуіепсіізо-cyanat zugegeben. Sofort nach den Verrühren beginnt die l-Iischung Linter Zrv,'är.T.ung eine krer.artige tnircetrooe Konsistenz anzunehmen. Zur Steuerung der "Jretnanbildung (Prepolvniersyntnese) ist eine äußere Zünl'ung der Reaktionsrnicchung erforderlich, "sch ACi-:ühlen des thixctropen urethanhsltigen Isocyanats ist dieses gebrauchsfähig. Das so Hergestellte tnixotrope urethanhaltige Isocyanat besitzt folgendes Vis.-cositätsverhalten in Abnängig-.-ceit vorn Schergefälle, sowie einen NCO-Gehalt von 25,6 %.

лusiunrtungsсеіздіel 4

15 g eines Kondensationsproduktes aus Anilin und Formaldehyd bestehend aus ca. 50 % Diamin und J-O % hcherkondensierter Produkte "erden in einer lliscnung aus 190 g eines roiypropylendiols (OK-Zahl 59 mg. KOH/g) und 95 g eines Polypropylenpolyethylentriols (OH-Zahl 36 mg KOH/g) gelöst» Diese Lösung wird unter ständigem Rühren zu einer 2<Iischung aus 150 g Toluylendiisocyanat und 50 g eines flüssigen Chlorparaffins zugegeben. Sofort nach dem Verrühren beginnt unter leichter 3r\Därmung die iiiscnung eine kremartige thiicotrope Konsistens anzunehmen. Zine zusätzliche äußere Kühlung ist nicht erforderlich. I»ach Abkühlen des thixotropen urethanhaltigen lsoc;/anats ist dieses gebrauchsfähig. Das so hergestellte tnixoxrope urenhanhaltige Isocyanat besitzt folgendes Ѵізі-cositätsverhalten in Abhängigkeit vom Schergefälle, sovjie einen ITCO-Gehait von 11,0 %

Schergefälle

(S"¹

scheinbare Viskosität (m?as)

0,3 0,6 1,0 1,8

494OCO 285000 138000 115000

Schergefälle (3

scheinbare Viskositä

3,0 5,4

75000 40400

s'-'лarung s с е ι so ι е 1

28 g Anilin werden nit 322 g eines Polypropylendiols (CH-Zahl 56 ng KCH/g) gemischt, niese llisciung v-'ird unter ständigem Rühren zu 650 g Dipnenylmethandiisocyanat (2IC0-Äquiva-

lentse-.vicht 145) zugegeben.

Scior* na cn dem 7егг^ліпгеп beginnt die Hischong 'unter leichter Zr^wärniung eine -cremarxige tnixoirope Konsistenz anzunerjsen. Eine zusätzliche äuJere Kühlung ±sz nicht erforderlich. 2\ach Abkühlen des thixotropen urexnanhaltigan Isocyanaiis isx dieses gebruachsfahig. 3as so hergestellte tni;cotrope urethannaltige Isocyanat besitzt folgendes Viskiositätsvernalten in Abhängigi-ceit vom Schergefälle, sovrie einen IICO-Genalt von 1б,С %,

Schergefälle (S" )

scheinbare Viskosität (rnPas)

0,1 0,2 0,4 0,8 1,6 3,2

46100

3Ί5ΟΟ

23600

15100

8600

5800

.-.umführung5сеІ50Іel 6

10 g eines Kondensationsproauktes aus Anilin und ?orn:aidehyd bestehend aus ca. 60 % Dianiin und Ί0 % hcherkondensierte Produkte «erden miτ 5 g reinem Anilin in 335 g eines rolypropylendiols (CH-Zahl 56 ng KCH/g) gelöst. Diese Lesung wird unte ständigem Rühren zu 650 g Diphenylnetnandiisocysnat (JTCO-Aqui valentgevjicht 145) zugegeben. Sofort nach dem Verrühren begin die Hiscnung unter leichter ärvjaraung eine krenartige thi:cotrope Konsistenz anzunehmen. Sine zusätzliche äußere Kühlung

ν -Γ _ С ZTC ν J*' CiI · - * ^ С

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V is ко si tat s verhalt en in Abhängigkeit von Sehe r ge f alle , sovjie e ine η HG O-Ge h£11 von 16,8 %_щ

Schergefälle (S ¹) scheinbare Viskosität (mPas)

0,1

0,2 0,4 0,8 1,6 3,2 6O5CO 48300 37800 26700 15200 8500

Claims

- 9 Paten tan s oruch

1. Verfahren zur Herstellung thixotroper, urethanhaltiger Isocyanate dadurch, gekennzeichnet, daß die T'hixotropier~i~telsynthese und die Γ,-Iodif izierung des Isocyanats durch Urs —
thanbildung durch Zugabe einer Mischung aus primären 2.1 опоила/oder Роіуашіп und einem zviei- und/oder mehrwertigen
Alkohol zusi Isocyanat in einem Einstufen*;erfahren in diesem selbst erfolgt.