JPH0662545B2 - カルボジイミド基及びスルホネート基を含有するイソシアネート誘導体の製造法 - Google Patents

カルボジイミド基及びスルホネート基を含有するイソシアネート誘導体の製造法

Info

Publication number
JPH0662545B2
JPH0662545B2 JP61080312A JP8031286A JPH0662545B2 JP H0662545 B2 JPH0662545 B2 JP H0662545B2 JP 61080312 A JP61080312 A JP 61080312A JP 8031286 A JP8031286 A JP 8031286A JP H0662545 B2 JPH0662545 B2 JP H0662545B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
groups
isocyanate
group
carbodiimide
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61080312A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61236762A (ja
Inventor
ヴオルフガンク・ヘニンク
ヴアルター・メツケル
Original Assignee
バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト filed Critical バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト
Publication of JPS61236762A publication Critical patent/JPS61236762A/ja
Publication of JPH0662545B2 publication Critical patent/JPH0662545B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/0804—Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups
    • C08G18/0819—Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing anionic or anionogenic groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/77—Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
    • C08G18/78—Nitrogen
    • C08G18/79—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/797—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing carbodiimide and/or uretone-imine groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/83—Chemically modified polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/41—Compounds containing sulfur bound to oxygen
    • C08K5/42—Sulfonic acids; Derivatives thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、有機ピリイソシアネートを少なくとも部分的
にカルボジイミド化した後、依然存在する遊離イソシア
ネート基をイソシアネート反応性基含有化合物と反応さ
せることによるカルボジイミド基及びスルホネート基を
含有する新規なイソシアネート誘導体の製造法(使われ
る出発物質及び/又は反応体はとりわけ、スルホネート
基含有化合物である。)に関する。
〔先行技術の記載〕
イオン変性プラスチツクの水性溶液又は水性分散液は、
数多く知られている。かくして、随意に尿素基を含有し
ているポリウレタンの分散液又は溶液の製造が、例えば
DE-PS(独国特許明細書)第1,178,586号、DE-PS第1,18
4,946号、DE-OS(独国特許公開明細書)第1,495,745
号、DE-OS第1,770,068号、DE-OS第2,314,512号、DE-OS
第2,446,440号、DE-OS第2,543,091号、DE-OS第2,642,07
3号、US-PS(米国特許明細書)第3,480,592号、US-PS第
3,388,087号、US-PS第3,479,310号、US-PS第3,756,992
号、US-PS第3,905,929号及び「アンゲヴアンテ・ヘミー
(Angewandte Chemie),82,(1970),第53
頁以下」に記載されている。
随意に有機溶媒及び/又はウレタン基を含有する、水性
又は水希釈可能な重縮合物特にポリエステル樹脂の製造
もまた公知である(DE-OS第2,225,646号、DE-OS(独国
特許公告明細書)第2,239,094号、DE-OS第2,446,439
号、US-PS第3,876,582号、US-PS第4,029,617号、並びに
「ホウベン−ヴエイル(Houben-Weyl),“メトデン・
デア・オルガニツシエン・ヘミー(Methoden der Organ
ischen Chemie)”,XIV/2(1963),第30頁以
下」参照)。
組み込まれたイオン基を含有するポリマー特にポリアク
リレートの製造も公知である(例えば、「ホウベン−ヴ
エイル(Houben-Weyl),“メトデン・デア・オルガニ
ツシエン・ヘミー(Methoden der Organischen Chemi
e)”,XIV/1(1961),第103頁以下又はXIV
/2(1963),第754頁」参照)。
これらのプラスチツクの水中における溶解性又は分散性
はしばしば該プラスチツクに化学的に組み込まれたカル
ボキシレート基によつて確保され、しかして該プラスチ
ツクはアンモニア又は加熱により揮発する有機アミンに
基づくアンモニウムカチオンを反対イオンとして含有す
る。問題のタイプの溶液又は特に分散液からつくられた
シート状物(被膜)を乾燥する場合(一般に、加熱によ
り行われる。)、当初存在していたカルボキシレート基
の多くはアンモニア又はアミンの反対イオンの脱離によ
つてカルボキシル基に変換され、そのカルボキシル基含
有プラスチツクはしばしば水に対して不満足な抵抗性を
示す。加えて、これらのカルボキシル基は、エステル基
含有プラスチツクの明らかに不所望な加水分解を触媒的
に促進し、上記のシート状物の機械的性質の急速な劣化
をもたらし得る(特に、湿潤雰囲気において)。
従つて、本発明の目的は、カルボキシル基及び/又はカ
ルボキシル基に変換可能なカルボキシレート基を含有す
るプラスチツクの水性溶液及び特に水性分散液用の添加
剤であつて、該溶液又は該分散液からつくられたシート
状物の乾燥前に又は乾燥中に、該プラスチツク中に存在
するエステル基の加水分解に触媒作用を奏さないほとん
ど非親水性の基に該カルボキシル基を確実に変換させる
添加剤を提供することである。同時に、上記非親性基へ
のカルボキシル基の変換は、該シート状物の架橋を伴な
うべきであり、かくしてその機械的性質特に湿潤強度が
向上される。
この目的は、以下に詳述する本発明の製造法により得ら
れるカルボジイミド基含有イソシアネート誘導体を提供
することにより達成される。親水性基も本発明によるイ
ソシアネート誘導体中に存在するけれども、それらの濃
度は一般にかなり低く、従つて本発明による添加剤を用
いると該プラスチツクの親水性は、(i)親水性基の全濃
度の低減により並びに(ii)上記架橋の効果により、非常
に低減され得る。
〔発明の要約〕
本発明は、約2〜30重量%のカルボジイミド基-N=C
=N-、統計的平均で1分子当たり少なくとも約0.8個の
カルボジイミド基、固体100g当たり約5〜200ミ
リ当量の化学的に組み込まれたスルホネート基、及び随
意に、固体を基準として0〜約25重量%の、ポリエー
テル鎖中の化学的に組み込まれたエチレンオキシドユニ
ツト-CH2-CH2-O-、を含有するイソシアネート誘導体の
製造法に関する。
即ち、本発明は、a)有機ポリイソシアネートあるいは約
1.3〜2.5の平均NCO官能価を持つ有機ポリイソシアネ
ートと有機モノイソシアネートとの混合物のイソシアネ
ート基を少なくとも部分的にカルボジイミド化し、次い
でカルボジイミド化生成物中に依然存在する遊離イソシ
アネート基をb)イソシアネート反応性基を含有する単官
能性及び/又は多官能性化合物と、各イソシアネート基
当たり少なくとも1個のイソシアネート反応性基が存在
するような当量比にて反応させることにより、上記のカ
ルボジイミド基含有イソシアネート誘導体を製造する方
法において、成分a)及び/又はb)として用いる化合物の
少なくとも一部が、化学的に組み込まれたスルホネート
基又は中和反応によつてスルホネート基に変換可能な基
を含有する化合物であること、反応の完了後依然存在す
るスルホネート基に変換可能な基を中和により完全に又
は部分的にスルホネート基に変換すること、反応体の種
類及び量的比率、カルボジイミド化の度合及び必要に応
じて中和の度合を、目的生成物が上記の含有量のカルボ
ジイミド基及びスルホネート基を有するように選ぶこ
と、を特徴とするカルボジイミド基含有イソシアネート
誘導体の製造法に関する。
カルボキシル基及び/又はカルボキシル基に変換可能な
基を含有するプラスチツクの水性分散液又は水性溶液用
の添加剤として、上記のカルボジイミド基含有イソシア
ネート誘導体は使用され得る。
〔発明の詳述〕
US-PS第2,937,164号には、カルボキシル基又はスルホニ
ル基を含有する線状の合成ポリマー用の“架橋剤”とし
て、或るモノカルボジイミドが記載されている。しかし
ながら、本発明による生成物と同じタイプのスルホネー
ト基含有カルボジイミドについては挙げられていない。
加えて、記載されているモノカルボジイミドは、カルボ
キシル基に対する反応性において単官能性であり、従つ
て厳密な意味では架橋剤ではない、という不利がある。
EP-OS(欧州特許公開明細書)第121,083号には、脂肪
族、脂環式、又は脂肪族−脂環式のポリカルボジイミド
をカルボキシル基含有ラテツクス用に用いることが記載
されている。本発明によるタイプのスルホネート基含有
カルボジイミドについては、やはり挙げられていない。
加えて、芳香族カルボジイミドは所期の目的に適してい
ない、ということがその明細書に強調されている。一
方、本発明によれば、特に芳香族カルボジイミドは、後
で詳述するように特に適する。更に、EP-OS第121,083号
に記載のポリカルボジイミドが水性系に用いられるべき
である場合、その生成物は特別なかくはん装置を用いて
外部乳化剤によつて水性乳濁液に変換されねばならな
い。これは非常に費用がかかるだけでなく、最終的に得
られるシート状物において、化学的に固定されていない
乳化剤が表面に移行し、不所望な効果をもたらし得る。
EP-OS第121,083号には、ポリカルボジイミドが、ジメチ
ルアミノプロピルアミンとの反応及びその後のp−トル
エンスルホン酸メチルエステル又は硫酸ジメチルとの塩
の生成によりカチオン変性塩に変換され得、これによつ
て生成物は水溶性にされ、従つて外部乳化剤を用いる必
要がない、ということが記載されている。しかしなが
ら、この処理操作の欠点は、アニオン系分散液と組み合
わせる場合、上記のカチオン変性添加剤は常に相溶性の
問題が生じるということである。従つて、EP-OS第121,0
83号には、カルボキシレート基を含有する分散液用架橋
剤としてカチオン変性添加剤を使用することに関する実
施例は記載されていない。
後で詳述する本発明によるイソシアネート誘導体は、上
記の当該技術状況のカルボジイミド基含有添加剤から多
くの点で区別される。即ち、次のことが挙げられる: (1)(アニオン)スルホネート基及び随意に親水性エチ
レンオキシドユニツトを組み込むことにより、本発明に
よるイソシアネート誘導体は、カルボキシレート基及び
/又はカルボキシル基を含有するプラスチツクの水性溶
液及び特に水性分散液に容易に添加され得る。
(2)最終的に得られるシート状物の架橋の度合は、本発
明による添加剤のカルボジイミド基の含有量に従い調節
され得、しかしてカルボジイミド基の含有量は使用出発
物質の種類及び量的比率に従い容易に変えられ得る。
(3)前記の使用に従つて用いるのに適した本発明による
カルボジイミド基含有イソシアネート誘導体は、脂肪族
結合又は脂環式結合のカルボジイミド基を含有するもの
に限定されない。その代わり、カルボジイミド基が芳香
族結合されている本発明による化合物即ち安価な芳香族
イソシアネート出発物質から製造され得る化合物が、上
記の適用に特に適する、ということがわかつた。
本発明による方法の出発物質は、a)約2.0〜2.5の(平
均)NCO官能価を持つ有機ポリイソシアネートあるいは
約1.3〜2.5の平均NCO官能価を持つ有機ポリイソシアネ
ートと有機モノイソシアネートとの混合物、及び随意に
b)イソシアネート反応性基を含有しかつイソシアネート
付加反応に関して1又はそれ以上の官能価を持つ化合物
であり、しかして出発物質a)及び/又はb)の少なくとも
一部としてスルホネート基含有化合物が用られる。
合成成分a)には、例えば「ヴエー・ジーフケン(W.Sief
ken),“ユスツス・リービツヒス・アナーレン・デア
・ヘミー(Justus Liebigs Annalen der Chemie)”,
562,第75〜136頁」に記載の種類の脂肪族、脂
環式、芳香脂肪族、芳香族又は複素環式ポリイソシアネ
ート(「a1)」)がある。好ましいポリイソシアネートa
1)には、商業的に入手できるジイソシアネート例えばヘ
キサメチレンジイソシアネート、1−イソシアナト−
3,3,5−トリメチル−5−イソシアナトメチルシクロ
ヘキサン並びに特に芳香族ジイソシアネート例えば2,4
−及び随意に2,6−ジイソシアナトトルエン又は4,4′−
及び随意に2,4′−ジイソシアナトジフエニルメタン、
3,4′−ジイソシアナト−4−メチルジフエニルメタン
又は3,2′−ジイソシアナト−4−メチルジフエニルメ
タン及びこれらの異性体あるいはこれらのジイソシアネ
ートの混合物がある。しかしながら、特に好ましいジイ
ソシアネートは、アルキル置換基による立体障害のある
フエニレンジイソシアネート例えば1−メチル−3,5−
ジエチル−2,4−ジイソシアナトベンゼン、1−メチル
−3,5−ジエチル−2,6−ジイソシアナトベンゼン及びこ
れらの2種のジイソシアネートの混合物、1,3,5−トリ
イソプロピル−2,4−ジイソシアナトベンゼンあるいは
例えばUS-PS第3,105,845号又はDE-OS第3,317,649号に記
載の種類のアルキル置換フエニレンジイソシアネートで
ある。
他の出発物質a)には親水性的に変性されたポリイソシア
ネート(「a2)」)があり、しかして成分a2)には例えば
US-PS第3,959,329号に記載の種類のスルホネート基又は
中和反応によつてスルホネート基に変換可能な基を含有
するポリイソシアネート並びにDE-OS第2,314,512号、DE
-OS第2,314,513号、DE-OS第2,551,094号、DE-OS第2,65
1,506号、US-PS第3,920,598号又はUS-PS第3,905,929号
に記載の種類のポリエーテル鎖に組み込まれたエチレン
オキシドユニツトを含有するモノ−又はジイソシアネー
トがある。2,4−ジイソシアナトトルエンと等モル量の
クロロスルホン酸とを室温にて溶媒例えば1,2−ジクロ
ロエタンの存在下で反応させることによつて得られるス
ルホン化ジイソシアネートが、中和剤例えばトリエチル
アミンでスルホネート基に変換可能な基を含有する別の
適当な化合物である。このような化合物が成分a2)とし
て用いられる場合、中和工程は反応後に行われる。
しかしながら、特に好ましい親水性的に変性されたポリ
イソシアネートは、a1)として例示したジイソシアネー
ト特に立体障害フエニレンジイソシアネートの過剰量と
スルホネート基含有ジオールとを反応させることによつ
て得られる種類のNCOプレポリマーである。これらのNCO
フレポリマーの製造の際、出発物質は一般に約1.2:1
〜10:1のNCO:OH当量比で約20〜150℃の温度
にて反応せしめられる。NCOプレポリマーの製造に特に
適したスルホネート基含有ジオールは特に、次の一般式
に相当するものである: 式中、 A及びBは同じでも異なつていてもよく、1〜6個の炭
素原子を含有する二価の脂肪族炭化水素基を表し、 Rは水素、1〜4個の炭素原子を含有する脂肪族炭化水
素基又はフエニル基を表し、 X はアルカリ金属カチオン又は置換されていてもよい
アンモニウム基を表し、 n及びmは同じでも異なつていてもよく、0ないし約3
0の数を表し、 o及びpは各々、0又は1の値を有し、 qは0〜2の整数である。
これらのスルホネートジオールの製造は、例えばDE-AS
(独国特許公告明細書)第2,446,440号及びUS-PS第4,10
8,814号に記載されている。この種類の特に好ましいス
ルホネートジオールは、m及びnが同じでも異なつてい
てもよく、各々0〜3の値を有するものである。
出発物質a)には更に、有機モノイソシアネート(「a
3)」)例えばn−ヘキシルイソシアネート、フエニルイ
ソシアネート又はp−トリルイソシアネートがある。し
かしながら、既に述べたように、これらのモノイソシア
ネートは例示した種類の有機ポリイソシアネートと混合
して用いられ、しかしてその混合物は約1.3〜2.5好まし
くは約1.3〜2の平均NCO官能価を有する。
成分a)はまた、他の変性ポリイソシアネート例えばa1)
として例示した種類の有機ジイソシアネートの過剰量と
約400未満の分子量を有するジ−又はトリヒドロキシ
アルカン例えばエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、テトラメチレンジオール、ヘキサメチレンジオー
ル、トリメチロールプロパン及び/又はグリセロールと
の反応生成物を含有し得る。
本発明による方法に随意に用いられる合成成分b)には約
400未満の分子量を有する多価特に二価アルコール
(「b1)」)があり、例えばエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、テトラメチレンジオール、ヘキサメ
チレンジオール、オクタメチレンジオール、ネオペンチ
ルグリコール、2−メチル−1,3−ジヒドロキシプロ
パン、グリセロール、トリメチロールプロパン、ジエチ
レングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチ
レングリコール、上記の範囲の分子量を有するポリエチ
レングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピ
レングリコール、あるいはこれらの多価アルコールの混
合物がある。
他の随意的な合成成分b)には、約400未満の分子量を
有しかつ少なくとも2個の第1級及び/又は第2級アミ
ノ基を含有する多官能性アミン(「b2)」)好ましくは
二官能性アミン例えば1,2−ジアミノエタン、ヘキサメ
チレンジアミン、ピペラジン、1−アミノ−3−アミノ
メチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、4,4′−ジ
アミノジシクロヘキシルメタンあるいはこれらのアミン
の混合物がある。このようなアミンの使用は、ヒドロキ
シル含有成分b)よりも好ましさの点で劣る。
他の随意的な合成成分b)には、親水性的に変性された一
価又は二価アルコール(「b3)」)例えばa2)として既に
例示したスルホネートジオールあるいは次の一般式に相
当するエチレンオキシドユニツト含有化合物がある: 式中、 Rは、上記a1)として記載した種類のジイソシアネートR
(NCO)2からイソシアネート基を除去することによつて得
られるタイプの二官能性の基を表し、 R′は、水素あるいは1〜8個の炭素原子を含有する単
官能性炭化水素基、好ましくは水素又はメチル基を表
し、 R″は、1〜12個の炭素原子を含有する単官能性炭化
水素基、好ましくは1〜4個の炭素原子を含有する非置
換アルキル基を表し、 Xは、約5〜90好ましくは約20〜70の鎖員を有す
るポリアルキレンオキシド鎖であつてそのうち少なくと
も約40%好ましくは少なくとも65%がエチレンオキ
シドユニツトであるポリアルキレンオキシド鎖(このポ
リアルキレンオキシド鎖は、エチレンオキシドユニツト
に加えてプロピレンオキシド、ブチレンオキシド又はス
チレンオキシドユニツトを含有し得るが、プロピレンオ
キシドユニツトが好ましい。)を表し、 Yは、酸素又は-NR(ここで、RはR′の定義に相
当する。)を表す。
上記の式に相当する化合物はDE-OS第2,314,512号及び第
2,314,513号に記載の方法によつて製造され得るが、そ
れらの各開示に加えて、出発物質としてそれらに記載さ
れている一価ポリエーテルアルコールの代わりに、ポリ
エーテルセグメントがエチレンオキシドユニツトに加え
てポリエーテルセグメントを基準として約60重量%ま
でのプロピレンオキシド、ブチレンオキシド又はスチレ
ンオキシドユニツト好ましくはプロピレンオキシドユニ
ツトを含有するポリエーテルアルコールを用いることも
可能である、ということが指摘される。特別の場合に
は、このような“混合ポリエーテルセグメント”の存在
が特定の利点をもたらす。
本発明により用いるのに適した親水性の一価アルコール
には、例えば次の一般式に相当する化合物がある: H−X−Y−R″ 式中、X、Y及びR″は上記に定義した通りである。
これらの一価の親水性的に変性されたアルコールは、US
-PS第3,905,929号及び第3,920,538号に記載の方法、例
えば適当な開始剤分子例えばn−ブタノールをエチレン
オキシド及び随意に他のアルキレンオキシド例えばプロ
ピレンオキシドでアルコキシル化することにより製造さ
れ得る。
他の随意的な合成成分b)には、アミノスルホネート
(「b4)」)、特にCA-PS第928,323号に記載のタイプの
ジアミノスルホネート特にN−(2−アミノエチル)−
2−アミノエタンスルホン酸のナトリウム塩がある。
他の随意的な合成成分b)には、約400未満の分子量を
有する一価アルコールもしくは一価第1級又は第2級ア
ミン(「b5)」)がある。これらの合成成分には、メタ
ノール、エタノール、n−ブタノール、i−ブタノー
ル、n−オクタノール、n−ドデカノール、メチルアミ
ン、エチルアミン、n−ヘキシルアミン又はアニリンが
ある。これらの単官能性成分はしばしば、連鎖停止剤と
して用いられる。
他の随意的な合成成分b)には、ヒドラジン、ヒドラジン
水和物、あるいはヒドラジン誘導体例えばカルボン酸ヒ
ドラジド又はセミカルバジドがある。アンモニアもまた
合成成分b)として用いられ得、特に適した連鎖停止剤で
ある。
例示した出発物質から製造される本発明によるカルボジ
イミド基を含有するイソシアネート誘導体は、約2〜3
0重量%好ましくは5〜15重量%のカルボジイミド基
(-N=C=N-)及び統計的平均で1分子当たり約0.8〜
30個好ましくは約1〜25個最も好ましくは約1.2〜
20個のかかるカルボジイミド基を含有する。それらに
組み込まれたスルホネート基の含有量は、固体100g
当たり約5〜200ミリ当量好ましくは約5〜150ミ
リ当量最も好ましくは約5〜120ミリ当量である。そ
れらに組み込まれたポリエーテル鎖中のエチレンオキシ
ドユニツトの含有量は、固体を基準として0〜約25重
量%好ましくは0〜約20重量%最も好ましくは0〜約
15重量%である。上記に挙げた親水性基は好ましく
は、本発明による化合物にそれらの水中における溶解性
又は分散性が確保されるような量で存在する。しかしな
がら、上記の化学的に組み込まれた親水性基に加えて、
本発明による化合物と混合されてそれらの水中における
溶解性又は分散性を確保する外部乳化剤を用いることも
可能である(但し、好ましさの点で優れていない。)。
このような乳化剤には、エトキシ化ノニルフエノール、
ポリオキシエチレンラウリルエーテルあるいはポリオキ
シエチレンラウレート、オレエート又はステアレートが
ある。これらの化合物は一般に、1分子当たり約8〜5
0のオキシエチレンユニツトを含有する。
本発明による化合物において本発明に必須の上記に挙げ
た基の含有量は、出発物質、出発物質の使用量及びカル
ボジイミド化の度合を適切に選ぶことにより確保され
る。本明細書において、「カルボジイミド化の度合」
は、反応してカルボジイミド基を形成する出発イソシア
ネートa)中のイソシアネート基の百分率である、と理解
されるべきである。本発明による化合物は好ましくは、
それらの生成後遊離イソシアネート基を含有しない。
本発明による化合物の製造即ち本発明による方法は、種
々の態様で行われ得る。
本発明による方法を実施する最も簡単な態様は、有機ポ
リイソシアネート好ましくはジイソシアネートとモノイ
ソシアネートとの混合物を、イソシアネート基のすべて
がカルボジイミド基に変換されるように反応させること
である。この目的のため、スルホネート基及び随意にエ
チレンオキシドユニツトを含有するイソシアネートが、
生じる生成物が上記の範囲のスルホネート基含有量を有
するようになる量で用いられ、ポリイソシアネート対モ
ノイソシアネートの量的比率即ちイソシアネート混合物
の平均NCO官能価は、カルボジイミド化反応中に連鎖の
停止が起こつて生じる生成物が上記の範囲のカルボジイ
ミド基含有量を有するようになるように選ばれる平均NC
O官能価が2.0未満である場合、連鎖の停止が常に起こ
る。従つて、目的生成物の分子量及び従つて統計的平均
で存在するカルボジイミド基の数を調節することは、成
分a)として用いられるイソシアネートの平均NCO官能価
を単に選ぶことにより可能である。
本発明による方法の別の態様では、出発成分a)中のイソ
シアネート基の一部のみがカルボジイミド化され、その
後、依然存在する遊離イソシアネート基がb)として例示
した種類のイソシアネート反応性基と反応せしめられ、
しかして第1反応工程のカルボジイミド化の度合は、最
終的に得られる生成物中にカルボジイミド基が上記の量
に相当する量で存在するようになるように選ばれる。こ
れに関して、成分b)が用いられる量は常に、部分的にカ
ルボジイミド化されたイソシアネート中に存在する各遊
離イソシアネート基について少なくとも1個のイソシア
ネート反応性基が利用されるように決められる。本発明
による方法のこの態様では、スルホネート基は、成分a)
を通じて(例えば、成分a)の少なくとも一部としてスル
ホネート基含有NCOプレポリマーを用いることにより)
及び/又は成分b)を通じて(例えば、成分b)の少なくと
も一部として上記に例示した種類のスルホネートジオー
ルを用いることより、あるいはジアミノスルホネート又
はイソシアネート反応性基及び組み込まれたスルホネー
ト基の両方を含有する他の化合物を用いることより)、
目的生成物に組み込まれ得る。この場合もまた、目的生
成物中に統計的平均で存在するカルボジイミド基の数
は、出発成分の官能価を適当に選ぶことにより、即ちこ
のようにして可能となる分子量の調節により、前もつて
決められ得る。例えば、部分的にカルボジイミド化され
たイソシアネート中のカルボジイミド基の数が充分であ
る場合は、成分b)との反応は鎖延長が伴なわれる必要は
なく、即ち例示した種類の連鎖停止合成成分が好ましく
は専ら成分b)として用いられる。逆に、二官能性合成成
分b)が少なくとも部分的に用いられる場合、目的生成物
中に統計的平均で存在する1分子当たりのカルボジイミ
ド基の数を自然に増大する鎖延長反応が生じせしめられ
得る。本発明による方法のこの態様では、成分a)は好ま
しくは、カルボジイミド化反応の前に約1.8〜2.5のNCO
官能価を有する。この態様を用いて、カルボジイミドユ
ニツトの数に関する上記の詳述に相当する多数のカルボ
ジイミドユニツトを含有する価値ある目的生成物を製造
することも可能である。
本発明による方法の第2の態様では、目的生成物中に随
意に存在するエチレンオキシドユニツトもまた、セチレ
ンオキシドユニツトを含有する成分a)を用いることによ
り及び/又は上記に例示した種類のエチレンオキシドユ
ニツトを含有する成分b)を用いることにより、目的生成
物中に組み込まれる。
本発明による方法の上記の2つの態様の両方とも、成分
a)中のイソシアネート基は、例えばUS-PS第2,840,589号
及び第2,941,966号又はDE-OS第2,504,400号、第2,552,3
50号及び第2,653,120号に記載されている先行技術から
知られる方法のいずれかにより、少なくとも部分的にカ
ルボジイミド化される。成分a)中のイソシアネート基の
少なくとも部分的なカルボジイミド化は、例えばUS-PS
第2,941,966号及び第2,853,518号及び第2,853,473号又
はDE-OS第2,614,323号に記載の種類のカルボジイミド化
触媒を用いて特に有利に行われる。特に好ましいカルボ
ジイミド化触媒は、1−メチル−1−ホスフア−2−シ
クロペンテン−1−オキシド又は1−メチル−1−ホス
フア−3−シクロペンテン−1−オキシドあるいはこれ
らの化合物の混合物である。当該技術状況のいかなる他
のカルボジイミド化触媒も無論用いられ得る。成分a)の
少なくとも部分的なカルボジイミド化は一般に、成分a)
を基準として約0.001〜5重量%好ましくは約0.02〜2
重量%の例示した種類のカルボジイミド化触媒を用い
て、約0〜200℃の温度好ましくは約20〜150℃
の温度にて行われる。成分a)中のイソシアネート基の一
部のみがカルボジイミド化されるべきである場合、触媒
毒を添加することにより、カルボジイミド化の所望の度
合にてカルボジイミド化反応を停止することが得策であ
る。適当な触媒毒は、例えばDE-OS第2,614,323号に記載
されている。
上記に例示したホスホリンオキシドを失活させるのに特
に適した好ましい触媒毒には、三塩化リン、五塩化リン
又は塩化チオニルがある。触媒毒は一般に、触媒を基準
として少なくとも100モル%の量で用いられる。
室温で貯蔵安定な部分的にカルボジイミド化されたイソ
シアネートを得るために、カルボジイミド化反応を約5
0〜200℃において、この高められた温度範囲でのみ
触媒活性を発現する触媒を用いて行うことが得策であり
得る。このような触媒は、例えば、「アイ・アイ・モナ
グル(I.I.Monagle),“ジエイ・オルグ・ケミストリ
ー(J.Org.Chemistry)”,27,3851(196
2)」に記載されている。カルボジイミド化の所期度合
が達成された後、反応は、単に冷却することによつて停
止され得る。
カルボジイミド化反応の進行は、二酸化炭素の発生から
並びに反応混合物のNCO含有率の減少から追跡され得
る。一般に、部分的カルボジイミド化の場合に得られる
目的生成物は個々のカルボジイミドではなく、1分子当
たり種々の含有量のカルボジイミドユニツトを有しかつ
場合により未反応の出発イソシアネートを含有するとこ
ろのカルボジイミドの混合物である。従つて、目的生成
物のカルボジイミド基の含有量並びに目的生成物中の1
分子当たりのカルボジイミド基の数に関して上記に挙げ
た値はすべて、統計的平均に基づいている。
カルボジイミド化反応は、溶媒の存在下又は不存在下で
行われ得る。適当な溶媒の例は、ベンゼン、トルエン、
キシレン、シクロヘキサン、クロロベンゼン、o−ジク
ロロベンゼン、ジメチルホルムアミド、ペルクロロエチ
レン、イエチルアセテート、ブチルアセテート、ジエチ
レングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラ
ン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノ
ン、及びこれらの溶媒の混合物である。溶媒の不存在下
で生成せしめられたカルボジイミド化生成物はしばしば
固化して硬い樹脂になり、この樹脂は粉砕されて粉末に
され、次いで前記の使用に従い用いられあるいは成分b)
との反応によつて更に処理され得る。
カルボジイミド化反応後行われ得る成分b)との反応もま
た、例示した種類の溶媒の存在下又は不存在下で、約0
〜150℃の温度好ましくは約20〜100℃の温度に
て行われる。異なる成分b)が用いられる場合、反応成分
は同時に又は順次に反応せしめられ得、しかしてイソシ
アネート反応性基に対する部分的にカルボジイミド化さ
れた成分a)中のイソシアネート基の比率は約1:1〜
1:5好ましくは約1:1〜1:2である。特に好まし
い処理操作は、例示した種類のスルホネート基不含のジ
イソシアネートが成分a)として用いられる操作である。
カルボジイミド化反応は、最終的に得られる生成物中に
必要量のカルボジイミド基が存在するようになるような
度合まで行われ、かくして得られた部分的にカルボジイ
ミド化されたジイソシアネート又はジイソシアネート混
合物が、スルホネート基含有二官能性成分b)及び随意に
エチレンオキシドユニツト含有二官能性成分b)と、約1.
05:1〜10:1のイソシアネート基対イソシアネート
反応性基の当量比にて反応せしめられる。その後依然存
在している遊離イソシアネート基は、b)として例示した
種類の連鎖停止剤と約1:1〜1:1.5好ましくは約
1:1のイソシアネート基対イソシアネート反応性基の
当量比にて、あるいはb)として記載した種類の鎖延長剤
の大過剰と好ましくは少なくとも1:2のイソシアネー
ト基対イソシアネート反応性基の当量比を維持して反応
せしめられ、その結果NCO不含の生成物が生成される。
この特に好ましい処理操作とほぼ等価な別の処理操作で
は、約1:1〜1:1.5のイソシアネート基対イソシア
ネート反応性基の当量比を維持しながら、部分的にカル
ボジイミド化されたジイソシアネートが、二官能性の親
水性合成成分と連鎖停止剤との混合物と反応せしめられ
る。
溶媒が用いられた場合、反応後溶媒は、例えば蒸留によ
り除去され得る。溶媒不含の反応生成物は一般に固体で
あり、しかしてこの固体は有機溶媒中にいつでも採取さ
れ得あるいは溶媒を用いることなく前記の使用に従い用
いられ得る。この目的のため、本発明による化合物は、
水性溶液又は水性分散液の形態であるいは固体のままプ
ラスチツク分散液に添加され得る。
本発明による化合物は、カルボキシレート基及び/又は
カルボキシル基を含有するプラスチツクの水性溶液及び
特に水性分散液用の添加剤として特に用いられ、しかし
てカルボキシレート基の反対イオンは好ましくは、アン
モニア又は加熱によつて揮発するアミンに基づくアンモ
ニウムカチオンである。前記の使用は、水中に溶解又は
分散したカルボキシレート基及び/又はカルボキシル基
を含有するポリウレタンを変性するのに特に適するが、
上記の種類のカルボキシレート基及び/又はカルボキシ
ル基を含有するポリエステル樹脂、ポリブタジエン又は
ポリアクリレート樹脂の水性溶液又は水性分散液を変性
するためにも適する。本発明によるイソシアネート誘導
体である添加剤が用いられる量は、液解又は分散したポ
リマーのカルボキシレート基及び/又はカルボキシル基
の含有量によつて決められる一方、その溶液又は分散液
から最終的に得られるシート状物の所望の性質の範囲に
よつて決められる。かくして、生成物の過度の架橋を避
けるために(特に、1分子当たり2個よりも多いカルボ
ジイミド基を含有する添加剤が用いられる場合)、添加
剤中のカルボジイミド基に対する溶解又は分散したプラ
スチツク中のカルボキシレート基及び/又はカルボキシ
ル基の比率は1:1よりも大きいことが所望され得る。
他方、最終的に得られるシート状物の乾燥中の反応時間
は、特に少なくとも二官能性(統計的平均で)のカルボ
ジイミドの場合、少なくとも当量のカルボジイミド基を
用いて短縮され得る。
固体100g当たり約0.2〜200ミリ当量のカルボキ
シレート基とカルボキシル基の合計含有量を有しかつ本
発明によるイソシアネート誘導体である添加剤も含有す
るところの、上述した種類のカルボキシレート基及び/
又はカルボキシル基を含有するポリマーの溶液又は分散
液特に相当する水性ポリウレタン分散液は、通常のよう
に室温で又は高められた温度にて処理されそして乾燥さ
れてシート状物を生成し得る。施用されるべき乾燥温度
は、とりわけその材料の化学的組成に依存するが、簡単
な予備試験により決定され得、しかして一般に約20〜
150℃である。
本発明によるイソシアネート誘導体である添加剤を含有
するところの、カルボキシレート基及び随意にカルボキ
シル基を含有するプラスチツク特にポリウレタンの水性
溶液好ましくは水性分散液は、種々の基材例えば皮革、
布、紙、木材、金属、ガラス及びプラスチツク上に高品
質の被膜を生成せしめるために特に有利に用いられ得
る。最終的に得られる被膜は、該添加剤の含有による変
性が行われなかつたものと比べて、かなり耐水性が大き
い。
〔実施例〕
次の例において、百分率はすべて重量パーセントであ
る。
例1 3,5−ジエチル−2,4−トリレンジイソシアネートと3,5
−ジエチル−2,6−トリレンジイソシアネート(比率
7:3)の混合物178重量部(0.775モル)を、2−
ブテン−1,4−ジオールとNaHSO3のプロポキシ化付加物
(分子量430)118重量部(0.275モル)と80℃
にて70分間反応させて14.19%のNCO値にした。その反
応生成物を80℃に冷却し、そして200重量部のN−
メチルピロリドンで希釈した。59.5重量部(0.5モル)
のフエニルイソシアネートの添加後、カルボジイミド化
反応を、N−メチルピロリドン中の1−メチル−1−ホ
スフア−2−シクロペンテン−1−オキシドと1−メチ
ル−1−ホスフア−3−シクロペンテン−1−オキシド
の工業的混合物(“ホスホリンオキシド”)の25%溶
液5mを用いて開始させ、しかして温度を120℃に
上昇させた。5時間の反応時間後、NCO含有率は0%に
下がつた。60℃に冷却後、2mの三塩化リンを添加
して反応を停止させた。
61重量%の固体含有量、固体を基準として9.0重量%
のカルボジイミド基(−N=C=N−)含有量、及び固
体100g当たり88ミリ当量のSO3イオン含有量を有
する溶液が得られた。その生成物は、1分子当たり平均
3のカルボジイミドユニツトを含有していた。
例2 2,3,5−トリイソプロピルベンゼン−2,4−ジイソシアネ
ート186重量部(0.65モル)を、2−ブテン−1,4−
ジオールとNaHSO3のプロポキシ化付加物(分子量43
0)137重量部(0.3175モル)と100℃にて120
分間反応させて9.38%のNCO値にした。その反応生成物
を200重量部のN−メチルピロリドンで希釈し、次い
で39.6重量部のフエニルイソシアネートの添加し、その
後カルボジイミド化を、例1に記載のホスホリンオキシ
ド溶液5mを用いて開始し、しかして温度を120℃
に上昇させた。6時間の反応時間後、NCO値は0%に下
がつた。60℃に冷却後、1.2mの三塩化リンを添
加して反応を停止させた。
64重量%の固体含有量、固体を基準として5.8重量%
のカルボジイミド基(−N=C=N−)含有量、及び固
体100g当たり88ミリ当量のSO3イオン含有量を有
する溶液が得られた。その生成物は、1分子当たり平均
3のカルボジイミドユニツトを含有していた。
例3 ブタノールを開始剤として製造されたポリプロピレン−
ポリエチレングリコールポリエーテル(使用されたアル
キレンオキシド混合物中のプロピレンオキシド対エチレ
ンオキシドのモル比=17:83,OH価26)と2,4−
トリレンジイソシアネートとの反応生成物(エチレンオ
キシドユニツト含有量50重量%,NCO含有量21.8重量
%)34.7重量部(0.09モル)及び3,5−ジエチル−2,4−
トリレンジイソシアネートと3,5−ジエチル−2,6−トリ
レンジイソシアネート(比率7:3)の混合物94.3重量
部(0.41モル)を、N−メチルピロリドン中のホスホリ
ンオキシドの15%溶液0.5mを触媒として存在させ
て100℃にてカルボジイミド化した。NCO値が13.7%
になつた時点で、反応混合物60℃に冷却し、そして0.
2mの三塩化リンで反応を停止させた。NCO含有量は、
13.1%の一定値に落ちついた。100℃に加熱した後、
2−ブテン−1,4−ジオールとNaHSO3のプロポキシ化付
加物(分子量430,N−メチルピロリドン中70%)
67.6重量部及びn−ブタノール10.3重量部を添加し、反
応を続行してNCO値を0%にした。得られた反応生成物
をN−メチルピロリドン95重量部で希釈した。
68重量%の固体含有量、固体を基準として7.4重量%
のカルボジイミド基(−N=C=N−)含有量、固体を
基準として10重量%のエチレンオキシドユニツト含有
量及び固体100g当たり64ミリ当量のSO3イオン含
有量を有する溶液が得られた。その生成物は、1分子当
たり平均4.6のカルボジイミドユニツトを含有してい
た。
例4 3,5−ジエチル−2,4−トリレンジイソシアネートと3,5
−ジエチル−2,6−トリレンジイソシアネート(比率
7:3)の混合物115重量部(0.5モル)を、触媒と
して例3に記載のホスホリンオキシド溶液0.5mを
用いて120℃にてカルボジイミド化した。NCO値が14.
5%になつた時点で、反応混合物を60℃に冷却し、そ
して0.2mの三塩化リンを添加することにより反応
を停止させた。NCO値は、14.0%の一定値に落ちつい
た。80℃に加熱した後、2−ブテン−1,4−ジオール
とNaHSO3のプロポキシ化付加物(分子量430,N−メ
チルピロリドン中70%)67.6重量部及びn−ブタノー
ル7.2重量部(0.097モル)、及びブタノールを開始剤と
して製造されたポリプロピレン−ポリエチレングリコー
ルポリエーテル(使用されたアルキレンオキシド混合物
中のプロピレンオキシド対エチレンオキシドのモル比=
17:83,OH価26)23.8重量部を添加し、その後反
応混合物をN−メチルピロリドン98.8重量部で希釈しそ
して反応させてNCO値を0%にした。
60重量%の固体含有量、固体を基準として7.45重量%
のカルボジイミド基(−N=C=N−)含有量、固体1
00g当たり61ミリ当量のSO3イオン及び固体を基準
として10.4重量%のエチレンオキシドユニツト含有量を
有する溶液が得られた。その生成物は、1分子当たり平
均6.2のカルボジイミドユニツトを含有していた。
例5 3,5−ジエチル−2,4−トリレンジイソシアネートと3,5
−ジエチル−2,6−トリレンジイソシアネート(比率
7:3)の混合物115重量部(0.5モル)を、触媒と
して例3に記載のホスホリンオキシド溶液0.5mを
用いて100℃にてカルボジイミド化した。NCO値が20.
8%になつた時点で、N−メチルピロリドン102重量
部中に溶解したスルホン化2,4−ジイソシアナトトルエ
ン50.8重量部(0.2モル)、フエニルイソシアネート35.
7重量部(0.3モル)及び該触媒溶液4mを添加し、そ
してその反応混合物をN−メチルピロリドン170重量
部で希釈した。溶媒として1,2−ジクロロエタンを用
い、等モル量の2,4−ジイソシアナトトルエン及びクロ
ロスルホン酸を室温にて反応させることによつて該スル
ホン化ジイソシアネートは製造された。上記の溶媒中で
の反応中に、スルホン化生成物が固体として沈殿した。
本発明による反応を完了させるために、反応混合物をカ
ルボジイミド化してNCO値を0%にし、その後触媒を1
mの塩化チオニルで破壊した。次いで、トリエチルア
ミン20.2重量部(0.2モル)を塩の生成のために添加
し、遊離したNCO基をn−ブタノール14.8重量部(0.2モ
ル)と反応させた。
42重量%の固体含有量、固体を基準として13.3重量%
のカルボジイミド基(−N=C=N−)含有量、及び固
体100g当たり103ミリ当量のSO3イオン含有量を
有する溶液が得られた。その生成物は、1分子当たり平
均3のカルボジイミドユニツトを含有していた。
例6 イソホロンジイソシアネート111重量部(0.5モル)
を、例1に記載の触媒溶液1重量部を用いて140℃に
てカルボンイミド化した。NCO値が14.7%になつた時点
で、反応混合物を60℃に冷却し、三塩化リン0.5重量
部を添加することにより反応を停止させ、そしてその反
応生成物をN−メチルピロリドン150重量部で希釈し
た。NCO値は、5.6%の一定値に落ちついた。2−ブテン
−1,4−ジオールとNaHSO3のプロポキシ化付加物(分子
量430,N−メチルピロリドン中70%)86重量部
及び10分後n−ブタノール3.6重量部(0.05モル)を
反応混合物に添加しそして反応させてNCO値を0%にし
た。
固体を基準として8.5重量%のカルボジイミド基(−N
=C=N−)含有量及び固体100g当たり88ミリ当
量のSO3イオン含有量を有する溶液が得られた。その生
成物は、1分子当たり平均14.4のカルボジイミドユ
ニツトを含有していた。
例7 3,5−ジエチル−2,4−トリレンジイソシアネートと3,5
−ジエチル−2,6−トリレンジイソシアネート(比率
7:3)の混合物115重量部(0.5モル)を、例3に
記載の触媒溶液0.2mを用いて120℃にてカルボジ
イミド化した。NCO値が26.0%になつた時点で、反応混
合物を60℃に冷却し、そして三塩化リン0.2mを添
加することにより反応を停止させた。NCO値は、26.3%
の一定値に落ちついた。100℃に加熱後、2−ブテン
−1,4−ジオールとNaHSO3のプロポキシ化付加物(分子
量430,N−メチルピロリドン中70%)103.4重量
部(0.16モル)及びn−ブタノール25.0重量部(0.34モ
ル)を添加し、その後その反応混合物をN−メチルピロ
リドン106重量部で希釈しそして反応させてNCO値を
0%にした。
60重量%の固体含有量、固体を基準として2.9重量%
のカルボジイミド基(−N=C=N−)含有量、及び固
体100g当たり82ミリ当量のSO3イオン含有量を有
する溶液が得られた。その生成物は、1分子当たり平均
0.9のカルボジイミドユニツトを含有していた。
例8 3,5−ジエチル−2,4−トリレンジイソシアネートと3,5
−ジエチル−2,6−トリレンジイソシアネート(比率
7:3)の混合物115重量部(0.5モル)を、例3に
記載の触媒溶液0.5mを用いて120℃にてカルボジ
イミド化した。NCO値が14.5%になつた時点で、反応混
合物を60℃に冷却し、そして三塩化リン0.21mを添
加することにより反応を停止させた。NCO値は、14.1%
の一定値に落ちついた。80℃に加熱後、2−ブテン−
1,4−ジオールとNaHSO3のプロポキシ化付加物(分子量
430,N−メチルピロリドン中70%)88.6重量部
(0.14モル)及びn−ブタノール3.5重量部(0.05モ
ル)を添加し、その後その反応混合物をアセトン100
重量部で希釈しそして反応させてNCO値を0%にした。
次いで、アセトンを真空留出させ、そして固体を粉砕し
て粉末にした。
得られた固体は、固体を基準として8重量%のカルボジ
イミド基(−N=C=N−)含有量及び固体100g当
たり88ミリ当量のSO3イオン含有量を有していた。そ
の生成物は、1分子当たり平均14.1のカルボジイミ
ドユニツトを含有していた。
例9 2,4−トリレンジイソシアネート174重量部(1.0モ
ル)をメチルグリコールアセテート200重量部中に溶
解し、得られた溶液に1−メチル−1−ホスフア−2−
シクロペンテン−1−オキシドと1−メチル−1−ホス
フア−3−シクロペンテン−1−オキシドの工業的混合
物0.05重量部を室温にて添加し、次いで80℃に加熱し
た。カルボジイミド化の度合を、CO2の発生及びNCO含有
量の低減から追跡した。NCO含有量が6.57%になつた時
点で、反応混合物を60℃に冷却し、そして三塩化リン
0.1重量部を添加することにより反応を停止させた。そ
の後30分して、NCO含有量は一定の値に落ちついた。
その反応生成物の分析から、NCO値は6.35%であり、1
分子当たりNCNユニツトは平均2.87である、ということ
がわかつた。
得られた反応混合物をメチルグリコールアセテート30
0重量部で希釈し、2−ブテン−1,4−ジオールとNaHSO
3のプロポキシ化付加物(分子量430,トルエン中7
0%)83.54重量部(0.136モル)及び10分後n−ブタ
ノール18.1重量部(0.244モル)を80℃にて反応混合
物に添加し、そして反応させてNCO値を0%にした。固
体を基準として12.5%のカルボジイミド基(−N=C=
N−)含有量及び固体100g当たり63ミリ当量のSO
3 イオン含有量を有する溶液が得られた。その生成物
は、1分子当たり平均6.1のカルボジイミドユニツト
を含有していた。
例10 2,4−トリレンジイソシアネート174重量部(1.0モ
ル)をアセトン200重量部中に溶解し、1−メチル−
1−ホスフア−2−シクロペンテン−1−オキシドと1
−メチル−1−ホスフア−3−シクロペンテン−1−オ
キシドの工業的混合物0.1重量部を室温にて添加した
後、得られた溶液を80℃に加熱した。カルボジイミド
化の度合を、CO2の発生及びNCO含有量の低減から追跡し
た。NCO含有量が6.6%になつた時点で、反応混合物を6
0℃に冷却し、そして三塩化リン0.2重量部を添加する
ことにより反応を停止させた。その後30分して、NCO
含有量は一定の値に落ちついた。その反応生成物の分析
から、NCO値は6.38%であり、1分子当たりNCNユニツト
は平均2.85である、ということがわかつた。
80℃にて2−ブテンジオールとNaHSO3のプロポキシ化
付加物(分子量430,トルエン中70%)90.34重量
部(0.21モル)及び10分後80℃にてn−ブタノール
7.31重量部(0.099モル)を反応混合物に添加し、そし
て反応させてNCO値を0%にした。次いで、水557重
量部を添加し、そしてアセトンを留去した。32.7%の固
体含有量、固体を基準として11.7%のカルボジイミド基
(−N=C=N−)含有量、及び固体100g当たり8
8ミリ当量のSO3 イオン含有量を有する水性溶液が得
られた。その生成物は、1分子当たり平均15.1のカルボ
ジイミドユニツトを含有していた。
後記の表に要約した性能試験は、本発明によるイソシア
ネート誘導体である添加剤の作用態様を示すために意図
された。該性能試験では、カルボジイミド基を含有する
添加剤を、カルボキシル基又は潜在的カルボキシル基
(揮発性のトリエチルアンモニウム反対イオンを含有す
るカルボキシレート基)を含有する標準的な商業的分散
液と反応させた。次の分散液を、それらのクラスの代表
のものとして試験した: 分散液A:オイデルム・グルント(Euderm Grund)25
A(バイエル社の製品)であつて、40%の乾燥物含有
量及び固体100g当たり136ミリ当量のカルボキシ
ル基含有量を有する水性アクリレート分散液。
分散液B:オイデルム・レジン(Euderm Resin)50B
(バイエル社の製品)であつて、40%の乾燥物含有量
及び固体100g当たり91ミリ当量のカルボキシル基
含有量を有する水性ポリブタジエン分散液。
分散液C:バイデルム・フイニツシユ(Bayderm Finis
h)60UD(バイエル社の製品)であつて、40%の
乾燥物含有量及び固体100g当たり29ミリ当量のカ
ルボキシレート基(揮発性のトリエチルアンモニウム反
対イオン)含有量を有する水性ポリウレタン分散液。
これらの分散液を、後記の表に記載の量の上記の例1、
例5又は例10に相当する本発明によるイソシアネート
誘導体である添加剤とかくはんし、そしてそれらの混合
物からガラス板上に1000μドクターを用いてフイル
ムを引いた。これらのフイルムを指摘の温度で乾燥し、
次いで引張り強度、破断点伸び及び100%モジユラス
について試験した。それらの湿潤強度を試験するため
に、該フイルムを測定の前24時間水中に貯蔵し、再乾
燥することなく直ちに測定した。結果を表に示す。その
表において、引張り強度はMPaで、破断点伸びは%で、
100%モジユラスはMPaで、乾燥温度は℃で、乾燥時
間は分で表されている。添加剤の使用量は、使用分散液
を基準として所与の例の溶液の%で表されている。
本発明は説明の目的のために上記に詳述したけれども、
かかる詳述は専らその目的のためであること、並びに、
特許請求の範囲によつて制限され得る場合は除いて、本
発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の態様が
当業者によつてなされ得ること、が理解されるべきであ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】a)有機ポリイソシアネートあるいは約1.3
    〜2.5の平均NCO官能価を持つ有機ポリイソシアネー
    トと有機モノイソシアネートとの混合物のイソシアネー
    ト基を少なくとも部分的にカルボジイミド化し、次いで
    カルボジイミド化生成物中に存在する遊離イソシアネー
    ト基を、b)イソシアネート反応性基を含有する単官能性
    及び/又は多官能性化合物と、各イソシアネート基当た
    り少なくとも1個のイソシアネート反応性基が存在する
    ような当量比を維持しながら反応させることにより、 i)約2〜30重量%のカルボジイミド基-N=C=N-含有
    量、 ii)統計的平均で1分子当たり少なくとも約0.8個のカル
    ボジイミド基、 iii)固体100g当たり約5〜200ミリ当量の化学的
    に組み込まれたスルホネート基、 及び iv)随意に、固体を基準として0〜約25%の、ポリエ
    ーテル鎖中の化学的に組み込まれたエチレンオキシドユ
    ニツト-CH2-CH2-O-、 を含有するイソシアネート誘導体を製造する方法におい
    て、化学的に組み込まれたスルホネート基又は中和反応
    によつてスルホネート基に変換可能な基を含有する化合
    物を成分a)又は成分b)の少なくとも一部として用いるこ
    と、反応の完了後依然存在するスルホネート基に変換可
    能な基を中和反応により完全に又は部分的にスルホネー
    ト基に変換すること、使用反応体の種類及び量的比率、
    カルボジイミド化の度合及び中和の度合を、目的生成物
    が上記に規定した含有量のカルボジイミド基及びスルホ
    ネート基を有するように選ぶこと、を特徴とする上記イ
    ソシアネート誘導体の製造法。
  2. 【請求項2】ポリエーテル鎖中に組み込まれたエチレン
    オキシドユニツトを含有する化合物を、該イソシアネー
    ト誘導体が約25%までの該エチレンオキシドユニツト
    を含有するようになるような量にて、合成成分a)及び/
    又はb)として用いる、特許請求の範囲第1項に記載の製
    造法。
JP61080312A 1985-04-11 1986-04-09 カルボジイミド基及びスルホネート基を含有するイソシアネート誘導体の製造法 Expired - Lifetime JPH0662545B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3512918.2 1985-04-11
DE19853512918 DE3512918A1 (de) 1985-04-11 1985-04-11 Carbodiimidgruppen enthaltende isocyanat-derivate, ein verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung als zusatzmittel fuer waessrige loesungen oder dispersionen von kunststoffen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61236762A JPS61236762A (ja) 1986-10-22
JPH0662545B2 true JPH0662545B2 (ja) 1994-08-17

Family

ID=6267681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61080312A Expired - Lifetime JPH0662545B2 (ja) 1985-04-11 1986-04-09 カルボジイミド基及びスルホネート基を含有するイソシアネート誘導体の製造法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4910339A (ja)
EP (1) EP0198343B1 (ja)
JP (1) JPH0662545B2 (ja)
AT (1) ATE62700T1 (ja)
CA (1) CA1271775A (ja)
DE (2) DE3512918A1 (ja)
ES (1) ES8703412A1 (ja)
HU (1) HU203077B (ja)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0362814A (ja) * 1989-07-29 1991-03-18 Nisshinbo Ind Inc 親水性ポリカルボジイミドポリマー、該親水性ポリカルボジイミドポリマーによるパルプ状物及びそれらの製造方法
JP2796385B2 (ja) * 1989-12-22 1998-09-10 ミネソタ マイニング アンド マニユフアクチユアリング カンパニー 撥水撥油処理剤
DE4018184A1 (de) * 1990-06-07 1991-12-12 Bayer Ag Verfahren zur stabilisierung von estergruppen enthaltenden kunststoffen
US5352400A (en) * 1992-04-29 1994-10-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Carbodiimides and processes therefor
DE4217716A1 (de) * 1992-05-29 1993-12-02 Bayer Ag Vernetzer für Textildruck-Bindemittel
US5574083A (en) * 1993-06-11 1996-11-12 Rohm And Haas Company Aromatic polycarbodiimide crosslinkers
DE4410557A1 (de) * 1994-03-26 1995-09-28 Basf Lacke & Farben Wäßriges Mehrkomponenten-Polyurethan-Beschichtungsmittel, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung in Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung
GB9418329D0 (en) * 1994-09-12 1994-11-02 Stahl International Bv Functionalised polymers
US5936043A (en) 1995-12-22 1999-08-10 Rohm And Haas Company Polymers crosslinkable with aliphatic polycarbodiimides
CA2298476A1 (en) * 1997-07-31 1999-02-11 Basf Aktiengesellschaft Aqueous dispersions containing polyurethanes with carbodiimide groups
EP1000104B1 (de) * 1997-07-31 2002-09-18 Basf Aktiengesellschaft Latent vernetzende wässerige dispersionen enthaltend ein polyurethan
DE19837377A1 (de) * 1998-08-18 2000-02-24 Basf Ag Latent vernetzende wässerige Dispersionen enthaltend ein Polyurethan
JP4278265B2 (ja) * 1999-04-30 2009-06-10 日本ペイント株式会社 熱硬化性水性塗料組成物およびこれを用いた塗膜形成方法、ならびに、複層塗膜形成方法
US8076445B2 (en) * 2000-01-11 2011-12-13 Robert Shane Porzio Oligocarbodiimides for the formation of crosslinked latex films
DE10000656A1 (de) * 2000-01-11 2001-07-12 Basf Ag Carbodiimide mit Carboxyl- oder Carboxylatgruppen
DE10116990A1 (de) * 2001-04-05 2002-10-10 Basf Ag Latent vernetzende wässrige Dispersionen enthaltend ein Polyurethan
NL1031053C2 (nl) * 2006-02-02 2007-08-03 Stahl Int Bv Werkwijze voor de bereiding van dispersies van vernettingsmiddelen in water.
CA2760721A1 (en) * 2009-05-15 2010-11-18 Rhein Chemie Rheinau Gmbh Process for preparing carbodiimides
DE102009027246A1 (de) 2009-06-26 2010-12-30 Evonik Degussa Gmbh Katalysatorarme Carbodiimidgruppen und/oder Uretonimingruppen aufweisende Isocyanatmischungen
DE102009027395A1 (de) 2009-07-01 2011-01-05 Evonik Degussa Gmbh Reaktive Derivate auf Basis Dianhydrohexitol basierender Isocyanate
US20110217471A1 (en) * 2010-03-02 2011-09-08 Schwendeman Irina G One-component, ambient curable waterborne coating compositions, related methods and coated substrates
JP5935423B2 (ja) * 2012-03-19 2016-06-15 東洋インキScホールディングス株式会社 架橋剤とその製造方法
WO2013174894A1 (en) 2012-05-24 2013-11-28 Basf Se Aqueous binder compositions
DE102012217552A1 (de) 2012-09-27 2014-03-27 Evonik Degussa Gmbh Feuchtigkeitshärtende Systeme auf Basis von Carbodiimiden und Anhydriden
BR112015006719A2 (pt) 2012-09-28 2017-07-04 Basf Se poli-isocianato dispersável em água, composição de revestimento aquoso, uso de uma composição de revestimento, material de revestimento, adesivo ou vedante, e, substrato revestido, ligado ou vedado
EP2803660A1 (de) * 2013-05-13 2014-11-19 Rhein Chemie Rheinau GmbH Neue Carbodiimide mit endständigen Harnstoff- und/oder Urethangruppen, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
CN108291002B (zh) 2015-12-09 2021-07-23 巴斯夫欧洲公司 水分散性多异氰酸酯
JP6984838B2 (ja) 2016-12-27 2021-12-22 日清紡ケミカル株式会社 カルボキシル基含有水性樹脂組成物、成形体、及びポリカルボジイミド化合物の製造方法
WO2019068529A1 (en) 2017-10-06 2019-04-11 Basf Se DISPERSIBLE POLYISOCYANATES IN WATER
CN109749053A (zh) * 2018-12-29 2019-05-14 华南理工大学 一种含聚碳化二亚胺的聚氨酯分散体及其制备方法
EP3730528A1 (de) 2019-04-24 2020-10-28 Covestro Deutschland AG Latent-reaktive klebstoffzubereitungen

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USB698364I5 (ja) * 1957-11-25
BE639107A (ja) * 1962-10-26
BE640789A (ja) * 1962-12-05
DE1495745C3 (de) * 1963-09-19 1978-06-01 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur Herstellung wäßriger, emulgatorfreier Polyurethan-Latices
DE1770068C3 (de) * 1968-03-27 1981-01-15 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur Herstellung von Polyurethanen Bayer AG, 5090 Leverkusen
DE2042902A1 (de) * 1970-08-29 1972-03-02 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von carbodiimidgruppen aufweisenden schaumstoffen
DE2225646C3 (de) * 1972-05-26 1980-04-10 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Wasserverdünnbare Einbrennlacke
DE2314512C3 (de) * 1973-03-23 1980-10-09 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Thermoplastische, nichtionische, in Wasser despergierbare im wesentlichen lineare Polyurethanelastomere
US4108814A (en) * 1974-09-28 1978-08-22 Bayer Aktiengesellschaft Aqueous polyurethane dispersions from solvent-free prepolymers using sulfonate diols
DE2446439C2 (de) * 1974-09-28 1982-06-03 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur Herstellung wasserverdünnbarer Bindemittel auf der Grundlage lufttrocknender kurzöliger Alkydharze
BR7606383A (pt) * 1975-09-26 1977-06-14 Bayer Ag Processo para a preparacao de poliuretanos
DE2615876C2 (de) * 1976-04-10 1986-05-15 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Aromatische Isocyanato-polysulfonsäuren und Verfahren zu deren Herstellung
DE2642073C2 (de) * 1976-09-18 1984-08-16 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur Herstellung eines vernetzten Flächengebildes
CA1244589A (en) * 1983-02-24 1988-11-08 Union Carbide Corporation Low-temperature crosslinking of water-borne resins

Also Published As

Publication number Publication date
US4910339A (en) 1990-03-20
ES8703412A1 (es) 1987-02-16
HUT41716A (en) 1987-05-28
EP0198343B1 (de) 1991-04-17
DE3512918A1 (de) 1986-10-16
EP0198343A3 (en) 1988-05-04
ES553919A0 (es) 1987-02-16
EP0198343A2 (de) 1986-10-22
ATE62700T1 (de) 1991-05-15
HU203077B (en) 1991-05-28
JPS61236762A (ja) 1986-10-22
CA1271775A (en) 1990-07-17
DE3678744D1 (de) 1991-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4910339A (en) Isocyanate derivatives containing carbodiimide groups, a process for their production and their use as additives for aqueous solutions or dispersions of plastics
JP4786100B2 (ja) カルボキシル又はカルボキシレート基を含むカルボジイミド
US4238378A (en) Cationic electrolyte-stable dispersions and process for producing polyurethanes useful therein
JP2678448B2 (ja) 水溶性又は水分散性のポリウレタンの製造法
US5147925A (en) Production of polyurethane polymers, the polymers so produced, and compositions containing them
JPS62109813A (ja) 水性ポリウレタン分散体
CA2033741A1 (en) Polyisocyanate mixtures, processes for their production and their use as binders for coating compositions or as reactants for compounds reactive to isocyanate groups or carboxyl groups
EP0219677A1 (en) A process for the preparation of an aqueous polyurethane-urea dispersion
JPH04488B2 (ja)
CN104662061A (zh) 贮藏稳定的亲水性多异氰酸酯
JPH01168756A (ja) 水性重合体分散体
EP0718276A2 (en) Cationic polyurethane compositions, quaternary ammonium salts and methods for their preparation
CN113302221A (zh) 制备基本上不含挥发性有机化合物并且具有高固含量的聚氨基甲酸酯水性分散体的方法
KR20010022470A (ko) 폴리우레탄을 함유하는 잠재적 가교결합성 수분산액
US3676402A (en) Low-temperature curable blocked isocyanate compositions containing a stannoxane catalyst
JP2617452B2 (ja) 水性ポリウレタン組成物
GB2107338A (en) Stabilization of polyurethanes against thermal discoloration
AU775340B2 (en) Process for the preparation of a coating, a coated substrate, an adhesive, a film or sheet, for the thus obtained products and the coating mixture to be used in the process
US5124400A (en) Aqueous polyurethane dispersions and adhesives based thereon
JPH05117359A (ja) 水−分散性、電解質−安定性ポリエーテルエステル−改質ポリウレタンイオノマー、その製法、およびペルフルオロアルキル基含有重合体との混合物中でのその使用
US4440901A (en) Process for the production of plastic based on polyisocyanates
KR20060049837A (ko) 경화 도막의 제조 방법
US5770264A (en) Anionically modified polyurethane ureas having reduced tackiness for the coating of leather
JPH07331169A (ja) 水性塗料
US7563837B2 (en) Carbodiimides comprising thiocarbamide acid ester groups