PL215107B1 - Sposób wytwarzania oligo(1,3-oksypropylenoli) zakończonych grupami reaktywnymi - Google Patents

Sposób wytwarzania oligo(1,3-oksypropylenoli) zakończonych grupami reaktywnymi

Info

Publication number
PL215107B1
PL215107B1 PL394201A PL39420111A PL215107B1 PL 215107 B1 PL215107 B1 PL 215107B1 PL 394201 A PL394201 A PL 394201A PL 39420111 A PL39420111 A PL 39420111A PL 215107 B1 PL215107 B1 PL 215107B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
weight
melamine
parts
temperature
polyglycerin
Prior art date
Application number
PL394201A
Other languages
English (en)
Other versions
PL394201A1 (pl
Inventor
Zygmunt Wirpsza
Original Assignee
Politechnika Radomska Im Kazimierza Pulaskiego
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 Politechnika Radomska Im Kazimierza Pulaskiego filed Critical Politechnika Radomska Im Kazimierza Pulaskiego
Priority to PL394201A priority Critical patent/PL215107B1/pl
Publication of PL394201A1 publication Critical patent/PL394201A1/pl
Publication of PL215107B1 publication Critical patent/PL215107B1/pl

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania oligo(1,3-oksypropylenoli) zakończonych grupami reaktywnymi, czyli reaktywnych oligomerów, zawierających grupy aminowe lub amidowe, przydatnych do otrzymywania polimerów, zwłaszcza segmentowych.
Polimery segmentowe składają się z dwu głównych składników: giętkich łańcuchów oligomerowych i segmentów sztywnych.
Najczęściej stosowanymi segmentami giętkimi w poliuretanach segmentowych są łańcuchy polioksyalkilenole, poliestrowe lub polidienowe a sztywnymi - ugrupowania uretanowe, mocznikowe i pierścienie aromatyczne.
Sposób wytwarzania oligo(1,3-oksypropylenoli) zakończonych grupami reaktywnymi według wynalazku charakteryzuje się tym, że 100 części wagowych poligliceryny o liczbie hydroksylowej od 600 do 1000 miesza się z od 7 do 77 częściami wagowymi melaminy, mieszaninę ogrzewa do temperatury od 150 do 280°C i utrzymuje w tej temperaturze aż do ubytku masy od 4 do 94 części wagowych lub do zaprzestania wydzielania się karbaminianu amonu. Korzystnym jest, jeśli sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że 100 części wagowych poligliceryny o liczbie hydroksylowej od 800 do 1000 miesza się z od 6 do 66 częściami wagowymi melaminy i od 3 do 33 częściami wagowymi mocznika, mieszaninę ogrzewa do temperatury od 140 do 180°C i utrzymuje w tej temperaturze aż do ubytku masy od 3,9 do 43 części wagowych lub do zaprzestania wydzielania się karbaminianu amonu. Korzystnym jest także, jeśli sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że do 100 części wagowych produktu reakcji dodaje się od 38 do 380 części wagowych kwasów tłuszczowych, korzystnie kwasów tłuszczowych oleju roślinnego lub olejów roślinnych lub estry nienasyconych kwasów tłuszczowych i mieszając utrzymuje w temperaturze od 160 do 260°C aż do ujednorodnienia mieszaniny reakcyjnej i ewentualnie zaprzestania oddestylowywania części lotnych i zaniku liczby kwasowej.
Poligliceryny są nowymi segmentami giętkimi (zgłoszenie patentowe PL-367920). Poligliceryny mają po dwie reaktywne, pierwszorzędowe grupy hydroksylowe na końcach łańcuchów HO[CH2CH(OH)CH2O]nH. Aby zwiększyć reaktywność takich oligomeroli wobec izocyjanianów lub formaldehydu należy wprowadzić do nich grupy o zwiększonej reaktywności, korzystnie na końcach cząsteczek.
W 100 g poligliceryny w temperaturze od 100 do 140°C roztwarza się fizycznie (odwracalnie) 3 g melaminy.
Zaletą sposobu według wynalazku jest to, że w temperaturze od 150 do 280°C poligliceryna nie tylko fizycznie roztwarza melaminę ale i reaguje z nią, przyłączając się na końcach cząsteczek. Otrzymuje się w ten sposób oligomery segmentowe, składające się z łańcucha giętkiego poligliceryny i segmentów sztywnych melaminy na końcach łańcucha. Rozpuszczalność melaminy w poliglicerynie jest tym mniejsza im większy jest ciężar cząsteczkowy poligliceryny. Podczas reakcji melaminy z poligliceryną wydziela się amoniak i dwutlenek węgla, które ulatniając się z mieszaniny reakcyjnej w podwyższonej temperaturze, zestalają się w chłodnicy na karbaminian amonu. Wiadomo, że karbaminian amonu powstaje w reakcji hydrolizy mocznika, co jest reakcją odwrotną do reakcji zachodzącej podczas przemysłowej syntezy mocznika.
NH2COONH4 w chłodnicy
Woda powstaje w reakcji grup aminowych melaminy z parą końcowych grup 1,2-hydroksylowych poligliceryny.
φκ + ho-^ch^ch^ch^o^sH φΗ
-► C3N3 (NH^2NH|-CH^CH-CHrO“jnH+ H2O
PL 215 107 B1
Eliminacja wody z mieszaniny reakcyjnej zachodzi kolejno poprzez rozkład pierścienia s-triazynowego melaminy
Cyjanoamid w warunkach reakcji jest nietrwały i „in statu nascendi” reaguje natychmiast z wodą wydzielającą się z mieszaniny reakcyjnej z utworzeniem mocznika
NHjCN + H,0 -► NHjCONH,
Mocznik w warunkach reakcji jest również natychmiast hydrolizowany przez wodę do produktów gazowych, amoniaku i CO2, które ulatniając się z mieszaniny reakcyjnej zestalają się w postaci karbaminianu amonu na chłodzonej powierzchni chłodnicy.
Depolimeryzacja pierścienia s-triazynowego wobec poligliceryny, w temp. rzędu 260°C jest reakcją nieoczekiwaną, gdyż pierścień ten jest trwały do temperatury 360°C. Stwierdzono, że poligliceryna obniża temperaturę rozkładu termicznego melaminy o ok. 80-100°C to jest od 360°C do 260-280°C. Reakcja poligliceryną z melaminą jest ułatwiona wskutek sprzężenia oddziaływań „kwaśnych” grup -OH poligliceryny z zasadowymi amidowymi grupami -NH2 melaminy. Silne, wielokrotne wiązania wodorowe rozluźniają strukturę pierścienia s-triazynowego.
W ten sposób część (około 14%) melaminy rozkłada się i zużywa na usunięcie wody, wydzielającej się podczas reakcji a pozostała część (około 86%) melaminy przyłącza się do końców cząsteczki oligomeru - poligliceryny, zakończając ją segmentami sztywnymi melaminy. Temperatura reakcji powyżej 200°C jest potrzebna po to aby melamina mogła ulec rozkładowi. Ponieważ podczas reakcji część melaminy przekształca się w około dziesięciokrotnie tańszy od niej mocznik, więc zarówno temperaturę reakcji jak i koszt wytwarzania produktu można obniżyć zastępując część (około 14%) melaminy przez mocznik. Wówczas reakcję można prowadzić również w niższej temperaturze, w zakresie temperatury rozkładu mocznika, czyli powyżej 140°C, przy czym korzystnie w zakresie temperatury 180 - 260°C, ponieważ w temperaturze < 180°C trwałe są grupy -OCONH2 powstające w wyniku reakcji grup -OH poligliceryny z mocznikiem a w temperaturze > 260°C rozkłada się pierścień s-triazynowy.
Wbudowanie w skład oligomerolu reszt melaminy znacznie zwiększa jego reaktywność wobec izocyjanianów, ponieważ reaktywność grup -NH2 melaminy jest znacznie większa niż I-rzędowych grup -OH.
Aby poliglicerynie modyfikowanej melaminą nadać mieszalność z izocyjanianami, będącymi integralnym składnikiem poliuretanów, estryfikuje się kwasami tłuszczowymi przynajmniej część jej grup hydroksylowych.
PL 215 107 B1
Sposób według wynalazku pozwala na wytwarzanie reaktywnych oligoeteroli w reakcji melaminy z poligliceryną i ewentualnie z mocznikiem lub kwasami tłuszczowymi olejów roślinnych. Oligoeterole te zawierają giętkie łańcuchy poli-1,3-oksypropylenowe, zwiększoną reaktywność nadają im grupy -NH2 reszt melaminy a hydrofobowość i mieszalność z izocyjanianami - reszty kwasów tłuszczowych.
Sposób wytwarzania według wynalazku przedstawiono poniżej w postaci przykładów sposobu według wynalazku.
P r z y k ł a d 1.
100 g poligliceryny o liczbie hydroksylowej 840 mg KOH/g, otrzymanej z gliceryny w temperaturze 270°C wobec 2,5% KOH, ogrzewa się do 100°C i intensywnie mieszając, dodaje 5 g porcjami melaminę, mieszając przez 10 minut po dodaniu każdej porcji. Gdy po dodaniu kolejnej porcji melaminy roztwór po 10 minutach mieszania jest mętny wówczas podwyższa się temperaturę o 10°C aby roztwór stał się klarowny, po czym znów wprowadza się melaminę 5 g porcjami. Postępowanie powtarza się dotąd aż po kolejnym podwyższeniu temperatury o 10-20°C zmętnienie nie zanika. W 100 g poligliceryny, w temperaturze 200°C roztwarza się maksymalnie 18,1 g melaminy. Podwyższanie temperatury nawet do 240°C nie zwiększa ilości roztworzonej melaminy, natomiast powyżej 200°C z mieszaniny reakcyjnej wydziela się amoniak i CO2.
Po ochłodzeniu mieszaniny reakcyjnej do temperatury pokojowej wytrąca się 6,9 g osadu, co stanowi 38,2% roztworzonej melaminy. Z analizy elementarnej wynika, że osad ten zawiera 93,4% melaminy i 6,6% poligliceryny. Produkt ciekły zawiera 30,6% melaminy oraz 69,4% poligliceryny, co odpowiada 1,35 cząsteczki melaminy na jedną cząsteczkę poligliceryny. Produkt jest ciekły.
P r z y k ł a d 2.
Do 100 g poligliceryny o liczbie hydroksylowej 733 mg KOH/g, otrzymanej z gliceryny w temperaturze 280°C wobec 2,5% KOH, dodaje się 9,0 g melaminy i 2,7 g mocznika. Mieszaninę ogrzewa się do temperatury 170-175°C, oznaczając ilość karbaminianu amonu zestalającego się w chłodnicy i ilość amoniaku absorbowanego w płuczce z kwasem siarkowym. W ciągu 5,5 h w temperaturze 170 - 175°C wydziela się 0,07 mol karbaminianu amonu, co odpowiada około 1 mol karbaminianu amonu na mol poligliceryną i 0,038 mol amoniaku, który przestaje się wydzielać już po upływie 4,5 h. Po upływie 5,5 h przestaje się wydzielać również karbaminian amonu. Wówczas dodaje się następne 9 g melaminy i 2,7 g mocznika, po czym utrzymuje dalej w temperaturze 170-175°C. W ciągu następnych 7 h wydziela się dalsze 0,03 mol karbaminianu amonu, co odpowiada 0,03 mol wody. Następna porcja 9 g melaminy już się nie roztwarza w mieszaninie reakcyjnej. Analiza elementarna wykazuje, że zawartość melaminy w jednorodnym produkcie reakcji wynosi 15%, to jest 17,6 g melaminy w 100 g poligliceryny.
Otrzymuje się 121 g produktu reakcji o liczbie hydroksylowej 524 mg KOH/g i temperaturze mięknienia 65-70°C.
Jak widać z powyższego przykładu poligliceryna reaguje z melaminą wobec mocznika w temperaturze 170-175°C zamiast w temperaturze >210°C.
P r z y k ł a d 3.
Do 100 g poligliceryny o liczbie hydroksylowej 913 mg KOH/g, otrzymanej przez ogrzewanie gliceryny przez 3 h w temperaturze 280°C wobec 2,5% KOH, dodaje się równomolowymi porcjami po 0,67 g melaminy i 0,32 g mocznika, intensywnie mieszając i utrzymując mieszaninę kolejno w temperaturze 180 - 190 - 200°C. Gdy mieszanina reakcyjna staje się klarowna dodaje się kolejną porcję melaminy i mocznika. Jeśli mieszanina już nie klarownieje to dodaje się kolejne porcje mocznika aż do sklarownienia.
W poliglicerynie roztwarza się tym więcej melaminy im wyższa jest temperatura roztwarzania i im więcej wprowadza się mocznika. Maksymalna ilość roztworzonej melaminy wynosi 11,3 g w 100 g poligliceryny. W temperaturze 200°C ta ilość melaminy roztwarza się nawet bez obecności mocznika.
P r z y k ł a d 4.
Do 100 części wagowych modyfikowanej poligliceryny o liczbie hydroksylowej 620 mg KOH/g, otrzymanej według przykładu 1, dodaje się od 100 części wagowych oleju rzepakowego i, intensywnie mieszając, utrzymuje w temperaturze od 200 do 220°C, aż do homogenizacji i sklarownienia mieszaniny reakcyjnej. Otrzymany w ten sposób oligomerol ma liczbę hydroksylową 300 mg KOH/g, miesza się z diizocyjanianami, ksylenem i pentanem a jego czas żelowania w temperaturze pokojowej ze stechiometryczną ilością diizocyjanianu toluilenowego wynosi 60 minut w porównaniu do ponad 8 godzin przy użyciu oligomerolu nie modyfikowanego melaminą.

Claims (3)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób wytwarzania oligo(1,3-oksypropylenoli) zakończonych grupami reaktywnymi, znamienny tym, że 100 części wagowych poligliceryny o liczbie hydroksylowej od 600 do 1000 miesza się z od 7 do 77 częściami wagowymi melaminy, mieszaninę ogrzewa do temperatury od 150 do 280°C i utrzymuje w tej temperaturze aż do ubytku masy od 4 do 94% wagowych lub do zaprzestania wydzielania się karbaminianu amonu.
  2. 2. Sposób wytwarzania oligo(1,3-oksypropylenoli) zakończonych grupami reaktywnymi, znamienny tym, że 100 części wagowych poligliceryny o liczbie hydroksylowej od 800 do 1000 miesza się z od 6 do 66 częściami wagowymi melaminy i od 3 do 33 częściami wagowymi mocznika, mieszaninę ogrzewa do temperatury od 140 do 180°C i utrzymuje w tej temperaturze aż do ubytku masy od 3,9 do 43 części wagowych lub do zaprzestania wydzielania się karbaminianu amonu.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1 lub według zastrz. 2, znamienny tym, że do 100 części wagowych produktu reakcji dodaje się od 38 do 380 części wagowych kwasów tłuszczowych, korzystnie kwasów tłuszczowych oleju roślinnego lub olejów roślinnych lub estry nienasyconych kwasów tłuszczowych i mieszając utrzymuje w temperaturze od 160 do 260°C aż do ujednorodnienia mieszaniny reakcyjnej i ewentualnie zaprzestania oddestyIowywania części lotnych i zaniku liczby kwasowej.
PL394201A 2011-03-14 2011-03-14 Sposób wytwarzania oligo(1,3-oksypropylenoli) zakończonych grupami reaktywnymi PL215107B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL394201A PL215107B1 (pl) 2011-03-14 2011-03-14 Sposób wytwarzania oligo(1,3-oksypropylenoli) zakończonych grupami reaktywnymi

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL394201A PL215107B1 (pl) 2011-03-14 2011-03-14 Sposób wytwarzania oligo(1,3-oksypropylenoli) zakończonych grupami reaktywnymi

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL394201A1 PL394201A1 (pl) 2012-09-24
PL215107B1 true PL215107B1 (pl) 2013-10-31

Family

ID=46882826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL394201A PL215107B1 (pl) 2011-03-14 2011-03-14 Sposób wytwarzania oligo(1,3-oksypropylenoli) zakończonych grupami reaktywnymi

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL215107B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL394201A1 (pl) 2012-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Qian et al. Synthesis of reactive DOPO-based flame retardant and its application in rigid polyisocyanurate-polyurethane foam
US10023679B2 (en) Composition which is suitable for producing polyurethane foams and contains at least one HFO blowing agent
ES2641464T3 (es) Sistema disolvente de baja toxicidad para resinas de poliamidaimida y fabricación de sistemas disolventes
CA1222775A (en) Single-stage process for the production of polyamines and polyamines produced by such process
KR20170032346A (ko) 폴리우레탄 발포체로부터 방출되는 알데히드의 양을 감소시키기 위한 조성물
Patel et al. Waterborne polyurethanes: A three step synthetic approach towards environmental friendly flame retardant coatings
RU2014113420A (ru) Новые композиции для получения литьевых полиамидов
CN106458865B (zh) 双[3-异丙烯基-α,α-二甲基苄基]碳二亚胺、所述化合物的生产方法和用途
JP6174687B2 (ja) 新規なカルボジイミド含有組成物、その合成方法、及びその使用
CA3079982C (fr) Ester de phosphate d&#39;alcool secondaire
US4490521A (en) Preparation of spinnable polyamide from dinitrile/diamine/water with metal salt of oxygenated phosphorus compound catalyst
PL215107B1 (pl) Sposób wytwarzania oligo(1,3-oksypropylenoli) zakończonych grupami reaktywnymi
US20250313659A1 (en) Method for recovering raw materials from isocyanurate-containing polyurethane products
Olcay et al. Synergism in nitrogen-and phosphorus-based flame retardants
US4978786A (en) Chemical process for the preparation of oxamide derivatives and compounds prepared thereby
DE2542022C2 (de) Verfahren zur Herstellung von aktivierten, zur Herstellung von Polyurethankunststoffen wiederverwendbaren Polyhydroxylverbindungen
US4542205A (en) Process for the manufacture of polyamides utilizing a mixture of an oxygenated phosphorus compound and a molybdenum compound as catalyst
CA1076129A (en) METAL COMPLEXES OBTAINED FROM N-HYDROXYLATED OR AMINOALKYLATED BRANCHED .alpha.-AMINOCARBOXYLIC ACIDS AND DIVALENT METAL CATIONS
US6602832B2 (en) Oil-soluble additive compositions for lubricating oils
CN105646813A (zh) 一种应用于聚氨酯材料的反应型阻燃剂及其制备方法
KR20080091529A (ko) 인함유 폴리올
US4983718A (en) Color minimization during melt preparation of polyamides with hypophosphorus acid
Yin et al. Lysine‐based functional blocked isocyanates for the preparation of polyurethanes provided with pendant side groups
CN104529873A (zh) 一种脲键连多功能协同抗氧化稳定剂及其制备方法和应用
US20180186731A1 (en) Method for producing amides or polyamides by using aromatic carbamates by way of isocyanates as precursors through catalyzed thermal processes and method for producing aromatic carbamate precursors from aromatic amines

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20140314