SU321009A1 - METHOD OF OBTAINING POLYURETHANE - Google Patents
METHOD OF OBTAINING POLYURETHANEInfo
- Publication number
- SU321009A1 SU321009A1 SU1314692A SU1314692A SU321009A1 SU 321009 A1 SU321009 A1 SU 321009A1 SU 1314692 A SU1314692 A SU 1314692A SU 1314692 A SU1314692 A SU 1314692A SU 321009 A1 SU321009 A1 SU 321009A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- acid
- water
- reaction
- hydrolysis
- acids
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 20
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 title description 11
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 title description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 67
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 65
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 48
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 45
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 41
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 35
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 30
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 28
- 239000000047 product Substances 0.000 description 28
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 25
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 24
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 17
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 15
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- IWHLYPDWHHPVAA-UHFFFAOYSA-N 6-hydroxyhexanoic acid Chemical class OCCCCCC(O)=O IWHLYPDWHHPVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 14
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 13
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- -1 isopronyl Chemical group 0.000 description 12
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 10
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 10
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 9
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 9
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 8
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 8
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 8
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 6
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 6
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000004423 acyloxy group Chemical group 0.000 description 5
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 5
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 4
- 238000010533 azeotropic distillation Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 4
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 4
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229920005906 polyester polyol Polymers 0.000 description 4
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 4
- HGAWMSZTNBBHPU-UHFFFAOYSA-N 6-formyloxyhexanoic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCOC=O HGAWMSZTNBBHPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 3
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 3
- NYHNVHGFPZAZGA-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyhexanoic acid Chemical compound CCCCC(O)C(O)=O NYHNVHGFPZAZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001634 Copolyester Polymers 0.000 description 2
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 2
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 2
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 2
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 2
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical compound ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YIMQCDZDWXUDCA-UHFFFAOYSA-N [4-(hydroxymethyl)cyclohexyl]methanol Chemical compound OCC1CCC(CO)CC1 YIMQCDZDWXUDCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003668 acetyloxy group Chemical group [H]C([H])([H])C(=O)O[*] 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 2
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XXMIOPMDWAUFGU-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diol Chemical class OCCCCCCO XXMIOPMDWAUFGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002483 hydrogen compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- 150000001261 hydroxy acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 125000000843 phenylene group Chemical group C1(=C(C=CC=C1)*)* 0.000 description 2
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 description 2
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 2
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 2
- XFNJVJPLKCPIBV-UHFFFAOYSA-N trimethylenediamine Chemical compound NCCCN XFNJVJPLKCPIBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical class CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZWVMLYRJXORSEP-UHFFFAOYSA-N 1,2,6-Hexanetriol Chemical compound OCCCCC(O)CO ZWVMLYRJXORSEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 1-aminopropan-2-ol Chemical compound CC(O)CN HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BBMCTIGTTCKYKF-UHFFFAOYSA-N 1-heptanol Chemical compound CCCCCCCO BBMCTIGTTCKYKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 2-[[3-hydroxy-2,2-bis(hydroxymethyl)propoxy]methyl]-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical compound OCC(CO)(CO)COCC(CO)(CO)CO TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VNAWKNVDKFZFSU-UHFFFAOYSA-N 2-ethyl-2-methylpropane-1,3-diol Chemical compound CCC(C)(CO)CO VNAWKNVDKFZFSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RDFQSFOGKVZWKF-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxy-2,2-dimethylpropanoic acid Chemical compound OCC(C)(C)C(O)=O RDFQSFOGKVZWKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CNPURSDMOWDNOQ-UHFFFAOYSA-N 4-methoxy-7h-pyrrolo[2,3-d]pyrimidin-2-amine Chemical compound COC1=NC(N)=NC2=C1C=CN2 CNPURSDMOWDNOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQFHDMQIVGCBGZ-UHFFFAOYSA-N 6-acetyloxyhexanoic acid Chemical compound CC(=O)OCCCCCC(O)=O PQFHDMQIVGCBGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OPKOKAMJFNKNAS-UHFFFAOYSA-N N-methylethanolamine Chemical compound CNCCO OPKOKAMJFNKNAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical group OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- ISKQADXMHQSTHK-UHFFFAOYSA-N [4-(aminomethyl)phenyl]methanamine Chemical compound NCC1=CC=C(CN)C=C1 ISKQADXMHQSTHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BWVAOONFBYYRHY-UHFFFAOYSA-N [4-(hydroxymethyl)phenyl]methanol Chemical compound OCC1=CC=C(CO)C=C1 BWVAOONFBYYRHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 1
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019437 butane-1,3-diol Nutrition 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229940023913 cation exchange resins Drugs 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001944 continuous distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- QYQADNCHXSEGJT-UHFFFAOYSA-N cyclohexane-1,1-dicarboxylate;hydron Chemical compound OC(=O)C1(C(O)=O)CCCCC1 QYQADNCHXSEGJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VKONPUDBRVKQLM-UHFFFAOYSA-N cyclohexane-1,4-diol Chemical class OC1CCC(O)CC1 VKONPUDBRVKQLM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 description 1
- LVTYICIALWPMFW-UHFFFAOYSA-N diisopropanolamine Chemical compound CC(O)CNCC(C)O LVTYICIALWPMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940043276 diisopropanolamine Drugs 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- ANSXAPJVJOKRDJ-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-f][2]benzofuran-1,3,5,7-tetrone Chemical compound C1=C2C(=O)OC(=O)C2=CC2=C1C(=O)OC2=O ANSXAPJVJOKRDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 229940102253 isopropanolamine Drugs 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical class O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003863 metallic catalyst Substances 0.000 description 1
- YDJZXHZRXDLCEH-UHFFFAOYSA-N methyl 6-hydroxyhexanoate Chemical compound COC(=O)CCCCCO YDJZXHZRXDLCEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000004081 narcotic agent Substances 0.000 description 1
- SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N neopentyl glycol Chemical compound OCC(C)(C)CO SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 description 1
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- RLJWTAURUFQFJP-UHFFFAOYSA-N propan-2-ol;titanium Chemical compound [Ti].CC(C)O.CC(C)O.CC(C)O.CC(C)O RLJWTAURUFQFJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001256 steam distillation Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N tetraisopropyl titanate Substances CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N trizinc;diborate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Description
Изобретение касаетс получени нолИуретанов на основе полиэфиров и нолинзоцианатов .This invention relates to the production of polyurethane and nolinisocyanate nolIurethanes.
Известен снособ получени нолиуретанов путем взаимодействи соединений, содержащих активные атомы водорода, например, капролактона , с полиизоцианатами.A known method for producing polyurethane is by reacting compounds containing active hydrogen atoms, for example caprolactone, with polyisocyanates.
Изобретение предусматривает использование в качестве соединений, содержащих активные атомы водорода, полиэфирполиолов на основе 6-гндрокснкапроновых кислот и их олигомеров.The invention provides for the use of compounds containing active hydrogen atoms, polyether polyols based on 6-hydroxy-caproic acids and their oligomers.
В число примен емых согласно изобретению исходных веществ вход т 6-ацилоксикаироновые кислоты или сложные эфиры 6-оксикапроновых кислот. 6-Ацилоксикапроновые кислоты можно охарактеризовать общей формулойThe starting materials used according to the invention include 6-acyloxykauronic acids or 6-hydroxycaproic esters. 6-acyloxycaproic acid can be characterized by the general formula
О N КСО(СП2)5СООНAbout N CSR (SP2) 5CUN
где R представл ет собой водород или низший алкил, например метил, этил, пропил, изопроиил , бутил, пентил, гексил и т. п. Производные , замещенные низшим алкилом, также мотут быть нрименены по изобретению.where R is hydrogen or lower alkyl, for example methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, pentyl, hexyl, etc. The derivatives substituted with lower alkyl may also be used according to the invention.
каироновои кислоты с низшим алкилом и могут быть охарактеризованы формулойcaironic acid with lower alkyl and can be characterized by the formula
HO(CH2)5COORHO (CH2) 5COOR
где R нредставл ет собой низший алкил, нанример метил, этил, пропил, изопронил, бутил и т. п., предпочтителен метил. Можно также использовать производные, замещенные низшим алкилом.where R is lower alkyl, methyl, ethyl, propyl, isopronyl, butyl, etc., methyl is preferred. You can also use derivatives substituted lower alkyl.
Известно, что 6-ацилоксикапроновые кислоты могут быть гидролизованы. При нагревании б-ацилоксикапроновых кислот с водой достигаетс состо ние равновеси . При этомIt is known that 6-acyloxycaproic acids can be hydrolyzed. By heating b-acyloxycaproic acids with water, an equilibrium state is reached. Wherein
система содержит воду, ацилоксикислоты, не гидролизоваиные 6-ацилоксикапроновые кислоты , 6-оксикапроновые кислоты или разные олигомеры. Дол каждой составл ющей в равновесии зависит от начального отношени воды к б-а-цилоксиканроновой кислоте, а также от температуры и других технологических факторов. Непрерывным выделением гидролизованных ацилоксикислот можно во врем реакции иостеиенно мен ть равновесие до техthe system contains water, acyloxy acids, non-hydrolyzed 6-acyloxycaproic acids, 6-hydroxycaproic acids, or various oligomers. The proportion of each component in equilibrium depends on the initial ratio of water to β-a-cyloxycanronic acid, as well as temperature and other technological factors. Continuous release of hydrolyzed acyloxyacids can during the reaction and balance
пор, пока не будут удалены, в основном, все ацилоксикислоты и гидролизованы все 6-ацилоксикапроновые кислоты. Остающийс продукт гидролиза содержит воду, 6-оксикапроновые кислоты и олигомеры 6-оксикапроновойuntil all the acyloxy acids have been substantially removed and all 6-acyloxycaproic acids have been hydrolyzed. The remaining hydrolysis product contains water, 6-hydroxycaproic acids and 6-hydroxycaproic oligomers.
Как и при гидролизе б-ацилоксикапроновой кислоты, гидролиз сложных эфиров 6-оксикаироновых КИСЛО осуществл етс аналогичным образом в присутствии воды. При это непрерывно удал ют образующийс алканол, получа желаемые смеси 6-оксиканроповых кислот и различных их олигомеров. Эти смеси можно непосредственно подвергнуть реакции обменного разложени с органическими функциональными соединени ми дл обрыва цеои, с целью получени полиэфирных полиолов, которые можно использовать дл образовани полиуретанов.As in the hydrolysis of β-acyloxycaproic acid, the hydrolysis of the esters of 6-hydroxycaric acid ACIDS is carried out in a similar manner in the presence of water. When this is done, the alkanol formed is continuously removed to obtain the desired mixtures of 6-hydroxycanropic acids and their various oligomers. These mixtures can be directly subjected to exchange decomposition reactions with organic functional compounds to break the cements in order to obtain polyester polyols that can be used to form polyurethanes.
Согласно изобретению, 6-оксикапроновые кнслоты и олигомеры предпочитают до образовани полиэфиров не отдел ть. Другое нреимущество ирименепи этих смесей исходных веществ заключаетс в том, что смесь вступает в реакцию со средствами дл обрыва цепи, образу полиэфирные полиолы, причем дл реакции не требуютс металлические катализаторы , благодар чему получаемые продукты не содержат металлических катализаторов или металлических примесей.According to the invention, the 6-hydroxycaproic slots and oligomers prefer not to be separated before the formation of polyesters. Another advantage of the irimenephen of these mixtures of starting materials is that the mixture reacts with chain-breaking agents to form polyether polyols, and metal catalysts are not required for the reaction, due to which the products obtained do not contain metallic catalysts or metallic impurities.
Способ с применением гидролиза осуществл ют реакцией обменного разложени 6-ацилоксикапроиовой кислоты или сложного алкнлового эфира 6-оксикапроновой кислоты с водой в присутствии кислого катализатора или без него. Образующиес во врем реакции обменного разложени ацилоксикислоты или алканолы удал ют, чтобы изменить равновесие реакции и получить желаемую смесь из 6-оксикапроновой кислоты и олигомеров. Целесообразно ацилоксикислоты или алканолы удал ть, например, путем перегонки как азеотроны .The method using hydrolysis is carried out by the reaction of the decomposition of 6-acyloxycaproic acid or 6-hydroxycaproic acid alkyl ester with water in the presence of an acidic catalyst or without it. The acyloxy acids or alkanols formed during the exchange decomposition reaction are removed to change the reaction equilibrium and to obtain the desired mixture of 6-hydroxycaproic acid and oligomers. It is advisable to remove acyloxy acids or alkanols, for example, by distillation as azeotrons.
К низкомолекул рным ацилоксикислотам следует отнести, например, муравьиную кислоту , нропионовую, уксусную, масл ную и т. п. Если подлежаща гидролизу 6-а:цилоксикапронова кислота вл етс 6-формилоксикапроновой , необходимо удалить муравьиную кислоту . Если исходный материал - 6-ацетоксикапронова кислота, то удал ют уксусную кислоту и так далее по мере того, как увеличиваетс алкильна цепь кислоты. Предпочитают формилокси- и ацетоксипроизводные.Low molecular weight acyloxy acids should include, for example, formic acid, propionic acid, acetic acid, butyric acid, etc. If the 6-a to be hydrolyzed: cyloxycaproic acid is 6-formyloxycaproic, it is necessary to remove the formic acid. If the starting material is 6-acetoxycaproic acid, acetic acid is removed, etc., as the alkyl chain of the acid increases. Formyloxy and acetoxy derivatives are preferred.
Гидролиз можно вести в присутствии катализаторов или без них. Целесообразно, однако , вести реакцию в присутствии каталитических количеств катализаторов тина ионов водорода , лучше в присутствии сильнокислых катализаторов. Весьма пригодна дл осуществлени предлагаемого способа сильнокисла катионообменна смола, имеюща но меньшей мере частично водородную форму, содержаща обычно сульфоновые группы, а в остальном инертна по отношению к реакционной смеси. Такую смолу легко выделить из реакционной смеси, а также из образовавшихс продуктов гидролиза. Предпочитают при гидролизе Примен ть универсальный катализатор, который легко может быть отделен от образующихс смесей, - сильнокислую катионообменную смолу, имеющую по меньшей мере частично водородную форму, содержащую группы сульфоновой или фосфориой кислоты, к таким смолам относ тс теплостойкие, сульфонированные синтетические смолы с основной полистирольной структурой с поперечными св з ми. Паиболее предпочтительны смолы, которые можно примен ть ири повышенных температурах. В основном, все катионообменные смолы вл ютс эффективными катализаторами .Hydrolysis can be carried out in the presence or absence of catalysts. It is advisable, however, to conduct the reaction in the presence of catalytic amounts of catalysts for Tina of hydrogen ions, better in the presence of strongly acidic catalysts. A cation-exchange resin, which has a but at least partially hydrogen form, usually contains sulfonic groups, and is otherwise inert with respect to the reaction mixture, is very suitable for carrying out the proposed strong-acid process. This resin can be easily separated from the reaction mixture, as well as from the hydrolysis products formed. Preferred in hydrolysis. A universal catalyst, which can be easily separated from the resulting mixtures, is preferred — a strongly acidic cation exchange resin having at least partially the hydrogen form containing sulfonic or phosphoric acid groups; these include heat-resistant, sulfonated synthetic resins with basic polystyrene. cross-linked structure. The most preferred resins are those that can be used at elevated temperatures. In general, all cation exchange resins are effective catalysts.
Смолу, используемую в качестве катализатора , можно просто добавл ть, тщательно вмещивать или диспергировать в исходной реакционной смеси, например путем перемешивани . Концентраци смолы в реакционной смеси может быть любой, обеспечивающей необходимую скорость гидролиза при заданных услови х, например, мол рное соотношениеThe resin used as a catalyst can be simply added, carefully placed or dispersed in the initial reaction mixture, for example, by stirring. The resin concentration in the reaction mixture can be any, providing the necessary rate of hydrolysis under given conditions, for example, the molar ratio
сложный эфир: вода, температура, степень неремешивани и размер частиц катионообмеиной смолы. Обычно 2 г катионообменной смолы на I моль сложного эфира достаточно дл того, чтобы обеснечить быстрый гидролиз нриester: water, temperature, degree of unmixing, and particle size of the cation exchange resin. Typically, 2 grams of cation exchange resin per mole of ester is sufficient to provide rapid hydrolysis
повышенной температуре.elevated temperature.
Дл гидролиза можно также примен ть другие кислые катализаторы, достаточно летучие, чтобы их можно было во врем последующей реакции образовани полиэфиров отгон ть изFor hydrolysis, other acidic catalysts that are volatile enough can also be used so that they can be distilled off during the subsequent polyester formation reaction.
реакционной смеси, и следовательно, таким образом эффективно удалить во врем получени полиэфиров. К таким катализаторам, которые можно использовать отдельно или в сочетании с катионообменной смолой, относ тс сильнолетучие кислоты, например хлористый водород и трифторуксусна кислота, не образующие стабильных сложных эфиров с гидроксильными грунпами, содержащимис в реакционной смеси дл получени полиэфиров.the reaction mixture, and therefore, is thus effectively removed during the preparation of polyesters. Such catalysts that can be used alone or in combination with a cation exchange resin include highly volatile acids such as hydrogen chloride and trifluoroacetic acid, which do not form stable esters with hydroxyl primers contained in the reaction mixture to produce polyesters.
Гидролиз можно вести и без катализаторов, хот реакци в этом случае протекает медленнее . Можно также примен ть сильные кислоты и другие ионообменные смолы. Наиболее желательно применение летучей сильной кислоты , потому что продукт гидролиза используюг затем дл получени полиэфиров. Установлено , что добавление приблизительно от 0,1 до 0,3 вес. % НС1, из расчета на подлежащую гидролизу смесь, обеспечивает скорость гидролиза , выгодно отличающуюс от скорости, наблюдаемой при применении ионообменной смолы. При иснользовании ионообменной смолы врем реакции приблизительно сутки. Реакц,ии обменного разложени обычно провод т при температурах от 100 приблизительно до 300°С, предночтительно от 110 до 150°С. Следует иметь в виду, что необходимое дл реакции гидролиза врем может быть сокращено нутем повышени примен емых количеств воды и катализатора. Скорость реакции приблизительно удваиваетс при повышении температуры на 10°С.Hydrolysis can be carried out without catalysts, although the reaction in this case proceeds more slowly. Strong acids and other ion exchange resins may also be used. The use of a volatile strong acid is most desirable because the hydrolysis product is then used to obtain polyesters. It is established that the addition of approximately 0.1 to 0.3 weight. The% HC1, based on the mixture to be hydrolyzed, provides a rate of hydrolysis that is advantageously different from the rate observed when using an ion exchange resin. When using ion exchange resin, the reaction time is approximately 24 hours. Reactions and exchange decompositions are usually carried out at temperatures from 100 to approximately 300 ° C, in advance from 110 to 150 ° C. It should be borne in mind that the time required for the hydrolysis reaction can be reduced by increasing the amount of water and catalyst used. The reaction rate approximately doubles when the temperature rises by 10 ° C.
до и более температуру, если юримен ют давление выше атмосферного.before and over temperature if the pressure is higher than atmospheric.
Гидролиз сложных алкиловых эфиров 6-оксикапроновых кислот предпочтительно осуществл ть в услови х, аналогичных услови м гидролиза 6-ацилоксикапроиовых кислот, т. е. при температуре от 100 или менее до 300°С или более, причем при повышенных температурах предпочтительно примен ть давление выше ат:1 осферного. Гидролиз ведут с применением приблизительно от 0,1 до 5 моль воды или более, предпочтительно от 0,5 до 2 моль, на 1 моль 6-аиилоксикапроновой кислоты или сложного алкилового эфира 6-оксикапроновой кислоты. Несмотр на то, что предпочитаема температура дл гидролиза 6-ацилоксикапроновой кислоты в присутствии воды, часть которой может иметь парообразную форму, как уже указывалось, колеблетс в пределах от ПО до 150°С, пелесообразно гидролиз вести нри повышенных температурах, например в пределах от 150 до 300°С и более, в присутствии нара при давлении выше атмосферного. Если примен ют нар низкого давлени , например от 4,92 до 12,7 /vг/cлг, реакцию можно осуществл ть при температуре от 150 до 180°С или несколько выше.The hydrolysis of the alkyl esters of 6-hydroxycaproic acids is preferably carried out under conditions similar to the hydrolysis of 6-acyloxycaproic acids, i.e., at a temperature of 100 or less to 300 ° C or more, and it is preferable to apply a pressure at elevated temperatures at: 1 osfer. Hydrolysis is carried out using about 0.1 to 5 mol of water or more, preferably 0.5 to 2 mol, per 1 mol of 6-ayloxycaproic acid or 6-hydroxycaproic acid alkyl ester. Although the preferred temperature for hydrolysis of 6-acyloxycaproic acid in the presence of water, some of which may have a vapor form, as already indicated, ranges from 110 to 150 ° C, it is advisable to hydrolyze at elevated temperatures, for example, from 150 up to 300 ° C and more, in the presence of nara at a pressure above atmospheric. If low pressure narcotics are used, for example, from 4.92 to 12.7 / vg / cl, the reaction can be carried out at a temperature of from 150 to 180 ° C or slightly higher.
При проведении вышеописанных реакций использование большого количества воды приводит к образованию большого количества мономеров , применение небольшого количества гидролизующего агента - к повышенному количеству олигомеров. Так как обычно желают получать преимущественно мономеры, дл реакции целесообразно использовать небольшое количество гидролизующих агентов. В этом случае получаемую смесь продуктов можно примен тьбез разделени .When carrying out the above reactions, the use of a large amount of water leads to the formation of a large number of monomers, the use of a small amount of hydrolyzing agent leads to an increased amount of oligomers. Since it is usually desired to obtain predominantly monomers, for the reaction it is advisable to use a small amount of hydrolyzing agents. In this case, the resulting mixture of products can be used without separation.
Как отмечалось, образуюнишс во врем реакции кислоты вследствие гидролиза 6-ацилоксикапроновых кислот следует нериодически или neinpepbiBHo отдел ть, чтобы достигнуть хода равновесной реакции в желаемом наиравленин . Было найдено, что получаемую при гидролизе низких звеньев р да, например 6-формилоксикапроновой кислоты или 6-ацетоксиканроповой кислоты, муравьиную или уксусную кислоту можно удалить как азеотрон с выделившейс из системы водой. Эти кислоты можно также выдел ть нерегонкой с вод ным паром, если реакцию осуществл ют таким образом.As noted, the formation of the acid during the reaction due to the hydrolysis of 6-acyloxycaproic acids should be non-periodically or neinpepbiBHo separated to achieve the progress of the equilibrium reaction in the desired niravlenin. It was found that the formic acid or acetic acid produced by the hydrolysis of low units of the series, for example 6-formyloxycaproic acid or 6-acetoxycanropic acid, can be removed as azeotron with water released from the system. These acids can also be isolated by non-steam distillation if the reaction is carried out in this way.
При высших кислотах, например нропионовой , масл ной и т. п., не образующих азеотрона с водой, целесообразно добавл ть углеводород , например бензол, толуол, ксилол, этилбензол и др., чтобы получить тройной азеотроп с кислотой и водой и таким образом удалить кислоту. При реакции гидролиза, при которой сложные эфиры б-оксикаироновы.х .кислот превращаютс в 6-оксикапроновые кислоты с образованием спиртов, кип щих как правило, при низкой температуре, последние можно выдел ть путем перегонки с водой или вод ным наром. Поэтому варианту предпочтительны метиловые сложные эфиры, причем отдел етс метанол. Кроме вышеуказанных методов , дл удалени кислот и спиртов, которые образуютс во вре1м реакции, можно нримеп ть другие средства. Удаление кислот и спиртов необходи.мо дл завершени реакции. Так, гидролиз 6-формилокснкапроновой кислоты, котора представл ет собой предпочтительный вариант изобретени , соответствующий следующему уравнению:For higher acids, such as propionic, oil, etc., which do not form an azeotron with water, it is advisable to add a hydrocarbon, such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, etc., in order to obtain a triple azeotrope with acid and water and thus remove acid. During the hydrolysis reaction, in which the esters of b-hydroxycaronic acid acids are converted into 6-hydroxycaproic acids to form alcohols, boiling, as a rule, at a low temperature, the latter can be isolated by distillation with water or water. Therefore, methyl esters are preferred, with methanol being separated. In addition to the above methods, other agents can be used to remove the acids and alcohols that form during the reaction. Removal of acids and alcohols is necessary to complete the reaction. Thus, hydrolysis of 6-formyloxcaproic acid, which is a preferred embodiment of the invention, corresponds to the following equation:
Н-СОО(СН2)5СООН+Н2О НО (СНг) бСООН + НСООНN-СОО (СН2) 5СООH + Н2О НО (СНг) бС soft + НСОО
протекает не совсем количественно, если не удал ть образующуюс при этом муравьиную кислоту. Во врем этой реакции гидролиза образуютс также димеры 6-оксикапроновой кислоты , соответствующие, например, формулеproceeds not quite quantitatively, unless formic acid formed is removed. During this hydrolysis reaction, dimers of 6-hydroxycaproic acid are also formed, corresponding, for example, to
НО{СН2)5СОО(СН2)5СООНBUT {CH2) 5COO (CH2) 5COOH
а также высшие олигомеры тоже путем конденсации б-оксикапроновой кислоты отдельно или с 6-формнлоксикапроновой кислотой. Если примен ют исходные материалы, замещенные алкилом, образуютс соответствующие производные, замещенные низшим алкилом . Количество образующихс димеров и высших олигомеров зависит от концентрации водорода (величины рН), температуры реакции , катализаторов и других факторов.as well as higher oligomers by condensation of b-hydroxycaproic acid either alone or with 6-formloxycaproic acid. If raw materials substituted with alkyl are used, corresponding derivatives are formed that are substituted by lower alkyl. The amount of dimers formed and higher oligomers depends on the hydrogen concentration (pH value), reaction temperature, catalysts, and other factors.
6-Оксикапроновые кислоты как правило содержат значительное количество низших олигомеров оксикислот в продукте гидролиза, который исиользуют дл получени полиэфирного полиола, однако это не оказывает заметного отрицательного вли ни на свойства полиуретанов , получаемых из этого полиола.6-hydroxycaproic acids usually contain a significant amount of lower oligomers of hydroxy acids in the hydrolysis product, which is used to produce a polyether polyol, but this does not have a noticeable negative effect on the properties of the polyurethanes obtained from this polyol.
6-Ацилоксиканроновые кислоты, примен емые по предлагаемому способу в качестве исходных продуктов, получают известными способами . Низшие алкиловые сложные эфиры 6-оксиканроновых кислот можно получить гидролизом ос-капролактонов, 6-ацилоксиканроновых кислот или другим методом.The 6-acyloxycanronic acids used as starting materials for the proposed method are prepared by known methods. Lower alkyl esters of 6-hydroxycanronic acids can be obtained by hydrolysis of os-caprolactones, 6-acyloxycanroic acids or another method.
Как уже указывалось выше, втора ступень способа получени полиуретанов-превращеиие полученпых вышеуказанным способом продуктов гидролиза в полиэфирные полнолы. Дл этой цели получаемую в результате гидрелиза смесь подвергают воздействию средств дл обрыва цепи с активным водородом, например полиола, полиамина или амииоспирта, чтобы регулировать функциональность полиэфирного полиола. К наиболее пригоднымAs mentioned above, the second step of the method of producing polyurethanes is the conversion of the products of hydrolysis obtained in the aforementioned way to polyester full poly. For this purpose, the resultant hydrolysis mixture is exposed to means for breaking an active hydrogen chain, such as a polyol, polyamine, or ammonia alcohol, to regulate the functionality of the polyester polyol. To the most suitable
днолам относ тс этиленгликоль, диэтиленГЛИКОЛЬ , ТрИЭТИЛеНГЛИКОЛЬ и высшие ПОЛИЭТ ленгликоли , пропиленгликоль и его высшие гомологи , 1,3-процандиол, тетра-, нента- и гексаметиленгликоли , 1,2-, 2,3- и 1,3-бутандиолы,ethanol glycol, diethylene glycol, tri-ethylene glycol and higher polyethylene glycol, propylene glycol and its higher homologs, 1,3-pro-diol, tetra-, nenta- and hexamethylene glycols, 1,2-, 2,3- and 1,3-butanediols,
неопентиленгликоль, 2-этил-2-метил-1,3-пропандиол , 1,4-циклогександиолы, цис- и транс1 ,4-циклогександиметанол, 1,4-бис- (гидроксиметил )-бензол и т. п.neopentylene glycol, 2-ethyl-2-methyl-1,3-propanediol, 1,4-cyclohexanediols, cis- and trans1, 4-cyclohexanedimethanol, 1,4-bis- (hydroxymethyl) -benzene, etc.
глицерин, 1,1Л-триметилолпропан, 1,1,1-триметилолэтанмоноэтаноламин и диэтаноламин, N-метилэтаноламин и дипентаэритрит, пентаэритрит , сорбит, а-метил-О-глюкопиранозид, сахароза, фенилен-, толуилен- и ксилилендиамины , диаминодифенилметаны, 1,2- и 1,3-пропандиамин , этилендиамин, гексаметилендиамии , изопропаноламин, диизопропаноламин, 1,2,4- и 1,2,6-гексантриол и т. п.glycerin, 1,1L-trimethylolpropane, 1,1,1-trimethylol ethane monoethanolamine and diethanolamine, N-methylethanolamine and dipentaerythritol, pentaerythritol, sorbitol, a-methyl-O-glucopyranoside, sucrose, phenylene, toluene and toluene and diacyl diamine, sorbitol, a-methyl-O-glucopyranoside, sucrose, phenylene, toluene, and toluene-andylamine diamines; 2- and 1,3-propanediamine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, isopropanolamine, diisopropanolamine, 1,2,4-and 1,2,6-hexanetriol, etc.
Поликонденсаци смеси 6-оксикапроновых кислот с диолом, триолом, амином или другими пригодными соедииени ми с активным водородом дл получени нолиэфирного иолиола иринципиально проста. Лучшие результаты при получении полиуретанов достигают в случае использовани полиэфира с низким кислотным числом, например ниже 2. Это значение киcлoтнo o числа соответствует карбонокислотному эквивалентному весу около 28000. Чe выше гидроксильный эквивалентный вес получаемого .полиэфирного полиола, тем труднее снизить кислотное число до 2 или менее. Самый простой метод дл достижени этого эффекта - применение катализатора этерификации вместе со средствами дл удалени конденсационной воды (так как реакци обратима ). Так как катализаторы дл образовани полиэфиров часто представл ют собой металлические соединени , остатки таких катализаторов обычно оказывают каталитическое действие на последующую реакцию этих полиэфиров с изоцианатами, что намного снижает жизнеспособность и стабильность форполимеров .Polycondensation of a mixture of 6-hydroxycaproic acids with a diol, a triol, an amine, or other suitable compounds with active hydrogen to obtain a noliferal ioliol and is iripiently simple. The best results for polyurethane are obtained when using a polyester with a low acid number, for example, below 2. This acid value o the number corresponds to a carbonic acid equivalent weight of about 28,000. The higher the hydroxyl equivalent weight of the polyester polyol obtained, the more difficult it is to reduce the acid number to 2 or less. . The simplest method to achieve this effect is to use an esterification catalyst together with means to remove condensation water (since the reaction is reversible). Since catalysts for the formation of polyesters are often metal compounds, the remains of such catalysts usually have a catalytic effect on the subsequent reaction of these polyesters with isocyanates, which greatly reduces the viability and stability of the prepolymers.
Если поликонденсацию ведут без катализатора , проблема удалени воды и завершени реакции в возможное врем решаетс созданием специальных условий.If the polycondensation is carried out without a catalyst, the problem of removing water and terminating the reaction at the possible time is solved by creating special conditions.
Найдено, что полиэфир с низким кислотным числом при гидроксильном эквивалентном весе 1000 и более можно получить, примен высокую температуру (от 180 до 240°С) вместе с одним или несколькими следующими методами отгонки воды: вакуумна (нри 210 мм рт. ст.), азеотро пна -перегонка (с толуолом, бензолом или ксилолом), смешанна с избыточным полиолом через вакуумную отгонку.It was found that a polyester with a low acid number with a hydroxyl equivalent weight of 1000 or more can be obtained by applying a high temperature (from 180 to 240 ° C) along with one or more of the following methods of water stripping: vacuum (210 mm Hg). azeotro pna-distillation (with toluene, benzene or xylene), mixed with excess polyol through vacuum distillation.
Полиэфирный иолиол обычно получают следующим образом. В реакционный сосуд подают заданные количества сырой оксикапроновой кислоты и соединений с активным водородом , вычисленные по теории, причем соединени с активным водородом ввод т в избытке , если предусматриваетс применение смешанной перегонки воды с избыточным полиолом через вакуумную отгонку. Реакционный сосуд должен быть снабжен мешалкой, нагревательными приспособлени ми, термометром, патрубком дл подачи азота и аппаратурой дл отгонки воды, предпочтительно ректификационной колонной. Перемешанную реакционную смесь быстро нагревают до температуры , при которой начинаетс отгонка воды. По мере реакции температура повышаетс так, что поддерживаетс непрерывна отгонка воды , предпочтительно с некоторым обратным потоком через ректификационную колонну, если примен ют сравнительно летучий компонент . Когда отгонка воды нрекращаетс , в основном при температуре около 180°С, провер ют кислотное число продукта. Если последнее слишком высокое, как это бывает дл лолиэфирных иолно.лов с гидроксильным эквивалентным весом около 500 и более, примен ют один из вышеописанных методов дл завершени реакции. Если примен ют вакуумную отгонку воды, давление медленно снижают до 10 мм рт. ст. и ниже, а температуру реакции поддерживают 180°С. Когда отгонка воды закончитс , снова провер ют кислотное число. Если оно все еще высокое, температуру повышают приблизительно до 240°С и поддерживают ее на этом уровне до тех пор, нока не получат желаемое кислотное число. Дл Polyether ioliol is usually obtained as follows. A predetermined amount of crude hydroxycaproic acid and compounds with active hydrogen, calculated according to the theory, is fed into the reaction vessel, with active hydrogen compounds being introduced in excess if it is envisaged to use mixed distillation of water with excess polyol through vacuum distillation. The reaction vessel should be equipped with a stirrer, heating devices, a thermometer, a nitrogen supply pipe and water distillation apparatus, preferably a distillation column. The stirred reaction mixture is rapidly heated to a temperature at which the distillation of water begins. As the reaction proceeds, the temperature rises so that continuous distillation of the water is maintained, preferably with some back flow through the distillation column, if a relatively volatile component is used. When the distillation of water stops, mainly at a temperature of about 180 ° C, the acid number of the product is checked. If the latter is too high, as is the case for lolyester olyloids with a hydroxyl equivalent weight of about 500 or more, use one of the methods described above to complete the reaction. If vacuum stripping of water is used, the pressure is slowly reduced to 10 mm Hg. Art. and below, and the reaction temperature is maintained at 180 ° C. When the water is distilled off, the acid value is again checked. If it is still high, the temperature is raised to approximately 240 ° C and maintained at that level until the knock does not receive the desired acid number. For
получени полиэфирного диола с мол. вес. 2000 в течение нескольких часов следует поддерживать температуру 240°С и давление 2 мм рт. ст., чтобы снизить кислотное число до 1,5 менее.obtain polyester diol mol. weight. 2000 for several hours should maintain the temperature of 240 ° C and a pressure of 2 mm Hg. Art., to reduce the acid number to 1.5 less.
Если примен ют азеотропную перегонку воды , средство дл азеотронной перегонки быть введено в начале реакции или позднее . Вместо насадки дл перегонки сверху ректификационной .колонны устанавливаютIf azeotropic distillation of water is used, azeotronic distillation agent is introduced at the beginning of the reaction or later. Instead of the distillation nozzle on top of the distillation column, set
ловушки Дина-Старка. Берут такое количество толуола (или другого средства дл азеотропной перегонки), чтобы поддерживать желаемую скорость кипени при любой заданной температуре реакции. Температура в концеDean-stark traps. The amount of toluene (or other azeotropic distillation agent) is taken so as to maintain the desired boiling rate at any given reaction temperature. End temperature
реакции часто составл ет приблизительно 240°С. Растворитель выдел ют вакуумной отгонкой по достижении достаточно низкого кислотного числа. Опыты показали, что обшее врем , необходи .мое дл получени полиэфирного диола с применением вакуумной отгонки воды приблизительно то же, что и при других методах, однако этот способ наиболее простой.The reaction is often about 240 ° C. The solvent is recovered by vacuum distillation until a sufficiently low acid value is reached. Experiments have shown that the total time required to obtain a polyester diol using vacuum distillation of water is approximately the same as with other methods, but this method is the simplest.
Применение катализатора этерификации позвол ет уменьшить врем и температуру, необходимые дл получени полиэфирных полиолов с низким кислотным числом. Однако катализатор часто оказывает вредное воздействие на полиол, например 5 ч. определенныхThe use of an esterification catalyst reduces the time and temperature required to produce low acid number polyether polyols. However, the catalyst often has a detrimental effect on the polyol, for example 5 hours of certain
катализаторов этерификации на 1 млн. могут сделать полиэфирный диол сравнительно непригодным дл получени литьевых нолиуретановых эластомеров. Во многих случа х остатки катализаторов этерификации в полиолах допустимы. В таких случа х они могут быть выгодно применены дл получени полиэфирных полиолов.1 million esterification catalysts can make a polyether diol relatively unsuitable for the production of molded polyurethane elastomers. In many cases, residues of esterification catalysts in polyols are permissible. In such cases, they can be advantageously used to make polyether polyols.
При поликонденсации 6-оксикапроновых кислот в присутствии катализатора и средстваWith the polycondensation of 6-hydroxycaproic acids in the presence of a catalyst and means
дл обрыва цепи процесс ведут почти аналогично тому, как без катализатора. Катализатор можно вводить перед нагреванием вместе с компонентами реакции. Некоторые катализаторы дезактивируютс , но частично илиFor chain termination, the process is conducted in much the same way as without a catalyst. The catalyst can be introduced before heating along with the reaction components. Some catalysts are deactivated, but partially or
воды. Катализатор подают предпочтительно после того, как основное количество воды удалено , например после перегонки воды при 180°С и атмосферном давлении. Вакуумна перегонка , или азеотропна перегонка, или смешанна перегонка воды могут быть применены отдельно илн в сочетании друг с другом, причем предпочтительна вакуумна отгонка.water. The catalyst is preferably fed after the main amount of water is removed, for example, after distillation of water at 180 ° C and atmospheric pressure. Vacuum distillation, or azeotropic distillation, or mixed distillation of water can be used separately or in combination with each other, with vacuum distillation being preferred.
Дл образовани полиэфиров можно примен ть различные катализаторы, причем предпочтительны тетраалкилтитанаты, например тетрабутилтитанат и тетраизопропилтитанат. Другие пригодные катализаторы - борат цинка , борат свинна, окись свинца и дибутилоловодиацетат . Катализаторы используютс в количестве от 5 до 20 ч. на 1 млн. При более высоких концентраци х можно сократить врем реакции,однако реакционна способность продуктов полиэфирных полиолов становитс слишком большой при последуюш,ем процессе получени полиуретанов.Various catalysts can be used to form polyesters, with tetraalkyl titanates being preferred, for example tetrabutyl titanate and tetraisopropyl titanate. Other suitable catalysts are zinc borate, porcine borate, lead oxide and dibutyl tin diacetate. The catalysts are used in an amount of from 5 to 20 hours per 1 million. At higher concentrations, the reaction time can be shortened, however, the reactivity of the products of the polyester polyols becomes too large during the subsequent process of producing polyurethanes.
Полиуретаны с хорошими свойствами можно также получить из смешанного полиэфирного диола с мол. вес. 2000, при котором 35 вес. % радикалов оксикапроновых кислот заменены эквимол рной смесью этиленгликол и 1,4-бутандиола вместе с адипиновой кислотой в количестве, необходимом дл получени сополиэфирдиола с указанным молекул рным весом. Такой сополиэфирдиол сохран етс в гомогенном жидком состо нии много дней при 25°С, что упрошает использование его и хранение. Это свойство весьма ценно, нанри.мер, при нолучении микро чеистых полиуретановых эластомеров по одноступенчатому способу, по которому с целью регулировани реакционной способности Лчелательно смешение компонентов прн комнатной температуре . Самые пригодные смешенные полиэфирнолиоловые конденсаты содержат от 50 до 90 вес. % радикалов 6-оксикапроновой кислоты , хот пригодно более низкое и более высокое количество их.Polyurethanes with good properties can also be obtained from a mixed polyester diol mol. weight. 2000, at which 35 weight. The oxycaproic acid radicals are replaced with an equimolar mixture of ethylene glycol and 1,4-butanediol together with adipic acid in an amount necessary to obtain a copolyester diol with the indicated molecular weight. Such a copolyetherdiol is maintained in a homogeneous liquid state for many days at 25 ° C, which facilitates its use and storage. This property is very valuable, in particular, in the production of microcellular polyurethane elastomers using a single-stage method, in which, in order to regulate the reactivity, it is ideal to mix the components at room temperature. The most suitable mixed polyethernol condensates contain from 50 to 90 weight. % of radicals of 6-hydroxycaproic acid, although a lower and higher number of them is suitable.
Дл получени таких сополнэфирполиолов можно примен ть полиолы и другие нолифункцпональные соединени с активным водородом . Если желают получить трифункциональные или высшие полифункциональные (разветвленные ) смешанные нолиэфирнолиоловые конденсаты, то ввод т небольшое количество триола или другнх полифункциональных соединений с активным водородом в смесь, котора содержит в основном диолы или другие бифункциональные соединени с активным водородом .Polyols and other polyfunctional hydrogen compounds with active hydrogen can be used to prepare such copolyester polyols. If one wants to obtain trifunctional or higher polyfunctional (branched) mixed nylethernolol condensates, a small amount of triol or other polyfunctional compounds with active hydrogen is introduced into the mixture, which mainly contains diols or other bifunctional compounds with active hydrogen.
Дл получени вышеуказанных сополиэфирполиолов пригодными дикарбоновыми кислотами вл ютс алкандикарбоновые кислоты формулыFor the preparation of the above copolyether polyols, suitable dicarboxylic acids are alkane dicarboxylic acids of the formula
ПООС(СП2)СООПНIEP (SP2) POOP
где R может колебатьс в пределах от 1 приблизительно до 20. Можно также использовать другие дикарбоновые кислоты, например фумаровую, малеиновую, фталевые, циклогександикарбоновые и т. н. ангидриды, например ангидрид нтарной, фталевой, глутаровой и малеиновой кислот.where R can range from about 1 to about 20. Other dicarboxylic acids, such as fumaric, maleic, phthalic, cyclohexane dicarboxylic, and so on can also be used. anhydrides, such as succinic, phthalic, glutaric and maleic anhydrides.
Предпочтительны алкандикарбоновые кислоты , которые содержат от 4 до 10 атомов углброда .Preferred alkanedicarboxylic acids that contain from 4 to 10 carbon-rim atoms.
Разветвление можно обеспечить введением небольших количеств поликарбоновых кислот и их ангидридов, например тримеллитовойBranching can be achieved by introducing small amounts of polycarboxylic acids and their anhydrides, such as trimellitic
кислоты, диангидрида пиромеллитовой кислоты , 1,2,4-бутантрикарбоновой кислоты н т. н. Пригодны сомономеры оксикислоты, например оксипивалинова кислота, 7-оксигептанкислота и т. н.acid, pyromellitic acid dianhydride, 1,2,4-butanethricarboxylic acid, n. N. Hydroxy acid comonomers are suitable, for example, hydroxypivalic acid, 7-hydroxyheptane acid, and so on.
Согласно другому варианту, в качестве средств дл обрыва цени можно использовать только вышеописанные ноликарбоновые кислоты . При применении таких нолучаЮт кислоты преимущественно с концевыми групнами карбоновых кислот, благодар чему образуютс промежуточные продукты, используемые дл получени производных сложных эпоксидных эфиров, которые, в свою очередь, примен ют дл получени полиуретановыхAccording to another embodiment, only the above described nicarboxylic acids can be used as a means for terminating the value. When using such bolutes, the acids are predominantly with terminal groups of carboxylic acids, due to which intermediate products are used, which are used to obtain derivatives of epoxy esters, which, in turn, are used to obtain polyurethane
производных этого тина.derivatives of this tina.
Как и но вышеописанным вариантам нолучеии полиэфирных нолиолов реакцию можно вести в присутствии ката.тизатора этерификации или без него.As with the above described variants of polyester nolioles, the reaction can be carried out with or without an esterification catalysts.
Пнже прив|едены примеры, иллюстрирующие предлагаемый способ, но не ограничивающие его. В нримерах кислотное и гидроксильное числа определены но известным методам .Examples are given illustrating the proposed method, but not limiting it. In the nimers, the acid and hydroxyl numbers are determined by well-known methods.
Пример 1. 1740 г (около 10 .коль) 6-ацетоксиканроновой кислоты 98,5%-ной чистоты (онределена омылением 0,5 н. ЫаОП) смешивают с 100 о воды и подают в сосуд, снабженный мешалкой, термометром, насадкой дл Example 1. 1740 g (about 10.) Of 6-acetoxycanronic acid of 98.5% purity (determined by saponification of 0.5N. NaOPS) is mixed with 100 ° of water and fed into a vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a nozzle
дистилл пии и охладителем дл дистилл та. В качестве катализатора добавл ют 100 г смолы сульфоновой кислоты «Amberlite 200 в водородной форме, чтобы ускорить гидролиз ацетоксисоединений. Смешанные компонентыdistillate and cooler for distillate. As catalyst, 100 g of Amberlite 200 sulfonic acid resin in hydrogen form is added to accelerate the hydrolysis of acetoxy compounds. Mixed components
нагревают до 110-120°С. При этой температуре начинаетс перегонка смеси воды и уксусной кислоты.heated to 110-120 ° C. Distillation of a mixture of water and acetic acid begins at this temperature.
После удалени нриблизительно 500 г дистилл та температура сосуда достигаетAfter removing approximately 500 g of distillate, the vessel temperature reaches
140-145°С. Далее внос т еще 2000 г воды в смесь комнонентов, снова нагревают до 110-120°С, пока перегон етс смесь воды и уксусной кислоты. После удалени ирнблизительно 2-100 г дистилл та температура сосуда достигает 140-145°С. В третий раз добавл ют 2000 г водЕз, сосуд снова нагревают до температуры ПО-120°С, при которой смесь воды и уксусной кислоты отгон етс сверху. Когда соберут 6100 г дистилл та, состо щего140-145 ° C. Next, another 2000 g of water is added to the mixture of the components, again heated to 110-120 ° C while the mixture of water and acetic acid is distilled. After removal of approximately 2-100 g of distillate, the distillate temperature of the vessel reaches 140-145 ° C. For the third time, 2000 g of water is added, the vessel is again heated to a PO-120 ° C temperature, at which the mixture of water and acetic acid is distilled from above. When will collect 6100 g of distillate consisting
из воды и уксусной кислоты, дистилл т анализируют дл определени содержани уксусной кислоты путем титровани 0,5 н. NaOH. Титрование показывает, что собрано приблизительно 590 г уксусной кислоты. Далее в со110°С , пока осуществл етс перегонка. После удалени 500 г дистилл та анализируют остаточный дистилл т. Анализ показывает, что уксусна кислота больше не перегон етс . Ионообменную смолу из реакционной смеси Здал ют фильтрованием, промывают 200 е воды, промывные жидкости и фильтрат объедин ют , определ ют кислотное число фильтрата , которое показывает, что продукт гидролиза состоит приблизительно из одной трети 6-оксикапроновой кислоты, причем две трети- высшие олигомеры этой кислоты. Продукт гидролиза содержит и весьма значительное количество воды. Пример 2. Этот пример иллюстрирует получение полиэфирного диоласмол. вес. 2000 без применени катализатора, причем в качестве средства дл обрыва цепи используют 1,4-бутандиол, а продукт гидролиза по примеру 1 - в качестве исходного материала. Приблизительно 2300 г смеси продукта гидролиза и промывных жидкостей По примеру 1 подают в реакционный сосуд с мешалкой, снабженный термометром, короткой наполненной ректификационной колонной и насадкой дл дистилл ции сверху этой колонны. К продукту гидролиза и про.мывным жидкост м в сосуде добавл ют 55 г 1,4-бутандиола. Затем реакционную смесь нагревают 7 час до 195С, причем за это врем собирают 1040 г дистилл та, содержащего в основном воду. Далее постепенно уменьшают давление посредством вакуумного насоса до тех пор, пока продолжаетс посто нна медлепна перегонка воды. В то врем как давление в течение 6 час медленно снижаетс до 100 мм. рт. ст., температура ностепенно новьтшаетс до 240°С. Вакуум довод т до 3 мм рт. ст., а компоненты смеси выдерживают еще 3 час при температуре 240°С, причем за это врем прекращаетс перегонка воды и другого дистилл та. Общее количество полученного дистилл та 1085 г. Продукт полиэфирного полпола охлаждают до комнатной температуры, получают воскообразное твердое вешество. Кислотное число продукта около 1,5 и гидроксильное число около 55. Пример 3. 100 г описанного в примере 2 полиэфира с гидроксильным числом 55 и кислотным числом 1,5 смешивают с 9,5 г 1,4-бутандиола и нагревают до 120°С. При этой TeiMпературе к смеси полиэфирного полиола и диола добавл ют 43 г п,/г-дифенилметандиизоцианата и в течение нескольких минут интенсивно перемешивают компоненты, удал ют из них газы и выливают в лодогретую форму, как только смесь достигнет температуры 140-145°С. Закрытую форму оставл ют на 1 час при 120°С в печи с циркул цией воздуха . После охлаждени формы пробу эластомера вынимают, затем отверждают в течение 12 час при 100°С. Через неделю пребывани в описанных услови х полученные эластомеры имеют црочность на разрыв выше 492 кг/см при удлинении при разрыве около 600%. Твердость по Шору А продуктов - 85. Продукт отличаетс хорошей эластичностью и сопротивлением к истиранию. Эластомер можно также получить по «методу форполимера, по которому полиэфирный полиол нодвергают реакции обменного разложени сначала с диизоцианатом, а затем с 1,4-бутандиолом. Получаемый при этом эластомер также имеет отличную прочность на разрыв. Пример 4. В реакционную колбу, снабженную мешалкой, термометром, ловушкой Дина-Старка с охладителем и патрубком дл впуска азота, ввод т 960 г (6 моль) 6-форми.локсикапроновой кислоты 97,9%-ной чистоты, определ емой путем омылени 0,5 н. NaOH, добавл ют 432 г (24 моль) воды и 25,6 г ионообменной смолы сульфоновой кислоты в водородной форме, котора служит катализатором дл гидролиза сложного эфира. Компоненты нагревают до температуры около 100°С, при которой начинаетс перегонка смеси воды и муравьиной кислоты. Когда концептраци водорода (значение рН) уменьшитс до такой точки, при которой температура реакционного сосуда повыситс приблизительно до 130-140°С, к гидролизуемой смеси добавл ют еще воду дл гидролиза сложного эфира муравьиной кислоты. Реакци считаетс законченной, когда путем титровани 0,5 н. NaOn устанавливают, что в дистилл те воды муравьина кислота отсутствует . Дл этой цели путем перегонки при температуре реакционной сосуда между 100 и 145°С выдел ют 7426 г дистилл та воды и муравьиной кислоты, который содержит 269 г муравьиной кислоты. После выделени 269 г муравьиной кислоты ввод т дополнительную порцию катализатора - около 25 г смолы сульфоновой кислоты в водородной форме. При дополнительной подаче воды часто наблюдаетс , что компоненты, участвующие в реакции, не раствор ютс , когда содержание воды приближаетс к 1 моль на 1 моль введенного в начале сложного эфира муравьиной кислоты. Это наблюдение показывает, что продукт гидролиза содержит не только оксикапроновую кислоту, но преимущественно ее олигомеры , которые уже не раствор ютс в воде. Обща продолжительность гидролиза до отсутстви в дистилл те муравьиной кислоты около 28 час. По окончании отгонки воды к нродукту гидролиза добавл ют 43,6 г (0,37 моль) 1,6-гександиола , а ионообменную смолу отдел ют фильтрованием. Получают 759 г фильтрата, который ввод т в реакционную колбу, снабженную мешалкой, патрубком дл впуска азота , термометром и насадкой дл азеотропной перегонки. Компоненты смеси нагревают 10 час от 120 до и выдел ют 79 г водного дистилл та путем образовани азеотропа с толуолом. После выделени толуола и однорт . ст. полиэфир анализируют. Полиэфир представл ет собой воскообразное твердое вещество с гидроксильным числом 24,1 и карбоксильным 1,9, что соответствует молекул рному весу около 4655.from water and acetic acid, the distillate is analyzed to determine the content of acetic acid by titration with 0.5N. NaOH. Titration indicates that approximately 590 g of acetic acid has been collected. Further, at 110 ° C, while distillation is carried out. After removal of 500 g of distillate, the residual distillate is analyzed. Analysis shows that the acetic acid is no longer distilled. The ion exchange resin from the reaction mixture is filtered, washed with 200 e of water, the washing liquids and the filtrate are combined, the acid number of the filtrate is determined, which indicates that the hydrolysis product consists of approximately one-third of 6-hydroxycaproic acid, and two-thirds of the higher oligomers acid. The hydrolysis product also contains a very significant amount of water. Example 2. This example illustrates the preparation of polyester diol resin. weight. 2000 without the use of a catalyst, with 1,4-butanediol being used as a chain breaker and the hydrolysis product of Example 1 as the starting material. Approximately 2300 g of the mixture of the hydrolysis product and the washing liquids of Example 1 are fed into a reaction vessel with a stirrer, equipped with a thermometer, a short, filled distillation column and a nozzle for distillation on top of this column. 55 g of 1,4-butanediol are added to the hydrolysis product and washing liquids in the vessel. The reaction mixture is then heated to 7 ° C for 7 hours, during which time 1040 g of distillate containing mainly water are collected. Then, the pressure is gradually reduced by means of a vacuum pump as long as the constant sluggy distillation of water continues. While the pressure slowly decreases to 100 mm over 6 hours. Hg Art., the temperature is still rising to 240 ° C. The vacuum is adjusted to 3 mm Hg. the mixture components are kept for another 3 hours at a temperature of 240 ° C, during which time the distillation of water and another distillate is stopped. The total amount of distillate obtained is 1085 g. The polyester polpol product is cooled to room temperature; a waxy solid solid is obtained. The acid number of the product is about 1.5 and the hydroxyl number is about 55. Example 3. 100 g of the polyester described in example 2 with a hydroxyl number 55 and an acid number 1.5 are mixed with 9.5 g of 1,4-butanediol and heated to 120 ° C . At this temperature, 43 g of n, / g-diphenylmethane diisocyanate are added to the mixture of polyether polyol and diol and the components are intensively mixed for several minutes, gases are removed from them and poured into the water-heated form as soon as the mixture reaches 140-145 ° C. The closed mold is left for 1 hour at 120 ° C in an air circulation oven. After cooling the mold, the sample of the elastomer is removed, then cured for 12 hours at 100 ° C. After a week in the conditions described, the resulting elastomers have tensile strengths above 492 kg / cm with an elongation at break of about 600%. Shore A hardness of products is 85. The product is characterized by good elasticity and abrasion resistance. The elastomer can also be prepared using the prepolymer method, in which the polyether polyol is subjected to exchange decomposition reactions, first with diisocyanate and then with 1,4-butanediol. The resulting elastomer also has excellent tensile strength. Example 4. In a reaction flask equipped with a stirrer, a thermometer, a Dean-Stark trap with a cooler and a nitrogen inlet, 960 g (6 mol) of 6-formyloxycaproic acid of 97.9% purity determined by saponification were introduced. 0.5 n. NaOH, 432 g (24 mol) of water and 25.6 g of sulfonic acid ion exchange resin in the hydrogen form, which serves as a catalyst for the hydrolysis of the ester, are added. The components are heated to a temperature of about 100 ° C at which distillation of the mixture of water and formic acid begins. When the concept of hydrogen (pH value) decreases to such a point that the temperature of the reaction vessel rises to approximately 130-140 ° C, more water is added to the hydrolyzable mixture to hydrolyze the formic ester. The reaction is considered complete when by titration with 0.5 n. NaOn states that formic acid is not present in distilled water. For this purpose, 7426 g of a distillate of water and formic acid, which contains 269 g of formic acid, are distilled at a temperature of the reaction vessel between 100 and 145 ° C. After the release of 269 g of formic acid, an additional portion of the catalyst is introduced — about 25 g of the sulfonic acid resin in the hydrogen form. With an additional supply of water, it is often observed that the components involved in the reaction do not dissolve when the water content approaches 1 mole per mole of formic acid ester introduced at the beginning. This observation shows that the hydrolysis product contains not only hydroxycaproic acid, but mainly its oligomers, which are no longer soluble in water. The total duration of hydrolysis to formic acid in distillate is about 28 hours. At the end of the water distillation, 43.6 g (0.37 mol) of 1,6-hexanediol are added to the hydrolysis product, and the ion exchange resin is separated by filtration. 759 g of filtrate are obtained, which is introduced into a reaction flask equipped with a stirrer, a nitrogen inlet, a thermometer and a nozzle for azeotropic distillation. The components of the mixture are heated for 10 hours from 120 to and 79 g of aqueous distillate are isolated by forming an azeotrope with toluene. After release of toluene and single. Art. polyester analyzed. The polyester is a waxy solid with a hydroxyl number of 24.1 and a carboxyl of 1.9, which corresponds to a molecular weight of about 4655.
Пример 5. В реакционную колбу, снабженную мешалкой, термометром, ловушкой Дина-Старка с охладителем и натрубком дл впуска азота, нодают 960 г (6 моль) 6-формилоксикапроновой кислоты 97,9%-ной чистоты , определ емой путем омылени 0,5 н. NaOH. В гидролизуемую смесь ввод т 1000 г воды и 25 г смолы сульфоновой кислоты в водородной форме, которую нагревают до температуры , при которой начинаетс перегонка смеси воды и .муравьиной кислоты. Отделив через капельную воронку 850 г дистилл та, подают свежую воду с такой скоростью, чтобы объем жидкости в сосуде пока непрерывно удал ют дистилл т был приблизительно посто нным . Скорость перегонки и подачу свежей воды регулируют с таким расчетом, чтобы при температуре около 120 и 130°С получить гомогенную фазу. Таким образом удал ют всего 6900 г дистилл та, включа первые 850 г, причем дистилл т содержит 270 г муравьиной кислоты, определ е.мой путем титровани 0,5 н. NaOH. Обш,а продолжительность гидролиза до отсутстви в дистилл те муравьиной кислоты около 20 час.Example 5. In a reaction flask equipped with a stirrer, a thermometer, a Dean-Stark trap with a cooler and a nitrogen inlet tube, 960 g (6 mol) of 6-formyloxycaproic acid of 97.9% purity determined by saponification 0.5 are added. n NaOH. Into the hydrolyzable mixture, 1000 g of water and 25 g of sulfonic acid resin are introduced in hydrogen form, which is heated to the temperature at which distillation of the mixture of water and formic acid begins. By separating 850 g of distillate through a dropping funnel, fresh water is supplied at such a rate that the volume of liquid in the vessel while continuously removing the distillate is approximately constant. The rate of distillation and the supply of fresh water is controlled so that at a temperature of about 120 and 130 ° C to obtain a homogeneous phase. In this way, a total of 6900 g of distillate, including the first 850 g, are removed, the distillate containing 270 g of formic acid, determined by elution by titration with 0.5N. NaOH. Obsh, and the duration of hydrolysis to the absence of formic acid in distillate is about 20 hours.
Гидролиз можно ускорить, если его вести при более высокой температуре и под давлением , причем муравьиную кислоту можно отгон ть с вод ным паром.Hydrolysis can be accelerated if it is conducted at a higher temperature and under pressure, and formic acid can be distilled off with water vapor.
Из вышеописанного продукта гидролиза, содержащего небольшое количество 6-оксикапроновой кислоты и весьма значительные количества высших олигомеров, что видно из нерастворимости продукта гидролиза при разбавлении водой, путем фильтровани удал ют ионообменную смолу. Фильтровальный осадок промывают 300 г воды, а фильтрат и промывные жидкости собирают и загружают в реактор. Реактор снабжен мешалкой, термометром , заполненной ректификационной колонной высотой 300 мл1 и насадкой дл дистилл ции сверху колонны.From the above-described hydrolysis product, containing a small amount of 6-hydroxycaproic acid and very large amounts of higher oligomers, as can be seen from the insolubility of the hydrolysis product upon dilution with water, the ion exchange resin is removed by filtration. The filter cake is washed with 300 g of water, and the filtrate and washings are collected and loaded into the reactor. The reactor is equipped with a stirrer, a thermometer filled with a distillation column with a height of 300 ml1 and a distillation head on top of the column.
К продукту гидролиза и промывным жидкост м добавл ют 35 г 1,4-бутандиола. Реакционную смесь нагревают 5 час до 220°С, пока через колонну отвод т избыточную воду и конденсационную воду. Колонна должна удерживать 1,4-бутандиол в сосуде.35 g of 1,4-butanediol are added to the hydrolysis product and the washing liquids. The reaction mixture is heated for 5 hours to 220 ° C while excess water and condensation water are removed through the column. The column should hold 1,4-butanediol in the vessel.
Далее реакционную смесь медленно нагревают в течение 5 час до 240°С, причем поддерживают вакуум только 3 мм рт. ст. Получаемый полиэфир при комнатной температуре представл ет собой воскообразное твердое вещество с карбоксильным числом 1,7 н гидроксильным 56,5, что соответствует вычисленному молекул рному весу около 1930.Next, the reaction mixture is slowly heated to 240 ° C for 5 hours, and only 3 mm Hg vacuum is maintained. Art. The resulting polyester at room temperature is a waxy solid with a carboxyl number of 1.7 n hydroxyl 56.5, which corresponds to a calculated molecular weight of about 1930.
300 г этого полиэфира подвергают реакции обменного разложени с 59,4 г изомерной смеси 2,4- и 2,6-толуолизоцианатов в соотношении 80:20 при температуре 80°С в течение 3 час300 g of this polyester are subjected to an exchange decomposition reaction with 59.4 g of an isomeric mixture of 2,4- and 2,6-toluene isocyanates in a ratio of 80:20 at a temperature of 80 ° C for 3 hours
в сухой азотной среде. Получаемый твердый продукт реакции с изоцианатными концевыми группами содержит 4,1 вес. % NCO.in a dry nitrogen environment. The resulting solid reaction product with isocyanate end groups contains 4.1 weight. % NCO.
100 г этого продукта реакции с изоцианатными концевыми группами нагревают до и в течение 2 мин тщательно смешивают с 13 г 4,4-метилен - бис - (о-хлоранилина), предварительно нагретого до 121°С. За это врем реакционна смесь подвергаетс вакуу.му 2 мм100 g of this reaction product with isocyanate end groups are heated to and thoroughly mixed for 2 min with 13 g of 4,4-methylene - bis - (o-chloroaniline), preheated to 121 ° C. During this time, the reaction mixture is subjected to a vacuum of 2 mm.
рт. ст., чтобы перед личьем из нее были удалены газы. Реакционную смесь быстро выливаю в металлическую форму, подогретую до . Эластомер отверждают 10 час при 100°С. Определение физических свойств показывает твердость по Шору А 85 и прочность при раст жении 422 кг/см, удлинение при разрыве около 500%.Hg Art., so that before the gas was removed from it. The reaction mixture is quickly poured into a metallic form, heated to. The elastomer is cured for 10 hours at 100 ° C. The determination of physical properties shows a Shore A 85 hardness and a tensile strength of 422 kg / cm, an elongation at break of about 500%.
Пример 6. В реакционную колбу, снабженную мешалкой, термометром, патрубкомExample 6. In a reaction flask equipped with a stirrer, thermometer, pipe
дл впуска азота и ловушкой Дина-Старка, имеющей обратный холодильник, подают 2423 г сложного метилового эфира 6-оксикапроповой кислоты Уб,7%-пой чистоты, 576 г воды и 60 г ионообменной смолы сульфоновойFor admission of nitrogen and a Dean-Stark trap having a reflux condenser, 2423 g of 6-hydroxycaproic acid methyl ester Ub, 7% pure, 576 g of water and 60 g of ion-exchange sulfonic resin are fed.
кислоты в водородной форме.acid in hydrogen form.
Реакционную смесь нагревают до температуры 100°С, ири этом начинаетс совместна перегонка воды и метанола. После выделени дистилл ционной воды и метанола добавл ютThe reaction mixture is heated to a temperature of 100 ° C, and the combined distillation of water and methanol begins. After separation of distillation water and methanol, add
свежую воду и провод т гидролиз при температуре 100-125°С с одповре1менным непрерывным отводом воды и метанола. Присутствие метанола в дистилл те контролируют при помощи хроматографического анализа паровой фазы. После добавлени 5472 г воды, включа поданные в начале 576 г, и непрерывного отвода всего 5796 г дистилл та количество метанола в дистилл те, определ емое при помощи хроматографического апализа паровой фазы, в этих услови х еще незначительно. Гидролиз по вышеописаииому опыту продолжаетс приблизительно сутки.fresh water and hydrolysis is carried out at a temperature of 100-125 ° C with simultaneous continuous removal of water and methanol. The presence of methanol in the distillate is monitored by chromatographic analysis of the vapor phase. After adding 5472 grams of water, including 576 grams of feed at the beginning, and a total of 5796 grams of continuous distillate, the amount of methanol in the distillate determined by chromatographic apalysis of the vapor phase is still insignificant under these conditions. The hydrolysis of the above described experiment lasts approximately 24 hours.
При гидролизе образуетс сравнительно небольшое количество 6-оксикапроновой кислоты , причем основной продукт гидролиза - высшие олигомеры, что подтверждаетс нерастворимостью в воде этого продукта. Необработанна смесь олигомеров пригодна дл превращени в полиэфир без дальнейшей очистки .During hydrolysis, a relatively small amount of 6-hydroxycaproic acid is formed, with the main product of hydrolysis being higher oligomers, which is confirmed by the insolubility in water of this product. The crude mixture of oligomers is suitable for conversion to polyester without further purification.
Далее фильтровапием из продукта гидролиза удал ют ионооб.менную смолу, причем собираетс всего 1950 г продукта, 1900 г вышеопнсанпого продукта гидролиза, 191 г диэтиленгликол и 0,01 г катализатора, что соответствует 5 ч. на 1 млн. из расчета на вес компонентов смесн, затем ввод т в реактор, снабженный мешалкой, термометром, патрубком дл впуска азота и ловушкой с обратнымNext, the ion exchange resin is removed from the hydrolysis product with a filter, and only 1950 g of the product, 1900 g of the above-mentioned hydrolysis product, 191 g of diethylene glycol and 0.01 g of catalyst are collected, which corresponds to 5 parts per 1 million based on the weight of the components of the mixture. is then introduced into a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen inlet, and a reverse trap.
холодильником.a fridge.
Смесь нагревают 8 час до 240°С до получени 134 г дистилл та, преимущественно воды. Согласно анализу получаемый полиэфир при комнатной температуре представл ет собойThe mixture is heated for 8 hours to 240 ° C to obtain 134 g of distillate, preferably water. According to the analysis, the resulting polyester at room temperature is
1515
кислотное число 0,5 и гидроксильное 88,4, что соответствует молекул рному весу около 1270.acid number 0.5 and hydroxyl 88.4, which corresponds to a molecular weight of about 1270.
300 г вышеописанного полиэфира прн температуре 95°С в течение 1 час в сухой азотной среде подвергают реакции обменного разложени с 75 г изомерной смеси 2,4- и 2,6-толуолдиизоцианатов в соотношении 80:20. Получаемый продукт реакции с изоцианатными группами содержит 4,15 вес. % NCO.300 g of the above described polyester with a temperature of 95 ° C for 1 hour in a dry nitrogen medium are subjected to an exchange decomposition reaction with 75 g of an isomeric mixture of 2,4- and 2,6-toluene diisocyanates in a 80:20 ratio. The resulting reaction product with isocyanate groups contains 4.15 weight. % NCO.
110 г вышеописанного продукта реакции с изоцианатными концевыми группами подвергают реакции обменного разложени с 13 г 4,4-метилен-бис-(о-хлоранилина) аналогично примеру 6 и выливают в форму дл получени эластомера. Эту пробу выдерживают в течение 45 шш при 120°С, а затем еш,е 1V4 ч с при 100°С, выдерживают дл затвердевани в течение 72 час цри комнатной температуре.110 g of the above described reaction product with isocyanate end groups is subjected to an exchange decomposition reaction with 13 g of 4,4-methylene bis (o-chloroaniline) as in Example 6 and poured into a mold to obtain an elastomer. This sample is incubated for 45 ° C at 120 ° C, and then Yes, eV 1V4 h at 100 ° C, maintained for 72 hours at room temperature.
Эластомер имеет следуюнд,ие физические свойства:The elastomer has the following physical properties:
Твердость по Шору А85Shore A85 hardness
Модуль (в кг/слг) при удлинении, %: 10046,9Module (in kg / slg) at elongation,%: 10046.9
20062,520062,5
16sixteen
39,4 39.4
300 164 400 500 328 300 164 400 500 328
Прочность на разрыв, кг1см 392 Предел прочности при раст жении , кг/см 437 Удлинение при разрыве, %576 Толщина, мм 1,83 Твердость по Шору А определена методом D 1584-59, модуль -D 412-61Т (50,8 см/мин), прочность на разрыв - D 624-54 форма С, предел прочности при раст жении и удлинении - D 412-61Т (по ASTM).Tensile strength, kg1cm 392 Strength at tensile strength, kg / cm 437 Elongation at break,% 576 Thickness, mm 1.83 / min), tensile strength - D 624-54 form C, tensile strength and elongation strength - D 412-61Т (according to ASTM).
Предмет изобретени Subject invention
Способ получени полиуретанов путем взаимодействи соединений, содержаш,их активные атомы водорода, с нолиизоцианатами в присутствии целевых добавок, отличающийс тем, что в качестве соединений, содержаш,их активные атомы водорода, используют нолиэфирполиолы на основе 6-гидроксиканроновых кислот и нх олнгомеров.A method of producing polyurethanes by reacting compounds containing their active hydrogen atoms with niisocyanates in the presence of targeted additives, characterized in that nylether polyols based on 6-hydroxycanronic acids and nth olgomers are used as compounds that contain their active hydrogen atoms.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU321009A1 true SU321009A1 (en) |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102145640B1 (en) | Polyester and polyurethane production method | |
| JP2022081532A (en) | Isocyanates, derivatives and methods for producing them | |
| JPS5965043A (en) | Hedroxymethyl polyol | |
| JP2014522446A (en) | Aliphatic polyester polyols derived from cyclohexane oxidation by-product streams as precursors for polyurethane and polyisocyanurate polymers | |
| CN1522270A (en) | A method for preparing aliphatic oligocarbonate diol | |
| JP2000506203A (en) | Post-treatment method of residue containing dihydroxy compound | |
| US5633389A (en) | Thermoreversible coating and a process for its manufacture | |
| JPS597141A (en) | Polyamine and manufacture | |
| WO2014047043A1 (en) | Materials comprising nvr polyols | |
| US5066824A (en) | Novel process for the preparation of amine-terminated compounds | |
| US3234153A (en) | Preparation of a cellular polyurethane plastic | |
| JP6538831B2 (en) | Curable organic polymers comprising at least one acylurea unit, their preparation and their use | |
| SU321009A1 (en) | METHOD OF OBTAINING POLYURETHANE | |
| US3658761A (en) | Process for preparing hydrolyzates of acyloxycaproic acid and alklyhydroxycaproate and polyurethanes made therefrom | |
| JPS5890541A (en) | Modified polyamine, manufacture and use for polyurethane manufacture | |
| CN107987268A (en) | A kind of synthetic method using dual catalyst production polycarbonate polyol | |
| US7705106B2 (en) | Initial compounds for producing polyurethanes | |
| RU2504557C2 (en) | Foamed polyurethanes | |
| EP0508119B1 (en) | Novel process for the preparation of amine-terminated compounds | |
| US20120108779A1 (en) | Method for producing polyols on the basis of renewable resources | |
| US20250019486A1 (en) | Process for preparing polyoxyalkylene polyester polyols | |
| JPH101526A (en) | Active hydrogen component and production of polyurethane resin | |
| JP4529676B2 (en) | Process for producing reactive stabilized polycarbonate polyol and polyurethane resin using reactive stabilized polycarbonate polyol | |
| JP3235909B2 (en) | Method for producing lactone-based polyester polyol | |
| CH509365A (en) | Polyurethane elastomer prodn |