170930. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kationos poliuretánok előállítására vizes diszperziók formájában
3 170930 4 Meglepő módon azt találtuk, hogy kiváló tulajdonságú kationos poliuretánokhoz juthatunk, ha egy dihidroxivegyületet egy poliizocianáttal egy NCO-végcsoportokat tartalmazó előaddukttá alakítunk, a kapott előaddukt láncát egy alifás diollal (amelynek tercier nitrogénatomja van) reagáltatva meghosszabbítjuk és a meghosszabbított láncú terméket ammónium-vegyületté alakítjuk, vagy az előaddukt láncát egy olyan megfelelő monomer alifás diollal hosszabbítjuk meg, amely már ammónium-vegyületté van alakítva, és dihidroxivegyületként a találmány értelmében valamely OH-R(R')-OH általános képletű vegyületet — ahol R jelentése legalább 2 és legfeljebb 7 szénatomot és adott esetben heteroatomként oxigén-, nitrogén- vagy kénatomot tartalmazó alkiléncsoport, és R1 szubsztituenshez egyszeres kémiai kötéssel kapcsolódik, R1 jelentése -C a H 2a+1 (ahol 22 3* a> 10) általános képletű alkilcsoport vagy -OCOb H 2b+ i (ahol 21 3* b 3* 9) általános képletű karbonsavmaradék - használunk, a poliizocianátra vonatkoztatva 1:1,1 és 1:3 mólarányok közötti mennyiségben. Ammónium-vegyületeken itt olyan vegyületeket értünk, melyek - mint például a tercier aminők sói vagy kvaterner ammóniumsói — pozitív töltéssel rendelkező nitrogénatomot tartalmaznak. Különösen előnyösen használhatók az olyan dihidroxivegyületek, amelyek R1 helyén legalább 16 szénatomos alkilcsoportot tartalmaznak. Ugyanakkor előnyösen olyen dihidroxivegyületeket alkalmazunk, melyeknél a két hidroxil-csoport az alifás láncban legfeljebb 7 atommal van összekötve, vagyis R legfeljebb 7 szénatomos alkiléncsoportot jelent. R1 lehet a hidroxil-csoportok egyikét hordozó szénatomon, de lehet a hidroxil-csoportokat hordozó szénatomok közötti valamelyik szénatomon is. Előnyösen 10-22 szénatomot tartalmaz. Ha R jelentésében a heteroatom egy nitrogénatom, akkor R1 (amely legalább 10, előnyösen 16 szénatomos) a heteroatomon keresztül is kapcsolódhat. Ha az R helyén levő alkiléncsoportban egy heteroatom van, akkor a találmány szerinti eljárásnak az a feltétele, hogy a dihidroxivegyületnek a poliizocianáttal való reagáltatásakor a heteroatomon ne legyen jelen olyan csoport, amely az izocianát-csoporttal reagálni képes, azaz ha például a láncban nitrogénatom van, akkor a harmadik vegyértékének aktív hidrogénatomot nem tartalmazó csoporttal kell szubsztituálva lennie. Dihidroxivegyületként különösen alkalmasak a glicerin-zsírsavmonoészterek, például a glicerin-monosztearát vagy a glicerin-monobehenát. Olyan vegyületekként, amelyeknél R láncában egy szénatomot heteroatom helyettesít, megemlítjük az N-szubsztituált dialkanolaminokat, különösen az N-sztearil-dietanolamint. További dihidroxi-vegyületekként, amelyek megfelelő szénatomszámú szubsztituenst tartalmaznak, jelen találmány keretében az 1,2-dihidroxi-oktadekán és az 1,4-dihidroxi-oktadekán bizonyult nagyon alkalmasnak. A dihidroxivegyület poliizocianáttal való reagáltatását legjobban vízmentes oldószerben, előnyösen 5 acetönban végezhetjük el. Reakcióközegként egyéb oldószerek is alkalmasak, melyek az izocianáttal szemben inertek, illetve a reakciókomponensekhez képest csak csekély mértékben reakcióképesek. Ebben az összefüggésben megemlítjük a tetrahidro-10 furánt, a dimetilformamidot, a kloroformot, a perklóretilént, a metilénkloridot, a metil-etil-ketont, az etil-acetátot és a dimetil-szulfoxidot. A dihidroxivegyület reagáltatását a poliizocianáttal azonban oldószer nélkül, olvadékban is végre-15 hajthatjuk. A dihidroxi-vegyület és a poliizocianát reagáltatásához katalizátort is alkalmazhatunk. Katalizátorként a diacetoxi-dibutil-ón bizonyult többek között különösen előnyösnek. További katalizárotok: 20 dibutil-ón-laurát, kobalt-naftenát, cink-oktoát, valamint tercier aminők, például a trietil-amin, vagy az l,4-diaza[2,2,2]-biciklo-oktán. A lánchosszabbításnál alkalmazott, tercier nitrogénatomot tartalmazó diolokat is lehet katalizátorként alkalmazni. 25 A poliizocianátok, amelyeket az előaddukt felépítéséhez használunk fel, mind alifás, mind aromás természetűek lehetnek. Vegyes, alifás-aromás vegyületeket is alkalmazhatunk. Előnyösen diizocianátokat alkalmazunk. Különösen beváltak a to-30 luilén-diizocianátok, a difenilmetán-4,4'-diizocianát és a hexametilén-diizocianát. Úgynevezett maszkírozott diizocianátokat is alkalmazhatunk, mint például a difenilmetán-4,4'-diizocianát és a 2 mól fenol reakcióterméke. 35 Triizocianátként a találmány keretében bevált a glicerinből és 3 mól toluilén-diizocianátból álló addíciós termék, valamint a tri-(4-izocianatofenil)-monitiofoszfát. Olyan poliizocianátok alkalmazásánál, amelyek a molekulájukban több, mint két 40 izocianát-csoporttal rendelkeznek, előnyösen nagy mennyiségű diizocianátot is reagáltatunk egyidejűleg, mert ha kizárólag, vagy nagy hányadban alkalmazunk olyan poliizocianátokat, melyek molekulájában 3 vagy több izocianát-csoport van, akkor 45 igen könnyen ellenőrizhetetlen térhálósodások következhetnek be. A találmány keretében előnyben részesítjük az aromás diizocianátokat. A reakciópartnerek arányát, mégpedig a dihidr-50 oxi-vegyületnek a poliizocianáthoz való arányát viszonylag széles tartományban változtathatjuk. így lehetséges például 1:1,1-től 1:3 dihidroxi-vegyület : diizocianát mólaránnyal dolgozni. Különösen alkalmas az 1 :1,5—1: 2,5 közötti mólarány-tarto-55 many, amikor is a pontosan 1 :2 arány előnyös. A kapott előterméket ezután egy tercier nitrogénatomot tartalmazó alifás diol, közelebbről egy N-(l-6 szénatomos alkil)-di( 1 —4 szénatomos alkanol)-amin vagy egy di(l-4 szénatomos)-alkilamino-60 (3—5 szénatomos)alkándiol közel ekvivalens mennyiségével reagáltatjuk. Az ekvivalens mennyiségek itt azt jelentik, hogy a jelenlevő izocianát-csoportokkal azonos számú diol-hidroxil-csoportot alkalmazunk. Tercier nitrogénatomot tartalmazó ali-65 fás dióiként különösen az N-metil-dietanolamin és 2
