170930. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kationos poliuretánok előállítására vizes diszperziók formájában

5 170930 6 az l,2-propándiol-3-dimetilamin vált be. Magától értetődően egyéb tercier nitrogénatomot tartalmazó vegyületeket is felhasználhatunk, így például N-n-butil-dietanolamint, N-terc-butil-dietanolamint vagy N-metil-dipropanolamint. Az előaddukt és a diol reakcióját általában lánchosszabbításnak nevezzük. Az előtermék reagáltatása a lánchosszabbítóval előnyösen vízmentes oldószerben történik, amire az aceton különösen bevált. A lánchosszabbítást leginkább a forráspont hőmérsékletén hajtjuk végre. A reakció lefolyását egy megfelelő izocianát-meghatározási módszerrel követhetjük, A reakció vége felé az izocianát-tartalomnak 1%-nál kisebbnek kell lenni. A lánchosszabbított terméket ezután ammónium-vegyületté alakítjuk. Ekkor a tercier nitrogénatom még szabad elektronpárját kötésbe visszük úgy, hogy a nitrogénatom pozitív töltést kap. Ennél a folyamatnál egy megfelelő sav hidrogénatomját, vagy egy alkil-csoportot kapcsolhatunk a nitrogénatomra. Ezt a lánchosszabbítást követő folyamatot megkerülhetjük, ha a lánchosszabbításban egy olyan megfelelő glikolt használunk, amely már ammónium-vegyületként szerepel, például egy olyan sót használunk, amelyet egy sav és egy tercier nitrogénatomot tartalmazó glikol reakciójával állítottunk elő, például az N-metil-dietanolamin hidrokloridját használjuk. A kapott lánchosszabbított termék ammónium-vegyületté való átalakítását előnyösen hidrogén-kloriddal végezzük. Alkalmazhatunk vizes sósav-oldatot, azonban a hidrogén-kloridot gázként is bevezethetjük az oldatba. Nagyon megfelelő az acetonos hidrogén-klorid-oldat alkalmazása is. Az ammónium-vegyületté való átalakítást egy szokásos alkilezőszerrel is végrehajthatjuk. Előnyösen dimetil-szulfátot alkalmazunk. Nagyon kedvező eredményeket kapunk, ha a sósavval való átalakítás során a sósav egy részét dimetil-szulfáttal helyettesítjük, így azt érjük el, hogy a tercier nitrogénatomok egy részére nem hidrogénatom, hanem metil-csoport fog kapcsolódni. Különösen előnyös, ha az ammónium-vegyületté való átalakításnál csak annyi savat, vagy alkilezőszert alkalmazunk, hogy a polimer lOOg-jára számolva 45—200 milliekvivalens tercier nitrogénatomot alakítsunk át ammónium-állapotúvá. Az ebbe a tartományba eső érték beállításához szükséges sav, illetve alkilezőszer mennyiséget a felhasznált kiindulási anyag mennyiségének ismeretében könnyen kiszámíthatjuk. Különösen előnyös, ha a lánchosszabbított terméket az ammónium-vegyületté való átalakítás előtt közti szárításnak vetjük alá. Közti szárításon olyan megfelelő kezelési módokat értünk, melyekkel az adott esetben alkalmazott oldószert, vagy egyéb folyadékok maradványait eltávolíthatjuk. Különösen a termék porlasztásos szárítása, vagy rotációs bepárlóban való kezelése jön szóba. A közti szárításnak alávetett terméket azután adott időben például vízben szuszpendálhatjuk és sósav hozzáadásával ammónium-vegyületté alakíthatjuk. Olyan savak alkalmazásánál, mint a sósav, célszerű a savat nem hirtelen, hanem lassan hozzáadagolni a lánchosszabbított termékhez. Az A tag formálisan egy diizocianátból vezethető le és a szerkezetet visszaadó képlet bemutatja, hogy miként helyezkedik el a polimer láncban. A szakember számára magátólértetődő, hogy az A 5 tag, ha véghelyzetű, akkor véghelyzetű izocianát-, azaz —N=C=0 -csoportot képvisel. Analóg módon A találmány szerinti eljárással előállított kationos poliuretánok az ABAD általános képletű 10 szerkezeti egységekből épülhetnek fel, ahol a szerkezetet felépítő tagok a következő jelentésűek: A = I általános képletű csoport, ahol R egy kétértékű alifás, aromás vagy 15 aralifás csoport, B = II vagy III általános képletű csoport, ahol R' IV általános képletű csoport, amelyben R" V általános képletű csoportot jelent, ahol n = 9—21 20 közötti egész szám, D = VI vagy VII általános képletű csoportot jelent, ahol R'" VIII általános képletű csoportot jelent, amelyben n' = 2—4 közötti egész szám, r és s = 2-6 közötti 25 egész szám és X~ egy savmaradék, előnyösen Cl-. A B tag jelentheti még a IX, X vagy XI általános képletű csoportokat is, amely csoportok-30 ban m = 10-22, előnyösen 16-22 és m' = 10-22, előnyösen 16—22 közötti egész szám. a D tag, amely formálisan egy dióiból vezethető le és itt a képlet szerint mint a láncon belüli lánctag szerepel, ha véghelyzetű, akkor egy véghelyzetű 35 hidroxil-csoportja van. A véghelyzetű csoportokat is meg lehet szekunder reakciókkal változtatni. A találmány szerinti eljárás nagyon egyszerű és előnyös módon vezet kiváló tulajdonságú kationos 40 poliuretánokhoz. A reakciók gyakorlatilag kvantitatíve folynak le. Nem képződnek melléktermékek. Nem következik be nemkívánt térhálósodás sem. Az adott esetben alkalmazott oldószer visszanyerése nagyon egyszerű. Az egyes reakciók gyor-45 san végbemennek úgy, hogy a találmány szerinti eljárással nagy termelékenységet lehet elérni. Az egymásra következő átalakításokat egészen a kész kationos poliuretánig, egymás után, különböző tartályokban hajthatjuk végre, de az is lehetséges, 50 hogy az egyes reakciókat egyetlen reaktorban hajtsuk végre. Az is lehetséges, hogy a találmány szerinti kationos poliuretánok felépítéséhez szükséges kiindulási anyagokat egyidejűleg reagáltassuk, így különösen a lánchosszabbított terméket egy 55 úgynevezett egyreaktoros eljárással is előállíthatjuk. Előnyösen azonban először az előadduktot képezzük és csak azután hajtjuk végre a lánchosszabbítást. Á megfelelő kiindulási anyagok megválasztásával 60 a kationos poliuretánok tulajdonságait széles tartományon belül variálhatjuk. így általában az aromás diizocianátok alkalmazása még kedvezőbb enyvező tulajdonságú kationos poliuretánokhoz vezet. Az ammónium-állapotba vitt nitrogénatomok há-65 nyadának változtatásával a poliuretánok részecske-3