203077. lajstromszámú szabadalom • Eljárás karbodiimidcsoportot tartalmazó izocianát-származékok előállítására, valamint műanyagok vizes diszperziójának stabilizálására
HU 203077B karbodiimidazálásáig, amelynek során szulfonátcsoportokat és adott esetben etilénoxid-egységeket tartalmazó izocianátok is alkalmazhatók olyan mértékben, hogy a kapott termék a fent megadott határok közötti szulfonáttartalmaz mutassa, amelynek során a poliizocianátok és a monoizocianátok arányát, vagyis az izocianát-keverék átlagos NCO-funkcionalitását úgy választjuk meg, hogy a karbodiimidizálási reakció közben láncmegszakítás játszódjék le és így a kapott termék a fent megadott határokon belüli karboddimid tartalommal rendelkezzék, Az említett láncszakadás akkor következik be, ha az átlagos NCO-funkcionalitás 2,0 alatt van. Az a) komponensként alkalmazott izocianát átlagos NCO-funkcionalitásának egyszerű változtatásával tehát beállítható a végtermék móltömege és így a végtermékben statisztikusan előforduló karbodiimid-csoportok száma is. A találmány szerinti eljárás egyik megvalósítási módja szerint az a) komponens izocianátcsoportjait csak részben karbodiimidizáljuk és a fennmaradó szabad izocianátcsoportokát az izocianátcsoporttal szemben reakcióképes csoportokat tartalmazó b) komponenssel reagál tatjuk, amelynek során az első reakciólépésben úgy választjuk meg a karbodiimidizálás mértékét, hogy a végtermék a megadott mennyiségű karbodiimidcsoportokat tartalmazza. Ennek során a b) komponens mennyiségét úgy állapítjuk meg, hogy a karbodiimidizált izocianát minden szabad izocianátcsoportjára legalább egy izocíanátcsoporttal szemben reakcióképes csoport jusson. A találmány szerinti eljárás fenti megvalósítása során a szulfonátcsoport a végtermékbe beépülhet egyrészt az a) komponensen keresztül, péládul szulfonátcsoportot tartalmazó NCO-prepolimerek alkalmazásával, másrészt az a) és/vagy b) komponens részeként, péládul a b) komponensre fent példaként említett szulfonátdiolok alkalmazásával, másrészt a b) komponens részeként vagy diaminoszulfonátok vagy egyéb olyan vegyületek felhasználásával, amelyek mind az izocianátcsoporttal szemben reakcióképes csoportot, mind beépített szulfonátcsoportot tartalmaznak. A végtermékben statisztikus eloszlásban előforduló karbodiimidcsoportok száma ebben az esetben is a kiindulási vegyületek funkcionalitásának megválasztásával változtatható, beállítva ilymódon a végtermék móltömegét. Amennyiben a karbodiimid-csoportok száma már a karbodiimidizált izocianátban eléri a szükséges mértéket, a b) komponenssel történő reagáltatás során elkerüljük a lánchosszabodási reakciót, vagyis b) komponensként előnyösen kizárólag láncszakító hatású komponenseket alkalmazunk. Ugyanakkor lánchosszabbítási reakció játszódik le, ha a b) komponensnek csak kis részeként bifunkciós vegyületeket alkalmazunk, ami természetes módon növeli a végtermékben előforduló karbodiimid-csoportok statisztikus eloszlását. A találmány szerinti eljárás fenti megvalósítása során az a) komponens NCO-funkcionalitása a karbodiimidizáló reakció előtt 1,8-2,5. Ezzel az eljárásváltozattal olyan értékes végterméket nyerhetünk, amelyek a fent megadott határokon belül nagyszámú karbodiimid-csoportot tartalmaznak. A végtermékben adott esetben előforduló etilé-7 noxid-egységek a találmány szerinti eljárás második változtatában is etilénoxid-egységeket tartalmazó a) komponens és/vagy etilénoxid-egységeket tartalmazó b) komponens alkalmazásával nyerhetők. A találmány szerinti eljárás során az a) komponens izocianát-csoportjainak legalább részleges karbodiimidizálását önmagában ismert módon végezzük, például a technika állásával analóg módon, mint ezt a 2 840 589. számú vagy 2 941 966. számú USA-beli szabadalmi leírás, valamint a 2 504 400., 2 552 350. vagy 2 653 120. számú NSZK-beli közrebocsátási irat ismerteti. Az a) komponens izocianátcsoportjainak legalább részleges karbodiimidizálását előnyösen karbodiimidizáló katalizátorok segítségével végezzük, például a 2 941 966., 2 853 518. vagy 2 853 473. számú USA-beli szabadalmi leírásokban vagy a 2 614 323. számú NSZK-beli közrebocsátási iratban ismertetett módon. A karbodiimidizálás során katalizátorként előnyösen 1-metil-lfosza-2-ciklopentén-2-oxidot, vagy 1-metil-l-foszfa-3-ciklopentén-l-oxidot, illetve ezek keverékét alkalmazzuk. Természetesen felhasználható bármely ismert karbodiimidizáló katalizátor. Az a) komponens legalább részleges karbodiimizálása során az a) komponens mennyiségére vonatkoztatva 0,001-5 tömeg%, előnyösen 0,02-2 tömeg% karbodiimidizáló katalizátort alkalmazunk 0-200 *C közötti, előnyösen 20-150 °C közötti hőmérsékleten. Amennyiben az a) komponens izocianátcsoportjait csak részlegesen kívánjuk karbodiimidizálni, a karbodiimidizáló reakciót a kívánt karbodiimidizálási mérték elérése után megfelelő katalizátor méreg adagolásával megszakítjuk. Előnyösen használható katalizátor mérgeket ismertet például a 2 614 323. számú NSZK-beli közrebocsátási iart. A fent említett foszfolinoxidok dezaktiválására szolgálnak például a foszfortrildorid, foszforpentaklorid vagy tionilklorid. A katalizátor mérget a katalizátor mennyiségére vonatkoztatva legalább 100 mól% mennyiségben alkalmazzuk. Szobahőmérsékleten tárolható karbodiimidizált izocianátok előállításához a karbodiimidizáló reakciót előnyösen 50-200 °C közötti hőmérsékleten végezzük olyan katalizátorok jelenlétében, amelyek katalitikus hatásukat csak ezen a hőmérséklettartományon belül fejtik ki. Ilyen katalizátorokat ismertet például I.I. Monagle: J. Org. Chemistry, 27,3851 (1962) című művében. A kívánt karbodiimidhiálási mérték elérése után a reakció egyszerű hűtéssel megszakítható. A karbodiimidizáló reakció előrehaladását a széndioxidfejlődéssel és a rcakcióelegy NCO-tartalmának csökkenésével követhetjük. Részleges karbodiimidizálás során általában nem egységes termék keletkezik, hanem molekulánként különböző mennyiségű karbodiimid egységeket tartalmazó karbodiimidek keveréke, amelyek adott esetben reagálatlan kiindulási izocianát-vegyületeket is tartalmazhatnak. Ezért a végtermék karbodiimid-tartalmára, illetve molekulán belüli karbodiimidcsoportok számára vonatkozó adatok csak statisztikus eloszlást mutatnak. A karbodiimidizáló reakciót megvalósíthatjuk oldószer jelenlétében, illetve távollétében is. Oldó8 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
