PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACION DE PREPOLIMEROS NCO ESTABLES A LA SEDIMENTACION Y SU USO.

Procedimiento para la preparación de prepolímeros con terminación NCO estables a la sedimentación y al almacenamiento a temperatura ambiente,

con un contenido de NCO del 5 al 15% en peso basados en polioletercarbonatos y 4,4''-difenilmetanodiisocianato, caracterizado porque

a) por lo menos un polioletercarbonato con un peso molecular de 1.000 a 4.000 g/mol se mezcla con al menos un poliol del grupo formado por

propanodiol-1,2, propanodiol-1,3, glicerina, butanodiol-2,3, butanodiol-1,3, 2-metilpropanodiol-1,3, pentanodiol-1,2, pentanodiol-1,3, pentanodiol-1,4, pentanodiol-1,5, 2,2-dimetilpropanodiol-1,3, 2-metilbutanodiol-1,4, 2-metilbutanodiol-1,3, 1,1,1-trimetiloletano, 3-metil-1,5-pentanodiol y sus isómeros estructurales, 1,1,1-trimetilolpropano, 1,7-heptanodiol, 2-etil-1,6-hexanodiol, 1,9-nonanodiol, 1,11-undecanodiol, dietilenglicol, trietilenglicol, oligoetilenglicol, 2,2''-tiodiglicol, di- o poliglicoles preparados a partir de óxido de 1,2-propileno, propilenglicoles, di-, tri- y tetrabutilenglicol, di-, tri- y tetrahexileneterglicol, 1,4-ciclohexanodiol, 1,3-ciclohexanodiol, así como productos de la reacción de los compuestos antes mencionados con óxido de etileno y/o propileno en la proporción molecular de 1:1 a 1:5,

presentando la mezcla un índice de hidroxilo que es como mínimo 1,5 y como máximo 15 unidades de índice de hidroxilo superior al del polioletercarbonato, y

b) esta mezcla se hace reaccionar a continuación con un exceso estequiométrico de 4,4''-difenilmetanodiisiocianato

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06013078.

Solicitante: BAYER MATERIALSCIENCE AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ZU DEN FUSSFALLEN 24,50259 PULHEIM.

Inventor/es: BARNES, JAMES-MICHAEL, NEFZGER,HARTMUT, SCHMIDT, MANFRED, KRAUSE,JENS,DR, FELSKE,ERNST.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 24 de Junio de 2006.

Fecha Concesión Europea: 13 de Enero de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08G18/10 QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08G COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES DISTINTAS A AQUELLAS EN LAS QUE INTERVIENEN SOLAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para sintetizar un compuesto dado o una composición dada o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P). › C08G 18/00 Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos. › Procesos de prepolimerización que incluyen reacción de isocianatos o isotiocianatos con compuestos que tienen hidrógeno activo en un primer paso de reacción.
  • C08G18/44 C08G 18/00 […] › Policarbonatos.
  • C08G18/65C2
  • C08G18/76D

Clasificación PCT:

  • C08G18/10 C08G 18/00 […] › Procesos de prepolimerización que incluyen reacción de isocianatos o isotiocianatos con compuestos que tienen hidrógeno activo en un primer paso de reacción.
  • C08G18/44 C08G 18/00 […] › Policarbonatos.
  • C08G18/65 C08G 18/00 […] › Compuestos de bajo peso molecular que tienen hidrógeno activo con compuestos de alto peso molecular que tienen hidrógeno activo.
  • C08G18/76 C08G 18/00 […] › aromáticos.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la preparación de prepolímeros NCO estables a la sedimentación y su uso.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de prepolímeros NCO a base de polioletercarbonato estables a la sedimentación y su uso.

Conforme al estado actual de la técnica (documento US 4 808 691) se hacen reaccionar polioletercarbonatos a base de hexanodioléter con poliisocianato en exceso molar, por lo general 4,4'-difenilmetanodiisocianato, para dar prepolímeros de diisocianato con grupos NCO terminales ("prepolímeros NCO"), que son a su vez una materia prima importante para la preparación de elastómeros de colada de poliuretano.

Los polioletercarbonatos son en su mayoría polioles funcionales con grupos hidroxilo terminales, que presentan tanto grupos carbonato como también grupos éter. Los polioletercarbonatos se preparan conforme al estado actual de la técnica usando por ej. difenilcarbonato, dimetilcarbonato o cloruro de carbonilo en una reacción de condensación, usándose mezclas de dioles que presentan grupos éteres, que se preparan mediante condensación ácida de dioles, y dioles sin eterificar.

En los prepolímeros NCO basados en 4,4'-difenilmetanodiisocianato y polioles de hexanodioletercarbonato citados anteriormente resulta desventajaso que al almacenarse a temperatura ambiente formen un sedimento. Un aumento de la temperatura de almacenamiento no resuelve nada ya que entonces la viscosidad experimenta un gran aumento, con lo cual los prepolímeros NCO acaban resultando inutilizables. Otro tanto sucede también si vuelven a calentarse prepolímeros NCO que hayan sido enfriados y que por consiguiente contienen sedimentos. Este depósito formado conduce en una reacción posterior a inhomogeneidades en el elastómero de colada acabado, que pueden dar lugar a su vez a fracasos del material.

Existía por lo tanto la tarea de preparar estos prepolímeros NCO de tal manera que durante el almacenamiento a temperatura ambiente no se formarán o depositaran ya sedimentos.

Se descubrió sorprendentemente que los prepolímeros NCO a base de polioletercarbonatos anteriormente descritos pueden prepararse de modo que sean estables a la sedimentación si antes de hacerlos reaccionar con 4,4'-difenilmetanodiisocianato se mezclan con determinados polioles.

El objeto de la invención es un procedimiento para la preparación de prepolímeros con terminación NCO basados en polioletercarbonatos y 4,4'-difenilmetanodiisocianato y que son estables a la sedimentación a temperatura ambiente, caracterizado porque

a) por lo menos un polioletercarbonato con un peso molecular de 1.000 a 4.000 g/mol se mezcla con al menos un poliol del grupo formado por
propanodiol-1,2, propanodiol-1,3, glicerina, butanodiol-2,3, butanodiol-1,3, 2-metilpropanodiol-1,3, pentanodiol-1,2, pentanodiol-1,3, pentanodiol-1,4, pentanodiol-1,5, 2,2-dimetilpropanodiol-1,3, 2-metilbutanodiol-1,4, 2-metilbutanodiol-1,3, 1,1,1-trimetiloletano, 3-metil-1,5-pentanodiol y sus isómeros estructurales, 1,1,1-trimetilolpropano, 1,7-heptanodiol, 2-etil-1,6-hexanodiol, 1,9-nonanodiol, 1,11-undecanodiol, dietilenglicol, trietilenglicol, oligoetilenglicol, 2,2'-tiodiglicol, di- o poliglicoles preparados a partir de óxido de 1,2-propileno, propilenglicoles, di-, tri- y tetrabutilenglicol, di-, tri- y tetrahexileneterglicol, 1,4-ciclohexanodiol, 1,3-ciclohexanodiol, así como productos de la reacción de los compuestos antes mencionados con óxido de etileno y/o propileno en la proporción molecular de 1:1 a 1:5, presentando la mezcla el índice de hidroxilo mencionado en la reivindicación 1, y
b) esta mezcla se hace reaccionar a continuación con un exceso estequiométrico de 4,4'-difenilmetanodiisiocianato.

Otro objeto de la invención son prepolímeros con terminación NCO, con un contenido de NCO del 5-15% en peso, basados en polioletercarbonatos y 4,4'-difenilmetanodiisocianato y que son estables a la sedimentación a temperatura ambiente, que pueden obtenerse haciendo reaccionar

a) por lo menos un polioletercarbonato con un peso molecular de 1.000 a 4.000 g/mol con por lo menos un poliol del grupo formado por
propanodiol-1,2, propanodiol-1,3, glicerina, butanodiol-2,3, butanodiol-1,3, 2-metilpropanodiol-1,3, pentanodiol-1,2, pentanodiol-1,3, pentanodiol-1,4, pentanodiol-1,5, 2,2-dimetilpropanodiol-1,3, 2-metilbutanodiol-1,4, 2-metilbutanodiol-1,3, 1,1,1-trimetiloletano, 3-metil-1,5-pentanodiol y sus isómeros estructurales, 1,1,1-trimetilolpropano, 1,7-heptanodiol, 2-etil-1,6-hexanodiol, 1,9-nonanodiol, 1,11-undecanodiol, dietilenglicol, trietilenglicol, oligoetilenglicol, 2,2'-tiodiglicol, di- o poliglicoles preparados a partir de óxido de 1,2-propileno, propilenglicoles, di-, tri- y tetrabutilenglicol, di-, tri- y tetrahexileneterglicol, 1,4-ciclohexanodiol, 1,3-ciclohexanodiol, así como productos de la reacción de los compuestos antes mencionados con óxido de etileno y/o propileno en la proporción molecular de 1:1 a 1:5, presentando la mezcla el índice de hidroxilo mencionado en la reivindicación 1, con
b) un exceso estequiométrico de 4,4'-difenilmetanodiisiocianato.

La mezcla de polioletercarbonato y poliol o mezcla de polioles añadidos muestra de manera preferente un índice de hidroxilo que es como mínimo 3 y como máximo 15 unidades de índice de hidroxilo superior al del polioletercarbonato.

"Estable a la sedimentación" significa dentro del contexto de la invención que los prepolímeros NCO no presentan ningún sedimento incluso después de tres semanas de almacenamiento a 23ºC.

Al polioletercarbonato se añaden con preferencia aquellos polioles que no se hayan usado para la construcción del propio polioletercarbonato y que presenten como mínimo 3 átomos de carbono y como máximo 32 átomos de carbono. Los átomos de carbono pueden estar dispuestos tanto en forma lineal como también ramificada o cicloalifática. La cadena de carbono puede estar interrumpida por medio de heteroátomos, con preferencia átomos de oxígeno o de azufre.

Los grupos hidroxilo de los polioles pueden ser con preferencia primarios o secundarios. Los polioles deberán presentar como máximo 4 grupos hidroxilo. La funcionalidad numérica media de la mezcla de poliol y polioletercarbonato deberá ascender como máximo a 2,1.

Naturalmente también se pueden usar mezclas de varios polioles.

Los polioles comprenden el grupo:

Propanodiol-1,2, propanodiol-1,3, glicerina, butanodiol-2,3, butanodiol-1,3, 2-metilpropanodiol-1,3, pentanodiol-1,2, pentanodiol-1,3, pentanodiol-1,4, pentanodiol-1,5, 2,2-dimetilpropanodiol-1,3, 2-metilbutanodiol-1,4, 2-metilbutanodiol-1,3, 1,1,1-trimetiloletano, 3-metil-1,5-pentanodiol, 1,1,1-trimetilolpropano, 1,7-heptanodiol, 2-etil-1,6-hexanodiol, 1,9-nonanodiol, 1,11-undecanodiol, dietilenglicol, trietilenglicol, oligoetilenglicol, 2,2'-tiodiglicol, di-o poliglicoles preparados a partir de óxido de 1,2-propileno, propilenglicoles, di-, tri- y tetrabutilenglicol, di-, tri- y tetrahexileneterglicol, 1,4-ciclohexanodiol, 1,3-ciclohexanodiol así como productos de la reacción de los compuestos antes mencionados con óxido de etileno y/o propileno.

Se prefieren los polioletercarbonatos basados en hexanodiol y hexanodioléter. Los hexanodioléteres tiene con preferencia un peso molecular de 150 a 500 g/mol. La proporción molar entre los grupos éter y los grupos carbonato asciende con preferencia a 3:1 a 1:3.

Los polioles se añaden al polioletercarbonato con preferencia a temperatura elevada. La temperatura se encuentra con preferencia por encima del punto de fusión del polioletercarbonato y del punto de fusión de los polioles añadidos. Sin embargo, la temperatura no deberá superar con preferencia un valor que se expresa mediante la fórmula:

(TMA - 50) * TA =q 1500

con TMA = valor numérico de la temperatura de mezcla con agitación en [ºC] y TA = valor numérico del tiempo de agitación en minutos.

Después de la incorporación de los polioles al polioletercarbonato se enfría a la temperatura de almacenamiento o la mezcla obtenida se hace reaccionar adicionalmente con poliisocianato.

Para la preparación de prepolímeros, se puede hacer que la mezcla de poliol y polioletercarbonato reaccione del modo conocido para el experto, por ej., con 4,4'-difenilmetanodiisocianato (por...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la preparación de prepolímeros con terminación NCO estables a la sedimentación y al almacenamiento a temperatura ambiente, con un contenido de NCO del 5 al 15% en peso basados en polioletercarbonatos y 4,4'-difenilmetanodiisocianato, caracterizado porque

a) por lo menos un polioletercarbonato con un peso molecular de 1.000 a 4.000 g/mol se mezcla con al menos un poliol del grupo formado por
propanodiol-1,2, propanodiol-1,3, glicerina, butanodiol-2,3, butanodiol-1,3, 2-metilpropanodiol-1,3, pentanodiol-1,2, pentanodiol-1,3, pentanodiol-1,4, pentanodiol-1,5, 2,2-dimetilpropanodiol-1,3, 2-metilbutanodiol-1,4, 2-metilbutanodiol-1,3, 1,1,1-trimetiloletano, 3-metil-1,5-pentanodiol y sus isómeros estructurales, 1,1,1-trimetilolpropano, 1,7-heptanodiol, 2-etil-1,6-hexanodiol, 1,9-nonanodiol, 1,11-undecanodiol, dietilenglicol, trietilenglicol, oligoetilenglicol, 2,2'-tiodiglicol, di- o poliglicoles preparados a partir de óxido de 1,2-propileno, propilenglicoles, di-, tri- y tetrabutilenglicol, di-, tri- y tetrahexileneterglicol, 1,4-ciclohexanodiol, 1,3-ciclohexanodiol, así como productos de la reacción de los compuestos antes mencionados con óxido de etileno y/o propileno en la proporción molecular de 1:1 a 1:5,
presentando la mezcla un índice de hidroxilo que es como mínimo 1,5 y como máximo 15 unidades de índice de hidroxilo superior al del polioletercarbonato, y
b) esta mezcla se hace reaccionar a continuación con un exceso estequiométrico de 4,4'-difenilmetanodiisiocianato.

2. Prepolímeros con terminación NCO estables a la sedimentación y al almacenamiento a temperatura ambiente, con un contenido de NCO del 5 al 15% en peso basado en polioletercarbonatos y 4,4'-difenilmetanodiisocianato, que se pueden obtener haciendo reaccionar

a) por lo menos un polioletercarbonato con un peso molecular de 1.000 a 4.000 g/mol con al menos un poliol del grupo formado por
propanodiol-1,2, propanodiol-1,3, glicerina, butanodiol-2,3, butanodiol-1,3, 2-metilpropanodiol-1,3, pentanodiol-1,2, pentanodiol-1,3, pentanodiol-1,4, pentanodiol-1,5, 2,2-dimetilpropanodiol-1,3, 2-metilbutanodiol-1,4, 2-metilbutanodiol-1,3, 1,1,1-trimetiloletano, 3-metil-1,5-pentanodiol y sus isómeros estructurales, 1,1,1-trimetilolpropano, 1,7-heptanodiol, 2-etil-1,6-hexanodiol, 1,9-nonanodiol, 1,11-undecanodiol, dietilenglicol, trietilenglicol, oligoetilenglicol, 2,2'-tiodiglicol, di- o poliglicoles preparados a partir de óxido de 1,2-propileno, propilenglicoles, di-, tri- y tetrabutilenglicol, di-, tri- y tetrahexileneterglicol, 1,4-ciclohexanodiol, 1,3-ciclohexanodiol, así como productos de la reacción de los compuestos antes mencionados con óxido de etileno y/o propileno en la proporción molecular de 1:1 a 1:5, presentando la mezcla un índice de hidroxilo que es como mínimo 1,5 y como máximo 15 unidades de índice de hidroxilo superior al del polioletercarbonato, con
b) un exceso estequiométrico de 4,4'-difenilmetanodiisiocianato.

3. Uso de los prepolímeros NCO que pueden obtenerse conforme a la reivindicación 1, para la fabricación de materiales de poliuretano espumados y no espumados.


 

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