Procedimiento para la modificación de diisocianatos.

Procedimiento para la modificación de diisocianatos para la preparación de poliisocianatos,

en el que se hacereaccionar el diisocianato usando un catalizador y en el que la modificación de los diisocianatos concierne laformación de poliisocianatos con estructuras de uretdiona, isocianurato, iminooxadiazindiona, poliamida,carbodiimida, uretonimina, uretano, alofanato, urea, biuret, amida, acrilurea, imida, oxazolidona, carbamato de oximay/o oxadiazintriona, caracterizado porque el diisocianato usado se obtiene extinguiéndose la mezcla de reacción enforma de gas en la fosgenación de diaminas en la fase gaseosa para la preparación de diisocianatos,en el que la mezcla de reacción en forma de gas comprende al menos un diisocianato, fosgeno y ácido clorhídrico,en el que un líquido de extinción se inyecta en la mezcla de gases que fluye continuamente desde una zona dereacción (1) hacia una zona de extinción conectada posteriormente (5) y

en el que se inyecta el líquido de extinción con ayuda de al menos dos boquillas pulverizadoras (4) que estándispuestas en la entrada de la zona de extinción (5) a distancias iguales a lo largo del perímetro de la zona deextinción (5).

Procedimiento para la modificación de diisocianatos La presente invención se refiere a un procedimiento para la modificación de diisocianatos para la preparación de poliisocianatos usando un catalizador, en el que los diisocianatos usados se obtienen mediante un procedimiento de preparación especial. La invención se refiere además a poliisocianatos modificados así como su uso, que se preparan a partir de diisocianatos mencionados anteriormente.

En la preparación de sistemas de poliuretano de 2 componentes para lacas y otros revestimientos se parte habitualmente de poliisocianatos a base de diisocianatos junto con polioles adecuados. Para lacas de alta calidad se usan preferentemente diisocianatos alifáticos. Debido a la presión de vapor de los diisocianatos es importante que el contenido en monómeros en la formulación del sistema de poliuretano sea lo más bajo posible. Por tanto se modifican los diisocianatos alifáticos por regla general, representando las dimerizaciones y trimerizaciones tipos de reacción importantes para ello. Un resumen sobre tales reacciones se encuentra por ejemplo en Journal für Praktische Chemie/Chemiker-Zeitung 1994, volumen 336, páginas 185 a 200.

Durante la preparación de diisocianatos mediante fosgenación de diaminas se producen como productos secundarios compuestos que contienen cloro, que se agrupan bajo el parámetro de suma del cloro hidrolizable (HC, contenido en HC) . Este término se usa para compuestos que reaccionan con agua formando ácido clorhídrico o iones cloruro, por ejemplo cloruros de ácido carbámico.

Las reacciones de modificación de diisocianatos para la preparación de poliisocianatos del tipo dimérico así como trimérico se realizan con frecuencia en presencia de un catalizador homogéneo, por ejemplo de un fosfano. Así, el documento DE 103 54 544 A1 da a conocer el uso de cicloalquilfosfanos especiales como catalizadores para la dimerización de isocianato (formación de uretdiona) y un procedimiento para la preparación de poliisocianatos con alto contenido en grupos uretdiona.

En el pasado se ha mostrado que diisocianatos usados para tales reacciones de modificación con un alto contenido en cloro hidrolizable pueden conducir a una desactivación del catalizador, por lo que no han faltado intentos de preparar diisocianatos libres de HC o con bajo contenido en HC a ser posible y usarlos en la modificación (véase para ello los documentos EP 1046637, EP 1053998) .

Como inconveniente de este modo de procedimiento pueden nombrarse por un lado los elevados costes que van acompañados de la etapa de procedimiento adicional de la reducción de HC, por otro lado tienen repercusiones entre otras cosas sobre la estabilidad de almacenamiento y de color de los diisocianatos, por lo que deben añadirse a los mismos con frecuencia estabilizadores posteriormente (documento EP 0643042) .

Por el documento EP 1 422 223 A1 es un procedimiento para la modificación de diisocianatos para la preparación de poliisocianatos, en el que se hace reaccionar el diisocianato usando un catalizador y en el que la modificación de los diisocianatos concierne la formación de poliisocianatos con estructuras de uretdiona. También en este procedimiento puede ser el contenido en compuestos de cloro hidrolizables más alto que lo deseado.

Serían preferibles procedimientos alternativos para la modificación de diisocianatos, en los que se incorpora una desactivación más lenta del catalizador.

De acuerdo con la invención se propone por tanto un procedimiento para la modificación de diisocianatos para la preparación de poliisocianatos, en el que se hace reaccionar el diisocianato usando un catalizador y en el que la modificación de los diisocianatos concierne la formación de poliisocianatos con estructuras de uretdiona, isocianurato, iminooxadiazindiona, poliamida, carbodiimida, uretonimina, uretano, alofanato, urea, biuret, amida, acrilurea, imida, oxazolidona, carbamato de oxima y/o oxadiazintriona.

El procedimiento está caracterizado porque el diisocianato usado se obtiene extinguiendo la mezcla de reacción en forma de gas en la fosgenación de diaminas en la fase gaseosa, en el que la mezcla de reacción en forma de gas comprende al menos un diisocianato, fosgeno y ácido clorhídrico, en el que se inyecta un líquido de extinción en la mezcla de gases que fluye continuamente desde una zona de reacción hacia una zona de extinción conectada posteriormente y en el que se inyecta el líquido de extinción con ayuda de al menos dos boquillas pulverizadoras, que están dispuestas en la entrada de la zona de extinción a distancias iguales a lo largo del perímetro de la zona de extinción.

Una modificación de acuerdo con la invención de diisocianatos incluye un aumento del peso molecular de estos isocianatos, realizándose el aumento del peso molecular preferentemente sin reacción con compuestos que no contienen grupos isocianato. Tales modificaciones son en particular dimerizaciones (formación de uretdiona) , trimerizaciones (formación de isocianurato así como de iminooxadiazindiona) y/o oligomerizaciones con formación de especies con tipos de estructura uniformes así como distintos del tipo mencionado anteriormente en la molécula oligomérica o macromolécula.

En el contexto de la presente invención se entiende por poliisocianatos isocianatos con dos o más grupos isocianato

en la molécula, o sea una funcionalidad NCO º 2, que contienen al menos 2 unidades del diisocianato monomérico. Ventajosamente se usan diisocianatos alifáticos, cicloalifáticos o aralifáticos en la preparación de poliisocianatos. En particular pueden usarse diisocianatos alifáticos que también pueden estar ramificados y/o pueden contener restos cíclicos.

La elección del catalizador no está sujeta en primer lugar a limitaciones, siempre que sea adecuado para la reacción de modificación deseada.

La ventaja del procedimiento de acuerdo con la invención se encuentra por un lado en que pueden usarse también catalizadores constituidos estructuralmente de manera sencilla y con ello económicos, incluso cuando deberían ser menos activos y por tanto requieren tiempos de reacción largos. En el de acuerdo con la invención, la ventaja del procedimiento de acuerdo con la invención se encuentra por un lado en que pueden usarse también catalizadores constituidos estructuralmente de manera sencilla y con ello económicos, incluso cuando deberían ser menos activos y por tanto requieren tiempos de reacción largos. En el procedimiento de acuerdo con la invención se observó además que se produce una desactivación del catalizador menos intensamente acusada. Mediante esto pueden constituirse tiempos de reacción más largos con el mismo catalizador y una conducción de la reacción más uniforme.

En la mezcla básica de reacción puede introducirse el catalizador no diluido o disuelto en un disolvente. Con catalizadores muy activos es ventajosa a veces la dilución para rechazar reacciones espontáneas de sobrerreticulación en el sitio de dosificación del catalizador, usándose ventajosamente de manera no diluida los catalizadores menos activos. El catalizador puede usarse por ejemplo en una proporción de º 0, 0005 % en mol a º 5 % en mol, preferentemente de º 0, 001 % en mol a º 3 % en mol, con respecto a la cantidad usada de diisocianato.

De acuerdo con la invención se usan diisocianatos que se obtuvieron a partir de una fosgenación en fase gaseosa, inyectándose líquido de extinción (líquido de enfriamiento) . Un procedimiento de este tipo se describe en el documento DE 102 45 701 A1.

En este modo de preparación de los diisocianatos se consigue mediante la pulverización de un líquido de extinción adecuado un enfriamiento rápido deseado de la mezcla de gases que comprende un diisocianato, ácido clorhídrico y fosgeno en exceso. Al abandonar el reactor, la mezcla de gases presenta por ejemplo una temperatura entre º 300 ºC y º 400 ºC y se enfría mediante la extinción hasta por ejemplo º 150 ºC. El tiempo de contacto en el que se realiza el enfriamiento puede ser a este respecto de º 0, 2 segundos a º 3 segundos.

La pulverización del líquido puede realizarse por medio de boquillas pulverizadoras habituales o mediante aberturas, por ejemplo ranuras u orificios, en la salida de la zona de reacción y/o en la entrada de la zona de extinción. Si están previstas únicamente dos boquillas pulverizadoras, entonces éstas están dispuestas preferentemente de manera diametral. En caso de las boquillas pulverizadoras puede tratarse de boquillas individuales. Ventajosamente se usan sin embargo cabezas de boquilla con respectivamente al menos dos boquillas individuales, seleccionándose preferentemente boquillas... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la modificación de diisocianatos para la preparación de poliisocianatos, en el que se hace reaccionar el diisocianato usando un catalizador y en el que la modificación de los diisocianatos concierne la formación de poliisocianatos con estructuras de uretdiona, isocianurato, iminooxadiazindiona, poliamida,

carbodiimida, uretonimina, uretano, alofanato, urea, biuret, amida, acrilurea, imida, oxazolidona, carbamato de oxima y/o oxadiazintriona, caracterizado porque el diisocianato usado se obtiene extinguiéndose la mezcla de reacción en forma de gas en la fosgenación de diaminas en la fase gaseosa para la preparación de diisocianatos,

en el que la mezcla de reacción en forma de gas comprende al menos un diisocianato, fosgeno y ácido clorhídrico,

en el que un líquido de extinción se inyecta en la mezcla de gases que fluye continuamente desde una zona de 10 reacción (1) hacia una zona de extinción conectada posteriormente (5) y

en el que se inyecta el líquido de extinción con ayuda de al menos dos boquillas pulverizadoras (4) que están dispuestas en la entrada de la zona de extinción (5) a distancias iguales a lo largo del perímetro de la zona de extinción (5) .

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el diisocianato se selecciona del grupo que comprende diisocianato de hexametileno, diisocianato de isoforona, diisocianato de toluileno y/o diisocianato de diciclohexilmetano.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el catalizador comprende un fosfano terciario.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el catalizador comprende diciclopentil-n-butilfosfano.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la modificación de los diisocianatos se realiza en el 20 funcionamiento continuo.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el líquido de extinción se selecciona del grupo que comprende tolueno, monoclorotolueno, xileno, monocloronaftaleno, monoclorobenceno y/o diclorobenceno.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la zona de reacción (1) y/o zona de extinción (5) están realizadas de forma cilíndrica.