DE10243029A1 - Uretdione group containing compounds containing up to 10 mol.% isocyanurate structure, useful for polyurethanes, are prepared by dimerization of (cyclo)aliphatic isocyanates having exclusively secondary and/or tertiary isocyanate groups - Google Patents
Uretdione group containing compounds containing up to 10 mol.% isocyanurate structure, useful for polyurethanes, are prepared by dimerization of (cyclo)aliphatic isocyanates having exclusively secondary and/or tertiary isocyanate groups Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft neue, Uretdiongruppen aufweisende Polyadditionsverbindungen, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung als Ausgangskomponente bei der Herstellung von Polyurethankunsistoffen, insbesondere als Vernetzer für Hitze-vernetzbare Pulverlacke.The invention relates to new uretdione groups containing polyaddition compounds, a process for their preparation and their use as a starting component in the manufacture of polyurethane materials, especially as crosslinkers for heat-crosslinkable Powder coatings.
Als blockierungsmittelfreie Vernetzer für hoch wetterbeständige Polyurethan(PUR)-Pulverlacke finden heute in zunehmendem Maße Uretdiongruppen aufweisende Polyadditionsverbindungen Verwendung. Als Vernetzungsprinzip wird bei diesen Verbindungen die thermische Rückspaltung der Uretdionstrukturen in freie Isocyanatgruppen und deren anschließende Reaktion mit einem hydroxyfunktionellen Bindemittel genutzt.As a crosslinker free of blocking agents for high weatherproof Polyurethane (PUR) powder find increasingly today Polyaddition compounds containing uretdione groups. The principle of crosslinking for these compounds is thermal cleavage the uretdione structures into free isocyanate groups and their subsequent reaction used with a hydroxy functional binder.
Die heute im Markt verfügbaren Uretdionpulverlackvernetzer
basieren ausnahmslos auf linearen, d.h. Isocyanuratgruppen-freien
Dimerisaten des 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexans (Isophorondiisocyanat;
IPDI). Obwohl Erfahrungen mit blockierten PUR-Pulverlackvernetzern
zeigen, dass Produkte auf Basis 4,4'-Diisocyanatodicyclohexyhnethan gegenüber den
entsprechenden IPDI-Vernetzern vorteilhafte Eigenschaften besitzen,
beispielsweise eine höhere
Reaktivität
aufweisen und zu Beschichtungen deutlich höherer Elastizität führen (vgl.
z.B.
Während
zur linearen katalytischen Dimerisierung aliphatischer und/oder
cycloaliphatischer Diisocyanate, die mindestens eine primär gebundene
Isocyanatgruppe aufweisen, wie z.B. 1,6-Diisocyanatohexan (HDI)
oder 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan (Isophoronediisocyanat;
IPDI, verschiedene Verfahren existieren (z.B.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Uretdiongruppen enthaltenden Polyadditionsprodukte wurde erst dadurch möglich, dass es gelang, einen hochreaktiven und selektiven Katalysator für die Dimerisierung von Diisocyanaten mit ausschließlich sekundär und/oder tertiär gebundenen Isocyanatgruppen zu finden, der es ermöglicht weitgehend lineare, vorzugsweise isocyanuratgruppenfreie Uretdionpolyisocyanate herzustellen.The production of the uretdione groups according to the invention containing polyaddition products was only possible in that succeeded in creating a highly reactive and selective catalyst for the dimerization of Diisocyanates with only secondary and / or tertiary to find bound isocyanate groups, which makes it possible to a large extent linear, preferably isocyanurate-free uretdione polyisocyanates manufacture.
Die Herstellung von Uretdionpolyisocyanaten aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Diisocyanaten mit ausschließlich sekundär und/oder tertiär gebundenen Isocyanatgruppen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht beansprucht. Sie erfolgt durch katalytische Dimerisierung in Gegenwart spezieller salzartiger Oligomerisierungskatalysatoren, die im Anion 1,2,3- und/oder 1,2,4-Triazolatstrukturen enthalten, und ist Gegenstand einer parallelen deutschen Patentanmeldung.The production of uretdione polyisocyanates from aliphatic and / or cycloaliphatic diisocyanates exclusively secondary and / or tertiary bound isocyanate groups is within the scope of the present invention unclaimed. It is done by catalytic dimerization in the presence of special salt-like oligomerization catalysts, which contain 1,2,3- and / or 1,2,4-triazolate structures in the anion, and is the subject of a parallel German patent application.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Uretdiongruppen enthaltende Polyadditionsverbindungen, erhältlich durch Umsetzung von Uretdionpolyisocyanaten aus Diisocyanaten mit ausschließlich sekundär und/oder tertiär gebundenen Isocyanatgruppen, die einen molaren Anteil an Isocyanuratstrukturen, bezogen auf die Summe an Uretdion- und Isocyanuratgruppen, von maximal 10 % aufweisen, mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen.Object of the present invention are uretdione group-containing polyaddition compounds obtainable from Implementation of uretdione polyisocyanates from diisocyanates with only secondary and / or tertiary bound isocyanate groups, which have a molar proportion of isocyanurate structures, based on the sum of uretdione and isocyanurate groups, of maximum Have 10% with opposite Isocyanate reactive compounds.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung dieser Polyadditionsverbindungen, bei dem
- A) Uretdionpolyisocyanate aus Diisocyanaten mit ausschließlich sekundär und/oder tertiär gebundenen Isocyanatgruppen, die einen molaren Anteil an Isocyanuratstrukturen, bezogen auf die Summe an Uretdion- und Isocyanuratgruppen, von maximal 10 % aufweisen, gegebenenfalls unter Mitverwendung von
- B) weiteren Diisocyanaten und/oder Polyisocyanaten in einer Menge von bis zu 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten A) und B), mit
- C) Polyofen des Molekulargewichtsbereiches von 62 bis 2000 und gegebenenfalls
- D) weiteren gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven, monofunktionellen Verbindungen in einer Menge von bis zu 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten C) und D),
unter Einhaltung eines Äquivalentverhältnisses von Isocyanatgruppen zu gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen von 1,8 : 1 bis 0,6 : 1 umgesetzt werden.The invention also relates to a process for the preparation of these polyaddition compounds, in which
- A) Uretdione polyisocyanates from diisocyanates with only secondary and / or tertiary bonded isocyanate groups, which have a molar proportion of isocyanurate structures, based on the sum of uretdione and isocyanurate groups, of at most 10%, optionally with the use of
- B) further diisocyanates and / or polyisocyanates in an amount of up to 70% by weight, based on the total weight of components A) and B)
- C) Polyofen of the molecular weight range from 62 to 2000 and optionally
- D) further monofunctional compounds which are reactive toward isocyanate groups in an amount of up to 40% by weight, based on the total weight of components C) and D),
while maintaining an equivalent ratio of isocyanate groups to isocyanate-reactive groups of 1.8: 1 to 0.6: 1.
Gegenstand der Erfindung ist schließlich auch die Verwendung dieser Uretdiongruppen-haltigen Polyadditionsverbindungen als Ausgangskomponenten bei der Herstellung von Polyurethankunststoffen, insbesondere als Vernetzerkomponenten in Hitze-vernetzbaren Zweikomponenten-Polyurethan-Pulverlacken bei der Beschich tung beliebiger hitzeresistenter Substrate nach den Methoden der Pulverlacktechnologie.Finally, the subject of the invention is also the use of these uretdione group-containing polyaddition compounds as starting components in the production of polyurethane plastics, in particular as crosslinking components in heat-crosslinkable two-component polyurethane powder coatings when coating any heat-resistant substrates the methods of powder coating technology.
Ausgangsverbindungen A) für das erfindungsgemäße Verfahren sind Uretdionpolyisocyanate, wie sie sich durch katalytische Dimerisierung eines Teils der Isocyanatgruppen einfacher Diisocyanate mit ausschließlich sekundär und/oder tertiär gebundenen Isocyanatgruppen und vorzugsweise sich anschließende Abtrennung des nicht umgesetzten Diisocyanatüberschusses, beispielsweise durch Dünnschichtdestillation, erhalten lassen. Zur Herstellung der Ausgangsverbindungen A) sind aliphatische und/oder cycloaliphatische Diisocyanate mit ausschließlich sekundär und/oder tertiär gebundenen Isocyanatgruppen geeignet, die nach beliebigen Verfahren, z.B. durch Phosgenierung oder auf phosgenfreiem Weg, beispielsweise durch Urethanspaltung, hergestellt werden können. Die Bezeichnung aliphatisch bzw. cycloaliphatisch bezieht sich dabei lediglich auf die Art der Isocyanatgruppentragenden Kohlenstoffatome, d.h. im Molekül können durchaus auch aromatische Strukturen vorhanden sein. Geeignete Ausgangsdiisocyanate sind beispielsweise 1,3- bzw. 1,4-Diisocyanatocyclohexan, 1,4-Diisocyanato-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,3-Diisocyanato-2-methylcyclohexan 1,3-Diisocyanato-4-methylcyclohexan, 1,8-Diisocyanato-p-menthan, 4,4'-Diisocyanato-1,1'-bi(cyclohexyl), 4,4'-Diisocyanato-3,3'-dimethyl-1,1'-bi(cyclohexyl), 4,4'-Diisocyanato-2,2',5,5'-tetramethyl-1,1'-bi(cyclohexyl), 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan, 4,4'-Diisocyanato-3,3'-dimethyldicyclohexyhnethan; 4,4'-Diisocyanato-3,3',5,5'-tetramethyldicyclohexyhnethan, 1,3-Diisocyanatoadamantan, 1,3-Dimethyl-5,7-diisocyanatoadamantan, 1,3- und 1,4-Bis(1-isocyanato-1-methylethyl)-benzol (TMXDI oder Bis(4-(1-isocyanato-1-methylethyl)phenyl)-carbonat sowie Gemische solcher Diisocyanate. Weitere ebenfalls geeignete Diisocyanate mit ausschließlich sekundär und/oder tertiär gebundenen Isocyanatgruppen finden sich darüber hinaus beispielsweise in Justus Liebigs Annalen der Chemie Band 562 (1949) S. 75-136.Starting compounds A) for the process according to the invention are uretdione polyisocyanates such as those obtained by catalytic dimerization a part of the isocyanate groups of simple diisocyanates with only secondary and / or tertiary bound isocyanate groups and preferably subsequent separation the unreacted excess diisocyanate, for example by thin film distillation, get preserved. To prepare the starting compounds A) aliphatic and / or cycloaliphatic diisocyanates with only secondary and / or tertiary bound isocyanate groups suitable by any method, e.g. by phosgenation or by a phosgene-free route, for example by splitting urethane. The term aliphatic or cycloaliphatic refers only to the type of Carbon atoms bearing isocyanate groups, i.e. in the molecule can well aromatic structures are also present. Suitable starting diisocyanates are for example 1,3- or 1,4-diisocyanatocyclohexane, 1,4-diisocyanato-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,3-diisocyanato-2-methylcyclohexane 1,3-diisocyanato-4-methylcyclohexane, 1,8-diisocyanato-p-menthan, 4,4'-diisocyanato-1,1'-bi (cyclohexyl), 4,4'-diisocyanato-3,3'-dimethyl-1,1'-bi (cyclohexyl), 4,4'-diisocyanato-2,2 ', 5,5'-tetramethyl-1,1'-bi ( cyclohexyl), 4,4'-diisocyanatodicyclohexylmethane, 4,4'-diisocyanato-3,3'-dimethyldicyclohexyhnethan; 4,4'-diisocyanato-3,3 ', 5,5'-tetramethyldicyclohexyhnethan, 1.3 Diisocyanatoadamantan, 1,3-dimethyl-5,7-diisocyanatoadamantane, 1,3- and 1,4-bis (1-isocyanato-1-methylethyl) benzene (TMXDI or bis (4- (1-isocyanato-1-methylethyl) phenyl) carbonate as well Mixtures of such diisocyanates. Other diisocyanates which are also suitable with exclusively secondary and / or tertiary bound isocyanate groups can also be found, for example, in Justus Liebigs Annalen der Chemie Volume 562 (1949) pp. 75-136.
Bevorzugte Diisocyanate zur Herstellung der Ausgangsverbindungen A) sind 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan, 4,4'-Diisocyanato-3,3'-dimethyldicyciohexyl methan, 1,3- bzw. 1,4-Diisocyanatocyclohexan und/oder TMXDI. Ganz besonders bevorzugtes Diisocyanat ist 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan.Preferred diisocyanates for production of the starting compounds A) are 4,4'-diisocyanatodicyclohexylmethane, 4,4'-diisocyanato-3,3'-dimethyldicyciohexyl methane, 1,3- or 1,4-diisocyanatocyclohexane and / or TMXDI. Most notably preferred diisocyanate is 4,4'-diisocyanatodicyclohexylmethane.
Die Herstellung der Ausgangsverbindungen A) aus den genannten Diisocyanaten erfolgt beispielsweise, wie in der parallelen deutschen Patentanmeldung Nr... beschrieben, durch katalytische Dimerisierung in Gegenwart spezieller salzartiger Oligomerisierungskatalysatoren, die im Anion 1,2,3- und/oder 1,2,4-Triazolatstrukturen enthalten.The preparation of the starting compounds A) from the diisocyanates mentioned, for example, as in of the parallel German patent application No. ... described by catalytic dimerization in the presence of special salt-like oligomerization catalysts, which contain 1,2,3- and / or 1,2,4-triazolate structures in the anion.
Die auf diese Weise erhältlichen Ausgangsverbindungen A) weisen in Abhängigkeit von der Art der gewählten Ausgangsdiisocyanate und dem gewählten Oligomerisierungsgrad einen Gehalt an Isocyanatgruppen von 11,2 bis 25,4 Gew.-%, vorzugsweise von 12,8 bis 23,9 Gew.-%, besonders bevorzugt von 13,5 bis 16,0 Gew.-%, auf und enthalten weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 2 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 1 Gew.-% an monomeren Diisocyanaten. Der molare Anteil an Isocyanwatstrukturen in den Ausgangsverbindungen A) beträgt, bezogen auf die Summe an Uretdion- und Isocyanwatgruppen, maximal 10 %, vorzugsweise maximal 8 % und besonders bevorzugt maximal 5 %.The available in this way Starting compounds A) have, depending on the type of starting diisocyanates chosen and the chosen one Degree of oligomerization has an isocyanate group content of 11.2 to 25.4% by weight, preferably from 12.8 to 23.9% by weight, particularly preferably from 13.5 to 16.0% by weight, and contain less than 5% by weight, preferably less than 2% by weight, particularly preferred less than 1% by weight of monomeric diisocyanates. The molar fraction of isocyanate structures in the starting compounds A) on the sum of uretdione and isocyanate groups, maximum 10%, preferably at most 8% and particularly preferably at most 5%.
Gegebenenfalls können beim erfindungsgemäßen Verfahren
weitere Diisocyanate und/oder Polyisocyanate B) mitverwendet werden.
Hierbei handelt es sich beispielsweise um beliebige monomere Diisocyanate mit
aliphatisch, cycloaliphatisch, araliphatisch und/oder aromatisch
gebundenen Isocyanatgruppen, insbesondere solche des Molekulargewichtsbereiches
140 bis 400, wie z.B. 1,4-Diisocyanatobutan, 1,6-Diisocyanatohexan (HDI), 1,5-Diisocyanato-2,2-dimethylpentan,
2,2,4- bzw. 2,4,4-Trimethyl-l,6-diisocyanatohexan, 1,10-Diisocyanatodecan,
IPDI, 1-Isocyanato-1-methyl-4(3)-isocyanatomethylcyclohexan,
1,3- und 1,4-Phenylendiisocyanat, 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat, Diphenylmethan-2,4'- und/oder -4,4'-diisocyanat, Naphthylen-l,5-diisocyanat,
die oben bei der Herstellung der Ausgangsverbindungen A) beschriebenen
Diisocyanate mit ausschließlich
sekundär
und/oder tertiär
gebundenen Isocyanatgruppen oder beliebige Gemische solcher Diisocyanate,
sowie durch Modifizierung dieser monomeren Diisocyanate hergestellte
Polyisocyanate mit Uretdion-, Isocyanwat-, Urethan-, Allophanat-,
Biuret- und/oder Oxadiazintrionstruktur, wie sie beispielsweise in
den
Diese Diisocyanate und/oder Polyisocyanate B) werden, falls überhaupt, in Mengen von bis zu 70 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten A) und B) mitverwendet. Bevorzugte Ausgangskomponenten B), wie sie gegebenenfalls beim erfindungsgemäßen Verfahren mitverwendet werden können, stellen Diisocyanate und Polyisocyanate mit aliphatisch und/oder cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen dar. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von monomerem HDI, IPDI und/oder 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan oder Polyisocyanaten aus HDI und/oder IPDI mit Uretdion und/oder Isocyanuratstruktur.These diisocyanates and / or polyisocyanates B) are, if at all, in amounts of up to 70 % By weight, preferably up to 50% by weight, based on the total weight of components A) and B). Preferred starting components B), such as can optionally be used in the process according to the invention, are diisocyanates and polyisocyanates with aliphatic and / or cycloaliphatic isocyanate groups. Particular preference is given to the use of monomeric HDI, IPDI and / or 4,4'-diisocyanatodicyclohexylmethane or polyisocyanates made of HDI and / or IPDI with uretdione and / or isocyanurate structure.
Ausgangsverbindungen C) für das erfindungsgemäße Verfahren sind Polyole des Molekulargewichtsbereiches von 62-2000, die eine (mittlere) OH-Funktionalität von mindestens 2,0 aufweisen oder Gemische solcher Polyole.Starting compounds C) for the process according to the invention are polyols of the molecular weight range from 62-2000, the one (medium) OH functionality of at least 2.0 or mixtures of such polyols.
Geeignete Polyole C) sind beispielsweise mehrwertige Alkohole des Molekulargewichtsbereiches 62 bis 400, wie 1,2-Ethandiol, 1,2- und 1,3-Propandiol, die isomeren Butandiole, Pentandiole, Hexandiole, Heptandiole und Octandiole, 1,2- und 1,4-Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol oder 4,4'-(1-Methylethyliden)-biscyclohexanol, 1,2,3-Propantriol, 1,1,1-Trimethylolethan, 1,2,6-Hexantriol, 1,1,1-Trimethylolpropan, 2,2-Bis(hydroxymethyl)-1,3-propandiol oder 1,3,5-Tris(2-hydroxyethyl)-isocyanwat, aber auch Ester- oder Etheralkohole, wie Hydroxypivalinsäweneopentylglykolester, Diethylenglykol oder Dipropylenglykol.Suitable polyols C) are, for example polyhydric alcohols in the molecular weight range 62 to 400, such as 1,2-ethanediol, 1,2- and 1,3-propanediol, the isomeric butanediols, Pentanediols, hexanediols, heptanediols and octanediols, 1,2- and 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol or 4,4 '- (1-methylethylidene) biscyclohexanol, 1,2,3-propanetriol, 1,1,1-trimethylolethane, 1,2,6-hexanetriol, 1,1,1-trimethylolpropane, 2,2-bis (hydroxymethyl) -1,3-propanediol or 1,3,5-tris (2-hydroxyethyl) isocyanate, but also ester or ether alcohols, such as hydroxypivalinsäweneopentylglykolester, Diethylene glycol or dipropylene glycol.
Geeignete Ausgangsverbindungen C) sind auch die an sich bekannten Polyhydroxylverbindungen vom Polyester-, Polycarbonat-, Polyestercarbonat- oder Polyethertyp.Suitable starting compounds C) are also known polyhydroxyl compounds of polyester, Polycarbonate, polyester carbonate or polyether type.
Als Polyolkomponenten C) geeignete Polyesterpolyole sind beispielsweise solche eines zahlenmittleren Molekulargewichtes von 200 bis 2000, vorzugsweise von 250 bis 1500, mit einem Hydroxylgruppen-Gehalt von 1 bis 21 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 18 Gew.-%, wie sie sich in an sich bekannter Art und Weise durch Umsetzung von mehrwertigen Alkoholen, beispielsweise den oben genannten des Molekulargewichtsbereiches 62 bis 400, mit unterschüssigen Mengen an mehrwertigen Carbonsäuren, entsprechenden Carbonsäweanhydriden, entsprechenden Polycarbonsäureestern von niederen Alkoholen oder Lactonen herstellen lassen.Suitable as polyol components C) Polyester polyols are, for example, those of a number average Molecular weight from 200 to 2000, preferably from 250 to 1500, with a hydroxyl group content of 1 to 21 wt .-%, preferably 2 to 18 wt .-%, as they are known in a manner by reacting polyhydric alcohols, for example those above mentioned the molecular weight range 62 to 400, with insufficient amounts of polyvalent carboxylic acids, corresponding carboxylic acid anhydrides, corresponding polycarboxylic acid esters lower alcohols or lactones.
Die zur Herstellung der Polyesterpolyole verwendeten Säuren oder Säurederivate können aliphatischer, cycloaliphatischer und/oder aromatischer Natur sein und gegebenenfalls, z.B. durch Halogenatome, substituiert und/oder ungesättigt sein. Beispiele geeigneter Säuren sind mehrwertige Carbonsäuren des Molekulargewichtsbereichs 118 bis 300 oder deren Derivate, beispielsweise Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Trimellithsäure, Phthalsäweanhydrid, Tetrahydrophthalsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, dimere und trimere Fettsäuren, Terephthalsäuredimethylester und Terephthalsäure-bisglykolester.The for the production of polyester polyols acids used or acid derivatives can be aliphatic, cycloaliphatic and / or aromatic in nature and optionally, e.g. by halogen atoms, substituted and / or unsaturated his. Examples of suitable acids are polyvalent carboxylic acids of the molecular weight range 118 to 300 or their derivatives, for example Succinic acid, adipic acid, sebacic, phthalic acid, isophthalic acid, trimellitic acid, Phthalsäweanhydrid, tetrahydrophthalic maleic acid, maleic anhydride, dimeric and trimeric fatty acids, dimethyl terephthalate and terephthalic acid bisglycol esters.
Zur Herstellung der Polyesterpolyole können auch beliebige Gemische dieser beispielhaft genannten Ausgangsverbindungen eingesetzt werden.For the production of polyester polyols can also any mixtures of these starting compounds mentioned as examples be used.
Eine als Polyolkomponente C) bevorzugt eingesetzte Art von Polyesterpolyolen sind solche, wie sie sich in an sich bekannter Weise aus Lactonen und einfachen mehrwertigen Alkoholen, wie z.B. den oben beispielhaft genannten, als Startermolekülen unter Ringöffnung herstellen lassen. Geeignete Lactone zur Herstellung dieser Polyesterpolyole sind beispielsweise β-Propiolacton, γ-Butyrolacton, γ- und δ-Valerolacton, ε-Caprolacton, 3,5,5- und 3,3,5-Trimethylcaprolacton oder beliebige Gemische solcher Lactone.One preferred as polyol component C) Type of polyester polyols used are as they are in a manner known per se from lactones and simple polyvalent ones Alcohols such as the examples mentioned above as starter molecules under ring opening have it made. Suitable lactones for the production of these polyester polyols are, for example, β-propiolactone, γ-butyrolactone, γ- and δ-valerolactone, ε-caprolactone, 3,5,5- and 3,3,5-trimethylcaprolactone or any mixture of such Lactones.
Als Polyole C) geeignete Polyhydroxylverbindungen vom Polycarbonattyp stellen insbesondere die an sich bekannten Polycarbonatdiole dar, wie sie sich beispielsweise durch Umsetzung von zweiwertigen Alkoholen, beispielsweise solchen, wie sie oben in der Liste der mehrwertigen Alkohole des Molekulargewichtsbereichs 62 bis 400 beispielhaft genannt sind, mit Dialkyl- oder Diarylcarbonaten, z.B. Dimethyl- oder Diphenylcarbonat, oder Phosgen herstellen lassen.Polyhydroxyl compounds suitable as polyols C) of the polycarbonate type are in particular the polycarbonate diols known per se represents how, for example, by implementing bivalent Alcohols, such as those listed above polyhydric alcohols in the molecular weight range 62 to 400 are exemplary with dialkyl or diaryl carbonates, e.g. Dimethyl or diphenyl carbonate, or have phosgene produced.
Als Polyole C) geeignete Polyhydroxylverbindungen
vom Polyestercarbonattyp sind insbesondere die an sich bekannten
Estergruppen- und Carbonatgruppen aufweisende Diole, wie sie beispielsweise
gemäß der Lehre
der
Als Polyole C) geeignete Polyetherpolyole sind insbesondere solche eines zahlenmittleren Molekulargewichtes von 200 bis 2000, vorzugsweise 250 bis 1500, mit einem Hydroxylgruppen-Gehalt von 1,7 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 2,2 bis 20 Gew.-%, wie sie in an sich bekannter Weise durch Alkoxylierung geeigneter Startermoleküle zugänglich sind. Zur Herstellung dieser Polyetherpolyole können beliebige mehrwertige Alkohole, wie die oben beschriebenen des Molekulargewichtsbereichs 62 bis 400, als Startermoleküle eingesetzt werden. Für die Alkoxylierungsreaktion geeignete Alkylenoxide sind insbesondere Ethylenoxid und Propylenoxid, die in beliebiger Reihenfolge oder auch im Gemisch bei der Alkoxylierungsreaktion eingesetzt werden können.Polyether polyols suitable as polyols C) are in particular those of a number average molecular weight from 200 to 2000, preferably 250 to 1500, with a hydroxyl group content from 1.7 to 25% by weight, preferably 2.2 to 20% by weight, as described in are accessible in a manner known per se by alkoxylation of suitable starter molecules. Any multivalent can be used to prepare these polyether polyols Alcohols such as those described above in the molecular weight range 62 to 400, as starter molecules be used. For alkylene oxides suitable for the alkoxylation reaction are in particular Ethylene oxide and propylene oxide in any order or can also be used in a mixture in the alkoxylation reaction.
Geeignete Polyetherpolyole sind auch die an sich bekannten Polyoxytetramethylenglykole, wie sie beispielsweise gemäß Angew. Chem. 72, 927 (1960) durch Polymerisation von Tetrahydrofuran erhalten werden können.Suitable polyether polyols are also the polyoxytetramethylene glycols known per se, such as, for example according to Angew. Chem. 72, 927 (1960) obtained by polymerizing tetrahydrofuran can be.
Als Ausgangsverbindungen C) ebenfalls
geeignet sind Dimerdiole, wie sie in an sich bekannter Weise z.B.
durch Hydrierung von dinieren Fettsäuren und/oder deren Estern gemäß dem in
Bevorzugte Ausgangsverbindungen C) für das erfindungsgemäßen Verfahren sind die oben genannten einfachen mehrwertigen Alkohole des Molekulargewichtsbereiches 62 bis 400, die genannten Polyester- oder Polycarbonatpolyole sowie beliebige Gemische dieser Polyolkomponenten.Preferred starting compounds C) for the method according to the invention are the above-mentioned simple polyhydric alcohols in the molecular weight range 62 to 400, the polyester or polycarbonate polyols mentioned and any mixtures of these polyol components.
Besonders bevorzugt kommen jedoch die oben innerhalb der Liste der einfachen mehrwertigen Alkohole genannten Diole des Molekulargewichtsbereiches 62 bis 300, Polyesterdiole oder Polycarbonatdiole des Molekulargewichtsbereiches 134 bis 1200 oder deren Gemische zum Einsatz.However, particularly preferred those above within the list of simple polyhydric alcohols mentioned diols of the molecular weight range 62 to 300, polyester diols or polycarbonate diols in the molecular weight range 134 to 1200 or mixtures thereof.
Ganz besonders bevorzugte Ausgangsverbindungen C) für das erfindungsgemäße Verfahren sind Gemische der genannten Polyesterdiole mit bis zu 80 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der eingesetzten Polyole C) an einfachen Diolen des Molekulargewichtsbereiches 62 bis 300.Very particularly preferred starting compounds C) for the inventive method are mixtures of the polyester diols mentioned with up to 80% by weight, preferably up to 60 wt .-%, based on the total weight of the Polyols C) used on simple diols in the molecular weight range 62 to 300.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren können gegebenenfalls auch noch weitere gegenüber Isocyanatgruppen reaktive monofunktionelle Verbindungen D) mitverwendet werden. Hierbei handelt es sich insbesondere um aliphatische bzw. cycloaliphatische Monoamine, wie Methylamin, Ethylamin, n-Propylamin, Isopropylamin, die isomeren Butylamine, Pentylamine, Hexylamine und Octylamine, n-Dodecylamin, n-Tetradecylamin, n-Hexadecylamin, n-Octadecylamin, Cyclohexylamin, die isomeren Methylcyclohexylamine sowie Aminomethylcyclohexan, sekundäre Monoamine, wie Dimethylamin, Diethylamin, Dipropylamin, Diisopropylamin, Dibutylamin, Diisobutylamin, Bis(2-ethylhexyl)-amin, N-Methyl- und N-Ethylcyclohexylamin sowie Dicyclohexylamin oder Monoalkohole wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol, sec-Butanol, die isomeren Pentanole, Hexanole, Octanole und Nonanole, n-Decanol, n-Dodecanol, n-Tetradecanol, n- Hexadecanol, n-Octadecanol, Cyclohexanol, die isomeren Methylcyclohexanole sowie Hydroxymethylcyclohexan.In the method according to the invention can optionally also other reactive towards isocyanate groups monofunctional compounds D) can also be used. This is about it is in particular aliphatic or cycloaliphatic monoamines, such as methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, the isomers Butylamines, pentylamines, hexylamines and octylamines, n-dodecylamine, n-tetradecylamine, n-hexadecylamine, n-octadecylamine, cyclohexylamine, the isomeric methylcyclohexylamine and also aminomethylcyclohexane, secondary monoamines, such as dimethylamine, Diethylamine, dipropylamine, diisopropylamine, dibutylamine, diisobutylamine, Bis (2-ethylhexyl) amine, N-methyl and N-ethylcyclohexylamine as well Dicyclohexylamine or monoalcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, the isomeric pentanols, hexanols, Octanols and nonanols, n-decanol, n-dodecanol, n-tetradecanol, n-hexadecanol, n-octadecanol, Cyclohexanol, the isomeric methylcyclohexanols and hydroxymethylcyclohexane.
Diese monofunktionellen Verbindungen D) kommen, falls überhaupt, in Mengen von bis zu 40 Gew.-%, vorzugsweise 25 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an gegenüber Isocyanaten reaktiven Ausgangsverbindungen C) und D) zum Einsatz.These monofunctional connections D) come, if any, in amounts of up to 40% by weight, preferably 25% by weight towards the total amount of Isocyanate-reactive starting compounds C) and D) are used.
Bevorzugte Ausgangsverbindungen D) für das erfindungsgemäße Verfahren sind die einfachen aliphatischen oder cycloaliphatischen Monoalkohole der genannten Art.Preferred starting compounds D) for the inventive method are the simple aliphatic or cycloaliphatic monoalcohols of the type mentioned.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Uretdionpolyisocyanate A), gegebenenfalls unter Mitverwendung weiterer Diisocyanate und/oder Polyisocyanate B) mit den Polyolen C) und gegebenenfalls weiteren gegenüber Isocyanaten reaktiven monofunktionellen Verbindungen D) in einem diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Prozess, beispielsweise in speziellen Apparaturen, wie Intensivknetern oder statischen Mischern, in dem genannten Äquivalent-Verhältnis von Isocyanatgruppen zu gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen von 1,8 : 1 bis 0,6 : 1, vorzugsweise 1,6 : 1 bis 0,8 : 1 bei einer Reaktionstemperatur von 40 bis 200°C, besonders bevorzugt von 60 bis 180°C, vorzugsweise bis zum Erreichen des theoretisch errechneten NCO-Gehaltes umgesetzt.To carry out the method according to the invention are the uretdione polyisocyanates A), optionally with concomitant use further diisocyanates and / or polyisocyanates B) with the polyols C) and optionally further monofunctional isocyanates reactive Compounds D) in a discontinuous or continuous Process, for example in special equipment such as intensive kneaders or static mixers, in the stated equivalent ratio of Isocyanate groups too Isocyanate-reactive groups from 1.8: 1 to 0.6: 1, preferably 1.6: 1 to 0.8: 1 at a reaction temperature of 40 to 200 ° C, especially preferably from 60 to 180 ° C, preferably until the theoretically calculated NCO content is reached implemented.
Die Umsetzung erfolgt vorzugsweise lösemittelfrei in der Schmelze, sie kann selbstverständlich aber auch in einem geeigneten, gegenüber Isocyanatgruppen inerten Lösemittel durchgeführt werden. Geeignete Lösemittel für diese weniger bevorzugte Vorgehensweise sind beispielsweise die an sich bekannten üblichen Lacklösemittel wie Ethylacetat, Butylacetat, Ethylenglykolmonomethyl- oder -ethyletheracetat, 1-Methoxypropyl-2-acetat, Aceton, 2-Butanon, 4-Methyl-2-pentanon, Cyclohexanon, Toluol, oder deren Gemische, aber auch Lösemittel wie Propylenglykoldiacetat, Diethylenglykoldimethylether, Diethylenglykolethyl- und -butyletheracetat, N-Methylpyrrolidon und N-Methylcaprolactam, oder Gemische solcher Lösemittel.The implementation is preferably carried out solvent-free in the melt, but it can of course also in a suitable, across from Solvents inert to isocyanate groups carried out become. Suitable solvents for this less preferred procedures are, for example, those per se known conventional paint solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol monomethyl or ethyl ether acetate, 1-methoxypropyl-2-acetate, acetone, 2-butanone, 4-methyl-2-pentanone, Cyclohexanone, toluene, or their mixtures, but also solvents such as propylene glycol diacetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl and butyl ether acetate, N-methylpyrrolidone and N-methylcaprolactam, or mixtures of such solvents.
Diese gegebenenfalls mitverwendeten Lösemittel müssen nach erfolgter Umsetzung mit Hilfe geeigneter Methoden, beispielsweise durch Ausfällen und einfaches Absaugen, Sprühtrocknung oder Schmelzextrusion in einer Ausdampfschnecke, vom erfindungsgemäßen Verfahrensprodukt abgetrennt werden.These may also be used solvent have to after implementation using suitable methods, for example through failures and easy suction, spray drying or melt extrusion in an evaporation screw, from the process product according to the invention be separated.
Zur Beschleunigung der Urethanisierungsreaktion können beim erfindungsgemäßen Verfahren die üblichen aus der Polyurethanchemie bekannten Katalysatoren eingesetzt werden, beispielsweise tert. Amine wie Triethylamin, Pyridin, Methylpyridin, Benzyldimethylamin, N,N-Endoethylenpiperazin, N-Methylpiperidin, Pentamethyldiethylentriamin, N,N-Dimethylaminocyclohexan, N,N'-Dimethylpiperazin oder Metallsalze wie Eisen(III)-chlorid, Zinkchlorid, Zink-octoat, Zink-2-ethylcaproat, Zink-acetylacetonat, Zinn(II)-octoat, Zinn(II)-ethylcaproat, Zinn(II)-palmitat, Dibutylzinn(IV)-dilaurat und Molybdänglykolat.To accelerate the urethanization reaction can in the method according to the invention the usual catalysts known from polyurethane chemistry are used, for example tert. Amines such as triethylamine, pyridine, methylpyridine, Benzyldimethylamine, N, N-endoethylene piperazine, N-methylpiperidine, Pentamethyldiethylenetriamine, N, N-dimethylaminocyclohexane, N, N'-dimethylpiperazine or metal salts such as iron (III) chloride, zinc chloride, zinc octoate, Zinc 2-ethyl caproate, zinc acetylacetonate, tin (II) octoate, tin (II) ethyl caproate, Tin (II) palmitate, dibutyltin (IV) dilaurate and molybdenum glycolate.
Diese Katalysatoren kommen gegebenenfalls in Mengen von 0,001 bis 2,0 Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 0,2 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der verwendeten Ausgangsverbindungen zum Einsatz.These catalysts may come in amounts of 0.001 to 2.0% by weight, preferably 0.01 to 0.2% by weight, based on the total amount of starting compounds used for use.
Unabhängig von der Art der Durchführung erhält man beim erfindungsgemäßen Verfahren in Abhängigkeit vom gewählten Äquivalentverhältnis von Isocyanatgruppen zu gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen uretdiongruppenhaltige Polyadditionsverbindungen mit einem Gehalt an freien Isocyanatgruppen (berechnet als NCO; Molekulargewicht = 42) von 0 bis 6,0 Gew.-%, vorzugsweise von 0 bis 5,0 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0 bis 4,0 Gew.-%, einem Gehalt an Uretdiongruppen (berechnet als C2N2O2; Molekulargewicht = 84) von 3 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise von 5 bis 17 Gew.-%, besonders bevorzugt von 6 bis 17 Gew.-%, und einem Gehalten an monomeren Diisocyanaten von weniger als 1,0 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 0,3 Gew.-%, die unterhalb 40°C fest und oberhalb 125°C flüssig sind und insbesondere einen nach der Differential-Thermoanalyse (DTA) bestimmten Schmelzpunkt bzw. Schmelzbereich aufweisen, der innerhalb eines Temperaturbereiches von 40 bis 110°C, besonders bevorzugt innerhalb des Temperaturbereiches von 50 bis 100°C liegt.Regardless of the type of implementation, the process according to the invention gives, depending on the selected equivalent ratio of isocyanate groups to isocyanate-reactive groups, polyaddition compounds containing uretdione groups and containing free isocyanate groups (calculated as NCO; molecular weight = 42) of 0 to 6.0% by weight. , preferably from 0 to 5.0% by weight, particularly preferably from 0 to 4.0% by weight, a uretdione group content (calculated as C 2 N 2 O 2 ; molecular weight = 84) from 3 to 25% by weight. %, preferably from 5 to 17% by weight, particularly preferably from 6 to 17% by weight, and a content of monomeric diisocyanates of less than 1.0% by weight, preferably less than 0.5% by weight %, particularly preferably less than 0.3% by weight, which is solid below 40 ° C. and liquid above 125 ° C. are and in particular have a melting point or melting range determined according to differential thermal analysis (DTA), which is within a temperature range from 40 to 110 ° C, particularly preferably within the temperature range from 50 to 100 ° C.
Die erfindungsgemäßen Polyadditionsverbindungen stellen wertvolle Ausgangsmaterialien zur Herstellung von Polyurethankunststoffen nach dem Isocyanat-Polyadditionsverfahren dar. Sie finden insbesondere Verwendung als Vernetzerkomponente in hitzehärtbaren blockierungsmittelfreien PUR-Pulverlacken. Sie zeichnen sich dabei gegenüber kommerziell verfügbaren analog aufgebauten Uretdionpulverlackvernetzern auf IPDI-Basis durch eine erhöhte Reaktivität aus und liefern Beschichtungen mit verbesserten chemischen und mechanischen Beständigkeiten, insbesondere einer höheren Elastizität.The polyaddition compounds according to the invention provide valuable starting materials for the production of polyurethane plastics by the isocyanate polyaddition process. You will find in particular Use as a crosslinking component in thermosetting blocking agent-free PUR powder coatings. They are similar to commercially available ones built-up uretdione powder coating crosslinkers based on IPDI increased Reactivity and deliver coatings with improved chemical and mechanical resistance, especially a higher one Elasticity.
Geeignete Reaktionspartner für die erfindungsgemäßen Polyadditionsverbindungen sind dabei grundsätzlich sämtliche aus der Pulverlack-Technologie bekannten Bindemittel mit gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen Gruppen, wie z.B. Hydroxyl-, Carboxyl-, Amino-, Thiol-, Urethan- oder Harnstoffgruppen. Bevorzugt kommen jedoch hydroxyfunktionelle Pulverlackbindemittel zum Einsatz, die unterhalb 40°C fest und oberhalb 130°C flüssig sind. Die Erweichungstemperaturen dieser hydroxyfunktionellen Harze – bestimmt nach der Differential-Thermoanalyse(DTA) – liegen vorzugsweise innerhalb des Temperaturbereiches von 30 bis 120°C, besonders bevorzugt innerhalb des Temperaturbereiches von 35 bis 110°C.Suitable reactants for the polyaddition compounds according to the invention are fundamental all binders known from powder coating technology with isocyanates reactive Groups such as Hydroxyl, carboxyl, amino, thiol, urethane or urea groups. However, hydroxy-functional ones are preferred Powder coating binders are used that are solid and below 40 ° C above 130 ° C liquid are. The softening temperatures of these hydroxy-functional resins - determined after differential thermal analysis (DTA) - are preferably within the temperature range from 30 to 120 ° C, particularly preferably within the temperature range from 35 to 110 ° C.
Ihre Hydroxylzahlen liegen im allgemeinen zwischen 20 und 200, vorzugsweise zwischen 30 und 130 und ihr zahlenmittleres (aus der Funktionalität und dem Hydroxylgehalt errechenbares) Molekulargewicht im allgemeinen zwischen 400 und 10 000, vorzugsweise zwischen 1 000 und 5 000.Their hydroxyl numbers are in general between 20 and 200, preferably between 30 and 130 and their number average (from the functionality and the molecular weight which can be calculated from the hydroxyl content in general between 400 and 10,000, preferably between 1,000 and 5,000.
Derartige Pulverlackbindemittel sind
beispielsweise hydroxylgruppenhaltige Polyester, Polyacrylate oder
Polyurethane, wie sie in den oben genannten Veröffentlichungen des Standes
der Technik, z.B.
Zur Herstellung eines gebrauchsfertigen Pulverlacks werden die erfindungsgemäßen Polyadditionsverbindungen mit geeigneten hydroxyfunktionellen Pulverlackbindemitteln gemischt, gegebenenfalls mit weiteren Hilfs- und Zusatzmitteln, wie z.B. Katalysatoren, Pigmenten, Füllstoffen oder Verlaufsmitteln versetzt, und beispielsweise in Extrudern oder Knetern oberhalb des Schmelzbereichs der Einzelkomponenten, beispielsweise 70 bis 130°C, vorzugsweise 70 bis 110°C, zu einem homogenen Material vereinigt.To make a ready-to-use The polyaddition compounds according to the invention become powder coating mixed with suitable hydroxy-functional powder coating binders, optionally with other auxiliaries and additives, such as e.g. catalysts Pigments, fillers or leveling agents, and for example in extruders or Kneading above the melting range of the individual components, for example 70 to 130 ° C, preferably 70 to 110 ° C, united into a homogeneous material.
Die erfindungsgemäßen Polyadditionsverbindungen und die hydroxyfunktionellen Bindemittel kommen hierbei in solchen Mengenverhältnissen zum Einsatz, dass auf jede Hydroxylgruppe 0,6 bis 2,0, vorzugsweise 0,6 bis 1,4, besonders bevorzugt 0,8 bis 1,2 Isocyanatgruppen entfallen, wobei unter Isocyanatgruppen bei den erfindungsgemäßen Polyadditionsverbindungen die Summe aus in dimerer Form als Uretdiongruppen vorliegenden Isocyanatgruppen und freien Isocyanatgruppen verstanden wird.The polyaddition compounds according to the invention and the hydroxy-functional binders come in such proportions used that for each hydroxyl group 0.6 to 2.0, preferably 0.6 to 1.4, particularly preferably 0.8 to 1.2, isocyanate groups are eliminated, with isocyanate groups in the polyaddition compounds according to the invention the sum of isocyanate groups present in dimeric form as uretdione groups and free isocyanate groups is understood.
Bei den gegebenenfalls zur Beschleunigung
der Aushärtung
mitzuverwendenden Katalysatoren handelt es sich um die üblichen,
aus der Polyurethanchemie bekannten Verbitndungen, wie sie schon
oben beim erfindungsgemäßen Verfahren
zur Reaktionsbeschleunigung beschrieben wurden, oder Amidine, wie
z.B. 1,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en (DBN), 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en
(DBU) und 1,2-Dimethyl-tetrahydropyrimidin,
die sich nach der Lehre der
Wie IR-spektroskopische Untersuchungen zeigen, reagieren unter den Bedingungen der Pulverlackherstellung gegebenenfalls in den erfindungsgemäßen Polyadditionsverbindungen vorliegende freie Isocyanatgruppen praktisch vollständig ab. Der nach Abkühlen der Schmelze resultierende Isocyanatgruppen-freie Feststoff wird anschließend gemahlen und durch Sieben von den Kornanteilen oberhalb der gewünschten Korngröße, beispielsweise oberhalb 0,1 mm, befreit.Like IR spectroscopic examinations show react under the conditions of powder coating production optionally in the polyaddition compounds according to the invention existing free isocyanate groups practically completely. The one after cooling the resulting isocyanate group-free solid subsequently ground and by sieving the grain proportions above the desired grain size, for example above 0.1 mm, exempt.
Der so hergestellte sprühfertige Pulverlack kann nach üblichen Pulverauftragsverfahren, wie z.B. elektrostatischem Pulverversprühen oder Wirbelsintern, auf die zu überziehenden Substrate aufgebracht werden. Erfindungsgemäß können beliebige hitzeresistente Substrate, wie beispielsweise solche aus Metallen, Holz oder Glas, beschichtet werden.The ready to spray produced in this way Powder coating can be made according to usual Powder application processes, e.g. electrostatic powder spraying or Vertebral sinter, on those to be covered Substrates are applied. According to the invention, any heat-resistant can Substrates, such as those made of metals, wood or glass, be coated.
Die Härtung der Überzüge erfolgt durch Erhitzen auf Temperaturen von 110 bis 220°C, vorzugsweise 130 bis 200°C beispielsweise während eines Zeitraums von ca. 10 bis 30 Minuten. Man erhält harte und elastische Beschichtungen mit guter Lösemittel- und Chemikalienbeständigkeit, die sich durch einen hervonagenden Verlauf und sehr hohen Glanz auszeichnen.The coatings are hardened by heating Temperatures from 110 to 220 ° C, preferably 130 to 200 ° C for example during a period of about 10 to 30 minutes. You get hard and elastic coatings with good resistance to solvents and chemicals, which is characterized by an excellent course and very high gloss distinguished.
In Folgenden beziehen sich alle Prozentangaben, mit Ausnahme der Glanzwerte, auf das Gewicht. Die angegebenen Uretdiongruppen-Gehalte wurden durch Heißtitration (30 minütiges Kochen am Rückfluss mit überschüssigem Di-n-butylamin in 1,2-Dichlorbenzol und anschließende Rücktitration mit Salzsäure) bestimmt.In the following, all percentages, with the exception of the gloss values, relate to the weight. The uretdione group contents given were determined by hot titration (refluxing for 30 minutes with excess di-n-butylamine in 1,2-dichlorobenzene and subsequent back titration with hydrochloric acid).
Herstellung der Ausgangsverbindungen A)Preparation of the starting compounds A)
1. Herstellung eines Dimerisierungskatalysators:1. Preparation of a Dimerization Catalyst:
Trihexyltetradecylphosphonium-1,2,4-triazolatTrihexyltetradecylphosphonium-1,2,4-triazolate
In einer Dreihalskolben-Rührapparatur mit mechanischem Rührer, Innenthermometer und Rückflusskühler wurden bei Raumtemperatur unter trockenem Stickstoff 180 g einer 30 %igen methanolischen Natrium-Methanolat-Lösung, entsprechend 1,0 mol Natrium-Methanolat, vorgelegt. Man tropfte innerhalb von 45 min eine Lösung von 69 g (1,0 mol) 1,2,4-Triazol in 200 ml Methanol zu und rührte das Reaktionsgemisch 12 Stunden nach. Anschließend tropfte man innerhalb von 1 Stunde eine Lösung von 518 g (1,0 mol) Trihexyltetradecylphosphoniumchlorid (Cyphos® 3653, Fa. Cytec Industries, Neuss) gelöst in 60 g Methanol zu. Unmittelbar nach Beginn der Phosphoniumsalz-Zugabe setzte die Ausscheidung von Natriumchlorid ein. Man rührte die Reaktionsmischung über Nacht bei Raumtemperatur nach, filtrierte das ausgefallene Natriumchlorid ab und destillierte anschließend das Lösungsmittel in einem handelsüblichen Dünnschichtverdampfer bei einer Temperatur von 50°C und einem Druck von ca. 0,3 mbar ab. Der Rückstand wurde erneut filtriert und man erhielt 510 g (Ausbeute: 92,6 % d.Th.) Trihexyltetradecylphosphonium-1,2,4-triazolat als klare, nahezu farblose Flüssigkeit mit einer Viskosität von 570 mPas (23°C) und einem Brechungsindex n 20 / D von 1,4821. Der Restgehalt an Methanol betrug 0,1 Gew.-%.In a three-necked flask with mechanical stirrer, internal thermometer and reflux condenser, 180 g of a 30% methanolic sodium methanolate solution, corresponding to 1.0 mol of sodium methoxide, were placed at room temperature under dry nitrogen. A solution of 69 g (1.0 mol) of 1,2,4-triazole in 200 ml of methanol was added dropwise within 45 min and the reaction mixture was stirred for 12 hours. Was then added dropwise over 1 hour a solution of 518 g (1.0 mol) trihexyltetradecylphosphonium chloride (CYPHOS ® 3653, Fa. Cytec Industries, Neuss, Germany) dissolved in 60 g of methanol. Immediately after the beginning of the phosphonium salt addition, the excretion of sodium chloride began. The reaction mixture was stirred overnight at room temperature, the precipitated sodium chloride was filtered off and the solvent was then distilled off in a commercially available thin-film evaporator at a temperature of 50 ° C. and a pressure of about 0.3 mbar. The residue was filtered again and 510 g (yield: 92.6% of theory) of trihexyltetradecylphosphonium-1,2,4-triazolate were obtained as a clear, almost colorless liquid with a viscosity of 570 mPas (23 ° C.) and one Refractive index n 20 / D of 1.4821. The residual methanol content was 0.1% by weight.
Uretdionpolyisocyanat aus 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan A1)uretdione polyisocyanate from 4,4'-diisocyanatodicyclohexylmethane A1)
1000 g (3,82 mol) 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan wurden 1 Stunde lang unter vermindertem Druck (2 mbar) entgast, anschließend mit trockenem Stickstoff belüftet und auf 30°C erwärmt. Anschließend gab man unter Rühren mit Hilfe einer Infusions-Laborpumpe (KDS 100, KD Scientific, Boston) 12 g (0,022 mol) des oben beschriebenen Dimerisierungskstalysators Trihexyltetradecylphosphonium-1,2,4-triazolat kontinuierlich über eine Reaktionszeit von 3 Stunden zu. Nach einer Nachrührzeit von 30 min betrug der NCO-Gehalt in der Reaktionsmischung 26,2 %, entsprechend einem Oligomerisierungsgrad von 17,1 %. Der Katalysator wurde durch Zugabe von 4,6 g (0,022 mol) Dibutylphosphat deaktiviert und das resultierende klare, farblose Gemisch mit Hilfe eines Dünnschichtverdampfers bei einer Temperatur von 155°C und einem Druck von 0,2 mbar von überschüssigem Diisocyanat befreit. Man erhielt ein hochviskoses nahezu farbloses Uretdionpolyisocyanat mit einem Gehalt an freien NCO-Gruppen von 14,2 %, einem Gehalt an monomerem 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan von 0,5 % und einer Farbzahl (APHA), bestimmt an einer 10 %-igen Lösung in Methylenchlorid, von 11. Das Produkt enthielt laut 13C-NMR-Spektroskopie ausschließlich Uretdiongruppen, Isocyanuratstrukturen waren nicht nachweisbar. Der Gehalt an Uretdiongruppen, ermittelt durch Heißtitration betrug 17,8 %.1000 g (3.82 mol) of 4,4'-diisocyanatodicyclohexylmethane were degassed for 1 hour under reduced pressure (2 mbar), then aerated with dry nitrogen and heated to 30 ° C. Subsequently, 12 g (0.022 mol) of the above-described dimerization catalyst trihexyltetradecylphosphonium-1,2,4-triazolate were continuously added over a reaction time of 3 hours with the aid of an infusion laboratory pump (KDS 100, KD Scientific, Boston). After a subsequent stirring time of 30 minutes, the NCO content in the reaction mixture was 26.2%, corresponding to a degree of oligomerization of 17.1%. The catalyst was deactivated by adding 4.6 g (0.022 mol) of dibutyl phosphate and the resulting clear, colorless mixture was freed from excess diisocyanate using a thin-layer evaporator at a temperature of 155 ° C. and a pressure of 0.2 mbar. A highly viscous, almost colorless uretdione polyisocyanate with a free NCO group content of 14.2%, a monomeric 4,4'-diisocyanatodicyclohexylmethane content of 0.5% and a color number (APHA), determined on a 10% strength, was obtained Solution in methylene chloride, of 11. According to 13 C-NMR spectroscopy, the product only contained uretdione groups, and isocyanurate structures were not detectable. The content of uretdione groups, determined by hot titration, was 17.8%.
Uretdionpolyisocyanat aus 4,4'-Diisocyanato-3,3'-dimethyldicyclohexylmethan A2)uretdione polyisocyanate from 4,4'-diisocyanato-3,3'-dimethyldicyclohexylmethane A2)
1000 g (3,45 mol) 4,4'-Diisocyanato-3,3'-dimethyldicyclohexyhnethan wurden 1 Stunde im Vakuum (2 mbar) entgast, anschließend mit trockenem Stickstoff belüftet und auf 30°C erwärmt. Anschließend gab man unter Rühren mit Hilfe einer Infusions-Laborpumpe (KDS 100, KD Scientific Boston) 10 g (0,018 mol) des oben beschriebenen Dimerisierungskatalysators Trihexyltetradecylphosphonium-1,2,4-triazolat kontinuierlich über eine Reaktionszeit von 3 Stunden zu. Nach einer Nachrührzeit von 30 min betrug der NCO-Gehalt in der Reaktionsmischung 25,1 %, entsprechend einem Oligomerisierungsgrad von 13,4 %. Der Katalysator wurde nun durch Zugabe von 4,6 g (0,022 mol) Dibutylphosphat deaktiviert und das resultierende klare, farblose Gemisch mit Hilfe eines Dünnschichtverdampfers bei einer Temperatur von 155°C und einem Druck von 0,2 mbar von überschüssigem Diisocyanat befreit. Man erhielt ein hochviskoses nahezu farbloses Uretdionpolyisocyanat mit einem Gehalt an freien NCO-Gruppen von 13,3 %, einem Gehalt an monomerem 4,4'-Diisocyanato-3,3'-dimethyldicyclohexylmethan von 0,6 % und einer Farbzahl (APHA), bestimmt an einer 10 %-igen Lösung in Methylenchlorid, von 29. Das Produkt enthielt laut 13C-NMR-Spektroskopie ausschließlich Uretdiongruppen, Isocyanuratstrukturen waren nicht nachweisbar. Der Gehalt an Uretdiongruppen, ermittelt durch Heißtitration betrug 15,9 %.1000 g (3.45 mol) of 4,4'-diisocyanato-3,3'-dimethyldicyclohexyhnethan were degassed in vacuo (2 mbar) for 1 hour, then aerated with dry nitrogen and heated to 30 ° C. Subsequently, 10 g (0.018 mol) of the above-described dimerization catalyst trihexyltetradecylphosphonium-1,2,4-triazolate were added continuously over a reaction time of 3 hours with the aid of an infusion laboratory pump (KDS 100, KD Scientific Boston). After stirring for a further 30 minutes, the NCO content in the reaction mixture was 25.1%, corresponding to a degree of oligomerization of 13.4%. The catalyst was then deactivated by adding 4.6 g (0.022 mol) of dibutyl phosphate and the resulting clear, colorless mixture was freed from excess diisocyanate using a thin-film evaporator at a temperature of 155 ° C. and a pressure of 0.2 mbar. A highly viscous, almost colorless uretdione polyisocyanate with a free NCO group content of 13.3%, a monomeric 4,4'-diisocyanato-3,3'-dimethyldicyclohexylmethane content of 0.6% and a color number (APHA) was obtained, determined on a 10% solution in methylene chloride, of 29. According to 13 C-NMR spectroscopy, the product only contained uretdione groups, and isocyanurate structures were not detectable. The content of uretdione groups, determined by hot titration, was 15.9%.
Herstellung von Ausgangsverbindungen C)Preparation of starting compounds C)
Estergruppen aufweisendes Diol C 1)Having ester groups Diol C 1)
901 g 1,4-Butandiol und 1712 g ε-Caprolacton
wurden bei Raumtemperatur unter trockenem Stickstoff vermischt,
mit 0,3 g Zinn(II)-octoat versetzt und anschließend für 5 h auf 160°C erhitzt.
Nach Abkühlen
auf Raumtemperatur erhielt man ein farbloses flüssiges Produkt mit folgenden
Kenndaten:
Estergruppen aufweisendes Diol C 2)Having ester groups Diol C 2)
761 g 1,3-Propandiol und 1712 g ε-Caprolacton wurden bei Raumtemperatur unter trockenem Stickstoff vermischt, mit 0,3 g Zinn(II)-octoat versetzt und anschließend für 5 h auf 160°C erhitzt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur erhielt man ein farbloses flüssiges Produkt mit folgenden Kenndaten: 761 g 1,3-propanediol and 1712 g ε-caprolactone were mixed at room temperature under dry nitrogen, 0.3 g of tin (II) octoate were added and the mixture was then heated to 160 ° C. for 5 h. After cooling down A colorless liquid product was obtained at room temperature with the following Characteristics:
Estergruppen aufweisendes Triol C 3)Having ester groups Triol C 3)
1 341 g 1,1,1-Trimethylolpropan (TMP) und 1 712 g ε-Caprolacton wurden bei Raumtemperatur unter trockenem Stickstoff vermischt, mit 0,3 g Zinn(II)-octoat versetzt und anschließend für 5 h auf 160°C erhitzt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur erhielt man ein farbloses flüssiges Produkt mit folgenden Kenndaten:1 341 g 1,1,1-trimethylolpropane (TMP) and 1 712 g ε-caprolactone were mixed at room temperature under dry nitrogen, 0.3 g of tin (II) octoate were added and the mixture was then heated to 160 ° C. for 5 h. To cooling down at room temperature, a colorless liquid product was obtained with the following Characteristics:
Beispiel 1 (erfindungsgemäß)Example 1
360,0 g (1,22 val) des Uretdionpolyisocyanates A1) wurden unter trockenem Stickstoff vorgelegt, mit 0,26 g Dibutylzinn(N)-dilaurat (DBTL) als Katalysator versetzt und auf 80°C erwärmt. Anschließend gab man innerhabb von 10 min eine Mischung von 131,3 g (0,98 val) des Estergruppen aufweisenden Diols Cl), 5,5 g (0,12 val) 1,4-Butandiol und 15,9 g (0,12 val) 2-Ethyl-1-hexanol zu, wobei die Temperatur aufgrund der freiwerdenden Reaktionswärme bis auf 125°C anstieg. Nach einer Nachrührzeit von 5 Minuten war der NCO-Gehalt des Reaktionsgemisches auf einen Wert von 0,9 abgesunken. Die Schmelze wurde zum Erkalten auf ein Blech gegossen, und man erhielt eine erfindungsgemäße uretdiongruppenhaltige Polyadditionsverbindung in Form eines farblosen Festharzes. Das Produkt wies folgende Kenndaten auf360.0 g (1.22 eq) of the uretdione polyisocyanate A1) were placed under dry nitrogen, with 0.26 g of dibutyltin (N) dilaurate (DBTL) as a catalyst and heated to 80 ° C. Then gave a mixture of 131.3 g (0.98 eq) of the Diol C1) containing ester groups, 5.5 g (0.12 eq) 1,4-butanediol and 15.9 g (0.12 val) of 2-ethyl-1-hexanol, the temperature being due to the heat of reaction released up to 125 ° C rise. After a stir of 5 minutes the NCO content of the reaction mixture was one Value dropped by 0.9. The melt was on for cooling Cast sheet, and a uretdione group-containing invention was obtained Polyaddition compound in the form of a colorless solid resin. The Product had the following characteristics
Beispiel 2 (erfindungsgemäß)Example 2
360,0 g (1,22 val) des Uretdionpolyisocyanates A1) wurden unter trockenem Stickstoff vorgelegt, mit 0,25 g DBTL als Katalysator versetzt und auf 80°C erwärmt. Anschließend gab man innerhalb von 10 min eine Mischung von 122,0 g (0,98 val) des Estergruppen aufweisenden Diols C2) und 5,5 g (0,12 val) 1,4-Butandiol zu und rührte bei einer maximalen Reaktionstemperatur von 125°C bis der NCO-Gehalt des Reaktionsgemisches nach ca. 15 min auf einen Wert von 1,2 % abgesunken war. Die Schmelze wurde zum Erkalten auf ein Blech gegossen, und man erhielt eine erfindungsgemäße Polyadditionsverbindung als hellgelbes Festharz mit folgenden Kenndaten: 360.0 g (1.22 eq) of the uretdione polyisocyanate A1) were placed under dry nitrogen, 0.25 g of DBTL was added as a catalyst and the mixture was heated to 80.degree. A mixture of 122.0 g (0.98 eq) of the diol C2) containing ester groups and 5.5 g (0.12 eq) of 1,4-butanediol was then added within 10 min and the mixture was stirred at a maximum reaction temperature of 125 ° C until the NCO content of the reaction mixture after about 15 minutes had dropped to a value of 1.2%. The melt was poured onto a metal sheet to cool, and a polyaddition compound according to the invention was obtained as a light yellow solid resin with the following characteristics:
Beispiel 3 (erfindungsgemäß)Example 3
350,0 g (1,11 val) des Uretdionpolyisocyanates A2) wurden unter trockenem Stickstoff vorgelegt, mit 0,25 g DBTL als Katalysator versetzt und auf 80°C erwärmt. Anschließend gab man innerhalb von 10 min eine Mischung von 119,7 g (0,89 val) des Estergruppen aufweisenden Diols Cl), 3,4 g (0,11 val) 1,2-Ethandiol und 14,3 g (0,11 va1) 2-Ethyl-1-hexanol zu, wobei die Temperatur aufgrund der freiwerdenden Reaktionswärme bis auf 118°C anstieg. Nach einer Nachrührzeit von 10 Minuten war der NCO-Gehalt des Reaktionsgemisches auf einen Wert von 0,8 % abgesunken. Die Schmelze wurde zum Erkalten auf ein Blech gegossen, und man erhielt eine erfindungsgemäße uretdiongruppenhaltige Polyadditionsverbindung in Form eines farblosen Festharzes. Das Produkt wies folgende Kenndaten auf:350.0 g (1.11 eq) of the uretdione polyisocyanate A2) were placed under dry nitrogen, with 0.25 g DBTL added as a catalyst and heated to 80 ° C. Then gave a mixture of 119.7 g (0.89 eq) of the Diol Cl) containing ester groups, 3.4 g (0.11 eq) 1,2-ethanediol and 14.3 g (0.11 va1) 2-ethyl-1-hexanol, the temperature due to the released heat of reaction rose to 118 ° C. After a stir of 10 minutes the NCO content of the reaction mixture was one 0.8% lower. The melt was on for cooling Cast sheet, and a uretdione group-containing invention was obtained Polyaddition compound in the form of a colorless solid resin. The Product had the following characteristics:
Beispiel 4 (erfindungsgemäß)Example 4
300,0 g (1,01 val) des uretdiongruppenhaltigen Polyisocyanates A1) wurden bei 50°C mit 50,0 g (0,60 val) HDI unter trockenem Stickstoff vermischt, anschließend mit 0,5 g DBTL als Katalysator versetzt und auf 80°C erwärmt. Zu dieser Mischung, die einen Gehalt an Uretdiongruppen von 15,3 % aufwies, gab man innerhalb von 20 min eine Mischung von 64,6 g (0,48 val) des Estergruppen aufweisenden Diols C 1), 36,0 g (0,80 val) 1,4-Butandiol und 41,6 g (0,32 val) 2-Ethyl-1-hexanol zu und rührte bei einer maximalen Reaktionstemperatur von 122°C bis der NCO-Gehalt des Reaktionsgemisches nach ca. 15 min auf einen Wert von 0,7 % abgesunken war. Die Schmelze wurde zum Erkalten auf ein Blech gegossen, und man erhielt eine erfindungsgemäße Polyadditionsverbindung als hellgelbes Festharz mit folgenden Kenndaten:300.0 g (1.01 eq) of the uretdione group-containing Polyisocyanates A1) were at 50 ° C. mixed with 50.0 g (0.60 eq) HDI under dry nitrogen, subsequently treated with 0.5 g DBTL as a catalyst and heated to 80 ° C. To this mixture, which has a uretdione group content of 15.3% a mixture of 64.6 g (0.48 val) of the diol C 1) containing ester groups, 36.0 g (0.80 val) 1,4-butanediol and 41.6 g (0.32 eq) 2-ethyl-1-hexanol and stirred in a maximum reaction temperature of 122 ° C to the NCO content of the reaction mixture had dropped to a value of 0.7% after about 15 minutes. The melt was poured onto a tray to cool, and one was obtained polyaddition compound according to the invention as a light yellow solid resin with the following characteristics:
Beispiel 5 (erfindungsgemäß)Example 5
300 g (1,01 val) des uretdiongruppenhaltigen Polyisocyanates A1) wurden bei 50°C mit 30 g (0,16 val) eines analog Beispiel 7 der EP-A 330 966 hergestellten Isocyanurat-Polyisocyanates auf Basis von HDI mit einem Gehalt an freien Isocyanatgruppen von 21,8 %, einem Gehalt an monomerem HDI von 0,1 % und einer mittleren NCO-Funktionalität von 3,5 unter trockenem Stickstoff vermischt, anschließend mit 0,5 g DBTL als Katalysator versetzt und auf 80°C erwärmt. Zu dieser Mischung, die einen Gehalt an Uretdiongruppen von 16,2 % und eine mittlere NCO-Funktionalität von 2,12 aufwies, gab man innerhalb von 20 min eine Mischung von 24 g (0,23 val) des Estergruppen aufweisenden Triols C 3), 47 g (0,35 val) des Estergruppen aufweisenden Diols C 1) und 16 g (0,35 val) 1,4-Butandiol zu und rührte bei einer maximalen Reaktionstemperatur von 120°C, bis der NCO-Gehalt des Reaktionsgemisches nach ca. 15 min auf einen Wert von 2,8 % abgesunken war. Die Schmelze wurde zum Erkalten auf ein Blech gegossen, und man erhielt eine erfindungsgemäße Polyadditionsverbindung als hellgelbes Festharz mit folgenden Kenndaten: 300 g (1.01 val) of the uretdione group-containing Polyisocyanates A1) were at 50 ° C. with 30 g (0.16 eq) of a prepared analogously to Example 7 of EP-A 330 966 Isocyanurate polyisocyanate based on HDI containing free isocyanate groups of 21.8%, a monomeric HDI content of 0.1% and an average NCO functionality of 3.5 mixed under dry nitrogen, then with 0.5 g DBTL as catalyst offset and to 80 ° C. heated. This mixture, which has a uretdione group content of 16.2% and had an average NCO functionality of 2.12 a mixture of 24 g (0.23 eq) of the ester groups within 20 min containing triols C 3), 47 g (0.35 eq) of the diol containing ester groups C 1) and 16 g (0.35 eq) 1,4-butanediol and stirred at a maximum reaction temperature from 120 ° C to the NCO content of the reaction mixture to about 15 minutes Value had dropped by 2.8%. The melt was on for cooling poured a sheet, and a polyaddition compound of the invention was obtained as a light yellow solid resin with the following characteristics:
Beispiel 6 (erfindungsgemäß)Example 6
340,0 g (1,15 val) des Uretdionpolyisocyanates A1) wurden unter trockenem Stickstoff vorgelegt, mit 0,25 g DBTL als Katalysator versetzt und auf 80°C erwärmt. Anschließend gab man 185,6 g (1,38 val) des Estergruppen aufweisenden Diols Cl) in einer Portion zu und rührte das Reaktionsgemisch bei einer maximalen Reaktionstemperatur von 130°C bis nach ca. 5 min sämtliche Isocyanatgruppen abreagiert hatten. Die Schmelze wurde zum Erkalten auf ein Blech gegossen, und man erhielt eine erfindungsgemäße Polyadditionsverbindung als blassgelbes Festharz mit folgenden Kenndaten:340.0 g (1.15 eq) of the uretdione polyisocyanate A1) were placed under dry nitrogen, with 0.25 g DBTL added as a catalyst and heated to 80 ° C. Then gave 185.6 g (1.38 eq) of the diol Cl) containing ester groups a portion and stirred the reaction mixture at a maximum reaction temperature of 130 ° C to after about 5 minutes all Had reacted isocyanate groups. The melt became cold poured onto a metal sheet and a polyaddition compound according to the invention was obtained as a pale yellow solid resin with the following characteristics:
Beispiel 7: (Vergleich,
analog
350,0 g (1,39 val) eines uretdiongruppenhaltigen Polyisocyanates auf Basis von 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan (IPDI) mit einem Gehalt an freien Isocyanatgruppen von 16,7 % und einem Gehalt an Uretdiongruppen (bestimmt durch Heißtitration) von 20,9 % wurden unter trockenem Stickstoff mit 0,5 g DBTL als Katalysator versetzt und auf 80°C erwärmt. Anschließend gab man innerhalb von 20 min eine Mischung von 149,3 g (1,11 val) des Estergruppen aufweisenden Diols C 1), 6,3 g (0,14 val) 1,4-Butandiol und 18,2 (0,14 val) 2-Ethyl-1-hexanol zu und rührte bei einer Reaktionstemperatur von max. 110°C bis der NCO-Gehalt des Reaktionsgemisches nach ca. 20 min auf einen Wert von 0,7 % abgesunken war. Die Schmelze wurde zum Erkalten auf ein Blech gegossen, und man erhielt eine erfindungsgemäße Polyadditionsverbindung als blassgelbes Festharz mit folgenden Kenndaten:350.0 g (1.39 eq) of a uretdione group Polyisocyanates based on 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (IPDI) with a free isocyanate group content of 16.7% and a content of uretdione groups (determined by hot titration) of 20.9% were treated with 0.5 g DBTL under dry nitrogen Catalyst added and to 80 ° C. heated. Subsequently a mixture of 149.3 g (1.11 eq) was added within 20 min of the diol C 1) containing ester groups, 6.3 g (0.14 eq) 1,4-butanediol and 18.2 (0.14 eq) 2-ethyl-1-hexanol and stirred at a reaction temperature by Max. 110 ° C until the NCO content of the reaction mixture drops to about 20 minutes Value had dropped by 0.7%. The melt was on for cooling poured a sheet, and a polyaddition compound of the invention was obtained as a pale yellow solid resin with the following characteristics:
Beispiel 8 (Verwendung; erfindungsgemäß [a] und Vergleich [b])Example 8 (Use; according to the invention [a] and Comparison [b])
- [a] 26,5 Gew.-Teile eines handelsüblichen hydroxylgruppenhaltigen Polyesters (Rucote® 182, Bayer AG) mit einer OH-Zahl von 30 und 24,6 Gew.-Teile eines handelsüblichen hydroxylgruppenhaltigen Polyesters (Rucote® 194, Bayer AG) mit einer OH-Zahl von 45 wurden mit 11,4 Gew.-Teilen der erfindungsgemäßen Polyadditionsverbindung aus Beispiel 1, entsprechend einem Äquivalentverhältnis von Gesamt-NCO zu OH von 1:1, 1,5 Gew.-Teilen eines handelsüblichen Verlaufsmittels (Resiflow® PV 88, Worlée-Chemie GmbH, Hamburg ), 0,5 Gew.-Teilen Zinn(II)-palmitat als Katalysator, 0,5 Gew.-Teilen Benzoin und 35,0 Gew.-Teilen eines Weißpigmentes (Kronos 2160, Kronos Titan GmbH, Leverkusen) gründlich gemischt und anschließend mit Hilfe eines Buss Cokneters vom Typ PLK 46 bei 100 U/min und einer Gehäusetemperatur von 100 bis 120°C im Verfahrensteil homogenisiert. Nach Abkühlen wurde die erstarrte Schmelze mit Hilfe einer Sichtermühle (ACM 2, Hosokawa Mikropul) mit einem 90 μm Sieb gemahlen und gesiebt. [a] 26.5 parts by weight of a commercially available hydroxyl-containing polyester (Rucote 182 ®, Bayer AG) having an OH number of 30 and 24.6 parts by weight of a commercially available hydroxyl-containing polyester (Rucote 194 ®, Bayer AG) an OH number of 45 with 11.4 parts by weight of the polyaddition compound according to the invention from Example 1, corresponding to an equivalent ratio of total NCO to OH of 1: 1, 1.5 parts by weight of a commercially available leveling agent (Resiflow ® PV 88, Worlée-Chemie GmbH, Hamburg), 0.5 part by weight of tin (II) palmitate as a catalyst, 0.5 part by weight of benzoin and 35.0 parts by weight of a white pigment (Kronos 2160, Kronos Titan GmbH, Leverkusen) thoroughly mixed and then homogenized in the process section using a PLK 46 Buss co-mixer at 100 rpm and a housing temperature of 100 to 120 ° C. After cooling, the solidified melt was ground and sieved using a classifier mill (ACM 2, Hosokawa Mikropul) with a 90 μm sieve.
- [b] Zum Vergleich wurde analog aus 27,0 Gew.-Teilen Rucote® 182 und 25,2 Gew.-Teilen Rucote® 194 mit 10,3 Gew.-Teilen der gemäß Vergleichsbeispiel 6 erhaltenen Polyadditionsverbindung, 1,5 Gew.-Teilen eines handelsüblichen Verlaufsmittels (Resiflo® PV 88, Worlée-Chemie GmbH, Hamburg ), 0,5 Gew.-Teilen Zinn(II)-palmitat als Katalysator, 0,5 Gew.-Teilen Benzoin und 35,0 Gew.-Teilen eines Weißpigmentes (Kronos 2160, Kronos Titan GmbH, Leverkusen) ein Pulverlack hergestellt. Das Äquivalentverhältnis von Gesamt-NCO zu OH lag ebenfalls bei 1:1.[b] For comparison, 27.0 parts by weight of Rucote ® 182 and 25.2 parts by weight of Rucote ® 194 were analogously mixed with 10.3 parts by weight of the polyaddition compound obtained in Comparative Example 6, 1.5 parts by weight. Parts of a commercially available leveling agent (Resiflo ® PV 88, Worlée-Chemie GmbH, Hamburg), 0.5 parts by weight of tin (II) palmitate as a catalyst, 0.5 parts by weight of benzoin and 35.0 parts by weight of a white pigment (Kronos 2160, Kronos Titan GmbH, Leverkusen). The equivalent ratio of total NCO to OH was also 1: 1.
Die beiden so erhaltenen Pulverlacke wurden mit einer ESB-Becherpistole bei einer Hochspannung von 70 KV auf entfettete Stahlbleche gespritzt und jeweils 15 min bei einer Temperatur von 160°C, 170°C und 180°C zu glattverlaufenden, weißen Beschichtungen ausgehärtet. Bei Schichtdicken von etwa 60 μm wurden folgende lacktechnischen Eigenschaften gefunden:The two powder coatings thus obtained were shot with an ESB cup gun at a high voltage of 70 KV sprayed onto degreased steel sheets and 15 min each at one Temperature of 160 ° C, 170 ° C and 180 ° C to smooth, white Cured coatings. With layer thicknesses of around 60 μm the following paint properties were found:
Pulverlack vernetzt mit Polyadditionsverbindung aus Powder coating cross-linked with polyaddition compound
Der Vergleich zeigt, dass mit Hilfe des erfindungsgemäßen Pulverlackes bereits bei niedrigerer Einbrenntemperatur ein vollvernetzter Lackfilm erhalten wird, der sich gegenüber der Beschichtung, die unter Verwendung der bekannten Polyadditionsverbindung des Standes der Technik hergestellt wurde, durch eine höhere Elastizität auszeichnet.The comparison shows that with the help of the powder coating according to the invention a fully cross-linked paint film even at a lower baking temperature will get who is facing the coating using the known polyaddition compound of the prior art was characterized by a higher elasticity.
Beispiel 9 bis 12 (Verwendung, erfindungsgemäß)Examples 9 to 12 (use, Inventive)
Nach dem in Beispiel 7 beschriebenen Verfahren wurden ausgehend vom dem in Beispiel 8 beschriebenen hydroxylgruppenhaltigen Polyester der OH-Zahl 30 (Rucote® 182, Bayer AG, Leverkusen) und den erfindungsgemäßen Polyadditionsverbindungen 2, 3, 4 und 5 weiß pigmentierte Pulverlacke hergestellt. Die fertig formulierten Pulverlacke wurden jeweils mit einer ESB-Becherpistole bei einer Hochspannung von 70 KV auf entfettetes Stahlblech gespritzt und 15 min bei 170°C ausgehärtet. Die nachfolgende Tabelle zeigt die Zusammensetzungen (Gew.-Teile) der Pulverlacke sowie die lacktechnischen Daten der daraus erhaltenen Beschichtungen (Schichtdicke jeweils etwa 60 μm).Following the procedure described in example 7, the hydroxyl-containing polyester described in Example 8 of the OH number 30 (Rucote ® 182, Bayer AG, Leverkusen) and the polyaddition compounds 2 according to the invention, 3, 4 and 5 White pigmented powder coatings were prepared starting from the. The formulated powder coatings were each sprayed onto a degreased steel sheet using an ESB cup gun at a high voltage of 70 KV and cured at 170 ° C. for 15 minutes. The table below shows the compositions (parts by weight) of the powder coating materials and the coating data of the coatings obtained therefrom (layer thickness in each case about 60 μm).
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