DD299965A5

DD299965A5 - METHOD FOR THE MAJOR MANUFACTURE OF THIXOTROPER OF URETHANOUS ISOCYANATES WITH LOW ISOCYANATE CONTENT

Info

Publication number: DD299965A5
Application number: DD29639486A
Authority: DD
Inventors: Hans-Juergen Reese; Michael Reichelt; Lothar Baum; Gerd Mueller-Hagen; Gerlinde Tischer; Peter Anders; Hans-Helmut Huettner
Original assignee: Basf Schwarzheide Gmbh,De
Priority date: 1986-11-19
Filing date: 1986-11-19
Publication date: 1992-05-14

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die grosztechnische Herstellung thixotroper urethanhaltiger Isocyanate mit geringem Isocyanatgehalt. Dieses Isocyanat ist zur Herstellung von Polyurethanen, insbesondere fuer Kleb- oder Fugenmassen geeignet. Die Erfindung besteht darin, dasz durch eine zweistufige Urethanmodifizierung, wobei in der ersten Stufe bis zu 60 * des eingesetzten Diols dem Isocyanat und in der zweiten Stufe das Restdiol im Gemisch mit dem primaeren Polyamin und dem gebildeten Reaktionsprodukt der ersten Stufe zugegeben wird. Die Vermischung der zweiten Stufe erfolgt in der Mischkammer einer Zweikomponentenpolyurethanverarbeitungsmaschine.{thixotropes urethanhaltiges Isocyanat; grosztechnische Herstellung; zweistufige Urethanmodifizierung; Mischungsherstellung mit Zweikomponentenpolyurethanverarbeitungsmaschine}The invention relates to the large-scale production of thixotropic urethane-containing isocyanates with a low isocyanate content. This isocyanate is suitable for the production of polyurethanes, in particular for adhesive or joint compounds. The invention consists in providing a two step urethane modification wherein in the first step up to 60% of the diol used is added to the isocyanate and in the second step the residual diol is admixed in admixture with the primary polyamine and the formed first stage reaction product. The mixing of the second stage takes place in the mixing chamber of a two-component polyurethane processing machine. {Thixotropic urethane-containing isocyanate; wholesale technical production; two-stage urethane modification; Mixture preparation with two-component polyurethane processing machine}

Description

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es ist gemäß DD-PS 211931 bekannt, thixotrope urethanhaltige Isocyanate durch Zugabe einer Mischung aus primärem Mono- und/oder Polyamin und einem zwei- und/oder mehrwertigen Alkohol zum Isocyanat in einem einstufen verfahren herzustellen. Das Vorfahren hat den Nachteil, daß es für ein großtechnisches Verfahren, welches große Produktmengen pro Zeiteinheit fordert, nicht geeignet ist, da die Umsetzungsreaktionen nicht mehr beherrschbar und Inhomogenitäten sowie Klumpenbildungen die Folge sind. Des weiteren ist von Nachteil, daß das Verfahren in seiner Anwendbarkeit auf thixotrope. urethanhaltige Isocyanate, das heißt auf Produkte mit Isöcyanatgehalten > 10% NCO, begrenzt ist. Nach dem Verfahren der DD-PS 211931 hergestellte .hixotrope urethanhaltige Isocyanate geringen Isocyanatgehaltes weisen eine für die spätere Verarbeitung zu hohe Viskosität auf.It is known from DD-PS 211931 to produce thixotropic urethane-containing isocyanates by addition of a mixture of primary mono- and / or polyamine and a dihydric and / or polyhydric alcohol to the isocyanate in a single-step process. The ancestor has the disadvantage that it is not suitable for a large-scale process which requires large amounts of product per unit of time, since the reaction reactions are no longer controllable and inhomogeneities and lumps are the result. Furthermore, it is disadvantageous that the method has its applicability to thixotropic. urethane-containing isocyanates, that is limited to products with Isöcyanatgehalten> 10% NCO. According to the method of DD-PS 211931. Hixotropic urethane-containing isocyanates of low isocyanate content have a viscosity too high for later processing.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist, nach einem einfachen technologischen Verfahren großtechnisch thixotrope urethanhaltige Isocyanate mit geringem Isocyanatgehalt herzustellen.The aim of the invention is to produce industrially thixotropic urethane-containing isocyanates with a low isocyanate content by a simple technological process.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche thixotropen urethanhaltigen Isocyanate mit geringem Isocyanatgehalt herzustellen, deren Anwendbarkeit nicht wie gemäß Stand der Technik begrenzt und die Viskosität nicht zu hoch ist, um deren Verarbeitbarkeit nicht zu erschweren.The invention has for its object to produce such thixotropic urethane-containing isocyanates with low isocyanate content whose applicability is not limited as in the prior art and the viscosity is not too high in order not to complicate their processability.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei der großtechnischen Herstellung der thixotropen urethanhaltigen Isocyanate mit geringem Isocyanatgehalt die Urethanmodifizierung zweistufig erfolgt, wobei in der ersten Stufe bis zu 60Gew.-% der Gesamtmenge des als Alkohol eingesetzten Diols, das ein Molekulargewicht 2 10OOg/Mol hat, dem Isocyanat zugemischt wird und in der zweiten Stufe die Restmenge des als Alkohol eingesetzten Diols im Gemisch mit dem primären Polyamin und dem gebildeten Reaktionsprodukt der ersten Stufe in der Mischkammer einer Zweikomponertenpolyurethanverarbeitungsmaschine durch Mischung zur Reaktion gebracht und nachfolgend ausgetragen wird.According to the invention the object is achieved in that in the industrial production of thixotropic urethane-containing isocyanates with low isocyanate urethane modification takes place in two stages, wherein in the first stage up to 60Gew .-% of the total amount of diol used as alcohol, the molecular weight 2 10OOg / mol has, is admixed with the isocyanate and in the second stage, the residual amount of the diol used as the alcohol in admixture with the primary polyamine and the resulting reaction product of the first stage in the mixing chamber of a two-component polyurethane processing machine by mixing reacted and discharged subsequently.

Isocyanate, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren im großtechnischen Maßstab durch Prepolymerbildung urethanmodifiziert und thixotropiert werden können, sind Isocyanate, die an einem aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest zwei oder mehr Isocyanatgruppen tragen, wobei bevorzugt Diisocyanate oder Diisocyanatgemische verwendet werden.Isocyanates which can be urethane-modified and thixotroped by prepolymer formation by the novel process according to the invention are isocyanates which carry two or more isocyanate groups on an aromatic, aliphatic or cycloaliphatic radical, preference being given to using diisocyanates or diisocyanate mixtures.

Es wurde überraschenderweise gefunden, oaß durch die zweistufige Urethanmodifizierung geringere Endviskositäten des thixotropen urethanhaltigen Isocyanate erhalten werden, als nach Verfahren gemäß dem Stand der Technik. Daraus resultieren die Vorteile für das erfindungsgemäße Verfahren. Die Viskositäten der nach erfindungsgemäßer Lehre in der Mischkammer einer Zweikomponentenpolyurethanverarbeitungsmaschine durch Mischung miteinander zur Reaktion gebrachten Gemische beziehungsweise Reaktionsprodukte liegen in einem Bereich, der eine optimale Durchmischung garantiert. Darüber hinaus ergibt sich die Möglichkeit, die Dosierung in die Mischkammer mittels Dosierpumpen genau einzuhalten und damit in kontinuierlicher Arbeitsweise im großtechnischen Maßstab thixotrope urethanhaltige Isocyanate herzustellen.Surprisingly, it has been found that lower end viscosities of the thixotropic urethane-containing isocyanates are obtained by the two-stage urethane modification than by processes according to the prior art. This results in the advantages for the method according to the invention. The viscosities of the inventive teaching in the mixing chamber of a two-component polyurethane processing machine by mixing reacted with each other mixtures or reaction products are in a range that guarantees optimal mixing. In addition, there is the possibility to comply precisely with the metering in the mixing chamber by means of metering pumps and thus produce thixotropic urethane-containing isocyanates in continuous operation on a large scale.

Das erfindungsgemä Ge Verfahren erlaub! aufgrund geringer Viskositäten der Endprodukte höhere Umsatzgrade mit dem Isocyanat, woraus niedrige Isocyanatgehaite resultieren. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich demzufolge zur Herstellung thixoiroper urethanhaltiger Isocyanate mit Isocyanatgehalten bis zu einer unteren Grenze von 2 Gew.-% NCO erfolgreich einsetzen. Zur Herstellung von thixotropen urethanhaltigen Isocyanaten ist auch die Mitverwendung von Lösungsmitteln und bekannten Weichmachern möglich. Die Mengen der zum Einsatz gelangenden Bestandteile des erfindungsgemäßen Verfahrens richten sich nach dem gewünschten lsocyanat;,ehalt sowie dem vorgesehenen Verwendungszweck. Im allgemeinen wird das Polyamin in Anteilen von 0,5 bis 20Gew.-% mit dem verwendeten Diol gemischt und dieses Gemisch in Anteilen von 5 bis 80Gew.-% mit dem nach erfindunpsgemäßer Lehre durch Zugabe des gleichen Diols urethanmodifizierten Isocyanats gemischt. Die Erfindung soll in nachfolgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The process according to the invention allows! due to low viscosities of the end products higher degrees of conversion with the isocyanate, resulting in low Isocyanatgehaite result. Accordingly, the process according to the invention can be used successfully to prepare thixoiroper urethane-containing isocyanates with isocyanate contents up to a lower limit of 2% by weight of NCO. For the preparation of thixotropic urethane-containing isocyanates and the concomitant use of solvents and known plasticizers is possible. The amounts of constituents used in the process according to the invention depend on the desired isocyanate, content and intended use. In general, the polyamine is mixed in proportions of 0.5 to 20% by weight with the diol used and this mixture is mixed in proportions of 5 to 80% by weight with the teachings according to the invention by adding the same diol urethane-modified isocyanate. The invention will be explained in more detail in subsequent embodiments.

Ausfuhrungsbeispiel 1Exemplary embodiment 1

In 98kg eines Polypropylenglykols mit einem Molekulargewicht von 2 OOOg/Mol werden 2 kg eines Kondensationsprcduktes aus Anilin und Formaldehyd mit ca. 60% Diamin und ca. 40% höherkondensierten Aminen gelöst.In 98 kg of a polypropylene glycol having a molecular weight of 2,000 g / mol, 2 kg of a condensation product of aniline and formaldehyde are dissolved with about 60% of diamine and about 40% of higher-condensed amines.

Diese Amin-Lösung wird in den Arbeitsbehälter für Polyolkomponenten derThis amine solution is added to the working container for polyol components

ZweiV.amponentenpolyurethanverarbeitungsmaschine gefüllt. Zu 75kg eines verflüssigten Diphenylmethandiisocyanats mit einem Äquivalentgewicht von 145g/Val werden unter Rühren 25 kg eines Polypropylenglykols mit einem Molekulargewicht von 20C0g/Mol zugegeben. Dieses Produkt wird 24h nach Herstellung in den Arbeitsbehälter f'ür Isocyanatkomponenten der Zweikomponentenpolyiirethanverarbeitungsmaschine gefüllt.Two-part polyurethane processing machine filled. To 75 kg of a liquefied diphenylmethane diisocyanate having an equivalent weight of 145 g / V is added with stirring 25 kg of a polypropylene glycol having a molecular weight of 20C0g / mol. This product is filled 24 hours after preparation in the working container for isocyanate components of the two-component poly-methane processing machine.

Für die großtechnische Herstellung der thixotropen urethanhaltigen Isocyanatkomponente wird die Zweikomponentenpolyurethanverarbeitungsmaschine so eingestellt, daß Aminlösung zu Isocyanatkomponente im Verhältnis wie 1,0:4,0 in dia Mischkammer dosiert wird. Nach gründlicher Durchmischung verläßt ein homogenes Produkt den Mischkopf, welches innerhalb weniger Sekunden eine cremartige, thixotrope Konsistenz annimmt.For large-scale production of the thixotropic urethane-containing isocyanate component, the two-component polyurethane processing machine is adjusted so that amine solution is added to the isocyanate component at a ratio of 1.0: 4.0 in the mixing chamber. After thorough mixing, a homogeneous product leaves the mixing head, which takes on a creamy, thixotropic consistency within a few seconds.

Das gemäß Ausführungsbeispiel 1 erhaltene thixotrope urethanhaitige Isocyanat besitzt einen Isocyanatgehalt von 16Gew.-%The thixotropic urethanhaitige isocyanate obtained according to Example 1 has an isocyanate content of 16Gew .-%

AusführungsLelspiel 2Execution game 2

In 98,4 kg eines Polypropylenglykols mit einem Molekulargewicht von 7. OOOg/Mol werden 1,6kg eines Kondensationsproduktes aus Anilin und Formaldehyd mit ca. 60% Diamin und ca. 40% hohorkondensierten Aminen gelöst.In 98.4 kg of a polypropylene glycol having a molecular weight of 7. OOOg / mol of a condensation product of aniline and formaldehyde with about 60% of diamine and about 40% hohorkondensierten amines are dissolved 1.6kg.

Zweikomponentenpolyurethanverarheitungsmaschine gefüllt.Two-component polyurethane Verstellmaschine filled.

Zu 60kg eines verflüssigten Diphenylmethandiisocyanats mit einem Äquivalentgewicht von 145g/Val werden unter Rühren 40kg eines Polypropylenglykols mit einem Molekulargewicht von 2000 j/Mol zugegeben. Dieses Produkt wird 24 h nach Herstellung in dei, Arbeitsbehälter für Ibocyanatkomponenten der Zweikomponentenpolyurethanverarbeitungsmaschine gefüllt.To 60 kg of a liquefied diphenylmethane diisocyanate having an equivalent weight of 145 g / V is added with stirring 40 kg of a polypropylene glycol having a molecular weight of 2000 j / mol. This product is filled in the working container for ibocyanate components of the two-component polyurethane processing machine 24 h after production.

Für die großtechnische Herstellung der thixotropen urethanhaltigen Isocyanatkomponente wird die Zweikomponentenpolyurethanverarbeitungsmaschine so eingestellt, daß Aminlösung zu Isocyanatkompononte im Verhältnis 1,0:1,0 in die Mischkammer dosiert wird. Nach gründlicher Durchmischung verläßt ein homogenes Produkt den Mischkopf, welches innerhalb weniger Sekunden eine cremartige, thixotrope Konsistenz annimmt.For the large-scale production of the thixotropic urethane-containing isocyanate component, the two-component polyurethane processing machine is adjusted so that amine solution is added to Isocyanatkompononte in the ratio 1.0: 1.0 in the mixing chamber. After thorough mixing, a homogeneous product leaves the mixing head, which takes on a creamy, thixotropic consistency within a few seconds.

Das gemäß Ausführungsbeispiel 2 erhaltene thixotrope urethanhaitige Isocyanat besitzt einen Isocyanatgehalt von 5Gew.-%The thixotropic urethane-containing isocyanate obtained in accordance with Example 2 has an isocyanate content of 5% by weight.

Claims

A process for the large-scale production of thixotropic urethane-containing isocyanates with low isocyanate content by urethane modification and Thixotropiermittelsynthose, the isocyanate mixtures consisting of a primary mono- and / or polyamine and of a di- and / or polyhydric alcohol are added, characterized in that the urethane modification takes place in two stages, wherein in the first stage up to 60 wt .-% of the total amount of the diol used as alcohol having a molecular weight a 1000 g / mol is added to the isocyanate and in the second stage, the residual amount of the diol employed as alcohol in the Mixture with the primary polyamine and the first stage reaction product formed in the mixing chamber of a two-component polyurethane processing machine is reacted by mixing and subsequently discharged.

Field of application of the invention

The invention relates to a process for the industrial production of thixotropic urethane-containing isocyanates of low isocyanate content, which are suitable both as an isocyanate component in the production of polyurethanes and as adhesives or fillers.

These thixotropic urethane-containing isocyanates of low isocyanate content are formulated, inter alia, in tube form and as such in combination with special thixotropic polyol components prepared in the same way as /

Special reaction resins, for example two-component tube adhesive used.