(57)【要約】【課題】イミノオキサジアジンジオン基含有ポリイソシアネートの製造のための、フルオリドまたはジ-およびポリフルオリド-非含有触媒系を提供すること。【解決手段】イミノオキサジアジンジオン基含有ポリイソシアネートの製造方法であって、式Ｉ)：(Ｒｆ)ｎ-ＣＲ’(３-ｎ)-Ｃ(Ｏ)Ｏ−    (Ｉ)〔式中、Ｒｆは、必要に応じて分枝状、環状および／または不飽和の過フッ化Ｃ１〜Ｃ３０基であり、Ｒ’は、同一または異なって、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ２０アルキルおよび／またはアリールからなる群から選択される、必要に応じてヘテロ原子を含有する置換基であり、ｎは、１または２である。〕に対応するアニオンを含有する触媒の存在下、イミノオキサジアジンジオン基を含有しないポリイソシアネートのイソシアネート基部分を三量体化することを含む、方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
イミノオキサジアジンジオン基含有ポリイソシアネートの製造方法であって、式Ｉ)：
(Ｒｆ)ｎ-ＣＲ’(３-ｎ)-Ｃ(Ｏ)Ｏ−    (Ｉ)
〔式中、
Ｒｆは、必要に応じて分枝状、環状および／または不飽和の過フッ化Ｃ１〜Ｃ３０基であり、
Ｒ’は、同一または異なって、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ２０アルキルおよび／またはアリールからなる群から選択される、必要に応じてヘテロ原子を含有する置換基であり、
ｎは、１または２である。〕
に対応するアニオンを含有する触媒の存在下、
イミノオキサジアジンジオン基を含有しないポリイソシアネートのイソシアネート基部分を三量体化することを含む、方法。
【請求項２】
第四級アンモニウムカチオンまたはホスホニウムカチオンを、式Ｉ)で示されるアニオンの対イオンとして使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記触媒は、３,３,３-トリフルオロプロパン酸、４,４,４,３,３-ペンタフルオロブタン酸、５,５,５,４,４,３,３-ヘプタフルオロペンタン酸、６,６,６,５,５,４,４,３,３-ノナフルオロヘキサン酸、７,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ウンデカフルオロヘプタン酸、８,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-トリデカフルオロオクタン酸、９,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ペンタデカフルオロノナン酸、１０,１０,１０,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ヘプタデカフルオロデカン酸、３,３-ジフルオロプロパ-２-エン酸、４,４,４,３-テトラフルオロブタ-２-エン酸、５,５,５,４,４,３-ヘキサフルオロペンタ-２-エン酸、６,６,６,５,５,４,４,３-オクタフルオロヘキサ-２-エン酸、７,７,７,６,６,５,５,４,４,３-デカフルオロヘプタ-２-エン酸、８,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３-ドデカフルオロオクタ-２-エン酸、９,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３-テトラデカフルオロノナ-２-エン酸、１０,１０,１０,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３-ヘキサデカフルオロデカ-２-エン酸または３,３-ビス(トリフルオロメチル)-６,６,６,５,５,４,４-ヘプタフルオロヘキサン酸の第四級アンモニウム塩または第四級ホスホニウム塩を含んでなる、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イミノオキサジアジンジオン基を有する脂肪族ポリイソシアネートの新規製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イミノオキサジアジンジオン基含有ポリイソシアネートは、ポリウレタンプラスチックおよびポリウレタン被覆物の製造に関して非常に興味深い原料である。例えば、欧州特許公開EP-A 0 798 299(特許文献１)に記載されているように、それらの製造は、そのアニオンがそれぞれフルオリドＦ−、あるいはジ-またはポリフルオリド[Ｆ-Ｈ-Ｆ]−または[(Ｆ-Ｈ)ｎ-Ｆ]−(ｎ＞１)を含有する塩様の組成物の触媒を使用することによって達成される。
【０００３】
後者の場合、触媒製造のために、フッ化水素(ＨＦ)を用いることが必要である。これは、該化合物の不愉快な生理学的特性のため、相当な安全性の費用がかかり、さらに、普遍的に可能な技術ではない。ＨＦを含まない方法で製造された触媒、すなわち、例えば、フルオリドアニオン、テトラアルキルアンモニウムフルオリドまたはテトラアルキルホスホニウムフルオリドのみを含有する触媒は、特に濃縮液において、乏しい保存安定性を有する。それらは脱色傾向があり、このことは、それらを使用して製造したポリイソシアネートの品質に対して有害な結果をもたらし得る。高希釈溶液は、より安定であるが、希釈はイミノオキサジアジンジオン選択性に有害であることから、それらはイミノオキサジアジンジオン基の優先的形成を伴うイソシアネート三量体化における意図された使用に適さない。
【０００４】
ＮＣＯのオリゴマー化にカルボキシレート基含有化合物を使用することは既知である。その場合、典型的には、イソシアヌレートの形成が見られる(J. Prakt. Chem./Chem. Ztg. 1994, 336, 185-200：非特許文献１)。フッ化カルボキシレートアニオンの使用は、この文献中には記載されていない。
【特許文献１】欧州特許公開EP-A 0 798 299
【非特許文献１】J. Prakt. Chem./Chem. Ztg. 1994, 336, 185-200
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、イミノオキサジアジンジオン基含有ポリイソシアネートの製造のための代替となる触媒系、すなわち、フルオリドまたはジ-およびポリフルオリド-非含有触媒系を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、本目的は、後述する塩様触媒を使用することによって、達成され得る。
【０００７】
本発明は、イミノオキサジアジンジオン基含有ポリイソシアネートの製造方法であって、式Ｉ)：
(Ｒｆ)ｎ-ＣＲ’(３-ｎ)-Ｃ(Ｏ)Ｏ−    (Ｉ)
〔式中、
Ｒｆは、必要に応じて分枝状、環状および／または不飽和の過フッ化Ｃ１〜Ｃ３０基であり、
Ｒ’は、同一または異なって、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ２０アルキルおよび／またはアリールからなる群から選択される、必要に応じてヘテロ原子を含有する置換基であり、
ｎは、１または２である。〕
に対応するアニオンを含有する触媒の存在下、
イミノオキサジアジンジオン基を含有しないポリイソシアネートのイソシアネート基部分を三量体化することを含む、方法に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、そのアニオンがそれぞれフルオリドＦ−、あるいはジ-またはポリフルオリド[Ｆ-Ｈ-Ｆ]−または[(Ｆ-Ｈ)ｎ-Ｆ]−(ｎ＞１)を含有する塩様の組成物の触媒を使用することなく、イミノオキサジアジンジオン基含有ポリイソシアネートを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の方法に使用され得るポリイソシアネートには、ＮＣＯ基、好適には、脂肪族的に、脂環族的におよび／または芳香脂肪族的に結合したＮＣＯ基を含有する全ての既知の化合物が含まれる。
【００１０】
好適な化合物は、ヘキサメチレンジイソシアネート(ＨＤＩ)、メチルペンタンジイソシアネート(ＭＰＤＩ)、トリメチルヘキサンジイソシアネート(ＴＭＤＩ)、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(Ｈ６ＸＤＩ)、ノルボルナンジイソシアネート(ＮＢＤＩ)、イソホロンジイソシアネート、ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン(Ｈ１２ＭＤＩ)およびそれらの混合物である。また、適当なものは、ウレタン、ビウレット、ウレトジオン、イソシアヌレートおよび／またはアロファネート基を含有するこれらのイソシアネート化合物の高分子量誘導体である。
【００１１】
本発明の方法を実施するのに適当な触媒には、単独または相互の混合物の、式Ｉ)で示されるアニオンを含有する全ての化合物が含まれる。例としては、３,３,３-トリフルオロプロパン酸、４,４,４,３,３-ペンタフルオロブタン酸、５,５,５,４,４,３,３-ヘプタフルオロペンタン酸、６,６,６,５,５,４,４,３,３-ノナフルオロヘキサン酸、７,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ウンデカフルオロヘプタン酸、８,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-トリデカフルオロオクタン酸、９,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ペンタデカフルオロノナン酸、１０,１０,１０,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ヘプタデカフルオロデカン酸、１１,１１,１１,１０,１０,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ヘプタデカフルオロウンデカン酸、２-トリフルオロメチル-３,３,３-トリフルオロプロパン酸、２-トリフルオロメチル-４,４,４,３,３-ペンタフルオロブタン酸、２-トリフルオロメチル-５,５,５,４,４,３,３-ヘプタフルオロペンタン酸、２-トリフルオロメチル-６,６,６,５,５,４,４,３,３-ノナフルオロヘキサン酸、２-トリフルオロメチル-７,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ウンデカフルオロヘプタン酸、２-トリフルオロメチル-８,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-トリデカフルオロオクタン酸、２-トリフルオロメチル-９,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ペンタデカフルオロノナン酸、２-トリフルオロメチル-１０,１０,１０,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ヘプタデカフルオロデカン酸、２-トリフルオロメチル-１１,１１,１１,１０,１０,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ヘプタデカフルオロウンデカン酸、３,３-ビス(トリフルオロメチル)-４,４,４,-トリフルオロブタン酸、３,３-ビス(トリフルオロメチル)-５,５,５,４,４-ペンタフルオロペンタン酸、３,３-ビス(トリフルオロメチル)-６,６,６,５,５,４,４-ヘプタフルオロヘキサン酸、３,３-ビス(トリフルオロメチル)-７,７,７,６,６,５,５,４,４-ノナフルオロヘプタン酸、３,３-ビス(トリフルオロメチル)-８,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４-ウンデカフルオロオクタン酸、３,３-ビス(トリフルオロメチル)-９,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４-トリデカフルオロノナン酸、３,３-ジフルオロプロパ-２-エン酸、４,４,４,３-テトラフルオロブタ-２-エン酸、５,５,５,４,４,３-ヘキサフルオロペンタ-２-エン酸、６,６,６,５,５,４,４,３-オクタフルオロヘキサ-２-エン酸、７,７,７,６,６,５,５,４,４,３-デカフルオロヘプタ-２-エン酸、８,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３-ドデカフルオロオクタ-２-エン酸、９,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３-テトラデカフルオロノナ-２-エン酸および１０,１０,１０,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３-ヘキサデカフルオロデカ-２-エン酸の塩が挙げられる。
【００１２】
好適な触媒は、上記酸の第四級アンモニウム塩およびホスホニウム塩、好適にはアルキル基中１〜３０個の炭素原子を有するテトラアルキルアンモニウムまたはテトラアルキルホスホニウム塩である。
【００１３】
特に好適な触媒は、以下の酸の第四級アンモニウム塩およびホスホニウム塩である：３,３,３-トリフルオロプロパン酸、４,４,４,３,３-ペンタフルオロブタン酸、５,５,５,４,４,３,３-ヘプタフルオロペンタン酸、６,６,６,５,５,４,４,３,３-ノナフルオロヘキサン酸、７,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ウンデカフルオロヘプタン酸、８,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-トリデカフルオロオクタン酸、９,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ペンタデカフルオロノナン酸、１０,１０,１０,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ヘプタデカフルオロデカン酸、３,３-ジフルオロプロパ-２-エン酸、４,４,４,３-テトラフルオロブタ-２-エン酸、５,５,５,４,４,３-ヘキサフルオロペンタ-２-エン酸、６,６,６,５,５,４,４,３-オクタフルオロヘキサ-２-エン酸、７,７,７,６,６,５,５,４,４,３-デカフルオロヘプタ-２-エン酸、８,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３-ドデカフルオロオクタ-２-エン酸、９,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３-テトラデカフルオロノナ-２-エン酸および１０,１０,１０,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３-ヘキサデカフルオロデカ-２-エン酸ならびに３,３-ビス(トリフルオロメチル)-６,６,６,５,５,４,４-ヘプタフルオロヘキサン酸。
【００１４】
これらの化合物は、通常、固体であるか、または高粘度を有するので、本発明のイソシアネート三量体化において、通常、それらを使用するために触媒溶媒が必要とされる。適当な溶媒の例としては、直鎖状および分枝状の、第一級、第二級および第三級の、１〜２０個の炭素原子および必要に応じて、直接水素原子に結合してはならない、さらなるヘテロ原子(特に酸素)を有するアルコールが挙げられる。上記種類の１〜２０個の炭素原子を有する溶媒、例えば、メタノール、エタノール、ｎ-およびイソプロパノール、１-および２-ブタノール、イソブタノール、２-エチルヘキサノール、メトキシプロパノール、エチレングリコールメチルエーテルまたはジエチレングリコールメチルエーテルを使用することが好適である。
【００１５】
本発明の方法に使用すべき触媒の量は、主として所望の反応速度によって導かれるが、使用されるイソシアネートおよび触媒のモル量の合計に基づいて、０.００１〜１モル％である。０.０１〜０.５モル％の触媒を使用することが好適である。
【００１６】
本発明の方法は、０℃〜１５０℃、好適には４０℃〜１２０℃の温度で行う。
【００１７】
本発明の方法は、ＮＣＯ基の変換が５〜９０モル％、好適には１０〜６０モル％およびより好適には１０〜５０モル％になるように行われる。これらの範囲内のＮＣＯ基の変換を達成するため、反応は、所望の変換率にて停止される。
【００１８】
所望の変換率に到達した後に反応を停止するためには、既知の触媒毒(J. Prakt. Chem./Chem. Ztg. 1994, 336, 185-200およびこれに引用された文献参照)、例えば有機または無機の強酸ならびにそれらの酸クロリドが適当である。さらに、時には、温度の上昇は、十分に有効な触媒不活性化(「熱的停止」)となる。
【００１９】
触媒の不活性化に続いて、未反応モノマーおよび使用された任意の溶媒が既知の分離技術、例えば、蒸留、抽出または結晶化／ろ過によって分離され得る。適当であれば、蒸留、特に薄膜蒸留が好適である。また、２以上のこれらの技術の組合せも用いられ得る。好適には未反応モノマーは、蒸留によって除去される。
【００２０】
本発明にしたがって製造されたポリイソシアネートが、遊離の未反応モノマー(これは、例えば、そのＮＣＯブロックト生成物へのさらなる加工のため、興味深くあり得る)をなお含有すべきことが意図される場合、触媒不活性化に続くモノマー除去を省略することができる。
【００２１】
本発明の方法の実施に関して、該方法を、完全にまたは部分的に、バッチ式でまたは連続式で行うかどうかは重要でない。
【００２２】
さらに、本発明の方法において、ポリイソシアネート化学から既知の安定化剤および添加剤を任意の所望の時間に添加することができる。その例としては、抗酸化剤、例えば、立体障害型フェノール(例えば、２,６-ジ-tert-ブチルフェノールまたは４-メチル-２,６-ジ-tert-ブチルフェノール)；光安定化剤、例えば、ＨＡＬＳアミン、トリアゾールなど；ＮＣＯ-ＯＨ反応のための弱酸または触媒、例えば、ジブチルスズジラウレート(ＤＢＴＬ)が挙げられる。
【００２３】
本発明の方法によって製造された、そして必要に応じて分枝状、直鎖状、脂肪族の、シクロアルキル置換基を含有しないジ-またはポリイソシアネートから製造された生成物は、色が青白く、＜１００,０００ｍＰａ・ｓ／２３℃の粘度を有する。脂環族および／または芳香脂肪族のジ-またはポリイソシアネートが使用される場合、得られる樹脂は、固体であるか、または高粘度(粘度＞１００,０００ｍＰａ・ｓ／２３℃)を有する。
【００２４】
低モノマー含量の発泡体、すなわち、未反応モノマーの除去に続く本発明の生成物は、＜２７重量％、好適には＜２５重量％のＮＣＯ含量を有する。
【００２５】
本発明の方法によって製造されたポリイソシアネートは、(必要に応じて発泡した)成形品、塗料、ラッカー、接着剤または補助剤を製造するための出発材料として使用され得る
【００２６】
既知の方法の全てが、遊離ＮＣＯ基をブロックするのに適当である。ブロック剤としては、特に、フェノール(例えば、フェノール、ノニルフェノールまたはクレゾール)、オキシム(例えば、ブタノンオキシムまたはシクロヘキサノンオキシム)、ラクタム(例えば、ε-カプロラクタム)、第二級アミン(例えば、ジイソプロピルアミン)、ピラゾール(例えば、ジメチルピラゾール)、イミダゾール、トリアゾールまたはマロン酸エステルおよび酢酸エステルが挙げられる。
【００２７】
本発明の方法によって製造されたイミノオキサジアジンジオン基含有ポリイソシアネートは、特に一成分および二成分ポリウレタン塗料の製造に、必要に応じて、他の既知のジ-またはポリイソシアネート、例えば、ビウレット、ウレタン、アロファネート、イソシアヌレートおよび／またはイミノオキサジアジンジオン基を含有するジ-またはポリイソシアネートとの混合物の状態で、使用され得る。
【００２８】
また、比較的高粘度のポリイソシアネート樹脂の粘度を低下させるための反応性希釈剤として、必要に応じて分枝状、直鎖状-脂肪族のイソシアネートから、本発明にしたがって製造されたポリイソシアネートを使用することが好適である。
【００２９】
本発明にしたがって製造されたポリイソシアネートをポリウレタンに変換するため、少なくとも二つのイソシアネート反応性基を有する任意の化合物を、個別に、または任意の所望の相互混合物の状態で使用することができる(イソシアネート反応性結合剤)。
【００３０】
好適には、ポリウレタン化学において既知である、一以上のイソシアネート反応性結合剤、例えば、ポリヒドロキシ化合物またはポリアミンを使用することが挙げられる。好適なポリヒドロキシ化合物は、適当であれば低分子量多価アルコールがさらに添加される、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリアクリレートポリオールおよび／またはポリカルボン酸ポリオールである。
【００３１】
本発明の方法によって製造された生成物のイソシアネート基(これは必要に応じてブロックされ得る)と、結合剤のイソシアネート反応性基(例えば、ＯＨ-、ＮＨ-またはＣＯＯＨ)との間の当量比は、０.８〜３、好適には０.８〜２である。
【００３２】
本発明のポリイソシアネートとイソシアネート反応性結合剤との架橋反応を促進するため、ポリウレタン化学から既知の触媒を使用することができる。その例としては、金属塩、例えば、ジブチルスズ(IV)ジラウレート、スズ(II)ビス(２-エチルヘキサノエート)、ビスマス(III)トリス(２-エチルヘキサノエート)、亜鉛(II)ビス(２-エチルヘキサノエート)または亜鉛クロリド;ならびに第三級アミン、例えば、１,４-ジアザビシクロ(２.２.２)オクタン、トリエチルアミンまたはベンジルジメチルアミンが挙げられる。
【００３３】
形成段階において、本発明にしたがって製造された、必要に応じてブロックされたポリイソシアネート、イソシアネート反応性結合剤、触媒および必要に応じて既知の添加剤(例えば、顔料、充填剤、流量調節助剤、消泡剤および／または艶消剤)を、通例の混合装置(例えば、サンドミル)を用いて、適当であれば溶媒を使用して、相互に混合し、そして混合物を均質化する。
【００３４】
適当な溶媒としては、既知の塗料溶媒、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレンまたはプロピレングリコールモノメチル、モノエチルまたはモノプロピルエーテルアセテート、２-ブタノン、４-メチル-２-ペンタノン、シクロヘキサノン、トルエン、キシレン、溶媒ナフサおよびＮ-メチルピロリドンが挙げられる。
【００３５】
被覆組成物は、例えば、溶液状態で、または溶融物から、あるいは適当であれば固体形態(粉末ラッカー)の状態で、既知の方法、例えば、刷毛塗り、ローリング、鋳込み、噴霧、浸し塗り、流動床焼結法または静電噴霧法によって、被覆すべき物品に塗布され得る。
適当な基材としては、既知の材料、特に金属、木材、プラスチックおよびセラミックが挙げられる。
【実施例】
【００３６】
以下の実施例によって、本発明をさらに説明するが、これによって本発明を限定する意図はない。実施例中、全ての部およびパーセンテージは、他に規定しない限り、重量基準である。
【００３７】
本発明および比較例に記載した樹脂のＮＣＯ含量は、DIN 53 185にしたがう滴定によって決定した。
【００３８】
動的粘度は、２３℃にて、PK 100コーンプレート測定装置を備えたVT 550 粘度計(Haake社製)を使用して決定した。異なる剪断速度での測定は、上記本発明のポリイソシアネート混合物の流動挙動および理想ニュートン液体の流動挙動に相当する比較生成物の流動挙動を保証した。したがって、剪断速度を記載する必要はない。
【００３９】
相互に異なる構造タイプのモル％またはモル比の報告は、ＮＭＲ分光法による測定に基づく。他に示さない限り、それは、通常、以前は遊離のＮＣＯ基から変性反応(オリゴマー化)によって形成された構造タイプの合計を意味する。測定は、DPX 400機器(Bruker社製)を使用して、乾燥ＣＤＣｌ３中約５％(１Ｈ ＮＭＲ)または約５０％(１３Ｃ ＮＭＲ)の試料を用いて、４００ＭＨｚ(１Ｈ ＮＭＲ)または１００ＭＨｚ(１３Ｃ ＮＭＲ)の振動数にて行った。ｐｐｍスケールのための参照は、０ｐｐｍ(１Ｈ ＮＭＲ)の１Ｈ化学シフトを有する、溶媒中の少量のテトラメチルシランまたは７７.０ｐｐｍ(１３Ｃ ＮＭＲ)のシフトを有する溶媒自身(ＣＤＣｌ３)である。問題の化合物の化学シフトについてのデータは、文献(Die Angewandte Makromolekulare Chemie 1986, 141, 173-183およびこれに引用された文献参照)から取ったか、またはモデル物質について行った測定から得た。Ber. d. dtsch. Chem. Ges. 1927, 60, 295に記載された方法に基づく方法によってメチルイソシアネートから得られ得る３,５-ジメチル-２-メチルイミノ-４,６-ジケト-１,３,５-オキサジアジン(イミノオキサジアジンジオン型メチルイソシアネートトリマー)は、以下のＮＭＲ化学シフト(単位ppm)を有した：３.０９；３.０８および２.８４(１Ｈ ＮＭＲ、ＣＨ３)、およびそれぞれ１４８.３；１４４.６および１３７.３(１３Ｃ ＮＭＲ、Ｃ＝Ｏ／Ｃ＝Ｎ)。脂肪族ジイソシアネートのイミノオキサジアジンジオン(例えば、ＨＤＩ)は、例えば、非常に類似したＣ＝Ｏ／Ｃ＝Ｎ原子の１３Ｃ ＮＭＲ化学シフトを有し、他のイソシアネート誘導体からそのようなものとして疑いなく区別することができる。
【００４０】
ＣＦ３ＣＨ２ＣＯＯＨをABCR GmbH & Co. KG社(D-76187 カールスルーエ、独国)から購入し、(ＣＦ３)２ＣＨ-ＣＯＯＨをAldrich社(82018 タオフキルヒェン、独国)から購入し、そしてさらに精製することなく使用した。
【００４１】
式Ｒｆ-ＣＨ２-ＣＯＯＨで示される比較的長鎖の部分フッ化アルカンカルボン酸を、Clariant GmbH(ズルツバッハ、独国)から商品名Fluowet(登録商標) EAのもと入手可能な式Ｒｆ-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＨで示される対応するアルコールから出発して、J. Fluorine Chem. 1995, 70 19-26に記載された方法によるジョーンズ試薬を用いる酸化によって製造した。
【００４２】
〔触媒Ｉの製造〕
０.５ｇの３,３,３-トリフルオロプロパン酸を、マグネチックスターラーロッドを使用して攪拌しながら１ｍｌのメタノール中に溶解した。次いで、３０％濃度のメタノール中のナトリウムメトキシドの溶液(０.７ｇ)を滴下した。穏やかに加熱しながら、白色エマルジョンを形成させた。３０分間攪拌した後、１ｍｌのメタノールを添加し、その後、７０％濃度のテトラブチルホスホニウムクロリドのイソプロパノール溶液(１.６３ｇ)を滴下した。室温にて２時間攪拌した後、混合物をろ過し(２００μｍのろ過板)、沈澱をメタノールで繰り返し洗浄し、次いで、合わせたろ液を、室温で１０ｍｂａｒの真空下濃縮した。１Ｈ ＮＭＲ分光法によって決定された、得られた溶液のＣＦ３ＣＨ２ＣＯ２−Ｂｕ４Ｐ＋含量は、９２％であった。また、２％イソプロパノールおよび６％メタノールが検出された。１９Ｆ ＮＭＲスペクトルにおいて、視認可能なシグナルは、−６３.３ｐｐｍのＣＦ３基のシグナルのみであった。
【００４３】
以下の実施例に使用した触媒II〜ＶおよびA1〜A3を同様の方法で製造した。対応する触媒溶液を表１にまとめる。
【００４４】
【表１】
2006104475.tif 000002
【００４５】
実施例１(本発明)
セプタムを有するガラス容器中で、５０℃にて、窒素下、マグネチックスターラーロッドを使用して攪拌した、１０.４ｇ(６１.８ｍｍｏｌ)の新たに脱気したＨＤＩを、２４ｍｇの触媒溶液Ｉ(０.０６ｍｍｏｌのＣＦ３ＣＨ２ＣＯ２−Ｂｕ４Ｐ＋；ＨＤＩに基づく０.１モル％の触媒に相当)と混合した。その後、定期的に、反応の進行を反応混合物の屈折率(２０℃でのナトリウムスペクトルのＤ線の光の振動数、ｎＤ２０)(開始＝変換なし＝純粋なＨＤＩのｎＤ２０＝１.４５２３)を測定することによって確認した。５.５時間後、ｎＤ２０＝１.４６３５にて、反応の進行を、４０％濃度のイソプロパノール中のｐ-トルエンスルホン酸の溶液(２５ｍｇ)を添加することによって停止した。イミノオキサジアジンジオン基に対するイソシアヌレートのＮＭＲ-スペクトル比は、１：１であった。
【００４６】
実施例２(本発明)
攪拌機、内部温度計、触媒用計量手段および還流冷却器を備え、不活性ガスユニット(窒素)を設置した四つ口丸底フラスコ中、２００ｇ(１.１９ｍｏｌ)のＨＤＩを、真空(０.１ｍｂａｒ)下、６０℃で３０分間攪拌することによって、溶解したガスから解放させた。窒素の導入に続いて、０.５５ｇの触媒溶液IIを３０分間に渡って少量ずつ滴下した。この添加の間、反応混合物の内部温度は、わずかに６２℃まで上昇した。６０℃でさらに１時間攪拌した後、反応混合物のｎＤ２０は、１.４５８８であった。その後、さらなる反応を、４０％濃度のイソプロパノール中のｐ-トルエンスルホン酸の溶液(０.２５ｇ)を添加することにより停止した。イミノオキサジアジンジオン基に対するイソシアヌレートのＮＭＲ-スペクトル比は、５３：４７であった。０.１ｍｂａｒおよび１５０℃での薄膜蒸留による反応混合物の残渣は、以下のデータを有するポリイソシアネート樹脂(３２ｇ)を与えた：
ＮＣＯ含量：２４.１%
粘度(２３℃)：６４０ｍＰａ・ｓ。
【００４７】
実施例３(本発明)
４４.６ｍｇの触媒III(０.０６２ｍｍｏｌのＣＦ３(ＣＦ２)７ＣＨ２ＣＯ２−Ｂｕ４Ｐ＋；ＨＤＩに基づく０.１モル％の触媒に相当)を使用した以外は、上記実施例１の手順を繰り返した。５０℃で２時間攪拌した後、反応混合物のｎＤ２０は、１.４７８９であった。その後、さらなる反応を、４０％濃度のイソプロパノール中のｐ-トルエンスルホン酸の溶液(２７ｍｇ)を添加することにより停止した。イミノオキサジアジンジオン基に対するイソシアヌレートのＮＭＲ-スペクトル比は、４７：５３であった。
【００４８】
実施例４(本発明)
４４.６ｍｇの触媒ＩＶ(０.０５ｍｍｏｌのＣＦ３(ＣＦ２)６ＣＦ＝ＣＨＣＯ２−Ｂｕ４Ｐ＋；ＨＤＩに基づく０.０９モル％の触媒に相当)を使用した以外は、上記実施例１の手順を繰り返した。５０℃で２.５時間攪拌した後、反応混合物のｎＤ２０は、１.４８７５であった。その後、さらなる反応を、４０％濃度のイソプロパノール中のｐ-トルエンスルホン酸の溶液(２.３ｍｇ)を添加することにより停止した。イミノオキサジアジンジオン基に対するイソシアヌレートのＮＭＲ-スペクトル比は、６２：３８であった。
【００４９】
実施例５(本発明)
３９.３ｍｇの触媒Ｖ(０.０６ｍｍｏｌのＣＦ３(ＣＦ２)２Ｃ(ＣＦ３)２ＣＨ２ＣＯ２−Ｂｕ４Ｐ＋；ＨＤＩに基づく約０.１モル％の触媒に相当)を使用した以外は、上記実施例１の手順を繰り返した。５０℃で２時間攪拌した後、粘性の反応混合物のｎＤ２０は、１.４９０２であった。その後、さらなる反応を、４０％濃度のイソプロパノール中のｐ-トルエンスルホン酸の溶液(２５ｍｇ)を添加することにより停止した。イミノオキサジアジンジオン基に対するイソシアヌレートのＮＭＲ-スペクトル比は、６４：３６であった。
【００５０】
比較例C1
５００ｇのＨＤＩを１５分間に渡って滴下して、反応混合物の内部温度が６９℃以下に上昇するような速度で、合計３ｇの触媒溶液A1と混合した以外は、上記実施例２の手順を繰り返した。６０℃でさらに１時間攪拌した後、反応混合物のｎＤ２０は、１.４６２７であった。混合物の滴定されたＮＣＯ含量は、４３.４％に低下した。その後、さらなる反応を、０.０７ｇのリン酸ジブチルを添加することにより停止した。ＮＭＲスペクトルにおいて、イソシアヌレートおよびアロファネートに加えて、微量のみのイミノオキサジアジンジオンが検出された。０.１ｍｂａｒおよび１５０℃での薄膜蒸留による反応混合物の残渣は、以下のデータを有するポリイソシアネート樹脂(１１４ｇ)を与えた：
ＮＣＯ含量：２２.６%
粘度(２３℃)：１７００ｍＰａ・ｓ。
【００５１】
比較例C2
３１ｍｇの触媒A2(０.０６ｍｍｏｌのＣＦ３(ＣＦ２)２(ＣＨ２)２ＣＯ２−Ｂｕ４Ｐ＋；ＨＤＩに基づく０.１モル％の触媒に相当)を使用した以外は、上記実施例１の手順を繰り返した。５０℃で３時間攪拌した後、反応混合物のｎＤ２０は、１.４７１０に上昇した。ＮＭＲスペクトルにおいて、イソシアヌレートに加えて、微量のみのイミノオキサジアジンジオンが検出された。
【００５２】
比較例C3
４４８ｍｇの触媒A3(０.６ｍｍｏｌのＣＦ３(ＣＦ２)７ＣＯ２−Ｂｕ４Ｐ＋；ＨＤＩに基づく１モル％の触媒に相当)を使用した以外は、上記実施例１の手順を繰り返した。５０℃で２４時間攪拌した後、反応混合物のｎＤ２０は、幾分上昇した(１.４６０８)。非常に高い触媒濃度および長い反応時間を考慮すると、このことは、A3は、所望のＮＣＯオリゴマー化、特にイミノオキサジアジンジオンの形成に関して実質的に不活性であることを示す。
【００５３】
比較例C1〜C3が示すように、部分フッ化鎖を有するカルボキシレートの全てが、イミノオキサジアジンジオンの形成を触媒するのに適当であるわけではない。パーフルオロアルキル基とカルボキシレート基との間に一つまたは二つの非フッ化炭素原子を有するもののみが、活性な触媒であり、そして有意義なイミノオキサジアジンジオン選択性は、パーフルオロアルキル基とカルボキシレート基との間の非フッ化炭素原子の存在下のみ観察される。
【００５４】
本発明を上記で例示の目的をもって詳細に説明したが、このような詳説が単にその目的のためであって、本発明は、特許請求の範囲によって限定され得る場合を除いて、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、当業者によって変形がなされ得ると理解されるべきである。
【００５５】
本発明の好適な実施態様を以下に示す。
〔１〕イミノオキサジアジンジオン基含有ポリイソシアネートの製造方法であって、式Ｉ)：
(Ｒｆ)ｎ-ＣＲ’(３-ｎ)-Ｃ(Ｏ)Ｏ−    (Ｉ)
〔式中、
Ｒｆは、必要に応じて分枝状、環状および／または不飽和の過フッ化Ｃ１〜Ｃ３０基であり、
Ｒ’は、同一または異なって、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ２０アルキルおよび／またはアリールからなる群から選択される、必要に応じてヘテロ原子を含有する置換基であり、
ｎは、１または２である。〕
に対応するアニオンを含有する触媒の存在下、
イミノオキサジアジンジオン基を含有しないポリイソシアネートのイソシアネート基部分を三量体化することを含む、方法。
〔２〕上記イミノオキサジアジンジオン基を含有しないポリイソシアネートは、脂肪族的におよび／または脂環族的に結合したＮＣＯ基を有する、上記第〔１〕項に記載の方法。
〔３〕第四級アンモニウムカチオンまたはホスホニウムカチオンを、式Ｉ)で示されるアニオンの対イオンとして使用する、上記第〔１〕項に記載の方法。
〔４〕第四級アンモニウムカチオンまたはホスホニウムカチオンを、式Ｉ)で示されるアニオンの対イオンとして使用する、上記第〔２〕項に記載の方法。
〔５〕上記触媒は、３,３,３-トリフルオロプロパン酸、４,４,４,３,３-ペンタフルオロブタン酸、５,５,５,４,４,３,３-ヘプタフルオロペンタン酸、６,６,６,５,５,４,４,３,３-ノナフルオロヘキサン酸、７,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ウンデカフルオロヘプタン酸、８,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-トリデカフルオロオクタン酸、９,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ペンタデカフルオロノナン酸、１０,１０,１０,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ヘプタデカフルオロデカン酸、３,３-ジフルオロプロパ-２-エン酸、４,４,４,３-テトラフルオロブタ-２-エン酸、５,５,５,４,４,３-ヘキサフルオロペンタ-２-エン酸、６,６,６,５,５,４,４,３-オクタフルオロヘキサ-２-エン酸、７,７,７,６,６,５,５,４,４,３-デカフルオロヘプタ-２-エン酸、８,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３-ドデカフルオロオクタ-２-エン酸、９,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３-テトラデカフルオロノナ-２-エン酸、１０,１０,１０,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３-ヘキサデカフルオロデカ-２-エン酸または３,３-ビス(トリフルオロメチル)-６,６,６,５,５,４,４-ヘプタフルオロヘキサン酸の第四級アンモニウム塩または第四級ホスホニウム塩を含んでなる、上記第〔１〕項に記載の方法。
〔６〕上記触媒は、３,３,３-トリフルオロプロパン酸、４,４,４,３,３-ペンタフルオロブタン酸、５,５,５,４,４,３,３-ヘプタフルオロペンタン酸、６,６,６,５,５,４,４,３,３-ノナフルオロヘキサン酸、７,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ウンデカフルオロヘプタン酸、８,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-トリデカフルオロオクタン酸、９,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ペンタデカフルオロノナン酸、１０,１０,１０,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３,３-ヘプタデカフルオロデカン酸、３,３-ジフルオロプロパ-２-エン酸、４,４,４,３-テトラフルオロブタ-２-エン酸、５,５,５,４,４,３-ヘキサフルオロペンタ-２-エン酸、６,６,６,５,５,４,４,３-オクタフルオロヘキサ-２-エン酸、７,７,７,６,６,５,５,４,４,３-デカフルオロヘプタ-２-エン酸、８,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３-ドデカフルオロオクタ-２-エン酸、９,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３-テトラデカフルオロノナ-２-エン酸、１０,１０,１０,９,９,８,８,７,７,６,６,５,５,４,４,３-ヘキサデカフルオロデカ-２-エン酸または３,３-ビス(トリフルオロメチル)-６,６,６,５,５,４,４-ヘプタフルオロヘキサン酸の第四級アンモニウム塩または第四級ホスホニウム塩を含んでなる、上記第〔２〕項に記載の方法。