[发明专利]包含亚氨代噁二嗪二酮基团的多异氰酸酯的制备方法及其用途

说明书

本发明涉及包含亚氨代噁二嗪二酮（Iminooxadiazindion）基团的多异氰酸酯的制备方法，其中使至少一种单体二-和/或三异氰酸酯在下述物质存在下低聚：

a)至少一种催化剂，

b)至少一种添加剂(A)，其具有在18℃-30℃下小于4.0的相对介电常数，

c)任选不同于A的另外的添加剂。

本发明还涉及用于制备包含亚氨代噁二嗪二酮基团的多异氰酸酯的反应体系，以及具有在18℃-30℃下小于4.0的相对介电常数的添加剂(A)在通过催化改性单体二-和/或三异氰酸酯制备包含亚氨代噁二嗪二酮基团的多异氰酸酯中的用途。

异氰酸酯的低聚或聚合，这里统称为改性，是长期已知的。如果改性的多异氰酸酯不含NCO基团，其任选也可被封端剂暂时失活，则其是用于制备大量聚氨酯塑料和涂料的特别高价值的起始材料。

已确立了一系列用于异氰酸改性的工业方法，其中，通常通过加入催化剂使待改性的异氰酸酯反应，随后，如果该待改性的异氰酸酯达到所希望的转化度，则通过合适的措施使其失效（失活或分离），并且通常将得到的多异氰酸酯与未反应的单体分离。对现有技术方法的综述可见于H.J.Laas等人,J.Prakt.Chem.1994,336,185页及以后几页。

尤其在EP962455A1,EP962454A1,EP896009A1,EP798299A1,EP447074A1,EP379914A1,EP339396A1,EP315692A1,EP295926A1和EP235388A1中描述了异氰酸酯改性的一种特殊形式，其在工艺产物中除了长期已知的异氰脲酸酯结构（对称的异氰酸酯三聚物，迄今经常仅简称为“三聚物”）而外还产生具有高比例的亚氨代噁二嗪二酮基团(不对称的异氰酸酯三聚物)的产物。尤其发现（氢多）氟化物（(Hydrogenpoly)fluoride）适合作为用于此的催化剂。

现有技术的已知方法的一个缺点是，基于对称的(异氰脲酸酯)和不对称的三聚物(亚氨代噁二嗪二酮)的总和计，工艺产物中的亚氨代噁二嗪二酮比例仅为约50%，并且在更高的单体转化率时该比例进一步下降。

尽管可通过提高催化剂中的“HF比例”，即在从简单的氟化物（其通常不是长期稳定的，并且甚至在没有从外部添加HF的情况下逐渐转化成二氟化物形式）转化成二氟化物、三氟化物等时，影响工艺产物中的亚氨代噁二嗪二酮比例向希望的方向发展，但是，该过程具有弊大于利的缺点（工艺废气中较高的HF比例，必须将其复杂地中和，催化剂溶液更高的腐蚀性等）。

因此，本发明的目的在于，提供制备包含高亚氨代噁二嗪二酮基团含量的多异氰酸酯的方法，其不具有前述缺点：与根据现有技术的已知方法可得到的产物相比，该工艺产物应具有更高的亚氨代噁二嗪二酮结构的比例而未提高催化剂中的“HF比例”。

所述目的通过制备包含亚氨代噁二嗪二酮基团的多异氰酸酯的方法得以实现，在该方法中使至少一种单体二-和/或三异氰酸酯在下述物质存在下低聚：

a)至少一种催化剂，

b)至少一种添加剂(A)，其具有在18℃-30℃下小于4.0的相对介电常数，

c)任选不同于A的另外的添加剂。

在本发明范围内，在18℃-30℃下的相对介电常数通过在50Hz测量频率下的用一方面物质和另一方面真空作为电介质的电容的容量之比来确定。其可通过众所周知的下述关系来表示：

其中，ε_r是相对介电常数，ε是测量的物质的介电常数，ε₀是电场常数。在此，所提及的18℃-30℃的温度范围表示，在该范围内的任意温度下，该物质均具有给定的相对介电常数。例如，如果一种添加剂在30℃具有的相对介电常数为3.0，而在20℃具有高于例如4.0的相对介电常数，则该添加剂不满足本发明的在18℃-30℃下的相对介电常数小于4.0的定义。同样地，这类似地适用于在下文中定义的相对介电常数的优选范围。

下表给出了多种物质的相对介电常数的典型值的概览，分别在50Hz下测量：