DE2651065A1

DE2651065A1 - Modifizierte, sulfonsaeureestergruppen aufweisende polyisocyanate

Info

Publication number: DE2651065A1
Application number: DE19762651065
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Dieterich
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1976-11-09
Filing date: 1976-11-09
Publication date: 1978-05-18
Also published as: FR2370064B1; SE7712605L; NL7712352A; JPS5359623A; GB1559034A; DE2651065C2; IT1091765B; NL180508C; BE860637A; ES463944A1; NL180508B; US4201852A; FR2370064A1; CH637662A5

Description

Modifizierte,SuIfonsäureestergruppen aufweisende Polyisocyanate

Sulfonsäuren aromatischer Di- bzw. Polyisocyanate sind bekannt (vgl. z.B. DT-OS 2 227 111, DT-OS 2 359 615 oder US-PS 3 826 769). Sie werden in einfacher Weise durch Umsetzung entsprechender aromatischer Di- bzw. Polyisocyanate mit Sulfonierungsmitteln wie Schwefeltrioxid, Addukten des Schwefeltrioxids, Oleum, Chlorsulfonsäure oder Schwefelsäure erhalten.

Je nach verwendetem Isocyanat und dem Grad der Sulfonierung sowie der Natur des Sulfonierungsmittels können feste, harzartige oder pulverförmige Sulfonierungsprodukte oder Lösungen bzw. Dispersionen der sulfonierten Isocyanate in unverändertem Ausgangsmaterial erhalten werden.

Die Herstellung von Polyurethanen oder Polyurethanharnstoffen auf der Basis von Polyisocyanaten mit Sulfonsäuregruppen ist z.B. in der US-PS 3 826 769 und der DT-OS 2 359 611 beschrieben. In dieser Weise durch Sulfonsäure- oder Sulfonatgruppen modifizierte Polyurethane und Polyharnstoffe weisen häufig eine beträchtliche Hydrophilie auf, weshalb der Gehalt an Sulfonsäuregruppen im allgemeinen so gering wie möglich

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ORIGINAL !r^!£PeCTED

gehalten wird. Aus diesem Grund sind teilweise sulfonierte Polyisocyanate bzw. Lösungen von Isocyanatosulfonsauren in Polyisocyanaten von besonderer Bedeutung. ' ^? ■ ^: "-Der wesentliche Vorteil sulfonierter Polyisocyanate liegt in der hohen Polarität der SuIfönsäuregruppen begründet. Dadurch ergeben sich ausgeprägte Wechselwirkungen bzw. Haftkräfte gegenüber polaren Medien und Substraten, wie Wässer, feuchten und polaren Oberflächen, insbesondere solchen anorganischer Art.

Andererseits weisen chemisch einheitliche oder persulfonierte Isocyanatosulfonsauren hohe Schmelzpunkte, schlechte Löslichkeit in organischen Medien und eine außerordentliche Empfindlichkeit gegenüber Wasser und Luftfeuchtigkeit auf. Dies erschwert die Verarbeitbarkeit dieser Produkte. Darüber hinaus stört häufig der stark saure Charakter. Verfärbung und vorzeitiger Abbau daraus hergestellter Polyurethane erschweren den praktischen Einsatz der Produkte. Zwar lassen sich diese Erscheinungen durch geeignete Neutralisationsmaßnahmen vermeiden, doch wird die Hydrophilie der Produkte dadurch erhöht.

Es besteht daher der Wunsch nach Polyisocyanaten, welche einerseits polaren Charakter und die damit verbundenen Vorteile, wie geringen Dampfdruck, bessere Hafteigenschaften besitzen, die jedoch andererseits überwiegend hydrophoben Charakter aufweisen.

Weiterhin besteht der Wunsch, leicht zugängliche aromatische Polyisocyanate zur Verfügung zu haben, welche beim hydrolytischen Abbau der daraus aufgebauten Oligomeren und Polymeren

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toxikologisch unbedenkliche Produkte liefern.

Eine Lösung dieser Probleme ist Inhalt der vorliegenden Erfindung. Überraschenderweise wurde nämlich gefunden, daß bei der Umsetzung aromatischer Polyisocyanato-Sulfonsäuren mit Oxiranen oder Oxetanen unter Molekulargewichtserhöhung neuartige aromatische Polyisocyanate erhalten werden, welche durch die Anwesenheit von Sulfonsäureester-Gruppen charakterisiert sind.

Die neuen erfindungsgemäßen Polyisocyanate besitzen gegenüber bisher bekannten Polyisocyanaten eine Reihe von vorteilhaften Eigenschaften:

1. Sie besitzen stark polaren Charakter, außerordentlich niedrigen Dampfdruck und sind hervorragend verträglich mit einer Vielzahl polarer und apolarer Medien und Reaktionspartner.

2. In Abhängigkeit von chemischer Natur und Menge des verwendeten Oxirans oder Oxetans läßt sich die Hydrophilie der Produkte in weiten Grenzen steuern. Bei vollständiger Umsetzung der Sulfonsäure-Gruppen mit Oxiranen oder Oxetanen erhält man hydrophobe Polyisocyanate.

3. Der hydrolytische Abbau der Produkte führt zu toxikologisch unbedenklichen Polyaminosulfonsäuren.

4. Durch die Umsetzung kann die Funktionalität der erfindungsgemäßen Polyisocyanate erhöht werden; insbesondere lassen sich erfindungsgemäß aus bifunkticnellen Isocyanaten höherfunktionelle Polyisocyanate mit geringem Dampfdruck herstellen.

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5. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Polyisocyanate beispielsweise bei der Herstellung von Polyurethanen führt zu Polymeren mit verbessertem Brandverhalten.

Überraschenderweise reagieren Mono-oxirane und Mono-oxetane mit Isocyanato-Sulfonsäuren zumindest anteilweise wie bifunktionelle Verbindungen. Es wird angenommen, daß zunächst in einer raschen Reaktion durch die Sulfonsäuregruppe der Oxiran- bzw. Oxetanring geöffnet wird, wobei eine Hydroxy-Gruppe entsteht, die ihrerseits in einer langsameren Reaktion mit einer Isocyanatgruppe reagiert. Auf diese Weise wird also nicht nur eine Modifizierung der Sulfonsäuregruppe zu einer hydrophoben Sulfonsäure-estergruppe erreicht, sondern diese Reaktion führt gleichzeitig zu einem Kettenaufbau bzw. einer Kettenverknüpfung durch eine Arylsulfonsäureurethanalkylester-Gruppe. Lediglich bei Einsatz tetrasubstituierter Oxirane, wie z.B. Tetraäthyl-äthylenoxid ist anzunehmen, daß die Reaktion auf der Stufe eines Hydroxyalkylesters stehen bleibt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von modifzierten, Sulfonsäurealkylester-Gruppen aufweisenden Polyisocyanaten, deren Isocyanatgruppen zumindest teilweise in

dimerisierter Form vorliegen können, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens zwei Isocyanatgruppen aufweisende Isocyanatoarylsulfonsäuren,deren Isocyanatgruppen

zumindest teilweise in dimerisierter Form

vorliegen können' gegebenenfalls im Gemisch mit SulfonsMuregruppen-freien Mono- und/oder Polyisocyanaten bei 0-190 C mit Oxiranen und/oder Oxetanen umsetzt, wobei man Art und Mengenverhältnisse der Reaktionspartner so

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wählt, daß das Äquivalentverhältnis der Gesamtmenge der Isöcyan^tgruppen-einscbilieolichii der gegebenenfalls in . dimerAsierter Form, vorliegenden -Isocyanatgr.upp.en zu Sulfonstäureg;ruppen ,.> 1, ist und. das Äquivalentverhält.nis vpri Oxir.än- bzw. O^etangruppen zu Sulfonsäuregruppen zwischen. O₇I und 10. liegt. .

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch die bevorzugten, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglichen modifizierten Polyisocyanate, gekennzeichnet durch

a) einen Gehalt an,gegebenenfalls teilweise in dimerisierter ■ Form vorliegenden,Isocyanätgruppen von 4-48 Gew.-%,

b) einen Gehalt *an, Bestandteil einer Arylsulfonsäurealkylester-Gruppe bildenden Gruppen der Formel SO₂-O- von 0,3 bis 38 Gew.-%,

c) einen Gehalt an.Sü^H-Gruppen von O bis 36 3ew.-%,

d) einen Gehalt an Urethangruppen -NH-CO-O- von 0 bis 25 Gew.-% und ■

e) einen Gehalt an Ällophanatgruppen -NH-CO-N-CO-O- von 0 bis 28 Gew.--%, ·

wobei die unter" d) und e) genannten Gruppen zusammen mindestens 0,4 Gew.-% und höchstens 28 Gew.-% ausmachen und wobei die unter b) und c) genannten Gruppen zusammen höchstens 38 Gew.-% ausmachen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist schließlich auch die Verwendung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglichen modifizierten Polyisocyanate als Ausgangsmaterialien zur Herstellung von oligomeren oder polymeren Polyadditionsprodukten.

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Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt in einem ersten Reaktionsschritt zunächst eine Addition des Oxirans bzw. Oxetans an die Sulfonsäuregruppe der aromatischen Isocyanatosulfonsäure unter Ausbildung von Isocyanatoarylsulfonsäure-hydroxyalkyl-estern, bzw. beispielsweise bei Verwendung von cycloaliphatisehen Epoxiden unter Ausbildung von Isoeyanatoarylsulfonsäure-hydroxycycloalkyl-estern. So reagiert beispielsweise Dxisocyanatobenzolsulfonsäure (I) mit Äthylenoxid oder Trimethylenoxid (II) in der ersten Reaktionsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens zum entsprechenden Diisocyanatobenzol-sulfonsäurehydroxyalkylester (III) :

OCN

- SO₃H + ν Ι (η = 2 oder 3)

(ID

SO₉-O-(CH ) -OH

OCN

(III)

Bei Verwendung Unterschussicrer Mengen von Oxiranen bzw. Oxetanen entstehen in der ersten Reaktionsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens Gemische, welche auch nicht umgesetzte Isocyanatoarylsulfonsäure enthalten.

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Falls nun die in der ersten Reaktionsstufe gebildete Hydroxylgruppe nicht durch beispielsweise sterische Hinderung an einer Weiterreaktion gehindert ist, entstehen bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer zweiten Reaktionsstufe (überschüssige) Isocyanatgruppen, Sulfonsäurealkylester-Gruppen und Urethangruppen aufweisende Verbindungen. So kann beispielsweise obiges Zwischenprodukt (III) mit sich selbst unter Kettenverlängerungsreaktion · zu höhermolekularen Verbindungen der Formel (IV) weiter reagieren:

OCN OCN

^S02~°~ ^(CH2

(IV)

x=0-20

OCN⁷ —J

wobei im Reaktionsgemisch vorliegende Hydroxylgruppen-freie Isocyanate (entweder bislang an der Umsetzung nicht beteiligte Isocyanatoary!sulfonsäuren oder ggf. im Reaktionsgemisch ebenfalls vorliegende Sulfonsäuregruppen-freie Mono- oder Polyisocyanate) einen Kettenabbruch unter Ausbildung von Endgruppen der Formel (V)

-SO₂-O-f-CH₂)_n-O-CO-NH-R

(V)

bewirken, wobei R für den Rest steht, wie er durch Entfernung einer Isocyanatgruppe aus einem Hydroxylgruppen-freien

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Mono- oder Polyisocyanat entsteht.

Wie leicht ersichtlich, richtet sich die Größe des Index¹ χ nach Art und Mengenverhältnis der eingesetzten Ausgangsmaterialien. So entstehen während der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Verwendung von PoIyisocyanatoarylsulfonsäureestern als ausschließliche Isocyanat-Komponente zusammen mit äquivalenten oder überschüssigen Mengen an Oxiranen bzw. Oxetanen vergleichsweise höhermolekulare Verbindungen, während bei Verwendung unterschüssiger Mengen an Oxiranen bzw. Oxetanen und/oder bei Mitverwendung von Sulfonsäuregruppen-freien Mono- oder Polyisocyanaten vergleichsweise niedermolekulare Verbindungen, in denen χ auch gleich 0 sein kann,gebildet werden.

In Abhängigkeit der Reaktivität der eingesetzten Ausgangsisocyanate und in Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen, insbesondere von der Reaktionstemperatür,können beim erfindungsgemäßen Verfahren in einer evtl. dritten Reaktionsstufe durch Addition von Isocyanatgruppen an die Urethangruppen auch Allophanatgruppen aufweisende Derivate entstehen. Eine weitere Variationsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, höherfunktionelle Oxirane bzw. Oxetane, d.h. Verbindungen, welche mehr als eine Oxiran- bzw. Oxetangruppe aufweisen, einzusetzen. Hierbei entstehen entsprechend obigem beispielhaften Formelschema verzweigte Produkte, da beispielsweise zwei Mol einer Monosulfonsäure mit einem Mol eines Bis-oxetans in der ersten Reaktionsstufe zu einem 2-Hydroxyalkylgruppen aufweisenden Derivat reagieren würden, welches dann entsprechend den oben gemachten Ausführungen zu höherverzweigten Derivaten weiter reagiert. Aus dem bisher Ge-

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sagten ist leicht ersichtlich, daß bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Molekülgröße und der Verzweigungsgrad und damit die Viskosität und die NCO-Funktionalität der erfindungsgemäßen Verfahrensprodukte auf einfache Weise durch geeignete Auswahl der Ausgangssubstanzen, deren Mengenverhältnisse und der Reaktionsbedingungen, d.h. insbesondere der Reaktionstemperatur (Allophanatbildung) eingestellt werden kann. Diese Feststellung rechtfertigt sich insbesondere auch im Hinblick auf den Umstand, daß anstelle der oben beispielhaft genannten Ausgangsmaterialien alle beliebigen, nachstehend beispielhaft erwähnten Ausgangsmaterialien, d.h. insbesondere Isocyanatoarylsulfonsäuren, Oxirane, Oxetane und Sulfonsäuregruppen-freie Mono- oder Polyisocyanate eingesetzt werden können.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren entstehen somit vorzugsweise modifizierte Polyisocyanate, die neben Isocyanatgruppen und Sulfonsäurealkylestergruppen gegebenenfalls noch freie Sulfonsäuregruppen sowie gegebenenfalls Urethan- und/oder Allophanatgruppen aufweisen. Lediglich im Falle der Verwendung von sterisch gehinderten Oxiranen bzw. Oxetanen entstehen beim erfindungsgemäßen Verfahren modifizierte Polyisocyanate, welche keine Urethan- bzw. Allophanatgruppen aufweisen. Da die als Ausgangsmaterialien eingesetzten Isocyanatoarylsulfonsäuren oft in zumindest teilweise dimerisierter Form (Uretdione) vorliegen, handelt es sich auch bei den erfindungsgemäßen modifizierten Polyisocyanaten um solche,deren Isocyanatgruppen gegebenenfalls zumindest teilweise dimerisiert sind.

Die bevorzugten,nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglichen ,modifizierten Polyisocyanate sind gekennzeichnet durch

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a) einen Gehalt an, gegebenenfalls in dimerisiertec Form vorliegenden, Isocyanatgruppen von 4 bis 48 vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-%,

b) einen Gehalt an, Bestandteil e'.ner Aryj_sulfonsäurealkylester-Gruppe bildenden, SO₂~O-Gruppei von 0,3 bis

38 Gew.-%, vorzugsweise 0,6 - 28 Cew.,-%.

c) einen Gehalt an Sulfonsäuregruppen -SO-.H von 0 bis 36-, vorzugsweise 0 bis 10 Gew.-%,

d) einen Gehalt an Urethangruppen -NH-CO-O- von 0 bis vorzugsweise 0,2 bis 20 Gew.-% und

e) einen Gehalt an Allophanatgruppen -NH-CO-N-CO-O- von 0 bis 28 vorzugsweise 0,2 bis 20 Gew.-%,

wobei die Gesamtmenge der unter d) und e) genannten Gruppen mindestens 0,4 Gew.-% und höchstens 28 Gew.-% und wobei die unter b) und c) genannten Gruppen zusammen höchstens 38 Gew.-% beträgt.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren können als Isocyanatoarylsulfonsäuren die Sulfonierungsprodukte aller bekannten aromatischen Polyisocyanate eingesetzt werden. Beispiele für derartige in Form ihrer Sulfonierungsprodukte beim erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbare aromatische Polyisocyanate sind:

4,4'-Stilbendiisocyanat, 4,4'-Dibenzyldiisocyanat, 3,3'- bzw. 2,2'-Dimethyl-4,4·-diisocyanato-diphenylmethan, 2,5,2', 5'-Tetramethyl-4,4'-diisocyanato-diphenylmethan, 3,3'-Dimethoxy-4,4'-diisocyanato-diphenylmethan, 3,3'-Dichlor-4,4'-diisocyanato-diphenylmethan, 4,4"-Diisocyanatodiphenylcyclohexy!methan, 4,4'-Diisocyanato-benzophenon,

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4,4'-Diisocyanato-diphenylsulfon, 4,4'-Diisocyanato-diphenyläther, 4,4'-Diisocyanato-3,3'-dibrom-diphenylmethan, 4,4'-Diisocyanato-3,3'-diäthy1-diphenylmethan, 4,4'-Diisocyanatodipheny 1-äthylen- ( 1 , 2) , 4,4'-Diisocyanato-diphenyl-sulfid, 1,3- und 1,4-Phenylendiisocyanat, 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Diphenylmethan-2,4'- und/oder -4,4'-diisocyanat, Naphthylen-1,5-diisocyanat, Triphenylmethan-4,4'-4"-triisocyanat, Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanate, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung erhalten und z.B. in den britischen Patentschriften 874 430 und 848 671 beschrieben werden, Carbodiimidgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie in der deutschen Patentschrift 1 092 007 beschrieben werden, Diisocyanate, wie sie in der amerikanischen Patentschrift 3 492 330 beschrieben werden, Allophanatgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in der britischen Patentschrift 994 890, der belgischen Patentschrift 761 626 und der veröffentlichten holländischen Patentanmeldung 7 102 524 beschrieben werden, Isocyanuratgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in den deutschen Patentschriften 1 022 789, 1 222 067 und 1 027 394, sowie in den deutschen Offenlegungsschriften 1 929 034 und 2 004 048 beschrieben werden, acylierte Harnstoffgruppen aufweisende Polyisocyanate gemäß der deutschen Patentschrift 1 230 778, Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in der deutschen Patentschrift 1 101 394, in der britischen Patentschrift 889 050 und in der französischen Patentschrift 7 017 514 beschrieben werden. Es ist auch möglich, die bei der technischen Isocyanatherstellung anfallenden Isocyanatgruppen aufweisenden Destillationsrückstände, gegebenenfalls gelöst

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in einem oder mehreren der vorgenannten Polyisocyanate, einzusetzen. Ferner ist es möglich, beliebige Mischungen der vorgenannten Polyisocyanate zu verwenden.

Geeignet sind auch Phosgenierungsprodukte von Kondensaten von Anilin und Aldehyden oder Ketonen, wie z.B. Acetaldehyd, Propionaldehyd, Butyraldehyd, Aceton, Methyläthylketon. Ferner geeignet sind die Phosgenierungsprodukte von Kondensaten von am Kern Alkyl substituierten Anilinen, insbesondere Toluidinen mit Aldehyden oder Ketonen, wie z.B. Formaldehyd, Acetaldehyd, Butyraldehyd, Aceton, Methyläthylketon.

Weiterhin geeignet sind Umsetzungsprodukte der genannten aromatischen Polyisocyanatgemische mit 0,2 - 50 Mol-% an Polyolen, vorausgesetzt, daß die Viskosität der so erhaltenen ümsetzungsprodukte 50 000 cP bei 25°C nicht überschreitet und der NCO-Gehalt der Umsetzungsprodukte mindestens 6 Gew.-% beträgt. Geeignete Polyole zur Modifizierung der Ausgangsmaterialien sind insbesondere die in der Polyurethan-Chemie bekannten Polyäther- und/oder Polyesterpolyole des Molekulargewichtsbereichs 200 bis 6000, vorzugsweise 300 bis 4000,sowie niedermolekulare Polyole des Molekulargewichtsbereichs 62 bis 200. Beispiele derartiger niedermolekularer Polyole sind Äthylenglykol, Propylenglykol, Glyzerin, Trimethylolpropan, 1,4,6-Hexantriol.

Besonders bevorzugte Isocyanatoaryl-sulfonsäuren sind die Sulfonierungsprodukte von 2,4-Toluylendiisocyanat sowie Gemischen aus 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat, ferner Sulfonierungsprodukte der Di- bzw. Polyisocyanate, welche durch Phosgenierung von Anilin/Formaldehyd-Kondensaten erhalten

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werden, ^iese Gemische enthalten insbesondere 4,4'-Diisocyanatodipheny lmethan und 2,4'-Diisocyanatodiphenylmethan sowie höherkernige Homologe dieser Produkte. Es ist grundsätzlich ohne Belang, mit welchen Sulfonierungsmitteln die Isocyanato-arylsulfonsäuren hergestellt worden sind. Geeignete Sulfonierungsmittel sind beispielsweise Schwefeltrioxid, Oleum, Schwefelsäure, Komplexe des Schwefeltrioxids mit Lewis-Basen, welche Sauerstoff-, Stickstoff- oder Phosphoratome enthalten. Es können jedoch auch andere bekannte Sulfonierungsmittel wie Chlorsulfonsäure und Acylsulfate, beispielsweise Acetylsulfat bzw. Umsetzungsprodukte von Säure-Anhydriden mit Schwefelsäure oder Oleum eingesetzt werden. Insbesondere zur Herstellung von nur partiell sulfonierten Isocyanaten spielen Nebenreaktionen, z.B. Harnstoff bzw. Biuretbildung oder die teilweise Umwandlung von Isocyanatgruppen in Carbamidsäurechlorid-Gruppen oder Acylamid-Gruppen im allgemeinen keine Rolle, so daß in diesen Fällen ohne weiteres beispielsweise Schwefelsäure, Chlorsulfonsäure oder Acetylsulfat eingesetzt werden können. Zur Herstellung von hochsulfonierten Polyisocyanaten wird dagegen Schwefeltrioxid bzw. seine Komplexe!beispielsweise gemäß DT-OS 2 510 693,vorzugsweise eingesetzt. Hieraus folgt, daß insbesondere auch aromatische Polyisocyanatarylsulfonsäuren auf der Basis Toluylendiisocyanat bzw. Diphenylmethandiisocyanat bevorzugt werden, welche Harnstoff- bzw. Biuretgruppen enthalten.

Besonders bevorzugt sind Lösungen und Dispersionen von Isocyanato-aryl^sulfonsäuren in nichtsulfonierten flüssigen Polyisocyanaten. Solche Produkte werden beispielsweise bei

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teilweiser Sulfonierung aromatischer Polyisocyanate erhalten. Im allgemeinen erhält man bei der Teilsulfonierung von chemisch einheitlichen Diisocyanaten oder von binären Isomerengemischen Suspensionen, während bei der Teilsulfonierung von Mehrkomponenten-Gemischen homogene Lösungen entstehen. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es grundsätzlich ohne Belang, ob Lösungen oder Suspensionen eingesetzt werden. Ganz besonders bevorzugt sind teilsulfonierte Polyisocyanätgemische, wie sie durch Phosgenierung von Anilin-Formaldehyd-Kondensaten erhalten werden und in den deutschen Offenlegungsschriften 2 227 111, 2 359 614 und 2 359 615 beschrieben sind. Ebenfalls besonders bevorzugt sind Suspensionen von Diisocyanato-toluol-sulfonsäure-Dimeren sowie Diisocyanatodiphenylmethan-sulfonsäure-Dimeren in Diisocyanatotoluol bzw. Diisocyanatodiphenylmethan.

Die Herstellung der beim erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Isocyanatoary!sulfonsäuren bzw. ihrer Gemische mit nicht sulfonierten aromatischen Polyisocyanaten erfolgt nach den bekannten Verfahren des Standes der Technik bzw. in Analogie zu den bekannten Verfahren des Standes der Technik, wie er sich beispielsweise aus den bereits genannten Veröffentlichungen, oder aus US-PS 3 826 769 ergibt. Die Verfahren der deutschen Patentanmeldungen P 25 24 476.2 oder P 26 15 876.9 sind zur Herstellung von beim erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Isocyanatoary!sulfonsäuren ebenfalls geeignet.

Es ist auch möglich, beim erfindungsgemäßen Verfahren Lösungen bzw. Suspensionen der beispielhaft genannten Isocyanatoarylsulfonsäuren in aliphatischen Polyisocyanaten wie z.B.

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Tetramethylendiisocyanat oder Hexamethylendiisocyanat und/ oder in cycloaliphatischen bzw. gemischt aliphatisch-cycloaliphatischen Polyisocyanaten wie z.B. 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan, 2,4- bzw_t 2,6-Diisocyanato-hexahydrotoluol oder 1-Isocyanato-3,3,S-trimethyl-S-isocyanatomethylcyclohexan einzusetzen. Falls eine Erniedrigung der NCO-Funktionalität der erfindungsgemäßen Verfahrensprodukte erwünscht ist können auch Lösungen bzw. Suspensionen der Isocyanato-arylsulfonsäuren in aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Monoisocyanaten zum Einsatz gelangen. Beispiele für die letztgenannten Verbindungen sind Phenylisocyanat, Tosylisocyanat, n-Hexylisocyanat, 6-Chlor-hexylisocyanat, Cyclohexylisocyanat oder Methoxymethylisocyanat. Grundsätzlich denkbar ist auch der Einsatz von sulfonierten aromatischen Monoisocyanaten,wie z.B. Phenylisocyanat als Isocyanatoarylsulfonsäure in Kombination mit nicht sulfonierten Polyisocyanaten der beispielhaft genannten Art. Die Art und Mengenverhältnisse der beim erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Isocyanate, sowie der Sulfonierungsgrad werden so gewählt, daß das Äquivalentverhältnis von gegebenenfalls teilweise in dimerisierter Form vorliegenden Isocyanatgruppen und Sulfonsäuregruppen > 1:1 d.h. insbesondere zwischen 1,05:1 und 50:1,vorzugsweise zwischen 2:1 und 30:1, liegt.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren können als Oxirane beliebige, mindestens eine Epoxidgruppe aufweisende, daneben gegebenenfalls noch mitIsocyanat- oder Hydroxylgruppen substituierte, ansonsten jedoch unter den Reaktionsbedingungen unter denen die Oxiran/Sulfonsäure-Addition erfolgt, weitgehend inerte organische Verbindungen eingesetzt werden. Vorzugsweise werden beim erfindungsgemäßen Verfahren dieser Definition entsprechende Monoepoxide des

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Molekulargewichtsbereichs 44-400 eingesetzt. Beispiele geeigneter Monoepoxide sind Äthylenoxid, Propylenoxid, Buten-1,2-oxid, Buten-2,3-oxid, 1,4-Dichlorbuten-2,3-oxid, Styroloxid, 1,1,1-Trichlorpropen-2,3-oxid, 1,1,1-Trichlorbuten-3,4-oxid, 1,4-Dibrombuten-2,3-oxid, Epichlorhydrin, Epibromhydrin, Glycid, Glycerin-mono-glycidyläther, Isobutenoxid, p-Glycidylstyrol, N-Glycidylcarbazol, Cyanäthylglydicyläther, Trichloräthylglycidyläther, Chloräthylglycidyläther, Bromäthylglycidyläther.

Gut geeignet sind auch Ester von Glycid mit Monocarbonsäuren, z.B. Glycidyl-acetat, Glycidyl-chloracetat, Glycidyl-dichloracetat, Glycidyl-trichloracetat, Glycidyl-bromacetat, Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, Glycidyl-caproat, Glycidyloctoat, Glycidyl-dodecanoat, Glycidyl-oleat, Glycidyl-stearat, sowie Äther des Glycids, z.B. mit Phenol und substituierten, insbesondere halogenierten Phenolen. Ebenfalls gut geeignet sind die Umsetzungsprodukte von Hydroxy-oxiranen, insbesondere von Glycid mit aliphatischen, cycloaliphatischen und aromatischen Mono- und Polyisocyanaten.

Zur Erhöhung der Vernetzungsdichte können auch Di- und Polyepoxide eingesetzt werden, entweder allein oder in Kombination mit den oben aufgeführten Monoepoxiden. Solche di- und polyfunktionellen Epoxide sind z.B. die Epoxidationsprodukte von aliphatischen und cycloaliphatischen Diolefinen, wie Diepoxibutan, Diepoxihexan, Vinyl-eyelohexendioxid, Dicyclopentadiendioxid, Limonendioxid, Dicyclopentadiendioxid, Äthylenglykol-bis-(3,4-epoxitetrahydrodicyclopentadien-8-yl)-äther, (3,4-Epoxitetrahydrodicyclopentadien-8-yl)-glyeidylather, epoxidierte Polybutadiene oder Mischpolymerisate von Butadien mit äthylenisch ungesättigten Ver-

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bindungen, wie Styrol oder Vinylacetat, Verbindungen mit zwei EpoxicyclohexyIresten, wie Diäthylenglykol-bis-(3,3-epoxicyclohexan-carboxylat), Bis-3,4-(epoxicyclohexylmethyl)-succinat, 3,4-Epoxi-6-methylcyclohexylmethyl-3',4'-epoxi-6'-methylcyclohexan-carboxylat und 3,4-Epoxihexahydrobenzal-3'-4'-epoxicyclohexan-1', 1'-dimethanol.

Weitere erfindungsgemäß einzusetzende Materialien sind PoIyglycidylester, wie diejenigen, die man durch Umsetzen einer Dicarbonsäure oder durch Umsetzen von Cyanursäure mit Epichlorhydrin oder Dichlorhydrin in Gegenwart eines Alkalis erhält. Derartige Polyester können sich von aliphatischen Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure oder Adipinsäure und insbesondere von aromatischen Dicarbonsäuren, wie Phthalsäure oder Terephthalsäure, ableiten. Diglycidyladipat, Diglycidylphthalat und Triglycidylisocyanurat können in diesem Zusammenhang erwähnt werden.

Polyglycidyläther, wie diejenigen, die man durch Veräthern eines zweiwertigen oder mehrwertigen Alkohols, eines Diphenols oder eines Polyphenols mit Epichlorhydrin oder Dichlorhydrin in Gegenwart eines Alkalis erhält, werden vorzugsweise eingesetzt. Diese Verbindungen können sich von Glykolen, wie Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 2,4,6-Hexantriol, Glycerin und insbesondere von Diphenolen oder Polyphenolen wie Resorcin, Brenzkatechin, Hydrochinon, Phenolphthalein, Phenol-formaldehyd-Kondensationsprodükten der Art der Novolake, 1,4-Di-hydroxynaphthalin, Dihydroxy-1,5-naphthalin, Bis-(hydroxy-4-phenyl)methan, Tetrahydroxyphenyl-1,1,2,2-äthan, Bis(hydroxy-4-phenyl)methyl-

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phenylmethan, die Bis(hydroxy-4-phenyl)tolylmethane, Dihydroxy-4,4'-diphenyl, Bis(hydroxy-4-phenyl)sulfon und insbesondere Bis-(hydroxy-4-phenyl)2,2-propan oder die Kondensationsprodukte eines Phenols mit einem Aldehyd oder einem Keton, in letzterem Fall handelt es sich um Epoxiharze mit zwei oder mehreren Epoxigruppen und gegebenenfalls mit freien Hydroxylgruppen. Unter ihnen eignen sich insbesondere die Epoxiharze, die aus Polyphenolen hergestellt wurden und unter der Handelsbezeichnung NOVOLAK-Harze vertrieben werden, die Polykondensationsprodukte eines Phenols mit Formol sind. Die erhaltenen Epoxiharze werden durch die folgende Formel wiedergegeben.

0-ClL-CIf-CTI₀

CII,

CH,

O-CII -CIT-CTT

Ferner sind geeignet Polyglycidyläther von Diphenolen, die durch Veresterung von 2 Mol des Natriumsalzes einer aromatischen Oxicarbonsäure mit einem Mol eines Dihalogenalkans oder Dihalogendialkyläthers erhalten wurden (vgl. britisches Patent 1 017 612), aus Polyphenolen, die durch Kondensation von Phenolen und langkettigen, mindestens 2 Halogenatone enthaltenden Halogenparaffinen erhalten wurden (vgl. britisches Patent 1 024 288). Weiterhin seien genannt: Polyepoxidverbindungen auf der Basis von aromatischen Aminen und Epichlorhydrin, z.B. N-Di-(2,3-epoxypropyl)-anilin, N,N'-Dimethyl-N,N'-diepoxipropyl-4,4'-diamino-dipheny!methan, N,N'-Tetra-

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epoxipropyl-4,4'-diaminodiphenylmethan, N-Diepoxipropyl-4-aminophenyl-glycidäther (vgl. die britischen Patentschriften 772 830 und 816 923). Außerdem kommen infrage: Glycidylester mehrwertiger aromatischer und cycloaliphatischer Carbonsäuren, beispielsweise Phthalsäurediglycidyl mit mehr als 5,5 Epoxidäquivalenten pro kg und Glycidylester von Umsetzungsprodukten aus 1 Mol eines aromatischen oder cycloaliphatischen Dicarbonsäureanhydride und 1/2 Mol eines Diols bzw. 1/n Mol eines Polyols mit η-Hydroxylgruppen oder Hexahydrophthalsäurediglycidylester, die gegebenenfalls durch Methylgruppen substituiert sein können. Weiterhin seien aufgeführt Glycidylverbindungen auf der Basis anorganischer Säuren, wie z.B. Triglycidylphosphat, Glycidyläther von Hydroxyphenylphosphorsäureester, Diglycidylcarbonat, Tetraglycidyltitanat.

Geeignet sind auch cycloaliphatische Epoxidverbindungen. Z.B. können die Verbindungen der folgenden Formeln erwähnt werden:

CH₂

HC-C —O — CIi₀ — CH

• I "I

CH CH^ 0 CiT,

CK

(=3,4-Epoxicyclohexylmethyl-3', 4'-epoxicyclohexancarboxylat),

^Cn2\ ^ CH HC C — 0 - CH₂ - QH HC^

°- "' . HC -τ CH₀ 0 CH .— CH CH"

\c:r₂' .

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8Q3820/0t)95

(=3,^Epoxi-ö-methylcyclohexylmethyl-S', 4'-epoxi-6'-methylcyclohexancarboxylat) und

CH-CiH HC^₀

(=3,4-Epoxihexahydrobenzal-3', 4'-epoxicyclohexan-i',1'-dimethanol.

Geeignete heterocyclische Epoxidverbindungen sind sowohl das Triglycidylisocyanurat der folgenden Formel

0
• it

-CH,- N N — CH₀-CH- CHp

^f> I I ^c' \ /

0 - C 0-0 0

_ CH₂-CH-CH₀"

ο ·

als auch das N,N'-Diglycidyl-dimethy!hydantoin der folgenden Formel 0

Il

CH₀--CH--CH₀-N N—CHo- -CIl-CH₀ O^ 0 =» C -C_x -5 · 0

" ^l3

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-809820/009S

Es ist ferner möglich, Mischungen derartiger cycloaliphatischer und/oder heterocyclischer Epoxidverbindungen zu verwenden.

Andere geeignete Verbindungen sind die Polyglycidyläther von Bis-(p-hydroxyphenyl)-dimethylmethan (Bis-phenol A), die der folgenden Durchschnittsformel entsprechen:

J,,₇ ^V

worin ζ eine ganze oder gebrochene kleine Zahl im Bereich von 0 bis 2 bedeutet.

Weitere geeignete Diepoxide sind beispielsweise: Glycerindiglycidyläther, Diglycidyl-Ν,Ν'-äthylenharnstoff, Diglycidyl-N,N'-propylenharnstoff, Ν,Ν'-Diglycidyl-harnstoff, N,N'-Diglycidyl-dimethylharnstoff, sowie Oligomere dieser Verbindungen, Di-, Tri-oder Tetraglycidyl-acetylen-di-Harnstoff, sowie Oligomere dieser Verbindungen. Weitere Epoxide, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, können zum Beispiel Houben-Weyl, herausgegeben von Eugen Müller, 1963 Band XIV/2 Steiten 462-538 entnommen werden.

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/0095

Ferner eignen sich die Produkte der Epoxidierung von natürlichen Fetten und Ölen, wie Sojaöl, Olivenöl, Leinöl, Tran sowie von synthetischen Di- oder Polyestern, welche ungesättigte Fettsäuren, wie Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure, Ricinolsäure, Erucasäure enthalten.

Besonders gut geeignet sind hydrophobe, wasserunlösliche, sowie flüssige Mono- und Polyepoxide, wie z.B. Polyglycidyläther mehrwertiger Phenole, insbesondere aus Bisphenol A; Polyepoxidverbindungen auf der Basis von aromatischen Aminen, insbesondere Bis(N-epoxipropyl)-anilin, Ν,Ν'-Dimethyl-N,N¹-diepoxipropyl-4,4'-diamino-diphenylmethan und Ν,Ν¹-Diepoxipropyl-4-amino-phenylglycidyläther; Polyglycidylester aus aromatischen oder cycloaliphatischen Dicarbonsäuren, insbesondere Hexahydrophthalsäurediglycidylester bzw. Phthalsäurediglycidylester mit mehr als 5,5 Epoxidäquivalenten/kg sowie Phosphorsäuretriglycidylester.

Eine Zusammenstellung technisch bedeutsamer Polyoxirane findet sich in H.Batzer und F.Lohse: Einführung in die makromolekulare Chemie, Hüthig & Wepf Verlag Basel, Heidelberg 1976 auf S. 44-53.

Als Oxetane kommen beim erfindungsgemäßen Verfahren beliebige, mindestens einen Oxetanring aufweisende, gegebenenfalls durch Isocyanat-. oder Hydroxylgruppen substituierte, ansonsten jedoch unter den Reaktionbedingungen, unter denen die Oxetan/Sulfonsäure-Addition abläuft, weitgehend inerte organische Verbindungen in Betracht. Bevorzugte Oxetane sind dieser Definition entsprechende Monooxetane des Molekulargewichtsbereichs 58-400.

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Beispiele geeigneter Monooxetane sind: Trimethylenoxid, 3,3-Dimethyloxetan, 3,3-Diäthyloxetan, 3,3-Dipropyloxetan, 3,3-Dibutyl-oxetan, 3-Methyl-3-dodecyl-oxetan, 3-Äthyl-3-stearyl-oxetan, 3,3-Tetramethylen-oxetan, 3,3-Pentamethylenoxetan, 2,6-Dioxaspiro(3,3)-heptan, S-Methyl-S-phenoxymethyloxetan, 3-Äthyl-3-phenoxymethyl-oxetan, 3-Methyl-3-chlormethy1-oxetan, 3-Äthyl-3-chlormethyl-oxetan, 3-Butyl-3-chlormethyl-oxetan, 3-Dodecyl-3-chlormethyl-oxetan, 3-Stearyl-3-chlormethyl-oxetan, 3-Methyl-3-brommethyl-oxetan, 3-Äthyl-3-brommethyl-oxetan, 3-Propyl-3-broInInethyl-oxetan, 3-Dodecyl-3-broiranethyl-oxetan, 3,3-Bis-chlormethyl-oxetan, 3,3-Bisbrommethy1-oxetan, 3-Methyl-3-hydroxymethyl-oxetan, 3-Äthyl-3-hydroxymethyl-oxetan, 3-Amyl-3-hydroxymethyl-oxetan, 3,3-Bis-hydroxymethyl-oxetan, sowie Äther, Ester, Urethane dieser Hydroxy-oxetane, wie z.B. 3-Äthyl-3-methoxymethyl-oxetan, 3-Äthyl-3-butoxymethyl-oxetan, 3-Äthyl-3-dodecycloxymethyloxetan, 3-Äthyl-3-acetoxymethyl-oxetan, 3-Äthyl-3-stearoyloxymethyl-oxetan, 3-Äthy1-3-N-methyl-carbamoylmethy1-oxetan, 3-Äthyl-3-N-chloräthyl-carbomoylmethyl-oxetan,3-Äthy1-3-N-phenylcarbomoylmethy1-oxetan, 3-Äthyl-3-N-dichlorphenylcarbamoylmethyl-oxetan, 3-Äthy1-3-N-stearylcarbamoylmethyloxetan, 3,3-Bis-phenoxymethyl-oxetan, 3,3-Bis-(4-chlorphenoxymethyl)-oxetan, 3,3-Bis-(2,4-dichlorphenoxymethyl)-oxetan, 3,3-Bis-carbamoylmethyl)-oxetan, 3-Phenoxymethyl-3-carbamoylmethyl-oxetan. Weitere geeignete Oxetane können beispielsweise der Deutschen Auslegeschrift 1 668 900, Kolonne 3 und 4 entnommen werden.

Selbstverständlich können auch die Oxetan-Analogen der weiter oben aufgeführten Glycid-Derivate eingesetzt werden, z.B. 3-Äthyl-3-acryloxy-oxetan, 3-Äthyl-3-methacryloxyoxetan, 3-Methyl-3-trichloracetoxy-oxetan usw..

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Unter den erfindungsgemäß einsetzbaren Di- und Polyoxetanen sind von besonderer Bedeutung die Umsetzungsprodukte von S-Alkyl-S-hydroxymethyl-oxetanen mit Di- und Polycarbonsäuren, sowie mit Di- und Polyisocyanaten. Auch die sich von aliphatischen, cycloaliphatischen und aromatischen Diolen und Polyolen ableitenden Di- und Polyäther der Hydroxy-oxetane sind sehr gut geeignet. Infolge der geringeren sterischen Hinderung der bei der Umsetzung der Oxetane mit Sulfonsäure-Gruppen gebildeten Hydroxylgruppe, reagieren Oxetane in bifunktioneller Hinsicht meist rascher als entsprechende Oxirane.

Die Oxirane sind als Ausgangsmaterialien im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den Oxetanen bevorzugt. Besonders bevorzugte Oxirane sind Äthylenoxid, Propylenoxid, Styroloxid, 1,1,1-Trichlorbuten-3,4-oxid und Epichlorhydrin.

Die beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz gelangenden Oxirane bzw. Oxetane bzw. deren Mengen werden so gewählt,daß das Äquivalentverhältnis der Epoxid- bzw. Oxetan-Gruppen zu Sulfonsäuregruppen zwischen 0,1:1 und 10:1,vorzugsweise zwischen 0,6:1 und 2:1, liegt. Bei einem Äquivalentverhältnis von < 1:1 werden die vorhandenen SO^H-Gruppen nur teilweise verestert, so daß die erfindungsgemäßen Verfahrensprodukte noch freie Sulfonsäuregruppen aufweisen, so daß die durch diese Sulfonsäuregruppen bewirkte Hydrophilie der erfindungsgemäßen Verfahrensprodukte durch das genannte Äquivalentverhältnis innerhalb des Bereichs von 0,1:1 bis 1:1 variiert werden kann. Selbstverständlich kann die Epoxid- bzw. Oxetan-Komponente auch im Überschuß eingesetzt werden, um beispielsweise bei Verwendung von Mono-epoxiden bzw. Mono-oxetanen eine

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quantitative Veresterung der Sulfonsäuregruppen zu gewährleisten, oder um bei Verwendung von mehr als eine Epoxid- bzw. Oxetangruppe aufweisenden Verbindungen,freie Epoxid- bzw. Oxetan-Gruppen in die erfindungsgemäßen Verfahrensprodukte einzubauen. Insbesondere auf diese Weise eingebaute Epoxidgruppen können für Folgereaktionen,wie z.B. Trimerisierung der Isocyanatgruppen, Oxazolidon-Bildung oder Amin-Vernetzung herangezogen werden. Andererseits ist zu berücksichtigen, daß die Anwesenheit freier Epoxid-Gruppen die Langzeit-Lagerstabilität der erfindungsgemäßen Verfahrensprodukte beeinträchtigen kann. Ein gegebenenfalls eingesetzter Überschuß an Monoepoxid bzw. Monooxetan kann gewünschtenfalls nach Beendigung des erfindungsgemäßen Verfahrens destillativ aus dem erfindungsgemäßen Verfahrensprodukt entfernt werden.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist denkbar einfach und erfolgt im allgemeinen im Temperaturbereich von 0-19O°C,vorzugsweise 20-140°C.

Bei diskontinuierlicher Arbeitsweise wird das Polyisocyanat vorzugsweise bei Raumtemperatur in einem Rührgefäß vorgelegt und das Epoxid bzw. Oxetan eingerührt. Die Reaktion setzt im allgemeinen sofort unter Selbsterwärmung ein. Wenn der Anteil an Sulfonsäure-Gruppen im Polyisocyanat mehr als ca. 10 % beträgt, kann es zweckmäßig sein, die Reaktion bei tieferen Temperaturen, z.B. zwischen 0 und 20 C,durchzuführen und gegebenenfalls unter Kühlung zu arbeiten. Eine solche Maßnahme ist jedoch im Regelfall nicht erforderlich, da eine Erwärmung des Reaktionsgemisches auf beispielsweise 140 C oder auch darüber nicht von Nachteil

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ist. Wenn auf eine rasche Reaktion innerhalb kurzer Zeit Wert gelegt wird, sowie im Falle der Verwendung von bei Raumtemperatur flüssigen Epoxiden und Oxetanen bzw. viskosen Isocyanaten, kann es zweckmäßig sein, die Reaktion bei erhöhter Temperatur vorzunehmen, beispielsweise zwischen 40-14O⁰C, in Sonderfällen kann die Temperatur bis ungefähr 190°C betragen.

Gasförmige Epoxide werden zweckmäßigerweise unter Rühren in das Polyisocyanat eingeleitet. Die Reaktion wird vorzugsweise lösungsmittelfrei durchgeführt, jedoch kann selbstverständlich auch in Anwesenheit inerter Lösungsmittel, wie z.B. Dichloräthan, Chloroform, Tetrachloräthan, Trichlorfluormethan, Aceton, Toluol, Chlorbenzol gearbeitet werden.

Die Umsetzung fester Polyisocyanatsulfonsäuren mit Epoxiden ist unproblematisch, da während der Reaktion die festen Sulfonsäuren rasch in Lösung gehen. Die Verfahrensprodukte sind daher im Regelfall homogene Flüssigkeiten oder hochviskose bis feste Harze. Im Falle nur partieller Umsetzung mit dem Epoxid können auch Dispersionen erhalten werden, welche noch feste Isocyanatosulfonsäure enthalten.

Nach einer besonders bevorzugten Arbeitsweise werden Lösungen der Isocyanatosulfonsäuren in organischen Phosphaten für die Umsetzung mit Oxiranen bzw. Oxäthanen eingesetzt. Anstelle von Phosphaten können auch organische Phosphite, Phosphonate und Pyrophosphate eingesetzt werden. Vorzugsweise wird bereits die Sulfonierung in Gegenwart der Phosphate durchgeführt und unmittelbar anschließend die erfindungsgemäße Umsetzung vorgenommen. Kommen saure organische

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Phosphate zum Einsatz oder sind im Anschluß an die Sulfonierung Umesterungsreaktionen zwischen Isocyanatosulfonsäure und Phosphat eingetreten, so kann auch die OH-Gruppe des Phosphats mit dem Oxiran bzw. Oxäthan reagieren, was bei der Berechnung der Mengenverhältnisse zu berücksichtigen ist.

Geeignete Phosphate, Phosphite, Phosphonate oder Pyrophosphate sind beispielsweise in der DT-OS 2 510 693 genannt. Besonders bevorzugt ist Tris-(2-chloräthyl)-phosphat.

Es ist besonders vorteilhaft, die Umsetzung von Isocyanatoarylsulfonsäuren mit Oxiranen bzw. Oxetanen unmittelbar im Anschluß an die Sulfonierungsreaktion durchzuführen. Diese Verfahrensweise hat den besonderen Vorteil, daß sich eine Isolierung der äußerst feuchtigkeitsempfindlichen freien Isocyanatoarylsulfonsäuren erübrigt. So besteht eine besonders bevorzugte Verfahrensweise darin, das Polyisocyanat, z.B. Toluylendiisocyanat oder Diisocyanatodiphenylmethan in einem Lösungsmittel, wie Chlorbenzol, zu sulfonieren und die dabei gebildete Suspension mit einem Oxiran oder Oxetan umzusetzen. Da üblicherweise auch die Phosgenierungsreaktion zur Herstellung des Polyisocyanats in einem inerten Lösungsmittel wie Chlorbenzol vorgenommen wird, können Phosgenierung, Sulfonierung und Veresterung unmittelbar hintereinander vorgenommen werden, ohne daß eine der Zwischenstufen isoliert zu werden braucht. Man erhält so, vom entsprechenden Diamin ausgehend direkt die erfindungsgemäßen Verfahrensprodukte als Lösung bzw. Dispersion in dem verwendeten Lösungsmittel.

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80 9 8 2 0/0 09 5

Falls nur weniger als ca. 50 % des Polyisocyanate sulfoniert und verestert werden soll kann man auch in Abwesenheit von organischen Lösungsmitteln arbeiten. Die Sulfonierung führt dann zu einer Suspension des sulfonierten Polyisocyanats in unverändertem Ausgangsisocyanat. Während der Umsetzung mit dem Oxiran bzw. Oxetan geht im allgemeinen die suspendierte feste Phase in Lösung und man erhält eine Lösung des Sulfonsäure-esters in Ausgangsisocyanat. Bedingt durch das hohe Verhältnis der NCO-Gruppen zu den SO^H-Gruppen ist in diesem Fall das Molekulargewicht der Isocyanato-arylsulfonsäureester niedriger als bei vollständiger Sulfonierung des Polyisocyanats.

Beispielsweise lassen sich nach der lösungsmittelfreien Methode viskose Lösungen von mit Sulfonsäureester-Gruppen modifiziertem Toluylendiisocyanat herstellen. Diese Lösungen können als solche anstelle von nichtmodifiziertem Toluylendiisocyanat eingesetzt werden, man kann aber auch das freie Toluylendiisocyanat abdestillieren und das harzartige Sulfonsäure-ester-isocyanat isolieren. Dieses kann als solches, beispielsweise in Pulverlacken oder aber gelöst in Lösungsmitteln oder in beliebigen, auch aliphatischen Polyisocyanaten gelöst, Verwendung finden.

Bei Einsatz roher Phosgenierungsprodukte von Anilin-Formaldehyd-Kondensaten als Polyisocyanat empfiehlt sich die lösungsmittelfreie Methode nur, wenn weniger als ca. 30 % und insbesondere 5 - 20 % des Polyisocyanats sulfoniert und mit Oxiranen bzw. Oxetanen umgesetzt werden, da sowohl die Sulfonierung als auch die Veresterung, an die sich im Regelfall eine ürethanisierung anschließt, von erheblicher Viskositätserhöhung begleitet werden.

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Soll ein höherer Sulfönierungsgrad erreicht werden, so empfiehlt es sich auch hier die Mitverwendung eines inerten Lösungsmittels oder die Durchführung der Sulfonierung unmittelbar im Anschluß an die Phosgenierung vor Abdestillieren des■zur Phosgenierung verwendeten Lösungsmittels.

Bei der Umsetzung der Isocyanatoarylsulfonsäuren mit Oxiranen bzw. Oxetanen ist zu beachten, daß der erste Reaktionsschritt, die Ringöffnung des Heterocyclus unter Veresterung sehr rasch, bei Oxiranen praktisch sofort erfolgt. Der zweite Reaktionsschritt, die Reaktion der dabei gebildeten OH-Gruppe mit vorhandenen Isocyanat-Gruppen verläuft demgegenüber wesentlich langsamer, insbesondere bei den meisten Oxiranen. Dies hat zur Folge, daß bei Einsatz von Monooxiranen bzw. Oxetanen der Viskositätsanstieg nur langsam erfolgt, und zur Beschleunigung des zweiten Reaktionsschritts höhere Temperatur und/oder Katalysatoren wie z.B.metallorganische Verbindungen wie Zinndioctoat oder Dibutylzinndilaurat verwendet werden.

Setzt man dagegen bi- oder polyfunktionelle Oxirane ein, so erfolgt praktisch sofort ein sehr starker Viskositätsanstieg oder sogar völlige Verquallung. Im allgemeinen werden daher bi- bzw. polyfunktionelle Oxirane bzw. Oxetane nur in untergeordneten Mengen neben entsprechenden monofunktionellen Oxiranen bzw. Oxetanen oder bei Sulfonierungsgraden unter 30 % eingesetzt.

Wie bereits eingangs ausgeführt, entstehen beim erfindungsgemäßen Verfahren im allgemeinen freie Isocyanatgruppen und Urethangruppen aufweisende modifizierte Polyisocyanate, die zu den entsprechenden, Allophanatgruppen aufweisenden Kompositionen weiter reagieren können. In Abwesenheit von

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8098?0f0095 bAO OS^^waL

eine derartige Allophanatbildung beschleunigenden Katalysatoren ist jedoch diese Folgereaktion (dritte Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens) nicht oder nur in sehr untergeordnetem Umfang zu beobachten, es sei denn, die erfindungsgemäßen Verfahrensprodukte werden über einen längeren Zeitraum auf erhöhte, d.h. beispielsweise über 100 C liegende Temperaturen erhitzt. Eine Allophanatbildung kann jedoch zur Erhöhung der NCO-Funktionalität durchaus erwünscht sein. In einem solchen Falle empfiehlt sich der Einsatz von die Allophanatbildung aus ürethangruppen und Isocyanatgruppen beschleunigenden Katalysatoren der beispielsweise in DT-OS 2 040 645 bzw. US-PS 3 769 318 beschriebenen Art. Ein typisches Beispiel eines derarigen Katalysators ist Zink-acetyl-acetonat.

Die erfindungsgemäßen Verfahrensprodukte sind wertvolle Ausgangsmaterialien zur Herstellung von Polyurethankunststoffen nach dem Isocyanat-Polyadditionsverfahren. Sie eignen sich z.B. zur Herstellung von kompakten oder zelligen Elastomeren, Weichschäumen, Halbhartschäumen und Hartschäumen, insbesondere dann, wenn hohe Anforderungen an die Vernetzungsdichte, das Brandverhalten oder die Abbaubarkeit gestellt werden. So eignen sich die erfindungsgemäßen Polyisocyanate beispielsweise zur Herstellung von Polstermaterialien, Matratzen, elastischen Unterlagen, Autositzen, Dämpfungsmaterialien, Stoßabsorbern, Konstruktionswerkstoffen, schalldämmenden Isolierungen, feuchtigkeitsaufnehmenden Materialien, z.B. im Hygienesektor, zur Herstellung von Substraten zur Pflanzenaufzucht, sowie für den Wärme- und Kälteschutz. Ganz besonders geeignet sind die erfindungsgemäßen Polyisocyanate zur Herstellung anorganisch-organischer

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Kunststoffe beispielsweise in Analogie zu den in DBP 2 310 559, DT-OS 2 227 147, 2 359 608 beschriebenen Verfahrensweise, sowie für Oberflächenbeschxchtungen, Imprägnierungen und Verklebungen. Durch Dispergieren der erfindungsgemäßen Polyisocyanate in Wasser, gegebenenfalls in Gegenwart von Basen lassen sich wäßrige Emulsionen herstellen.

In den nachstehenden Beispielen 1-7 wurden folgende Isocyanatoarylsulfonsäuren eingesetzt (alle Prozentangaben beziehen sich auf Gewichtsprozente):

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Sulfoniertes Polyisocyanat I:

2000 g eines Gemisches aus 60 % 2,4-Diisocyanatodiphenylmethan und 40 % 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan wurde bei Raumtemperatur mit einem Schwefeltrioxid/Stickstoffatom begast bis 235 g Schwefeltrioxid aufgenommen worden waren. Das Produkt hatte eine Viskosität von 4000 cP und einen Schwefelgehalt von 4,1 % entsprechend einem SO-jH-Gehalt von 10,25 %. NCO-Gehalt: 30 %.

Sulfoniertes Polyisocyanat II:

Wie I jedoch mit 116g Schwefeltrioxid hergestellt. Viskosität 100 cP.

Schwefelgehalt 2 % , entsprechend einem SO₃H-Gehalt von 5 %. NCO-Gehalt: 31,5 %.

Sulfoniertes Polyisocyanat III:

Vom rohen Phosgenierungsprodukt eines Anilin/Formaldehyd-Kondensats wird soviel 2-Kern-Anteil abdestilliert, daß der Destillationsrückstand bei 25°C eine Viskosität von 400 cP aufweist. Das erhaltene Produkt wird unter Rühren durch Überleiten eines Schwefeltrioxid/Stickstoff-Gemisches auf einen Schwefelgehalt von 10 % sulfoniert. Viskosität: 2200 c: bei 25°C . SO₃H-Gehalt: 2,5 %, NCO-Gehalt 29,1 %.

Die in den Beispielen angegebenen Viskositäten wurden bei 25°C ermittelt.

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Beispiel 1

In 560 g (ca. 2 Mol) des sulfonierten Polyisocyanats III werden 9,25 g (0,1 Mol) Epichlorhydrin bei 27°C eingerührt. Die Temperatur steigt bis 34°C an und fällt nach 6 Stunden wieder. Die Viskosität steigt von 2200 cP auf ca. 5000 cP und steigt in den darauffolgenden Tagen nur wenig an. Nach 16 Tagen beträgt sie 8000 cP, nach 3 Monaten 17 000 cP.

Beispiel 2

Es wird wie in Beispiel 1 verfahren, jedoch werden 18,5 g (0,2 Mol) Epichlorhydrin zugesetzt. Die Viskosität beträgt am Ende der Reaktion ca. 4800 cP. Nach 16 Tagen beträgt sie 16000 cP, nach 3 Monaten 50 000 cP.

Beispiel 3

Es wird wie in Beispiel 1 verfahren, jedoch werden 27,75 g (0,3 Mol) Epichlorhydrin zugesetzt. Die Viskosität beträgt am Ende der Reaktion ca. 4000 cP. Nach 16 Tagen liegt sie bei 22 000 cP, nach 3 Monaten bei 100 000 cP.

Beispiel 4

Es wird wie in Beispiel 1 verfahren, jedoch werden 37 g (0,4 Mol) Epichlorhydrin zugesetzt. Endviskosität: ca. 3000 cP. Nach 16 Tagen: 22 000 cP, nach 3 Monaten 180 000 cP. Die Beispiele 1-4 zeigen, daß die Anwesenheit überschüssiger Epoxigruppen die Lagerstabxlität der Polyisocyanate beeinträchtigt.

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■ Bt) 9820/009 5.

Beispiel 5

In 560 g (ca. 2 Mol) des sulfonierten Polyisocyanats III werden 5,1 g (0,015 Itol) Bis-phenol-A-bis-glycidyläther (flüssig) eingerührt. Die Temperatur steigt von 30 C auf 33,5⁰C an und fällt nach 2 Stunden wieder. Endviskosität: 7000 cP, nach 14 Tagen: 8500 cP, nach 3 Monaten 16 000 cP.

Beispiel 6

Es wird wie in Beispiel 5 verfahren, jedoch werden 6,8 g (0,02 It)I) des Bis-epoxids zugesetzt. Die Temperatur steigt

ο
bis 36 C an. Endviskosität: 8000 cP, nach 14 Tagen: 9500 cP,

nach 3 Monaten 22 000 cP.

Beispiel 7

Es wird wie in Beispiel 5 verfahren, jedoch werden 13,4 g (0,04 Mol) des Bis-epoxids zugesetzt. Endviskosität: 35 000 cP, nach 14 Tagen: 93 000 cP, nach 3 Monaten 110 000 cP,

Beispiel 8

26 g toluolfeuchtes üretdion der Diisocyanatotoluolsulfonsäure (hergestellt aus Toluylendiisocyanat, Isomerengemisch 2,4:2,6 = 80:20), entsprechend 20 g Trockensubstanz, werden in 50 g Toluol suspendiert. In die feinteilige Suspension werden unter Rühren bei 60⁰C innerhalb von 10 Minuten

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7,5 g Epichlorhydrin zugetropft. Es wird noch 2 Stunden bei 6O°C nachgerührt, währenddessen das suspendierte Isocyanat sich zunehmend löst. Am Ende der Reaktion hat sich eine geringe Menge eines harzigen Niederschlags und eine nahezu klare Lösung gebildet.

Die Lösung enthält 29 g eines festen harzartigen Isocyanatoaryl-sulfonsäureurethanalkylesters. Das Isocyanat ist, aus der toluolischen Lösung aufgebraucht, filmbildend. In Abmischung mit einem Polypropylenglykoläther der OH-Zahl 112 entsteht eine klare, kratzfeste Beschichtung von ausgezeichneter Haftung. Anstelle von Epichlorhydrin kann auch 1,2-Butenoxid eingesetzt werden.

Beispiel 9

174 g Toluylendiisocyanat (Isomerengemisch 2,4:2,6 = 80:20) in 300 g trockenem Chlorbenzol werden bei 23-3O°C im Verlauf von ca. 2 Stunden mit 80 g Schwefeltrioxid umgesetzt, wobei eine feinteilige Suspension der dimeren Toluylendiisocyanat-monosulfonsäure entsteht. Das Schwefeltrioxid wird mittels eines schwachen StickstoffStroms aus erwärmten 65-proz. Oleum freigesetzt und gasförmig mit Stickstoff verdünnt in die Lösung des Isocyanats eingeleitet. Zu der erhaltenen Suspension werden bei 60°C in Verlauf von 20 Minuten 92,5 g Epichlorhydrin zugegeben. Anschließend wird solange (ca. 2 Stunden) bei 60°C weiter gerührt, bis eine klare Lösung entstanden ist.

Die Lösung liefert beim Abdestillieren des Lösungsmittels 343 g eines festen harzartigen Isocyanatoaryl-sulfonsäureurethanalkylesters. Das Produkt ist in Tetrahydrofuran

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löslich. In Abmischung mit Butan-1,4-diol liefert die Lösung klare, kratzfeste Beschichtungen von ausgezeichneter Haftung -

Beispiel 10

522 g Toluylendiisocyanat (Isomerengemisch 2,4:2,6 = 80:20) werden bei 23-3O°C im Verlauf von ca. 2 Stunden mit 80 g Schwefeltrioxid umgesetzt, wobei eine dickflüssige Suspension der dimeren Toluylendiisocyanatmonosulfonsäure in Toluylendiisocyanat entsteht.

Zu der erhaltenen Suspension werden bei 60⁰C im Verlauf von 30 Minuten 92,5 g Epichlorhydrin zugegeben. Nach einer Stunde Nachrühren bei 60 C ist eine klare Lösung entstanden. Diese Lösung von Isocyanatoarylsulfonsäureurethanalkylester in Toluylendiisocyanat kann beispielsweise anstelle von Toluylendiisocyanat zur Herstellung von flexiblen elastischen Schaumstoffen eingesetzt werden. Man erhält Produkte mit höherer Vernetzungsdichte, besserer Haftung und günstigerem Brandverhalten.

Destilliert man aus dieser Lösung das überschüssige Toluylendiisocyanat ab, so wird ein bernsteinfarbenes Harz erhalten, das in Tetrahydrofuran und in Halogenkohlenwasserstoffen, sowie in Estern und Ketonen löslich ist und zur Herstellung harter und weicher Beschichtungen mit gutem Adhäsionsvermögen geeignet ist.

Beispiel 11

In 560 g des sulfonierten Polyisocyanat II werden 9,25 g

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Epichlorhydrin eingerührt. Die Temperatur steigt dabei von 28°C auf 32°C an. Die Visk<
cP, nach 3 Monaten 260 cP.

28°C auf 32°G an. Die Viskosität beträgt 1 Tag später 130

Beispiel 12

Es wird wie in Beispiel 11 verfahren, jedoch werden 18,5 g Epichlorhydrin zugesetzt. Die Viskosität beträgt nach 1 Tag 170 cP, nach 1 Monat 750 cP und bleibt dann konstant.

Beispiel 13

Es wird wie in Beispiel 11 verfahren, jedoch werden 27,8 g Epichlorhydrin zugesetzt. Die Viskosität beträgt nach 1 Monat 1100 cP, nach 3 Monaten 1200 cP.

Beispiel 14

Es wird wie in Beispiel 11 verfahren, jedoch werden 37 g Epichlorhydrin zugesetzt. Die Viskosität beträgt nach 1 Monat 1150 cP, nach 3 Monaten 7000 cP (Einfluß von freiem Epichlorhydrin).

Beispiel 15

Es wird wie in Beispiel 11 verfahren, jedoch werden 46,2 g Epichlorhydrin zugesetzt. Die Viskosität beträgt nach 1 Tag 80 cP, nach 1 Monat 900 cP, nach 3 Monaten 7000 cP.

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Beispiel 16

In 10Og 2,4-Diisocyanatotoluol werden unter Rühren innerhalb 30 Minuten 10 g 100 % Schwefelsäure eingetropft. Unter Temperaturanstieg und CO„-Entwicklung fällt ein grober Niederschlag des sulfonierten Isocyanats aus, welches üretdion- und Harnstoffgruppen enthält. Zu der erhaltenen groben Suspension werden bei Raumtemperatur 18,5 g Epichlorhydrin zugetropft und anschließend die Temperatur auf 80°C erhöht. Es entsteht zunächst eine sehr feinteilige Dispersion, die anschließend in eine klare viskose Lösung übergeht. Es wird eine zähflüssige grün fluoreszierende Lösung des Isocyanatoarylbiuretsulfonsäureurethanalkylesters in überschüssigem Toluylendiisocyanat erhalten.

Die Lösung härtet an der Luft zu klaren hydrophoben kratzfesten Überzügen auf. Zusatz von Polyolen beschleunigt die Aushärtung.

Beispiel 17

Es wird wie in Beispiel 16 verfahren, jedoch unter Verwendung von 15g Schwefelsäure und 20,8 g Epichlorhydrin. Es wird hartes Harz erhalten, das z.B. in Chloroform löslich ist und harte, klare, kratzfeste und auf Glas gut haftende Filme liefert.

Beispiel 18

Es wird wie in Beispiel 16 verfahren, jedoch unter Verwendung

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von 23,2 g 3-Äthyl-3-hydroxymethyl-oxetan anstelle von Epichlorhydrin.

Es wird ein geringfügig trübes Weichharz erhalten, das in organischen Lösungsmitteln löslich ist und klare harte Überzüge mit guter Haftung liefert.

Beispiel 19

Von rohem Phosgenierungsprodukt eines Anilin/Formaldehyd-Kondensats wird soviel Diisocyanatodiphenylmethan abdestilliert, daß der Destillationsrückstand bei 25 C eine Viskosität von 100 cP aufweist. (2-Kernanteil: 60 Gew.-%, 3-Kernanteil: 21 Gew.-%, Anteil an höherkernigen Polyisocyanaten: 19 Gew.-%).

Zu 1 kg dieses Polyisocyanat-Gemisches werden bei Raumtemperatur 50 g konzentrierte Schwefelsäure 96-proz.) zugetropft. Unter geringfügigem Temperaturanstieg und CO^-Entwicklung entsteht ein Harnstoffgruppen enthaltendes Sulfonierungsprodukt, das teilweise gelöst, teilweise grob suspendiert ist. Hierzu werden 60 g Epichlorhydrin zugesetzt und zur Vervollständigung der Umsetzung 7 Stunden auf 90°C erwärmt. Es wird eine viskose, nur geringfügig trübe Lösung des Isocyanatoarylbiuretsulfonsäureurethanalkylesters in Ausgangsisocyanaten erhalten.

Beispiel 20

Es wird wie in Beispiel 19 verfahren, jedoch wird die Schwefelsäure in 100 g Tris-chloräthy!phosphat gelöst.

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Es entsteht eine klare Lösung des Sulfonierungsprodukts. Nach Zusatz des Epichlorhydrins braucht nicht erwärmt zu werden.

Beispiel 21

26 g toluolfeuchtes üretdion der Diisocyanatotoluolsulfonsäure (hergestellt aus Toluylendiisocyanat, Isomerengemisch 2,4:2,6 = 80:20), entsprechend 20 g Trockensubstanz, werden in 50 g Chlorbenzol suspendiert. In die feinteilige Suspension werden unter Rühren bei Raumtemperatur 5 g 1,6-Diisocyanatohexan und 7 g Propylenoxid zugetropft. Nach 1 Stunde Rühren wird eine klare Lösung erhalten. Abdestillieren des Chlorbenzols liefert ein helles Harz (31,3 g), das sich in Chloroform und Glykolmonomethylatheracetat löst.

Die Lösung liefert auf Glasplatten helle, klare, harte und gut haftende Filme.

Beispiel 22

150 g des gemäß Beispiel 1 erhaltenen durch SuIfonsäureestergruppen modifiziertes Polyisocyanats werden mit 20 Trichlorfluormethan gemischt. Hierzu gibt man in einem Guß ein Gemisch aus 150 g 44-proz. Natronwasserglas (Na2O:SiO2 = 1:2) und 1,5 g Triäthylamin.

Die Mischung schäumt auf und liefert einen harten druckfesten anorganisch-organischen Schaumstoff von RG 230.

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Beim Beflammen des Schaumstoffs mit der Flamme eines Bunsenbrenners erweist es sich als selbstverlöschend. Die Eigenschaften des Schaumstoffs entsprechen etwa denen, die auf Basis eines sulfonierten Polyisocyanats gemäß DOS 2 227 147 erhalten werden, das verwendete Polyisocyanat ist jedoch hydrophob, weniger feuchtigkeitsempfindlich und frei von SO₂-Geruch.

Ein entsprechendes Ergebnis wird mit dem Polyisocyanat des Beispiels 2.erhalten.

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In nachstehender Tabelle werden die in den Beispielen 1-21 zum Einsatz gelangten Äquivalentverhältnisse zwischen Isocyanatgruppen und Sulfonsäuregruppen und zwischen Oxiran bzw. Oxetan und Sulfonsäuregruppen wiedergegeben:

Beispiel-Nr.	NCO	Oxiran (Oxetan)
1	SO₃H	SO₃H
2	22	0,55
3	22	1,1
4	22	1,67
5	22	2,2
6	22	0,17
7	22	0,22
8	22	0,44
9	2	1,03
10	2	1,0
11	6	1,0
12	12	0,28
13	12	0,56
14	12	0,84
15	12	1,12
16	12	1,4
17	9,4	2,0
18	5,6	1,5
19	9,4	2,0
20	12	1,3
21	12	1,3
2,75	1,5

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Claims

2B51065

Patentansprüche

L Verfahren zur Herstellung von modifizierten, Sulfonsäurealkylester-Grappen aufweisenden Polyisocyanaten, deren Isocyanatgrupp-en zumindest teilweise in dimerisierter Form vorliegen können, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens zwei Isocyanatgruppen aufweisende Isocyanatoarylsulfonsäuren,deren Isocyanatgruppen zumindest teilweise in dimerisierter Form vorliegen können, gegebenenfalls im Gemisch mit Sulfonsäuregruppen-freien Mono- und/oder Polyisocyanaten bei 0-190⁰C mit Oxiranen und/oder Oxetanen umsetzt/ wobei man Art und Mengenverhältnisse der Reaktionspartner so wählt, daß das Äquivalentverhältnis der Gesamtmenge der Isocyanatgruppen einschließlich der gegebenenfalls in dimerisierter Form vorliegenden Isocyanatgruppen zu Sulfonsäuregruppen > 1 ist und das Äquivalentverhältnis von Oxiran- bzw. Oxetangruppen zu Sulfonsäuregruppen zwischen 0,1 und 10 liegt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Sulfonsäuregruppen-freie aromatische Polyisocyanate in einem ersten Reaktionsschritt in an sich bekannter Weise sulfoniert und das bei dieser Sulfonierung anfallende zumindest teilweise aus Isocyanatoarylsulfonsäuren bestehende Polyisocyanatgemisch ohne weitere Aufarbeitung mit Oxiranen und/oder Oxetanen umsetzt.
3. Polyisocyanatgemisehe,gekennzeichnet durch

a) einen Gehalt an,gegebenenfalls teilweise in dimerisierter Form vorliegenden,Isocyanatgruppen von 4-48 Gew.-%,

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b) einen Gehalt an, Bestandteil einer Arylsulfonsäurealkylester-Gruppe bildenden, Gruppen der Formel SO₂-D- von 0,-3 bis 33 Gew.-*,

c) einen -GehaJ-t an SO^H-Gxuppen ^ron O bis 36 Gew.-%,

d) einen Gehalt an Urethangruppen -JSiH-CO-O- von O bis 25 jGew.-% und

e) einen Gehalt an Allophanatgruppen -NH-CO-N-CO-O- von O bis 28 Gew.-%,

wobei die unter b) und e) genannten Gruppen zusammen mindestens 0,4 Gew.-% und höchstens 28 Gew.-% ausmachen, und wobei die unter b) und c) genannten Gruppen zusammen höchstens 38 Gew.-% ausmachen.
4. Verwendung der gemäß Anspruch 1 und 2 zugänglichen modifizierten Polyisocyanate als Ausgangsmaterial zur Herstellung von oligomeren oder polymeren Polyadditionsprodukten .

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