DE1803723B2 - Mixtures based on aromatic polyisocyanates, process for their production and use for the production of polyurethane foams - Google Patents

Mixtures based on aromatic polyisocyanates, process for their production and use for the production of polyurethane foams

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DE1803723B2 DE1803723A DE1803723A DE1803723B2 DE 1803723 B2 DE1803723 B2 DE 1803723B2 DE 1803723 A DE1803723 A DE 1803723A DE 1803723 A DE1803723 A DE 1803723A DE 1803723 B2 DE1803723 B2 DE 1803723B2
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Description

2. Gemische nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als aromatische Polyisocyanate aromatische Diisocyanate enthalten.2. Mixtures according to claim 1, characterized in that they are used as aromatic polyisocyanates contain aromatic diisocyanates.

3. Gemische nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als aromatische Isocyanate Toluylendiisocyanat enthalten.3. Mixtures according to claim 2, characterized in that they are used as aromatic isocyanates Contain toluene diisocyanate.

4. Gemische nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Toluylendiisocyanat im wesentlichen aus 80% des 2,4-Isomeren und aus 20% des 2,6-Isomeren besteht4. Mixtures according to claim 3, characterized in that the tolylene diisocyanate is essentially consists of 80% of the 2,4-isomer and 20% of the 2,6-isomer

5. Gemische nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben Toluylendiisocyanat jo weitere aromatische Polyisocyanate enthalten.5. Mixtures according to Claims 1 to 4, characterized in that they jo in addition to tolylene diisocyanate contain other aromatic polyisocyanates.

6. Gemische nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie als weiteres aromatisches Polyisocyanat 4,4'-Methylen-bis(phenylisocyanat) enthalten.6. Mixtures according to claim 5, characterized in that they are used as a further aromatic polyisocyanate 4,4'-methylene-bis (phenyl isocyanate) contain.

7. Mischung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch J5 gekennzeichnet, daß sie Isocyanuratreste in aromatischen Isocyanattrimeren einer Isocyanatgruppen-Funktionalität von wenigstens durchschnittlich 3 enthalten.7. Mixture according to Claims 1 to 6, characterized in that J5 characterized in that they contain isocyanurate radicals in aromatic isocyanate trimers of an isocyanate group functionality of at least an average of 3 included.

8. Verfahren zur Herstellung von Gemischen nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man aromatische Polyamine mit Phosgen zu aromatischen Polyisocyanaten umsetzt und die Polyisocyanate zu Isocyanuratresten enthaltenden Trimeren einer durchschnittlichen Isocyanatgruppen-Funktionalität von wenigstens i.,5 trimerisiert.8. Process for the preparation of mixtures according to Claims 1 to 7, characterized in that aromatic polyamines are reacted with phosgene to give aromatic polyisocyanates and the Polyisocyanates to trimers containing isocyanurate radicals and having an average isocyanate group functionality trimerized by at least 1.5.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Trimerisation bis zu einem Gehalt an nichtflüchtigen Phosgenierungs-Nebenprodukten und/oder Isocyanuratreste führt, der höher als angegeben ist, und anschließend das Trimerisierungsprodukt mit aromatischen Polyisocyanaten mischt.9. The method according to claim 8, characterized in that the trimerization up to one Content of non-volatile phosgenation by-products and / or isocyanurate residues, which leads to higher than indicated, and then the trimerization product with aromatic polyisocyanates mixes.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man das Trimerisierungsprodukt mit rohen aromatischen Polyisocyanaten mischt.10. The method according to claim 9, characterized in that the trimerization product with blends raw aromatic polyisocyanates.

11. Verfahren nach Ansprüchen 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das Trimerisierungsprodukt mit gereinigten aromatischen Polyisocyanaten mischt.11. The method according to claims 9 or 10, characterized characterized in that the trimerization product with purified aromatic polyisocyanates mixes.

12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das aus der Phosgenierung erhaltene Produkt einer Destillation zur Entfernung aromatischer Polyisocyanate und Erhöhung des Gehalts an nichtflüchtigen Phosgenierungs-Nebenprodukten und von Isocyanuratradikalen unterwirft.12. The method according to claim 8, characterized in that one from the phosgenation obtained product of a distillation to remove aromatic polyisocyanates and increase the Content of non-volatile phosgenation by-products and of isocyanurate radicals.

13. Verfahren nach Ansprüchen 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die Trimerisierung in13. The method according to claims 8 to 12, characterized characterized in that the trimerization in

Anwesenheit von Guanidinen der FormelPresence of guanidines of the formula

'· ί 2 \ 3
R1R2N—el= NX.)— NR3R4 und/oder Isobigua-
'· Ί 2 \ 3
R 1 R 2 N-el = NX.) - NR 3 R 4 and / or Isobigua-

nidinen der Formelnidinen of the formula

3
NR9R10
3
NR 9 R 10

als Katalysatoren vornimmt, wobei die Reste R, die gleich oder verschieden sein können, Q-C4-Alkylreste, C3-Ce-Cycloalkylreste oder 2-Oxa- oder 3-Oxabutyl bedeuten oder jedes der Paare von R (Ri-R2, R3-Rt, Rs-Re, Rz-Rs und R9-R10) zusammen einen 4- bis 9gliedrigen heterocyclischen Ring mit nicht mehr als 2 Heteroatomen (N, S oder O) unter Einschluß des Guanidin- oder Isobiguanidin-Stickstoffs bilden können, worin weiter X Wasserstoffatome, Ci-Q-Alkylreste, C3-Q-Cycloalkylreste, Q—Cis-Arylreste, C7—Cis-Alkaryl- oder Aralkylreste oder Carbamoylreste der Formel — CONHZ bedeuten und Z jeweils der einwertige Rest ist, der durch Entfernung einer Isocyanatgruppe aus dem aromatischen Polyisocyanat erhalten wird, und wobei schließlich die organischen Reste mit Chlor, Brom oder Ci-C2-Alkoxygruppen substituiert sein können.as catalysts, where the radicals R, which can be the same or different, are Q-C4-alkyl radicals, C 3 -Ce -cycloalkyl radicals or 2-oxa- or 3-oxabutyl or each of the pairs of R (Ri-R 2 , R 3 -Rt, Rs-Re, Rz-Rs and R9-R10) together can form a 4- to 9-membered heterocyclic ring with not more than 2 heteroatoms (N, S or O) including the guanidine or isobiguanidine nitrogen, where further X hydrogen atoms, Ci-Q-alkyl radicals, C 3 -Q-cycloalkyl radicals, Q-Cis-aryl radicals, C7-Cis-alkaryl or aralkyl radicals or carbamoyl radicals of the formula - CONHZ and Z is in each case the monovalent radical which by removal an isocyanate group is obtained from the aromatic polyisocyanate, and finally the organic radicals can be substituted with chlorine, bromine or Ci-C2-alkoxy groups.

14. Verfahren nach Ansprüchen 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Reaktion der aromatischen Polyamine mit Phosgen einige Isocyanatgruppen mit zwei oder mehr aktive Wasserstoffatome enthaltenden Verbindungen unter Bildung von Urethan- und/oder Harnstoffbindungen umsetzt 14. The method according to claims 8 to 13, characterized in that after the reaction of the aromatic polyamines with phosgene some isocyanate groups with two or more active hydrogen atoms containing compounds to form urethane and / or urea bonds

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verbindungen mit zwei oder mehr aktiven Wasserstoffatomen hochmolekulare Polyalkylenätherglykole, Polyesterglykole und/ oder andere Polyole, niedermolekulare Polyole, Polyamine und/oder Wasser verwendet.15. The method according to claim 14, characterized in that there is used as compounds with two or more active hydrogen atoms high molecular weight polyalkylene ether glycols, polyester glycols and / or other polyols, low molecular weight polyols, polyamines and / or water are used.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verbindungen mit zwei oder mehr aktiven Wasserstoffatomen Polyole vom Molekulargewicht 80 bis 500 mit 3 bis 8 Hydroxygruppen verwendet.16. The method according to claim 15, characterized in that as compounds with two or more active hydrogen atoms, polyols with a molecular weight of 80 to 500 and 3 to 8 hydroxyl groups used.

17. Verwendung der Gemische gemäß Ansprüchen 1 bis 7 zur Herstellung von harten Polyurethanschaumstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gemische mit Polyäther- und/oder Polyesterpolyolen in Anwesenheit eines Treibmittels umsetzt.17. Use of the mixtures according to claims 1 to 7 for the production of rigid polyurethane foams, characterized in that the mixtures with polyether and / or polyester polyols reacted in the presence of a propellant.

Harte Polyurethan-Schaumstoffe sind allgemein bekannt. Sie werden in der Technik beispielsweise für Isolier- und Konstruktionszwecke verwendet. Jede Verbesserung dieser Schaumstoffe oder ihrer Ausgangsmaterialien ist von technischer Bedeutung. Beispielsweise wird in der US-Patentschrift 32 15 652 die Verwendung eines Toluylendiisocyanats vorgeschlagen, das keine flüchtigen (als Nebenprodukte gebildeten) löslichen Stoffe enthält und durch Phosgenierung von Toluylendiainin in Gegenwart eines Lösungsmittels hergestellt wird, wobei das Lösungsmittel und eine gewisse Menge Toluylendiisocyanat abdestilliert werden und als Rückstand das gewünschte Produkt verbleibt, das zuweilen als »rohes« oder »nichtRigid polyurethane foams are well known. They are used in technology for example Used for insulation and construction purposes. Any improvement to these foams or their starting materials is of technical importance. For example, US Pat. No. 3,215,652 Proposed use of a toluene diisocyanate that does not contain any volatile (by-products) Contains soluble substances and by phosgenation of toluylenediamine in the presence of a solvent is prepared, wherein the solvent and a certain amount of toluene diisocyanate are distilled off and the desired product remains as a residue, sometimes as "raw" or "not"

destilliertes« Material bezeichnet wird. Rohe Polyisocyanate, die nichtflüchtige Nebenprodukte enthalten, sind zur Zeit im Handel und werden für die Herstellung von Polyurethan-Schaumstoffen verwendet. Die nichtflüchtigen Nebenprodukte sind komplexe, hochmolekulare, teerartige Materialien, die in Hexan im wesentlichen unlöslich sind. Es wird angenommen, daß sie weitgehend aus monomeren und polymeren Biuretmolekülen bestehen, die freie Isocyanatgruppen enthalten. Im Rahmen dieser Beschreibung und der Ansprüche umfaßt der im Zusammenhang mit der Phosgenierung von Toluylendiaminen, Phenylendiaminen und 4,4'-Diaminodiohenylmethan gebrauchte Ausdruck »nichtflüchtige Nebenprodukte« die Materialien, die nach beendeter Destillation der Diisocyanate und des Lösungsmittels bei einer Endtemperatur der Blase von 200° C unter einem Druck von 1 bis 5 mm Hg bei den Toluylendiaminen und Phenylendiaminen und von 240° C unter einem Druck von 1 bis 2 mm Hg bei 4,4'-Diaminodiphenylmethan als Destillationsrückstand verbleiben.distilled "material is referred to. Crude polyisocyanates containing non-volatile by-products, are currently on the market and are used in the manufacture of polyurethane foams. The non-volatile by-products are complex, high-molecular, tarry materials that are essentially insoluble in hexane. It is believed that they consist largely of monomeric and polymeric biuret molecules that contain free isocyanate groups. Within the scope of this description and the claims, that includes in connection with phosgenation of tolylenediamines, phenylenediamines and 4,4'-diaminodiohenylmethane Used expression "non-volatile by-products" the materials which after the distillation of the diisocyanates and des Solvent at a final temperature of the bubble of 200 ° C under a pressure of 1 to 5 mm Hg at the Toluenediamines and phenylenediamines and from 240 ° C under a pressure of 1 to 2 mm Hg 4,4'-Diaminodiphenylmethane remain as the distillation residue.

Es ist ferner bekannt, daß Isocyanate Bedingungen unterworfen werden können, unter denen sie polymerisieren. Beispielsweise beschreibt die US-Patentschrift 29 78 449 die Trimerisierung von Polyisocyanaten unter Bildung von Isocyanuraten, die den charakteristischen cyclischen 6gliedrigen IsocyanuratrestIt is also known that isocyanates can be subjected to conditions under which they polymerize. For example, US Pat. No. 2,978,449 describes the trimerization of polyisocyanates under Formation of isocyanurates, which have the characteristic cyclic 6-membered isocyanurate residue

(-NC(O)-J3 (-NC (O) -J 3

enthalten. Die Patentschrift schlägt mögliche Anwendungen hauptsächlich als Klebstoffe vor. Bisher wurde jedoch noch nicht die Trimerisierung von rohen Polyisocyanaten zu Gemischen vorgeschlagen, die ganz bestimmte Anteile an nichtflüchtigen Nebenprodukten und Isocyanuratresten enthalten, die sich als äußerst vorteilhaft insbesondere für die Herstellung von harten Polyurethan-Schaumstoffen erweisen.contain. The patent suggests possible uses primarily as adhesives. So far has been however, the trimerization of crude polyisocyanates into mixtures has not yet been proposed entirely contain certain proportions of non-volatile by-products and isocyanurate residues, which are extremely prove particularly advantageous for the production of rigid polyurethane foams.

Die US-PS 30 97 191 beschreibt die neue Isocyanate des Methylendianilintyps. Diese flüssigen Polyisocyanate werden durch Phosgenierung einer Polyanunzusammensetzung hergestellt, die ihrerseits durch Kondensieren von Formaldehyd mit wenigstens 2 Molen von gemischten aromatischen Aminen, z. B. Anilin und o-Toluidin, erhalten worden sind. Weiter wird beschrieben, daß die Isocyanate mit Polyhydroxyverbindungen zu Polyurethanen umgesetzt werden können, die zur Herstellung von Schaumstoffen Verwendung finden. Außerdem können die Polyisocyanate mit Hilfe von Alkali- oder Erdalkaliverbindungen als Katalysatoren in ihre polymere Form übergeführt, z. B. trimerisiert werden. Trimerisierte rohe Polyisocyanate sind weder beschrieben noch nahegelegt.The US-PS 30 97 191 describes the new isocyanate of the methylenedianiline type. These liquid polyisocyanates are made by phosgenating a polyanum composition prepared, in turn, by condensing formaldehyde with at least 2 moles of mixed aromatic amines, e.g. B. aniline and o-toluidine have been obtained. It is also described that the isocyanates can be reacted with polyhydroxy compounds to form polyurethanes, which for Find production of foams use. In addition, the polyisocyanates can with the help of Alkali or alkaline earth compounds converted into their polymeric form as catalysts, e.g. B. trimerized will. Trimerized crude polyisocyanates are neither described nor suggested.

Die US-PS 31 08 100 beschreibt die Polymerisation und damit die Trimerisation von Polyisocyanaten mit Hilfe von organischen Basen, die ein Hydroxylion enthalten als Katalysatoren. Die Polyisocyanate können in Form ihrer Reaktionsprodukte mit z. B. Phenolen, Malonsäureestern und Diphenylamin oder auch im monomerfreien Zustand otier auch in Lösung des Isocyanats verwendet werden, aus dem sie hergestellt worden sind. Weiterhin können sie in Mischung mit anderen Isocyanaten verwendet werden. Aus dieser US-PS kann nichts entnommen werden, was die Gemische gemäß der Erfindung beschreibt und nahelegt.The US-PS 31 08 100 describes the polymerization and thus the trimerization of polyisocyanates with Using organic bases containing a hydroxyl ion as catalysts. The polyisocyanates can in the form of their reaction products with z. B. phenols, malonic acid esters and diphenylamine or im monomer-free state can also be used in solution of the isocyanate from which it is made have been. They can also be used as a mixture with other isocyanates. From this Nothing can be found in US-PS which describes and describes the mixtures according to the invention suggests.

Die US-PS 32 78 492 beschreibt wiederum die Polymerisation bzw. Trimerisation von organischen Isocyanaten unter Verwendung spezieller organometallischer Verbindungen als Katalysatoren.The US-PS 32 78 492 in turn describes the polymerization or trimerization of organic Isocyanates using special organometallic compounds as catalysts.

Die US-PS 32 80 066 beschreibt nahezu vollständig trimerisierte Toluylendiisocyanate, d.h. diese sind nahezu frei von monomeren Toluylendiisocyanat. Im scharfen Gegensatz dazu enthalten die Gemische gemäß vorliegender Erfindung große Anteile an oonomerem Diisocyanat. Diese US-PS beschreibt weder irgendeine Kombination von rohen Polyisocyanaten und trimerisierten Polyisocyanaten, noch legt sie diese Kombination nahe.U.S. Patent No. 3,280,066 describes almost completely trimerized tolylene diisocyanates, i.e. they are almost free of monomeric toluene diisocyanate. In sharp contrast, the mixtures contain according to the present invention, large proportions of monomeric diisocyanate. This U.S. patent describes neither does it specify any combination of crude polyisocyanates and trimerized polyisocyanates this combination is close.

Die BE-PS 6 80 380 bzw. die ihr entsprechende GB-PS 1146 661 beschreibt die Herstellung von Isocyanurat-Schaumstoffen aus gereinigten oder rohen Polyisocyanaten durch Trimerisation in Gegenwart eines Treibmittels und gegebenenfalls von Wasser oder einer niedermolekularen Polyhydroxyverbindung. Um einigermaßen vergleichbare Schäume aus TDI gemäß dem vorliegenden Verfahren zu erhalten, müßte man von einer Isocyanatmischung ausgehen, die wenigstens 19,4Gew.-% Isocyanuratreste enthält, was außerhalb des beanspruchten Bereichs liegt Ein weiterer Unterschied liegt darin, daß gemäß vorliegender Erfindung die Trimeren vorgeformt werden, was die Hitzeentwicklung während der Schaumbildung verringert mit dem Vorteil, daß das Verkohlen verringert wird und das Schrumpfen des Schaumstoffs beim Kühlen unterdrückt wird. Weder die erfindungsgemäßen Gemische noch ihre Herstellung sind durch die BE-PS beschrieben oder nahegelegt.BE-PS 6 80 380 or the corresponding GB-PS 1146 661 describes the production of Isocyanurate foams made from purified or crude polyisocyanates by trimerization in the presence a blowing agent and optionally water or a low molecular weight polyhydroxy compound. Around To obtain somewhat comparable foams from TDI according to the present process, one would have to start from an isocyanate mixture which contains at least 19.4% by weight of isocyanurate residues, which is outside Another difference is that according to the present invention the trimers are preformed, which reduces the heat build-up during foam formation with the advantage that the char is reduced and the shrinkage of the foam on cooling is suppressed will. Neither the mixtures according to the invention nor their preparation are described by the BE-PS or suggested.

In der nachveröffentlichten NL-PS 67.05694 wird darauf hingewiesen, daß das Verfahren der BE-PS 6 80 630 für die Praxis nicht interessant ist. Statt dessen wird die Verwendung eines Polyols von höherem Molekulargewicht mit dem gleichen rohen Diisocyanatodiarylmethan vorgeschlagen. Es ist zu bemerken, daß diese beiden Patentschriften die direkte Herstellung von harten Schaumstoffen unter Bildung von Isocyanuratringen in situ vorschlagen, und daß nicht vorgeschlagen wird, zuerst ein trimerisiertes rohes Polyisocyanat herzustellen und dieses dann für die Herstellung eines harten Schaumstoffs zu verwenden. Ein solches Direktverfahren ist unpraktisch, besonders wenn das Isocyanat von einem Toluylendiamin abgeleitet ist.In the subsequently published NL-PS 67.05694 it is pointed out that the procedure of the BE-PS 6 80 630 is not of interest in practice. Instead, the use of a polyol is superior Suggested molecular weight with the same crude diisocyanatodiarylmethane. It should be noted that these two patents the direct production of rigid foams with the formation of isocyanurate rings suggest in situ, and that it does not suggest, first a trimerized crude polyisocyanate and then use it to make a hard foam. One such Direct process is impractical, especially when the isocyanate is derived from a tolylenediamine.

Nach wie vor besteht ein Bedürfnis für ein zweckmäßiges Verfahren, das die Nachteile der bekannten Verfahren ausschaltet.There is still a need for a functional one Process that eliminates the disadvantages of the known processes.

In J. Org. Chemistry, Dezember 1963, S. 3527 bis 3530 (F Iy η η et al.) wird die Verwendung gewisser substituierter Guanidine und Isobiguanidine als Katalysatoren für die Trimerisation von Phenylisocyanat beschrieben. Diese Literaturstelle beschreibt nicht die Trimerisation von Polyisocyanaten.In J. Org. Chemistry, December 1963, pp. 3527-3530 (F Iy η η et al.) The use becomes more certain substituted guanidines and isobiguanidines as catalysts for the trimerization of phenyl isocyanate described. This reference does not describe the trimerization of polyisocyanates.

Die Offenbarung der JA-Patentanmeldung 15 680/64 ist ähnlich der US-PS 32 15 652, die oben abgehandelt worden ist. Es handelt sich um rohe Polyisocyanat-Zusammensetzungen, jedoch wird die Trimerisierung weder beschrieben noch nahegelegt.The disclosure of JA patent application 15 680/64 is similar to US Pat. No. 3,215,652 discussed above has been. These are raw polyisocyanate compositions, however, trimerization is neither described nor suggested.

Die JA-Patentveröffentlichung20 717/65 entspricht der US-PS 32 59 626 und beschreibt ein Trimerisationsverfahren für halogenierte Isocyanate.JA patent publication 20717/65 corresponds the US-PS 32 59 626 and describes a trimerization process for halogenated isocyanates.

Die JA-Patentveröffentlichung 21 248/63 und ihr britisches Äquivalent, die GB-PS 10 04 924, beschreiben die Herstellung von rohem MDI und seine VerwendungJA patent publication 21248/63 and its British equivalent GB-PS 10 04 924 describe the manufacture of raw MDI and its uses

b5 in Schaumstoffen. Von Trimerisation der rohen Ausgangsstoffe ist nicht die Rede.b5 in foams. From trimerization of the raw Starting materials is out of the question.

Die JA-Patentveröffentlichung 3997/64 beschreibt die Verwendung von trimerisierten Isocyanaten zur Her-The JA patent publication 3997/64 describes the use of trimerized isocyanates to produce

stellung von Schaumstoffen. Die Trimerisierung von rohen Polyisocyanaten bzw. die daraus erhaltenen Gemische gemäß vorliegender Erfindung sind weder beschrieben noch nahegelegt.production of foams. The trimerization of crude polyisocyanates or those obtained from them Mixtures according to the present invention are neither described nor suggested.

Die JA-Patentveröffentlichung 13 0.17/66 und die ihr beinahe äquivalente GB-PS 9 08 337 haben eine ähnliche Offenbarung wie die BE-PS 6 80 380 und die NL-PS 67.05694, die vorstehend schon abgehandelt wurden. Beschrieben werden Isocyanurat-Schaamstoffe, die durch gleichzeitige Trimerisierung bei der Schaumbildung hergestellt werden. Ein sehr großer Überschuß eines Polyisocyanats wird mit einer aktive Wasserstoffatome aufweisenden Verbindung, die —OH und/oder — COOH-Gruppen enthält, in Gegenwart eines Treibmittels und eines Trimerisationskatalysators umgesetzt Das Endprodukt enthält wesentliche Mengen an Isocyanuratresten, die während der Schäumungsreaktion gebildet werden. Zitiert wurde diese Literatur, um angeblich zu zeigen, daß rohe Polyisocyanate in Betracht gezogen wurden, ujn sie in einem Verfahren zur Schaumstoffherstellung zu verwenden, das zu Schaumstoffen führt, die Isocyanuratreste enthalten. In dieser Literatur wird erwähnt, daß teilweise polymerisierte Polyisocyanate verwendet werden können. Wenn man nun diese beiden zufälligen Angaben kombinieren würde, könnte man argumentieren, daß die trimerisierten rohen Produkte gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch nahegelegt werden. Dies ist jedoch nicht der Fall. Die gesamte Offenbarung dieser Literatur ist auf ein Verfahren zur Herstellung eines Schaums gerichtet, bei dem große Mengen Trimer während der Schaumbildung gebildet werden, und zwar unabhängig davon, ob irgendein Trimer oder irgendein Phosgenierungsnebenprodukt im Ausgangsisocyanat vorhanden sind. Das Erfordernis in dieser Literatur, daß der Isocyanatindex wenigstens 200 betragen muß, bedeutet, daß wenigstens die Hälfte der vor der Schaumbildung vorhandenen Isocyanatgruppen in Isocyanuratreste umgewandelt wird. Im Falle von TDI bedeutet das, daß, wenn die Hälfte der NCO-Gruppen in Isocyanuratreste vor der Schaumbildung umgewandelt werden, der Isocyanuratgruppengehalt des Ausgangsisocyanats 24% betragen würde, was wesentlich oberhalb der obersten Grenze der erfindungsgemäß beanspruchten Menge liegt. Dabei ist zu erwähnen, daß die 24% Konzentration die untere Grenze ist, die daraus abgeleitet werden kann.The JA patent publication 13 0.17 / 66 and her almost equivalent GB-PS 9 08 337 have a similar disclosure as BE-PS 6 80 380 and the NL-PS 67.05694, which have already been dealt with above. Isocyanurate foams are described, which are produced by simultaneous trimerization during foam formation. A very big one Excess of a polyisocyanate is combined with a compound having active hydrogen atoms, the —OH and / or - contains COOH groups, in the presence of a blowing agent and a trimerization catalyst implemented The end product contains substantial amounts of isocyanurate residues, which during the foaming reaction are formed. This literature was cited to allegedly show that crude polyisocyanates have been considered for use in a foam manufacturing process, which leads to foams that contain isocyanurate residues. In this literature it is mentioned that partially polymerized polyisocyanates can be used. Now if you have these two accidental Combining data, it could be argued that the trimerized crude products according to the present invention are thereby suggested. However, this is not the case. All of the revelation this literature is directed to a method of making a foam using large amounts of trimer are formed during foam formation, whether any trimer or any Phosgenation by-product are present in the starting isocyanate. The requirement in this literature that the isocyanate index must be at least 200, means that at least half of the before Isocyanate groups present in foam formation are converted into isocyanurate residues. In the case of TDI this means that if half of the NCO groups are converted to isocyanurate radicals before foam formation the isocyanurate group content of the starting isocyanate would be 24%, which is essential is above the upper limit of the amount claimed according to the invention. It should be mentioned that the 24% concentration is the lower limit that can be derived from it.

Ein weiterer Hauptunterschied zwischen diesen bekannten Verfahren und dem der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Isocyanuratbildung zur gleichen Zeit wie die Urethanbildung abläuft. Von Nachteil ist bei dem beschriebenen Verfahren die größere Hitzeentwicklung während der Schaumbildung aus einer gegebenen Menge der Reakianten. Dies erhöht die Gefahr der Verkohlung und des Schrumpfens des Schaums, insbesondere wenn dicke Schaumteile hergestellt werden. Außerdem kann die Tatsache, daß miteinander konkurrierende Reaktionen beim bekannten Verfahren ablaufen, zu Unterschieden in den Endzusammensetzungen der erhaltenen Schäume führen. Another major difference between these known methods and the present one Invention lies in the fact that the isocyanurate formation takes place at the same time as the urethane formation. from The disadvantage of the process described is the greater heat development during foam formation from a given set of respondents. This increases the risk of charring and shrinking of the foam, especially when making thick foam parts. Also, the fact that Competing reactions take place in the known method, to differences in the Lead final compositions of the foams obtained.

Daraus wird ersichtlich, daß die JA-Patentveröffentlichung 13 037/66 auf ein von der vorliegenden Anmeldung recht verschiedenes Herstellungsverfahren für Schaumstoffe gerichtet ist und außerdem zu Schaumstoffen führt, die in ihrer Zusammensetzung wesentlich unterschiedlich von denen sind, die aus den Polyisocyanatgemischen gemäß der Erfindung erhalten werden.From this it can be seen that JP Patent Publication 13 037/66 is based on one of the present Registration is directed to quite different manufacturing processes for foams and also to Foams that are substantially different in their composition from those made from the Polyisocyanate mixtures are obtained according to the invention.

Die JA-Patcntveröffentlichung 2799/60 entspricht der US-PS 29 78 449, die bereits weiter oben abgehandelt wurde.JA patent publication 2799/60 corresponds to US-PS 29 78 449, which has already been dealt with above.

In der JA-Patentveröffentlichung 6397/63 wird ein Verfahren zur Trimerisierung von Isocyanaten beschrieben, wobei bestimmte Katalysatoren verwendet werden, die Alkali- und Erdalkaliverbindungen sind. Weiterhin wird die Polymerisation in Gegenwart einesIn the JA patent publication 6397/63 a process for the trimerization of isocyanates is described, using certain catalysts which are alkali and alkaline earth compounds. Furthermore, the polymerization in the presence of a

ίο Mono-N-substituierten Carbaminsäureester durchgeführt. ίο Mono-N-substituted carbamic acid ester carried out.

Die JA-Patentveröffentlichung 10 550/64 betrifft die Trimerisation von Polyisocyanaten, die in N.N-Dialkylamiden, wie z. B. Dimethylformamid, gelöst sind.JA patent publication 10 550/64 relates to the trimerization of polyisocyanates contained in N.N-dialkylamides, such as B. dimethylformamide are dissolved.

Die JA-Patentveröffentlichung 118/66 betrifft ein Verfahren zur Trimerisation von Polyisocyanaten unter Verwendung eines tertiären Imins als Katalysator.JA patent publication 118/66 relates to a Process for the trimerization of polyisocyanates using a tertiary imine as a catalyst.

Die JA-Patentveröffentlichung 13 253/63 betrifft die Herstellung von Lacken aus trimerisierten Polyisocyanaten, die nahezu frei von Ausgangsmonomeren-Polyisocyanaten sind. Von rohen Isocyanaten ist nichts ausgesagt. Im Gegensatz dazu haben die Gemische gemäß vorliegender Erfindung große Mengen monomerer Polyisocyanate.The JA patent publication 13 253/63 relates to the production of paints from trimerized polyisocyanates, which are almost free from starting monomer polyisocyanates. There is nothing of crude isocyanates testified. In contrast, the blends of the present invention have large amounts of monomeric Polyisocyanates.

Die JA-Patentveröffentlichung 3691/65 betrifft die Trimerisierung von Polyisocyanaten in Lösungsmitteln, die einen niederen Wassergehalt haben.JA patent publication 3691/65 relates to the trimerization of polyisocyanates in solvents, which have a low water content.

Die JA-Patentveröffentlichung 17 399/65 entspricht der DT-AS 12 03 792 und betrifft die Trimerisation von Polyisocyanaten in Gegenwart von Äthyleniminen als Katalysatoren.The JA patent publication 17 399/65 corresponds to DT-AS 12 03 792 and relates to the trimerization of Polyisocyanates in the presence of ethylene imines as catalysts.

Die JA-Patentveröffentlichung 5838/65 beschreibt ein Verfahren zur Trimerisierung von Polyisocyanaten in Gegenwart eines Gemisches eines tertiären Amins und eines Aldehyds.JA patent publication 5838/65 describes a process for the trimerization of polyisocyanates in Presence of a mixture of a tertiary amine and an aldehyde.

Journal of Cellular Plastics, Januar 1965, 85—90, beschreibt die Herstellung von Isocyanuratschäumen, wobei die Trimerisation des Polyisocyanats während der Schaumbildung stattfindet. Aus der Beschreibung des Prepolymeren, das geschäumt wurde (S. 87, Sp. 2,3, vollständiger Absatz) geht hervor, daß etwa 84% der im Ausgangs-TDI vorhandenen Isocyanatgruppen in die Isocyanuratbildungsreaktion eingreifen. Im Gegensatz dazu werden die Schäume aus den erfindungsgemäßen Verbindungen durch Urethanreaktion gebildet.Journal of Cellular Plastics, January 1965, 85-90, describes the production of isocyanurate foams, the trimerization of the polyisocyanate taking place during foam formation. From the description of the prepolymer that was foamed (p. 87, col. 2,3, full paragraph) shows that about 84% of the im Isocyanate groups present at the starting TDI intervene in the isocyanurate formation reaction. In contrast for this purpose, the foams are formed from the compounds according to the invention by urethane reaction.

Gegenstand der Erfindung sind Gemische auf der Basis aromatischer Polyisocyanate, gekennzeichnet durchThe invention relates to mixtures based on aromatic polyisocyanates by

1. ein Aminäquivalent von 103 bis 1301. an amine equivalent of 103 to 130

2. eine mittlere Funktionalität von wenigstens zwei Isocyanatgruppen und2. an average functionality of at least two isocyanate groups and

3. einen Gehalt von 9 bis 25% an nichtflüchtigen Phosgenierungs-Nebenprodukten und von 2,4 bis 10,9% Isocyanuratresten, die in aromatischen Isocyanattrimeren einer Isocyanatgruppen-Funktionalität von wenigstens 1,5 enthalten sind, wobei sämtliche Angaben auf die freie Isocyanatgruppen enthaltenden Moleküle bezogen sind.3. a content of 9 to 25% of non-volatile phosgenation by-products and of 2.4 to 10.9% of isocyanurate residues that have an isocyanate group functionality in aromatic isocyanate trimers of at least 1.5 are included, with all information on the free isocyanate groups containing molecules are related.

Mit anderen Worten, die mittlere Funktionalität sollte wenigstens zwei Isocyanatgruppen für alle freie Isocyanatgruppen enthaltenden Moleküle im Gemisch betragen, während die Isocyanurat enthaltenden MoIeküle ohne Rücksicht darauf, ob es sich um polymere Trimere oder monomere Trimere handelt, eine mittlere Funktionalität von wenigstens 1,5, vorzugsweise von wenigstens 3 Isocyanatgruppen haben sollten. AlsIn other words, the average functionality should be at least two isocyanate groups for all free Molecules containing isocyanate groups are in the mixture, while the isocyanurate-containing molecules regardless of whether it is polymeric trimers or monomeric trimers, a medium one Should have functionality of at least 1.5, preferably of at least 3, isocyanate groups. as

Gehalt an nichtflüchtigen Nebenprodukten gilt das Gesamtgewicht dieser Materialien, während der Isocyanuratgehalt lediglich als Gewicht der Isocyanuratreste und nicht als Gesamtgewicht der Isocyanurat enthaltenden Materialien gerechnet wird.Non-volatile by-product content applies to the total weight of these materials, while the isocyanurate content only as the weight of the isocyanurate residues and not as the total weight of the isocyanurate containing Materials is expected.

Toluylendiisocyanate, die leicht erhältlich sind, werden ?L· Polyisocyanate bevorzugt. Wenn das Polyisocyanat auf 4,4'-Methylen-bis(phenylisocyanat) basieren soll und von 4,4'-Diaminophenylmethan abgeleitet ist, sollten die Werte der genannten Merkmale in etwas niedrigeren Bereichen und die Aminäquivalente in höheren Bereichen liegen. Weitere geeignete Polyisocyanate sind die Phenylen- und/oder Naphthalinderivate. Bevorzugt werden im allgemeinen Diisocyanate, jedoch können für gewisse Zwecke auch höhere Polyisocyanate verwendet werden, z. B. solche, die hergestellt werden durch Phosgenierung von rohem 4,4'-Diaminodiphenylmethan, das beispielsweise bis zu 45 Gew.-°/o polymere Polyamine enthält und beispielsweise durch Kondensation von Anilin und Formaldehyd in Gegenwart einer Mineralsäure auf die in der US-Patentschrift 26 83 730 beschriebene Weise hergestellt werden kann. Die Gemische enthalten vorzugsweise eine genügende Menge des eigentlichen Polyisocyanate, um die übrigen Komponenten zu lösen, da dies die Handhabung erleichtert.Tolylene diisocyanates, which are readily available, are preferred? L · polyisocyanates. If the polyisocyanate is to be based on 4,4'-methylenebis (phenyl isocyanate) and is derived from 4,4'-diaminophenylmethane, the values of the characteristics mentioned should be in somewhat lower ranges and the amine equivalents in higher ranges. Other suitable polyisocyanates are the phenylene and / or naphthalene derivatives. Diisocyanates are generally preferred, but higher polyisocyanates can also be used for certain purposes, e.g. B. those that are prepared by phosgenation of crude 4,4'-diaminodiphenylmethane, which contains, for example, up to 45% by weight of polymeric polyamines and, for example, by condensation of aniline and formaldehyde in the presence of a mineral acid on the in the US Patent 26 83 730 described manner can be produced. The mixtures preferably contain a sufficient amount of the actual polyisocyanate to dissolve the remaining components, since this makes handling easier.

Die Isocyanatgemische gemäß der Erfindung können direkt hergestellt werden, z. B. durch ein übliches Phosgenierungsverfahren beispielsweise gemäß den US-Patenten 26 44 007, 26 83 160 und 26 80 127, wobei ein rohes Polyisocyanat aus einem aromatischen Polyamin gebildet wird, und anschließende Trimerisierung, bis der gewünschte Isocyanuratgehalt erreicht wird. Dies ist im allgemeinen der wirtschaftlich bevorzugte Weg. Die Herstellung kann auch durch getrennte Herstellung eines oder mehrerer der Bestandteile und Mischen dieses Bestandteils bzw. dieser Bestandteile mit dem anderen Bestandteil bzw. den anderen Bestandteilen erfolgen. Beispielsweise kann ein raffiniertes Isocyanat getrennt trimerisiert und dann einem rohen Polyisocyanat zugesetzt werden. Gegebenenfalls kann ein trimerisiertes Konzentrat hergestellt und dann mit rohem oder raffiniertem Polyisocyanat verdünnt werden, oder ein verdünntes trimerisiertes Gemisch kann hergestellt und dann die Isocyanuratkonzentration wirksam erhöht werden, indem ein Teil des Polyisocyanats abdestilliert wird.The isocyanate mixtures according to the invention can be prepared directly, e.g. B. by a usual Phosgenation processes according to, for example, US Patents 26 44 007, 26 83 160 and 26 80 127, wherein a crude polyisocyanate is formed from an aromatic polyamine, and subsequent trimerization, until the desired isocyanurate content is reached. This is generally the most economical preferred way. The manufacture can also be carried out by separately manufacturing one or more of the components and mixing that ingredient (s) with the other ingredient (s) other components. For example, a refined isocyanate can be trimerized separately and then added to a crude polyisocyanate. Optionally, a trimerized concentrate can be made and then diluted with crude or refined polyisocyanate, or a dilute trimerized Mixture can be prepared and then the isocyanurate concentration can be effectively increased by adding some of the Polyisocyanate is distilled off.

Die Trimerisierung kann beispielsweise nach den Verfahren erfolgen, die in den US-PatentschriftenThe trimerization can be carried out, for example, by the methods described in US patents

28 01 244, 29 54 365, 29 93 870, 32 52 942, 31 54 522 und28 01 244, 29 54 365, 29 93 870, 32 52 942, 31 54 522 and

29 78 449 und in der britischen Patentschrift 10 01 746 beschrieben sind. Der Gewichtsverlust an Isocyanatgruppen, bestimmt gemäß ASTM D 1638-60 T, ist im wesentlichen der gleiche wie der Isocyanuratgehalt im trimerisierten Produkt.29 78 449 and in British patent specification 10 01 746 are described. The weight loss of isocyanate groups, determined according to ASTM D 1638-60 T, is essentially the same as the isocyanurate content in the trimerized product.

Gemäß der Erfindung wurde gefunden, daß Guanidine der allgemeinen FormelAccording to the invention it was found that guanidines of the general formula

R,R2N — (U= NX' --NR3R4 und/oc^r lsobiguanidincn der FormelR, R 2 N - (U = NX '--NR 3 R 4 and / oc ^ r isobiguanidincn of the formula

N(1IN ( 1 I.

4 ,3
NX'NRgR,„
4, 3
NX'NR g R, "

besonders gute Katalysatoren für die Trimerisierung von aromatischen Polyisocyanaten sind. In diesen Formeln können die Reste R gleich oder verschieden sein und für Q— Gi-Alkylreste, C3-Cö-Cycloalkylreste oder 2-Oxa- oder 3-Oxabutyl stehen, oder beliebige Paare der Reste R (Ri-R2, R3-R4, Rs-Re, R7-R8 und R9-R10) können gemeinsam einen 4- bis 9gliedrigen Heterocyclus mit insgesamt nicht mehr als zwei Heteroatomen (N, S oder O) einschließlich des Guanidin- oder Isobiguanidstickstoffatoms bilden. Die Reste X stehen für Wasserstoffatome, Ci- Gt-Alkylreste, C3- Qs-Cycloalkylreste, Q-Cis-Arylreste, C7-Ci8-Alkaryl- oder -Aralkylreste oder Carbamoylreste der Formel — CONHZ, worin Z der einwertige Rest ist, der erhalten wird, indem eine Isocyanatgruppe vom Isocyanat entfernt wird, wie nachstehend beschrieben. Die organischen Reste können mit Chlor-, Brom- oder Ci — Cr Alkoxyresten substituiert sein. Bevorzugt als Katalysatoren werden solche mit Ci-C4-Alkylsubstituenten oder (nur für X) Wasserstoff atomen, insbesondere 1,1,33-Tetramethylguanidin, das leicht erhältlich ist und verwendet werden kann, um eine schnelle, aber leicht zu kontrollierende Trimerisierung auszulösen, und 1,1,2,2,3,3,4-Heptamethylisobiguanid, das so reaktionsfähig ist, daß selbst ein relativ reaktionsträges aliphatisches Isocyanat ohne Wärme trimerisiert werden kann. Weitere geeignete Katalysatoren sind beispielsweiseare particularly good catalysts for the trimerization of aromatic polyisocyanates. In these formulas, the radicals R can be identical or different and stand for Q-Gi-alkyl radicals, C 3 -C 6 -cycloalkyl radicals or 2-oxa- or 3-oxabutyl, or any pairs of the radicals R (Ri-R 2 , R3- R4, Rs-Re, R7-R8 and R9-R10) can together form a 4- to 9-membered heterocycle with a total of not more than two heteroatoms (N, S or O) including the guanidine or isobiguanide nitrogen atom. The radicals X stand for hydrogen atoms, Ci- Gt-alkyl radicals, C 3 - Qs-cycloalkyl radicals, Q-Cis-aryl radicals, C 7 -Ci 8 -alkaryl or -aralkyl radicals or carbamoyl radicals of the formula - CONHZ, where Z is the monovalent radical obtained by removing an isocyanate group from isocyanate as described below. The organic radicals can be substituted with chlorine, bromine or Ci - Cr alkoxy radicals. Preferred catalysts are those with Ci-C 4 -alkyl substituents or (only for X) hydrogen atoms, in particular 1,1,33-tetramethylguanidine, which is easily available and can be used to trigger a rapid but easily controllable trimerization, and 1,1,2,2,3,3,4-heptamethyl isobiguanide, which is so reactive that even a relatively inert aliphatic isocyanate can be trimerized without heat. Further suitable catalysts are, for example

1,1,2,3,3-Pentamethylguanidin,1,1,2,3,3-pentamethylguanidine,

l,l,3,3-Tetramethyl-2-butylguanidin,l, l, 3,3-tetramethyl-2-butylguanidine,

1,1,2,3,3-Pentaäthylguanidin,1,1,2,3,3-pentaethylguanidine,

1,1 AS-Tetramethyl^-phenylguanidin,1,1 AS-tetramethyl ^ -phenylguanidine,

1,1,3,3-Tetramethyl-2-(4-chlorphenyl)guanidin,1,1,3,3-tetramethyl-2- (4-chlorophenyl) guanidine,

l^-Dimethyl-lß-diäthylguanidin,l ^ -dimethyl-lß-diethylguanidine,

1,1,3,3-Tetramethyl-(phenylcarbamoyl)-guanidin,
1,1,2,23,3-Hexamethylisobiguanid und
l,li,233-Hexamethyl-4-(phenylrarbamoyl)-isobiguanid.
1,1,3,3-tetramethyl- (phenylcarbamoyl) -guanidine,
1,1,2,23,3-hexamethylisobiguanide and
l, li, 233-hexamethyl-4- (phenylrarbamoyl) -isobiguanide.

Wenn X für Wasserstoff steht, wird angenommen, daß dieser Wasserstoff mit dem Isocyanat so reagiert, daß ein Carbamoylrest gebildet wird, wie bereits erwähnt. Die Katalysatoren können gegebenenfalls zusammen mit anderen Katalysatoren, beispielsweise Alkalihydro-When X is hydrogen, it is believed that this hydrogen will react with the isocyanate to cause a carbamoyl residue is formed, as already mentioned. The catalysts can optionally be used together with other catalysts, for example alkali

xyden und Verbindungen, die einen Äthyleniminring enthalten, verwendet werden.xyden and compounds containing an ethylene imine ring can be used.

Die verschiedenen Bedingungen der Trimerisierung hängen vom Isocyanat, vom Katalysator und seiner Menge sowie von der Temperatur ab. Die bevorzugte Katalysatormenge beträgt im allgemeinen wenigstens 0,05 bis 2 Gew.-% des Isocyanats. Die Katalysatoren sind im allgemeinen zwischen — 1O0C und 250°C aktiv. Die Isocyanate und Trimeren haben bei höheren Temperaturen eine begrenzte Stabilität. Bevorzugt werden Temperaturen von 20 bis 180° C.The various conditions of the trimerization depend on the isocyanate, the catalyst and its amount as well as the temperature. The preferred amount of catalyst is generally at least 0.05 to 2 percent by weight of the isocyanate. The catalysts are generally between - active 1O 0 C and 250 ° C. The isocyanates and trimers have limited stability at higher temperatures. Temperatures from 20 to 180 ° C. are preferred.

Die Trimerisierung kann in einem inerten Lösungsmittel, d.h. einem Lösungsmittel, das keine aktiven Wasserstoffatome enthält, durchgeführt werden. Dies ist häufig zweckmäßig für die Herstellung der Gemische gemäß der Erfindung und beim Auftreten hoher Konzentrationen des Trimeren, jedoch kann das Isocyanat selbst ein ausreichendes Lösevermögen für verdünnte Trimerengemische und die bevorzugten Gemische gemäß der Erfindung haben.The trimerization can be carried out in an inert solvent, i.e. a solvent which is not active Contains hydrogen atoms. This is often useful for the preparation of the mixtures according to the invention and when high concentrations of the trimer occur, but this can Isocyanate itself has sufficient solvent power for dilute trimer mixtures and the preferred ones Have mixtures according to the invention.

bo Der Grad der Trimerisierung läßt sich im allgemeinen in einfacher Weise durch Zusatz einer Säure, z. B. Chlorwasserstoff oder Phosphorsäure, und saurer Materialien, z. B. eines Säurehalogenids, wie Phosgen, Benzoylchlorid, Acetylchlorid und Adipylchlorid, regelnbo The degree of trimerization can in general in a simple manner by adding an acid, e.g. B. hydrogen chloride or phosphoric acid, and more acidic Materials, e.g. B. an acid halide such as phosgene, benzoyl chloride, acetyl chloride and adipyl chloride

μ und einstellen. Rohe Isocyanate erfordern daher im allgemeinen auf Grund ihrer höheren Acidität im Vergleich zu raffinierten Isocyanaten eine höhere Katalysatorkonzentration. Natürlich können diese μ and set. Crude isocyanates therefore generally require a higher catalyst concentration because of their higher acidity compared to refined isocyanates. Of course you can

Trimerisierungskatalysatoren auch zur Behandlung von beliebigen Polyisocyanaten einschließlich der Alkyl-, Cycloalkyl-, Aralkyl-, Alkaryl- und Arylpolyisocyanate und deren Gemischen verwendet werden.Trimerization catalysts also for the treatment of any polyisocyanates including the alkyl, Cycloalkyl, aralkyl, alkaryl and aryl polyisocyanates and mixtures thereof can be used.

Die Gemische gemäß der Erfindung eignen sich besonders für die Herstellung von harten Polyurethan-Schaumstoffen, die einen weiteren Aspekt der Erfindung darstellen. Die Herstellung erfolgt in üblicher Weise durch Umsetzung der Gemische mit Polyäther- und/oder Polyesterpolyolen in Gegenwart eines Treibmittels und gewöhnlich in Gegenwart eines Katalysators. Bevorzugt wird das Einstufenverfahren, jedoch können auch Vorpolymerisat- und »Quasi-Vorpolymerisatverfahren« zur Herstellung von Schaumstoffen aus den Gemischen angewendet werden, wobei man zuerst das Vorpolymerisat mit einem Überschuß des Isocyanats bildet und dann eine Kettenverlängerung oder Vernetzung mit Polyol, Polyamin oder Wasser vornimmt. Ein bevorzugtes Polyol für die Herstellung von harten Schaumstoffen ist im Handel unter der Bezeichnung »Selectrofoam«-6406 erhältlich. Es wird angenommen, daß dies ein Polyätherpolyol ist, das durch Oxypropylierung von Saccharose erhalten wird.The mixtures according to the invention are particularly suitable for the production of rigid polyurethane foams, which represent a further aspect of the invention. The production takes place in the usual Way by reacting the mixtures with polyether and / or polyester polyols in the presence of a blowing agent and usually in the presence of a catalyst. The one-step process is preferred, however can also use prepolymer and “quasi-prepolymer” processes for the production of foams the mixtures are applied, first of all the prepolymer with an excess of the isocyanate and then chain lengthening or crosslinking with polyol, polyamine or water. A preferred polyol for the manufacture of rigid foams is commercially available under Designation »Selectrofoam« -6406 available. It is believed that this is a polyether polyol that obtained by oxypropylation of sucrose.

Gegebenenfalls können die Isocyanatgemische gemäß der Erfindung zuerst durch Teilreaktion mit Verbindungen, die zwei oder mehr aktive Wasserstoffatome enthalten, z. B. hochmolekularen (500 bis 5000) Polyalkylenätherglykolen, Polyesterglykolen und/oder höheren Polyolen, niedrigmolekularen (unter 500) Polyolen, Polyaminen und/oder Wasser, modifiziert werden, um Urethan- und/oder Harnstoffbindungen zu bilden. Bevorzugt für diesen Zweck werden Polyole, die ein Molekulargewicht von 80 bis 500 haben und 3 bis 8 Hydroxylgruppen enthalten, und Amine, z. B. Toluylendiamin und 4,4'-Diaminodiphenylmethan. Der Grad der Modifizierung ist durch die Eigenschaften begrenzt, die für die Gemische gemäß der Erfindung vorgeschrieben sind. Die Modifizierung kann zu jedem Zeitpunkt nach der Bildung der Isocyanatgruppen durch Phosgenierung stattfinden, d. h. sogar vor der Trimerisierung, aber in diesem Fall ist festzustellen, daß das Gewicht des nichtflüchtigen Nebenprodukts das Gewicht ist, das für das nicht modifizierte Gemisch ermittelt wurde. Die Modifikation wird häufig auf Grund der verbesserten physikalischen Eigenschaften, z. B. der verringerten Neigung zum Zerbröckeln, die bei den gebildeten Schaumstoffen erreicht werden können, bevorzugt.Optionally, the isocyanate mixtures according to the invention can first be partially reacted with Compounds containing two or more active hydrogen atoms, e.g. B. high molecular weight (500 to 5000) Polyalkylene ether glycols, polyester glycols and / or higher polyols, low molecular weight (below 500) Polyols, polyamines and / or water, modified to form urethane and / or urea bonds form. Polyols which have a molecular weight of 80 to 500 and 3 to 8 are preferred for this purpose Contain hydroxyl groups, and amines, e.g. B. tolylenediamine and 4,4'-diaminodiphenylmethane. The degree of Modification is limited by the properties prescribed for the mixtures according to the invention are. The modification can be carried out at any point in time after the formation of the isocyanate groups by phosgenation take place, d. H. even before trimerization, but in this case it should be noted that the weight of the non-volatile by-product is the weight determined for the unmodified mixture. the Modification is often due to the improved physical properties, e.g. B. the reduced The tendency to crumble, which can be achieved in the foams formed, is preferred.

Diese Gemische können ferner übliche Zusatzstoffe, z. B. flammwidrige Mittel, beispielsweise organische Phosphate und Antimontrioxyd, und Stabilisatoren, z. B. sterisch gehinderte Phenole und Trialkylphosphite, enthalten und in geeigneten Lösungsmitteln, z. B. Methylenchlorid, Trichlorfluormethan und Dichlordifluormethan, gelöst werden. Natürlich werden diese Materialien, die keine Isocyanatgruppen enthalten, nicht als Basis für die obigen Berechnungen angesehen. Übliche Treibmittel können verwendet werden, z. B. Wasser, d. h. das durch die Reaktion des Wassers gebildete Kohlendioxyd, oder flüchtige Flüssigkeiten, z. B. die obengenannten Lösungsmittel. Weitere Einzelheiten hierüber finden sich in Kapitel 8 von »High Polymers« von Saunders und Frisch, Band XVI, Polyurethanes: Chemistry and Technology, Interscience Publishers, New York.These mixtures can also contain conventional additives, e.g. B. flame retardants, such as organic Phosphates and antimony trioxide, and stabilizers, e.g. B. hindered phenols and trialkyl phosphites, contained and in suitable solvents, e.g. B. methylene chloride, trichlorofluoromethane and dichlorodifluoromethane, be solved. Of course, these materials that do not contain isocyanate groups will not regarded as the basis for the above calculations. Common propellants can be used, e.g. B. Water, d. H. the carbon dioxide formed by the reaction of water, or volatile liquids, z. B. the above solvents. See Chapter 8 of "High" for more details on this Polymers ”by Saunders and Frisch, Volume XVI, Polyurethanes: Chemistry and Technology, Interscience Publishers, New York.

Die Isocyanatgemische eignen sich für zahlreiche übliche Anwendungen. Wie jedoch die Beispiele zeigen, können sie so zusammengestellt werden, daß harte Schaumstoffe erhalten werden, die sich ohne Anbrennen schnell entformen lassen, eine vorteilhafte Stauchfestigkeit und Formbeständigkeit über einen weiten Temperaturbereich bei gegebenem Raumgewicht haben und überraschend gute Isolierung (niedrigerThe isocyanate mixtures are suitable for numerous common uses. However, as the examples show they can be put together in such a way that hard foams are obtained that can be stuck without burning Can be demolded quickly, an advantageous compressive strength and dimensional stability over a wide area Temperature range for a given volume weight and surprisingly good insulation (lower

■> K-Faktor) bei niedrigen Raumgewichten ergeben. Die Schaumstoffe dürften sich daher als wertvoll für Isolierungen, beispielsweise in der Kältetechnik und für Rohrleitungen und Behälter, und im Bausektor erweisen. ■> K-factor) with low density. the Foams are therefore likely to be valuable for insulation, for example in refrigeration technology and for Pipelines and tanks, and in the construction sector.

ίο In den folgenden Beispielen beziehen sich alle Mengenangaben auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben. Die folgenden Isocyanate wurden verwendet: ίο In the following examples all relate Quantities are based on weight, unless otherwise stated. The following isocyanates were used:

Polyisocyanat APolyisocyanate A

Ein nicht destilliertes Material, das ein Aminäquivalent von etwa 95 bis 100 hat, etwa 85 bis 90% flüchtige Toluylendiisocyanate (TDI) enthält und im übrigen aus Nebenprodukten der Phosgenierung besteht und durch Phosgenierung eines Gemisches von 2,4-/2,6-Toluylendiamin (80/20), das in o-Dichlorbenzol (ODCB) gelöst ist, im wesentlichen auf die in der US-Patentschrift 28 22 373 beschriebene Weise und anschließende Entfernung des o-Dichlorbenzols durch Fraktionierung hergestellt worden ist.An undistilled material that has an amine equivalent from about 95 to 100, contains about 85 to 90% volatile toluene diisocyanate (TDI) and otherwise consists of By-products of phosgenation and phosgenation of a mixture of 2,4- / 2,6-toluenediamine (80/20), which is dissolved in o-dichlorobenzene (ODCB), essentially to that in the US patent 28 22 373 described manner and subsequent removal of the o-dichlorobenzene by fractionation has been made.

Polyisocyanat BPolyisocyanate B

Ein ähnliches Material, das ein Aminäquivalent vonA similar material that has an amine equivalent of

etwa 105 bis 113 hat, nur etwa 75% flüchtiges TDIabout 105 to 113, only about 75% volatile TDI

jo enthält und erhalten wird, indem aus Polyisocyanat A etwa die Hälfte des flüchtigen TDI durch Destillation entfernt wird.jo contains and is obtained by converting polyisocyanate A about half of the volatile TDI is removed by distillation.

Polyisocyanat CPolyisocyanate C

Ein nicht destilliertes Material, das ein Aminäquivalent von etwa 140 hat, etwa 72% 4,4'-Diisocyanatdiphenylmethan (MDI) enthält und wie folgt hergestellt wird: Man gibt 1 Mol wäßrigen Formaldehyd zu einer wäßrigen Lösung von 3 Mol Anilin und 2,8 Mol Salzsäure bei etwa 3O0C, erhitzt 3 Stunden auf 85° C, neutralisiert mit Natriumhydroxyd, trennt die organische Schicht ab und entfernt davon nichtumgesetztes Anilin durch Destillation bei vermindertem Druck, wobei man als Rückstand 4,4'-Diaminodiphenylmethan erhält, das etwa 15% höhere Polyamine enthält, löst dieses nicht übergegangene Material in o-Dichlorbenzol, phosgeniert im wesentlichen auf die in der US-Patentschrift 28 22 373 beschriebene Weise und entfernt das o-Dichlorbenzol durch Fraktionierung.A undistilled material which has an amine equivalent of about 140, contains about 72% 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane (MDI) and is prepared as follows: 1 mole of aqueous formaldehyde is added to an aqueous solution of 3 moles of aniline and 2.8 mol of hydrochloric acid at about 3O 0 C, heated 3 hours at 85 ° C, neutralized with sodium hydroxide, the organic layer is separated and removed from unreacted aniline by distillation under reduced pressure, the residue obtained is 4,4'-diaminodiphenylmethane which contains about Contains 15% higher polyamines, this unconverted material dissolves in o-dichlorobenzene, phosgenated essentially in the manner described in US Pat. No. 2,822,373 and removes the o-dichlorobenzene by fractionation.

so Die folgenden Analysen und Prüfungen werden angewendet:so The following analyzes and tests are used:

Isocyanatgruppengehalt: ASTM D 1638-60 T;
die Aminäquivalente basieren auf dieser
Analyse.
Isocyanate group content: ASTM D 1638-60 T;
the amine equivalents are based on this
Analysis.

Wärmeleitfähigkeit (K-Faktor): ASTM C t77-45
Formbeständigkeit: ASTM D 794-49
Bröckeligkeit: ASTM C 421
Druckfestigkeit: ASTM D 1621-59T
Raumgewicht: ASTM D 1622-59 T
Alle hier angegebenen Dichten gelten für den Kern der Schaumstoffe.
Thermal conductivity (K-factor): ASTM C t77-45
Dimensional stability: ASTM D 794-49
Friability: ASTM C 421
Compressive Strength: ASTM D 1621-59T
Volume weight: ASTM D 1622-59 T
All densities given here apply to the core of the foams.

Beispiel 1example 1

Zu 1750 Teilen Polyisocyanat B (—NCO-Gehalt 37,4%), das in einem mit Stickstoff abgedeckten Rührgefäß enthalten ist, werden etwa 12,8 TeileTo 1750 parts of polyisocyanate B (—NCO content 37.4%) contained in a stirred vessel blanketed with nitrogen becomes about 12.8 parts

N-Äthy!aziridin gegeben. Die Temperatur steigt von etwa 25 auf 66° C. Nach etwa 20 Minuten verdickt sich die flüssige Reaktionsmasse, und der Gehalt an Isocyanatgruppen fällt auf etwa 31,3%. Eine weitere Trimerisierung wird durch Zusatz von 17,5 Teilen Benzoylchlorid verhindert. Die Reaktionsmasse wird durch Zusatz von 1750 Teilen Polyisocyariat B verdünnt und unter Rühren der Abkühlung auf etwa 250C überlassen. Das erhaltene Produkt hat eine Brookfield-Viskosität von 1069 cP bei 28° C und einen Isocyanatgruppengehalt von 33,85% entsprechend einem Aminäquivalent von 124. Die Erniedrigung des Isocyanatgruppengehalts entspricht einem Gehalt an Isocyanuratresten von etwa 3,55%. Das Material enthält das Äquivalent von etwa 25% nichtflUchtigen Nebenprodukten der Phosgenierung.N-Ethy! Aziridine given. The temperature rises from about 25 to 66 ° C. After about 20 minutes, the liquid reaction mass thickens and the content of isocyanate groups falls to about 31.3%. Further trimerization is prevented by adding 17.5 parts of benzoyl chloride. The reaction mass is diluted by adding 1750 parts of polyisocyanate B and allowed to cool to about 25 ° C. with stirring. The product obtained has a Brookfield viscosity of 1069 cP at 28 ° C. and an isocyanate group content of 33.85%, corresponding to an amine equivalent of 124. The reduction in the isocyanate group content corresponds to an isocyanate residue content of about 3.55%. The material contains the equivalent of about 25% non-volatile by-products of phosgenation.

Ein harter Schaumstoff wird aus dem Produkt dieses Beispiels unter Verwendung des folgenden Ansatzes hergestellt:A hard foam is made from the product of this example using the following approach manufactured:

PolyisocyanatPolyisocyanate

Teil APart A

Teil Bpart B

93 Teile93 pieces

Polyätherpolyol, hergestellt durchPolyether polyol manufactured by

Oxypropylierung von Saccharose;Oxypropylation of sucrose;

Hydroxylzahl470,Hydroxyl number 470,

Äquivalentgewicht 120,Equivalent weight 120,

Viskosität 22 000 cP bei 250C;Viscosity 22,000 cP at 25 ° C .;

Aminstickstoff etwa 1,2%Amine nitrogen about 1.2%

(»Selectrofoam« 6406)
Oberflächenaktives Mittel und
(»Selectrofoam« 6406)
Surfactant and

Schaumstabilisator: hydrolytischFoam stabilizer: hydrolytic

stabiles Blockmischpolymeres vonstable block copolymer of

Polyoxyalkylen undPolyoxyalkylene and

Polydimethylsiloxan, im HandelPolydimethylsiloxane, commercially

erhältlich als DC-195
N,N-Dimethyläthanolamin
Dibutylzinndilaurat
Trichlorfluormethan
available as DC-195
N, N-dimethylethanolamine
Dibutyltin dilaurate
Trichlorofluoromethane

100 Teile100 parts

2 Teile2 parts

1 TeilPart 1

0,1 Teil0.1 part

40 Teile40 parts

Die Teile A und B werden etwa 12 Sekunden mit einem hochtourigen Laboratoriumsmischer gemischt. Das Gemisch wird in eine geeignete Form gegossen und der Ausschäumung überlassen. Die Schäumzeit, d. h. die Zeit, die der Schaum braucht, um seine maximale Höhe zu erreichen, gerechnet vom Beginn des Mischens, beträgt 90 Sekunden. Der erhaltene Schaumstoff hat ein Raumgewicht von 26,1 kg/m*, einen K-Faktor von 1,35 kcal/h/mVC/cm und eine Zerreibbarkeit von 27,4% nach ASTM C-421.Parts A and B are mixed for about 12 seconds using a high-speed laboratory mixer. The mixture is poured into a suitable mold and left to foam. The foaming time, d. H. the Time it takes for the foam to reach its maximum height from the start of mixing, is 90 seconds. The foam obtained has a density of 26.1 kg / m *, a K factor of 1.35 kcal / h / mVC / cm and a friability of 27.4% according to ASTM C-421.

Im wesentlichen die gleichen Ergebnisse werden erhalten, wenn ein Schaumstoff auf die vorstehend beschriebene Weise unter Verwendung von 0,3 Teilen einer 33%igen Lösung von Triäthylendiamin in Dipropylenglykol an Stelle von 0,1 Teilen Dibutylzinndilaurat hergestellt wird.Essentially the same results are obtained when a foam is applied to the above described manner using 0.3 parts of a 33% solution of triethylenediamine in Dipropylene glycol is produced in place of 0.1 part of dibutyltin dilaurate.

Die vorstehenden Werte zeigen, daß die gemäß diesem Beispiel hergestellten Schaumstoffe ein niedriges Raumgewicht, jedoch ausgezeichnete Wärmeisoliereigenschaften und annehmbare Beständigkeit gegen Zerreiben haben.The above values show that the foams made according to this example are low Volume weight but excellent thermal insulation properties and acceptable resistance to Have grind.

Bei einem Vergleichsversuch, der nicht gemäß der Erfindung durchgeführt wurde, wurde ein hatter Schaumstoff auf die vorstehend beschriebene Weise mit Triäthylendiamin in Dipropylenglykol hergestellt, wobei iedoch an Stelle des trimerisierten rohen PolyisocyanatsIn a comparative experiment which was not carried out in accordance with the invention, a hatter was found Foam prepared in the manner described above with triethylenediamine in dipropylene glycol, wherein But instead of the trimerized crude polyisocyanate

B 90 Teile eines trimerisierten raffinierten 2,4/2,6-Toluylendiisocyanats (80/20) verwendet wurde, das 4,8% Isocyanuratreste und 43,5% Isocyanatgruppen enthielt und ein Aminäquivalent von 97 hatte. Der Vergleichsschaumstoff hatte ein vergleichbares Raumgewicht von 24,03 kg/m3, jedoch einen schlechteren K-Faktor von 1,612 kcal/h/m2/0 C/cm und eine Zerreibbarkeit von 53%.B 90 parts of a trimerized, refined 2,4 / 2,6-tolylene diisocyanate (80/20) were used which contained 4.8% isocyanurate residues and 43.5% isocyanate groups and had an amine equivalent of 97. The comparison foam had a comparable density of 24.03 kg / m 3, but a worse K-factor of 1.612 kcal / h / m 2/0 C / cm and a friability of 53%.

Beispiel 2Example 2

Zu 5400 Teilen eines 4 :1-Gemisches von Polyisocyanat A und Polyisocyanat C (—NCO-Gehalt des Gemisches 39,8%), das in einem mit trockenem Stickstoff abgedeckten Rührwerksbehälter enthalten ist, werden 40 Teile N-Äthylaziridin gegeben. Die Temperatur steigt innerhalb von etwa 1,5 Stunden von etwa 25 auf 830C. Zu diesem Zeitpunkt wird die Reaktion durch Zusatz von etwa 50 Teilen Benzoylchlorid abgebrochen. Zu 2700 Teilen dieses Materials, das 31,7% Isocyanatgruppen enthält, werden 340 Teile Polyisocyanat C und 1360 Teile Polyisocyanat A gegeben. Das erhaltene Gemisch wird gerührt, bis es gleichmäßig ist. Das verdünnte Produkt enthält 34,9% Isocyanatgruppen entsprechend einem Aminäquivalent von 120. Die Verminderung des Isocyanatgruppengehalts entspricht einem Gehalt an Isocyanuratresten von 4,9%. Das verdünnte Gemisch enthält das Äquivalent von etwa 13% nichtflüchtigen Nebenprodukten der Phosgenierung.40 parts of N-ethyl aziridine are added to 5400 parts of a 4: 1 mixture of polyisocyanate A and polyisocyanate C (—NCO content of the mixture 39.8%), which is contained in a stirred tank covered with dry nitrogen. The temperature rises from about 25 to 83 ° C. within about 1.5 hours. At this point in time, the reaction is terminated by adding about 50 parts of benzoyl chloride. 340 parts of polyisocyanate C and 1,360 parts of polyisocyanate A are added to 2700 parts of this material, which contains 31.7% of isocyanate groups. The resulting mixture is stirred until it is uniform. The diluted product contains 34.9% isocyanate groups, corresponding to an amine equivalent of 120. The reduction in the isocyanate group content corresponds to a content of isocyanurate residues of 4.9%. The dilute mixture contains the equivalent of about 13% non-volatile by-products of phosgenation.

Beispiel 3Example 3

Zu 2000 Teilen Polyisocyanat A (—NCO-Gehalt 43,1%), das in einem isolierten, mit trockenem Stickstoff abgedeckten Rührwerksbehälter enthalten ist, werden etwa 16 Teile N-Äthylaziridin gegeben. Man läßt die Trimerisierung vonstatten gehen, bis der Gehalt an Isocyanatgruppen weniger als 32% beträgt. Zu diesem Zeitpunkt werden 300 Teile Polyisocyanat A und 20 Teile Benzoylchlorid zugesetzt. Das erhaltene Produkt enthält 32,2% Isocyanatgruppen entsprechend einem Aminäquivalent von 130. Die Verminderung des Isocyanatgruppengehalts entspricht einem Gehalt an Isocyanuratresten von 10,9%. Das Material enthält das Äquivalent von etwa 12,5% nichtflüchtigen Nebenprodukten der Phosgenierung.To 2000 parts of polyisocyanate A (—NCO content 43.1%) in an isolated, with dry nitrogen covered agitator container, about 16 parts of N-Ethylaziridine are added. You let them Trimerization proceed until the isocyanate group content is less than 32%. To this 300 parts of polyisocyanate A and 20 parts of benzoyl chloride are added. The product obtained contains 32.2% isocyanate groups corresponding to an amine equivalent of 130. The reduction in The isocyanate group content corresponds to an isocyanurate residue content of 10.9%. The material contains that Equivalent of about 12.5% non-volatile by-products of phosgenation.

Zu 100 Teilen dieses Materials werden etwa 15 Teile Trichlorfluormethan gegeben. Das Gemisch scheidet keine Feststoffe ab, wenn es bei etwa 5° C gelagert wird. Ein harter Schaumstoff wird aus dem unverdünnten Polyisocyanatgemisch dieses Beispiels unter Verwendung des folgenden Ansatzes hergestellt:To 100 parts of this material becomes about 15 parts Trichlorofluoromethane given. The mixture does not separate out solids when stored at around 5 ° C. A hard foam is made from the neat polyisocyanate mixture of this example using made using the following approach:

PolyisocyanatgemischPolyisocyanate mixture

Teil APart A

Teil Bpart B

Polyätherpolyol, wie im Beispiel 1Polyether polyol as in Example 1

beschrieben
Oberflächenaktives Mittel, wie im
described
Surface active agent, as in

Beispiel 1 beschrieben
Ν,Ν-Dimethyläthanolamin
Trichlorfluormethan
Example 1 described
Ν, Ν-dimethylethanolamine
Trichlorofluoromethane

112 Teile112 pieces

100 Teile100 parts

2 Teile
3,4 Teile
72 Teile
2 parts
3.4 parts
72 parts

Die Teile A und B werden etwa 4 Sekunden mit einem hochtourigen Laboratoriumsmischer gemischt. DasParts A and B are mixed for about 4 seconds using a high-speed laboratory mixer. That

Gemisch wird in eine geeignete Form gegossen und der Schäumung überlassen. Die Schäumzeit beträgt etwa 90 Sekunden. Der Schaumstoff hat ein Raumgewicht von 18,58 kg/m3 und einen «.-Faktor von 1,77 kcal/h/ m2/°C/cm. Die Druckfestigkeit parallel zum Schlag beträgt 0,7 kg/cm*, senkrecht zum Schlag 0,88 kg/cm2.Mixture is poured into a suitable mold and left to foam. The foaming time is about 90 seconds. The foam has a density of 18.58 kg / m 3 and a factor of 1.77 kcal / h / m 2 / ° C / cm. The compressive strength parallel to the impact is 0.7 kg / cm *, perpendicular to the impact 0.88 kg / cm 2 .

Die vorstehenden Werte zeigen, daß der gemäß diesem Beispiel hergestellte Schaumstoff von niedrigem Raumgewicht ausgezeichnete Druckfestigkeit und Wärmeisoliereigenschaften aufweist. Dies sind zwei sehr wichtige Eigenschaften für den Einsatz von hartenThe above values show that the foam produced according to this example is of low Volume weight has excellent compressive strength and thermal insulation properties. These are two very important properties for the use of hard

Schaumstoffen. _ . . . .
Beispiel 4
Foams. _. . . .
Example 4

Zu 2014 Teilen Polyisocyanat A (-NCO-Gehalt 42,4%), das in einem isolierten, mit trockenem Stickstoff abgedeckten Rührwerksbehälter enthalten ist, werden etwa 9 Teile N-Äthylaziridin gegeben. Die Trimerisierung wird etwa 6 Stunden vorgenommen. Während dieser Zeit steigt die Temperatur von 25 auf etwa 54° C. Die Reaktion wird durch Zusatz von 10,1 Teilen Benzoylchlorid abgebrochen. Das erhaltene Produkt enthält 38,5% Isocyanatgruppen entsprechend einem Aminäquivalent von 109. Die Verminderung des Isocyanatgruppengehalts entspricht einem Gehalt von Isocyanuratresten von 4,3%. Das Material enthält das Äquivalent von etwa 12,5% nichtflüchtigen Nebenprodukten der Phosgenierung.To 2014 parts polyisocyanate A (-NCO content 42.4%), which in an isolated, with dry nitrogen covered agitator container, about 9 parts of N-Ethylaziridine are added. The trimerization is done about 6 hours. During this time the temperature rises from 25 to about 54 ° C. The reaction is stopped by adding 10.1 parts of benzoyl chloride. The product obtained contains 38.5% isocyanate groups corresponding to an amine equivalent of 109. The reduction in The isocyanate group content corresponds to an isocyanurate residue content of 4.3%. The material contains that Equivalent of about 12.5% non-volatile by-products of phosgenation.

Beispiel 5Example 5

Zu 100 Teilen Polyisocyanat A werden 4,6 Teile eines Hexols gegeben, das ein Äquivalentgewicht von etwa 125 hat und das Reaktionsprodukt von 1,2-Propylenoxyd und Sorbit ist. Nach der Umsetzung des Hexols hat das modifizierte Polyisocyanat einen Isocyanatgruppengehalt von 38,8%.For 100 parts of polyisocyanate A there are 4.6 parts of a Given hexol, which has an equivalent weight of about 125 and the reaction product of 1,2-propylene oxide and is sorbitol. After the hexol has reacted, the modified polyisocyanate has an isocyanate group content of 38.8%.

Zu 52,5 Teilen des modifizierten Polyisocyanate A, das in einem isolierten Rührwerksbehälter bei 260C enthalten ist, werden 0,052 Teile Tetramethylguanidin innerhalb von 17 Minuten gegeben. Das Polyisocyanat wird 12,5 Stunden der Trimerisierung überlassen. Nach dieser Zeit ist die Temperatur auf 63°C gestiegen. Die Trimerisierung wird durch Zusatz von 0,255 Teilen Benzoylchlorid abgebrochen. Das erhaltene Produkt enthält 33,9% Isocyanatgruppen und hat eine Brookfield-Viskosität von etwa 1000 cP bei 230C. Die Verminderung des Gehalts an Isocyanatgruppen entspricht einem Gehalt an Isocyanuratresten von 4,7%. Das Material enthält das Äquivalent von etwa 12% nichtflüchtigen Nebenprodukten der Phosgenierung.0.052 parts of tetramethylguanidine are added to 52.5 parts of the modified polyisocyanate A, which is contained in an insulated stirrer vessel at 26 ° C., over the course of 17 minutes. The polyisocyanate is left to trimerize for 12.5 hours. After this time the temperature has risen to 63 ° C. The trimerization is terminated by adding 0.255 parts of benzoyl chloride. The product obtained contains 33.9% isocyanate groups and has a Brookfield viscosity of about 1000 cP at 23 ° C. The reduction in the content of isocyanate groups corresponds to a content of isocyanurate residues of 4.7%. The material contains the equivalent of about 12% non-volatile by-products of phosgenation.

Ein harter Schaumstoff wird aus diesem Polyisocyanat nach einem Einstufenverfahren hergestellt, bei dem zwei Teilkomponenten kontinuierlich in einem mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Mischkopf zusammengebracht werden. Die verwendeten Bestandteile und ihre Gewichtsanteile sind nachstehend angegeben.A hard foam is produced from this polyisocyanate by a one-step process in which two sub-components are brought together continuously in a mixing head rotating at high speed will. The ingredients used and their proportions by weight are given below.

Strom A (420C)Current A (42 0 C) 107 Teile107 pieces PolyisocyanatgemischPolyisocyanate mixture Strom B (22,5° C)Stream B (22.5 ° C) 100 Teile100 parts Polyol, wie im Beispiel 1 beschriebenPolyol as described in Example 1 Oberflächenaktives Mittel, wie imSurface active agent, as in 2 Teile2 parts Beispiel 1 beschriebenExample 1 described 2,4 Teile2.4 parts N,N-DimethyläthanolaminN, N-dimethylethanolamine Triäthylendiamin,Triethylenediamine, 0,6 Teile0.6 parts 33% in Dipropylenglykol33% in dipropylene glycol 71 Teile71 pieces TrichlorfluormethanTrichlorofluoromethane

Apparaturen, die sich zum Dosieren und Mischen dieser Teilkomponenten eignen, sind in Du Pont Elastomer Chemicals Bulletin HR-32, »Metering and Mixing Equipment for the Production of Urethane ι Foam Products« von S. A. Steward, herausgegeben von der Anmelderin September 1958, beschrieben.Apparatus suitable for metering and mixing these sub-components are in Du Pont Elastomer Chemicals Bulletin HR-32, "Metering and Mixing Equipment for the Production of Urethanes Foam Products ”by S. A. Steward, published by the applicant in September 1958, described.

Das aus dem Mischkopf ausgetragene Gemisch wird in Formen gegeben, die auf 38° C erhitzt sind, und der Schäumung überlassen. Die Schäumzeit beträgt 105 Se-K) künden. Der Schaum wird in etwa 4 Minuten so hart und klebfrei, daß er entformt werden kann. Er hat ein Raumgewicht im Kerninnern von 22,43 kg/m3 und eine Druckfestigkeit von 1,09 kg/cm2 senkrecht zum Schlag. Der ursprüngliche K-Faktor beträgt 139 kcal/h/mV °C/cm. Nach Alterung für 30 Tage bei 600C beträgt der K-Faktor 1,76 kcal/h/m2/0 C/cm. Die Zerreibbarkeit des Schaumstoffs als Verlust nach ASTM C-421 beträgt 8,7%. Der Schaumstoff hat eine gute Formbeständigkeit, erkennbar daran, daß sich seine Abmessungen nach einem Tag bei -26° C nicht verändern und seine linearen Abmessungen nach 7 Tagen bei 1000C um 5% zunehmen.The mixture discharged from the mixing head is poured into molds heated to 38 ° C and left to foam. The foaming time is 105 Se-K). The foam becomes so hard and tack-free in about 4 minutes that it can be removed from the mold. It has a volume weight in the core of 22.43 kg / m 3 and a compressive strength of 1.09 kg / cm 2 perpendicular to the impact. The original K-factor is 139 kcal / h / mV ° C / cm. After aging for 30 days at 60 0 C, the K factor is 1.76 kcal / hr / m 2/0 C / cm. The foam friability as loss by ASTM C-421 is 8.7%. The foam has good dimensional stability, visible fact that its dimensions do not change after one day at -26 ° C and its linear dimensions after 7 days at 100 0 C to increase by 5%.

Die vorstehenden Werte zeigen, daß der gemäß diesem Beispiel hergestellte Schaumstoff ein niedriges Raumgewicht hat, jedoch hohe Druckfestigkeit, gute Wärmeisolierung und gute Formbeständigkeit aufweist Der Schaumstoff zeigt ferner gute Beständigkeit gegen Zerreiben.The above values show that the foam made according to this example is a low one Has density, but has high compressive strength, good thermal insulation and good dimensional stability The foam also shows good resistance to attrition.

J() Beispiel 6 J () example 6

Zu 494,5 Teilen Polyisocyanat A (—NCO-Gehalt 42,1%) werden 0,253 Teile Tetramethylguanidin gegeben. Das Gemisch wird unter trockenem Stickstoff in einem isolierten Reaktionsgefäß gerührt Die Anfangs-0.253 parts of tetramethylguanidine are added to 494.5 parts of polyisocyanate A (—NCO content 42.1%). The mixture is stirred under dry nitrogen in an isolated reaction vessel.

J5 temperatur von 26° C steigt innerhalb von 48 Stunden auf 63,7° C, und der Gehalt an Isocyanatgruppen fällt auf 36,8%. Zu diesem Zeitpunkt beträgt der berechnete Gehalt an Isocyanuratresten 5,3%. Die Trimerisierung wird durch Zusatz von 1,23 Teilen BenzoylchloridJ5 temperature of 26 ° C increases within 48 hours to 63.7 ° C, and the isocyanate group content falls to 36.8%. At this point the calculated Isocyanurate residue content 5.3%. The trimerization is achieved by adding 1.23 parts of benzoyl chloride

-to abgebrochen. Zum trimerisierten rohen Polyisocyanat werden 21,0 Teile eines Hexols gegeben, das ein Äquivalentgewicht von etwa 125 hat und das Produkt der Reaktion von 1,2-Propylenoxyd mit Sorbit ist Nach der Umsetzung des Hexols mit dem Polyisocyanat enthält die Masse 33,9% Isocyanatgruppen. Sie hat eine Brookfield-Viskosität von 908 cP bei 23° C. Der Gehalt an Cyanuratresten in diesem Material beträgt 5,1%, korrigiert für den Zusatz des Polyols. Dieses Material enthält das Äquivalent von etwa 12% nichtflüchtigen-to canceled. To the trimerized crude polyisocyanate 21.0 parts of a hexol are added which has an equivalent weight of about 125 and the product the reaction of 1,2-propylene oxide with sorbitol is after the reaction of the hexol with the polyisocyanate contains 33.9% isocyanate groups. she has a Brookfield viscosity of 908 cP at 23 ° C. The content of cyanurate residues in this material is 5.1%, corrected for the addition of the polyol. This material contains the equivalent of about 12% non-volatile

so Nebenprodukten der Phosgenierung.so by-products of phosgenation.

Das Material hat im wesentlichen die gleichenThe material is essentially the same

Eigenschaften wie das gemäß Beispiel 5 hergestellte Polyisocyanatgemisch. Der einzige größere Unter-Properties like the polyisocyanate mixture prepared according to Example 5. The only major under-

' schied in der Herstellung ist die Reihenfolge, in der die Modifizierung mit dem Polyol und die Trimerisierung durchgeführt werden. Bei Verwendung zur Herstellung eines harten Schaumstoffs in üblicher Weise, wie im Beispiel 5 beschrieben, werden mit dem Polyisocyanatgemisch dieses Beispiels im wesentlichen die gleichen'Difference in the making is the order in which the Modification with the polyol and the trimerization can be carried out. When used to manufacture a hard foam in the usual way, as described in Example 5, with the polyisocyanate mixture of this example are essentially the same

bo Ergebnisse erhalten, die für das Produkt gemäß Beispiel 5 angegeben sind.bo results obtained for the product according to Example 5 are given.

Beispiel 7Example 7

Eine Lösung von 10 Teilen des Trimeren von raffiniertem 2,4-Toluylendiisocyanat in 90 Teilen Polyisocyanat A wird für die Herstellung eines harten Polyurethan-Schaumstoffs verwendet Das verwendete Trimere wird im wesentlichen auf die im Beispiel 5 derA solution of 10 parts of the trimer of refined 2,4-tolylene diisocyanate in 90 parts of polyisocyanate A is used to make a rigid polyurethane foam that is used Trimers is essentially based on that in Example 5 of the

US-Patentschrift 28 01 244 beschriebene Weise hergestellt und enthält 24,6% Isocyanatgruppen. Die Lösung enthält etwa li% Nebenprodukte der Phosgenierung und etwa 2,4% Isooyanuratrestc und hat ein Amiriäquivalentvon *,03.US Pat. No. 2,801,244 prepared in the manner described and contains 24.6% isocyanate groups. The solution contains about 1% byproducts of phosgenation and about 2.4% isooyanurate residue and has an amiri equivalent of *, 03.

Ein Schaumstoff wird wie folgt hergestellt: 96,2 Teile der vorstehend beschriebenen Lösung werden mit 156 Teilen einer Schaumstoffvormischung gemischt, die im Handel unter der Bezeichnung »Selectrofoam« 6528 erhältlich und ein Gemisch von etwa 75% eines für harte Schaumstoffe vorgesehenen Polyätherpolyols mit einem Äquivalentgewicht von etwa 120 und etwa 25% Trichlorfluormethan ist Es wird angenommen, daß die Vormischung ferner geringe Mengen Katalysatoren für Polyurethan-Schaumstoffe und ein Polyoxyalkylenpolydimethylsiloxan als oberflächenaktives Mittel enthält Nach einer Mischdauer von 10 Sekunden wird das Gemisch in geeignete Behälter gefüllt und der Schäumung überlassen. Die Schäumzeit beträgt 110 Sekunden. Nach 130 Sekunden ist der Schaumstoff klebfrei. Der Schaumstoff wird etwa einen Tag stehengelassen und hat dann ein Raumgewicht von 24,83 kg/m3, einen K-Faktor von 1,48 kcal/h/in2/" C/cm, einen Reibverlust von 37,5% und eine Druckfestigkeit von 1,72 kg/cm2 parallel zum Schlag. Der Schaumstoff hat gute Formbeständigkeit, die sich aus den folgenden Werten ergibt:A foam is prepared as follows: 96.2 parts of the solution described above are mixed with 156 parts of a foam premix which is commercially available under the name "Selectrofoam" 6528 and a mixture of about 75% of a polyether polyol intended for hard foams with an equivalent weight of about 120 and about 25% trichlorofluoromethane. It is believed that the premix also contains small amounts of catalysts for polyurethane foams and a polyoxyalkylenepolydimethylsiloxane surfactant. After a mixing time of 10 seconds, the mixture is poured into suitable containers and allowed to foam. The foaming time is 110 seconds. The foam is tack-free after 130 seconds. The foam is left to stand for about a day and then has a density of 24.83 kg / m 3 , a K factor of 1.48 kcal / h / in 2 / "C / cm, a friction loss of 37.5% and a Compressive strength of 1.72 kg / cm 2 parallel to the impact. The foam has good dimensional stability, which results from the following values:

7 Tage bei 1000C
7 Tage bei-26° C
7 days at 100 ° C
7 days at -26 ° C

7 Tage bei 38° C und 100%
relativer Feuchtigkeit
7 days at 38 ° C and 100%
relative humidity

Volumenzunahme 5%Volume increase 5%

keineno

VolumenänderungVolume change

Volumenzunahme 5,5%Volume increase 5.5%

Beispiel 8Example 8

Eine Lösung von 26,6 Teilen des im Beispiel 7 beschriebenen Trimeren von 2,4-Toluylendiisocyanat in 79,5 Teilen eines mit Polyol modifizierten rohen Toluylendiisocyanats wird zur Herstellung eines harten Schaumstoffs verwendet Das modifizierte Diisocyanat ist das Produkt der Reaktion von 100 Teilen Polyisocyanat A und 4,6 Teilen eines Hexols, das durch Kondensation von Propylenoxyd mit Sorbit unter Bildung eines Produkts, das ein Äquivalentgewicht von etwa 125 hat, hergestellt worden ist Die erhaltene Lösung enthält etwa 9% Nebenprodukte der Phosgenierung, etwa 6% Isocyanuratreste und hat ein Aminäquivalent von etwa 118.A solution of 26.6 parts of the trimer of 2,4-tolylene diisocyanate described in Example 7 in 79.5 parts of a polyol modified crude toluene diisocyanate is used to make a hard one The modified diisocyanate is the product of the reaction of 100 parts of polyisocyanate A and 4.6 parts of a hexol, which by condensation of propylene oxide with sorbitol to form a Product that has an equivalent weight of about 125, The solution obtained contains about 9% by-products of phosgenation, about 6% Isocyanurate residues and has an amine equivalent of about 118.

Etwa 106 Teile der vorstehend beschriebenen Lösung werden etwa 10 Sekunden mit 150 Teilen der im Beispiel 7 beschriebenen Schaumstoffvormischung gemischt Das erhaltene Gemisch wird in geeignete Behälter gegossen und der Schäumung überlassen. Die Schäumzeit beträgt 110 Sekunden. Der Schaumstoff ist nach 120 Sekunden klebfrei. Nachdem er etwa 1 Tag gestanden hat, hat er ein Raumgewicht von 26,43 kg/m3 und die folgenden ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften:About 106 parts of the solution described above are mixed for about 10 seconds with 150 parts of the foam premix described in Example 7. The mixture obtained is poured into suitable containers and left to foam. The foaming time is 110 seconds. The foam is tack-free after 120 seconds. After standing for about 1 day, it has a density of 26.43 kg / m 3 and the following excellent physical properties:

K-FaktorK factor

ZerreibbarkeitFriability

DruckfestigkeitCompressive strength

FormbeständigkeitDimensional stability

14 Tage bei 37,8°Cund 100%
relativer Feuchtigkeit
14 Tage bei 1000C
14 days at 37.8 ° C and 100%
relative humidity
14 days at 100 ° C

1,39 kcal/h/mV° C/cm
32,8% Verlust
1,69 kg/cm2 parallel
zum Schlag
1.39 kcal / h / mV ° C / cm
32.8% loss
1.69 kg / cm 2 parallel
to blow

Volumenzunahme 7,5%
Volumenzunahme 3,5%
Volume increase 7.5%
Volume increase 3.5%

Beispiel 9Example 9

Ein mit Polyol modifiziertes rohes Toluylendiisocyanat wird durch Umsetzung von 100 Teilen Polyisocyanat A und 4,6 Teilen des im Beispiel 8 beschriebenen Hexols hergestellt Das mit dem Polyol modifizierte rohe Toluylendiisocyanat, das 38,4% Isocyanatgruppen enthält, wird trimerisiert, indem etwa 1,1% N-Phenäthylaziridin innerhalb von 2 Stunden zugesetzt werden.A crude tolylene diisocyanate modified with polyol is made by reacting 100 parts of polyisocyanate A and 4.6 parts of the hexol described in Example 8 prepared The modified with the polyol crude tolylene diisocyanate, which contains 38.4% isocyanate groups contains is trimerized by adding about 1.1% N-phenethylaziridine can be added within 2 hours.

ίο Während der Zugabe steigt die Temperatur des rohen Diisocyanats von 24,5 auf 110" Q Nach erfolgtem Zusatz wird die Trimerisierung durch Zusatz von 1% Benzoylchlorid, bezogen auf das Ausgangsgewicht des Diisocyanats, abgebrochen. Dieses Produkt enthält 28,6% Isocyanatgruppen. Es wird mit der gleichen Gewichtsmenge des vorstehend beschriebenen, mit Polyol modifizierten Polyisocyanate A verdünnt, wodurch der Gehalt an Isocyanatgruppen auf 32,7% steigt Dieses Produkt enthält das Äquivalent von etwa 12% Nebenprodukten der Phosgenierung, etwa 5,7% Isocya- - nuratrestc und hat ein Aminäquivalent von 128J5. ίο During the addition, the temperature of the crude diisocyanate rises from 24.5 to 110 "Q. After the addition, the trimerization is terminated by adding 1% benzoyl chloride, based on the initial weight of the diisocyanate. This product contains 28.6% isocyanate groups. Es is diluted with the same amount by weight of the above-described, polyol-modified polyisocyanate A, whereby the content of isocyanate groups increases to 32.7% has an amine equivalent of 128 J5.

Um die Eigenschaften und Eignung eines Isocyanatgemisches gemäß diesem Beispiel und eines bekannten rohen Isocyanats für die Herstellung von harten Schaumstoffen zu vergleichen, werden maschinengemischte Schaumstoffe aus dem polyolmodifizierten Polyisocyanat A und dem trimerisierten rohen Gemisch auf die in diesem Beispiel beschriebene Weise hergestellt. Um einen Vergleich der beiden rohenTo the properties and suitability of an isocyanate mixture according to this example and a known one To compare raw isocyanate for the production of hard foams, are machine-mixed Foams made from the polyol-modified polyisocyanate A and the trimerized raw mixture made in the manner described in this example. To compare the two raw

jo Isocyanate zu ermöglichen, wird der gleiche Prozentsatz des Treibmittels (20%), bezogen auf das Gesamtgewicht der Ansätze für den Schaumstoff, verwendet Ebenso wird das gleiche —NCO/OH-Verhältnis (1,05/ 1,0) angewendet.jo isocyanates to allow the same percentage of the blowing agent (20%), based on the total weight of the batches for the foam, used The same —NCO / OH ratio (1.05 / 1.0) applied.

Die Zusammensetzung der Ansätze, die Schäumeigenschaften und die Eigenschaften der als Produkt erhaltenen Schaumstoffe sind nachstehend zusammengestellt The composition of the approaches, the foam properties and the properties of the product The foams obtained are summarized below

Trimeri-Trimer Polyoltnodi-Polyolnodi- siertesized fiziertesfied Produktproduct PolyisocyanalPolyisocyanal A·)A ·)

Strom ACurrent A

Polyisocyanat, TeilePolyisocyanate, parts

Strom BStream B

Poyol, wie in Beispiel 1
beschrieben, Teile
Poyol as in Example 1
described, parts

Dimethyläthanolamin, Teile
Triäthylendiamin, 33 % in
Dipropylenglykol, Teile
Oberflächenaktives Mittel
wie in Beispiel 1 beschrieben, Teile
Dimethylethanolamine, parts
Triethylenediamine, 33% in
Dipropylene glycol, parts
Surface active agent
as described in Example 1, parts

Trichlorfluormethan, Teile
Schäumzeit, Sekunden
Gesamtraumgewicht, kg/m3
Trichlorofluoromethane, parts
Foaming time, seconds
Total volume, kg / m 3

Druckfestigkeit senkrecht
zum Schlag, kg/cm2
Vertical compressive strength
for impact, kg / cm 2

K-Faktor, kcal/h/m2/°C/cm
Zerreibbarkeit, % Verlust
K factor, kcal / h / m 2 / ° C / cm
Friability,% loss

111,3 92,0111.3 92.0

100,0 100,0100.0 100.0

3,4
0,6
3.4
0.6

2,02.0

3,4
0,6
3.4
0.6

2,02.0

54,254.2 49,649.6 7171 9090 31,0831.08 32,3632.36 1,291.29 1,071.07 1,441.44 1,491.49 13,013.0 25,525.5

*) Außerhalb des Rahmens der Erfindung, lediglich zui Vergleich einbezogen.*) Outside the scope of the invention, only zui Comparison included.

809 533/809 533 /

Das trimerisierte Produkt reagiert schneller, wie die Schäumzeit zeigt Außerdem war der aus dem trimerisierten Poiyisocyanat hergestellte Schaumstoff trotz eines niedrigeren Raumgewichits in allen gemessenen Eigenschaften überlegen.The trimerized product reacts faster than that Foaming time shows In addition, the foam produced from the trimerized polyisocyanate was despite a lower spatial weight in all measured Properties superior.

Alle in den Beispielen beschriebenen Endgemische der Isocyanate haben eine mittlere Gesamtfunktionalität von wenigstens 2,0 Isocyanatgruppen, und die Isocyanurat enthaltenden Monomeren und Polymeren haben eine mittlere Funktionalität von wenigstens etwa 1,5.All of the final mixtures of isocyanates described in the examples have an average overall functionality of at least 2.0 isocyanate groups, and the isocyanurate-containing monomers and polymers have an average functionality of at least about 1.5.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Gemische auf der Basis aromatischer Polyisocyanate, gekennzeichnetdurch1. Mixtures based on aromatic polyisocyanates, characterized by 1. ein Aminäquivalent von 103 bis 1301. an amine equivalent of 103 to 130 2. eine mittlere Funktionalität von wenigstens zwei Isocyanatgruppen und2. an average functionality of at least two isocyanate groups and 3. einen Gehalt von 9 bis 25% an nichtflüchtigen ι ο Phosgenierungs-Nebenprodukten und von 2,4 bis 10,9% Isocyanuratresten, die in aromatischen Isocyanattrimeren einer Isocyanatgruppen-Funktionalität von wenigstens 1,5 enthalten sind, wobei sämtliche Angaben auf die freie Isocyanatgruppen enthaltenden Moleküle bezogen sind.3. a content of 9 to 25% of non-volatile ι ο phosgenation by-products and of 2.4 up to 10.9% of isocyanurate residues which have an isocyanate group functionality in aromatic isocyanate trimers of at least 1.5 are included, with all information on the free Molecules containing isocyanate groups are related.
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