AT238954B - Verfahren zur katalytischen Herstellung von Polyurethanschaumstoffen - Google Patents

Description

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  Verfahren zur katalytischen Herstellung von
Polyurethanschaumstoffen 
Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen in der katalytischen Herstellung von Polyurethanschaumstoffen. 



   Unter "Polyurethanen" im Sinne der Erfindung werden die Reaktionsprodukte von Polyisocyanaten mit organischen Polyhydroxyverbindungen verstanden. Geeignete Polyisocyanate sind z. B. Aryl-, Alkyl-, Alkaryl-mono und Diisocyanate, vor allem die Aryldiisocyanate. Als Polyhydroxyverbindungen kommen vor allem Polyätherglykole, z. B.   Polyäthylen- und   Polypropylenglykole mit einem Molekulargewicht von etwa 400 bis 2000, oder Polyalkylenoxydaddukte, z. B. Propylenoxydadditionsprodukte von Triolen. wie Glycerin, Trimethylolmethan u.   dgl.,   in Frage. Die Ausgangsprodukte für die Herstellung von Polyurethanen sind im übrigen wohl bekannt und z. B. in dem Buch von Bernhard A.   Dombrow"Polyurethanes"   (Reinhold Publishing Corp., New York) beschrieben. 



   Die Polyurethanschaumstoffe wurden bisher meistens in einem Zweistufenprozess hergestellt, wobei zuerst ein Diisocyanat im   Überschuss   enthaltendes Zwischenkondensationsprodukt durch Umsetzung des Isocyanats mit einem Glykol bei erhöhter Temperatur erhalten wurde, das dann anschliessend weiter mit Wasser in Gegenwart eines Katalysators, z. B. eines tertiären Amins, umgesetzt wurde. 



   Neuerdings ist es gelungen, Polyurethanschaumstoffe, vor allem biegsame Schaumstoffe, in dem   sogenannten"one-shot"-Verfahren   in technischem Umfang derart herzustellen, dass Organozinnester aliphatischer Säuren, z. B. Dibutylzinndilaurat oder   Dibutylzinndi-2-äthylhexanat,   als Katalysator verwendet werden. Die so hergestellten Schaumstoffe haben aber noch gewisse Nachteile und sind vor allem klebrig, was ihre Anwendung für viele Zwecke, z. B. Polsterei u. dgl., ausschliesst. 



   Auch andere Organozinnverbindungen. wie Alkoholate, z. B. Zinntetraoctylat, oder reine Zinnsalze organischer,   z.   B. aliphatischer oder auch aromatischer Säuren, wurden Im vorliegenden Zusammenhang bereits als Katalysatoren vorgeschlagen. Derartig hergestellte Schaumstoffe sind aber meist krümelig und besitzen im allgemeinen eine verhältnismässig grobe Zellstruktur, was geringe Elastizität und Wärmebeständigkeit zur Folge hat. 



    Es wurde nun gefunden, dass dieser Nachteil vermieden wird, wenn als Katalysatoren Organozinnmerkaptoveruindungen verwendet werden, die mindestens einmal die Gruppierung der allgemeinen Formel   
 EMI1.1 
 worin R eine zweiwertige Alkylengruppe bedeutet, enthalten. 



   Die genannten Verbindungen können daher entweder als Monomere oder auch als Polymere auftreten. 



  Vorzugsweise enthalten sie jedoch die oben genannte Gruppierung nicht öfter als sechsmal, so dass sie in diesem Fall durch die allgemeine Formel 
 EMI1.2 
 in welcher R die oben angegebene Bedeutung besitzt und n für eine Zahl von 1 bis 6 steht, symbolisiert 

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 werden   können,   Es ist zu beachten, dass n auch einen Bruch darstellen kann ; in einem solchen Fall liegen Mischungen von Verbindungen verschiedenen Polymerisationsgrades vor. 



   Als Beispiel der in der obigen Formel enthaltenen Säurereste kommen praktisch folgende in Frage :
Reste der   Beta-Merkaptopropionsäure,   Thioglykolsäure usw. 



   Als besonders geeignet erwiesen sich Organozinnmerkaptoverbindungen, in denen ein Radikal einer Merkaptosäure sowohl über den Schwefel der Sulfhydrylgruppe wie über den Sauerstoff der Carboxylgruppe an das Zinnatom   der Organozinngruppe   gebunden ist. Derartige Verbindungen können als 2, 2-Diorgano- 
 EMI2.1 
 
 EMI2.2 
 
 EMI2.3 
 



   Als Beispiel der in dieser Formel enthaltenen Säurereste kommen unter anderem wieder die weiter oben bereits genannten, nämlich die Reste der Beta-Merkaptopropionsäure,   Thiogly kolsäure, Thiosalicyl-   säure   usw.,   in Frage. 



   Als Beispiel für die Substituenten   R'und R",   die gleich oder verschieden sein können, seien einwertige Kohlenwasserstoffreste genannt, wie z. B. Methyl, Äthyl, Propyl, Butyl,   2-Äthylhexyl,   Vinyl, oder Arylgruppen, wie Phenyl oder Benzyl, oder auch alicyclische Gruppen, wie z. B. Cyclohexyl. 



   Geeignete Herstellungsweisen für solche Verbindungen sind z. B. in den USA - Patentschriften Nr. 2, 636,891 und Nr. 2, 914, 506 beschrieben. 



   Als Katalysatoren in der Polyurethanschaumherstellung werden die genannten Verbindungen zweckmässig in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel, wie Benzol oder Toluol, zur Anwendung   gebrauch.,   Sie können allein oder im Gemisch mit andern Katalysatoren, z. B.   tertiären. Aminen,   verwendet werden. 



   Die erfindungsgemässen Katalysatoren haben den besonderen Vorteil, dass sie bereits in sehr geringen Mengen wirksam sind. 0. 02   Grew.-%,   bezogen auf den Gehalt an Polyol, sind ausreichend. Die obere Grenze liegt im allgemeinen bei etwa   10/0.   kann aber, wenn gewünscht, erhöht werden. 



   Unter Verwendung der neuen Katalysatoren hergestellte Schaumstoffe haben besonders geringe Dichte, gleichmässige und feine Zellstruktur und zeichnen sich durch gutes   Verformungs-und Kompressions-   vermögen sowie hohe Reissfestigkeit und Wärmebeständigkeit aus. Ausserdem sind sie völlig klebfrei. 



   Beispiel :
1058 g Polypropylenglykol (Mol-Gew. 3000 ; Hydroxylzahl 56) aus Propylenoxyd und Glyzerin
5, 25 g Silikon-Öl des Handels (ein polymeres Tetraäthylorthosilikat der Bezeichnung Silicane
X 520 von der Union Carbide Chemicals Co.)   30,   6 g Wasser wurden gemischt, und 73 g dieser Mischung wurden bei Zimmertemperatur in einem offenen Behälter von 12 Quadratzoll Bodenfläche mit   0. 1   g 2,   2-Dibutyl-1-oxa-2-stanna-3-thia-cyclohexan-6-on   der Formel 
 EMI2.4 
 gelöst in 0,2 g Toluol, innig verrührt. 



   Ebenfalls bei Raumtemperatur wurden dieser Mischung 26, 8 g Toluylendiisocyanat auf einmal zugesetzt und kräftig darin verrührt. Gasentwicklung begann innerhalb 50 sec, und der sich bildende Polyurethanschaum stieg zu einer Höhe von beinahe 25 cm. Härtung zu einem elastischen Schaum erfolgte über Nacht. 



   Ähnliche Ergebnisse wurden erzielt, wenn als Katalysator eine Lösung von 0, 1   g 2. 2-Dibutyl-l-oxa-     - 2-stanna-3-thia-cyclopentan- 5-on in   0,5 g CCl4 verwendet wurde. Mit demselben Ergebnis wurden 0, 1 g 2,   2-Diphenyl-l-oxa-2-stanna-3-thia-cyclopentan-5-on und 0, 1 g 2, 2-Dibenzyl-l-oxa-2-stanna-     - 3-thia-cyclohexan-6-on verwendet.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur katalytischen Herstellung von Polyurethanschaumstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysatoren Organozinnmerkaptoverbindungen verwendet werden. die mindestens einmal eine Gruppierung der allgemeinen Formel EMI3.1 worin R eine zweiwertige Alkylengruppe bedeutet, enthalten.

   2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass als Organozinnmerkaptoverbindungen 2, 2-Diorganozinn-l-oxa-2-stanna-3-thia-cycloalkanone der allgemeinen Formel EMI3.2 worin R obige Bedeutung besitzt und R'und R"für einwertige organische Reste stehen, verwendet werden.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator in einer Menge von 0, 02 bis 1 Gew.-%, bezogen auf den Polyätherglykolgehalt des Polyurethans, verwendet wird.