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La présente invention est relative à la préparation
de polyéther polyols . D'une manière plus particulière, la présente invention est relative à l'utilisation de catalyseurs d'isocyanurate pour favoriser l'alcoxylation d'alcools spécifiques.
Les produits d'addition d'oxyde d'alkylène et de
différents alcools , amino-alcools , etc, sont bien connus et lar-
gement utilisés dans diverses industries . Ces composés polyatomi-
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isocyanate en ayant recours à un catalyseur de formation de groupes
d'isocyanurate que l'on utilise pour trimériser les groupes ïsocya-
nate de manière à former les liaisons d'isocyanurate .
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rés par l'addition catalytique d'un oxyde d'alkylène ou d'un mélange d'oxydes d'alkylène , soit simultanément soit séquentiellement à un composé organique comportant ordinairement au moins deux
atomes d'hydrogène'actifs. Le catalyseur d'alcoxylation peut être
alcalin ,neutre ou acide, le catalyseur alcalin , tel qu'un hydroxyde de métal alcalin étant plus particulièrement préféré. Dans
une opération industrielle , les catalyseurs ordinaires sont soit. l'hydroxyde de sodium soit l'hydroxyde de potassium.
Toutefois, les catalyseurs d'alcoxylation de ce type
présentent un certain nombre d'inconvénients - Parmi ces inconvénients , le plus important est que la base utilisée après la réaction d'alcoxylation doit être complètement neutralisée. Le sel'
i <EMI ID=3.1>
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global.
Il serait par conséquent avantageux de trouver un ca- talyseur qui réduirait l'inconvénient susmentionné. Il serait éga- lement avantageux si la partie du catalyseur qui reste non utilisée après la réaction d'alcoxylation pourrait encore être d'une quel- conque utilisation pour la préparation de produits polymères qui utilisent ces polyéther polyols.
Par conséquent, un but de la présente invention est
de prévoir un procédé de fabrication de polyéther polyols utilisable dans la fabrication de polymères de polyisocyanurate , qui réduirait les inconvénients de la technique antérieure susmentionnés, qui proviennent de l'utilisation de catalyseurs ordinaires tels
que l'hydroxyde de potassium ou l'hydroxyde de sodium. D'autres buts apparaîtront en considérant la description qui va suivre.
On a constaté que les inconvénients d'utiliser un ca-
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malement dans la préparation de polyéther polyols , peuvent être réduits en utilisant dans le procédé d'alcoxylation , un catalyseur choisi dans le groupe formé par les sels de carbamate , les aminophénols , les hexahydro-s-triazines et les tétrahydrooxadiazines. L'utilisation de ces catalyseurs facilite non seulement la réalisation de l'alcoxylation d'un initiateur d'alcool mais permet également d'utiliser le polyéther polyol ainsi obtenu tel quel dans la fabrication de polymères de polyisocyanurate sans une nouvelle addition de catalyseurs de ce type normalement utilisés pour favoriser la trimérisation de groupes d'isocyanate et former ainsi des liaisons d ' isocyanurate puisque le groupe des catalyseurs susméntion- <EMI ID=6.1>
ge mineur , la quantité de catalyseur de polyisocyanurate requise est réduite à cause du fait qu'il est déjà présent dans la source de polyéther polyol .
Le procédé de la présente invention suit fondamentalement les procédés de fabrication de la technique antérieure des polyéther polyols par l'alcoxylation d'un alcool réalisée grâce à l'addition catalytique d'un oxyde d'alkylène sur cet alcool en présence d'un catalyseur d'alcoxylation.
On utilise normalement comme catalyseur d'alcoxyla-
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risation de groupes d'isocyanate et former ainsi des liaisons d'isocyanurate . On a constaté à présent d'une façon surprenante que le catalyseur de ce type utilisé pour la fabrication de polymères de polyisocyanurate , peut également être utilisé dans une réaction d'alcoxylation ordinaire .
Un certain nombre d'avantages proviennent donc de l'utilisation de ce catalyseur d'isocyanurate à la place d'un catalyseur d'alcoxylation ordinaire tel qu'un catalyseur d'hydroxyde de métal alcalin. Puisque le catalyseur d'isocyanurate est soluble dans le polyol obtenu , et qu'aucune neutralisation n'est nécessaire , aucune phase de filtration ultérieure n'est donc requise. De plus , le polyéther polyol final contient évidemment le catalyseur d'isocyanurate utilisé pour favoriser la réaction d'alcoxylation , et par conséquent , lorsqu'il est utilisé ultérieurement pour former un élastomère ou une mousse de polyisocyanurate , il ne requiert que l'addition de petites quantités de catalyseur supplémentaires.Dans certains cas, il n'est pas nécessaire d'ajouter des quantités supplémentaires de catalyseur .
Ainsi qu'on l'a noté ci-dessus, la préparation d'un polyéther polyol est bien connue dans la technique , comme on peut
le voir par exemple, par les brevets des Etats-Unis d'Amérique n[deg.]3.988.302, 3.199.927, 3.456.557 et dans bien d'autres brevets.
Les polyéther polyols tels que préparés dans le cadre de la présente invention sont obtenus par l'addition cat�lytique , grâce à l'utilisation des catalyseurs particuliers susmentionnés , d'un
oxyde d'alkylène ou d'un mélange d'oxydes d'alkylène , cette addition étant réalisée soit simultanément soit séquentiellement à un composé organique comportant 2 ou 3 atomes d'hydrogène actifs. Des exemples de composés de ce type sont les alcools polyatomiques , tels que l'éthylène glycol , le propylène glycol , les butylène
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glycérol, le triméthylolpropane , le 1,2,6-hexane triol, le diéthylène glycol, le dipropylène glycol, le 1,1-triméthyloléthane , l'éthanolamine, la diéthanolamine, le 2(2-aminoéthyl)éthanol, etc.
Les oxydes d'alkylène que l'on peut utiliser dans le procédé de préparation des polyéther polyols de la présente invention sont l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène , les oxydes de butylène normaux isomères , l'oxyde d'hexylène , l'oxyde d'octylène, l'oxyde de dodécène , les oxydes de méthoxy et d'autres alcoxy propylènes, l'oxyde de styrène et l'oxyde de cyclohexène. On peut également utiliser des oxydes d'alkylène halogénés , tels que l'épichlorohydrine, l'épiiodohydrine , l'épibromohydrine , l'oxyde , de 3,3-dichloropropylène, le 3-chloro-l,2-époxypropane, le 3-chloro- <EMI ID=9.1>
V
cernent utiliser des mélanges de ces oxydes d'alkylène susmentionnés. De la même manière, les pdyéther polyols peuvent contenir une addition désordonnée , une addition en blocs , ou bien une addition désordonnée et en Hocs . Des oxydes préférés sont les oxydes d'éthylène et de propylène et leurs mélanges.
La quantité d'oxyde d'alkylène ajoutée à l'initiateur d'alcool peut se situer sur une large gamme d'environ 1 à
100 moles d'oxyde d'alkylène par mole d'initiateur . D'une manière plus préférée, on peut faire réagir 1 à 50 moles d'oxyde d'alkylène par mole d'initiateur .
La température réactionnelle peut se situer entre environ 50[deg.]C et environ 200[deg.]C, et d'une manière plus préférée entre 50[deg.] et 150[deg.]C .
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cédé de la présente invention à un indice d'hydroxyle de 50 à 1000. L'indice d'hydroxyle est défini comme étant le nombre de mg d'hydroxyde de potassium requis pour la neutralisation complète du
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d'un g de polyol .
Lorsque l'on utilise un oxyde d'alkylène volatil , les réactions sont normalement réalisées dans uii récipient ferme à la pression ambiante et a la température particulière utilisée. C'est ainsi que la pression réactionnelle peut se situer entre la pression atmosphérique et une pression allant jusqu'à 70 kg/cm<2>.
La quantité de catalyseur utilisée peut varier sur une large gamme de pourcentage en poids par rapport au poids du réactif alcoolique . Ordinairement, on utilise une quantité de catalyseur allant d'environ 0,01 à environ 5% en poids , par rapport au poids du réactif d'alcool . La quantité de catalyseur
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férée de 0,3 à 1%.
Les polyéther polyols résultants sont ensuite utilisés d'une manière traditionnelle pour la préparation des mousses d'isocyanurate et d'autres types de polymères d'isocyanurate . Ces polyisocyanuratespeuvent être obtenus en utilisant les polyols de l'invention suivant les procédés de préparation décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 4.026.836, 3.745.133 et
3.644.232 , ces brevets étant donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs.
La présente invention sera illustrée plus en détail en se référant aux exemples spécifiques suivants� ne constituât en aucun cas me limitation à l'invention.
Exemple: 1
On charge un grand ballon de 18,925 litres avec
4,53 kg de triméthylpropane et on le chauffe ensuite jusqu'à 130[deg.]C. On le maintient à 130[deg.]C pendant une demi-heure tout en le purgeant avec de l'azote. La réaction est ensuite refroidie jusqu'à 90[deg.]C et
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d'un réchauffage de la masse réactionnelle jusqu'à 130[deg.]C. Sur une période d'une demi-heure, on ajoute 4,30 kg d'oxyde d'éthylène, cette opération étant suivie d'une digestion pendant 1 heure à cette température . On refroidit la masse réactionnelle jusqu'à 90[deg.]C et on ajoute 8,7 g de 2,6-di-tertbutyl-p-crésol. On l'extrait ensuite à une température de 100[deg.]C et sous un vide de 100 ml de Hg pendant 15 minutes et on la décharge.
Le polyol a un indice d'hydroxyle de 646, un pH de
12,70 , et contient 0,069 méq. d'amine par g de polyol.
Exemple 2
On charge , suivant l'exemple 1 , un grand ballon de
18,925 litres avec 2,265 kg de triméthylolpropane et on chauffe
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purgeant avec de l'azote pendant une demi-heure et on le refroidit ensuite jusqu'à 90[deg.]C. On ajoute 44 g de POLYCAT 41 [ 1,3,5 tris-
(N,N-diméthylaminopropyl) hexahydro-s-triazine vendue par Abbott Laboratories] , la masse réactionnelle étant ensuite réchauffée jusqu'à 110[deg.]C. On ajoute 2,24 kg d'oxyde d'éthylène sur une période de 25 minutes , cette addition étant suivie d'une digestion à
110[deg.]C pendant 1 heure .
La masse réactionnelle est ensuite refroidie à 80[deg.]C et placée sous un vide de 80 mm de Hg pendant une demi-heure et ensuite déchargée.
Le polyol a un indice d'hydroxyle de 631 , un pH de
13,3 et une teneur en amine totale de 0,152 milliéquivant d'amine par g de polyol.
Exemple 3
On charge ici un grand ballon de 18,925 litres avec
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thylaminopropyl)hexahydro-s-triazine. On chauffe le tout jusqu'à
120[deg.]C et on ajoute 1,94 kg d'oxyde d'éthylène. La masse réactionnelle est digérée pendant 1 1/2 heure à 120[deg.]C , mis en communication avec l'atmosphère et déchargée . Le polyol a un indice d'hydroxyle de 569, un pH de 12,95 et une teneur en amine totale de 0,049 milliéquivalent/g.
Exemple 4
On charge dans un grand ballon de 1500 ml, 500 g de triméthylolpropane et 10 g de 3,5-bis(N,N'-diméthylaminopropyl)- <EMI ID=16.1>
et on ajoute ensuite 475 g d'oxyde d'éthylène sur une période d'une heure. On chauffe la masse réactionnelle jusqu'à 118[deg.]C et on la fait digérer pendant 1 1/4 heure.On l'extrait ensuite sous un videcb
80 mm Hg et à une température de 110[deg.] C pendant 30 minutes.. Le produit a un indice d'hydroxyle de 652.
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Exemple 5
On prépare les mousses suivantes en mélangeant préalablement le composant B, en ajoutant ensuite le catalyseur d'isocyanurate et en mélangeant rapidement. La masse réactionnelle est ensuite versée dans un moule ouvert et on la laisse se lever .
Tableau
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1. Octoate de potassium à 50% dans un solvant
glycolique .
2. Un produit de Abbott Laboratories , à savoir la 1,3,5 tris-(N,N-diméthylaminopropyl)hexahydro-s-triazine.
3. Produit de Down Corning ,un silicone.
4. Un produit de polyisocyanate de Mobay Chemical Co., d'une fonctionnalité de 2,7, obtenu par phosgénation du produit de réaction d'aniline et de formaldéhyde .
REVENDICATIONS
1. Procédé de préparation d'un polyéther polyol
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d'alkylène à l'alcool , en présence d'un catalyseur d'alcoxylation choisi dans le groupe formé par les sels de carbamate , les amino-
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