DD210543A3 - Verfahren zur herstellung von polyetheralkoholen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyetheralkoholen auf der Basis von ringfoermiger aliphatischer Amine, die beim Einsatz in Polyurethan-Schaeumen zu sehr guten physiko-mechanischen Eigenschaften fuehren. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, dss als Startsubstanzen Gemische aus verschiedenen Piperazinen wie Aminoethylpiperazin, Hydroxylthylpiperazin und/oder Diaminoethylpiperazin verwendet werden. Diese Amingemische werden mit Alkylenoxid u. moeglicherweise in Gegenwart geringer Mengen an basischen Katalysatoren umgesetzt, wobei sich d. Menge des Alkylenoxids nach der Zusammensetzung des Amingemisches richtet.

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung von Polyeth.eralkoh.olen

Anwendungsgebiet der Erfindung .

Die Erfindung betrifft ein Verfahren ^zur Herstellung von Polyether alkohol en, die hauptsächlich für die Herstellung zelliger Polyurethan-Materialien geeignet sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Verfahren zur Herstellung von Polyetheralkoholen durch anionisch katalysierte Polymerisation von Alkylenoxiden mit sich selbst oder durch Anlagerung dieser Alkylenoxide an Startsubstanzen mit aktiven Wasserstoffatomen sind bekannt. Als ötartsubstanzen werden zur Herstellung spezieller Polyetheralkohole für harte oder weiche Polyurethanschäume bzw. von oberflächenaktiven Stoffen aliphatische und/oder aromatische Amine und/oder Aminoalkohole eingesetzt. Die Umsetzung solcher ITH-, NH₂-funktioneilen 3 t art sub s tanz en bzw. von HH-, und dessen derivaten erfolgt in einer für die Polyetheralkoholherstellung üblichen Art und Weise. Da die aliphatischen Amine bzw. Aminoalkohole infolge basischer Reaktion teilweise katalytisch^ Eigenschaften haben, kann die Umsetzung mit Alkylenoxid bis zu bestimmten Molgewichten ohne Zusatz weiterer Katalysatoren erfolgen. Gegebenenfalls werden die Reaktionen zweistufig durchgeführt, wobei erst in der 2, ^tufe die üblichen basischen Katalysatoren wie Alkalien oder Erdalkalien zugesetzt werden. Als Reaktionsparameter werden Temperaturen von 50 ⁰C bis 150 ⁰G und Drücke von

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0,1 MPa bis 1,0 MPa eingestellte

Zur Fixierung bestimmter Polyetheralkohol-Endeigenschaften wie Molekulargewicht, Funktionalität und Viskosität werden bekannterweise die aminischen »Startsubstanzen entsprechend ausgewählt, Startsubstanzgemische eingesetzt und/oder die Alkylenoxidmenge variiert· Es werden eine Reihe von Mono-, Di-, Trioder Tetraaminen wie Diethylentriamin, Ethylendiamin, Triethylentetramin, Hexamethylendiamin oder Methylamin bzw. Aminoalkohole wie Ethanol- oder Propanolamine eingesetzt, die einzeln oder im bestimmten Gemisch untereinander verwendet werden· Zur Erzielung spezieller Polyetheralkohol-Eigenschaften werden die Amine mit bestimmten Goinitiatoren verschnitten und mit Alkylenoxiden, insbesondere Propylen- und/oder Ethylenoxid umgesetzt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein ökonomisches Verfahren zur Herstellung von Polyetheralkoholen auf der Basis von ringförmigen, aliphatischen Aminen für den' Einsatz in zelligen Polyurethan-Materialien zu entwickeln«

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die -Aufgäbe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Polyetheralkoholen mit speziellen Eigenschaften zu entwickeln, welche zu Polyurethan-Schäumen mit sehr guten physiko-mechanischen Eigenschaften verarbeitbar sind. Srfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Herstellung der Polyetheralkohole als Startsubstanz Gemische aus verschiedenen substituierten Piperazinen, wie Aminoethylpiperazin, Hydroxyethylpiperazin und/oder Diaminoethylpiperazin verwendet werden. Zur Sigenschaftsvariierung ?/erden dem aminischen Startgemisch ggf· weitere OH-funktionelle bzw* aminische Goinitiatoren zugesetzt und mit Alkylenoxid umgesetzt. In Abhängigkeit zu dem eingesetzten Amingemisch und der Alkylenoxid-' Anlagerung wird die eigene katalytisch^ Wirkung durch einen Zusatz geringer Mengen an basischen Katalysatoren ergänzt· Als

Alkylenoxide werden hauptsächlich Propylen- und/oder Ethylenoxid verwendet und diese werden einzeln nacheinander oder als Gemisch angelagert. Die Umsetzung wird bei Temperaturen von 80 ⁰C bis 120 ⁰G und Drücken von 0,1 MPa bis 1,0 MPa durchgeführt· Die zur Erreichung höherer Umsetzungsgrade in Abhängigkeit vom eingesetzten Amingemisch notwendigen Katalysatoren werden als Alkali- bzw. Erdalkalihydroxide in einer Menge von 0,5 % bis 10 % bezogen auf die -Startmischung eingesetzt. Zur Einstellung bestimmter Polyetheralkohol-Funktionalitäten wird mittels Rektifikation ein spezielles Amingemisch mit bestimmten Gehalten an substituierten Piperazinen hergestellt und mit einer abgestimmten Alkylenoxidmenge umgesetzt· Falls die Alkylenoxid-Anlagerung bis zu höheren Umsetzungsgraden verlaufen soll, wird zusätzlicher Katalysator zu Beginn der Umsetzung (einstufig) oder während der Reaktion (mehrstufig) eingebracht.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß durch den Einsatz der beschriebenen Gemische aus verschiedenen substituierten Piperazinen Polyetheralkohole mit speziellen Eigenschaften hergestellt werden können, die zu öpezialprodukten mit sehr guten physikomechanischen Kennwerten verarbeitbar sind. Durch die Kombination des eingesetzten Amingemisches mit dem zusätzlichen Katalysator und mit gezielt eindosierten Menge an Alkylenoxiden stellt die beschriebene Form der Umsetzung eine kosten- und materialsparende Polyetheralkohol-Synthese dar, welche gleichzeitig die Fixierung bestimmter erwünschter Kennwerte, z.B. eine hohe Funktionalität, ermöglicht*

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden:

Ausführungsbeispiel

In einen 1,0 1 Autoklav werden nacheinander das ütartgemisch, bestehend aus 120 g Aminoethylpiperazin, 50 g Hydroxyethylpiperazin und 50 g Bis-aminoethylpiperazin und 1 g KOH einge-

füllt und der Reaktor mit Stickstoff inertisiert· Nach Erwärmen der Startmischung.auf Temperaturen von 110 ⁰C "bis 120 ⁰C wird mit der .Dosierung von Propylenoxid begonnen· Unter Beibehaltung dieser Eeaktionstemperatur werden innerhalb von 2 Stunden 550 g Propylenoxid kontinuierlich, eindosiert_o Anschließend wird bis zu einem konstanten Druck bei Temperaturen von 110 ⁰G gerührt und nach Abkühlen der Hohpolyetheralkohol ausgefüllt« Durch Behandeln mit Säure werden die KOH neutralisiert, anschließend das Wasser abdestilliert und die entstehenden Salze entfernt. Der Polyetheralkohol hat folgende Kennzahlen:

Hydroxylzahl = 4?0 mg KOH/g

pH-Wert = 9,7

Wassergehalt = 0,05 %

Viskosität bei 25°G = 5800 mPas

Stickstoffgehalt = 10,8 %

- 5

Claims (1)

1. ~ 5 -Erfindunssanspruch

   Verfahren zur Herstellung von Polyetheralkoholen durch basisch katalysierte Umsetzung von H-funktionellen Startsubstanzen, ggf· im Beisein von Coinitiatoren mit Alkylenoxiden, insbesondere Propylen- und/oder Ethylenoxid bei Temperaturen von 80 ⁰C bis 120 ⁰G und Drücken von 0,1 MPa bis 1,0 MPa, dadurch gekennzeichnet, daß als Startsubstanzen Gemische aus verschiedenen substituierten Piperazin wie Aminoethylpiperazin, Hydroxyethylpiperazin und/oder Diaminoethylpiperazin verwendet, mit Alkylenoxid und möglicherweise in Gegenwart geringer Mengen an basischen Katalysatoren bei Beachtung der eigenen katalytischen Wirkung der eingesetzten Amingemische zu Polyether aiko hol en umgesetzt wird, wobei sich die Menge des Alkylenoxids nach der Zusammensetzung des durch Rektifikation hergestellten Amingemisches richtet«