DD232712A1 - PROCESS FOR PREPARING A FLAME-RESISTANT POLYMER COMPOSITION - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer flammschuetzenden Polyolkomposition, die zur Herstellung von Polyurethanen, vorzugsweise Polyurethanweichschaum, geeignet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer flammschuetzenden Polyolkomponente mit niedriger Viskositaet, hoher Stabilitaet und Dichte sowie guter Loeslichkeit zu entwickeln. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass reaktive Verbindungen, bestehend aus Halogen und/oder Phosphor und/oder Stickstoff in einem an sich bekannten Polyol mit einem Unterschuss an Isocyanaten umgesetzt werden.The invention relates to a process for the preparation of a flame-retardant polyol composition which is suitable for the production of polyurethanes, preferably flexible polyurethane foam. The invention has for its object to develop a process for preparing a flame retardant polyol with low Viskositaet, high stability and density and good solubility. According to the invention, the object is achieved by reacting reactive compounds consisting of halogen and / or phosphorus and / or nitrogen in a per se known polyol with a deficit of isocyanates.
Description
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer flammschützenden Polyolkomposition mit niedriger Viskosität, hoher Stabilität und Dichte sowie guter Löslichkeit zu entwickeln.The invention has for its object to develop a process for preparing a flame retardant polyol composition with low viscosity, high stability and density and good solubility.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß reaktive Flammschutzkomponenten, enthaltend Halogen und/oder Phosphor und/oder Stickstoff mit einem stöchiometrischen Unterschuß an Isocyanaten in einem an sich bekannten polyolischem Medium umgesetzt werden. Die Umsetzungsprodukte aus reaktiver Flammschutzkomponente und Isocyanat liegen dabei je nach Molekulargewicht und Löslichkeit im Grundpolyol als klare Lösung vor oder es entsteht eine stabile feinverteilte Dispersion niedriger Viskosität.According to the invention the object is achieved in that reactive flame retardant components containing halogen and / or phosphorus and / or nitrogen are reacted with a stoichiometric deficit of isocyanates in a known per se, a polyolic medium. Depending on the molecular weight and solubility in the base polyol, the reaction products of reactive flame retardant component and isocyanate are present as a clear solution or a stable finely divided dispersion of low viscosity is formed.
Die verwendeten Polyole sind Polyether- und/oder Polyesteralkohole.The polyols used are polyether and / or polyester alcohols.
Als Polyetheralkohole werden Alkoxylierungs-sowie Kondensationsprodukte mit Molekulargewichte zwischen 300 und 7000 eingesetzt. Es ist auch möglich, Polyesteralkohole mit vorwiegend endständigen Hydroxylgruppen und Molekulargewichten zwischen 500 und 4000 einzusetzen.As polyether alcohols alkoxylation and condensation products having molecular weights between 300 and 7000 are used. It is also possible to use polyester alcohols with predominantly terminal hydroxyl groups and molecular weights between 500 and 4000.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind alle zwei- und mehrfunktionellen Isocyanate, wie Diphenylmethandiisocyanät, Toluylendiisjcyanat und deren NCO-haltige Prepolymere geeignet.For carrying out the process according to the invention, all difunctional and polyfunctional isocyanates, such as diphenylmethane diisocyanate, toluylene diisocyanate and their NCO-containing prepolymers are suitable.
Die den Flammschutz bewirkende Komponente besteht aus Halogen, insbesondere Brom oder Chlor und/oder Phosphor und/oder Stickstoff enthaltenden Verbindungen.The flame retardant component consists of halogen, in particular bromine or chlorine and / or phosphorus and / or nitrogen-containing compounds.
Mit dehTerfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich, Halogenpolyalkohole, wie z. B. Dibrombuten-(2)-diol(1.4), Dibromneopentylglykol, bromierte OH-funktionelle 2-Methylstyrenoligomere in eine polyolverträgliche flammschützende Form zu überführen. Die Umsetzung der reaktiven Flammschutzkomponente mit dem Unterschuß an Isocyanat im polyolischem Medium wird in einem Temperaturbereich von 2O0C bis 200°C, vorzugsweise 4O0C bis 1400C, in herkömmlichen Produktionseinrichtungen, wie Rührapparaturen, durchgeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß stabile Polyolkompositionen hergestellt werden können, die Feststoffteilchen hoher Dichte enthalten. Dieses Ergebnis war nicht zu erwarten, da in Analogie zu den Dispersionen mit anorganischen Füllstoffen beziehungsweise zu Dispersionen auf der Grundlage organischer Stoffe höherer Dichte, wie Aminoplasten, erhebliche Stabilitätsprobleme auftreten. In Anbetracht des stöchiometrischen Unterschusses an Isocyanat—also bei geringer Wahrscheinlichkeit einer Pfropf reaktion an den OH- Gruppen des Polyols-war im Gegenteil die Entstehung äußerst instabiler Produkte sehr wahrscheinlich.With dehTerfindungsgemäßen process, it is also possible to Halogenpolyalkohole, such as. B. Dibromobuten- (2) -diol (1.4), Dibromneopentylglykol, brominated OH-functional 2-Methylstyrenoligomere to convict in a polyol compatible flame retardant form. The reaction of the reactive flame retardant component with the deficiency of isocyanate in polyolischem medium is in a temperature range from 2O 0 C to 200 ° C, preferably 4O 0 C to 140 0 C, in conventional production facilities, such as stirring apparatus is performed. The process of the invention has the advantage that stable polyol compositions containing high density particulates can be prepared. This result was not to be expected since, in analogy to the dispersions with inorganic fillers or to dispersions based on organic substances of higher density, such as aminoplasts, considerable stability problems occur. In view of the stoichiometric deficit of isocyanate-that is, the low probability of a grafting reaction on the OH groups of the polyol-on the contrary, the formation of highly unstable products was very likely.
-2- 715 50-2- 715 50
Durch den Einsatz von Produkten mit solchen Hydroxylgruppen, wie in Bis-(chloralkyl)N-N' -alkanoiaminomethylphosphonaten, deren Reaktivität durch die im Molekül vorhandenen Heteroatome beeinträchtigt wird, in Konkurrenz zu den unbeeinträchtigten Hydroxylgruppen des Polyols gelingt eine bevorzugte Reaktion mit Isocyanaten und es entstehen niedrigviskose Produkte. Weiterhin gelingt es durch das erfindungsgemäße Verfahren Halogenpolyalkohole wie 2,3 Dibrombuten-(2)-diol (1,4), Dibromneopentylglykol, bromierte OH-funktionelle 2-Methylstyrenoligomere in eine polyolverträgliche Form zu überführen. Es war nicht zu erwarten, daß Umsetzungsprodukte, die aus o.g. halogenierten Verbindungen und einem stöchiometrischen Unterschuß an Isocyanaten im Polyol hergestellt wurden, einen großen Verträglichkeitsbereich mit dem Polyol aufweisen, denn diese Umsetzungsprodukte stellen ja ein Gemisch aus in reiner Form ohnehin unlöslichen halogenierten Alkoholen sowie unlöslichen Polyurethanen dar.The use of products having such hydroxyl groups as in bis (chloroalkyl) N, N'-alkanoiaminomethylphosphonates, whose reactivity is adversely affected by the heteroatoms present in the molecule, in competition with the unimpaired hydroxyl groups of the polyol, achieves a preferred reaction with isocyanates and produces low viscosity Products. Furthermore, it is possible by the process according to the invention halopolyalcohols such as 2,3 Dibrombuten- (2) -diol (1,4), Dibromneopentylglykol, brominated OH-functional 2-Methylstyrenoligomere to convert into a polyol compatible form. It was not expected that reaction products from o.g. halogenated compounds and a stoichiometric deficiency of isocyanates in the polyol were prepared, have a large compatibility range with the polyol, because these reaction products are indeed a mixture of pure form anyway insoluble halogenated alcohols and insoluble polyurethanes.
Der Hauptvorteil des Verfahrens besteht darin, daß die Verträglichkeits- und Verarbeitungsprobleme vieler reaktiver Flammschutzmittel durch die erfindungsgemäße Umsetzung, die zu stabilen Dispersionen oder Lösungen der Umsetzungsprodukte in der Polyolkomposition führt, überwunden werdenThe main advantage of the process is that the compatibility and processing problems of many reactive flame retardants are overcome by the reaction of the invention resulting in stable dispersions or solutions of the reaction products in the polyol composition
Die Erfindung soll nachstehend an 8 Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. The invention will be explained in more detail below to 8 exemplary embodiments.
In einer Rührapparatur mit Temperaturanzeige und Rückflußkühlung werden 54200 g eines Polyetheralkohls der OHZ = 47,6 mg KOH/g bei 25°C mit 4035g Bisfchlorpropyll-N.N-diethanolaminomethylphosphonat innig vermischt. Dazu werden 1980g Toluylendiisocyanat zudosiert und die Reaktionstemperatur auf 800C erhöht. Nach einer Reaktionszeit von 10 Stunden ist die Reaktion beendet und es entsteht eine stabile Polyolkomposition mit folgenden Kennwerten: Hydroxylzahl = 43,7mg KOH/g Wassergehalt = 0,17% Säurezahl = 0,47mg KOH/gIn a stirred apparatus with temperature display and reflux cooling 54200 g of a Polyetheralkohls the OHZ = 47.6 mg KOH / g at 25 ° C with 4035 g Bisfchlorpropyll-NN diethanolaminomethylphosphonat intimately mixed. To 1980g tolylene diisocyanate are added and the reaction temperature increased to 80 0 C. After a reaction time of 10 hours, the reaction is complete and there is a stable Polyolkomposition with the following characteristics: hydroxyl number = 43.7mg KOH / g water content = 0.17% acid number = 0.47 mg KOH / g
Viskosität = 1641 m Pas bei 250CViscosity = 1641 m Pas at 25 0 C.
Feststoffgehalt = 10%Solids content = 10%
In eine Rührapparatür mit Thermometer und Rückflußkühlung werden 46530g eines Polyetheralkohols der OHZ = 47,6 mg KOH/g bei Raumtemperatur mit 3245g Bis-(chlorpropyl)-N.N-diethanolaminomethylphosphonat innig vermischt. Nach Zudosierung von 1925 g Toluylendiisocyanat wird die Reaktionstemperatur auf 8O0C erhöht und die Umsetzung nach einer Zeit von 10 Stunden beendet. Die entstehende Dispersion zeichnet sich durch folgende Kennwerte aus Hydroxylzahl = 41,9mg KOH/g Säurezahl = 0,56mg KOH/g46530 g of a polyether alcohol of OHN = 47.6 mg KOH / g are intimately mixed with 3245 g of bis (chloropropyl) -NN-diethanolaminomethylphosphonate at room temperature in a stirring apparatus with thermometer and reflux cooling. After addition of 1925 g of tolylene diisocyanate, the reaction temperature is raised to 8O 0 C and the reaction is completed after a period of 10 hours. The resulting dispersion is characterized by the following characteristic values: hydroxyl number = 41.9 mg KOH / g acid number = 0.56 mg KOH / g
Wassergehalt = 0,094% Viskosität = 2028 m PasWater content = 0.094% viscosity = 2028 m Pas
Feststoffgehait = 10%Solid content = 10%
Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2
In einer Laborrührapparatur werden 200 g eines Polyetheralkohols der OHZ = 48,3 mg KOH/g bei 250C mit 34g Bis-(chlorpropyl)-N.N-diethanolaminomethylphosphonat gut vermischt.In a laboratory stirred apparatus 200 g of a polyether alcohol OHZ = 48.3 mg KOH / g at 25 0 C with 34 g of bis (chloropropyl) -NN-diethanolaminomethylphosphonat well.
Dazu gibt man 16g Toluylendiisocyanat und heizt das Reaktionsgemisch auf eine Temperatur von 700C auf. Nachdem der Gehalt an freiem Isocyanat auf Null% gesunken ist, wird eine stabile Polyolkomposition mit folgenden Qualitätsparametern erhalten:To this is added 16 g of tolylene diisocyanate and the reaction mixture is heated to a temperature of 70 0 C. After the content of free isocyanate has dropped to zero%, a stable polyol composition with the following quality parameters is obtained:
Hydroxylzahl = 38,6mg KOH/gHydroxyl number = 38.6 mg KOH / g
Säurezahl = 0,771 mg KOH/gAcid number = 0.771 mg KOH / g
Wassergehalt = 0,09%Water content = 0.09%
Viskosität = 5100mPasbei25°CViscosity = 5100mPasbei25 ° C
Feststoffgehalt = 20%Solids content = 20%
2125 g eines Polyetheralkohols der OHZ = 47,2 mg KOH/g werden in einer Rührapparatur mit Thermometer und Rückflußkühler mit255g eines Bis-lchlorpropyON.N-dipropanolaminomethylphosphonatvermischtund dazu werden 120g Toluylendiisocyanat dosiert. Anschließend wird das Reaktionsgemisch über 9 Stunden bei einer Temperatur von 900C umgesetzt. Die stabile leicht gelb gefärbte Polyolkomposition besitzt die Kennwerte:2125 g of a polyether alcohol of OHN = 47.2 mg KOH / g are mixed in a stirred apparatus with thermometer and reflux condenser with 255 g of a bis-l-chloropropyl-N-dipropanolaminomethylphosphonate and to this 120 g of tolylene diisocyanate are metered. Subsequently, the reaction mixture is reacted for 9 hours at a temperature of 90 0 C. The stable slightly yellow colored polyol composition has the characteristic values:
Hydroxylzahl = 41,4mg KOH/gHydroxyl number = 41.4 mg KOH / g
Säurezahl = 0,623mg KOH/gAcid number = 0.623 mg KOH / g
Wassergehalt = 0,06%Water content = 0.06%
Viskosität = 3990m Pas bei 250CViscosity = 3990m Pas at 25 0 C.
Feststoffgehalt = 15% _Solids content = 15% _
Ausführungsbeispiei 4Exemplary embodiment 4
In einer Rührapparatur werden 7125g eines Polyetheralkohols der OHZ = 45,2 mg KOH/g mit 255 g Bis(chlorpropyl)N.N-diethanolaminomethylphosphonat bei 250C verrührt und anschließend werden 120g Toluylendiisocyanat zudosiert. Die Reaktion, die bei einer Temperatur von 1000C über 8 Stunden durchgeführt wird, erbringt eine stabile Polyolkomposition folgender Qualität:In a stirred apparatus, 7125 g of a polyether alcohol OHZ = 45.2 mg KOH / g with 255 g of bis (chloropropyl) NN diethanolaminomethylphosphonat stirred at 25 0 C and then 120 g of toluene diisocyanate are added. The reaction, which is carried out at a temperature of 100 0 C for 8 hours, provides a stable Polyolkomposition following quality:
OHZ = 43 mg KOH/gOH = 43 mg KOH / g
SZ = 0,77 mg KOH/gSZ = 0.77 mg KOH / g
H2O = 0,07%H 2 O = 0.07%
Viskosität = 1 312 m Pas bei 25°CViscosity = 1 312 m Pas at 25 ° C
Feststoffgehalt =5%Solids content = 5%
-3- 715 50-3- 715 50
Ausführungsbeispiel 5Embodiment 5
In einem Sulfierkolben mit Thermometer, Rührerund Rückflußkühler werden 481 g eines Polyetheralkohols der OHZ = 46,2 mg KOH/g bei 25°Cmit80g Bis-lchlorpropyO-N.N-diethanolaminomethylphosphonat vermischt. 17,4g Toluylendiisocyanat unter Rühren zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird auf eine Temperatur von 90°C gebracht und die Reaktion nach 9 Stunden beendet. Es entsteht eine weiße Polyolkomposition mit den Kennwerten:In a sulfonating flask equipped with thermometer, stirrer and reflux condenser, 481 g of a polyether alcohol OHZ = 46.2 mg KOH / g at 25 ° C mixed with 80g Bis-lchlorpropyO-N, N-diethanolaminomethylphosphonat. 17.4 g of tolylene diisocyanate added with stirring. The reaction mixture is brought to a temperature of 90 ° C and the reaction is complete after 9 hours. The result is a white polyol composition with the characteristics:
Hydroxylzahl = 40,2 mg KOH/gHydroxyl number = 40.2 mg KOH / g
Säurezahl = 0,7 mg KOH/gAcid number = 0.7 mg KOH / g
Wassergehalt = 0,1 %Water content = 0.1%
Viskosität = 3900 m Pas bei 25°CViscosity = 3900 m Pas at 25 ° C
Feststoffgehalt = 17%Solids content = 17%
Ausführungsbeispiel 6 >Embodiment 6>
In einem Sulfierkolben werden 420g 2,3Dibrombuten-(2)-diol (1.4) bei einer Temperatur von 110°C in 1785g eines Polyalkylenglykols der Hydroxylzahl von 46,8 mg KOH/g gelöst. Nach dem Abkühlen des Reaktionsproduktes auf eine Temperatur von 800C werden 280 g Toluylendiisocyanat hinzugefügt und es entsteht nach 10 Stunden Reaktionszeit eine braune klare hochviskose Lösung mit folgenden Kennwerten:In a sulphonation flask, 420 g 2,3Dibrombuten- (2) -diol (1.4) are dissolved at a temperature of 110 ° C in 1785 g of a polyalkylene glycol having a hydroxyl value of 46.8 mg KOH / g. After cooling the reaction product to a temperature of 80 0 C, 280 g of tolylene diisocyanate are added and there is formed after 10 hours of reaction time, a brown clear highly viscous solution with the following characteristics:
Hydroxylzahl = 39,5mg KOH/gHydroxyl number = 39.5 mg KOH / g
Säurezahl = 0,52mg KOH/gAcid number = 0.52 mg KOH / g
Wassergehalt = 0,065%Water content = 0.065%
Viskosität = 24280 m Pas bei 25°CViscosity = 24280 m Pas at 25 ° C
Bromgehalt =11,1%Bromine content = 11.1%
Ausführungsbeispiei 7Exemplary embodiment 7
In 357 g eines Polyesteralkohols der OHZ = 51,4 mg KOH/g werden in einem Sulfierkolben mit Thermometer und Rückflußkühler 84g 2,3 Dibrombuten-(2)-diol(1,4) bei 120°C aufgelöst. Nach Abkühlung des Produktes auf 900C werden 50g Toluylendiisocyanat zudosiert und die Temperatur erneut auf 1500C erhöht. Nach einer Reaktionszeit von 8,5 Stunden entsteht ein klares hochviskoses Produkt folgender Qualität: Hydroxylzahl = 49,8 mg KOH/g Säurezahl = 0,82mg KOH/gIn 357 g of a polyester alcohol OHZ = 51.4 mg KOH / g are dissolved in a sulfonation flask with a thermometer and reflux condenser 84g 2.3 Dibrombuten- (2) -diol (1.4) at 120 ° C. After cooling the product to 90 0 C, 50 g of toluene diisocyanate are added and the temperature is increased again to 150 0 C. After a reaction time of 8.5 hours, a clear high-viscosity product of the following quality is obtained: hydroxyl number = 49.8 mg KOH / g acid number = 0.82 mg KOH / g
Wassergehalt = 0,1% Viskosität = 18940m PasWater content = 0.1% viscosity = 18940m Pas
Bromgehalt = 10,2%Bromine content = 10.2%
In einem 1,51 Sulfierkoiben werden 252g 2,3Dibrombuten-(2)-diol(1,4) in 714g eines Polyetheralkohols der OHZ = 46,8mg KOH/g bei 1200C vollständig gelöst. Dazu gibt man unter rühren 118g Toluylendiisocyanat und führt die Reaktion über einen Zeitraum von 8 Stunden aus. Es entsteht eine viskose klare braune Lösung mit folgenden Parametern:252g 2,3Dibrombuten- (2) -diol (1,4) in 714g of a polyether alcohol OHZ = 46.8mg KOH / g at 120 0 C are completely dissolved in a 1,51 Sulfierkoiben. 118 g of tolylene diisocyanate are added while stirring and the reaction is carried out over a period of 8 hours. The result is a viscous clear brown solution with the following parameters:
Hydroxylzahl =Hydroxyl number =
Säurezahl =Acid number =
Wassergehalt =Water content
Viskosität =Viscosity =
Bromgehalt =Bromine content
53,4mg KOH/g53.4 mg KOH / g
0,8 mg KOH/g0.8 mg KOH / g
0,09%0.09%
21 000 m Pas bei 25°C21,000 m Pas at 25 ° C
13,9%13.9%
Claims (3)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DD27155084A DD232712A1 (en) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | PROCESS FOR PREPARING A FLAME-RESISTANT POLYMER COMPOSITION |
Applications Claiming Priority (1)
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DD27155084A DD232712A1 (en) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | PROCESS FOR PREPARING A FLAME-RESISTANT POLYMER COMPOSITION |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DD232712A1 true DD232712A1 (en) | 1986-02-05 |
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ID=5563937
Family Applications (1)
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DD27155084A DD232712A1 (en) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | PROCESS FOR PREPARING A FLAME-RESISTANT POLYMER COMPOSITION |
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DD (1) | DD232712A1 (en) |
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