DE102014215380B4 - Nitrogen-containing compounds suitable for use in the manufacture of polyurethanes - Google Patents

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Abstract

Verwendung zumindest einer stickstoffhaltigen Verbindung und/oder einer entsprechenden quaternisierten und/oder protonierten Verbindung zur Herstellung von solchen Polyurethanhartschaumstoffen, die zu geringeren Verfärbungen von Kunststoffen führen,dadurch gekennzeichnet, dass die stickstoffhaltige Verbindung der Formel (IVc) genügtUse of at least one nitrogen-containing compound and/or a corresponding quaternized and/or protonated compound for producing rigid polyurethane foams which lead to less discoloration of plastics, characterized in that the nitrogen-containing compound satisfies the formula (IVc).

Description

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Feld der stickstoffhaltigen Verbindungen, insbesondere der Amine, und der Polyurethane. Sie betrifft die Verwendung zumindest einer stickstoffhaltigen Verbindungen der Formel (IVc), entsprechend quaternisierter und/oder protonierter Verbindungen, zur Herstellung von Polyurethanhartschaumstoffen nach Maßgabe von Anspruch 1.The present invention is in the field of nitrogen-containing compounds, in particular amines, and polyurethanes. It relates to the use of at least one nitrogen-containing compound of the formula (IVc), corresponding to quaternized and/or protonated compounds, for the production of rigid polyurethane foams as claimed in claim 1.

Die Verwendung von tertiären Aminen bei der Herstellung von Polyurethanen ist bekannt. Dabei wird eine Vielzahl von strukturell unterschiedlichen Aminen als Katalysatoren eingesetzt.The use of tertiary amines in the manufacture of polyurethanes is known. A large number of structurally different amines are used as catalysts.

Als Polyurethane werden hier alle Reaktionsprodukte ausgehend von Isocyanaten, insbesondere von Polyisocyanaten, und entsprechend isocyanat-reaktiven Molekülen verstanden. Dies umfasst unter anderem auch Polyisocyanurate, Polyharnstoffe sowie Allophanat-, Biuret-, Uretdion-, Uretimin- oder Carbodiimid-enthaltende Isocyanat- oder Polyisocyanat-Reaktionsprodukte. Bevorzugt ist die Verwendung der tertiären Amine bei der Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten.All reaction products starting from isocyanates, in particular from polyisocyanates, and corresponding isocyanate-reactive molecules are understood here as polyurethanes. This also includes, inter alia, polyisocyanurates, polyureas and isocyanate or polyisocyanate reaction products containing allophanate, biuret, uretdione, uretimine or carbodiimide. The use of the tertiary amines in the production of polyisocyanate polyaddition products is preferred.

Polyurethansysteme sind z. B. Polyurethanbeschichtungen, Polyurethanadhäsive, Polyurethandichtmittel, Polyurethanelastomere oder Polyurethanschaumstoffe, auch bezeichnet als Polyurethanschäume oder PU-Schäume.Polyurethane systems are z. B. polyurethane coatings, polyurethane adhesives, polyurethane sealants, polyurethane elastomers or polyurethane foams, also referred to as polyurethane foams or PU foams.

Besonders bei der Herstellung von Polyurethanschaumstoffen spielen tertiäre Amine eine wichtige Rolle, da hier die sogenannte Treibreaktion - Wasser reagiert mit Isocyanat unter Bildung von Kohlendioxid als Treibgas - und die Gelreaktion - Polyole reagieren mit Isocyanaten zu Urethanen, was zu einer Steigerung der Molmasse und entsprechender Vergelung führt - genau aufeinander abgestimmt sein müssen, damit ein qualitativ hochwertiger Schaum entstehen kann.Tertiary amines play an important role in the production of polyurethane foams in particular, since here the so-called blowing reaction - water reacts with isocyanate to form carbon dioxide as a blowing gas - and the gel reaction - polyols react with isocyanates to form urethanes, which leads to an increase in molecular weight and corresponding gelation leads - must be precisely matched to one another so that a high-quality foam can be produced.

Polyurethanschäume sind zelluläre und/oder mikrozelluläre Polyurethanmaterialen und können grob in geschlossenzellige oder teilweise geschlossenzellige Polyurethanhartschaumstoffe und offenzellige oder teilweise offenzellige Polyurethanweichschaumstoffe unterteilt werden. Polyurethanhartschaumstoffe werden vorwiegend als Dämmmaterialien zum Beispiel in Kühlschranksystemen oder bei der Wärmeisolation von Gebäuden eingesetzt. Polyurethanweichschaumstoffe werden in einer Vielzahl von technischen Anwendungen in Industrie und privatem Bereich eingesetzt, beispielsweise zur Geräuschdämmung, zur Herstellung von Matratzen oder zur Polsterung von Möbeln. Einen besonders wichtigen Markt für verschiedene Typen von PU-Schäumen, wie konventionelle Weichschaumstoffe auf Ether- oder Esterpolyolbasis, Kaltweichschaumstoffe, im Folgenden auch als Kaltschäume (häufig auch als „High Resilience“ (HR) Schäume) bezeichnet, und Hartschäume, sowie Schäume deren Eigenschaften zwischen diesen Klassifizierungen liegen, stellt die Automobilindustrie dar. Es können hier zum Beispiel Hartschäume als Dachhimmel, Esterschäume zur Innenverkleidung der Türen sowie für ausgestanzte Sonnenblenden, Kalt- und Weichschäume für Sitzsysteme und Matratzen verwendet werden.Polyurethane foams are cellular and/or microcellular polyurethane materials and can be broadly divided into closed-cell or partially closed-cell rigid polyurethane foams and open-cell or partially open-cell flexible polyurethane foams. Rigid polyurethane foams are mainly used as insulating materials, for example in refrigerator systems or for the thermal insulation of buildings. Flexible polyurethane foams are used in a large number of technical applications in industry and in the private sector, for example for noise insulation, for the manufacture of mattresses or for upholstering furniture. A particularly important market for various types of PU foams, such as conventional flexible foams based on ether or ester polyols, flexible cold foams, also referred to below as cold foams (often also referred to as "high resilience" (HR) foams), and rigid foams, as well as foams with their properties The automotive industry represents what lies between these classifications. Here, for example, rigid foams can be used as headliners, ester foams for the interior lining of the doors and for punched sun visors, cold and flexible foams for seating systems and mattresses.

Mit Blick auf Weichschaumstoffe kann auch zwischen Kaltweichschaumstoffen und Heißweichschaumstoffen unterschieden werden, wie z.B. in EP 2042 534 A1 beschrieben, worauf hier im vollen Umfang Bezug genommen wird.With regard to flexible foams, a distinction can also be made between cold flexible foams and hot flexible foams, such as in EP 2042 534 A1 described, which is incorporated herein by reference in its entirety.

Es besteht nach wie vor der Bedarf an weiteren alternativen stickstoffhaltigen Katalysatoren, die zur Herstellung von Polyurethanen, insbesondere Polyurethanschaumstoff geeignet sind, der vorzugsweise zu geringeren Verfärbungen von Kunststoffen führt.There is still a need for further alternative nitrogen-containing catalysts which are suitable for the production of polyurethanes, in particular polyurethane foam, which preferably leads to less discoloration of plastics.

JP H08-259655 A offenbart den Einsatz von Amin-Katalysatoren, wie z.B. Hydroxyethylpyrrolidin, zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen. JP H08-259655 A discloses the use of amine catalysts, such as hydroxyethylpyrrolidine, for the production of polyurethane foams.

WO 2005/111109 A1 offenbart stickstoffhaltige Verbindungen, wie z.B. N-Aminopropylpyrrolidin, als Katalysatoren für die Herstellung von Polyurethanschäumen. WO 2005/111109 A1 discloses nitrogen-containing compounds, such as N-aminopropylpyrrolidine, as catalysts for the production of polyurethane foams.

DE 10 2009 003 274 A1 offenbart den kombinierten Einsatz von Aminen und Polyether-Siloxan-Copolymeren bei der Herstellung von Polyurethanschäumen. DE 10 2009 003 274 A1 discloses the combined use of amines and polyether-siloxane copolymers in the production of polyurethane foams.

EP 0 495 249 A1 offenbart die Verwendung von N-(Aminoalkyl-)pyrrolidinen als Katalysatoren zur Herstellung von Polyurethanweichschäumen zu verwenden. EP 0 495 249 A1 discloses the use of N-(aminoalkyl)pyrrolidines as catalysts for the production of flexible polyurethane foams.

Konkrete Aufgabe der vorliegenden Erfindung war deshalb die Bereitstellung eines alternativen Katalysators zur Herstellung von Polyisocyanat-Reaktionsprodukten, vorzugsweise Polyurethanen, insbesondere von Polyurethanschaumstoffen, die vorzugsweise zu geringeren Verfärbungen von Kunststoffen führen.A specific object of the present invention was therefore to provide an alternative catalyst for the production of polyisocyanate reaction products, preferably polyurethanes, in particular polyurethane foams, which preferably lead to less discoloration of plastics.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass Verbindungen der nachfolgenden Formel (IVc), die entsprechenden quaternisierten und/oder protonierten Verbindungen diese Aufgabe lösen, d.h. sowohl der Einsatz der Verbindungen der Formel (IVc), als auch der Einsatz der entsprechenden protonierten Verbindungen als auch der Einsatz der entsprechenden quaternisierten Verbindungen als auch der Einsatz von entsprechenden Mischungen löst jeweils die genannte Aufgabe.Surprisingly, it has been found that compounds of the formula (IVc) below, the corresponding quaternized and/or protonated compounds, solve this problem, i.e. both the use of the compounds of the formula (IVc) and the use of the corresponding protonated compounds and the use of the corresponding quaternized compounds and the use of corresponding mixtures each solves the stated task.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung zumindest einer stickstoffhaltigen Verbindung und/oder einer entsprechenden quaternisierten und/oder protonierten Verbindung zur Herstellung von solchen Polyurethanhartschaumstoffen, die zu geringeren Verfärbungen von Kunststoffen führen, wobei die stickstoffhaltige Verbindung der Formel (IVc) genügt

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The present invention relates to the use of at least one nitrogen-containing compound and/or a corresponding quaternized and/or protonated compound for producing rigid polyurethane foams which lead to less discoloration of plastics, the nitrogen-containing compound of the formula (IVc) being sufficient
Figure DE102014215380B4_0002

Der Ausdruck „Verwendung zumindest einer stickstoffhaltigen Verbindung, einer entsprechenden quaternisierten und/oder protonierten Verbindung“ umfasst im Sinne dieser Erfindung hier und im weiteren den Einsatz der betreffenden stickstoffhaltigen Verbindung als auch den Einsatz der entsprechenden protonierten Verbindungen als auch den Einsatz der entsprechenden quaternisierten Verbindungen als auch den Einsatz von entsprechenden Mischungen.The expression "use of at least one nitrogen-containing compound, a corresponding quaternized and / or protonated compound" includes in the context of this invention here and in the following the use of the relevant nitrogen-containing compound as well as the use of the corresponding protonated compounds and the use of the corresponding quaternized compounds as also the use of appropriate mixtures.

Die erfindungsgemäß verwendete stickstoffhaltige Verbindung nach der Formel (IVc) sowie entsprechend quaternisierte und/oder protonierte Verbindungen, sowie Mischungen der vorgenannten, sind als Katalysatoren zur Herstellung von Polyisocyanat-Reaktionsprodukten, vorzugsweise von Polyurethanen, insbesondere von Polyurethanschaumstoffen geeignet und können sowohl die Gel- als auch die Treib-Reaktion bei der Verschäumung, sowie vorteilhafterweise weitere Isocyanat-Reaktionen, wie im Folgenden beschrieben, katalysieren.The nitrogen-containing compound of the formula (IVc) used according to the invention and correspondingly quaternized and/or protonated compounds, and mixtures of the aforementioned, are suitable as catalysts for the production of polyisocyanate reaction products, preferably polyurethanes, in particular polyurethane foams, and can be both the gel and also catalyze the blowing reaction during foaming, and advantageously other isocyanate reactions, as described below.

Die Erfindung ermöglicht die Bereitstellung von Polyurethanhartschaumstoffen, die zu geringeren Verfärbungen von Kunststoffen führen.The invention makes it possible to provide rigid polyurethane foams which lead to less discoloration of plastics.

Die Anwesenheit von Polyurethansystemen, insbesondere von Polyurethanschaumstoffen, insbesondere in Automobilinnenräumen, kann gewöhnlich dazu führen, dass andere Kunstoffteile, insbesondere bestehend aus PVC, verfärbt werden. Beispielsweise kann es zur Verfärbung von Kunststoffbezügen, beispielsweise dem Kunstoffbezug von Dachhimmeln in Automobilen, kommen. Es wurde im Rahmen dieser Erfindung herausgefunden, dass für diese Verfärbungen die Anwesenheit von Polyurethansystemen, insbesondere Schaumstoffen, ursächlich ist. Jetzt wurde überraschend gefunden, dass die erfindungsgemäß bereitgestellten Polyurethanhartschaumstoffe zu geringeren Verfärbungen von diesen Kunststoffen führen, verglichen mit Polyurethansystemen nach dem Stand der Technik, beinhaltend konventionelle Amin-Katalysatoren. Also ermöglicht unsere Erfindung somit die Bereitstellung von Polyurethanhartschaumstoffen, vorzugsweise für die Anwendung in der Automobilindustrie, insbesondere in Automobilinnenräumen, beispielsweise als Dachhimmel, Innenverkleidungen von Türen, ausgestanzte Sonnenblenden, Lenkräder und/oder Sitzsysteme, wobei die erfindungsgemäß bereitgestellten Polyurethanhartschaumstoffe insbesondere zu geringeren Verfärbungen von Kunststoffen, insbesondere Kunststoffbezügen, insbesondere in Automobilinnenräumen führen, verglichen mit dem Einsatz konventioneller Polyurethansysteme. Dies kann insbesondere an Hand eines PVC-Verfärbungs-Tests gemäß der Volkswagen-Prüfvorschrift VW PV 3937 gezeigt werden.The presence of polyurethane systems, especially polyurethane foams, especially in automobile interiors, can usually cause other plastic parts, especially those made of PVC, to become discolored. For example, discoloration of plastic covers, for example the plastic cover of headliners in automobiles, can occur. It was found within the scope of this invention that the presence of polyurethane systems, in particular foams, is the cause of this discoloration. Surprisingly, it has now been found that the rigid polyurethane foams provided according to the invention lead to less discoloration of these plastics compared to prior art polyurethane systems containing conventional amine catalysts. Our invention thus enables the provision of rigid polyurethane foams, preferably for use in the automotive industry, in particular in automotive interiors, for example as headliners, interior door panels, punched sun visors, steering wheels and / or seat systems, the rigid polyurethane foams provided according to the invention in particular leading to less discoloration of plastics , in particular plastic covers, especially in automobile interiors, compared to the use of conventional polyurethane systems. This can be shown in particular using a PVC discoloration test in accordance with Volkswagen test specification VW PV 3937.

Vorteilhafterweise ermöglicht die vorliegende Erfindung zudem eine Verminderung oder Vermeidung der katalysebedingten Emissionen bei der Herstellung von Polyurethanschäumen.Advantageously, the present invention also makes it possible to reduce or avoid emissions caused by catalysis in the production of polyurethane foams.

Insbesondere besteht ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung darin, dass die erfindungsgemäß verwendete stickstoffhaltige Verbindung nach der Formel (IVc), entsprechend quaternisierte und/oder protonierte Verbindungen, sowie Mischungen der vorgenannten, vorteilhafterweise emissionsarm, bevorzugt frei hinsichtlich typischer unerwünschter Emissionen der resultierenden Polyurethanschäume sind, nämlich vorteilhafterweise emissionsarm hinsichtlich Emissionen stickstoffhaltiger Verbindungen, im Folgenden auch Amin-Emissionen genannt, vorteilhafterweise emissionsarm hinsichtlich Emissionen von Dimethylformamid (DMF), sowie vorteilhafterweise emissionsarm hinsichtlich Aldehydemissionen, insbesondere hinsichtlich von Formaldehydemissionen.In particular, an additional advantage of the invention is that the nitrogen-containing compound of the formula (IVc) used according to the invention, correspondingly quaternized and/or protonated compounds, and mixtures of the aforementioned, are advantageously low in emissions, preferably free of typical undesirable emissions from the resulting polyurethane foams, viz advantageously low in emissions with regard to emissions of nitrogenous compounds, also referred to below as amine emissions, advantageously low in emissions with regard to emissions of dimethylformamide (DMF), and advantageously low-emission in terms of aldehyde emissions, especially in terms of formaldehyde emissions.

„Emissionsarm“ hinsichtlich von Aminen umfasst im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere, dass der Polyurethanschaumstoff, eine Amin-Emission von ≥ 0 µg/m3 und ≤ 40 µg/m3, vorzugsweise ≤ 10 µg/m3, besonders bevorzugt ≤ 5 µg/m3, aufweist, entsprechend ermittelt nach dem Prüfkammerverfahren in Anlehnung an die DIN-Norm DIN EN ISO 16000-9:2008-04, 24 Stunden nach Prüfkammerbeladung, und/oder dass der Polyurethanschaumstoff, vorzugsweise zur Herstellung von Polyurethanen für die Anwendung in der Automobilindustrie, insbesondere in Automobilinnenräumen, beispielsweise als Dachhimmel, Innenverkleidung von Türen, ausgestanzte Sonnenblenden, Lenkräder und/oder Sitzsysteme, eine Amin-Emission, im Folgenden auch als VOC-Emission oder VOC-Wert nach VDA 278 bezeichnet (VOC = Volatile Organic Compounds), von ≥ 0 µg/g und ≤ 40 µg/g, vorzugsweise ≤ 10 µg/g, besonders bevorzugt ≤ 5 µg/g, aufweist, entsprechend des VDA 278 Analyseverfahrens in der Version vom Oktober 2011, „Thermodesorptionsanalyse organischer Emissionen zur Charakterisierung nichtmetallischer KFZ-Werkstoffe“ (30 Minuten bei 90 °C), und/oder das der Polyurethanschaum, vorzugsweise zur Herstellung von Polyurethanen für die Anwendung in der Automobilindustrie, insbesondere in Automobilinnenräumen, beispielsweise als Dachhimmel, Innenverkleidung von Türen, ausgestanzte Sonnenblenden, Lenkräder und/oder Sitzsysteme, eine Amin-Emission, im Folgenden auch Fog-Emission oder Fog-Wert nach VDA 278 (Fog: schwer flüchtige Substanzen, die bei Raumtemperatur leicht kondensieren und zum Foggingbeschlag an der Windschutzscheibe beitragen) genannt, von ≥ 0 µg/g und ≤ 40 µg/g, vorzugsweise ≤ 10 µg/g, besonders bevorzugt ≤ 5 µg/g, aufweist, entsprechend des VDA 278 Analyseverfaherens in der Version vom Oktober 2011 (60 Minuten bei 120 °C). VDA ist der Verband der Automobilindustrie (www.vda.de). Je nach Anwendungsgebiet der Polyurethanschaumstoffe, beispielsweise bei der Anwendung in der Automobil-Industrie, kann es je nach Fahrzeughersteller-Spezifikation Grenzen für die Gesamtemissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOCges, und/oder Fogges) geben, beispielsweise VOCges ≤ 100 µg/g und/oder Fogges ≤ 250 µg/g. Umso wichtiger ist es, dass der Beitrag der Amine zur Gesamtemission (VOCAmin und/oder FogAmin) möglichst klein ist. Die im Sinne der vorliegenden Erfindung gewählten Bestimmungsmethoden in Anlehnung an die DIN-Norm DIN EN ISO 16000-9:2008-04 und die VDA 278 sind im Beispielteil detailliert erläutert.In the context of the present invention, “low-emission” with regard to amines includes in particular that the polyurethane foam has an amine emission of ≧0 μg/m 3 and ≦40 μg/m 3 , preferably ≦10 μg/m 3 , particularly preferably ≦5 μg /m 3 , determined according to the test chamber method based on the DIN standard DIN EN ISO 16000-9:2008-04, 24 hours after test chamber loading, and/or that the polyurethane foam, preferably for the production of polyurethanes for use in in the automotive industry, especially in automotive interiors, for example as headliners, interior door panels, punched sun visors, steering wheels and/or seat systems, amine emissions, hereinafter also referred to as VOC emissions or VOC values according to VDA 278 (VOC = Volatile Organic Compounds). ), of ≧0 μg/g and ≦40 μg/g, preferably ≦10 μg/g, particularly preferably ≦5 μg/g, according to the VDA 278 analysis method in the version from October 2011, “Thermodesorpti Analysis of organic emissions to characterize non-metallic automotive materials" (30 minutes at 90 °C), and/or that of polyurethane foam, preferably for the production of polyurethanes for use in the automotive industry, especially in automotive interiors, for example as headliners, interior door panels, stamped sun visors, steering wheels and/or seat systems, an amine emission, also referred to below as fog emission or fog value according to VDA 278 (fog: non-volatile substances that condense easily at room temperature and contribute to fogging on the windshield), from ≧0 μg/g and ≦40 μg/g, preferably ≦10 μg/g, particularly preferably ≦5 μg/g, according to the VDA 278 analysis method in the October 2011 version (60 minutes at 120° C.). VDA is the Association of the Automotive Industry (www.vda.de). Depending on the area of application of the polyurethane foams, for example when used in the automotive industry, there may be limits for the total emissions of volatile organic compounds (VOC tot and/or fog tot ) depending on the vehicle manufacturer's specifications, for example VOC tot ≤ 100 µg/g and/or Fog tot ≤ 250 µg/g. It is all the more important that the contribution of the amines to the total emissions (VOC amine and/or fog amine ) is as small as possible. The determination methods selected for the purposes of the present invention based on the DIN standard DIN EN ISO 16000-9:2008-04 and the VDA 278 are explained in detail in the example section.

„Emissionsarm“ hinsichtlich Emissionen von Dimethylformamid (DMF) bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere, dass die erfindungsgemäße stickstoffhaltige Verbindung nach der Formel (IVc) und/oder entsprechende Polyurethanschaumstoffe, hergestellt unter Verwendung der vorgenannten Verbindungen, eine DMF-Emission von ≥ 0 ppm und ≤ 5 ppm, vorzugsweise ≤ 1 ppm, besonders bevorzugt ≤ 0,1 ppm, aufweist."Low-emission" with regard to emissions of dimethylformamide (DMF) means in the context of the present invention in particular that the nitrogen-containing compound of the formula (IVc) according to the invention and / or corresponding polyurethane foams, produced using the aforementioned compounds, a DMF emission of ≥ 0 ppm and ≦5 ppm, preferably ≦1 ppm, particularly preferably ≦0.1 ppm.

„Emissionsarm“ hinsichtlich Emissionen von Aldehyden, insbesondere von Formaldehyd, bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere, dass der Polyurethanschaumstoff, die von den Schaumherstellern und der Möbelindustrie in Europa und der USA im Rahmen des freiwillig auferlegten Programms „CertiPUR“ festgelegten Grenzen für Aldehydemissionen, insbesondere für Formaldehydemissionen erfüllt und/oder dass der Austausch der konventionellen Katalysatoren, insbesondere von Aminen, besonders von tertiären Aminen, enthaltend eine oder mehrere N-Methyl- oder N,N-Dimethyl-Gruppen, nach dem Stand der Technik durch erfindungsgemäß einzusetzende stickstoffhaltige Verbindungen in der Formulierung eines entsprechenden Polyurethansystems zu einer Verbesserung der Aldehyd-, insbesondere Formaldehyd-bedingten Emissionen führt. Die Grenze für Formaldehydemissionen liegt laut „CertiPUR“ zum Beispiel für Matratzen bei 0,1 mg/m3 gemessen gemäß ASTM Methode D5116-97 „Small Chamber Test“ bei Konditionierung über 16 Stunden. Dem Fachmann sind unterschiedliche analytische Methoden zur Bestimmung von Aldehydemissionen bekannt. Beispielhaft seien hier VDA 275, VDA 277 oder auch VDA 278 genannt, ebenso sei auf diverse Kammertestmethoden hingewiesen. VDA ist der Verband der Automobilindustrie (www.vda.de). „VDA 275“, nach der Version vom Juli 1994, liefert ein Messverfahren zur Bestimmung der Aldehyd-, insbesondere der Formaldehydabgabe nach der modifizierten Flaschen-Methode, wobei als Derivatisierungsreagenz von Aldehyden neben dem üblicherweise verwendeten Acetylaceton (über photometrische Detektion) auch 2,4-Dinitrophenylhydrazin (2,4-DNP) (Detektion über HPLC nach externer Kalibrierung) eingesetzt werden kann um neben Formaldehyd auch Acetaldehyd und Propionaldehyd besser bestimmen zu können. Im Rahmen dieser Erfindung wird auf beide Verfahrensauslegungen dieser VDA 275 als bevorzugte Verfahren zur Bestimmung von Aldehyd-, insbesondere Formaldehydemissionen, Bezug genommen."Low-emission" with regard to emissions of aldehydes, in particular formaldehyde, means in the context of the present invention in particular that the polyurethane foam, the limits for aldehyde emissions set by the foam manufacturers and the furniture industry in Europe and the USA as part of the voluntarily imposed "CertiPUR" program, in particular for formaldehyde emissions and/or that the replacement of the conventional catalysts, in particular of amines, especially of tertiary amines, containing one or more N-methyl or N,N-dimethyl groups, according to the prior art by nitrogenous compounds to be used according to the invention in the formulation of a corresponding polyurethane system leads to an improvement in emissions caused by aldehydes, in particular formaldehyde. According to "CertiPUR", the limit for formaldehyde emissions for mattresses, for example, is 0.1 mg/m 3 measured according to ASTM method D5116-97 "Small Chamber Test" with conditioning for 16 hours. Various analytical methods for determining aldehyde emissions are known to those skilled in the art. Examples include VDA 275, VDA 277 or VDA 278, as well as various chamber test methods. VDA is the Association of the Automotive Industry (www.vda.de). "VDA 275", according to the version from July 1994, provides a measurement method for determining the release of aldehydes, in particular formaldehyde, according to the modified bottle method, whereby 2.4 -Dinitrophenylhydrazine (2,4-DNP) (detection via HPLC after external calibration) can be used to be able to better determine acetaldehyde and propionaldehyde in addition to formaldehyde. Within the scope of this invention, reference is made to both process designs of this VDA 275 as preferred processes for determining aldehyde, in particular formaldehyde, emissions.

Vorteilhafterweise ermöglicht die vorliegende Erfindung somit die Bereitstellung von Polyurethanschaumstoffen, die hinsichtlich Emissionen von stickstoffhaltigen Verbindungen, im Folgenden auch Amin-Emissionen genannt, auch bei unterschiedlichen Anforderungen besonders emissionsarm, bevorzugt frei von solchen Emissionen ist.Advantageously, the present invention thus makes it possible to provide polyurethane foams which, with regard to emissions of nitrogenous compounds, also referred to below as amine emissions, are particularly low in emissions, preferably free of such emissions, even with different requirements.

Vorteilhafterweise ermöglicht die vorliegende Erfindung somit die Bereitstellung von Polyurethanschaumstoffen, hergestellt unter Verwendung der vorgenannten stickstoffhaltigen Verbindungen, die hinsichtlich Emissionen von Dimethylformamid (DMF) auch bei unterschiedlichen Anforderungen besonders emissionsarm, bevorzugt frei von solchen Emissionen sind.Advantageously, the present invention thus makes it possible to provide polyurethane foams, produced using the aforementioned nitrogen-containing compounds, which are particularly low in emissions of dimethylformamide (DMF), even with different requirements, and are preferably free of such emissions.

Vorteilhafterweise trägt die vorliegende Erfindung bei zur Bereitstellung von Polyurethanschaumstoffen, hergestellt unter Verwendung der vorgenannten stickstoffhaltigen Verbindungen, die hinsichtlich Emissionen von Aldehyden, insbesondere von Formaldehyd, auch bei unterschiedlichen Anforderungen, emissionsärmer sind als entsprechende stickstoffhaltige Katalysatoren oder entsprechenden Polyurethansysteme, bei denen an Stelle der erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindungen konventionelle Katalysatoren, insbesondere tertiären Amine, enthaltend eine oder mehrere N-Methyl- oder N,N-Dimethyl-Gruppen, nach dem Stand der Technik, eingesetzt werden. Denn handelsübliche Amine oder PU-Systeme, enthaltend handelsübliche Amine, können ansonsten zum Beispiel aufgrund ihrer industriellen Herstellung Formaldehyd als Verunreinigung enthalten, beispielsweise in dem bei der Amin-Herstellung Formaldehyd oder Methanol als Alkylierungsmittel verwendet wurden.Advantageously, the present invention contributes to the provision of polyurethane foams, produced using the aforementioned nitrogen-containing compounds, which are lower in terms of emissions of aldehydes, in particular formaldehyde, even with different requirements, than corresponding nitrogen-containing catalysts or corresponding polyurethane systems, in which instead of the invention nitrogen-containing compounds conventional catalysts, in particular tertiary amines containing one or more N-methyl or N, N-dimethyl groups, according to the prior art, are used. This is because commercially available amines or PU systems containing commercially available amines can otherwise contain formaldehyde as an impurity, for example due to their industrial production, for example in which formaldehyde or methanol was used as the alkylating agent in the amine production.

Vorteilhafterweise trägt die vorliegende Erfindung außerdem zur Bereitstellung von geruchsarmen Polyurethanschaumstoffen bei. Geruchsarm bedeutet hier, dass das resultierende Polyurethansystem einen möglichst geringen Produktgeruch aufweist, insbesondere bei Verwendung der erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindungen als alternative Katalysatoren zu Katalysatoren nach dem Stand der Technik, was insbesondere durch olfaktorische Überprüfung durch ein Panel von geruchlich geschulten Personen überprüfbar ist.Advantageously, the present invention also contributes to the provision of low odor polyurethane foams. Low-odor here means that the resulting polyurethane system has as little product odor as possible, especially when using the nitrogen-containing compounds of the invention as alternative catalysts to catalysts according to the prior art, which can be checked in particular by an olfactory test by a panel of people trained in odors.

Vorteilhafterweise trägt die vorliegende Erfindung außerdem zur Verbesserung des Alterungsverhaltens, insbesondere zur Hitzebeständigkeit und/oder Alterungsbeständigkeit bei Temperierung (Wärmealterung), von Polyurethanschaumstoffen bei. Solche Alterungsphänomene sind oft eng mit der Wahl des Katalysatorsystems zur Herstellung der Polyurethansysteme verknüpft und führen in der Regel zu einer Materialermüdung. Mit den erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindungen kann die Hitzebständigkeit und/oder Haltbarkeit der entsprechenden Polyurethansysteme gegenüber Polyurethansystemen, die mit konventionellen Katalysatoren nach dem Stand der Technik hergestellt wurden, hier vorteilhafterweise verbessert werden. Vorteilhafterweise kann dieser Effekt insbesondere bei Polyurethanschaumstoffen, insbesondere im Sinne einer trockenen Wärmealterung nach der DIN-Norm DIN EN ISO 2440/A1:2009-01 beobachtet werden, insbesondere bei einer Temperatur von 70, 100, 120, 130 und/oder 140 °C und einer Alterungsdauer von 2, 4, 16, 22, 24, 48, 72 und/oder 168 Stunden bevorzugt bei 2, 24 und/oder 168 Stunden, wenn bei der Verschäumung erfindungsgemäße stickstoffhaltige Verbindungen nach Formel (IVc) als Alternativen zu strukturverwandten Katalysatoren nach dem Stand der Technik eingesetzt werden.Advantageously, the present invention also contributes to improving the aging behavior, in particular the heat resistance and/or aging resistance on tempering (heat aging), of polyurethane foams. Such aging phenomena are often closely linked to the choice of the catalyst system for the production of the polyurethane systems and generally lead to material fatigue. With the nitrogen-containing compounds according to the invention, the heat resistance and/or durability of the corresponding polyurethane systems can advantageously be improved here compared with polyurethane systems which have been produced using conventional catalysts according to the prior art. This effect can advantageously be observed in particular in the case of polyurethane foams, in particular in the sense of dry thermal aging according to DIN standard DIN EN ISO 2440/A1:2009-01, in particular at a temperature of 70, 100, 120, 130 and/or 140°C and an aging time of 2, 4, 16, 22, 24, 48, 72 and/or 168 hours, preferably 2, 24 and/or 168 hours, if nitrogen-containing compounds of the formula (IVc) according to the invention are used as alternatives to structurally related catalysts during foaming be used according to the state of the art.

Vorteilhafterweise ermöglicht die vorliegende Erfindung ein breiteres Verarbeitungsspiel bei der Herstellung von Polyurethansystemen, insbesondere von halbharten Polyurethanschäumen (offenzelligen Hartschäumen, beispielsweise zur Anwendung als Dachhimmel in Automobilinnenräumen). Das heißt, dass vorteilhafterweise eine größere Variationsbreite der Einsatzkonzentration der erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindungen ohne negative Beeinflussung der gewünschten Materialeigenschaften, beispielsweise der Offenzelligkeit des Schaums oder der Raumgewichtsverteilung über den Schaumblock, möglich ist gegenüber vergleichbaren oder für solche Anwendungen üblicherweise eingesetzten Amin-Katalysatoren nach dem Stand der Technik. Dies bedeutet eine enorme Arbeitserleichterung für den Anwender.Advantageously, the present invention allows for a wider processing latitude in the manufacture of polyurethane systems, particularly semi-rigid polyurethane foams (rigid open-cell foams, for example for use as headliners in automobile interiors). This means that advantageously a greater range of variation in the use concentration of the nitrogen-containing compounds according to the invention is possible without negatively affecting the desired material properties, for example the open-cell nature of the foam or the density distribution over the foam block, compared to comparable amine catalysts or those commonly used for such applications according to the prior art Technology. This means an enormous reduction in workload for the user.

Zur möglichen Quaternisierung der Verbindung der Formel (IVc) können alle als Quaternisierungsreagenz bekannten Reagenzien eingesetzt werden. Vorzugsweise werden als Quaternisierungsmittel Alkylierungsmittel, wie z. B. Dimethylsulfat, Methylchlorid oder Benzylchlorid, bevorzugt Methylierungsmittel wie insbesondere Dimethylsulfat verwendet. For the possible quaternization of the compound of the formula (IVc), all reagents known as quaternization reagents can be used. Preferred quaternizing agents are alkylating agents, such as e.g. B. dimethyl sulfate, methyl chloride or benzyl chloride, preferably methylating agents such as dimethyl sulfate used in particular.

Ebenso kann mit Alkylenoxiden wie zum Beispiel Ethylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid, vorzugsweise mit anschließender Neutralisation mit anorganischen oder organischen Säuren, quaternisiert werden.It is also possible to quaternize with alkylene oxides such as, for example, ethylene oxide, propylene oxide or butylene oxide, preferably with subsequent neutralization with inorganic or organic acids.

Die Verbindung der Formel (IVc) kann, sofern quaternisiert, einfach oder mehrfach quaternisiert sein. Vorzugsweise ist die Verbindung der Formeln (IVc) nur einfach quaternisiert. Bei einfacher Quaternisierung ist die Verbindung der Formel (IVc) vorzugsweise an einem Stickstoffatom quaternisiert, welches Teil eines Ringes, bevorzugt eines Pyrrolidin-Ringes, ist.If quaternized, the compound of the formula (IVc) can be monoquaternized or polyquaternized. The compound of the formula (IVc) is preferably only singly quaternized. In the case of simple quaternisation, the compound of formula (IVc) is preferably quaternised on a nitrogen atom which is part of a ring, preferably a pyrrolidine ring.

Die Verbindung der Formel (IVc) kann durch Umsetzung mit organischen oder anorganischen Säuren in die entsprechenden protonierten Verbindungen überführt werden. Diese protonierten Verbindungen können z.B. bevorzugt sein, wenn z.B. eine verlangsamte Polyurethan-Reaktion erzielt werden soll oder wenn das Reaktionsgemisch bei der Anwendung ein verbessertes Fließverhalten haben soll.The compound of the formula (IVc) can be converted into the corresponding protonated compounds by reaction with organic or inorganic acids. These protonated compounds can be preferred, for example, if, for example, a slower polyurethane reaction is to be achieved or if the reaction mixture is to have improved flow behavior in use.

Als organische Säuren können zum Beispiel alle nachfolgend genannten organischen Säuren, beispielsweise Carbonsäuren mit 1 bis 36 Kohlenstoffatomen (aromatisch oder aliphatisch, linear oder verzweigt), beispielsweise Ameisensäure, Milchsäure, 2-Ethylhexansäure, Salicylsäure und Neodecansäure, oder auch polymere Säuren wie z.B. Polyacryl- oder Polymethacrylsäuren eingesetzt werden. Als anorganische Säuren können z.B. Phosphorbasierende Säuren, Schwefel-basierende Säuren oder Bor-basierende Säuren eingesetzt werden.Organic acids which can be used are, for example, all of the organic acids mentioned below, for example carboxylic acids having 1 to 36 carbon atoms (aromatic or aliphatic, linear or branched), for example formic acid, lactic acid, 2-ethylhexanoic acid, salicylic acid and neodecanoic acid, or else polymeric acids such as polyacrylic acid, for example. or polymethacrylic acids can be used. As the inorganic acid, for example, phosphorus-based acid, sulfur-based acid or boron-based acid can be used.

Der Einsatz von Verbindungen der Formel (IVc), die nicht quaternisiert oder protoniert sind, ist im Sinne dieser Erfindung allerdings besonders bevorzugt.However, the use of compounds of the formula (IVc) which are not quaternized or protonated is particularly preferred for the purposes of this invention.

Die erfindungsgemäßen Gegenstände werden nachfolgend beispielhaft beschrieben, ohne dass die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränkt sein soll. Sind nachfolgend Bereiche, allgemeine Formeln oder Verbindungsklassen angegeben, so sollen diese nicht nur die entsprechenden Bereiche oder Gruppen von Verbindungen umfassen, die explizit erwähnt sind, sondern auch alle Teilbereiche und Teilgruppen von Verbindungen, die durch Herausnahme von einzelnen Werten (Bereichen) oder Verbindungen erhalten werden können. Werden im Rahmen der vorliegenden Beschreibung Dokumente zitiert, so soll deren Inhalt, insbesondere in Bezug auf den Sachverhalt, in dessen Zusammenhang das Dokument zitiert wurde, vollständig zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung gehören. Bei Prozentangaben handelt es sich, wenn nicht anders angegeben, um Angaben in Gewichtsprozent. Werden nachfolgend Mittelwerte angegeben, so handelt es sich, wenn nicht anderes angegeben, um Gewichtsmittel. Werden nachfolgend Parameter angegeben, die durch Messung bestimmt wurden, so wurden die Messungen, wenn nicht anders angegeben, bei einer Temperatur von 25 °C und einem Druck von 101.325 Pa durchgeführt.The objects according to the invention are described below by way of example, without the invention being restricted to these exemplary embodiments. If ranges, general formulas or compound classes are specified below, these should not only include the corresponding ranges or groups of compounds that are explicitly mentioned, but also all sub-ranges and sub-groups of compounds that are obtained by removing individual values (ranges) or compounds can become. If documents are cited in the context of the present description, their content, in particular with regard to the facts in which the document was cited, should belong entirely to the disclosure content of the present invention. Unless otherwise stated, percentages are percentages by weight. If mean values are given below, they are weight averages unless otherwise stated. If parameters are given below that were determined by measurement, the measurements were carried out at a temperature of 25° C. and a pressure of 101,325 Pa, unless otherwise stated.

Unter Polyurethan (PU) wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Produkt erhältlich durch Reaktion von Polyisocyanaten und Polyolen bzw. Verbindungen mit Isocyanat-reaktiven Gruppen verstanden. Es können hierbei neben dem Polyurethan auch weitere funktionelle Gruppen gebildet werden, wie z.B. Uretdione, Carbodiimide, Isocyanurate, Allophanate, Biurete, Harnstoffe und/oder Uretimine. Daher werden unter PU im Sinne der vorliegenden Erfindung sowohl Polyurethan als auch Polyisocyanurat, Polyharnstoffe und Uretdion-, Carbodiimid-, Allophanat-, Biuret- und Uretimin-Gruppen enthaltende Polyisocyanat-Reaktionsprodukte verstanden. Unter Polyurethanschaum (PU-Schaum) wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung Schaum verstanden, der als Reaktionsprodukt basierend auf Polyisocyanaten und Polyolen bzw. Verbindungen mit Isocyanat-reaktiven Gruppen erhalten wird. Es können hierbei neben dem Namen gebenden, Polyurethan auch weitere funktionelle Gruppen gebildet werden, wie z.B. Allophanate, Biurete, Harnstoffe, Carbodiimide, Uretdione, Isocyanurate oder Uretimine. Daher werden unter PU-Schäumen im Sinne der vorliegenden Erfindung sowohl Polyurethanschäume (PUR-Schäume) als auch Polyisocyanurat-Schäume (PIR-Schäume) verstanden. Bevorzugte Polyurethanschäume sind Polyurethanhartschaumstoffe.In the context of the present invention, polyurethane (PU) is understood to mean in particular a product obtainable by reaction of polyisocyanates and polyols or compounds having isocyanate-reactive groups. In addition to the polyurethane, other functional groups can also be formed, such as uretdiones, carbodiimides, isocyanurates, allophanates, biurets, ureas and/or uretimines. For the purposes of the present invention, PU is therefore understood to mean both polyurethane and polyisocyanurate, polyureas and polyisocyanate reaction products containing uretdione, carbodiimide, allophanate, biuret and uretimine groups. In the context of the present invention, polyurethane foam (PU foam) is understood to mean foam which is obtained as a reaction product based on polyisocyanates and polyols or compounds with isocyanate-reactive groups. In addition to the polyurethane that gives the product its name, other functional groups can also be formed, such as allophanates, biurets, ureas, carbodiimides, uretdiones, isocyanurates or uretimines. For the purposes of the present invention, PU foams are therefore understood to mean both polyurethane foams (PUR foams) and polyisocyanurate foams (PIR foams). Preferred polyurethane foams are rigid polyurethane foams.

Bevorzugt ist weiterhin die erfindungsgemäße Verwendung zumindest einer stickstoffhaltigen Verbindung nach Formel (IVc) wie zuvor beschrieben, insbesondere nach einer der beschriebenen Ausführungsformen, zusammen mit zumindest einem Siloxan nach der Formel (V),

Figure DE102014215380B4_0003
worin

a
unabhängig voneinander 0 bis 500 ist, vorzugsweise 1 bis 300 und insbesondere 2 bis 150,
b
unabhängig voneinander 0 bis 60 ist, vorzugsweise 1 bis 50 und insbesondere 1 bis 30,
c
unabhängig voneinander 0 bis 10, vorzugsweise 0 oder > 0 bis 5, ist,
d
unabhängig voneinander 0 bis 10, vorzugsweise 0 oder > 0 bis 5, ist,
mit der Maßgabe, dass pro Molekül der Formel (V) die mittlere Anzahl Σd der T-Einheiten [SiR3R4O] und die mittlere Anzahl Σc der Q-Einheiten [SiR3R3O] pro Molekül jeweils nicht größer als 50, die mittlere Anzahl Σa der D-Einheiten [SiRRO] pro Molekül nicht größer als 2000 und die mittlere Anzahl Σb der R1 tragenden Siloxy-Einheiten pro Molekül nicht größer als 100 ist,
R
unabhängig voneinander mindestens ein Rest aus der Gruppe linearer, cyclischer oder verzweigter, aliphatischer oder aromatischer, gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis zu 20 C-Atomen, vorzugsweise jedoch ein Methylrest ist,
R2
unabhängig voneinander R1 oder R ist,
R1
ist ungleich R und unabhängig voneinander ein organischer Rest und/oder ein Polyetherrest, bevorzugt ist der R1 ein Rest ausgewählt aus der Gruppe
-CH2-CH2-CH2-O-(CH2-CH2O-)x-(CH2-CH(R')O-)y-R" -CH2-CH2-O-(CH2-CH2O-)x-(CH2-CH(R')O-)y-R" -O-(C2H4O-)x-(C3H5O-)y-R' -CH2-RIV -CH2-CH2-(O)x'-RIV -CH2-CH2-CH2-O-CH2-CH(OH)-CH2OH
Figure DE102014215380B4_0004
Figure DE102014215380B4_0005
oder -CH2-CH2-CH2-O-CH2-C(CH2OH)2-CH2-CH3 ist, worin
x
0 bis 100, vorzugsweise > 0, insbesondere 1 bis 50,
x'
0 oder 1,
y
0 bis 100, vorzugsweise > 0, insbesondere 1 bis 50,
z
0 bis 100, vorzugsweise > 0, insbesondere 1 bis 10,
R'
unabhängig voneinander eine gegebenenfalls substituierte, beispielsweise mit Alkylresten, Arylresten oder Halogenalkyl- oder Halogenarylresten substituierte, Alkyl- oder Arylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen ist, wobei innerhalb eines Restes R1 und/oder eines Moleküls der Formel (V) untereinander verschiedene Substituenten R' vorliegen können,und
R''
unabhängig voneinander ein Wasserstoffrest oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen, eine Gruppe -C(O)-R''' mit R''' = Alkylrest, eine Gruppe -CH2-O-R', eine Alkylarylgruppe, wie z. B. eine Benzylgruppe, die Gruppe -C(O)NH-R' bedeutet,
RIV
ein linearer, cyclischer oder verzweigter, auch weiter substituierter, z. B. mit Halogenen substituierter, Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 50, vorzugsweise 9 bis 45, bevorzugt 13 bis 37 C-Atomen ist,
R4
unabhängig voneinander R, R1 und/oder ein mit Heteroatomen substituierter, funktionalisierter, organischer, gesättigter oder ungesättigter Rest ausgewählt aus der Gruppe der Alkyl-, Aryl-, Chloralkyl-, Chloraryl-, Fluoralkyl-, Cyanoalkyl-, Acryloxyaryl- , Acryloxyalkyl-, Methacryloxyalkyl-, Methacryloxypropyl- oder Vinyl-Rest sein kann,
mit der Maßgabe, dass mindestens ein Substituent aus R1, R2 und R4 nicht gleich R ist,
zur Herstellung von Polyurethanhartschaumstoffen,
wobei die zumindest eine stickstoffhaltige Verbindung nach der Formel (IVc) genügt,
und wobei vorzugsweise das Siloxan nach der Formel (V) mindestens einen Rest R1 enthält,
wobei dieser Rest R1 bevorzugt ein Polyetherrest ist. Die verschiedenen Monomereinheiten der in den Formeln angegebenen Bausteine (Siloxanketten bzw. Polyoxyalkylenkette) können untereinander blockweise aufgebaut sein mit einer beliebigen Anzahl an Blöcken und einer beliebigen Sequenz oder einer statistischen Verteilung unterliegen. Die in den Formeln verwendeten Indices sind als statistische Mittelwerte zu betrachten. Preference is also given to the use according to the invention of at least one nitrogen-containing compound of the formula (IVc) as described above, in particular according to one of the described embodiments, together with at least one siloxane of the formula (V),
Figure DE102014215380B4_0003
wherein
a
is independently from 0 to 500, preferably from 1 to 300 and in particular from 2 to 150,
b
is independently 0 to 60, preferably 1 to 50 and in particular 1 to 30,
c
is independently 0 to 10, preferably 0 or > 0 to 5,
i.e
is independently 0 to 10, preferably 0 or > 0 to 5,
with the proviso that per molecule of formula (V) the average number Σd of T units [SiR 3 R 4 O] and the average number Σc of Q units [SiR 3 R 3 O] per molecule is not greater than 50 , the average number Σa of D units [SiRRO] per molecule is not greater than 2000 and the average number Σb of siloxy units carrying R 1 per molecule is not greater than 100,
R
independently of one another is at least one radical from the group of linear, cyclic or branched, aliphatic or aromatic, saturated or unsaturated hydrocarbon radicals having 1 to 20 carbon atoms, but preferably a methyl radical,
R2
is independently R 1 or R,
R1
is not equal to R and independently of one another is an organic radical and/or a polyether radical, preferably R 1 is a radical selected from the group
-CH 2 -CH 2 -CH 2 -O-(CH 2 -CH 2 O-) x -(CH 2 -CH(R')O-) y -R" -CH 2 -CH 2 -O-(CH 2 -CH 2 O-) x -(CH 2 -CH(R')O-) y -R" -O-(C 2 H 4 O-) x -(C 3 H 5 O-) y -R' -CH2 -R IV -CH 2 -CH 2 -(O) x' -R IV -CH2 -CH2 -CH2 -O- CH2 -CH(OH) -CH2 OH
Figure DE102014215380B4_0004
Figure DE102014215380B4_0005
or -CH 2 -CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -C(CH 2 OH) 2 -CH 2 -CH 3 is what
x
0 to 100, preferably > 0, in particular 1 to 50,
x'
0 or 1,
y
0 to 100, preferably > 0, in particular 1 to 50,
e.g
0 to 100, preferably > 0, in particular 1 to 10,
R'
independently of one another is an optionally substituted alkyl or aryl group having 1 to 12 carbon atoms, substituted for example by alkyl radicals, aryl radicals or haloalkyl or haloaryl radicals, where within a radical R 1 and/or a molecule of the formula (V) there are different substituents R' may be present, and
R''
independently a hydrogen radical or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a group -C(O)-R''' with R''' = alkyl radical, a group -CH 2 -O-R', an alkylaryl group, such as e.g. B. a benzyl group, the group -C(O)NH-R' means,
RIV
a linear, cyclic or branched, also further substituted, z. B. is a hydrocarbon radical substituted with halogens having 1 to 50, preferably 9 to 45, preferably 13 to 37 carbon atoms,
R4
independently of one another R, R 1 and/or a heteroatom-substituted, functionalized, organic, saturated or unsaturated radical selected from the group of alkyl, aryl, chloroalkyl, chloroaryl, fluoroalkyl, cyanoalkyl, acryloxyaryl, acryloxyalkyl , methacryloxyalkyl, methacryloxypropyl or vinyl radical,
with the proviso that at least one substituent from R 1 , R 2 and R 4 is not the same as R,
for the production of rigid polyurethane foams,
wherein the at least one nitrogen-containing compound of the formula (IVc) is sufficient,
and where preferably the siloxane of the formula (V) contains at least one radical R 1 ,
where this radical R 1 is preferably a polyether radical. The various monomer units of the building blocks given in the formulas (siloxane chains or polyoxyalkylene chains) can be built up in blocks with one another, with any number of blocks and any sequence or subject to a statistical distribution. The indices used in the formulas are to be regarded as statistical mean values.

Das Siloxan nach der Formel (V), insbesondere bevorzugt einsetzbare Siloxane, werden weiter unten noch weiter beschrieben.The siloxane of the formula (V), siloxanes which can be used with particular preference, are described further below.

Wenn im Rahmen dieser Erfindung von zumindest einer stickstoffhaltigen Verbindung nach der Formel (IVc) die Rede ist, dann umfasst das den Einsatz der entsprechenden protonierten Verbindungen als auch den Einsatz der entsprechenden quaternisierten Verbindungen als auch den Einsatz von entsprechenden Mischungen der vorgenannten stickstoffhaltigen Verbindung (IVc), entsprechender protonierter und/oder quaternisierter Verbindungen.If at least one nitrogen-containing compound of the formula (IVc) is mentioned in the context of this invention, then this includes the use of the corresponding protonated compounds as well as the use of the corresponding quaternized compounds and the use of corresponding mixtures of the aforementioned nitrogen-containing compound (IVc ), corresponding protonated and/or quaternized compounds.

Die zuvor beschriebene erfindungsgemäße stickstoffhaltige Verbindung nach der Formel (IVc) ist grundsätzlich zugänglich über gängige Verfahren zur Amin-Herstellung. Eine gute Übersicht zur Herstellung und Derivatisierung von Aminen, beispielsweise mit Ethylenoxid und Propylenoxid (Alkoxylierung), insbesondere auch zur Synthese von Pyrrolidin, ist in dem Artikel „Amines, Aliphatic“ in Ullmann's Encylopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2012, Vol. 2, S. 647-698 (DOI: 10.1002/14356007.a02_001) und den darin enthaltenen Literaturstellen beschrieben.
Zur Illustration ist die Herstellung und anwendungstechnische Ausprüfung ausgewählter erfindungsgemäßer und nicht erfindungsgemäßer Verbindungen im Beispielteil genau beschrieben.
The above-described nitrogen-containing compound of the formula (IVc) according to the invention can in principle be obtained via conventional processes for amine production. A good overview of the production and derivatization of amines, for example with ethylene oxide and propylene oxide (alkoxylation), in particular also for the synthesis of pyrrolidine, can be found in the article "Amines, Aliphatic" in Ullmann's Encylopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2012, Vol. 2, pp. 647-698 (DOI: 10.1002/14356007.a02_001) and the references contained therein.
For illustration, the preparation and performance testing of selected compounds according to the invention and not according to the invention is described in detail in the example section.

Die erfindungsgemäße stickstoffhaltige Verbindung nach der Formel (IVc) ist kommerziell erhältlich (CAS-Nr.: 7154-73-6), zum Beispiel bei der Firma ABCR oder Sigma-Aldrich. Eine Herstellung kann zum Beispiel im Sinne einer Strecker-Reaktion über eine Addition von Blausäure und Formaldehyd an Pyrrolidin, gefolgt von einer Reduktion der Nitrilgruppe mit Wasserstoff erfolgen.The nitrogen-containing compound of the formula (IVc) according to the invention is commercially available (CAS No.: 7154-73-6), for example from ABCR or Sigma-Aldrich. Production can take place, for example, in the sense of a Strecker reaction via an addition of hydrocyanic acid and formaldehyde to pyrrolidine, followed by reduction of the nitrile group with hydrogen.

Je nach gewünschter Zielestruktur können die so erhaltenen Amine auch weiter derivatisiert werden, beispielsweise im Sinne einer Alkoxylierung, vorzugsweise mit Ethylenoxid (EO) und/oder Propylenoxid (PO), wie oben bereits beschrieben. Optional können auch MethylGruppen im Sinne einer N-Methylierung in die Molekülstruktur eingefügt werden. Hier ist zum Beispiel die reduktive Methylierung von primären und sekundären Aminen unter der Verwendung von Formaldehyd und Ameisensäure im Sinne einer Eschweiler-Clarke-Methylierung bekannt, die einen Spezialfall der Leuckart-Wallach-Reaktion (R. Leuckart, Ber. 18, 2341 (1885)., O. Wallach, Ann. 272, 99 (1892)) darstellt. Beschreibungen der Eschweiler-Clarke Methylierung finden sich unter anderem in W. Eschweiler, Ber. 38, 880 (1905) und H. T. Clarke, et al., J. Am. Chem. Soc. 55, 4571 (1933) sowie weitere synthetische Anwendungen z.B. auch in E. Farkas, C. J. Sunman, J. Org. Chem. 50, 1110 (1985) oder J. Casanova, P. Devi, Synth. Commun. 23, 245 (1993). Alternative Methylierungsverfahren beinhalten unter anderem die Verwendung von Methanol, Dimethylsulfat (DMS), Dimethylsulfoxid (DMSO) oder von Alkylhalogeniden als Alkylierungsmittel. Hinsichtlich solcher Verfahren sei auf die vielfältige, dem Fachmann bekannte Literatur zu dieser Thematik verwiesen.Depending on the desired target structure, the amines obtained in this way can also be further derivatized, for example in the sense of an alkoxylation, preferably with ethylene oxide (EO) and/or propylene oxide (PO), as already described above. Optionally, methyl groups can also be inserted into the molecular structure in the sense of an N-methylation. Here, for example, the reductive methylation of primary and secondary amines using formaldehyde and formic acid in the sense of an Eschweiler-Clarke methylation is known, which is a special case of the Leuckart-Wallach reaction (R. Leuckart, Ber. 18, 2341 (1885 )., O. Wallach, Ann. 272, 99 (1892)). Descriptions of the Eschweiler-Clarke methylation can be found, inter alia, in W. Eschweiler, Ber. 38 , 880 (1905) and HT Clarke, et al., J. Am. Chem. Soc. 55, 4571 (1933) and other synthetic applications, for example also in E. Farkas, CJ Sunman, J. Org. Chem. 50, 1110 (1985) or J. Casanova, P. Devi, Synth. community 23 , 245 (1993). Alternative methylation methods include the use of methanol, dimethyl sulfate (DMS), dimethyl sulfoxide (DMSO), or alkyl halides as the alkylating agent, among others. With regard to such methods, reference is made to the diverse literature on this subject known to the person skilled in the art.

Außerdem kann können, je nach gewünschter Zielverbindung, die N-Methylgruppen zum Beispiel durch Verwendung von Monomethyalmin als N-Methyl-Baustein in die Molekülstruktur eingebracht werden, zum Beispiel durch übergangsmetall-katalysierte Umsetzung, beispielsweise unter Verwendung von Raney-Metallen wie beispielsweise Raney-Cobalt oder Raney-Nickel, mit Hydroxyl-Gruppen-tragenden Verbindungen, wie beispielsweise Diolen oder Aminoalkoholen. Solche Aminierungen von Alkoholen mit Monomethylamin sind in der Literatur vielfach beschrieben, zum Beispiel in US 5639916 oder DE 4230402 . Dabei können je nach Prozessbedingungen und gewählter Reaktionsführung auch vielfältige Nebenprodukte, zum Beispiel durch unvollständige oder nur teilweise Umsetzung der Ausgangsmaterialien, sowie durch Nebenreaktionen, beispielsweise zwischen den gewählten Ausgangsmaterialien, beispielsweise zwischen Polyaminen, Polyolen und/oder Aminoalkoholen, auftreten.In addition, depending on the desired target compound, the N-methyl groups can be introduced into the molecular structure, for example by using monomethylamine as an N-methyl building block, for example by transition-metal-catalyzed reaction, for example using Raney metals such as Raney Cobalt or Raney nickel, with hydroxyl-bearing compounds such as diols or amino alcohols. Such aminations of alcohols with monomethylamine are widely described in the literature, for example in US5639916 or DE 4230402 . Depending on the process conditions and selected reaction regime, a wide range of by-products can also occur, for example due to incomplete or only partial conversion of the starting materials, and due to side reactions, for example between the selected starting materials, for example between polyamines, polyols and/or amino alcohols.

Je nach Herstellungsprozess kann eine stickstoffhaltige Verbindung nach der Formel (IVc), je nach Güte des gewählten Prozesses und Anzahl der entsprechenden Aufreinigungsschritte in technischer Qualität, im Folgenden auch als technische Produktmischung bezeichnet, vorliegen, also beispielsweise Zwischen- und/oder Nebenprodukte als Nebenbestandteile und/oder weitere Verunreinigungen aufweisen.Depending on the production process, a nitrogen-containing compound of the formula (IVc) can be present, depending on the quality of the process selected and the number of corresponding purification steps, in technical quality, hereinafter also referred to as technical product mixture, i.e. for example intermediates and/or by-products as secondary components and / or have other impurities.

Dabei entspricht die Verwendung, wobei zumindest eine stickstoffhaltige Verbindung nach der Formel (IVc), als technische Produktmischung eingesetzt wird, insbesondere enthaltend Verunreinigungen, Zwischen- und/oder Nebenprodukte als weitere Inhaltsstoffe, insbesondere umfassend Pyrrolidin, 1-(2-Chloroethyl)pyrrolidin, 1,4-Butandiol, Monoethylenglycol (MEG), Diethylenglycol (DEG), 1-2-Propylenglycol (PG), Dipropylenglycol (DPG) und/oder Monoethanolamin, in Mengen von bis zu 95 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 70 Gew.-%, insbesondere ≤ 30 Gew.-%, bevorzugt ≤ 10 Gew.-%, besonders bevorzugt ≤ 5 Gew.-%, einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Eine Untergrenze kann dabei z.B. bei 0,1 Gew.-% liegen. Eine solche bevorzugte Produktmischung technischer Qualität ist in den erfindungsgemäßen Verfahren und Verwendungen mit großem Vorteil einsetzbar und ermöglicht die Lösung der gestellten Aufgabe.In this case, the use corresponds to at least one nitrogen-containing compound of the formula (IVc) being used as a technical product mixture, in particular containing impurities, intermediates and/or by-products as further ingredients, in particular comprising pyrrolidine, 1-(2-chloroethyl)pyrrolidine, 1,4-butanediol, monoethylene glycol (MEG), diethylene glycol (DEG), 1-2-propylene glycol (PG), dipropylene glycol (DPG) and/or monoethanolamine, in amounts of up to 95% by weight, preferably ≤ 70% by weight. %, in particular ≦30% by weight, preferably ≦10% by weight, particularly preferably ≦5% by weight, of a preferred embodiment of the invention. A lower limit can be 0.1% by weight, for example. Such a preferred product mixture of technical quality can be used with great advantage in the processes and uses according to the invention and makes it possible to solve the task at hand.

Insbesondere die erfindungsgemäße Verwendung einer technischen Produktmischung, wobei die technische Produktmischung enthält

  1. (a) zumindest eine stickstoffhaltige Verbindung der Formel (IVc), vorteilhafterweise in einer Gesamtmenge von ≥ 5 Gew.-%, bevorzugt 20-95 Gew.-%, insbesondere 30-70 Gew.-%,
  2. (b) optional 1,4-Butandiol, vorteilhafterweise in einer Menge ≤ 95 Gew.-%, insbesondere 20-90 Gew.-%, bevorzugt 30-80 Gew.-%,
  3. (c) optional Monoethylenglycol (MEG), vorteilhafterweise in einer Menge ≤ 95 Gew.-%, insbesondere 20-90 Gew.-%, bevorzugt 30-80 Gew.-%,
  4. (d) optional Diethylenglycol (DEG) vorteilhafterweise in einer Menge ≤ 95 Gew.-%, insbesondere 20-90 Gew.-%, bevorzugt 30-80 Gew.-%,
  5. (e) optional 1-2-Propylenglycol (PG) vorteilhafterweise in einer Menge ≤ 95 Gew.-%, insbesondere 20-90 Gew.-%, bevorzugt 30-80 Gew.-% und/oder
  6. (f) optional Dipropylenglycol (DPG) vorteilhafterweise in einer Menge ≤ 95 Gew.-%, insbesondere 20-90 Gew.-%, bevorzugt 30-80 Gew.-% entspricht einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung.
In particular, the use according to the invention of a technical product mixture, the technical product mixture containing
  1. (a) at least one nitrogen-containing compound of the formula (IVc), advantageously in a total amount of ≧5% by weight, preferably 20-95% by weight, in particular 30-70% by weight,
  2. (b) optionally 1,4-butanediol, advantageously in an amount ≤ 95% by weight, in particular 20-90% by weight, preferably 30-80% by weight,
  3. (c) optionally monoethylene glycol (MEG), advantageously in an amount ≤ 95% by weight, in particular 20-90% by weight, preferably 30-80% by weight,
  4. (d) optionally diethylene glycol (DEG) advantageously in an amount ≤ 95% by weight, in particular 20-90% by weight, preferably 30-80% by weight,
  5. (e) optionally 1-2-propylene glycol (PG) advantageously in an amount of ≦95% by weight, in particular 20-90% by weight, preferably 30-80% by weight and/or
  6. (f) optionally dipropylene glycol (DPG), advantageously in an amount of ≦95% by weight, in particular 20-90% by weight, preferably 30-80% by weight, corresponds to a preferred embodiment of this invention.

Im Sinne der vorgenannten bevorzugten Ausführungsform sind besonders bevorzugte technische Produktmischungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche Zusammensetzungen, in denen zumindest eine stickstoffhaltige Verbindung nach Formel (IVc) und/oder eine entsprechende quaternisierte und/oder protonierte Verbindung verwendet wird in Kombination:

  • mit a), mit b), mit c), mit d), mit e) oder mit f).
Within the meaning of the aforementioned preferred embodiment, particularly preferred technical product mixtures in the context of the present invention are those compositions in which at least at least one nitrogen-containing compound according to formula (IVc) and/or a corresponding quaternized and/or protonated compound is used in combination:
  • with a), with b), with c), with d), with e) or with f).

Vorzugsweise werden die zuvor beschriebene Verbindung der Formel (IVc) und/oder entsprechende quaternisierte und/oder protonierte Verbindungen bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Polyurethanhartschaumstoffen als Katalysatoren verwendet. Die Verbindungen der Formel (IVc) und/oder die entsprechenden quaternisierten und/oder protonierten Verbindungen können dabei ergänzend zu üblichen Katalysatoren oder als Ersatz für übliche Katalysatoren verwendet werden. Insbesondere können die erfindungsgemäßen Verbindungen als Ersatz für andere stickstoffhaltige Katalysatoren, im Folgenden auch als Amin-Katalysatoren oder Amine bezeichnet, und je nach Anwendung als teilweiser oder vollständiger Ersatz für übliche metallhaltige Katalysatoren nach dem Stand der Technik verwendet werden.The compound of the formula (IVc) described above and/or corresponding quaternized and/or protonated compounds are preferably used as catalysts in the production of rigid polyurethane foams according to the invention. The compounds of the formula (IVc) and/or the corresponding quaternized and/or protonated compounds can be used in addition to customary catalysts or as a substitute for customary catalysts. In particular, the compounds according to the invention can be used as a replacement for other nitrogen-containing catalysts, also referred to below as amine catalysts or amines, and depending on the application as a partial or complete replacement for customary metal-containing catalysts of the prior art.

Es entspricht daher einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wenn zumindest eine stickstoffhaltige Verbindung nach Formel (IVc), eine entsprechend quaternisierte und/oder protonierte Verbindung, oder Mischungen der stickstoffhaltigen Verbindung nach Formel (IVc) mit entsprechenden quaternisierten und/oder protonierten Verbindungen als Katalysator bei der Herstellung von Polyurethanhartschaumstoffen, eingesetzt wird. Insbesondere kann die genannte stickstoffhaltige Verbindung auch als technische Produktmischung eingesetzt werden. Geeignete technische Produktmischungen werden weiter unten genauer beschrieben.It therefore corresponds to a preferred embodiment of the invention if at least one nitrogen-containing compound of formula (IVc), a correspondingly quaternized and / or protonated compound, or mixtures of the nitrogen-containing compound of formula (IVc) with corresponding quaternized and / or protonated compounds as a catalyst the production of rigid polyurethane foams. In particular, the nitrogenous compound mentioned can also be used as a technical product mixture. Suitable technical product mixtures are described in more detail below.

Es versteht sich von selbst, dass der Fachmann zur Herstellung der unterschiedlichen Polyurethanhartschaumstoffe, die hierfür jeweils notwendigen Substanzen, wie Isocyanate, Polyole, Stabilisatoren, Tenside, etc. entsprechend auswählt, um den jeweils gewünschten Polyurethanhartschaum-Typ, zu erhalten.It goes without saying that the person skilled in the art selects the substances required for the production of the various rigid polyurethane foams, such as isocyanates, polyols, stabilizers, surfactants, etc., in order to obtain the type of rigid polyurethane foam desired in each case.

Bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Polyurethanhartschaumstoffen, werden vorzugsweise zumindest eine erfindungsgemäße Verbindung nach Formel (IVc), eine entsprechende quaternisierte und/oder protonierte Verbindung, zumindest eine Polyolkomponente und zumindest eine Isocyanatkomponente, optional in Gegenwart von Wasser, physikalischen Treibmitteln, Flammschutzmitteln, zusätzlichen Katalysatoren und/oder weiteren Zusatzstoffen, miteinander reagiert.In the production of rigid polyurethane foams according to the invention, preferably at least one compound according to the invention of formula (IVc), a corresponding quaternized and/or protonated compound, at least one polyol component and at least one isocyanate component, optionally in the presence of water, physical blowing agents, flame retardants, additional catalysts and / or other additives, reacts with each other.

Weitere Angaben zu den verwendeten Ausgangsstoffen, Katalysatoren sowie Hilfs- und Zusatzstoffen finden sich beispielsweise im Kunststoffhandbuch, Band 7, Polyurethane, Carl-Hanser-Verlag München, 1. Auflage 1966, 2. Auflage, 1983 und 3. Auflage, 1993. Die nachstehenden Verbindungen, Komponenten und Zusatzstoffe sind lediglich beispielhaft genannt und können durch andere dem Fachmann bekannte Stoffe ersetzt und/oder ergänzt werden.Further information on the starting materials, catalysts and auxiliaries and additives used can be found, for example, in the Plastics Handbook, Volume 7, Polyurethane, Carl-Hanser-Verlag Munich, 1st edition 1966, 2nd edition, 1983 and 3rd edition, 1993. The following Compounds, components and additives are only mentioned as examples and can be replaced and/or supplemented by other substances known to the person skilled in the art.

Die erfindungsgemäß einzusetzenden Verbindungen der Formel (IVc) und/oder eine entsprechend quaternisierte und/oder protonierte Verbindungen, in Gesamtmenge, werden hierbei vorzugsweise in einem Massenanteil von 0,01 bis 20,0 Teilen (pphp), bevorzugt 0,01 bis 5,00 Teilen und besonders bevorzugt 0,02 bis 3,00 Teilen bezogen auf 100 Teile (pphp) Polyolkomponente eingesetzt.The compounds of the formula (IVc) to be used according to the invention and/or a correspondingly quaternized and/or protonated compound, in total, are preferably used in a mass fraction of 0.01 to 20.0 parts (pphp), preferably 0.01 to 5 00 parts and more preferably 0.02 to 3.00 parts based on 100 parts (pphp) polyol component used.

Es entspricht daher einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wenn bei der Herstellung des Polyurethanhartschaums, eine Zusammensetzung hergestellt wird, die zumindest eine stickstoffhaltige Verbindung nach Formel (IVc), und/oder eine entsprechende quaternisierte und/oder protonierte Verbindung, sowie weiterhin zumindest eine Polyolkomponente, zumindest eine Isocyanatkomponente sowie optional ein oder mehrere Treibmittel aufweist, und diese Zusammensetzung reagiert wird. Insbesondere kann die genannte stickstoffhaltige Verbindung auch als technische Produktmischung eingesetzt werden. Geeignete technische Produktmischungen werden weiter unten genauer beschrieben.It therefore corresponds to a preferred embodiment of the invention if, in the production of the rigid polyurethane foam, a composition is produced which contains at least one nitrogen-containing compound of the formula (IVc) and/or a corresponding quaternized and/or protonated compound, and also at least one polyol component, at least one isocyanate component and optionally one or more blowing agents, and this composition is reacted. In particular, the nitrogenous compound mentioned can also be used as a technical product mixture. Suitable technical product mixtures are described in more detail below.

Als Isocyanatkomponenten werden vorzugsweise ein oder mehrere organische Polyisocyanate mit zwei oder mehr Isocyanat-Funktionen eingesetzt. Als Polyolkomponenten werden vorzugsweise ein oder mehrere Polyole mit zwei oder mehr gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppen, eingesetzt.One or more organic polyisocyanates having two or more isocyanate functions are preferably used as isocyanate components. One or more polyols having two or more isocyanate-reactive groups are preferably used as polyol components.

Als Isocyanatkomponenten geeignete Isocyanate im Sinne dieser Erfindung sind alle Isocyanate, die mindestens zwei Isocyanat-Gruppen enthalten. Generell können alle an sich bekannten aliphatischen, cycloaliphatischen, arylaliphatischen und vorzugsweise aromatischen mehrfunktionalen Isocyanate verwendet werden. Bevorzugt werden Isocyanate in einem Bereich von 60 bis 350 mol%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 60 bis 140 mol%, relativ zu der Summe der isocyanatverbrauchenden Komponenten eingesetzt.Isocyanates suitable as isocyanate components for the purposes of this invention are all isocyanates which contain at least two isocyanate groups. In general, all aliphatic, cycloaliphatic, arylaliphatic and preferably aromatic polyfunctional isocyanates known per se can be used. Isocyanates are preferably used in a range from 60 to 350 mol %, particularly preferably in a range from 60 to 140 mol %, relative to the sum of the isocyanate-consuming components.

Beispielhaft genannt werden können hier Alkylendiisocyanate mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest, wie 1,12-Dodecandiisocyanat, 2-Ethyltetramethylendiisocyanat-1,4, 2-Methylpentamethylendiisocyanat-1,5, Tetramethylendiisocyanat-1,4, und vorzugsweise Hexamethylendiisocyanat-1,6 (HMDI), cycloaliphatische Diisocyanate, wie Cyclohexan-1,3- und 1-4-diisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, 1-Isocyanato-3,35-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan (Isophorondiisocyanat oder kurz IPDI), 2,4- und 2,6-Hexahydrotoluylendiisocyanat sowie die entsprechenden Isomerengemische, und vorzugsweise aromatische Di- und Polyisocyanate, wie beispielsweise 2,4- und 2,6-Toluoldiisocyanat (TDI) und die entsprechenden Isomerengemische, Mischungen aus 2,4'- und 2,2'-Diphenylmethandiisocyanaten (MDI) und Polyphenylpolymethylenpolyisocyanate (Roh-MDI) und Mischungen aus Roh-MDI und Toluoldiisocyanaten (TDI). Die organischen Di- und Polyisocyanate können einzeln oder in Form ihrer Mischungen eingesetzt werden.Examples which may be mentioned here are alkylene diisocyanates having 4 to 12 carbon atoms in the alkylene radical, such as 1,12-dodecane diisocyanate, 2-ethyltetramethylene 1,4-diisocyanate, 2-methylpentamethylene 1,5-diisocyanate, tetramethylene 1,4-diisocyanate and preferably hexamethylene-1,6 diisocyanate (HMDI), cycloaliphatic diisocyanates such as cyclohexane-1,3- and 1-4-diisocyanate and any mixtures of these isomers, 1-isocyanato-3,35-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (isophorone diisocyanate or IPDI for short), 2,4- and 2,6-hexahydrotoluylene diisocyanate and the corresponding isomer mixtures, and preferably aromatic di- and polyisocyanates, such as 2,4- and 2,6-toluene diisocyanate (TDI) and the corresponding isomer mixtures, mixtures of 2,4'- and 2,2'- '-diphenylmethane diisocyanates (MDI) and polyphenylpolymethylene polyisocyanates (crude MDI) and mixtures of crude MDI and toluene diisocyanates (TDI). The organic di- and polyisocyanates can be used individually or in the form of their mixtures.

Es ist auch möglich, Isocyanate einzusetzen, die durch den Einbau von Urethan-, Uretdion-, Isocyanurat-, Allophanat- und anderen Gruppen modifiziert wurden, sogenannte modifizierte Isocyanate.It is also possible to use isocyanates which have been modified by the incorporation of urethane, uretdione, isocyanurate, allophanate and other groups, so-called modified isocyanates.

Besonders geeignete organische Polyisocyanate und daher besonders bevorzugt angewendet werden verschiedene Isomere des Toluoldiisocyanat (2,4- und 2,6-Toluoldiisocyanat (TDI), in reiner Form oder als Isomerengemische unterschiedlicher Zusammensetzung), 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), das so genannte „crude MDI“ oder „polymere MDI“ (enthält neben dem 4,4'- auch die 2,4'- und 2,2'-Isomeren des MDI und höherkernige Produkte) sowie das als „pure MDI“ bezeichnete zweikernige Produkt aus überwiegend 2,4'- und 4,4'-Isomerengemischen bzw. deren Prepolymeren. Beispiele für besonders geeignete Isocyanate sind beispielsweise in EP 1712578 , EP 1161474 , WO 00/58383 , US 2007/0072951 , EP 1678232 und der WO 2005/085310 aufgeführt, auf die hier in vollem Umfang Bezug genommen wird.Particularly suitable organic polyisocyanates and therefore particularly preferably used are various isomers of toluene diisocyanate (2,4- and 2,6-toluene diisocyanate (TDI), in pure form or as isomer mixtures of different composition), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), that so-called "crude MDI" or "polymeric MDI" (contains not only the 4,4'- but also the 2,4'- and 2,2'-isomers of MDI and polynuclear products) as well as the binuclear product referred to as "pure MDI". from predominantly 2,4'- and 4,4'-isomer mixtures or their prepolymers. Examples of particularly suitable isocyanates are, for example, in EP1712578 , EP1161474 , WO 00/58383 , US2007/0072951 , EP1678232 and the WO 2005/085310 listed, to which reference is made here in its entirety.

Als Polyolkomponente geeignete Polyole im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alle organischen Substanzen mit mehreren gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen, vorzugsweise OH-Gruppen, sowie deren Zubereitungen. Bevorzugte Polyole sind alle zur Herstellung von Polyurethan-Systemen, insbesondere Polyurethan-Schaumstoffen; üblicherweise verwendeten Polyetherpolyole und/oder Polyesterpolyole und/oder hydroxylgruppenhaltigen aliphatischen Polycarbonate, insbesondere Polyetherpolycarbonatpolyole und/oder Polyole natürlicher Herkunft, sogenannte „natural oil based polyols“ (NOPs). Üblicherweise besitzen die Polyole eine Funktionalität von 1.8 bis 8 und zahlengemittelte Molekulargewichte im Bereich von 500 bis 15000. Üblicherweise kommen die Polyole mit Hydroxyl-Zahlen, im Folgenden auch OH-Zahlen genannt, im Bereich von 10 bis 1200 mgKOH/g zum Einsatz. Die zahlengemittelten Molekulargewichte werden üblicherweise durch Gelpermeationschromatographie (GPC), insbesondere mit Polypropylenglycol als Referenzsubstanz und Tetrahydrofuran (THF) als Elutionsmittel, bestimmt. Die OH-Zahlen können insbesondere nach der DIN-Norm DIN 53240:1971-12 bestimmt werden.For the purposes of the present invention, polyols suitable as polyol components are all organic substances having a plurality of groups which are reactive toward isocyanates, preferably OH groups, and preparations thereof. Preferred polyols are all for the production of polyurethane systems, especially polyurethane foams; commonly used polyetherpolyols and/or polyesterpolyols and/or hydroxyl-containing aliphatic polycarbonates, in particular polyetherpolycarbonatepolyols and/or polyols of natural origin, so-called “natural oil-based polyols” (NOPs). The polyols usually have a functionality of 1.8 to 8 and number-average molecular weights in the range from 500 to 15,000. The polyols with hydroxyl numbers, also referred to below as OH numbers, in the range from 10 to 1200 mgKOH/g are usually used. The number-average molecular weights are usually determined by gel permeation chromatography (GPC), in particular using polypropylene glycol as the reference substance and tetrahydrofuran (THF) as the eluent. The OH numbers can be determined in particular according to the DIN standard DIN 53240:1971-12.

Polyetherpolyole können nach bekannten Verfahren hergestellt werden, beispielsweise durch anionische Polymerisation von Alkylenoxiden in Gegenwart von Alkalihydroxiden, Alkylialkoholaten oder Aminen als Katalysatoren und unter Zusatz mindestens eines Startermoleküls, dass bevorzugt 2 oder 3 reaktive Wasserstoffatome gebunden enthält oder durch kationische Polymerisation von Alkylenoxiden in Gegenwart von Lewis-Säuren wie beispielsweise Antimonpentachlorid oder Bortrifluorid-Etherat oder durch Doppelmetallcyanidkatalyse. Geeignete Alkylenoxide enthalten 2 bis 4 Kohlenstoffatome im Alkylenrest. Beispiele sind Tetrahydrofuran, 1,3-Propylenoxid, 1,2- bzw. 2,3-Butylenoxid; vorzugsweise werden Ethylenoxid und 1,2-Propylenoxid eingesetzt. Die Alkylenoxide können einzeln, kumulativ, blockweise, alternierend nacheinander oder als Mischungen verwendet werden. Als Startmoleküle kommen insbesondere Verbindungen mit mindestens 2, vorzugsweise 2 bis 8 Hydroxylgruppen oder mit mindestens zwei primären Aminogruppen im Molekül zum Einsatz. Als Startermoleküle eingesetzt werden können z.B. Wasser, 2-, 3- oder 4-wertige Alkohole wie Ethylenglykol, Propandiol-1,2 und -1,3, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Rizinusöl usw., höhere polyfunktionelle Polyole, insbesondere Zuckerverbindungen wie beispielsweise Glucose, Sorbit, Mannit und Saccharose, mehrwertige Phenole, Resole, wie z.B. oligomere Kondensationsprodukte aus Phenol und Formaldehyd und Mannich-Kondensate aus Phenolen, Formaldehyd und Dialkanolaminen sowie Melamin, oder Amine wie Anilin, EDA, TDA, MDA und PMDA, besonders bevorzugt TDA und PMDA. Die Wahl des geeigneten Startermoleküls ist abhängig von dem jeweiligen Anwendungsgebiet des resultierenden Polyetherpolyols bei der Polyurethanherstellung (z.B. werden zur Herstellung von Polyurethanweichschäumen andere Polyole verwendet als bei der Herstellung von Polyurethanhartschaumstoffen).Polyether polyols can be prepared by known methods, for example by anionic polymerization of alkylene oxides in the presence of alkali metal hydroxides, alkyl alcoholates or amines as catalysts and with the addition of at least one starter molecule that preferably contains 2 or 3 reactive hydrogen atoms or by cationic polymerization of alkylene oxides in the presence of Lewis -Acids such as antimony pentachloride or boron trifluoride etherate or by double metal cyanide catalysis. Suitable alkylene oxides contain 2 to 4 carbon atoms in the alkylene radical. Examples are tetrahydrofuran, 1,3-propylene oxide, 1,2- or 2,3-butylene oxide; ethylene oxide and 1,2-propylene oxide are preferably used. The alkylene oxides can be used individually, cumulatively, in blocks, alternately one after the other, or as mixtures. In particular, compounds with at least 2, preferably 2 to 8, hydroxyl groups or with at least two primary amino groups in the molecule are used as starter molecules. Examples of starter molecules that can be used are water, di-, tri- or tetrahydric alcohols such as ethylene glycol, 1,2- and 1,3-propanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, castor oil, etc., higher polyfunctional polyols, in particular sugar compounds such as glucose, sorbitol, mannitol and sucrose, polyhydric phenols, resols such as oligomeric condensation products of phenol and formaldehyde and Mannich condensates of phenols, formaldehyde and dialkanolamines and melamine, or amines such as aniline, EDA, TDA, MDA and PMDA , particularly preferably TDA and PMDA. The selection of the suitable starter molecule depends on the respective field of application of the resulting polyether polyol in the production of polyurethane (e.g. different polyols are used for the production of flexible polyurethane foams than for the production of rigid polyurethane foams).

Polyesterpolyole basieren auf Estern mehrwertiger aliphatischer oder aromatischer Carbonsäuren, bevorzugt mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen. Beispiele für aliphatische Carbonsäuren sind Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Decandicarbonsäure, Maleinsäure und Fumarsäure. Beispiele für aromatische Carbonsäuren sind Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und die isomeren Naphthalindicarbonsäuren. Die Polyesterpolyole werden durch Kondensation dieser mehrwertigen Carbonsäuren mit mehrwertigen Alkoholen, vorzugsweise von Diolen oder Triolen mit 2 bis 12, besonders bevorzugt mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Trimethylolpropan und Glycerin erhalten.Polyester polyols are based on esters of polybasic aliphatic or aromatic carboxylic acids, preferably having 2 to 12 carbon atoms. Examples of aliphatic carboxylic acids are succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedioic acid, maleic acid and fumaric acid. Examples of aromatic carboxylic acids are phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid and the isomeric naphthalenedicarboxylic acids. The polyester polyols are obtained by condensing these polybasic carboxylic acids with polyhydric alcohols, preferably diols or triols having 2 to 12, particularly preferably 2 to 6, carbon atoms, preferably trimethylolpropane and glycerol.

Polyetherpolycarbonatpolyole sind Polyole, welche Kohlenstoffdioxid als Carbonat gebunden enthalten. Da Kohlenstoffdioxid bei vielen Prozessen in der chemischen Industrie in großen Mengen als Nebenprodukt entsteht, ist die Verwendung von Kohlendioxid als Comonomer in Alkylenoxid-Polymerisationen aus kommerzieller Sicht von besonderem Interesse. Ein teilweiser Ersatz von Alkylenoxiden in Polyolen durch Kohlendioxid hat das Potential, die Kosten für die Herstellung von Polyolen deutlich zu senken. Außerdem ist die Verwendung von CO2 als Comonomer ökologisch sehr vorteilhaft, da diese Reaktion die Umsetzung eines Treibhausgases zu einem Polymer darstellt. Die Herstellung von Polyetherpolycarbonatpolyolen durch Anlagerung von Alkylenoxiden und Kohlendioxid an H-funktionelle Startsubstanzen unter Verwendung von Katalysatoren ist seit langem bekannt. Verschiedene Katalysatorsysteme können hierbei zum Einsatz kommen: Die erste Generation stellten heterogene Zink- oder Aluminiumsalze dar, wie sie beispielsweise in US-A 3900424 oder US- A 3953383 beschrieben sind. Des Weiteren sind mono- und binukleare Metallkomplexe zur Copolymerisation von CO2 und Alkylenoxiden erfolgreich eingesetzt worden ( WO 2010/028362 , WO 2009/130470 , WO 2013/022932 oder WO 2011/163133 ). Die wichtigste Klasse von Katalysatorsystemen für die Copolymerisation von Kohlenstoffdioxid und Alkylenoxiden stellen die Doppelmetallcyanidkatalysatoren, auch als DMC-Katalysatoren bezeichnet, dar ( US-A 4500704 , WO 2008/058913 ). Geeignete Alkylenoxide und H-funktionelle Startsubstanzen sind solche, die auch zur Herstellung von carbonatfreien Polyetherpolyolen - wie oben beschrieben - eingesetzt werden.Polyether polycarbonate polyols are polyols containing carbon dioxide bound as a carbonate. Since carbon dioxide is produced in large quantities as a by-product in many processes in the chemical industry, the use of carbon dioxide as a comonomer in alkylene oxide polymerizations is of particular commercial interest. Partial replacement of alkylene oxides in polyols with carbon dioxide has the potential to significantly reduce the cost of polyol production. In addition, the use of CO 2 as a comonomer is ecologically very advantageous, since this reaction represents the conversion of a greenhouse gas into a polymer. The production of polyether polycarbonate polyols by addition of alkylene oxides and carbon dioxide onto H-functional starter substances using catalysts has been known for a long time. Various catalyst systems can be used here: The first generation represented heterogeneous zinc or aluminum salts, such as those found in US-A 3900424 or US-A 3953383 are described. Furthermore, mono- and binuclear metal complexes have been used successfully for the copolymerization of CO2 and alkylene oxides ( WO 2010/028362 , WO 2009/130470 , WO 2013/022932 or WO 2011/163133 ). The most important class of catalyst systems for the copolymerization of carbon dioxide and alkylene oxides are the double metal cyanide catalysts, also known as DMC catalysts ( US-A 4500704 , WO 2008/058913 ). Suitable alkylene oxides and H-functional starter substances are those which are also used for the preparation of carbonate-free polyether polyols, as described above.

Polyole auf Basis nachwachsender Rohstoffe „Natural oil based polyols“ (NOPs) zur Herstellung von Polyurethanschäumen sind mit Blick auf die langfristig begrenzte Verfügbarkeit fossiler Ressourcen, namentlich Öl, Kohle und Gas, und vor dem Hintergrund steigender Rohölpreise von zunehmendem Interesse und bereits vielfach in solchen Anwendungen beschrieben ( WO 2005/033167 ; US 2006/0293400 , WO 2006/094227 , WO 2004/096882 , US 2002/0103091 , WO 2006/116456 und EP 1678232 ). Mittlerweile sind auf dem Markt eine Reihe dieser Polyole von verschiedenen Herstellern verfügbar ( WO2004/020497 , US2006/0229375 , WO2009/058367 ). In Abhängigkeit vom Basis-Rohstoff (z.B. Sojabohnenöl, Palmöl oder Rizinusöl) und die daran angeschlossene Aufarbeitung ergeben sich Polyole mit unterschiedlichem Eigenschaftsbild. Hierbei können im Wesentlichen zwei Gruppen unterschieden werden: a) Polyole auf Basis nachwachsender Rohstoffe, die soweit modifiziert werden, dass sie zu 100 % zur Herstellung von Polyurethanen eingesetzt werden können ( WO2004/020497 , US2006/0229375 ); b) Polyole auf Basis nachwachsender Rohstoffe, die bedingt durch ihre Aufarbeitung und Eigenschaften nur zu einem gewissen Anteil das petrochemisch basierte Polyol ersetzen können ( WO2009/058367 ).Polyols based on renewable raw materials "Natural oil-based polyols" (NOPs) for the production of polyurethane foams are of increasing interest in view of the long-term limited availability of fossil resources, namely oil, coal and gas, and against the background of rising crude oil prices and are already often in such interest Applications described ( WO 2005/033167 ; US2006/0293400 , WO 2006/094227 , WO 2004/096882 , U.S. 2002/0103091 , WO 2006/116456 and EP1678232 ). A number of these polyols from various manufacturers are now available on the market ( WO2004/020497 , US2006/0229375 , WO2009/058367 ). Depending on the basic raw material (e.g. soybean oil, palm oil or castor oil) and the subsequent processing, polyols with different properties result. Two main groups can be distinguished here: a) Polyols based on renewable raw materials, which are modified to such an extent that they can be used 100% for the production of polyurethanes ( WO2004/020497 , US2006/0229375 ); b) Polyols based on renewable raw materials which, due to their processing and properties, can only replace the petrochemical-based polyol to a certain extent ( WO2009/058367 ).

Eine weitere Klasse von einsetzbaren Polyolen stellen die sogenannten Füllkörperpolyole (Polymerpolyole) dar. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass sie feste organische Füllstoffe bis zu einem Feststoffgehalt von 40 % oder mehr in disperser Verteilung enthalten. Einsetzbar sind unter anderem SAN-, PHD- und PIPA-Polyole. SAN-Polyole sind hochreaktive Polyole, welche ein Copolymer auf der Basis von Styrol/Acrylnitril (SAN) dispergiert enthalten. PHD-Polyole sind hochreaktive Polyole, welche Polyharnstoff ebenfalls in dispergierter Form enthalten. PIPA-Polyole sind hochreaktive Polyole, welche ein Polyurethan, beispielsweise durch in situ-Reaktion eines Isocyanats mit einem Alkanolamin in einem konventionellen Polyol gebildet, in dispergierter Form enthalten.
Der Festkörperanteil, der je nach Anwendung bevorzugt zwischen 5 und 40 %, bezogen auf das Polyol liegt, ist für eine verbesserte Zellöffnung verantwortlich, so dass das Polyol insbesondere mit TDI kontrolliert verschäumbar wird und kein Schrumpfen der Schäume auftritt. Der Festkörper wirkt damit als wesentliche Prozesshilfe. Eine weitere Funktion besteht darin, über den Feststoffanteil die Härte zu kontrollieren, denn höhere Festkörperanteile bewirken eine größere Härte des Schaums. Die Formulierungen mit feststoffhaltigen Polyolen sind deutlich weniger eigenstabil und bedürfen daher neben der chemischen Stabilisierung durch die Vernetzungsreaktion eher auch zusätzlich einer physikalischen Stabilisierung. Je nach Feststoffgehalt der Polyole können diese z.B. alleine oder z.B. in Abmischung mit den oben genannten ungefüllten Polyolen eingesetzt werden.
The so-called packed polyols (polymer polyols) represent a further class of usable polyols. These are characterized in that they contain solid organic fillers up to a solids content of 40% or more in disperse distribution. Among others, SAN, PHD and PIPA polyols can be used. SAN polyols are highly reactive polyols containing a dispersed styrene/acrylonitrile (SAN)-based copolymer. PHD polyols are highly reactive polyols which also contain polyurea in dispersed form. PIPA polyols are highly reactive polyols containing a polyurethane in dispersed form, for example formed by the in situ reaction of an isocyanate with an alkanolamine in a conventional polyol.
The solids content, which is preferably between 5 and 40%, based on the polyol depending on the application, is responsible for improved cell opening, so that the polyol can be foamed in a controlled manner, especially with TDI, and the foams do not shrink. The solid thus acts as an essential process aid. Another function is to control the hardness through the proportion of solids, because higher proportions of solids result in greater hardness of the foam. The formulations with polyols containing solids are significantly less inherently stable and therefore require physical stabilization in addition to chemical stabilization through the crosslinking reaction. Depending on the solids content of the polyols, they can be used, for example, alone or, for example, in a mixture with the abovementioned unfilled polyols.

Eine weitere Klasse von einsetzbaren Polyolen sind solche, die als Prepolymere durch Umsetzung von Polyol mit Isocyanat in einem Molverhältnis von 100 zu 1 bis 5 zu 1, bevorzugt 50 zu 1 bis 10 zu 1, erhalten werden. Solche Prepolymere werden vorzugsweise gelöst in Polymer angesetzt, wobei das Polyol bevorzugt dem zur Herstellung der Prepolymeren eingesetzten Polyol entspricht.A further class of polyols which can be used are those which are obtained as prepolymers by reacting polyol with isocyanate in a molar ratio of from 100:1 to 5:1, preferably from 50:1 to 10:1. Such prepolymers are preferably prepared as a solution in the polymer, with the polyol preferably corresponding to the polyol used to produce the prepolymers.

Eine weitere Klasse von einsetzbaren Polyolen stellen die sogenannten autokatalytischen Polyole, insbesondere autokatalytische Polyetherpolyole, dar. Solche Polyole basieren zum Beispiel auf Polyether-Blöcken, vorzugsweise auf Ethylenoxid- und/oder PropylenoxidBlöcken, und beinhalten zudem katalytisch aktive funktionelle Gruppen, wie zum Beispiel stickstoffhaltige funktionelle Gruppen, insbesondere Amino-Gruppen, vorzugsweise tertiäre Amin-Funktionen, Harnstoff-Gruppen und/oder Heterocyclen enthaltend Stickstoff-Atome. Durch die Verwendung solcher autokatalytsichen Polyole bei der Herstellung von Polyurethansystemen, insbesondere von Polyurethanschaumstoffen, bevorzugt von Polyurethanweichschaumstoffen, kann die benötigte Menge an zusätzlich verwendeten Katalysatoren je nach Anwendung gegebenfalls reduziert und/oder auf spezielle gewünschte Schaumeigenschaften angepasst werden. Geeignete Polyole sind zum Beispiel in WO0158976 (A1 ), WO2005063841 (A1 ), WO0222702 (A1 ), WO2006055396 (A1 ), WO03029320 (A1 ), WO0158976 (A1 ), US6924321 (B2 ), US6762274 (B2 ), EP2104696 (B1 ), WO2004060956 (A1 ) oder WO2013102053 (A1 ) beschrieben und können zum Beispiel unter den Handelsnamen Voractiv™ und/oder SpecFlex™ Activ bei der Firma Dow bezogen werden.Another class of polyols that can be used are the so-called autocatalytic polyols, in particular autocatalytic polyether polyols. Such polyols are based, for example, on polyether blocks, preferably on ethylene oxide and/or propylene oxide blocks, and also contain catalytically active functional groups, such as nitrogen-containing functional groups Groups, in particular amino groups, preferably tertiary amine functions, urea groups and/or heterocycles containing nitrogen atoms. By using such autocatalytic polyols in the production of polyurethane systems, in particular polyurethane foams, preferably flexible polyurethane foams, the required amount of additionally used catalysts can be reduced depending on the application and/or adapted to specific desired foam properties. Suitable polyols are, for example, in WO0158976 (A1 ), WO2005063841 (A1 ), WO0222702 (A1 ), WO2006055396 (A1 ), WO03029320 (A1 ), WO0158976 (A1 ), US6924321 (B2 ), US6762274 (B2 ), EP2104696 (B1 ), WO2004060956 (A1 ) or WO2013102053 (A1 ) and can be obtained, for example, from Dow under the trade names Voractiv™ and/or SpecFlex™ Activ.

Je nach den geforderten Eigenschaften der resultierenden Schäume können entsprechende Polyole verwendet werden, wie sie beispielsweise beschrieben werden in: US 2007/0072951 A1 , WO 2007/111828 , US 2007/0238800 , US 6359022 oder WO 96/12759 . Weitere Polyole sind dem Fachmann bekannt und können zum Beispiel der EP-A-0380993 oder US-A-3346557 entnommen werden, auf die im vollen Umfang Bezug genommen wird.Depending on the required properties of the resulting foams, appropriate polyols can be used, as described, for example, in: U.S. 2007/0072951 A1 , WO 2007/111828 , US2007/0238800 , U.S.6359022 or WO 96/12759 . Other polyols are known to those skilled in the art and can, for example, EP-A-0380993 or US-A-3346557 be taken, to which reference is made in full.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zwei- und/oder dreifunktionelle Polyetheralkohole eingesetzt, die primäre Hydroxylgruppen, bevorzugt über 50 %, besonders bevorzugt über 80 %, aufweisen, insbesondere solche mit einem Ethylenoxidblock am Kettenende. Je nach den geforderten Eigenschaften dieser erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform, insbesondere zur Herstellung der oben genannten Schaumstoffe, werden neben den hier beschriebenen Polyetheralkoholen vorzugsweise weitere Polyetheralkohole eingesetzt, die primäre Hydroxylgruppen tragen und überwiegend auf Ethylenoxid basieren, insbesondere mit einem Anteil an Ethylenoxidblöcken von > 70 %, bevorzugt > 90 %. Alle im Sinne dieser bevorzugten Ausführungsform beschriebenen Polyetheralkohole besitzen vorzugsweise eine Funktionalität von 2 bis 8, besonders bevorzugt 2 bis 5, zahlengemittelte Molekulargewichte im Bereich von 2500 bis 15000, bevorzugt 4500 bis 12000 und üblicherweise OH-Zahlen im Bereich von 5 bis 80, vorzugsweise 20 bis 50 mgKOH/g.According to a preferred embodiment of the invention, difunctional and/or trifunctional polyether alcohols are used which contain primary hydroxyl groups, preferably more than 50%, particularly preferably more than 80%, in particular those with an ethylene oxide block at the chain end. Depending on the required properties of this preferred embodiment according to the invention, in particular for the production of the abovementioned foams, in addition to the polyether alcohols described here, other polyether alcohols are preferably used which carry primary hydroxyl groups and are predominantly based on ethylene oxide, in particular with a proportion of ethylene oxide blocks of >70%, preferably > 90%. All polyether alcohols described in terms of this preferred embodiment preferably have a functionality of 2 to 8, particularly preferably 2 to 5, number-average molecular weights in the range from 2500 to 15000, preferably 4500 to 12000 and usually OH numbers in the range from 5 to 80, preferably 20 up to 50 mgKOH/g.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zwei- und/oder dreifunktionelle Polyetheralkohole eingesetzt, die sekundäre Hydroxylgruppen, bevorzugt über 50 %, besonders bevorzugt über 90 %, aufweisen, insbesondere solche mit einem Propylenoxidblock oder statistischen Propylen- und Ethylenoxidblock am Kettenende oder solche, die nur auf Propylenoxidblöcken basieren. Solche Polyetheralkohole besitzen vorzugsweise eine Funktionalität von 2 bis 8, besonders bevorzugt 2 bis 4, zahlengemittelte Molekulargewichte im Bereich von 500 bis 8000, vorzugsweise 800 bis 5000, besonders bevorzugt 2500 bis 4500 und üblicherweise OH-Zahlen im Bereich von 10 bis 100, vorzugsweise 20 bis 60 mgKOH/g.According to a further preferred embodiment of the invention, difunctional and/or trifunctional polyether alcohols are used which contain secondary hydroxyl groups, preferably more than 50%, particularly preferably more than 90%, in particular those with a propylene oxide block or statistical propylene and ethylene oxide block at the end of the chain or those based only on propylene oxide blocks. Such polyether alcohols preferably have a functionality of 2 to 8, particularly preferably 2 to 4, number-average molecular weights in the range from 500 to 8000, preferably 800 to 5000, particularly preferably 2500 to 4500 and usually OH numbers in the range from 10 to 100, preferably 20 up to 60 mgKOH/g.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden autokatalytische Polyole, wie oben beschrieben, eingesetzt.According to a further preferred embodiment of the invention, autocatalytic polyols, as described above, are used.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Polyesteralkohole auf Basis von Diolen und/oder Triolen, bevorzugt Glycerin und/oder Trimethylolpropan, und aliphatischen Carbonsäuren, bevorzugt Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure und/oder Sebacinsäure, eingesetzt. Solche Polyesteralkohole besitzen vorzugsweise eine Funktionalität von 2 bis 4, besonders bevorzugt 2 bis 3, zahlengemittelte Molekulargewichte im Bereich von 200 - 4000, vorzugsweise 400 - 3000, besonders bevorzugt 600 - 2500 und üblicherweise OH-Zahlen im Bereich von 10 - 1000, vorzugsweise 20 - 500, besonders bevorzugt 30 - 300 mgKOH/g.According to a further preferred embodiment of the invention, polyester alcohols based on diols and/or triols, preferably glycerol and/or trimethylolpropane, and aliphatic carboxylic acids, preferably adipic acid, suberic acid, azelaic acid and/or sebacic acid, are used. Such polyester alcohols preferably have a functionality of 2 to 4, particularly preferably 2 to 3, number-average molecular weights in the range of 200-4000, preferably 400-3000, particularly preferably 600-2500 and usually OH numbers in the range of 10-1000, preferably 20 - 500, particularly preferably 30 - 300 mgKOH/g.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, insbesondere zur Herstellung von Polyisocyanurat (PIR)-Hartschaumstoffen, werden Polyesteralkohole auf Basis von Diolen und/oder Triolen, bevorzugt Monoethylenglycol, und aromatischen Carbonsäuren, bevorzugt Phthalsäure und/oder Terephthalsäure, eingesetzt. Solche Polyesteralkohole besitzen vorzugsweise eine Funktionalität von 2 bis 4, besonders bevorzugt 2 bis 3, zahlengemittelte Molekulargewichte im Bereich von 200 - 1500, vorzugsweise 300 - 1200, besonders bevorzugt 400 - 1000 und üblicherweise OH-Zahlen im Bereich von 100 - 500, vorzugsweise 150 - 300, besonders bevorzugt 180 - 250 mgKOH/g.According to a further preferred embodiment of the invention, in particular for the production of rigid polyisocyanurate (PIR) foams, polyester alcohols based on diols and/or triols, preferably monoethylene glycol, and aromatic carboxylic acids, preferably phthalic acid and/or terephthalic acid, are used. Such polyester alcohols preferably have a functionality of 2 to 4, particularly preferably 2 to 3, number-average molecular weights in the range of 200-1500, preferably 300-1200, particularly preferably 400-1000 and usually OH numbers in the range of 100-500, preferably 150 - 300, particularly preferably 180 - 250 mgKOH/g.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, insbesondere zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen, werden zwei- bis acht-funktionelle Polyetheralkohole eingesetzt, die sekundäre Hydroxylgruppen, bevorzugt über 50 %, besonders bevorzugt über 90 %, aufweisen, insbesondere solche mit einem Propylenoxidblock oder statistischen Propylen- und Ethylenoxidblock am Kettenende oder solche, die nur auf Propylenoxidblöcken basieren. Solche Polyetheralkohole besitzen vorzugsweise eine Funktionalität von 2 bis 8, besonders bevorzugt 3 bis 8, zahlengemittelte Molekulargewichte im Bereich von 500 bis 2000, vorzugsweise 800 bis 1200 und üblicherweise OH-Zahlen im Bereich von 100 bis 1200, bevorzugt 120 bis 700, besonders bevorzugt 200 bis 600 mgKOH/g. Je nach den geforderten Eigenschaften dieser erfindungsgemäß bevorzugten Schaumstoffe werden neben den hier beschriebenen Polyolen zusätzlich Polyetheralkohole, wie oben beschrieben mit größeren zahlengemittelten Molgewichten und niedrigeren OH-Zahlen, und/oder zusätzliche Polyesterpolyole, wie oben beschrieben basierend auf aromatischen Carbonsäuren, eingesetzt.According to a further preferred embodiment of the invention, in particular for the production of rigid polyurethane foams, two- to eight-functional polyether alcohols are used which have secondary hydroxyl groups, preferably more than 50%, particularly preferably more than 90%, in particular those with a propylene oxide block or random Propylene and ethylene oxide block at the chain end or those based only on propylene oxide blocks. Such polyether alcohols preferably have a functionality of 2 to 8, particularly preferably 3 to 8, number-average molecular weights in the range from 500 to 2000, preferably 800 to 1200 and usually OH numbers in the range from 100 to 1200, preferably 120 to 700, particularly preferably 200 up to 600 mgKOH/g. Depending on the required properties of these inventively preferred foams, polyether alcohols, as described above with higher number-average molecular weights and lower OH numbers, and/or additional polyester polyols, as described above based on aromatic carboxylic acids, are used in addition to the polyols described here.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden vorzugsweise Gemische verschiedener, bevorzugt zweier oder dreier, mehrfunktioneller Polyesteralkohole und/oder Polyetheralkohole eingesetzt. Üblicherweise bestehen hier die eingesetzten Polyol-Kombinationen aus einem niedermolekularen „Crosslinker“-Polyol, beispielweise einem Hartschaum-Polyol, mit hoher Funktionalität (> 3) und/oder einem konventionellen hochmolekularen Blockweichschaum- oder HR-Polyol und/oder einem „Hypersoft“-Polyetherpolyol mit hohem Anteil an Ethylenoxidblöcken und mit zellöffnenden Eigenschaften.According to a further preferred embodiment of the invention, preference is given to using mixtures of different, preferably two or three, polyfunctional polyester alcohols and/or polyether alcohols. The polyol combinations used here usually consist of a low-molecular "crosslinker" polyol, for example a rigid foam polyol with high functionality (> 3) and/or a conventional high-molecular slabstock flexible foam or HR polyol and/or a "hypersoft" Polyether polyol with a high content of ethylene oxide blocks and with cell-opening properties.

Ein bevorzugtes Verhältnis von Isocyanat und Polyol, ausgedrückt als Index der Formulierung, d.h. als stöchiometrisches Verhältnis von Isocyanat-Gruppen zu gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppen (z.B. OH-Gruppen, NH-Gruppen) multipliziert mit 100, liegt im Bereich von 10 bis 1000, bevorzugt 40 bis 350, besonders bevorzugt 70 bis 140. Ein Index von 100 steht für ein molares Verhältnis der reaktiven Gruppen von 1 zu 1.A preferred ratio of isocyanate and polyol, expressed as the formulation index, i.e. as the stoichiometric ratio of isocyanate groups to isocyanate-reactive groups (e.g. OH groups, NH groups) multiplied by 100, is in the range of 10 to 1000, preferred 40 to 350, particularly preferably 70 to 140. An index of 100 stands for a molar ratio of the reactive groups of 1 to 1.

Je nach Anwendung kann es erfindungsgemäß bevorzugt sein, dass neben der erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindung nach der Formel (IVc), und/oder entsprechender protonierter und/oder quaternisierter Verbindungen, zusätzliche Katalysatoren eingesetzt werden und zwar einzeln während der Verschäumung oder mit den erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindungen nach der Formel (IVc), und/oder entsprechenden protonierten und/oder quaternisierten Verbindungen vorgemischte Katalysatorkombination.Depending on the application, it may be preferred according to the invention that, in addition to the inventive nitrogen-containing compound of the formula (IVc) and/or corresponding protonated and/or quaternized compounds, additional catalysts are used, specifically during foaming or with the inventive nitrogen-containing compounds afterwards of the formula (IVc) and/or corresponding protonated and/or quaternized compounds premixed catalyst combination.

Der Ausdruck „zusätzliche Katalysatoren“ umfasst im Sinne dieser Erfindung insbesondere den Einsatz von Verbindungen, die ungleich der erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindung nach der Formel (IVc) und/oder entsprechender protonierter und/oder quaternisierter Verbindungen sind, und gleichzeitig in der Lage sind Isocyanat-Reaktionen, insbesondere die im Folgenden genannten Reaktionen, zu katalysieren und/oder bei der Herstellung von Polyisocyanat-Reaktionsprodukten, insbesondere bei der Herstellung von Polyurethansystemen, besonders bevorzugt bei der Herstellung von Polyurethanschaumstoffen als Katalysatoren, Co-Katalysatoren oder Aktivatoren eingesetzt werden.For the purposes of this invention, the expression “additional catalysts” includes, in particular, the use of compounds which are not the same as the nitrogen-containing compound according to the invention of the formula (IVc) and/or corresponding protonated and/or quaternized compounds, and at the same time are capable of isocyanate reactions To catalyze, in particular the reactions mentioned below, and/or in the production of polyisocyanate reaction products, in particular in the production of polyurethane systems, particularly preferably in the production of polyurethane foams, as catalysts, co-catalysts or activators.

Der Ausdruck „vorgemischte Katalysatorkombination“, im Folgenden auch als Katalysatorkombination bezeichnet, umfasst im Sinne dieser Erfindung insbesondere fertige Mischungen von erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindungen nach der Formel (IVc), entsprechender protonierter und/oder quaternisierter Verbindungen, zusätzlicher Katalysatoren, sowie optional noch weiterer Inhalts- oder Zusatzstoffe wie zum Beispiel Wasser, organische Lösungsmittel, Säuren zur Blockierung der Amine, Emulgatoren, Tenside, Treibmittel, Antioxidantien, Flammschutzmittel, Stabilisatoren und/oder Siloxane, vorzugsweise Polyethersiloxane, die bereits vor der Verschäumung als solche vorliegen und während der Verschäumungsvorgangs nicht als Einzelkomponenten zugegeben werden müssen.The expression "premixed catalyst combination", also referred to below as catalyst combination, includes, in the context of this invention, in particular ready-made mixtures of nitrogen-containing compounds according to the invention of the formula (IVc), corresponding protonated and/or quaternized compounds, additional catalysts and optionally other ingredients or additives such as water, organic solvents, acids for blocking the amines, emulsifiers, surfactants, blowing agents, antioxidants, flame retardants, stabilizers and/or siloxanes, preferably polyethersiloxanes, which are present as such before foaming and not as individual components during the foaming process have to be admitted.

Als zusätzliche Katalysatoren können im Rahmen dieser Erfindung zum Beispiel jegliche Katalysatoren für die Reaktionen Isocyanat-Polyol (Urethan-Bildung) und/oder Isocyanat-Wasser (Amin- und Kohlenstoffdioxid-Bildung) und/oder die Isocyanat-Dimerisierung (Uretdion-Bildung) Isocyanat-Trimerisierung (Isocyanurat-Bildung), Isocyanat-Isocyanat mit CO2-Abspaltung (Carbodiimid-Bildung) und/oder Isocyanat-Amin (Harnstoff-Bildung) und/oder „sekundäre“ Vernetzungsreaktionen wie Isocyanat-Urethan (Allophanat-Bildung) und/oder Isocyanat-Harnstoff (Biuret-Bildung) und/oder Isocyanat-Carbodiimid (Uretimid-Bildung) eingesetzt werden.In the context of this invention, for example, any catalysts for the isocyanate-polyol reactions (urethane formation) and/or isocyanate-water (amine and carbon dioxide formation) and/or isocyanate dimerization (uretdione formation) can be used as additional catalysts -Trimerization (isocyanurate formation), isocyanate-isocyanate with elimination of CO 2 (carbodiimide formation) and/or isocyanate-amine (urea formation) and/or "secondary" crosslinking reactions such as isocyanate-urethane (allophanate formation) and/or or isocyanate-urea (biuret formation) and/or isocyanate-carbodiimide (uretimide formation) can be used.

Geeignete zusätzliche Katalysatoren im Sinne der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise Substanzen, die eine der vorgenannten Umsetzungen, insbesondere die Gelreaktion (Isocyanat-Polyol), die Treibreaktion (Isocyanat-Wasser) und/oder die Di- bzw. Trimerisierung des Isocyanats katalysieren. Solche Katalysatoren sind vorzugsweise stickstoffhaltige Verbindungen, insbesondere Amine und Ammonium-Salze, und/oder metallhaltige Verbindungen.Suitable additional catalysts for the purposes of the present invention are, for example, substances which catalyze one of the aforementioned reactions, in particular the gel reaction (isocyanate-polyol), the blowing reaction (isocyanate-water) and/or the dimerization or trimerization of the isocyanate. Such Catalysts are preferably nitrogen-containing compounds, in particular amines and ammonium salts, and/or metal-containing compounds.

Geeignete stickstoffhaltige Verbindungen als zusätzliche Katalysatoren im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alle stickstoffhaltigen Verbindungen nach dem Stand der Technik, ungleich der erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindung nach der Formel (IVc), die eine der oben genannten Isocyanat-Reaktionen katalysieren und/oder zur Herstellung von Polyurethanen, insbesondere von Polyurethanschaumstoffen eingesetzt werden können.Suitable nitrogen-containing compounds as additional catalysts within the meaning of the present invention are all nitrogen-containing compounds according to the prior art, unlike the nitrogen-containing compound of the formula (IVc) according to the invention, which catalyze one of the abovementioned isocyanate reactions and/or for the production of polyurethanes, in particular polyurethane foams can be used.

Der Ausdruck „stickstoffhaltige Verbindung nach der Formel (IVc)“ umfasst im Sinne dieser Erfindung jeweils die entsprechenden protonierten und/oder quaternisierten Verbindungen sowie Mischungen dieser Verbindungen.For the purposes of this invention, the expression “nitrogen-containing compound of the formula (IVc)” includes in each case the corresponding protonated and/or quaternized compounds and mixtures of these compounds.

Beispiele für geeignete zusätzliche stickstoffhaltige Verbindungen als Katalysatoren im Sinne der vorliegenden Erfindung sind die Amine Triethylamin, N,N-Dimethylcyclohexylamin, N,N-Dicyclohexylmethylamin, N,N-Dimethylaminoethylamin, N,N,N',N'-Tetramethylethylen-1,2-diamin, N,N,N',N'-Tetramethylpropylen-1,3-diamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-1,4-butandiamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-1,6-hexandiamin, N,N,N',N",N"-Pentamethyldiethylentriamin, N,N,N'-Trimethylaminoethylethanolamin, N,N-Dimethylaminopropylamin, N,N-Diethylaminopropylamin, N,N-Dimethylaminopropyl-N',N'-dipropan-2-olamin, 2-[[3-(dimethylamino)propyl]methylamino]ethanol, 3-(2-Dimethylamino)ethoxy)propylamin, N,N-Bis[3-(dimethylamino)propyl]-amin, N,N,N',N",N"-Pentamethyldipropylentriamin, 1-[Bis[3-(dimethylamino)propyl]amino]-2-propanol, N,N-Bis[3-(dimethylamino)propyl]-N',N'-dimethylpropan-1,3-diamin, Triethylendiamin, 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octane-2-methanol, N,N'-Dimethylpiperazin, 1,2-Dimethylimidazol, N-(2-Hydroxypropyl)imidazol, 1-Isobutyl-2-methylimidazol, N-(3-Aminopropyl)-imidazol, N-Methylimidazol, N-Ethylmorpholin, N-Methylmorpholin, 2,2,4-Trimethyl-2-silamorpholin, N-Ethyl-2,2-dimethyl-2-silamorpholin, N-(2-Aminoethyl)morpholin, N-(2-Hydroxyethyl)morpholin, 2,2'-Dimorpholinodiethylether, N,N'-Dimethylpiperazin, N-(2-Hydroxyethyl)piperazin, N-(2-Aminoethyl)piperazin, N,N-Dimethylbenzylamin, N,N-Dimethylaminoethanol, N,N-Diethylaminoethanol, 3-Dimethylamino-1-propanol, N,N-Dimethylaminoethoxyethanol, N,N-Diethylaminoethoxyethanol, Bis(2-Dimethylaminoethylether), N,N,N'-Trimethyl-N'-(2-hydroxyethyl)bis(2-aminoethyl)ether, N,N,N'-Trimethyl-N-3'-aminopropyl(bisaminoethyl)ether, Tris(dimethylaminopropyl)hexahydro-1,3,5-triazin, 1,8-Diazabicyclo-[5.4.0]undec-7-en, 1,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en, 1,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-en, N-Methyl-1,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-en, 1,4,6-triazabicyclo[3.3.0]oct-4-en, 1,1,3,3-Tetramethylguanidin, tert-Butyl-1,1,3,3-Tetramethylguanidin, Guanidin, 3-Dimethylaminopropylharnstoff, 1,3-Bis[3-(dimethylamino)propyl]harnstoff, Bis-N,N-(dimethylaminoethoxyethyl)isophorondicarbamat, 3-Dimethylamino-N,N-dimethylpropionamid und 2,4,6-Tris-(dimethylaminomethyl)phenol. Geeignete zusätzliche stickstoffhaltige Katalysatoren, nach dem Stand der Technik, können zum Beispiel von der Firma Evonik unter dem Handelsnamen TEGOAMIN® bezogen werden.Examples of suitable additional nitrogen-containing compounds as catalysts in the context of the present invention are the amines triethylamine, N,N-dimethylcyclohexylamine, N,N-dicyclohexylmethylamine, N,N-dimethylaminoethylamine, N,N,N',N'-tetramethylethylene-1, 2-diamine, N,N,N',N'-Tetramethylpropylene-1,3-diamine, N,N,N',N'-Tetramethyl-1,4-butanediamine, N,N,N',N'- Tetramethyl-1,6-hexanediamine, N,N,N',N",N"-pentamethyldiethylenetriamine, N,N,N'-Trimethylaminoethylethanolamine, N,N-dimethylaminopropylamine, N,N-diethylaminopropylamine, N,N-dimethylaminopropyl- N',N'-dipropan-2-olamine, 2-[[3-(dimethylamino)propyl]methylamino]ethanol, 3-(2-dimethylamino)ethoxy)propylamine, N,N-bis[3-(dimethylamino)propyl ]-amine, N,N,N',N",N"-pentamethyldipropylenetriamine, 1-[bis[3-(dimethylamino)propyl]amino]-2-propanol, N,N-bis[3-(dimethylamino)propyl ]-N',N'-dimethylpropane-1,3-diamine, triethylenediamine, 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane-2-methanol, N,N'-dimethylpiperazine, 1,2-dimethylimidazole, N-( 2-hydroxypropyl)imidazole , 1-Isobutyl-2-methylimidazole, N-(3-aminopropyl)imidazole, N-methylimidazole, N-ethylmorpholine, N-methylmorpholine, 2,2,4-trimethyl-2-silamorpholine, N-ethyl-2,2 -dimethyl-2-silamorpholine, N-(2-aminoethyl)morpholine, N-(2-hydroxyethyl)morpholine, 2,2'-dimorpholinodiethyl ether, N,N'-dimethylpiperazine, N-(2-hydroxyethyl)piperazine, N- (2-aminoethyl)piperazine, N,N-dimethylbenzylamine, N,N-dimethylaminoethanol, N,N-diethylaminoethanol, 3-dimethylamino-1-propanol, N,N-dimethylaminoethoxyethanol, N,N-diethylaminoethoxyethanol, bis(2-dimethylaminoethyl ether ), N,N,N'-Trimethyl-N'-(2-hydroxyethyl)bis(2-aminoethyl)ether, N,N,N'-Trimethyl-N-3'-aminopropyl(bisaminoethyl)ether, tris(dimethylaminopropyl )hexahydro-1,3,5-triazine, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene, 1,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-ene, 1,5,7- triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene, N-methyl-1,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene, 1,4,6-triazabicyclo[3.3.0]oct-4- en, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, tert-butyl-1,1,3,3-tetramethylguanidine, guanidine, 3-dimethylaminopropyl urea, 1,3-bis[3-(dimethylamino)propyl]urea, bis-N,N-(dimethylaminoethoxyethyl)isophorone dicarbamate, 3-dimethylamino-N,N-dimethylpropionamide and 2,4,6-tris-(dimethylaminomethyl)phenol . Suitable additional nitrogen-containing catalysts, according to the prior art, can be obtained, for example, from Evonik under the trade name TEGOAMIN® .

Geeignete metallhaltige Verbindungen als zusätzliche Katalysatoren im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alle metallhaltigen Verbindungen nach dem Stand der Technik, die eine der oben genannten Isocyanat-Reaktionen katalysieren und/oder zur Herstellung von Polyurethanen, insbesondere von Polyurethanschaumstoffen neben den erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindungen nach der Formel (IVc) eingesetzt werden können. Sie können zum Beispiel ausgewählt werden aus der Gruppe der metallorganischen oder organometallischen Verbindungen, metallorganischen oder organometallischen Salze, organischen Metallsalze, anorganischen Metallsalze sowie aus der Gruppe der geladenen oder ungeladenen metallhaltigen Koordinationsverbindungen, insbesondere der Metall-Chelat-Komplexe.Suitable metal-containing compounds as additional catalysts within the meaning of the present invention are all metal-containing compounds according to the prior art which catalyze one of the abovementioned isocyanate reactions and/or for the production of polyurethanes, in particular polyurethane foams, in addition to the nitrogen-containing compounds of the formula ( IVc) can be used. They can be selected, for example, from the group of organometallic or organometallic compounds, organometallic or organometallic salts, organic metal salts, inorganic metal salts and from the group of charged or uncharged metal-containing coordination compounds, in particular metal chelate complexes.

Der Ausdruck „metallorganische oder organometallische Verbindungen“ umfasst im Sinne dieser Erfindung insbesondere den Einsatz metallhaltiger Verbindungen, die über eine direkte Kohlenstoff-Metall-Bindung verfügen, hier auch als Metallorganyle (z.B. Zinnorganyle) oder organometallische bzw. Organometall-Verbindungen (z.B. Organozinn-Verbindungen) bezeichnet. Der Ausdruck „organometallische oder metallorganische Salze“ umfasst im Sinne dieser Erfindung insbesondere den Einsatz von metallorganischen oder organometallischen Verbindungen mit Salzcharakter, das heißt lonenverbindungen, bei denen entweder das Anion oder Kation von metallorganischer Natur ist (z.B. Organozinn-Oxide, Organozinn-Chloride oder Organozinn-Carboxylate). Der Ausdruck „organische Metallsalze“ umfasst im Sinne dieser Erfindung insbesondere den Einsatz von metallhaltigen Verbindungen, die über keine direkte Kohlenstoff-Metall-Bindung verfügen und gleichzeitig Metallsalze sind, bei denen entweder das Anion oder das Kation eine organische Verbindung ist (z.B. Zinn(II)-Carboxylate). Der Ausdruck „anorganische Metallsalze“ umfasst im Sinne dieser Erfindung insbesondere den Einsatz von metallhaltigen Verbindungen oder von Metallsalzen, bei denen weder Anion noch Kation eine organische Verbindung ist, z.B. Metall-Chloride (z.B. Zinn(II)-Chlorid), reine oder gemischte, also mehrere Metalle enthaltende, Metall-Oxide (z.B. Zinn-Oxide) und/oder Metall-Silicate oder -Alumosilicate. Der Ausdruck „Koordinationsverbindung“ umfasst im Sinne dieser Erfindung insbesondere den Einsatz von metallhaltigen Verbindungen, die aus einem oder mehreren Zentralteilchen und einem oder mehreren Liganden aufgebaut sind, wobei die Zentralteilchen geladene oder ungeladene Metalle sind (z.B. Metall- bzw. Zinn-Amin-Komplexe). Der Ausdruck „Metall-Chelat-Komplexe“ umfasst im Sinne dieser Erfindung insbesondere den Einsatz von metallhaltigen Koordinationsverbindungen, die Liganden mit mindestens zwei Koordinations- oder Bindungsstellen zum Metallzentrum aufweisen (z.B. Metall- bzw. Zinn-Polyamin- oder Metall- bzw. Zinn-Polyether-Komplexe).For the purposes of this invention, the term “organometallic or organometallic compounds” includes, in particular, the use of metal-containing compounds that have a direct carbon-metal bond, here also as organometallic compounds (e.g. organotin) or organometallic or organometallic compounds (e.g. organotin compounds ) designated. For the purposes of this invention, the term “organometallic or organometallic salts” includes in particular the use of organometallic or organometallic compounds with a salt character, i.e. ionic compounds in which either the anion or cation is of an organometallic nature (e.g. organotin oxides, organotin chlorides or organotin -carboxylates). In the context of this invention, the expression “organic metal salts” includes in particular the use of metal-containing compounds that do not have a direct carbon-metal bond and are at the same time metal salts in which either the anion or the cation is an organic compound (e.g. tin(II )-carboxylates). In the context of this invention, the expression “inorganic metal salts” includes in particular the use of metal-containing compounds or metal salts in which neither anion nor cation is an organic compound, eg metal chlorides (eg tin(II) chloride), pure or mixed, ie containing several metals, metal oxides (eg tin oxides) and/or metal silicates or metal aluminosilicates. In the context of this invention, the expression "coordination compound" includes in particular the use of metal-containing compounds which are composed of one or more central particles and one or more ligands, the central particles being charged or uncharged metals (e.g. metal or tin-amine complexes ). For the purposes of this invention, the expression “metal chelate complexes” includes in particular the use of metal-containing coordination compounds which have ligands with at least two coordination or bonding sites to the metal center (e.g. metal or tin-polyamine or metal or tin- polyether complexes).

Geeignete metallhaltige Verbindungen, insbesondere wie oben definiert, als zusätzliche Katalysatoren im Sinne der vorliegenden Erfindung können zum Beispiel ausgewählt werden aus allen metallhaltigen Verbindungen enthaltend Lithium, Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, Scandium, Yttrium, Titan, Zirconium, Vanadium, Niob, Chrom, Molybdän, Wolfram, Mangan, Cobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Quecksilber, Aluminium, Gallium, Indium, Germanium, Zinn, Blei, und/oder Bismuth, insbesondere Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, Titan, Zirconium, Molybdän, Wolfram, Zink, Aluminium, Zinn und/oder Bismuth, besonders bevorzugt Zinn, Bismuth, Zink und/oder Kalium.Suitable metal-containing compounds, in particular as defined above, as additional catalysts for the purposes of the present invention can be selected, for example, from all metal-containing compounds containing lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium, scandium, yttrium, titanium, zirconium, vanadium, niobium, chromium , molybdenum, tungsten, manganese, cobalt, nickel, copper, zinc, mercury, aluminum, gallium, indium, germanium, tin, lead, and/or bismuth, in particular sodium, potassium, magnesium, calcium, titanium, zirconium, molybdenum, tungsten , zinc, aluminum, tin and/or bismuth, particularly preferably tin, bismuth, zinc and/or potassium.

Geeignete anorganische Metallsalze, insbesondere wie oben definiert, als zusätzliche Katalysatoren im Sinne der vorliegenden Erfindung können zum Beispiel ausgewählt werden aus der Gruppe der Salze von anorganischen Säuren wie zum Beispiel Salzsäure, Kohlensäure, Schwefelsäure, Salpetersäure und Phosphorsäure und/oder von weiteren halogenhaltigen Säuren. Die resultierenden anorganische Metall-Salze, beispielsweise Metall-Chloride, Metall-Sulfate, Metall-Phosphate, bevorzugt Metall-Chloride wie Zinn(II)-Chlorid, können bei der Herstellung von Polyurethansystemen, insbesondere von Polyurethanschaumstoffen, in der Regel nur in Kombination mit anderen metallorganischen Salzen, organischen Metallsalzen oder stickstoffhaltigen Katalysatoren und nicht als einzige Katalysatoren, in reiner Form oder abgemischt in einem Lösungsmittel, eingesetzt werden.Suitable inorganic metal salts, in particular as defined above, as additional catalysts in the context of the present invention can be selected, for example, from the group of salts of inorganic acids such as hydrochloric acid, carbonic acid, sulfuric acid, nitric acid and phosphoric acid and/or of other halogen-containing acids. The resulting inorganic metal salts, for example metal chlorides, metal sulfates, metal phosphates, preferably metal chlorides such as tin(II) chloride, can usually only be used in combination with in the production of polyurethane systems, in particular polyurethane foams other organometallic salts, organic metal salts or nitrogen-containing catalysts and not used as the only catalysts, in pure form or mixed in a solvent.

Geeignete geladenene oder ungeladenene metallhaltige Koordinationsverbindungen, insbesondere der Metall-Chelat-Komplexe, insbesondere wie oben definiert, als zusätzliche Katalysatoren im Sinne der vorliegenden Erfindung, können zum Beispiel ausgewählt werden aus der Gruppe der ein- oder mehrkernigen Metall-Amin-, Metall-Polyamin, Metall-Polyether-, Metall-Polyester- und/oder Metall-Polyamin-Polyether-Komplexe. Solche Komplexe können entweder in situ während der Verschäumung und/oder der Verschäumung vorgelagert gebildet werden, oder als isolierte Komplexe, in reiner Form oder abgemischt in einem Lösungsmittel, eingesetzt werden. Als geeignete Komplexbildner, Liganden und/oder Chelat-Liganden kommen beispielsweise Acetylaceton, Benzoylaceton, Trifluoracetylaceton, Ethylacetoacetat, Salicylaldehyd, Salicyladehydimin und andere Schiff-Basen, Cyclopentanon-2-Carboxylat, Pyrrolidone wie zum Beispiel N-Methyl-2-pyrrollidon, N-Ethyl-2-pyrrolidon und Polyvinylpyrrolidone (verschiedener Molgewichtsverteilungen), Polyether verschiedener Molgewichte, cyclische Polyether wie zum Beispiel Kronenether und Diamine und Polyamine enthaltend primäre, sekundäre und/oder tertiäre Amine in Betracht.Suitable charged or uncharged metal-containing coordination compounds, in particular the metal chelate complexes, in particular as defined above, as additional catalysts for the purposes of the present invention can be selected, for example, from the group of mononuclear or polynuclear metal-amine, metal-polyamine , metal-polyether, metal-polyester and/or metal-polyamine-polyether complexes. Such complexes can either be formed in situ during foaming and/or prior to foaming, or they can be used as isolated complexes, in pure form or mixed in a solvent. Acetylacetone, benzoylacetone, trifluoroacetylacetone, ethylacetoacetate, salicylaldehyde, salicylaldehydedimine and other Schiff bases, cyclopentanone-2-carboxylate, pyrrolidones such as N-methyl-2-pyrrollidone, N- Ethyl-2-pyrrolidone and polyvinylpyrrolidone (of different molecular weight distributions), polyethers of different molecular weights, cyclic polyethers such as crown ethers and diamines and polyamines containing primary, secondary and/or tertiary amines.

Geeignete metallhaltige Koordinationsverbindungen sind zum Beispiel alle Metall-Acetylacetonate wie Nickel(II)-acetylacetonat, Zink(ll)-acetylacetonat, Kupfer(II)-acetylacetonat, Molybdändioxo-acetylacetonat, alle Eisen-acetylacetonate, alle Cobaltacetylacetonate, alle Zirconium-acetylacetonate, alle Titan-acetylacetonate, alle Bismuthacetylacetonate und alle Zinn-acetylacetonate.Suitable metal-containing coordination compounds are, for example, all metal acetylacetonates such as nickel(II) acetylacetonate, zinc(II) acetylacetonate, copper(II) acetylacetonate, molybdenum dioxoacetylacetonate, all iron acetylacetonates, all cobalt acetylacetonates, all zirconium acetylacetonates, all titanium acetylacetonates, all bismuth acetylacetonates and all tin acetylacetonates.

Geeignete metallorganischen Salze und organischen Metallsalze, insbesondere wie oben definiert, als zusätzliche Katalysatoren im Sinne der vorliegenden Erfindung können zum Beispiel ausgewählt werden aus der Gruppe der Salze von organischen Säuren.Suitable organometallic salts and organic metal salts, in particular as defined above, as additional catalysts for the purposes of the present invention can be selected, for example, from the group of salts of organic acids.

Der Ausdruck „organische Säuren“ umfasst im Sinne dieser Erfindung alle organisch chemischen, also Kohlenstoff enthaltenden, Verbindungen, die über eine funktionelle Gruppe verfügen, die mit Wasser und anderen protonierbaren Lösungsmitteln eine Gleichgewichtsreaktion im Sinne einer Säure-Base-Reaktion eingehen kann.For the purposes of this invention, the expression “organic acids” includes all organic-chemical, ie carbon-containing, compounds that have a functional group that can enter into an equilibrium reaction in the sense of an acid-base reaction with water and other protonatable solvents.

Geeignete organische Säuren können zum Beispiel ausgewählt sein aus der Gruppe von Carbonsäuren, d.h. organischen Verbindungen, die eine oder mehrere Carboxygruppen (*-COOH) tragen, so genannte Carboxylate, und/oder von Alkoholen, d.h. organische Verbindungen eine oder mehrere Hydroxygruppen (*-OH) tragen, so genannte Alkoholate, und/oder von Thiolen, d.h. organische Verbindungen, die eine oder mehrere Thiolgruppen (*-SH, bei Molekülen mit funktionellen Gruppe höherer Priorität auch als Mercapto-Gruppen bezeichnete) tragen, so genannte Thiolate (oder Mercaptide), und/oder von Mercaptoessigsäure-Estern als Spezialfall der Thiole, d.h. organische Verbindungen, die eine oder mehrere Mercaptoessigsäure-Ester-Gruppen tragen (*-O-CO-CH2-CH2-SH) tragen, so genannte Mercaptoacetate, und/oder von Schwefelsäureestern, d.h. organische Verbindungen, die eine oder mehrere Sulfat-Gruppen (*-O-SO3H) tragen, so genannte Sulfate, und/oder von Sulfonsäuren, d.h. organische Verbindungen, die eine oder mehrere Sulfonsäure-Gruppen (*-SO2-OH) tragen, so genannte Sulfonate, und/oder von Phoshporsäureestern (Alkylphosphate), d.h. organische Verbindungen, die ein- oder zweiwertige Alkyl-Ester der Orthophosphorsäure darstellen (*-O-PO(OH)2 oder *-O-PO(OR)OH), so genannte Phosphate, und/oder von Phosphonsäuren, d.h. organische Verbindungen, die eine oder mehrere Phosphonsäure-Gruppen (*-PO(OH)2) tragen, so genannte Phosphonate, und/oder Phosphorigsäureester, organische Verbindungen, die Alkyl-Ester der Phosphonsäure darstellen (*-P(OR)2(OH) oder *-P(OR)(OH)2), so genannte Phosphite.Suitable organic acids can be selected, for example, from the group of carboxylic acids, ie organic compounds which carry one or more carboxy groups (*-COOH), so-called carboxylates, and/or alcohols, ie organic compounds which carry one or more hydroxy groups (*- OH), so-called alkoxides, and/or of thiols, i.e. organic compounds that carry one or more thiol groups (*-SH, also referred to as mercapto groups for molecules with higher priority functional groups), so-called thiolates (or mercaptides ), and/or from mercaptoacetic acid-E stern as a special case of thiols, ie organic compounds which carry one or more mercaptoacetic acid ester groups (*-O-CO-CH 2 -CH 2 -SH), so-called mercaptoacetates, and/or of sulfuric acid esters, ie organic compounds that carry one or more sulfate groups (*-O-SO 3 H), so-called sulfates, and/or from sulfonic acids, ie organic compounds that carry one or more sulfonic acid groups (*-SO 2 -OH), so-called sulfonates, and/or phosphoric acid esters (alkyl phosphates), ie organic compounds which are mono- or divalent alkyl esters of orthophosphoric acid (*-O-PO(OH) 2 or *-O-PO(OR)OH), so-called phosphates, and/or phosphonic acids, ie organic compounds which carry one or more phosphonic acid groups (*-PO(OH) 2 ), so-called phosphonates, and/or phosphorous acid esters, organic compounds, the alkyl esters of phosphonic acid represent (*-P(OR) 2 (OH) or *-P(OR)(OH) 2 ), so-called phosphites.

Geeignete Carbonsäuren im Sinne der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise alle linearen, verzweigten oder cyclischen, aliphatischen oder aromatischen, gesättigten oder ungesättigten, gegebenenfalls mit einem oder mehreren Heteroatomen, vorzugsweise mit Hydroxygruppen (*-OH), primären, sekundären oder tertiären Aminogruppen (*-NH2, *-NHR, *-NR2) oder Mercapto-Gruppen (*-SH), substituierten, oder durch ein oder mehrere Heteroatome unterbrochenen Mono-, Di- oder Poly-Carbonsäuren. Besonders geeignet im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Carbonsäuren, an deren Carbobnyl-Kohlenstoffatom ein Wasserstoffatom oder ein linearer, verzweigter oder cyclischer, aliphatischer gesättigter oder ungesättigter, gegebenenfalls mit einem oder mehreren Heteroatomen, vorzugsweise mit Hydroxygruppen (*-OH), primären, sekundären oder tertiären Aminogruppen (*-NH2, *-NHR, *-NR2) oder Mercapto-Gruppen (*-SH), substituierter, oder durch ein oder mehrere Heteroatome unterbrochener Kohlenwasserstoffrest gebunden ist. Besonders geeignet im Sinne der vorliegenden Erfindung sind solche aliphatischen Carbonsäuren, die in 2-Position, also am Kohlenstoffatom neben der Carbonylfunktion, disubstituierte (tertiäre) oder trisubstituierte (quarternäre) Kohlenstoffe, bzw. entsprechende Kohlenwasserstoffreste, besitzen. Bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung sind solche aliphatischen Carbonsäuren, die in 2-Position eine oder zwei Methyl-, Ethyl, n-Propyl-, iso-Propyl, n-Butyl und/oder iso-Butyl-Verzweigung(en) aufweisen. Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung sind solche aliphatischen Carbonsäuren, insbesondere Monocarbonsäuren, die neben der beschriebenen Verzweigung in 2-Position eine gesättigte oder ungesättigte, lineare oder verzweigte Alkylkette aufweisen und optional mit einem oder mehreren Heteroatomen, vorzugsweise mit Hydroxygruppen (*-OH), primären, sekundären oder tertiären Aminogruppen (*-NH2, *-NHR, *-NR2) oder Mercapto-Gruppen (*-SH), substituiert sind. Insbesondere können geeignete Carbonsäuren ausgewählt werden aus der Gruppe der Neosäuren bzw. Koch-Säuren.Suitable carboxylic acids for the purposes of the present invention are, for example, all linear, branched or cyclic, aliphatic or aromatic, saturated or unsaturated, optionally with one or more heteroatoms, preferably with hydroxyl groups (*-OH), primary, secondary or tertiary amino groups (*-NH 2 , *-NHR, *-NR 2 ) or mercapto groups (*-SH), substituted mono-, di- or polycarboxylic acids or those interrupted by one or more heteroatoms. Particularly suitable for the purposes of the present invention are carboxylic acids whose carbobnyl carbon atom is a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic, aliphatic saturated or unsaturated, optionally with one or more heteroatoms, preferably with hydroxy groups (*-OH), primary, secondary or tertiary amino groups (*-NH 2 , *-NHR, *-NR 2 ) or mercapto groups (*-SH), a substituted hydrocarbon radical or one interrupted by one or more heteroatoms. Particularly suitable for the purposes of the present invention are those aliphatic carboxylic acids which have disubstituted (tertiary) or trisubstituted (quaternary) carbons or corresponding hydrocarbon radicals in the 2-position, ie on the carbon atom next to the carbonyl function. For the purposes of the present invention, preference is given to those aliphatic carboxylic acids which have one or two methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl and/or isobutyl branch(es) in the 2-position. According to the present invention, particular preference is given to aliphatic carboxylic acids, in particular monocarboxylic acids, which, in addition to the described branching in the 2-position, have a saturated or unsaturated, linear or branched alkyl chain and optionally one or more heteroatoms, preferably hydroxyl groups (*-OH) , primary, secondary or tertiary amino groups (*-NH 2 , *-NHR, *-NR 2 ) or mercapto groups (*-SH). In particular, suitable carboxylic acids can be selected from the group of neoacids or Koch acids.

Beispiele für geeignete ein-, zwei- und mehrwertige, gesättigte und ungesättigte substituierte und nicht substituierte Carbonsäuren, Fettsäuren und Neosäuren bzw. Koch-Säuren, sind Carbonsäuren wie Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Propionsäuren, Acrylsäure, Buttersäure, Isobuttersäure, 2,2-Dimethylbuttersäure, Valeriansäure, Isovaleriansäure, 2-Methylvaleriansäure, 2,2-Dimethylvaleriansäure (iso-Heptansäure), Pivalinsäure, Capronsäure, 2-Ethylhexansäure (iso-Oktansäure), Önansäure, Caprylsäure, Pelargonsäure, iso-Nonansäure, 3,5,5-Trimethylhexansäure, 2,5,5-Trimethylhexansäure, 4,5,5-Trimethylhexansäure, 2,2,4,4-Tetramethylpentansäure, 6,6-Dimethylheptansäure, Caprinsäure, Neodecansäure, 7,7-Dimethyloctansäure, 2,2-Dimethyloctansäure, 2,4-Dimethyl-2-isopropylpentansäure, 2,2,3,5-Tetramethylhexansäure, 2,2-Diethylhexansäure, 2,5-Dimethyl-2-ethylhexansäure, Undecansäure, Laurinsäure, Tridecansäure, Neotridecansäure, Myristinsäure, Pentadecansäure, Palmitinsäure, Margarinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure, Alpha-Linolensäure Phytansäure, Icosensäure, Erucasäure, Rizinolsäure, Vernolsäure, Arachinsäure, Arachidonsäure, Oxalsäure, Glycolsäure, Glyoxalsäure, Malonsäure, Milchsäure, Zitronensäure, Bernsteinsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Sorbinsäure, Zimtsäure, Salicylsäure, Benzoesäure, Terephthalsäure, Phthalsäure, iso-Phthalsäure, Nicotinsäure, Carbaminsäure, Pyrrolidin-2-Carbonsäure und Cyclohexancarbonsäure.Examples of suitable monobasic, dibasic and polybasic, saturated and unsaturated, substituted and unsubstituted carboxylic acids, fatty acids and neoacids or cooking acids are carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, propionic acids, acrylic acid, butyric acid, isobutyric acid, 2,2- dimethylbutyric acid, valeric acid, isovaleric acid, 2-methylvaleric acid, 2,2-dimethylvaleric acid (iso-heptanoic acid), pivalic acid, caproic acid, 2-ethylhexanoic acid (iso-octanoic acid), enoic acid, caprylic acid, pelargonic acid, iso-nonanoic acid, 3,5,5- Trimethylhexanoic acid, 2,5,5-trimethylhexanoic acid, 4,5,5-trimethylhexanoic acid, 2,2,4,4-tetramethylpentanoic acid, 6,6-dimethylheptanoic acid, capric acid, neodecanoic acid, 7,7-dimethyloctanoic acid, 2,2-dimethyloctanoic acid, 2,4-dimethyl-2-isopropylpentanoic acid, 2,2,3,5-tetramethylhexanoic acid, 2,2-diethylhexanoic acid, 2,5-dimethyl-2-ethylhexanoic acid, undecanoic acid, lauric acid, tridecanoic acid, neotridecanoic acid, myristic acid, pentadecanoic acid, palmitic acid, Margaric Acid, Ste aric acid, oleic acid, linoleic acid, alpha-linolenic acid, phytanic acid, icosenoic acid, erucic acid, ricinoleic acid, vernolic acid, arachidic acid, arachidonic acid, oxalic acid, glycolic acid, glyoxalic acid, malonic acid, lactic acid, citric acid, succinic acid, fumaric acid, maleic acid, malic acid, tartaric acid, glutaric acid, adipic acid, sorbic acid , cinnamic acid, salicylic acid, benzoic acid, terephthalic acid, phthalic acid, iso-phthalic acid, nicotinic acid, carbamic acid, pyrrolidine-2-carboxylic acid and cyclohexane carboxylic acid.

Geeignete Alkohole sind alle linearen, verzweigten oder cyclischen, aliphatischen oder aromatischen, gesättigten oder ungesättigten, gegebenenfalls mit einem oder mehreren Heteroatomen, vorzugsweise mit primären, sekundären oder tertiären Amino-Gruppen (*-NH2, *-NHR, *-NR2) oder Mercapto-Gruppen (*-SH), substituierte, oder durch ein oder mehrere Heteroatome unterbrochene einwertige Alkohole, zweiwertige Alkohole (Diole) und/oder mehrwertige Alkohole (Polyole). Geeignet hierfür sind zum Beispiel Methanol, Ethanol, Propanol, iso-Propanol, Butanol, tert-Butanol, Neopentylalkohol, Phenole und/oder Nonylphenol.Suitable alcohols are all linear, branched or cyclic, aliphatic or aromatic, saturated or unsaturated, optionally with one or more heteroatoms, preferably with primary, secondary or tertiary amino groups (*-NH 2 , *-NHR, *-NR 2 ) or mercapto groups (*-SH), monohydric alcohols that are substituted or interrupted by one or more heteroatoms, dihydric alcohols (diols) and/or polyhydric alcohols (polyols). Suitable for this are, for example, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, tert-butanol, neopentyl alcohol, phenols and/or nonylphenol.

Geeignete Thiole, Mercaptoessigsäure-Ester, Schwefelsäureester, Sulfonsäuren, Phoshporsäureester (Alkylphosphate), Phosphonsäuren und/oder Posphorigsäureester sind beispielsweise alle linearen, verzweigten oder cyclischen, aliphatischen oder aromatischen, gesättigten oder ungesättigten, gegebenenfalls mit einem oder mehreren Heteroatomen substituierte, oder durch ein oder mehrere Heteroatome unterbrochene organische Verbindungen, enthaltend eine oder mehrere entsprechende funktionelle Gruppen, wie oben definiert. Geeignete hierfür sind zum Beispiel Dialkylphosphite, Methansulfonsäure, Trifluormethansulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure, Dodecylbenzylsulfonsäure, Taurin, Isooctylmercaptoacetat, 2-Ethylhexylmercaptoacetat, Ethantiol und/oder n-Laurylmercaptid.Suitable thiols, mercaptoacetic acid esters, sulfuric acid esters, sulfonic acids, phosphoric acid esters (alkyl phosphates), phosphonic acids and/or phosphoric acid esters are, for example, all linear, branched or cyclic, aliphatic or aromatic, saturated or unsaturated, optionally substituted with one or more heteroatoms, or substituted by one or several heteroatoms interrupted chene organic compounds containing one or more corresponding functional groups as defined above. Suitable for this purpose are, for example, dialkyl phosphites, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzylsulfonic acid, taurine, isooctylmercaptoacetate, 2-ethylhexylmercaptoacetate, ethaneol and/or n-laurylmercaptide.

Besonders geeignete metallorganische Salze und organische Metallsalze, wie oben definiert, als zusätzliche Katalysatoren im Sinne der vorliegenden Erfindung sind zum Beispiel Organozinn-, Zinn-, Zink-, Bismuth und Kalium-Salze, insbesondere entsprechende MetallCarboxylate, -Alkoholate, -Thiolate und -Mercaptoacetate, wie zum Beispiel Dibutylzinndiacetat, Dimethylzinndilaurat, Dibutylzinndilaurat (DBTDL), Dioctylzinndilaurat (DOTDL), Dimethylzinndineodecanoat, Dibutylzinndineodecanoat, Dioctylzinndineodecanoat, Dibutylzinndioleat, Dibutylzinn-bis-n-laurylmercaptid, Dimethylzinn-bis-n-laurylmercaptid, Monomethylzinn-tris-2-ethylhexylmercaptoacetat, Dimethylzinn-bis-2-ethylhexylmercaptoacetat, Dibutylzinn-bis-2-ethylhexylmercaptoacetat, Dioctylzinn-bis-isooctylmercaptoacetat, Zinn(II)-acetat, Zinn(II)-2-ethylhexanoat (Zinn(II)-octoat), Zinn(II)-isononanoat (Zinn(II)-3,5,5-trimethylhexanoat), Zinn(II)-neodecanoat, Zinn(II)-ricinoleat, Zink(II)-acetat, Zink(II)-2-ethylhexanoat (Zink(II)-octoat), Zink(II)-isononanoat (Zink(II)-3,5,5-trimethylhexanoat), Zink(II)-neodecanoat, Zink(II)-ricinoleat, Bismuthacetat, Bismuth-2-ethylhexanoat, Bismuthoctoat, Bismuthisononanoat, Bismuthneodecanoat, Kaliumformiat, Kaliumacetat, Kalium-2-ethylhexanoat (Kaliumoctoat), Kalium-isononanoat, Kalium-neodecanoat und/oder Kaliumricinoleat.Particularly suitable organometallic salts and organic metal salts, as defined above, as additional catalysts for the purposes of the present invention are, for example, organotin, tin, zinc, bismuth and potassium salts, in particular corresponding metal carboxylates, alcoholates, thiolates and mercaptoacetates , such as dibutyltin diacetate, dimethyltin dilaurate, dibutyltin dilaurate (DBTDL), dioctyltin dilaurate (DOTDL), dimethyltin dineodecanoate, dibutyltin dineodecanoate, dioctyltin dineodecanoate, dibutyltin dioleate, dibutyltin-bis-n-laurylmercaptide, dimethyltin-bis-n-laurylmercaptide, ethylhexmercaptide-ethylhexmercaptide, monomethylyl-trismethylyl-2-mercaptide dimethyltin bis-2-ethylhexylmercaptoacetate, dibutyltin bis-2-ethylhexylmercaptoacetate, dioctyltin bis-isooctylmercaptoacetate, tin(II) acetate, tin(II) 2-ethylhexanoate (tin(II) octoate), tin(II) -isononanoate (tin(II) 3,5,5-trimethylhexanoate), tin(II) neodecanoate, tin(II) ricinoleate, zinc(II) acetate, zinc(II) 2-ethylhexanoate (zinc(II) )-oct oate), zinc(II) isononanoate (zinc(II) 3,5,5-trimethylhexanoate), zinc(II) neodecanoate, zinc(II) ricinoleate, bismuth acetate, bismuth 2-ethylhexanoate, bismuth octoate, bismuth hisononanoate, Bismuth neodecanoate, potassium formate, potassium acetate, potassium 2-ethylhexanoate (potassium octoate), potassium isononanoate, potassium neodecanoate and/or potassium ricinoleate.

Bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Polyurethanen, kann es je nach Art der Anwendung, insbesondere bei der Herstellung von Polyurethanschaumstoffen, bevorzugt sein, die Verwendung von metallorganischen Salzen wie zum Beispiel von Dibutylzinndilaurat auszuschließen.In the production of polyurethanes according to the invention, depending on the type of application, in particular in the production of polyurethane foams, it may be preferable to exclude the use of organometallic salts such as, for example, dibutyltin dilaurate.

Geeignete zusätzliche metallhaltige Katalysatoren werden in der Regel vorzugsweise so ausgewählt, dass sie keinen störenden Eigengeruch aufweisen, toxikologisch im Wesentlichen unbedenklich sind und dass die resultierenden Polyurethansysteme, insbesondere Polyurethanschäume möglichst geringe Katalysator-bedingte Emissionen aufweisen.Suitable additional metal-containing catalysts are generally preferably selected such that they do not have any objectionable intrinsic odor, are essentially toxicologically harmless and that the resulting polyurethane systems, in particular polyurethane foams, have the lowest possible catalyst-related emissions.

Neben zusätzlichen Aminen und metallhaltigen Verbindungen können auch Ammoniumsalze als zusätzliche Katalysatoren eingesetzt werden. Geeignet sind zum Beispiel Ammoniumformiat und/oder Ammoniumacetat.In addition to additional amines and metal-containing compounds, ammonium salts can also be used as additional catalysts. For example, ammonium formate and/or ammonium acetate are suitable.

Geeignete zusätzliche Katalysatoren sind beispielsweise in DE 102007046860 , EP 1985642 , EP 1985644 , EP 1977825 , US 2008/0234402 , EP 0656382 B1 und US 2007/0282026 A1 und den darin zitierten Patentschriften genannt.Suitable additional catalysts are, for example, in UK 102007046860 , EP1985642 , EP1985644 , EP1977825 , U.S. 2008/0234402 , EP 0656382 B1 and U.S. 2007/0282026 A1 and the patents cited therein.

Geeignete Einsatzmengen an zusätzlichen Katalysatoren richten sich nach dem Typ des Katalysators und liegen vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 10,0 pphp, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 5,00 pphp (= Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile Polyol) bzw. 0,10 bis 10,0 pphp für Kaliumsalze.Suitable amounts of additional catalysts depend on the type of catalyst and are preferably in the range from 0.01 to 10.0 pphp, particularly preferably in the range from 0.02 to 5.00 pphp (= parts by weight based on 100 parts by weight polyol) or 0.10 to 10.0 pphp for potassium salts.

Je nach Anwendung kann es erfindungsgemäß bevorzugt sein, wenn im Falle der Verwendung von zusätzlichen Katalysatoren und/oder von vorgemischten Katalysatorkombinationen, wie oben definiert, aus der Summe aller eingesetzten stickstoffhaltigen Verbindungen, also die Summe der erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindungen nach Formel (IVc) und der zusätzlichen stickstoffhaltigen Katalysatoren nach dem Stand der Technik, gegenüber der Summe der metallhaltigen Katalysatoren, insbesondere Kalium-, Zink- und/oder Zinn-Katalysatoren, ein molares Mengenverhältnis von 1:0,05 bis 0,05:1, vorzugsweise 1:0,07 bis 0,07:1 und besonders bevorzugt 1:0,1 bis 0,1:1 resultiert.Depending on the application, it may be preferred according to the invention if, in the case of the use of additional catalysts and / or premixed catalyst combinations, as defined above, from the sum of all nitrogen-containing compounds used, i.e. the sum of the nitrogen-containing compounds according to the invention of formula (IVc) and the additional nitrogen-containing catalysts according to the prior art, compared to the sum of the metal-containing catalysts, in particular potassium, zinc and/or tin catalysts, a molar ratio of 1:0.05 to 0.05:1, preferably 1:0, 07 to 0.07:1 and more preferably 1:0.1 to 0.1:1.

Es kann erfindungsgemäß bevorzugt sein, dass zusätzlichen Katalysatoren und/oder vorgemischte Katalysatorkombinationen, wie oben definiert, frei von Dimethylamin-tragenden stickstoffhaltigen Verbindungen sind. Frei von Dimethylamin-tragenden stickstoffhaltigen Verbindungen sind Katalysatorkombinationen im Sinne dieser Erfindung vorzugsweise dann, wenn weniger als 75 Gew-%, insbesondere weniger als 50 Gew-%, bevorzugt weniger als 30 Gew-%, besonders bevorzugt weniger als 10 Gew-% der Katalysatoren in der Katalysatormischung Dimethylamin-tragende, stickstoffhaltige Verbindungen beinhalten. Insbesondere bevorzugt sind Katalysatorkombinationen, die gar keine, also 0 Gew-%, Dimethylamin-tragenden, stickstoffhaltigen Verbindungen enthalten.It may be preferred according to the invention that additional catalysts and/or premixed catalyst combinations as defined above are free of dimethylamine-bearing nitrogen-containing compounds. Catalyst combinations in the context of this invention are preferably free of dimethylamine-bearing nitrogenous compounds if less than 75% by weight, in particular less than 50% by weight, preferably less than 30% by weight, particularly preferably less than 10% by weight, of the catalysts include dimethylamine-carrying, nitrogen-containing compounds in the catalyst mixture. Particular preference is given to catalyst combinations which contain no, ie 0% by weight, dimethylamine-bearing, nitrogen-containing compounds.

Um eine Reaktion der Komponenten untereinander zu vermeiden, insbesondere Reaktion von erfindungsgemäß verwendeter stickstoffhaltiger Verbindung nach Formel (IVc) und/oder zusätzlichen stickstoffhaltigen Katalysatoren mit zusätzlichen metallhaltigen Katalysatoren, insbesondere Kalium-, Zink- und/oder Zinn-Katalysatoren, kann es bevorzugt sein, diese Komponenten getrennt voneinander zu lagern und dann der Isocyanat- und Polyol-Reaktionsmischung gleichzeitig oder nacheinander zuzuführen.In order to avoid a reaction of the components with one another, in particular reaction of the nitrogen-containing compound of formula (IVc) used according to the invention and/or additional nitrogen-containing catalysts with additional metal-containing catalysts, in particular potassium, zinc and/or tin catalysts, it may be preferred to store these components separately and then add them to the isocyanate and polyol reaction mixture simultaneously or sequentially.

Es entspricht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wenn im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung zumindest eine stickstoffhaltige Verbindung nach Formel (IVc), und/oder eine entsprechende quaternisierte und/oder protonierte Verbindung in Kombination mit

  1. a) einer oder mehreren zusätzlichen (also nicht erfindungsgemäßen) stickstoffhaltigen Verbindungen als zusätzliche Katalysatoren, vorzugsweise wie oben definiert und beispielhaft beschrieben,
  2. b) einem oder mehreren zusätzlichen metallhaltigen Katalysatoren, insbesondere einer oder mehrerer Zinn-, Zink-, Bismuth- und/oder Kaliumverbindungen, vorzugsweise wie oben definiert und beispielhaft beschrieben,
  3. c) einer oder mehrerer Säuren zur Blockierung der enthaltenden Amine, vorzugsweise wie oben beschrieben,
  4. d) Wasser
  5. e) einem oder mehreren organischen Lösungsmitteln, vorzugsweise wie im Folgenden definiert und beispielhaft beschrieben,
  6. f) einem oder mehreren chemischen oder physikalischen Treibmitteln, vorzugsweise wie im Folgenden beschrieben,
  7. g) einem oder mehreren Stabilisatoren gegen oxidativen Abbau, beispielsweise Antioxidantien, vorzugsweise wie im Folgenden beschrieben,
  8. h) einem oder mehreren Flammschutzmitteln, vorzugsweise wie im Folgenden beschrieben, und/oder
  9. i) einem oder mehreren Schaumstabilisatoren auf der Basis von Siloxanen und/oder Polydialkylsiloxan-Polyoxyalkylen-copolymeren, vorzugsweise wie im Folgenden definiert und beschrieben, und/oder
  10. j) einem oder mehreren weiteren Zusatzstoffen, zum Beispiel ausgewählt aus der Gruppe der Tenside Biozide, Farbstoffe, Pigmente, Füllstoffe, Antistatik-Additive, Vernetzer, Kettenverlängerer, Zellöffner, und/oder Duftstoffe
eingesetzt wird, wobei vorteilhafterweise vor der Herstellung des Polyurethanschaumstoffs, zuerst eine Zusammensetzung hergestellt wird, beispielsweise im Sinne einer Vordosierung der Einzelkomponenten im Mischkopf oder z.B als vorgemischte Katalysatorkombination, insbesondere wie oben definiert, beinhaltend die vorgenannte Kombination. Insbesondere kann die genannte stickstoffhaltige Verbindung nach Formel (IVc) auch als technische Produktmischung eingesetzt werden. Geeignete technische Produktmischungen sind in der Beschreibung erläutert.It corresponds to a preferred embodiment of the invention if, within the scope of the use according to the invention, at least one nitrogen-containing compound of the formula (IVc) and/or a corresponding quaternized and/or protonated compound in combination with
  1. a) one or more additional (i.e. not according to the invention) nitrogen-containing compounds as additional catalysts, preferably as defined above and described by way of example,
  2. b) one or more additional metal-containing catalysts, in particular one or more tin, zinc, bismuth and/or potassium compounds, preferably as defined above and described by way of example,
  3. c) one or more acids to block the amines contained, preferably as described above,
  4. d) water
  5. e) one or more organic solvents, preferably as defined below and described by way of example,
  6. f) one or more chemical or physical blowing agents, preferably as described below,
  7. g) one or more stabilizers against oxidative degradation, for example antioxidants, preferably as described below,
  8. h) one or more flame retardants, preferably as described below, and/or
  9. i) one or more foam stabilizers based on siloxanes and/or polydialkylsiloxane-polyoxyalkylene copolymers, preferably as defined and described below, and/or
  10. j) one or more other additives, for example selected from the group consisting of surfactants, biocides, dyes, pigments, fillers, antistatic additives, crosslinkers, chain extenders, cell openers and/or fragrances
is used, with advantageously before the production of the polyurethane foam, first a composition is prepared, for example in the sense of a pre-metering of the individual components in the mixing head or eg as a premixed catalyst combination, in particular as defined above, containing the aforementioned combination. In particular, the said nitrogenous compound of the formula (IVc) can also be used as a technical product mixture. Suitable technical product mixtures are explained in the description.

Im Sinne der vorgenannten bevorzugten Ausführungsform sind besonders bevorzugte Kombinationen im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche Zusammensetzungen, in denen zumindest eine stickstoffhaltige Verbindung nach Formel (IVc) und/oder eine entsprechende quaternisierte und/oder protonierte Verbindung verwendet wird in Kombination mit a), mit b), mit c), mit d), mit e), mit f), mit a), b), c), d) e) und f), mit a) und b), mit a) und c), mit a), b) und c), mit a), b) und d), mit a), b) und e), mit a), b), d) und e), mit a), b), d), e) und f), mit a), b), e) und f), mit a), c) und d), mit a), c) und e), mit a), c), d) und e), mit a), b) und e), mit a), b), c) und e), mit a), b), c), d) und e), mit c) und d), mit c) und e), mit c), d) und e), mit c), e) und f), mit c), d), e) und f), mit c), d), e) und f), mit b) und c), mit b), c) und d), mit b), c) und e), mit b), c), d) und e), mit b), c), e) und f), mit b), c), d), e), f), mit b) und d), mit b) und e), mit b), d) und e), mit b), d) und f), mit b), e) und f), oder mit b), d), e) und f).In the context of the aforementioned preferred embodiment, particularly preferred combinations within the scope of the present invention are those compositions in which at least one nitrogen-containing compound of the formula (IVc) and/or a corresponding quaternized and/or protonated compound is used in combination with a), with b ), with c), with d), with e), with f), with a), b), c), d) e) and f), with a) and b), with a) and c), with a), b) and c), with a), b) and d), with a), b) and e), with a), b), d) and e), with a), b), d), e) and f), with a), b), e) and f), with a), c) and d), with a), c) and e), with a), c), d ) and e), with a), b) and e), with a), b), c) and e), with a), b), c), d) and e), with c) and d) , with c) and e), with c), d) and e), with c), e) and f), with c), d), e) and f), with c), d), e) and f), with b) and c), with b), c) and d), with b), c) and e), with b), c), d) and e), with b), c) , e) and f), with b), c), d), e), f), with b) and d), with b) and e), with b), d) and e), with b) , d) un d f), with b), e) and f), or with b), d), e) and f).

Die erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel (IVc), die entsprechenden protonierten und/oder quaternisierten Verbindungen können als Reinsubstanz oder in Abmischung, zum Beispiel mit geeigneten Lösungsmitteln und/oder weiteren Zusatzstoffen einzeln während der Verschäumung oder als vorgemischte Katalysatorkombination, wie oben definiert, eingesetzt werden.The compounds of the formula (IVc) according to the invention, the corresponding protonated and/or quaternized compounds, can be used as a pure substance or in a mixture, for example with suitable solvents and/or other additives, individually during foaming or as a premixed catalyst combination, as defined above.

Als Lösungsmittel kommen alle nach dem Stand der Technik geeigneten Substanzen in Frage. Je nach Anwendung können aprotisch-unpolare, aprotisch-polare und protische Lösungsmittel eingesetzt werden. Geeignete aprotisch-unpolare Lösungsmittel können beispielsweise ausgewählt werden aus folgenden Substanzklassen, bzw. Substanzklassen enthaltend folgende funktionelle Gruppen: aromatische Kohlenwasserstoffe, aliphatische Kohlenwasserstoffe (Alkane (Paraffine) und Olefine), Carbonsäurester und Polyester, (Poly-)Ether und/oder halogenierte Kohlenwasserstoffe niedriger Polarität. Geeignete aprotisch-polare Lösungsmittel können beispielsweise ausgewählt werden aus folgenden Substanzklassen, bzw. Substanzklassen enthaltend folgende funktionelle Gruppen: Ketone, Lactone, Lactame, Nitrile, Carbonsäureamide, Sulfoxide und/oder Sulfone. Geeignete protische Lösungsmittel können beispielsweise ausgewählt werden aus folgenden Substanzklassen, bzw. Substanzklassen enthaltend folgende funktionelle Gruppen: Alkohole, Polyole, (Poly-)Alkylenglykole, Amine, Carbonsäuren, insbesondere Fettsäuren und/oder primäre und sekundäre Amide.
Bevorzugte Lösungsmittel sind beispielsweise Mineralöle, Hexan, Pentan, Heptan, Dekan oder Mischungen von gesättigten Kohlenwasserstoffen, wie z. B. Kaydol Produkte der Fa. Sonneborn, Glycolether wie Ethylenglycoldimethylether (Monoglyme), Bis(2-methoxyethyl)ether (Diglyme), Triethylenglycoldimethylether (Triglyme), Tetraethylenglycoldimethylether (Tetraglyme), Polyester- und Polyether-Polyole, Polyole basierend auf nachwachsenden Rohstoffen (NOPs), endverkappte Polyether, vorzugsweise Dialkyl-Polyether, die als Alkylreste Butyl-/Methyl-, Methyl-/Methyl- oder Butyl-/Butyl-Reste aufweisen, bevorzugt solche, die aus Diol-gestarteten Polyethern erhältlich sind, Glycole, Glycerin, Carbonsäureester, vorzugsweise Fettsäureester, beispielsweise Ethylacetat und Isopropylmyristat, Polycarbonate, Phthalate, vorzugsweise Dibutylphthalat (DBP), Dioctylphthalat (DNOP), Diethylhexylphthalat (DEHP), Diisononylphthalat (DINP), Dimethylphthalat (DMP), Diethylphthalat (DEP), Cyclohexanoate, vorzugsweise Diisononylcyclohexanoat (DINCH).
All substances suitable according to the prior art can be used as solvents. Depending on the application, aprotic non-polar, aprotic polar and protic solvents can be used. Suitable aprotic non-polar solvents can be selected, for example, from the following classes of substances, or classes of substances containing the following functional groups: aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons (alkanes (paraffins) and olefins), carboxylic acid esters and polyesters, (Poly)ether and/or halogenated hydrocarbons of low polarity. Suitable aprotic-polar solvents can be selected, for example, from the following substance classes, or substance classes containing the following functional groups: ketones, lactones, lactams, nitriles, carboxamides, sulfoxides and/or sulfones. Suitable protic solvents can be selected, for example, from the following substance classes or substance classes containing the following functional groups: alcohols, polyols, (poly)alkylene glycols, amines, carboxylic acids, in particular fatty acids and/or primary and secondary amides.
Preferred solvents are, for example, mineral oils, hexane, pentane, heptane, decane or mixtures of saturated hydrocarbons, such as. B. Kaydol products from Sonneborn, glycol ethers such as ethylene glycol dimethyl ether (monoglyme), bis(2-methoxyethyl) ether (diglyme), triethylene glycol dimethyl ether (triglyme), tetraethylene glycol dimethyl ether (tetraglyme), polyester and polyether polyols, polyols based on renewable raw materials ( NOPs), end-capped polyethers, preferably dialkyl polyethers which have butyl/methyl, methyl/methyl or butyl/butyl radicals as alkyl radicals, preferably those which are obtainable from diol-started polyethers, glycols, glycerol, Carboxylic acid esters, preferably fatty acid esters, for example ethyl acetate and isopropyl myristate, polycarbonates, phthalates, preferably dibutyl phthalate (DBP), dioctyl phthalate (DNOP), diethylhexyl phthalate (DEHP), diisononyl phthalate (DINP), dimethyl phthalate (DMP), diethyl phthalate (DEP), cyclohexanoates, preferably diisononyl cyclohexanoate ( DINCH).

Besonders bevorzugt sind Lösungsmittel sind Verbindungen, die in der Verschäumung problemlos verarbeitet werden können und die Eigenschaften des Schaums nicht negativ beeinflussen. So sind zum Beispiel Isocyanat-reaktive Verbindungen geeignet, da diese mit in die Polymermatrix einreagieren und keine Emissionen im Schaum generieren. Beispiele sind OH-funktionelle Verbindungen wie (Poly-)Alkylenglykole, vorzugsweise Monoethylenglycol (MEG oder EG), Diethylenglycol (DEG), Triethylenglycol (TEG), 1-2-Propylenglycol (PG), Dipropylenglycol (DPG), Trimethylenglycol (1,3-Propandiol PDO), Tetramethylenglycol (Butandiol BDO), Butyldiglycol (BDG), Neopentylglycol, 2-Methyl-1,3-propandiol (Ortegol CXT), 3-Methyl-1,5-pentandiol und höhere Homologe davon wie zum Beispiel Polyethylenglykol (PEG) mit mittleren Molekülmassen zwischen 200 und 3000. Weitere besonders bevorzugte OH-funktionelle Verbindungen sind Polyether mit mittleren Molekülmassen von 200 bis 4500, insbesondere 400 bis 2000, hierin bevorzugt Wasser-, Allyl- , Butyl- oder Nonyl-gestartete Polyether, insbesondere solche, die auf Propylenoxid- (PO) und/oder Ethylenoxidblöcken (EO) basieren.
Werden die erfindungsgemäße stickstoffhaltige Verbindung nach der Formel (IVc) oder vorgemischte Katalysatorkombinationen der erfindungsgemäßen Verbindungen mit zusätzlichen Katalysatoren, wie oben definiert, gelöst oder in Kombination mit einem Lösungsmittel eingesetzt, beträgt das Massenverhältnis von Katalysator oder Katalysatorkombination zu Lösungsmittel vorzugsweise von 100 zu 1 bis 1 zu 4, bevorzugt von 50 zu 1 bis 1 zu 3 und besonders bevorzugt von 25 zu 1 bis 1 zu 2.
Particular preference is given to solvents which can be processed without problems in the foaming process and which do not adversely affect the properties of the foam. For example, isocyanate-reactive compounds are suitable because they react with the polymer matrix and do not generate any emissions in the foam. Examples are OH-functional compounds such as (poly)alkylene glycols, preferably monoethylene glycol (MEG or EG), diethylene glycol (DEG), triethylene glycol (TEG), 1-2-propylene glycol (PG), dipropylene glycol (DPG), trimethylene glycol (1,3 -propanediol PDO), tetramethylene glycol (butanediol BDO), butyl diglycol (BDG), neopentyl glycol, 2-methyl-1,3-propanediol (Ortegol CXT), 3-methyl-1,5-pentanediol and higher homologues thereof such as polyethylene glycol ( PEG) with average molecular weights between 200 and 3000. Further particularly preferred OH-functional compounds are polyethers with average molecular weights of 200 to 4500, in particular 400 to 2000, preferably water-, allyl-, butyl- or nonyl-started polyethers, in particular those based on propylene oxide (PO) and/or ethylene oxide (EO) blocks.
If the nitrogen-containing compound of the formula (IVc) according to the invention or premixed catalyst combinations of the compounds according to the invention are dissolved with additional catalysts, as defined above, or used in combination with a solvent, the mass ratio of catalyst or catalyst combination to solvent is preferably from 100 to 1 to 1 to 4, preferably from 50 to 1 to 1 to 3 and more preferably from 25 to 1 to 1 to 2.

Als Zusatzstoffe können alle nach dem Stand der Technik bekannten Substanzen verwendet werden, die bei der Herstellung von Polyurethanen, insbesondere von Polyurethanschaumstoffen, Verwendung finden, wie zum Beispiel Treibmittel, vorzugsweise Wasser zur Bildung von CO2 und, falls nötig, weitere physikalische Treibmittel, Vernetzer und Kettenverlängerer, Stabilisatoren gegen oxidativen Abbau (so genannte Antioxidantien), Flammschutzmittel, Tenside, Biozide, zellverfeinernde Additive, Zellöffner, feste Füllstoffe, Antistatik-Additive, Nukleierungsmittel, Verdicker, Farbstoffe, Pigmente, Farbpasten, Duftstoffe, Emulgatoren, Puffersubstanzen und/oder zusätzliche katalytisch aktive Substanzen, insbesondere wie oben definiert.All substances known from the prior art which are used in the production of polyurethanes, in particular polyurethane foams, can be used as additives, such as blowing agents, preferably water to form CO 2 and, if necessary, other physical blowing agents, crosslinkers and chain extenders, stabilizers against oxidative degradation (so-called antioxidants), flame retardants, surfactants, biocides, cell-refining additives, cell openers, solid fillers, antistatic additives, nucleating agents, thickeners, dyes, pigments, color pastes, fragrances, emulsifiers, buffer substances and/or additional ones catalytically active substances, in particular as defined above.

Sollen Polyurethanschäume als Polyurethansysteme hergestellt werden, kann es vorteilhaft sein, Wasser als Treibmittel einzusetzen. Vorzugsweise wird so viel Wasser eingesetzt, dass die Wassermenge 0,10 bis 25,0 pphp beträgt (pphp = Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile Polyol).If polyurethane foams are to be produced as polyurethane systems, it can be advantageous to use water as a blowing agent. Preference is given to using enough water for the amount of water to be from 0.10 to 25.0 pphp (pphp=parts by weight based on 100 parts by weight of polyol).

Es können auch geeignete physikalische Treibmittel eingesetzt werden. Dies sind beispielsweise verflüssigtes CO2, und leichtflüchtige Flüssigkeiten, beispielsweise Kohlenwasserstoffe mit 3, 4 oder 5 Kohlenstoff-Atomen, bevorzugt cyclo-, iso- und n-Pentan, Fluorkohlenwasserstoffe, bevorzugt HFC 245fa, HFC 134a und HFC 365mfc, Fluorchlorkohlenwasserstoffe, bevorzugt HCFC 141b, Hydrofluoroolefine (HFO) oder Hydrohaloolefine wie z.B. 1234ze, 1233zd(E) oder 1336mzz, Sauerstoff-haltige Verbindungen wie Methylformiat, Aceton und Dimethoxymethan, oder Chlorkohlenwasserstoffe, bevorzugt Dichlormethan und 1,2-Dichlorethan.Suitable physical blowing agents can also be used. These are, for example, liquefied CO 2 and volatile liquids, for example hydrocarbons with 3, 4 or 5 carbon atoms, preferably cyclo-, iso- and n-pentane, fluorocarbons, preferably HFC 245fa, HFC 134a and HFC 365mfc, chlorofluorocarbons, preferably HCFC 141b, hydrofluoroolefins (HFO) or hydrohaloolefins such as 1234ze, 1233zd(E) or 1336mzz, oxygen-containing compounds such as methyl formate, acetone and dimethoxymethane, or chlorinated hydrocarbons, preferably dichloromethane and 1,2-dichloroethane.

Neben Wasser und den physikalischen Treibmitteln, können auch andere chemische Treibmittel eingesetzt werden, die mit Isocyanaten unter Gasentwicklung reagieren, wie beispielsweise Ameisensäure.In addition to water and the physical blowing agents, other chemical blowing agents which react with isocyanates with evolution of gas, such as formic acid, can also be used.

Als Vernetzer und Kettenverlängerer werden niedermolekulare, gegenüber Isocyanaten reaktive, mehrfunktionelle Verbindungen bezeichnet. Geeignet sind zum Beispiel Hydroxyl- oder Amin-terminierte Substanzen wie Glycerin, Neopentylglycol, 2-Methyl-1,3-propandiol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, Triethanolamin (TEOA), Diethanolamin (DEOA) und Trimethylolpropan. Die Einsatzkonzentration liegt üblicherweise zwischen 0,1 und 5 Teilen, bezogen auf 100 Teile Polyol, kann aber je nach Formulierung auch davon abweichen. Bei der Verwendung von crude MDI bei der Formverschäumung übernimmt dies ebenfalls eine vernetzende Funktion. Der Gehalt an niedermolekularen Vernetzern kann daher bei steigender Menge an crude MDI entsprechend reduziert werden.Crosslinkers and chain extenders are low molecular weight, polyfunctional compounds that are reactive toward isocyanates. For example, hydroxyl or amine terminated substances such as glycerol, neopentyl glycol, 2-methyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, triethanolamine (TEOA), diethanolamine (DEOA) and trimethylolpropane are suitable. The concentration used is usually between 0.1 and 5 parts per 100 parts of polyol, but can deviate from this depending on the formulation. When using crude MDI for foam molding, this also takes on a crosslinking function. The content of low-molecular crosslinkers can therefore be correspondingly reduced as the amount of crude MDI increases.

Geeignete Stabilisatoren gegen oxidativen Abbau, so genannte Antioxidantien, sind vorzugsweise alle gängigen Radikalfänger, Peroxidfänger, UV-Absorber, Lichtstabilisatoren, Komplexbildner für Metallionenverunreinigungen (Metalldeaktivatoren). Bevorzugt einsetzbar sind Verbindungen folgender Substanzklassen, bzw. Substanzklassen enthaltend folgende funktionelle Gruppen, wobei als Substituenten an den jeweiligen Grundkörpern insbesondere diejenigen bevorzugt sind, die gegenüber Isocyanat reaktive Gruppen besitzen: 2-(2'-Hydroxyphenyl)benzotriazole, 2-Hydroxybenzophenone, Benzoesäuren und Benzoate, Phenole, insbesondere enthaltend tert-Butyl- und oder Methylsubstituenten am Aromaten, Benzofuranone, Diarylamine, Triazine, 2,2,6,6-Tetramethylpiperidine, Hydroxylamine, Alkyl- und Arylphosphite, Sulfide, Zinkcarboxylate, Diketone. Als Phenole können beispielsweise Ester basierend auf 3-(4-Hydroxyphenyl)propionsäure wie Triethyleneglycol-bis-[3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionat], Octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat, oder Methylendiphenole wie 4,4'-Butyliden-bis-(6-tert-butyl-3-methylphenol) eingesetzt werden. Als 2-(2'-Hydroxyphenyl)benzotriazole sind beispielsweise 2-(2'Hydroxy-5'-methylphenyl)benzotriazol oder 2-(2'Hydroxy-3',5'-di-tert-butylphenyl)benzotriazol bevorzugt. Als 2-Hydroxybenzophenone sind beispielsweise 2-Hydoxy-4-n-octoxybenzophenon, 2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenon oder 2,4-dihydroxybenzophenon bevorzugt. Als Benzoate sind beispielsweise Hexadecyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzoat oder Tannine bevorzugt.Suitable stabilizers against oxidative degradation, so-called antioxidants, are preferably all common free-radical scavengers, peroxide scavengers, UV absorbers, light stabilizers, complexing agents for metal ion impurities (metal deactivators). Preference can be given to compounds of the following substance classes or substance classes containing the following functional groups, particular preference being given to those which have isocyanate-reactive groups as substituents on the respective base bodies: 2-(2′-hydroxyphenyl)benzotriazoles, 2-hydroxybenzophenones, benzoic acids and Benzoates, phenols, in particular containing tert-butyl and/or methyl substituents on the aromatic, benzofuranones, diarylamines, triazines, 2,2,6,6-tetramethylpiperidines, hydroxylamines, alkyl and aryl phosphites, sulfides, zinc carboxylates, diketones. Esters based on 3-(4-hydroxyphenyl)propionic acid such as triethylene glycol bis[3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionate], octadecyl-3-(3,5- di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionate, or methylenediphenols such as 4,4'-butylidene-bis-(6-tert-butyl-3-methylphenol) can be used. Preferred 2-(2'-hydroxyphenyl)benzotriazoles are, for example, 2-(2'hydroxy-5'-methylphenyl)benzotriazole or 2-(2'hydroxy-3',5'-di-tert-butylphenyl)benzotriazole. Preferred 2-hydroxybenzophenones are, for example, 2-hydroxy-4-n-octoxybenzophenone, 2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenone or 2,4-dihydroxybenzophenone. Preferred benzoates are, for example, hexadecyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzoate or tannins.

Geeignete Flammschutzmittel im Sinne dieser Erfindung sind alle Substanzen, die nach dem Stand der Technik als dafür geeignet betrachten werden. Bevorzugte Flammschutzmittel sind beispielsweise flüssige organische Phosphor-Verbindungen, wie halogenfreie organische Phosphate, z.B. Triethylphosphat (TEP), halogenierte Phosphate, z.B. Tris(1-chlor-2-propyl)phosphat (TCPP) und Tris(2-chlorethyl)phosphat (TCEP) und organische Phosphonate, z.B. Dimethylmethanphosphonat (DMMP), Dimethylpropanphosphonat (DMPP), oder Feststoffe wie Ammoniumpolyphosphat (APP) und roter Phosphor. Des Weiteren sind als Flammschutzmittel halogenierte Verbindungen, beispielsweise halogenierte Polyole, sowie Feststoffe wie Blähgraphit und Melamin geeignet.Suitable flame retardants for the purposes of this invention are all substances which are considered suitable according to the prior art. Preferred flame retardants are, for example, liquid organic phosphorus compounds such as halogen-free organic phosphates, e.g. triethyl phosphate (TEP), halogenated phosphates, e.g. tris(1-chloro-2-propyl) phosphate (TCPP) and tris(2-chloroethyl) phosphate (TCEP) and organic phosphonates, e.g., dimethyl methane phosphonate (DMMP), dimethyl propane phosphonate (DMPP), or solids such as ammonium polyphosphate (APP) and red phosphorus. Halogenated compounds, for example halogenated polyols, and solids such as expandable graphite and melamine are also suitable as flame retardants.

Tenside, die insbesondere bei der Herstellung von Polyurethanschaumstoffen eingesetzt werden, können zum Beispiel ausgewählt sein aus der Gruppe umfassend anionische Tenside, kationische Tenside, nichtionische Tenside und/oder amphotere Tenside. Als Tenside können erfindungsgemäß auch polymere Emulgatoren wie Polyalkylpolyoxyalkylpolyacrylate, Polyvinylpyrrolidone oder Polyvinylacetate verwendet werden.Surfactants that are used in particular in the production of polyurethane foams can be selected, for example, from the group consisting of anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants and/or amphoteric surfactants. According to the invention, polymeric emulsifiers such as polyalkylpolyoxyalkylpolyacrylates, polyvinylpyrrolidones or polyvinyl acetates can also be used as surfactants.

Als Biozide können zum Beispiel handelsübliche Produkte verwendet werden, wie Chlorophen, Benzisothiazolin, Hexahydro-1,3,5-tris(hydroxyethyl-s-triazin), Chloromethylisothiazolin, Methylisothiazolin oder 1,6-Dihydroxy-2,5-dioxohexan, die unter den Handelsnamen BIT 10, Nipacide BCP, Acticide MBS, Nipacide BK, Nipacide Cl, Nipacide FC bekannt sind.Commercially available products such as chlorophene, benzisothiazoline, hexahydro-1,3,5-tris(hydroxyethyl-s-triazine), chloromethylisothiazoline, methylisothiazoline or 1,6-dihydroxy-2,5-dioxohexane, for example, can be used as biocides known by the trade names BIT 10, Nipacide BCP, Acticide MBS, Nipacide BK, Nipacide Cl, Nipacide FC.

Zur Beeinflussung der Schaumeigenschaften von Polyurethanschäumen können bei deren Herstellung insbesondere Siloxane bzw. organomodifizierte Siloxane eingesetzt werden, wobei die im Stand der Technik genannten Substanzen verwendet werden können. Vorzugsweise werden solche Verbindungen eingesetzt, die für die jeweiligen Schaumtypen (Hartschäume, Heissweichschäume, viskoelastische Schäume, Esterschäume, Kaltweichschäume (HR-Schäume), halbharte Schäume) besonders geeignet sind. Geeignete (organomodifizierte) Siloxane sind beispielsweise in den folgenden Schriften beschrieben: EP 0839852 , EP 1544235 , DE 102004001408 , EP 0839852 , WO 2005/118668 , US 20070072951 , DE 2533074 , EP 1537159 EP 533202 , US 3933695 , EP 0780414 , DE 4239054 , DE 4229402 , EP 867465 . Die Herstellung dieser Verbindungen kann wie im Stand der Technik beschrieben erfolgen. Geeignete Beispiele sind z. B. in US 4147847 , EP 0493836 und US 4855379 beschrieben.In order to influence the foam properties of polyurethane foams, siloxanes or organomodified siloxanes in particular can be used during their production, it being possible for the substances mentioned in the prior art to be used. Preference is given to using those compounds which are particularly suitable for the particular types of foam (rigid foams, hot flexible foams, viscoelastic foams, ester foams, cold flexible foams (HR foams), semi-rigid foams). Suitable (organomodified) siloxanes are described, for example, in the following publications: EP0839852 , EP1544235 , DE 102004001408 , EP0839852 , WO 2005/118668 , US20070072951 , DE 2533074 , EP1537159 EP 533202 , US3933695 , EP 0780414 , DE 4239054 , DE 4229402 , EP 867465 . These compounds can be prepared as described in the prior art. Suitable examples are e.g. Am US4147847 , EP0493836 and US4855379 described.

Als (Schaum-)stabilisatoren können alle aus dem Stand der Technik bekannten Stabilisatoren eingesetzt werden. Bevorzugt werden Schaumstabilisatoren auf der Basis von Polydialkylsiloxan-Polyoxyalkylen-copolymeren, wie sie allgemein bei Herstellung von Urethanschaumstoffen verwendet werden, eingesetzt. Diese Verbindungen sind vorzugsweise so aufgebaut, dass z.B. ein langkettiges Copolymerisat aus Ethylen- und Propylenoxid mit einem Polydimethylsiloxanrest verbunden ist. Die Verknüpfung zwischen dem Polydialkylsiloxan und dem Polyetherteil kann dabei über eine SiC-Verknüpfung oder eine Si-O-C-Bindung erfolgen. Strukturell kann der oder können die unterschiedlichen Polyether terminal oder seitenständig an das Polydialkylsiloxan gebunden sein. Der Alkylrest oder die verschiedenen Alkylreste können dabei aliphatisch, cycloaliphatisch oder aromatisch sein. Ganz besonders vorteilhaft sind dabei Methylgruppen. Das Polydialkylsiloxan kann dabei linear sein oder auch Verzweigungen enthalten. Geeignete Stabilisatoren, insbesondere Schaumstabilisatoren sind unter anderem in US 2834748 , US 2917480 sowie in US 3629308 beschrieben. Geeignete Stabilisatoren können von der Evonik Industries AG unter dem Handelsnamen TEGOSTAB® bezogen werden.All stabilizers known from the prior art can be used as (foam) stabilizers. Foam stabilizers based on polydialkylsiloxane-polyoxyalkylene copolymers, such as are generally used in the production of urethane foams, are preferably used. These compounds are preferably constructed in such a way that, for example, a long-chain copolymer of ethylene oxide and propylene oxide is bonded to a polydimethylsiloxane radical. The linkage between the polydialkylsiloxane and the polyether part can take place via an SiC linkage or an Si—OC bond. Structurally, the different polyether(s) may be terminally or pendently attached to the polydialkylsiloxane. The alkyl radical or the various alkyl radicals can be aliphatic, cycloaliphatic or aromatic. Methyl groups are particularly advantageous here. The polydialkylsiloxane can be linear or contain branches. Suitable stabilizers, in particular foam stabilizers, are, inter alia, in US2834748 , US2917480 as in US3629308 described. Suitable stabilizers can be obtained from Evonik Industries AG under the trade name TEGOSTAB® .

Geeignete Siloxane, die bei der erfindungsgemäßen Verwendung der stickstoffhaltigen Verbindung nach der Formel (IVc) und/oder der entsprechenden quaternisierten und/oder protonierten Verbindungen bei der Herstellung von Polyurethanschaumstoffen eingesetzt werden können, wurden bereits genannt und bevorzugte Siloxane haben insbesondere die bereits weiter oben genannte Struktur (V).Suitable siloxanes which can be used in the inventive use of the nitrogen-containing compound of the formula (IVc) and/or the corresponding quaternized and/or protonated compounds in the production of polyurethane foams have already been mentioned and preferred siloxanes have in particular those already mentioned above Structure (V).

Die Herstellung der Siloxane nach Formel (V) kann nach den bekannten Methoden erfolgen, wie z.B. die edelmetallkatalysierte Hydro-silylierungsreaktion von Verbindungen, die eine Doppelbindung enthalten, mit entsprechenden Wasserstoffsiloxanen wie beispielsweise in EP 1520870 , beschrieben. Die Schrift EP 1520870 wird hiermit als Referenz eingeführt und gilt als Teil des Offenbarungsgehaltes der vorliegenden Erfindung.The siloxanes of the formula (V) can be prepared by known methods, such as the noble metal-catalyzed hydrosilylation reaction of compounds containing a double bond with corresponding hydrosiloxanes, for example in EP1520870 , described. The font EP1520870 is hereby introduced as a reference and is considered part of the disclosure content of the present invention.

Als Verbindungen, die zumindest eine Doppelbindung pro Molekül aufweisen, können z. B. α -Olefine, Vinylpolyoxyalkylene und/oder Allylpolyoxyalkylene eingesetzt werden. Vorzugsweise werden Vinylpolyoxyalkylene und/oder Allylpolyoxyalkylene ein-gesetzt. Besonders bevorzugte Vinylpolyoxyalkylene sind z. B. Vinylpolyoxyalkylene mit einem Molgewicht im Bereich von 100 g/Mol bis 8.000 g/Mol, die aus den Monomeren Propylenoxid, Ethylenoxid, Butylenoxid und/oder Styroloxid blockweise oder statistisch verteilt aufgebaut sein können und die sowohl hydroxyfunktionell als auch durch eine Methyletherfunktion oder eine Acetoxyfunktion endverkappt sein können. Besonders bevor-zugte Allylpolyoxyalkylene sind z. B. Allylpolyoxyalkylene mit einem Molgewicht im Bereich von 100 g/Mol bis 5.000 g/Mol, die aus den Monomeren Propylenoxid, Ethylenoxid, Butylenoxid und/oder Styroloxid blockweise oder statistisch verteilt aufgebaut sein können und die sowohl hydroxyfunktionell als auch durch eine Methyletherfunktion oder eine Acetoxyfunktion end-verkappt sein können. Besonders bevorzugt werden als Verbindungen, die zumindest eine Doppelbindung pro Molekül aufweisen, die in den Beispielen genannten α -Olefine, Allylalkohol, 1-Hexenol, Vinylpolyoxyalkylene und/oder Allylpolyoxyalkylene sowie Allylglycidylether und Vinylcyclohexenoxid eingesetzt.As compounds having at least one double bond per molecule, z. B. α-olefins, vinylpolyoxyalkylenes and / or allylpolyoxyalkylenes can be used. Vinylpolyoxyalkylenes and/or allylpolyoxyalkylenes are preferably used. Particularly preferred vinyl polyoxyalkylenes are z. B. vinyl polyoxyalkylenes with a molecular weight in the range from 100 g / mol to 8,000 g / mol, which can be built up from the monomers propylene oxide, ethylene oxide, butylene oxide and / or styrene oxide in blocks or randomly distributed and both hydroxy and by a methyl ether function or a Acetoxy function can be endcapped. Particularly preferred allylpolyoxyalkylenes are e.g. B. allylpolyoxyalkylenes with a molecular weight in the range from 100 g / mol to 5,000 g / mol, which can be built up from the monomers propylene oxide, ethylene oxide, butylene oxide and / or styrene oxide in blocks or randomly distributed and both hydroxy and by a methyl ether function or a acetoxy function may be end-capped. The α-olefins mentioned in the examples, allyl alcohol, 1-hexenol, vinylpolyoxyalkylenes and/or allylpolyoxyalkylenes and also allyl glycidyl ether and vinylcyclohexene oxide are particularly preferably used as compounds which have at least one double bond per molecule.

Bevorzugt werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung (insbesondere im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung) Siloxane der Formel (V) eingesetzt worin a unabhängig voneinander 1 bis 300 ist, b unabhängig voneinander 1 bis 50 ist, c unabhängig voneinander 0 bis 4 ist, d unabhängig voneinander 0 bis 4 ist, mit der Maßgabe, dass pro Molekül der Formel (V) die mittlere Anzahl Σd der T-Einheiten und die mittlere Anzahl Σc der Q-Einheiten pro Molekül jeweils nicht größer als 20, die mittlere Anzahl Σa der D-Einheiten pro Molekül nicht größer als 1500 und die mittlere Anzahl Σb der R1 tragenden Siloxy-Einheiten pro Molekül nicht größer als 50 ist.In the context of the present invention (particularly in the context of the use according to the invention), preference is given to using siloxanes of the formula (V) in which a is independently 1 to 300, b is independently 1 to 50, c is independently 0 to 4, d is independently 0 to 4, with the proviso that per molecule of the formula (V), the average number Σd of T units and the average number Σc of Q units per molecule are not greater than 20, respectively, the average number Σa of D units per molecule is not greater than 1500 and the average number Σb of siloxy units carrying R 1 per molecule is not greater than 50.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (insbesondere im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung) werden Siloxane der Formel (V) eingesetzt worin R1 unabhängig voneinander ein organischer Rest
-CH2-CH2-CH2-O-(CH2-CH2O-)x-(CH2-CH(R')O-)y-R''
-CH2-CH2-O-(CH2-CH2O-)x-(CH2-CH(R')O-)y-R''
-CH2-RIV
ist, worin x 0 bis 100, vorzugsweise > 0, insbesondere 1 bis 50 und y 0 bis 100, vorzugsweise > 0, insbesondere 1 bis 50 ist, R' unabhängig voneinander verschieden sein können und Methyl-, Ethyl- und/oder Phenyl-Reste darstellen. R'' unabhängig voneinander ein Wasserstoffrest oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen, eine Gruppe -C(O)-R''' mit R''' = Alkylrest, eine Gruppe -CH2-O-R', eine Alkylarylgruppe, wie z. B. eine Benzylgruppe, die Gruppe -C(O)NH-R' bedeutet, RIV ein linearer, cyclischer oder verzweigter, gegebenenfalls substituierter, z. B. mit Halogenen substituierter, Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 50, vorzugsweise 9 bis 45, bevorzugt 13 bis 37 C-Atomen ist.
In a particularly preferred embodiment of the present invention (particularly within the scope of the use according to the invention), siloxanes of the formula (V) are used in which R 1 is independently an organic radical
-CH 2 -CH 2 -CH 2 -O-(CH 2 -CH 2 O-) x -(CH 2 -CH(R')O-) y -R''
-CH 2 -CH 2 -O-(CH 2 -CH 2 O-) x -(CH 2 -CH(R')O-) y -R''
-CH2 -R IV
in which x is 0 to 100, preferably >0, in particular 1 to 50 and y is 0 to 100, preferably >0, in particular 1 to 50, R' can be different independently of one another and are methyl, ethyl and/or phenyl represent leftovers. R'' is independently a hydrogen radical or an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms, a -C(O)-R''' group with R''' = alkyl radical, a -CH 2 -O-R' group, a alkylaryl group, such as e.g. a benzyl group, the group -C(O)NH-R', R IV is a linear, cyclic or branched, optionally substituted, e.g. B. substituted with halogens, hydrocarbon radical having 1 to 50, preferably 9 to 45, preferably 13 to 37 carbon atoms.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (insbesondere im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung), vorzugsweise zur Herstellung von Hartschaumstoffen, werden Siloxane der Formel (V) eingesetzt, worin R1 unabhängig voneinander ein organischer Rest ausgewählt aus der Gruppe umfassend -CH2-CH2-CH2-O-(CH2-CH2O-)x-(CH2-CH(R')O-)y-R'' und/oder
-CH2-CH2-O-(CH2-CH2O-)x-(CH2-CH(R')O-)y-R'' und /oder
-CH2-RIV ist, worin x 0 bis 100, vorzugsweise > 0, insbesondere 1 bis 50, y 0 bis 100, vorzugsweise > 0, insbesondere 1 bis 50, R' Methyl ist und R'' unabhängig voneinander ein Wasserstoff-rest oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen, eine Gruppe C(O)-R''' mit R''' = Alkylrest, eine Gruppe -CH2-O-R', eine Alkylarylgruppe, wie z. B. eine Benzylgruppe, die Gruppe C(O)NH-R' bedeutet, wobei der molare Anteil an Oxyethylen-Einheiten bezogen auf die Gesamtmenge Oxyalkyleneinheiten mind. 70% der Oxalkylen-Einheiten ausmacht, also x/(x+y) >0,7 ist. Unter dieser Voraussetzung ist bevorzugt, dass Außerdem die PolyoxyalkylenKette am Ende einen Wasserstoff trägt. Unter diesen Vorrausetzungen werden gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung (insbesondere im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung) Siloxane der Formel (V) verwendet in denen die in Rest R1 enthaltenen Oxalkylen-Einheiten ausschließlich Oxyethylen-Einheiten sind und dabei der Rest R'' kein Wasserstoff ist.
In a further preferred embodiment of the present invention (particularly within the scope of the use according to the invention), preferably for the production of rigid foams Siloxanes of the formula (V) are used, in which R 1 is independently an organic radical selected from the group consisting of -CH 2 -CH 2 -CH 2 -O-(CH 2 -CH 2 O-) x -(CH 2 -CH( R')O-) y -R'' and/or
-CH 2 -CH 2 -O-(CH 2 -CH 2 O-) x -(CH 2 -CH(R')O-) y -R'' and/or
-CH 2 -R IV wherein x is 0 to 100, preferably >0, especially 1 to 50, y is 0 to 100, preferably >0, especially 1 to 50, R' is methyl and R'' is independently a hydrogen radical or an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms, a group C(O)-R''' with R''' = alkyl radical, a group -CH2-O-R', an alkylaryl group, such as. B. a benzyl group, the group C(O)NH-R', where the molar proportion of oxyethylene units based on the total amount of oxyalkylene units makes up at least 70% of the oxyalkylene units, i.e. x/(x+y)>0 .7 is. With this premise, it is preferred that the polyoxyalkylene chain also carries a hydrogen at the end. Under these conditions, according to a further preferred embodiment of the invention (in particular within the scope of the use according to the invention), siloxanes of the formula (V) are used in which the oxyalkylene units contained in the radical R 1 are exclusively oxyethylene units and the radical R'' is none is hydrogen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (insbesondere im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung), vorzugsweise zur Herstellung von Blockweichschaumstoffen, werden Siloxane der Formel (V) eingesetzt, worin R1 unabhängig voneinander ein organischer Rest ausgewählt aus der Gruppe umfassend -CH2-CH2-CH2-O-(CH2-CH2O-)x-(CH2-CH(R')O-)y-R'' und/oder
-CH2-CH2-O-(CH2-CH2O-)x-(CH2-CH(R')O-)y-R'' und /oder
-CH2-RIV ist, worin x 0 bis 100, vorzugsweise > 0, insbesondere 1 bis 50, y 0 bis 100, vorzugsweise > 0, insbesondere 1 bis 50, R' Methyl ist und R'' unabhängig voneinander ein Wasserstoff-rest oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen, eine Gruppe C(O)-R''' mit R''' = Alkylrest, eine Gruppe -CH2-O-R', eine Alkylarylgruppe, wie z. B. eine Benzylgruppe, die Gruppe C(O)NH-R' bedeutet, wobei der molare Anteil an Oxyethylen-Einheiten bezogen auf die Gesamtmenge Oxyalkyleneinheiten maximal 60% der Oxalkylen-Einheiten ausmacht, also x/(x+y) <0,6 ist.
In a further preferred embodiment of the present invention (in particular within the scope of the use according to the invention), preferably for the production of flexible slabstock foams, siloxanes of the formula (V) are used, in which R1 is independently an organic radical selected from the group consisting of -CH 2 -CH 2 -CH 2 -O-(CH 2 -CH 2 O-) x -(CH 2 -CH(R')O-) y -R'' and/or
-CH 2 -CH 2 -O-(CH 2 -CH 2 O-) x -(CH 2 -CH(R')O-) y -R'' and/or
-CH 2 -R IV wherein x is 0 to 100, preferably >0, especially 1 to 50, y is 0 to 100, preferably >0, especially 1 to 50, R' is methyl and R'' is independently a hydrogen radical or an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms, a group C(O)-R''' with R''' = alkyl radical, a group -CH2-O-R', an alkylaryl group, such as. B. a benzyl group, the group C (O) NH-R ', wherein the molar proportion of oxyethylene units based on the total amount of oxyalkylene units makes up a maximum of 60% of the oxyalkylene units, i.e. x / (x + y) <0, 6 is.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (insbesondere im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung) werden Siloxane der Formel (V) verwendet in denen bei der Hydrosilylierung unter anderem Olefine eingesetzt werden wodurch R1 mindestens zu 10 mol%, bevorzugt zu mindestens 20 mol%, besonders bevorzugt zu mindestens 40 mol% aus CH2-RIV besteht, wobei RIV ein linearer oder verzweigter Kohlenwasserstoff mit 9 bis 17 Kohlenstoffatomen ist.In a further preferred embodiment of the present invention (particularly within the scope of the use according to the invention), siloxanes of the formula (V) are used in which, inter alia, olefins are used in the hydrosilylation, whereby R 1 is at least 10 mol %, preferably at least 20 mol %, particularly preferably consists of at least 40 mol% of CH 2 -R IV , where R IV is a linear or branched hydrocarbon having 9 to 17 carbon atoms.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (insbesondere im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung) werden Siloxane der Formel (V) verwendet in denen die endständigen, oder auch alpha- und omega- genannten, Positionen am Siloxan mindestens teilweise mit Resten R1 funktionalisiert sind. Es sind hierbei zumindest 10 mol-%, bevorzugt zumindest 30 mol-%, besonders bevorzugt zumindest 50 mol-% der endständigen Positionen mit Resten R1 funktionalisiert.In a further preferred embodiment of the present invention (particularly within the scope of the use according to the invention), siloxanes of the formula (V) are used in which the terminal, or else alpha and omega, positions on the siloxane are at least partially functionalized with R 1 radicals. At least 10 mol %, preferably at least 30 mol %, particularly preferably at least 50 mol % of the terminal positions are functionalized with R 1 radicals.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung (insbesondere im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung) werden Siloxane der Formel (V) verwendet in denen im statistischen Mittel maximal 50%, bevorzugt maximal 45%, besonders bevorzugt maximal 40% des gesamten mittleren Molgewichts des Siloxans auf die aufsummierte Molmasse aller, gegebenenfalls unterschiedlichen, Reste R1 im Siloxan entfällt.In a particularly preferred embodiment of the invention (particularly within the scope of the use according to the invention), siloxanes of the formula (V) are used in which, on average, a maximum of 50%, preferably a maximum of 45%, particularly preferably a maximum of 40% of the total average molecular weight of the siloxane on the total molar mass of all, possibly different, radicals R 1 in the siloxane is omitted.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (insbesondere im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung) werden Siloxane der Formel (V) verwendet in denen der Rest R für Methyl steht und die Anzahl der Strukturelemente mit dem Index a in größerer Anzahl vorliegen als die Strukturelemente mit dem Index b, in der Art, dass der Quotient a/b mindestens gleich sieben , vorzugsweise größer 10, besonders bevorzugt größer 12 ist.In a further preferred embodiment of the present invention (in particular within the scope of the use according to the invention), siloxanes of the formula (V) are used in which the radical R is methyl and the number of structural elements with the index a is greater than the number of structural elements with the Index b, such that the quotient a/b is at least seven, preferably greater than 10, particularly preferably greater than 12.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (insbesondere im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung) werden Siloxane der Formel (V) verwendet in denen die in Rest R1 enthaltenen Oxalkylen-Einheiten ausschließlich Oxyethylen-Einheiten sind und dabei der Rest R'' kein Wasserstoff ist.In a further preferred embodiment of the present invention (in particular within the scope of the use according to the invention) siloxanes of the formula (V) are used in which the oxyalkylene units contained in the radical R 1 are exclusively oxyethylene units and the radical R'' is not hydrogen .

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, kann es bei der Herstellung von Polyurethan-Schäumen, insbesondere von Polyurethan-Kaltschäumen bevorzugt sein, dass man als Stabilisatoren Polymethylsiloxane der nachfolgenden allgemeinen Formel (VI) verwendet

Figure DE102014215380B4_0006
wobei der Anteil an Siloxanen mit N = (n + 2) > 9 höher als 10 Gew.-% und N > 12 gleich oder höher als 5 Gew.-% ist. Dabei kann es bevorzugt sein, dass auch Anteile an Siloxanen mit N > 22 enthalten sind, deren Anteil bis zu 5 Gew.-% beträgt. Dabei kann es weiter bevorzugt sein, dass als Polyole Polymerpolyole alleine oder in Abmischungen mit ungefüllten Polyolen eingesetzt werden, wobei die Polymerpolyole vorzugsweise feste organische Füllstoffe in disperser Verteilung enthalten, und die Polyole einen Gehalt an primären Hydroxylgruppen von mindestens 70 % aufweisen. Bevorzugt einsetzbare Polymethylsiloxane der Formel (1) werden insbesondere in EP1777252A1 beschrieben, auf deren Lehre hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird.In a further preferred embodiment of the present invention, in the production of polyurethane foams, in particular cold polyurethane foams, it may be preferable to use polymethylsiloxanes of the following general formula (VI) as stabilizers
Figure DE102014215380B4_0006
wherein the proportion of siloxanes with N = (n + 2) > 9 is higher than 10% by weight and N > 12 is equal to or higher than 5% by weight. It can be preferred here that proportions of siloxanes with N>22 are also present, the proportion of which is up to 5% by weight. It can further be preferred that the polyols used are polymer polyols alone or in mixtures with unfilled polyols, the polymer polyols preferably containing solid organic fillers in disperse distribution, and the polyols having a primary hydroxyl group content of at least 70%. Polymethylsiloxanes of the formula (1) which can be used with preference are used in particular in EP1777252A1 described, on the teaching of which reference is hereby made in full.

Die Siloxane können im Rahmen der vorliegenden Erfindung (insbesondere im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung) auch als Teil von Zusammensetzungen mit verschiedenen Trägermedien eingesetzt werden. Als Trägermedien kommen beispielweise Glykole, wie beispielsweise Monoethylenglycol (MEG), Diethylenglycol (DEG), Propylenglycol (PG) oder Dipropylenglycol (DPG), Alkoxylate oder Öle synthetischer und/oder natürlicher Herkunft in Frage.In the context of the present invention (particularly in the context of the use according to the invention), the siloxanes can also be used as part of compositions with various carrier media. Examples of possible carrier media are glycols, such as monoethylene glycol (MEG), diethylene glycol (DEG), propylene glycol (PG) or dipropylene glycol (DPG), alkoxylates or oils of synthetic and/or natural origin.

Bevorzugt wird der Zusammensetzung zur Herstellung von Polyurethansystemen, vorzugsweise von Polyurethanschaumstoffen, so viel der Siloxane nach der Formel (V) zugegeben, dass der Massenanteil an Verbindungen der Formel (V) am fertigen Polyurethansystem, vorzugsweise dem Polyurethanschaum von 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 bis 3 Gew.-% beträgt.The composition for the production of polyurethane systems, preferably polyurethane foams, is preferably added with the siloxanes of the formula (V) in such an amount that the mass fraction of compounds of the formula (V) in the finished polyurethane system, preferably the polyurethane foam, is from 0.01 to 10% by weight. -%, preferably from 0.1 to 3% by weight.

Die erfindungsgemäße stickstoffhaltige Verbindung nach der Formel (IVc), entsprechende quaternisierte und/oder protonierte Verbindungen, werden bei der Herstellung von Polyurethanhartschäumen gemäß Anspruch 1 verwendet.The nitrogen-containing compound of the formula (IVc) according to the invention, corresponding quaternized and/or protonated compounds, are used in the production of rigid polyurethane foams according to claim 1.

Es kann vorteilhaft sein, wenn bei der Herstellung des Polyurethansystems eine Zusammensetzung hergestellt und/oder eingesetzt wird, die zumindest eine erfindungsgemäße stickstoffhaltige Verbindung nach der Formel (IVc), wie zuvor definiert, und/oder eine entsprechende quaternisierten und/oder protonierte Verbindung, zumindest eine Polyolkomponente, ggf. zumindest eine Isocyanatkomponente sowie optional ein oder mehrere Treibmittel aufweist, und diese Zusammensetzung reagiert wird. Besonders bevorzugt werden solche Zusammensetzungen eingesetzt, die die oben bei der Verwendung beschriebenen Stoffe bzw. Komponenten zur Herstellung von Polyurethanen, insbesondere von Polyurethanschäumen aufweisen.It can be advantageous if, in the production of the polyurethane system, a composition is produced and/or used which contains at least one nitrogen-containing compound according to the invention of the formula (IVc), as defined above, and/or a corresponding quaternized and/or protonated compound a polyol component, optionally at least one isocyanate component and optionally one or more blowing agents, and this composition is reacted. Compositions are particularly preferably used which have the substances or components described above for the production of polyurethanes, in particular polyurethane foams.

Offenbart wird die Verwendung der zuvor beschriebenen stickstoffhaltigen Verbindung gemäß Formel (IVc), und/oder einer entsprechenden quaternisierten und/oder protonierten Verbindung, zur Herstellung von emissionsarmen Polyurethanen, insbesondere von emissionsarmen Polyurethanschaumstoffen, nämlich vorteilhafterweise emissionsarm hinsichtlich Emissionen stickstoffhaltiger Verbindungen, wie vorher auch Amin-Emissionen genannt, vorteilhafterweise emissionsarm hinsichtlich Emissionen von Dimethylformamid (DMF), und/oder vorteilhafterweise emissionsarm hinsichtlich Aldehydemissionen, insbesondere Formaldehydemissionen. Bezüglich des Begriffs „emissionsarm“ wird auf die vorangegangene Beschreibung und die dortigen Erläuterungen, insbesondere Testmethoden, verwiesen.Disclosed is the use of the nitrogen-containing compound of the formula (IVc) described above, and/or a corresponding quaternized and/or protonated compound, for the production of low-emission polyurethanes, in particular low-emission polyurethane foams, namely advantageously low-emission with regard to emissions of nitrogen-containing compounds, such as amine before -Emissions called, advantageously low-emissions with regard to emissions of dimethylformamide (DMF), and/or advantageously low-emissions with regard to aldehyde emissions, in particular formaldehyde emissions. With regard to the term “low-emission”, reference is made to the previous description and the explanations there, in particular test methods.

Offenbart wird die Verwendung der zuvor beschriebenen stickstoffhaltigen Verbindung gemäß Formel (IVc), und/oder einer entsprechenden quaternisierten und/oder protonierten Verbindung, zur Herstellung von geruchsarmen Polyurethanen, vorzugsweise von geruchsarmen Polyurethanschaumstoffen, insbesondere von geruchsarmen Polyurethanweichschaumstoffen. Bezüglich des Begriffs „geruchsarm“ wird auf die vorangegangene Beschreibung und die dortige Erläuterungen verwiesen.The use of the above-described nitrogen-containing compound of the formula (IVc) and/or a corresponding quaternized and/or protonated compound for producing low-odor polyurethanes, preferably low-odor polyurethane foams, in particular low-odor flexible polyurethane foams, is disclosed. With regard to the term “low odor”, reference is made to the preceding description and the explanations there.

Offenbart wird die Verwendung der zuvor beschriebenen stickstoffhaltigen Verbindung gemäß Formel (IVc), und/oder einer entsprechenden quaternisierten und/oder protonierten Verbindung, zur Herstellung von alterungsbeständigen Polyurethansystemen, insbesondere Polyurethanschaumstoffen. Bezüglich des Begriffs „alterungsbeständig“ wird auf die vorangegangene Beschreibung und die dortige Erläuterungen und Testmethoden verwiesen.The use of the above-described nitrogen-containing compound of the formula (IVc) and/or a corresponding quaternized and/or protonated compound for the production of age-resistant polyurethane systems, in particular polyurethane foams, is disclosed. With regard to the term “ageing-resistant”, reference is made to the preceding description and the explanations and test methods there.

Der Gegenstand der Erfindung liegt in der Verwendung der zuvor beschriebenen stickstoffhaltigen Verbindung gemäß Formel (IVc) und/oder einer entsprechenden quaternisierten und/oder protonierten Verbindung, zur Herstellung von Polyurethanhartschaumstoffen, die zu geringeren Verfärbungen von Kunststoffen führen. Bezüglich bevorzugter Ausgestaltungen dieses Gegenstandes wird auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen, insbesondere auf die genannten bevorzugten Ausführungsformen. Insbesondere sei auf den oben beschriebenen PVC-Verfärbungstest gemäß der Volkswagen-Prüfvorschrift VW PV 3937 verwiesen.The invention relates to the use of the above-described nitrogen-containing compound of the formula (IVc) and/or a corresponding quaternized and/or protonated compound for the production of rigid polyurethane foams which lead to less discoloration of plastics. With regard to preferred configurations of this subject, reference is made to the preceding description, in particular to the preferred embodiments mentioned. In particular, reference is made to the PVC discoloration test described above in accordance with Volkswagen test specification VW PV 3937.

Offenbart wird die Verwendung der zuvor beschriebenen stickstoffhaltigen Verbindung gemäß Formel (IVc), und/oder einer entsprechenden quaternisierten und/oder protonierten Verbindung, zur Herstellung von Polyurethansystemen mit breitem Verarbeitungsspiel, insbesondere von halbharten Polyurethanschäumen (offenzelligen Hartschäumen, insbesondere zur Anwendung als Dachhimmel in Automobilinnenräumen). „Breites Verarbeitungsspiel“ heißt, dass vorteilhafterweise eine größere Variationsbreite der Einsatzkonzentration der erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindungen ohne negative Beeinflussung der gewünschten Materialeigenschaften, beispielsweise der Offenzelligkeit des Schaums oder der Raumgewichtsverteilung über den Schaumblock, möglich ist gegenüber vergleichbaren oder für solche Anwendungen üblicherweise eingesetzten Amin-Katalysatoren nach dem Stand der Technik. Auch hier wird auf die vorangegangene Beschreibung und die dortigen Erläuterungen und Testmethoden verwiesen.Disclosed is the use of the nitrogen-containing compound of the formula (IVc) described above, and/or a corresponding quaternized and/or protonated compound, for the production of polyurethane systems with a wide processing range, in particular semi-rigid polyurethane foams (open-cell rigid foams, in particular for use as headliners in automobile interiors ). "Wide processing range" means that advantageously a greater range of variation in the use concentration of the nitrogen-containing compounds according to the invention without negatively affecting the desired material properties, for example the open-cell nature of the foam or the density distribution over the foam block, is possible compared to comparable amine catalysts or those commonly used for such applications the state of the art. Here, too, reference is made to the previous description and the explanations and test methods there.

Offenbart wird eine Zusammensetzung, enthaltend neben zumindest einer stickstoffhaltigen Verbindung nach der Formel (IVc), gemäß der vorigen Beschreibung, zumindest ein Siloxan nach der Formel (V), gemäß der vorigen Beschreibung, wobei das Siloxan nach der Formel (V) vorzugsweise mindestens einen Rest R1 enthält, wobei dieser Rest R1 bevorzugt ein Polyetherrest ist, und/oder enthaltend ein Siloxan nach der Formel (VI), sowie vorzugsweise zumindest ein Polyol, vorzugsweise gemäß voriger Beschreibung.Disclosed is a composition containing, in addition to at least one nitrogen-containing compound of the formula (IVc), as described above, at least one siloxane of the formula (V) as described above, the siloxane of the formula (V) preferably at least one radical R 1 , this radical R 1 preferably being a polyether radical, and/or containing a siloxane of the formula (VI), and preferably at least one polyol, preferably as described above.

Offenbart wird eine Zusammensetzung enthaltend mindestens eine Polyolkomponente, wobei die Zusammensetzung zumindest eine stickstoffhaltige Verbindung der Formel (IVc), und/oder die entsprechenden quaternisierten und/oder protonierten Verbindungen aufweist, wobei die Zusammensetzung vorzugsweise mindestens eine Isocyanatkomponente aufweist, und wobei die stickstoffhaltige Verbindung der Formel (IVc) vorzugsweise als technische Produktmischung, wie zuvor beschrieben, enthalten ist, und wobei die Zusammensetzung vorzugsweise zusätzliche Amin-Katalysatoren ungleich Formel (IVc) umfasst.A composition is disclosed containing at least one polyol component, the composition having at least one nitrogen-containing compound of the formula (IVc) and/or the corresponding quaternized and/or protonated compounds, the composition preferably having at least one isocyanate component, and the nitrogen-containing compound of Formula (IVc) is preferably contained as a technical product mixture as described above, and the composition preferably comprises additional amine catalysts other than formula (IVc).

Das molare Verhältnis der Gesamtmenge der stickstoffhaltigen Katalysatoren, umfassend die stickstoffhaltigen Verbindungen der Formel (IVc), gegenüber der Gesamtmenge der mit Isocyanaten reaktiven Gruppen der Polyolkomponente beträgt dabei vorzugsweise von 4 × 10-4 zu 1 bis 0,2 zu 1.The molar ratio of the total amount of the nitrogen-containing catalysts, comprising the nitrogen-containing compounds of the formula (IVc), to the total amount of the isocyanate-reactive groups of the polyol component is preferably from 4 × 10 -4 to 1 to 0.2 to 1.

Es ist bevorzugt, dass die stickstoffhaltigen Verbindungen der Formel (IVc), entsprechende quaternisierte und/oder protonierte Verbindungen, in Gesamtmenge in einem Massenanteil von 0,01 bis 20,0 Teilen (pphp), bevorzugt 0,01 bis 5,00 Teilen und besonders bevorzugt 0,02 bis 3,00 Teilen bezogen auf 100 Teile (pphp) Polyolkomponente eingesetzt werden.It is preferred that the nitrogen-containing compounds of formula (IVc), corresponding quaternized and / or protonated compounds, in total in a mass fraction of 0.01 to 20.0 parts (pphp), preferably 0.01 to 5.00 parts and more preferably 0.02 to 3.00 parts based on 100 parts (pphp) polyol component are used.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann zusätzlich ein oder mehrere Treibmittel, wie sie oben beschrieben sind, aufweisen. Neben oder an Stelle von Treibmitteln kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung weitere Zusatzstoffe/Hilfsmittel oder Additive aufweisen, die bei der Herstellung von Polyurethansystemen, bevorzugt Polyurethanschäumen eingesetzt werden. Eine Auswahl geeigneter Hilfsmittel/Zusatzstoffe/Additive, wie z. B. Schaumstabilisatoren oder Flammschutzmittel, wurde bereits oben bei der Herstellung der Polyurethansysteme, insbesondere der Polyurethanschaumstoffe beschrieben.The composition according to the invention can additionally contain one or more blowing agents as described above. In addition to or instead of blowing agents, the composition according to the invention can have further additives/auxiliaries or additives which are used in the production of polyurethane systems, preferably polyurethane foams. A selection of suitable auxiliaries/additives/additives, e.g. B. foam stabilizers or flame retardants, has already been described above in the production of the polyurethane systems, in particular the polyurethane foams.

Die Verarbeitung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zu Polyurethansystemen, insbesondere Polyurethanschaumstoffen, kann nach allen dem Fachmann geläufigen Verfahren erfolgen, beispielsweise im Handmischverfahren oder bevorzugt mit Hilfe von Verschäumungsmaschinen, insbesondere Niederdruck- oder Hochdruck-Verschäumungsmaschinen. Dabei können diskontinuierliche Verfahren, beispielsweise zur Produktion von Formschäumen, Kühlschränken, Automobilsitzen, und Paneelen, oder kontinuierliche Verfahren, beispielsweise bei Dämmplatten, Metallverbundelementen, Blockschäumen oder bei Sprühverfahren zum Einsatz kommen.The processing of the compositions according to the invention to give polyurethane systems, in particular polyurethane foams, can be carried out by any method familiar to the person skilled in the art, for example by hand mixing or preferably with the aid of foaming machines, in particular low-pressure or high-pressure foaming machines. Discontinuous processes, for example for the production of molded foams, refrigerators, automobile seats and panels, or continuous processes, for example for insulating boards, metal composite elements, block foams or spray processes can be used here.

Es können alle dem Fachmann bekannten Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen verwendet werden. So kann zum Beispiel der Schäumungsprozess sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung, in diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Anlagen erfolgen. Ebenso können die erfindungsgemäß eingesetzten Zusammensetzungen für die CO2-Technologie benutzt werden. Die Verwendung in Niederdruck- und Hochdruckmaschinen ist möglich, wobei die Zusammensetzungen sowohl direkt in die Mischkammer dosiert werden können oder auch schon vor der Mischkammer einer der danach in die Mischkammer gelangenden Komponenten zugemischt werden. Die Zumischung kann auch im Rohstofftank erfolgen.All processes known to those skilled in the art for producing polyurethane foams can be used. For example, the foaming process can take place both horizontally and vertically, in discontinuous or continuous systems. The compositions used according to the invention can also be used for CO 2 technology. Use in Never derdruck and letterpress machines is possible, whereby the compositions can either be metered directly into the mixing chamber or else be mixed in before the mixing chamber with one of the components subsequently entering the mixing chamber. The admixing can also take place in the raw material tank.

Mittels der erfindungsgemäßen Verwendung von stickstoffhaltigen Verbindungen der Formel (IVc), und/oder der entsprechenden quaternisierten und/oder protonierten Verbindungen, sind die nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Polyurethansysteme erhältlich.The polyurethane systems according to the invention described below can be obtained by means of the use according to the invention of nitrogen-containing compounds of the formula (IVc) and/or the corresponding quaternized and/or protonated compounds.

Offenbart wird eine Zusammensetzung, geeignet zum Einsatz bei der Herstellung von Polyurethanen, insbesondere von Polyurethanschaumstoffen, enthaltend

  1. (a) zumindest eine stickstoffhaltige Verbindung der Formel (IVc), vorteilhafterweise in einer Gesamtmenge von ≥ 5 Gew.-%, bevorzugt 20-95 Gew.-%, insbesondere 30-70 Gew.-%,
  2. (b) optional 1,4-Butandiol, vorteilhafterweise in einer Menge ≤ 95 Gew.-%, insbesondere 20-90 Gew.-%, bevorzugt 30-80 Gew.-%,
  3. (c) optional Monoethylenglycol (MEG), vorteilhafterweise in einer Menge ≤ 95 Gew.-%, insbesondere 20-90 Gew.-%, bevorzugt 30-80 Gew.-%,
  4. (d) optional Diethylenglycol (DEG) vorteilhafterweise in einer Menge ≤ 95 Gew.-%, insbesondere 20-90 Gew.-%, bevorzugt 30-80 Gew.-%,
  5. (e) optional 1-2-Propylenglycol (PG) vorteilhafterweise in einer Menge ≤ 95 Gew.-%, insbesondere 20-90 Gew.-%, bevorzugt 30-80 Gew.-%,
  6. (f) optional Dipropylenglycol (DPG) vorteilhafterweise in einer Menge ≤ 95 Gew.-%, insbesondere 20-90 Gew.-%, bevorzugt 30-80 Gew.-%, und/oder
  7. (g) optional Trimethylenglycol, Butyldiglycol, Neopentylglycol, 2-Methyl-1,3-propandiol, N,N-Dimethylcyclohexylamin, N,N-Dimethylaminopropylamin, Triethylendiamin, 2,2,4-Trimethyl-2-silamorpholin, N-Ethyl-2,2-dimethyl-2-silamorpholin, N-(2-Aminoethyl)morpholin, N-(2-Hydroxyethyl)morpholin, N,N-Dimethylaminoethanol, N,N-Dimethylaminopropyl-N',N'-dipropan-2-olamin, N,N-Diethylaminoethanol, Bis(2-Dimethylaminoethylether), N,N-Dimethyl-aminoethoxyethanol, N,N,N'-Trimethyl-N'-(2-hydroxyethyl)bis(2-aminoethyl)ether, Tris-(dimethylaminopropyl)hexahydro-1,3,5-triazin, 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en, 1,5-Diaza-bicyclo[4.3.0]non-5-en, 1,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-en, N-Methyl-1,5,7-triazabicyclo-[4.4.0]dec-5-en, 1,4,6-triazabicyclo[3.3.0]oct-4-en, 1,1,3,3-Tetramethylguanidin und/oder 2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol, vorteilhafterweise in einer Gesamtmenge ≤ 95 Gew.-%, insbesondere 20-90 Gew.-%, bevorzugt 30-80 Gew.-%.
A composition suitable for use in the production of polyurethanes, in particular polyurethane foams, is disclosed
  1. (a) at least one nitrogen-containing compound of the formula (IVc), advantageously in a total amount of ≧5% by weight, preferably 20-95% by weight, in particular 30-70% by weight,
  2. (b) optionally 1,4-butanediol, advantageously in an amount ≤ 95% by weight, in particular 20-90% by weight, preferably 30-80% by weight,
  3. (c) optionally monoethylene glycol (MEG), advantageously in an amount ≤ 95% by weight, in particular 20-90% by weight, preferably 30-80% by weight,
  4. (d) optionally diethylene glycol (DEG) advantageously in an amount ≤ 95% by weight, in particular 20-90% by weight, preferably 30-80% by weight,
  5. (e) optionally 1-2-propylene glycol (PG), advantageously in an amount ≤ 95% by weight, in particular 20-90% by weight, preferably 30-80% by weight,
  6. (f) optionally dipropylene glycol (DPG) advantageously in an amount ≦95% by weight, in particular 20-90% by weight, preferably 30-80% by weight, and/or
  7. (g) optionally trimethylene glycol, butyl diglycol, neopentyl glycol, 2-methyl-1,3-propanediol, N,N-dimethylcyclohexylamine, N,N-dimethylaminopropylamine, triethylenediamine, 2,2,4-trimethyl-2-silamorpholine, N-ethyl- 2,2-dimethyl-2-silamorpholine, N-(2-aminoethyl)morpholine, N-(2-hydroxyethyl)morpholine, N,N-dimethylaminoethanol, N,N-dimethylaminopropyl-N',N'-dipropane-2- olamine, N,N-diethylaminoethanol, bis(2-dimethylaminoethyl ether), N,N-dimethylaminoethoxyethanol, N,N,N'-trimethyl-N'-(2-hydroxyethyl)bis(2-aminoethyl) ether, tris- (dimethylaminopropyl)hexahydro-1,3,5-triazine, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene, 1,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-ene, 1,5 ,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene, N-methyl-1,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene, 1,4,6-triazabicyclo[3.3.0] oct-4-ene, 1,1,3,3-tetramethylguanidine and/or 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol, advantageously in a total amount of ≤ 95% by weight, in particular 20-90% by weight, preferably 30-80% by weight.

Im Sinne der vorgenannten Offenbarung sind besonders bevorzugte Zusammensetzungen solche Zusammensetzungen, in denen zumindest eine stickstoffhaltige Verbindung nach Formel (IVc) und/oder eine entsprechende quaternisierte und/oder protonierte Verbindung verwendet wird in Kombination:

  • mit a), mit b), mit c), mit d), mit e), mit f), oder mit g).
In the context of the above disclosure, particularly preferred compositions are compositions in which at least one nitrogen-containing compound of the formula (IVc) and/or a corresponding quaternized and/or protonated compound is used in combination:
  • with a), with b), with c), with d), with e), with f), or with g).

Offenbart wird ein Polyurethansystem, welches durch eine Verwendung, wie zuvor beschrieben, erhältlich ist.A polyurethane system is disclosed which can be obtained by using it as described above.

Erfindungsgemäße Polyurethansysteme sind Polyurethanhartschäume. Die Bezeichnung Polyurethan ist hierbei wiederum als Oberbegriff für ein aus Di- bzw. Polyisocyanaten und Polyolen oder anderen gegenüber Isocyanat reaktive Spezies, wie z.B. Aminen, hergestelltes Polymer zu verstehen, wobei die Urethan-Bindung nicht ausschließlicher oder überwiegender Bindungstyp sein muss. Auch Polyisocyanurate und Polyharnstoffe sind ausdrücklich mit eingeschlossen.Polyurethane systems according to the invention are rigid polyurethane foams. The term polyurethane is to be understood here as a generic term for a polymer made from di- or polyisocyanates and polyols or other species that are reactive towards isocyanate, such as amines, for example, where the urethane bond does not have to be the exclusive or predominant type of bond. Polyisocyanurates and polyureas are also expressly included.

Das erfindungsgemäße Polyurethansystem zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass es ein Polyurethanhartschaum ist, wobei es vorzugsweise einen Massenanteil an stickstoffhaltigen Verbindungen der Formel (IVc), und/oder der entsprechenden quaternisierten und/oder protonierten Verbindungen bzw. der durch Umsetzung dieser erhaltenen Reste am fertigen Polyurethanschaum von 0,005 bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 0,05 bis 3 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-%, aufweist.The polyurethane system according to the invention is preferably characterized in that it is a rigid polyurethane foam, in which case it preferably contains a mass fraction of nitrogen-containing compounds of the formula (IVc) and/or the corresponding quaternized and/or protonated compounds or the residues obtained by reacting these Polyurethane foam from 0.005 to 10% by weight, preferably from 0.05 to 3% by weight, particularly preferably from 0.1 to 1% by weight.

Eine bevorzugte Zusammensetzung zur Herstellung von Polyurethan- bzw. Polyisocyanurat-Schaum im Sinne der vorliegenden Erfindung weist ein Raumgewicht (RG) von vorzugsweise 5 bis 800, insbesondere 5 bis 300, bevorzugt 5 bis 150, besonders bevorzugt von 10 bis 90 kg/m3 auf und hat insbesondere die folgende Zusammensetzung: Komponente Gewichtsanteil Polyol 100 (Amin-)Katalysator 0,05 bis 5 Kalium-Trimerisierungskatalysator 0 bis 10 Siloxan 0,1 bis 15, vorzugsweise 0,2 bis 7 Wasser 0 bis < 25, vorzugsweise 0,1 bis 15 Treibmittel 0 bis 130 Flammschutzmittel 0 bis 70 Füllstoffe 0 bis 150 weitere Additive 0 bis 20 Isocyanat-Index: größer 15 A preferred composition for the production of polyurethane or polyisocyanurate foam for the purposes of the present invention has a density (RG) of preferably 5 to 800, in particular 5 to 300, preferably 5 to 150, particularly preferably from 10 to 90 kg/m 3 and in particular has the following composition: component weight percentage polyol 100 (amine) catalyst 0.05 to 5 Potassium Trimerization Catalyst 0 to 10 siloxane 0.1 to 15, preferably 0.2 to 7 water 0 to <25, preferably 0.1 to 15 propellant 0 to 130 flame retardants 0 to 70 fillers 0 to 150 other additives 0 to 20 Isocyanate Index: greater than 15

Offenbart wird die Verwendung von Polyurethansystemen, insbesondere von Polyurethanschäumen, wie zuvor beschrieben, als Kühlschrankisolierung, Dämmplatte, Sandwichelement, Rohrisolation, Sprühschaum, 1- & 1,5-Komponenten-Dosenschaum, Holzimitat, Modellschaum, Blumensteckschaum, Verpackungsschaum, Matratze, Möbelpolster, Möbelformschaum, Kopfkissen, „Rebonded Foam“, Schwammschaum, Automobil-Sitzpolster, Kopfstütze, Instrumententafel, Automobil-Innenverkleidung, Automobil-Dachhimmel, Schallabsorptionsmaterial, Lenkrad, Schuhsohle, Teppichrückseitenschaum, Filterschaum, Dichtschaum, Dichtmittel und Kleber oder zur Herstellung entsprechender Produkte.Disclosed is the use of polyurethane systems, in particular polyurethane foams, as described above, as refrigerator insulation, insulating board, sandwich element, pipe insulation, spray foam, 1- and 1.5-component canned foam, imitation wood, model foam, floral foam, packaging foam, mattress, furniture upholstery, molded furniture foam , pillow, rebonded foam, sponge foam, automotive seat pad, headrest, instrument panel, automotive interior panel, automotive headliner, sound absorbing material, steering wheel, shoe sole, carpet backing foam, filter foam, sealing foam, sealant and adhesive, or to manufacture related products.

In den nachfolgend aufgeführten Beispielen wird die vorliegende Erfindung beispielhaft beschrieben, ohne dass die Erfindung, deren Anwendungsbreite sich aus der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen ergibt, auf die in den Beispielen genannten Ausführungsformen beschränkt sein soll.The present invention is described by way of example in the examples listed below, without the invention, the scope of which results from the entire description and the claims, being restricted to the embodiments mentioned in the examples.

Beispiele:Examples:

Herstellung stickstoffhaltiger VerbindungenProduction of nitrogenous compounds

Synthesebeispiel 1: Herstellung nicht erfindungsgemäßer Verbindungen nach der Formel (IIIb) und (IIIc)

Figure DE102014215380B4_0007
Chemikalie CAS Lieferant Pyrrolidin, 99 % 123-75-1 ABCR Ethylenoxid, 3 M in THF 75-21-8 Sigma-Aldrich Chemie GmbH Synthesis Example 1 Preparation of Compounds of the Formula (IIIb) and (IIIc) Not According to the Invention
Figure DE102014215380B4_0007
chemical CAS supplier Pyrrolidine, 99% 123-75-1 ABCR ethylene oxide, 3M in THF 75-21-8 Sigma-Aldrich Chemie GmbH

In einem 1000 ml Laborautoclaven, ausgestattet mit einer Rührvorrichtung, einem beheizbaren Mantel, Druckabnehmer und Temperatursonde sowie Inertgaszuleitung wurde unter Kühlung mittels einer Trockeneis/IPA-Kühlmischung eine Menge von 333,4 ml einer 3 molaren Lösung von Ethylenoxid in THF (entspr. 1 mol Ethylenoxid) vorgelegt und weitere 35,56 g (0,5 mol) Pyrrolidin hinzugegeben. Der zuvor mit Stickstoff gespülte Autoclav wurde dann über den Mantel mit einem Thermo-Öl auf 100 °C geheizt wobei ein Druckanstieg beobachtet werden konnte. Es wurde sodann unter Rührung für 6 Stunden die Reaktionstemperatur gehalten. Nach beendeter Reaktionszeit wurde auf Raumtemperatur abkühlen gelassen, das Druckgefäß entspannt und mit Stickstoff gespült. Das Lösemittel wurde am Rotationsverdampfer bei einer Badtemperatur von 50 °C im Membranpumpenvakuum mehrstündig entfern. Das krude Reaktionsgemisch wurde sodann gaschromatographisch untersucht wobei neben 15,1 % nicht umgesetztem Pyrrolidins auch 42,9 % des gewünschten mono-ethoxylierten Pyrrolidins und 26,7 % des di-ethoxylierten Pyrrolidins sowie 10,7 % tri-ethoxylierten Pyrrolidins und im Summe 4,6 % weiterer Nebenprodukte bzw. Lösungsmittelreste gefunden wurden. Es wurde sodann zur Isolierung des gewünschten mono- und di-ethoxylierten Pyrrolidins eine Feindestillation durchgeführt. Es konnten so bei einem Druck von 16 mbar und einer Kopftemperatur von 75 - 78 °C in einer klaren Fraktion das mono-ethoxylierten Produkt nach der Formel (IIIb) in einer GC-Reinheit von 96,9 % und bei einem Druck von 3 mbar und einer Kopftemperatur von 90 - 95 °C in einer ebenfalls klaren Fraktion das di-ethoxylierte Ziel-Produkt nach der Formel (IIIc) in einer GC-Reinheit von 94,2 % gewonnen werden. Die NMR-spektroskopischen wie auch die GC- bzw. GC/MS-Analysen hestätigten die Produktbildung.A quantity of 333.4 ml of a 3 molar solution of ethylene oxide in THF (equivalent to 1 mol Ethylene oxide) submitted and added a further 35.56 g (0.5 mol) of pyrrolidine. The autoclave, which had previously been purged with nitrogen, was then heated to 100° C. via the jacket with thermal oil, and a pressure increase could be observed. The reaction temperature was then maintained with stirring for 6 hours. After the end of the reaction time, the pressure vessel was allowed to cool to room temperature and flushed with nitrogen. The solvent was removed for several hours on a rotary evaporator at a bath temperature of 50° C. in a diaphragm pump vacuum. The crude reaction mixture was then examined by gas chromatography, in addition to 15.1% unreacted pyrrolidine, 42.9% of the desired mono-ethoxylated pyrrolidine and 26.7% of the di-ethoxylated pyrrolidine and 10.7% of tri-ethoxylated pyrrolidine and a total of 4.6% of other by-products or solvent residues were found. Precision distillation was then performed to isolate the desired mono- and di-ethoxylated pyrrolidine. It was thus possible at a pressure of 16 mbar and a top temperature of 75-78° C. in a clear fraction to obtain the mono-ethoxylated product of the formula (IIIb) with a GC purity of 96.9% and at a pressure of 3 mbar and a top temperature of 90-95° C., the di-ethoxylated target product of the formula (IIIc) can be obtained in a likewise clear fraction with a GC purity of 94.2%. The NMR spectroscopy as well as the GC or GC/MS analyzes confirmed the formation of the product.

Synthesebeispiel 2: Herstellung von 1-Pyrrolidinpropannitril

Figure DE102014215380B4_0008
Chemikalie CAS Lieferant Acrylnitril, >99% 107-13-1 Sigma-Aldrich Chemie GmbH Pyrrolidin, 99 % 123-75-1 ABCR Dichlormethan 75-09-2 Sigma-Aldrich Chemie GmbH Natriumhydroxid, ≥99 %, p.a. 1310-73-2 Karl Roth GmbH Natriumchlorid, ≥99,8 %, extra fein 7647-14-5 Karl Roth GmbH Methanol, ≥99.8% 67-56-1 Sigma-Aldrich Chemie GmbH Synthesis Example 2: Preparation of 1-pyrrolidinepropanenitrile
Figure DE102014215380B4_0008
chemical CAS supplier Acrylonitrile, >99% 107-13-1 Sigma-Aldrich Chemie GmbH Pyrrolidine, 99% 123-75-1 ABCR dichloromethane 75-09-2 Sigma-Aldrich Chemie GmbH Sodium hydroxide, ≥99%, pa 1310-73-2 Karl Roth GmbH Sodium Chloride, ≥99.8%, extra fine 7647-14-5 Karl Roth GmbH methanol, ≥99.8% 67-56-1 Sigma-Aldrich Chemie GmbH

In einem 6 L Fünfhalskolben ausgerüstet mit Tropftrichter, Thermometer, KPG-Rührwerk und Stickstoffzuleitung werden bei Raumtemperatur 2224 ml Wasser vorgelegt und das Reaktionsgefäß inertisiert. Es wurden dann 861,2 ml (737,18g, 10,37 mol) Pyrrolidin langsam hinzugegeben, wobei die Temperatur auf 35 °C anstieg. Die Reaktionsapparatur wurde erneut über den Tropftrichter inertisiert und dieser mit 625 ml (500 g, 9,42 mol) Acrylnitril befüllt. Mittels eines Kühlbades wurde die Amin-Lösung auf -5 °C abgekühlt und sodann mit der Zugabe des Acrylnitrils begonnen. Über 5 Stunden wurde die Zutropfgeschwindigkeit in der Form eingeregelt, dass die Reaktionstemperatur 5 °C nicht überstieg. Das Reaktionsgemisch wurde auf Raumtemperatur erwärmen gelassen und eine Stunde nachgerührt. Sodann wurde 2,1 L einer 33 Gew.-%igen wässrigen Natronlauge hinzugegeben, worauf sich eine milchartige Suspension bildete. Nach dem Abdekantieren in einen Scheidetrichter kam es zur Phasenseparation und die trübe, noch Wasser enthaltende, obere organische Phase wurde separiert. Zur besseren Phasentrennung wurden 200 ml Dichlormethan und 50 ml einer kaltgesättigten Kochsalzlösung hinzugegeben. Die obere, leicht opaque organische Phase wurde über Magnesiumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer eingeengt. Die folgende Feindestillation lieferte 1,25 kg eines klaren, leicht gelben Öls, dessen NMR spektroskopische Analyse in Einklang mit der Erwartung war. Eine GC-Messung bestätigte eine Reinheit von > 95 %.2224 ml of water are placed at room temperature in a 6 l five-necked flask equipped with a dropping funnel, thermometer, KPG stirrer and nitrogen inlet and the reaction vessel is rendered inert. Then 861.2 mL (737.18 g, 10.37 mol) of pyrrolidine was added slowly, with the temperature rising to 35°C. The reaction apparatus was rendered inert again via the dropping funnel, and this was filled with 625 ml (500 g, 9.42 mol) of acrylonitrile. The amine solution was cooled to −5° C. by means of a cooling bath and the addition of the acrylonitrile was then begun. The dropping rate was regulated over 5 hours in such a way that the reaction temperature did not exceed 5°C. The reaction mixture was allowed to warm to room temperature and stirred for one hour. Then 2.1 l of a 33% strength by weight aqueous sodium hydroxide solution were added, whereupon a milky suspension formed. After decanting into a separating funnel, phase separation occurred and the cloudy, upper organic phase still containing water was separated. To improve phase separation, 200 ml of dichloromethane and 50 ml of a cold-saturated common salt solution were added. The upper, slightly opaque organic phase was dried over magnesium sulfate and the solvent was concentrated on a rotary evaporator. Subsequent precision distillation yielded 1.25 kg of a clear, slightly yellow oil whose NMR spectroscopic analysis was in agreement with expectation. A GC measurement confirmed a purity of > 95%.

Synthesebeispiel 3: Herstellung der nicht erfindungsgemäßen Verbindung nach der Formel (IVb)

Figure DE102014215380B4_0009
Synthesis Example 3 Preparation of the compound of the formula (IVb) not according to the invention
Figure DE102014215380B4_0009

Die nachfolgende Hydrierung des zuvor hergestellten 1-Pyrrolidinpropannitrils erfolgte mittels Pd/Al2O3 (5 Gew.-%) wie von Krupka und Jiri et al. in - „Hydrogenation of 3-(dimethylamino)-propionitrile over palladium catalysts“ (Czechoslovak Chemical Communications, 65 (11), 1805-1819; 2000) beschrieben. Das erhaltene krude Reaktionsgemisch wurde mit Celite® Filterhilfe versetzt, abfiltriert und mit Methanol nachgewaschen. Das Lösungsmittel wurde eingeengt und das Rohprodukt einer Feindestillation unterzogen, wobei im Membranpumpenvakuum bei 24 mbar bei einer Kopftemperatur von 90 °C die Hauptfraktion des Produktes nach der Formel (IVb) überging. Ein alternatives elektrochemisches Verfahren ist in SU1421738 (A1) beschrieben.Subsequent hydrogenation of the previously prepared 1-pyrrolidinepropanenitrile was carried out using Pd/Al 2 O 3 (5% by weight) as described by Krupka and Jiri et al. in - "Hydrogenation of 3-(dimethylamino)-propionitrile over palladium catalysts" (Czechoslovak Chemical Communications, 65 (11), 1805-1819; 2000) described. The crude reaction mixture obtained was treated with Celite® filter aid, filtered off and washed with methanol. The solvent was concentrated and the crude product subjected to a precision distillation, the main fraction of the product of the formula (IVb) passing over in a diaphragm pump vacuum at 24 mbar and at a head temperature of 90.degree. An alternative electrochemical method is described in SU1421738 (A1).

Synthesebeispiel 4: Herstellung der nicht erfindungsgemäßen Verbindung nach der Formel (IVd)

Figure DE102014215380B4_0010
Chemikalie CAS Lieferant Verbindung hergestellt nach Synthesebeispiel 2 Pd/Al2O3 5% (Heraeus-Type K) 7440-05-3 Heraeus (Hanau) Methanol, ≥99.8% 67-56-1 Sigma-Aldrich Chemie GmbH Synthesis Example 4 Preparation of the compound of the formula (IVd) not according to the invention
Figure DE102014215380B4_0010
chemical CAS supplier connected according to synthesis example 2 Pd/Al2O3 5% (Heraeus Type K) 7440-05-3 Heraeus methanol, ≥99.8% 67-56-1 Sigma-Aldrich Chemie GmbH

In einem 250 L Hochdruck-Laborautoclaven mit beheizbarem Mantel, Thermosensor, Inertwie Wasserstoffgaszuleitung und Rührvorrichtung wurden 100 ml (94.55 g) des nach Synthesebeispiel 2 hergestellten Nitrils vorgelegt und portionsweise 2,02 g Pd/Al2O3 (5 Gew.-%) eingetragen. Das Reaktionsgefäß wurde verschlossen, mit Stickstoff gespült und die Wasserstoffzuleitung angeschlossen. Bei niedriger Rührgeschwindigkeit wurde mittels Stickstoff ein Drucktest der Apparatur für 20 Minuten durchgeführt, sodann wurde die Apparatur mit Wasserstoff gespült (50 Bar) und abschließend der Wasserstoffdruck auf 90 Bar eingeregelt. Es wurde die Rührgeschwindigkeit auf 1300 rpm erhöht und mittels der Heizvorrichtung auf 90 °C aufgeheizt. Nachdem nach einer Stunde der der Wasserstoffdruck auf 20 Bar abgesunken war, wurde erneut auf 90 Bar erhöht und weiter über einen Zeitraum von 5 Stunden bei konstanter Reaktionstemperatur von 90 °C gerührt bis kein signifikanter Druckabfall mehr beobachtet werden konnte. Nach beendeter Reaktionszeit wurde das Reaktionsgefäß auf Raumtemperatur abkühlen gelassen, das Druckgefäß entspannt und mit Stickstoff gespült. Das Reaktionsgemisch wurde mit 100 ml Methanol aus dem Reaktor überführt, mit Celite - Filterhilfe versehen und über einen Faltenfilter filtriert. Der Filterkuchen wurde mit 50 ml Methanol gespült und das Filtrat mittels GC-MS untersucht. Die Analyse lieferte einen Anteil von 8,12 % nicht umgesetztem Edukt, 18,65 % des dimeren Nebenproduktes 58,46 % des trimeren Zielproduktes nach der Formel (IVd) sowie sonstige Nebenprodukte. Es wurde zur Separierung von dimerem Neben- und trimeren Zielprodukt das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer entfernt und der Rückstand einer Feindestillation unterzogen. Dafür wurde der Rückstand in einem Einhals-Rundkolben vorgelegt und über eine 20 cm Vigreux-Kolonne im scharfen Ölpumpenvakuum destilliert. Bei einem Druck von 1,1 * 10-1 mbar konnte bei einer Badtemperatur von 150 °C und einer Kopftemperatur von 95 - 110 °C das klare dimere Nebenprodukt in einer Fraktion der GC-Reinheit von 98,6 % gewonnen werden. Eine weitere Reduktion des Druckes auf 2,7 * 10-2 mbar lieferte bei einer Badtemperatur von 252 °C und einer Kopftemperatur von 140 °C das bei Raumtemperatur viskose trimere Zielprodukt nach der Formel (IVd) in einer GC-Reinheit von 98,2 %. Die aufgenommenen 1H- und 13C-NMR Spektren waren in Einklang mit den Erwartungen und bestätigten ebenfalls die Produktbildung sowie dessen Reinheit.100 ml (94.55 g) of the nitrile prepared according to Synthesis Example 2 were placed in a 250 L high-pressure laboratory autoclave with heatable jacket, thermal sensor, inert gas supply line such as hydrogen and stirring device, and 2.02 g Pd/Al 2 O 3 (5% by weight) were added in portions. registered. The reaction vessel was closed, flushed with nitrogen and the hydrogen supply line was connected. A pressure test of the apparatus was carried out for 20 minutes using nitrogen at a low stirring speed, the apparatus was then flushed with hydrogen (50 bar) and finally the hydrogen pressure was adjusted to 90 bar. The stirring speed was increased to 1300 rpm and heated to 90° C. by means of the heating device. After the hydrogen pressure had dropped to 20 bar after one hour, it was increased again to 90 bar and stirring was continued over a period of 5 hours at a constant reaction temperature of 90° C. until a significant drop in pressure could no longer be observed. After the end of the reaction time, the reaction vessel was allowed to cool to room temperature, and the pressure vessel was vented and purged with nitrogen. The reaction mixture was transferred from the reactor with 100 ml of methanol, fitted with Celite filter aid and filtered through a pleated filter. The filter cake was rinsed with 50 ml of methanol and the filtrate was analyzed by GC-MS. The analysis gave a proportion of 8.12% unreacted starting material, 18.65% of the dimeric by-product, 58.46% of the trimeric target product of the formula (IVd) and other by-products. To separate dimeric by-product and trimeric target product, the solvent was removed on a rotary evaporator and the residue subjected to precision distillation. For this, the residue was placed in a one-necked round bottom flask and distilled through a 20 cm Vigreux column in a strong oil pump vacuum. At a pressure of 1.1×10 -1 mbar, at a bath temperature of 150° C. and a head temperature of 95-110° C., the clear dimeric by-product could be obtained in a fraction with a GC purity of 98.6%. A further reduction of the pressure to 2.7×10 -2 mbar at a bath temperature of 252° C. and a top temperature of 140° C. gave the trimeric target product of the formula (IVd), which is viscous at room temperature, in a GC purity of 98.2 %. The recorded 1H and 13C NMR spectra were in agreement with expectations and also confirmed the product formation and its purity.

Hartschaum - VerschäumungsbeispieleRigid foam - foaming examples

Beispiel 1: Herstellung von Polyurethanhartschaumstoffen, beispielsweise zur Anwendung bei der Isolation von KühlmöbelnExample 1 Production of rigid polyurethane foams, for example for use in the insulation of refrigerated cabinets

Für die anwendungstechnische Ausprüfung der erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindungen wurde die in Tabelle 1 angegebene Schaumformulierung verwendet. Tabelle 1: Formulierung 1 für Hartschaum-Anwendungen. Formulierung 1 Massenteile (pphp) Polyol 11) 100 Teile Wasser 2,60 Teile Cyclopentan 13,1 Teile Amin 1,50 Teile TEGOSTAB® B 84602) 1,50 Teile Desmodur® 44V20L3) 198,5 Teile
1)Polyol 1: Sorbitol/Glycerin-basiertes Polyetherpolyol mit einer OH-Zahl von 471 mgKOH/g.
2)Polyethermodifiziertes Polysiloxan.
3)polymeres MDI der Firma Bayer, 200 m Pa·s, 31,5 % NCO, Funktionalität 2,7.
The foam formulation given in Table 1 was used to test the performance of the nitrogen-containing compounds according to the invention. Table 1: Formulation 1 for rigid foam applications. Formulation 1 Bulk parts (pphp) Polyol 1 1) 100 parts water 2.60 parts cyclopentane 13.1 parts amine 1.50 parts TEGOSTAB ® B 8460 2) 1.50 parts Desmodur® 44V20L 3) 198.5 parts
1) Polyol 1: Sorbitol/glycerin-based polyether polyol with an OH number of 471 mgKOH/g.
2) Polyether modified polysiloxane.
3) polymeric MDI from Bayer, 200 m Pa·s, 31.5% NCO, functionality 2.7.

Die Durchführung der Verschäumungen erfolgte im Handmischverfahren. Es wurden die Formulierungen, wie in Tabelle 1 angegeben, mit verschiedenen stickstoffhaltigen Katalysatoren (Aminen) verwendet. Dazu wurden Polyol 1, konventioneller bzw. erfindungsgemäßer stickstoffhaltiger Katalysator (Amin), Wasser, Schaumstabilisator und Treibmittel in einen Becher eingewogen und mit einem Tellerrührer von 6 cm Durchmesser 30 Sekunden bei 1000 U/min vermischt. Durch erneutes Abwiegen wurde die beim Mischvorgang verdunstete Treibmittelmenge bestimmt und wieder ergänzt. Jetzt wurde das Isocyanat (MDI) zugegeben, die Reaktionsmischung wurde mit dem beschriebenen Rührer 5 s bei 3000 U/min verrührt und sofort in eine mit Papier ausgekleidete Kiste (27 cm x 14 cm Grundfläche und 14 cm Höhe) überführt. Zur Beurteilung der katalytischen Eigenschaften wurden die folgenden charakteristischen Parameter bestimmt: Creme-Zeit, Gel-Zeit (Fadenziehzeit), Steigzeit und Klebfrei-Zeit.The foaming was carried out using the hand mixing method. The formulations as given in Table 1 were used with various nitrogen-containing catalysts (amines). To do this, polyol 1, conventional or inventive nitrogen-containing catalyst (amine), water, foam stabilizer and blowing agent were weighed into a beaker and mixed with a plate stirrer with a diameter of 6 cm at 1000 rpm for 30 seconds. The amount of propellant evaporated during the mixing process was determined by weighing again and replenished. The isocyanate (MDI) was then added, the reaction mixture was stirred with the stirrer described for 5 s at 3000 rpm and immediately transferred to a paper-lined box (27 cm×14 cm base area and 14 cm height). To assess the catalytic properties, the following characteristic parameters were determined: cream time, gel time (stringy time), rise time and tack-free time.

Die Ergebnisse der Beurteilung der katalytischen Eigenschaften der stickstoffhaltigen Verbindungen nach der Formel (III) und (IV) sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Als Vergleichskatalysatoren nach dem Stand der Technik wurden N,N-Dimethylcyclohexylamin (DMCHA) und N,N-Dimethylaminoethoxyethanol (DMEE) eingesetzt. Tabelle 2: Ergebnisse der Verschäumungen nach Formulierung 1 (Tabelle 1). Amin Cremezeit Gelzeit Steigzeit Klebfreizeit [s]3) [s]3) [s]3) [s]3) DMCHA 41 141 297 315 DMEE 29 154 276 304 FORMEL (IIIb)** 45 190 235 376 FORMEL (IIIc)** 34 176 289 323 FORMEL (IVb)** 30 140 198 300 FORMEL (IVc)* 50 165 260 350 FORMEL (IVd)** 35 125 187 201
1)Zeit-Angaben in Sekunden [s].
*erfindungsgemäß
** nicht erfindungsgemäß
The results of the assessment of the catalytic properties of the nitrogen-containing compounds of the formulas (III) and (IV) are summarized in Table 2. N,N-dimethylcyclohexylamine (DMCHA) and N,N-dimethylaminoethoxyethanol (DMEE) were used as comparative catalysts according to the prior art. Table 2: Results of the foaming according to formulation 1 (Table 1). amine cream time gel time rise time Tack-free [s] 3) [s] 3) [s] 3) [s] 3) DMCHA 41 141 297 315 DMEE 29 154 276 304 FORMULA (IIIb)** 45 190 235 376 FORMULA (IIIc)** 34 176 289 323 FORMULA (IVb)** 30 140 198 300 FORMULA (IVc)* 50 165 260 350 FORMULA (IVd)** 35 125 187 201
1) Time specifications in seconds [s].
*according to the invention
** not according to the invention

Wie der Tabelle 2 entnommen werden kann, zeigen die Verbindungen nach der Formel (Illb), (lllc), (IVb) und (IVc) eine moderate bis sehr gute katalytische Aktivität im Hartschaum. Besonders aktiv ist hier die Verbindung nach der Formel (IVb). Die Verbindung nach der Formel (IVd) zeigt eine noch größere Aktivität, bei gleicher Einsatzmenge selbst größer als die von DMCHA, und ist auch hinsichtlich der Selektivität dem DMCHA sehr ähnlich.As can be seen from Table 2, the compounds of the formula (IIIb), (IIIc), (IVb) and (IVc) exhibit moderate to very good catalytic activity in rigid foam. The compound of the formula (IVb) is particularly active here. The compound of the formula (IVd) shows an even greater activity, even greater than that of DMCHA when used in the same amount, and is also very similar to DMCHA in terms of selectivity.

Beispiel 2: Herstellung von offenzelligen Polyurethanhartschaumstoffen, beispielsweise zur Anwendung als Dachhimmel in AutomobilenExample 2 Production of open-cell rigid polyurethane foams, for example for use as headliners in automobiles

Für die anwendungstechnische Ausprüfung der erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindungen wurde die in Tabelle 3 angegebene Schaumformulierung verwendet. Tabelle 3: Formulierung 2 für offenzellige Hartschaum-Anwendungen. Formulierung 2 Polyol 11) 35,0 Teile Polyol 22) 35,0 Teile Polyol 33) 25,0 Teile Dipropylenglycol (DPG) 5,00 Teile Amin -variabel- Wasser 4,00 Teile Tegostab B 8523 0,50 Teile Tegostab B 8871 1,00 Teile Desmodur 44V20L4) 134 Teile
1)Polyol 1: Glycerin-basiertes Polyetherpolyol, mit einer Funktionalität von 3 und OH-Zahl von 250 mgKOH/g.
2)Polyol 2: Zucker/Glycerin basiertes Polyetherpolyol, mit einer Funktionalität von 4,3 und einer OH-Zahl von 490 mgKOH/g.
3)Polyol 3: Glycerin-basiertes Polyetherpolyol, mit einer Funktionalität von 3 und einer OH-Zahl von 28 mgKOH/g.
4)polymeres MDI der Firma Bayer, 200 m Pa·s, 31,5 % NCO, Funktionalität 2,7.
The foam formulation given in Table 3 was used to test the performance of the nitrogen-containing compounds according to the invention. Table 3: Formulation 2 for open-cell rigid foam applications. Formulation 2 Polyol 1 1) 35.0 parts polyol 2 2) 35.0 parts Polyol 3 3) 25.0 parts Dipropylene Glycol (DPG) 5.00 parts amine -variable- water 4.00 parts Tego rod B 8523 0.50 parts Tego rod B 8871 1.00 parts Desmodur 44V20L 4) 134 parts
1) Polyol 1: glycerol-based polyether polyol, with a functionality of 3 and OH number of 250 mgKOH/g.
2) Polyol 2: Sugar/glycerol based polyether polyol, with a functionality of 4.3 and an OH number of 490 mgKOH/g.
3) Polyol 3: Glycerol-based polyether polyol, with a functionality of 3 and an OH number of 28 mgKOH/g.
4) polymeric MDI from Bayer, 200 m Pa·s, 31.5% NCO, functionality 2.7.

Die Durchführung der Verschäumungen erfolgte im Handmischverfahren. Es wurden die Formulierungen, wie in Tabelle 3 angegeben, mit verschiedenen stickstoffhaltigen Katalysatoren (Aminen) verwendet. Dazu wurde eine Mischung mit den erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindungen hergestellt und in einen Becher eingewogen. Anschließend wurde das MDI zugegeben, die Reaktionsmischung mit einem Tellerrührer von 6 cm Durchmesser 5 Sekunden lang bei 3000 U/min verrührt und sofort in eine Kiste (27 cm x 14 cm Grundfläche und 14 cm Höhe) überführt, welche mit Papier ausgekleidet war.
Einen Tag nach der Verschäumung wurden die Schaumstoffe analysiert. Nach dem Aufschneiden der Schäume wurden die Innenstörungen subjektiv anhand einer Skala von 1 bis 10 beurteilt, wobei 10 einen ungestörten Schaum und 1 einen extrem stark gestörten Schaum repräsentiert. Zur Bestimmung der Offenzelligkeit wurden aus den Schäumen zylindrische Probekörper (3,4 cm Durchmesser und 4 cm Höhe) geschnitten und mit einem Pyknometer des Typs Accupyc 1330 der Firma Micromeritics vermessen.
The foaming was carried out using the hand mixing method. The formulations as given in Table 3 were used with various nitrogen-containing catalysts (amines). For this purpose, a mixture containing the nitrogen-containing compounds according to the invention was prepared and weighed into a beaker. The MDI was then added, the reaction mixture stirred with a 6 cm diameter plate stirrer at 3000 rpm for 5 seconds and immediately transferred to a box (27 cm x 14 cm base and 14 cm height) lined with paper.
The foams were analyzed one day after foaming. After the foams had been cut open, the interior defects were rated subjectively on a scale from 1 to 10, with 10 representing undisturbed foam and 1 representing extremely severely disrupted foam. To determine the open-cell content, cylindrical specimens (3.4 cm in diameter and 4 cm in height) were cut from the foams and measured using an Accupyc 1330 pycnometer from Micromeritics.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengestellt. Es sind die verwendeten stickstoffhaltigen Verbindungen nach der Formel (III) und (IV), sowie die optische Beurteilung und die Offenzelligkeit der Schäume zusammengefasst.The results are compiled in Table 4. The nitrogen-containing compounds used according to the formulas (III) and (IV) and the visual assessment and the open-cell nature of the foams are summarized.

Als Referenz wurden N,N-Dimethylaminoethoxyethanol (DMEE) und N,N-Dimethylaminopropylamin (DMAPA) eingesetzt. Die erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindungen sowie DMAPA wurden in äquimolaren Mengen, bezogen auf die jeweils verwendete Menge an DMEE, eingesetzt. Tabelle 4: Ergebnisse der Verschäumungen nach Formulierung 2 (Tabelle 3). Amin Dosierung [pphp] Bewertung / Innen Offenzelligkeit [%]1) DMEE 1,50 8 25 DMEE 2,00 9 45 DMEE 2,50 8 75 Formel (IIIc)** 2,00 8 57 Formel (IIIc)** 2,60 9 72 Formel (IIIc)** 3,30 9 79 DMAPA 1,20 6 80 DMAPA 1,50 6 88 DMAPA 1,90 6 91 Formel (IVb)** 1,50 8 96 Formel (IVb)** 2,00 9 95 Formel (IVb)** 2,50 8 95 Formel (IVc)* 1,50 8 91 Formel (IVc)* 2,00 8 96 Formel (IVc)* 2,50 8 97
1)Prozentangaben Offenzelligkeit: 100 % = vollständig geöffnet, 0 % = geschlossenzellig.
* erfinungsgemäß
** nicht erfindungsgemäß
N,N-dimethylaminoethoxyethanol (DMEE) and N,N-dimethylaminopropylamine (DMAPA) were used as a reference. The nitrogen-containing compounds according to the invention and DMAPA were used in equimolar amounts, based on the amount of DMEE used in each case. Table 4: Results of the foaming according to formulation 2 (Table 3). amine dosage [pphp] Rating / Inside Open cells [%] 1) DMEE 1.50 8th 25 DMEE 2.00 9 45 DMEE 2.50 8th 75 Formula (IIIc)** 2.00 8th 57 Formula (IIIc)** 2.60 9 72 Formula (IIIc)** 3.30 9 79 DMAPA 1.20 6 80 DMAPA 1.50 6 88 DMAPA 1.90 6 91 Formula (IVb)** 1.50 8th 96 Formula (IVb)** 2.00 9 95 Formula (IVb)** 2.50 8th 95 Formula (IVc)* 1.50 8th 91 Formula (IVc)* 2.00 8th 96 Formula (IVc)* 2.50 8th 97
1) Percentages of open cells: 100% = fully open, 0% = closed cells.
* according to the invention
** not according to the invention

Es zeigt sich, dass mit der erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindung (IVc) in einem breiteren Konzentrationsbereich gearbeitet werden kann, ohne dass die Offenzelligkeit stark absinkt. So verändert sich die Offenzelligkeit mit DMEE von 25 bis 75%, während mit der stickstoffhaltigen Verbindung nach der Formel (lllc) konstantere Werte im einem Bereich von 57 bis 79 % erhalten werden. Die nicht erfinderischen Formulierungen mit DMAPA ergaben alle Schäume mit signifikant stärkeren Innenstörungen. Mit der erfindungsgemäßen stickstoffhaltigen Verbindung nach der Formel (IVc) konnten - über den gleichen Konzentrationsbereich - Schäume von guter Qualität und mit Offenzelligkeiten von über 80 % erhalten werden.It is found that the nitrogen-containing compound (IVc) according to the invention can be used in a broader concentration range without the open-cell content falling sharply. Thus, the open cell content changes from 25 to 75% with DMEE, while more constant values in a range from 57 to 79% are obtained with the nitrogen-containing compound of the formula (IIIc). The non-inventive formulations with DMAPA all gave foams with significantly more internal defects. With the nitrogen-containing compound of the formula (IVc) according to the invention, it was possible—over the same concentration range—to obtain foams of good quality and with open cells of more than 80%.

Weichschaum - Anwendungstechnische TestsFlexible foam - Application tests

Physikalische Eigenschaften der Polyurethanweichschaumstoffe:Physical properties of flexible polyurethane foams:

Die hergestellten Polyurethanweichschäume wurden anhand folgender physikalischer Eigenschaften beurteilt:

  1. a) Rücksacken des Schaumstoffes nach dem Ende der Steigphase (=Rückfall): Der Rückfall, bzw. das Nachsteigen ergibt sich aus der Differenz der Schaumhöhe nach direktem Abblasen und nach 3 Minuten. nach Abblasen des Schaums. Die Schaumhöhe wird dabei durch eine an einem Zentimetermaß befestigte Nadel auf dem Maximum in der Mitte der Schaumkuppe gemessen. Ein negativer Wert beschreibt hierbei das Rücksacken des Schaumes nach dem Abblasen, ein positiver Wert beschreibt entsprechend das Nachsteigen des Schaumes.
  1. b) Schaumhöhe: Die Endhöhe des Schaums wird dadurch bestimmt, dass der Rückfall bzw. das Nachsteigen von bzw. zu der Schaumhöhe nach dem Abblasen subtrahiert bzw. addiert wird. Die Schaumhöhe wird in Zentimeter (cm) angegeben.
  2. c) Raumgewicht (RG): Die Bestimmung erfolgt, wie in ASTM D 3574 - 11 unter Test A beschrieben, durch Messung der Core Density. Das Raumgewicht wird in kg/m3 angegeben.
  3. d) Porosität: Die Luftdurchlässigkeit des Schaums wurde durch eine Staudruckmessung am Schaumstoff ermittelt. Der gemessene Staudruck wird in mm Wassersäule angegeben, wobei niedrigere Staudruckwerte einen offeneren Schaum charakterisieren. Die Werte wurden im Bereich von 0 bis 300 mm gemessen. Die Messung des Staudrucks erfolgte mittels einer Apparatur umfassend eine Stickstoffquelle, Reduzierventil mit Manometer, Durchflussregelschraube, Waschflasche, Durchflussmessgerät, T-Stück, Auflagedüse und einem skaliertem Glasrohr, in welches Wasser gefüllt ist. Die Auflagedüse weist eine Kantenlänge von 100 x 100 mm, ein Gewicht von 800 g, eine lichte Weite der Austrittsöffnung von 5 mm, eine lichte Weite des unteren Auflageringes von 20 mm und einen Außendurchmesser des unteren Auflageringes von 30 mm auf. Die Messung erfolgt durch Einstellung des Stickstoffvordrucks per Reduzierventil auf 1 bar und Einregeln der Durchflussmenge auf 480 l/h. Die Wassermenge wird im skalierten Glasrohr so eingestellt, dass keine Druckdifferenz aufgebaut und ablesbar ist. Für die Vermessung des Prüfkörpers mit einer Dimension von 250 x 250 x 50 mm wird die Auflagedüse an den Ecken des Prüfkörpers kantenkongruent aufgelegt sowie einmal an der (geschätzten) Mitte des Prüfkörpers (jeweils auf der Seite mit der größten Oberfläche) aufgelegt. Abgelesen wird, wenn sich ein konstanter Staudruck eingestellt hat. Die Auswertung erfolgt durch Mittelwertbildung über die fünf erhaltenen Messwerte.
  4. e) Stauchhärte CLD, 40 % nach DIN EN ISO 3386. Die Angabe der Messwerte erfolgt in Kilopascal (kPa).
The flexible polyurethane foams produced were assessed on the basis of the following physical properties:
  1. a) Sagging of the foam after the end of the climbing phase (= relapse): The relapse or the subsequent ascent results from the difference in the foam height after direct blowing off and after 3 minutes. after blowing off the foam. The foam height is measured using a needle attached to a centimeter ruler at the maximum in the center of the foam dome. A negative value describes the sagging of the foam after blowing off, a positive value describes the subsequent rise of the foam.
  1. b) Foam height: The final height of the foam is determined by subtracting or adding the fallback or subsequent ascent from or to the foam height after blowing off. Foam height is reported in centimeters (cm).
  2. c) Density (RG): The determination is made, as described in ASTM D 3574-11 under Test A, by measuring the core density. The density is given in kg/m 3 .
  3. d) Porosity: The air permeability of the foam was determined by measuring the dynamic pressure on the foam. The measured dynamic pressure is given in mm of water column, with lower dynamic pressure values characterizing a more open foam. The values were measured in the range from 0 to 300 mm. The dynamic pressure was measured using an apparatus comprising a nitrogen source, reducing valve with manometer, flow control screw, washing bottle, flow meter, T-piece, support nozzle and a scaled glass tube filled with water. The support nozzle has an edge length of 100×100 mm, a weight of 800 g, a clear width of the outlet opening of 5 mm, a clear width of the lower support ring of 20 mm and an outer diameter of the lower support ring of 30 mm. The measurement is carried out by setting the nitrogen pre-pressure to 1 bar using the reducing valve and adjusting the flow rate to 480 l/h. The amount of water is set in the graduated glass tube in such a way that no pressure difference can be built up and read. For the measurement of the test specimen with dimensions of 250 x 250 x 50 mm, the contact nozzle is placed at the corners of the test specimen with the edges congruent and placed once at the (estimated) center of the test specimen (each on the side with the largest surface). It is read when a constant back pressure has been established. The evaluation is carried out by averaging over the five measured values obtained.
  4. e) Compression hardness CLD, 40% according to DIN EN ISO 3386. The measured values are given in kilopascals (kPa).

Messung der Schaum-Emissionen (VOC- und Fog-Wert) in Anlehnung an die Prüfvorschrift VDA 278 in der Version vom Oktober 2011:

  • Das Verfahren dient zur Ermittlung von Emissionen aus nichtmetallischen Materialein, die für Formteile in Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen. Die Emission von leichtflüchtigen organischen Verbindungen (VOC-Wert, 30 Minuten bei 90 °C) sowie dem Anteil kondensierbarer Substanzen (Fog-Wert, 60 Minuten bei 120 °C), insbesondere der Katalyse-bedingten Emissionen, die Emissionen der einzelnen Bestandteile erfindungsgemäßer Katalysatorkombinationen oder ihrer Zer- oder Umsetzungsprodukte, wurde in Anlehnung an die Prüfvorschrift VDA 278 in der Version vom Oktober 2011 bestimmt. Im Folgenden wird die Durchführung der entsprechenden Thermodesorption mit anschließender Gaschromatographie/Massenspektrometrie-Kopplung (GC/MS) beschrieben.
  1. a) Messtechnik: Die Thermodesorption wurde mit einem Thermodesorber „TDS2“ mit Probenwechsler der Fa. Gerstel, Mülheim, in Verbindung mit einem Agilent 7890/5975 GC/MSD-System durchgeführt.
  2. b) Die Messbedingungen für VOC-Messungen sind in Tabellen 5 und 6 angegeben.
Tabelle 5: Messparameter Thermodesorption für den VOC-Analysenlauf. Thermodesorption Gerstel TDS2 Desorptionstemperatur 90 °C Desorptionsdauer 30 min Fluss 65 ml/min Transferline 280°C Kryofokussierung KAS 4 Liner Glasverdampferrohr mit silanisierter Glaswolle Temperatur -150°C Tabelle 6: Messparameter Gaschromatographie/Massenspektrometrie für den VOC-Analysenlauf. GC Kapillar-GC Agilent 7890 Injektor PTV Split 1:50 Temperaturprogramm -150°C; 1 min; ⇗10°C/s; 280°C Säule Agilent 19091B-115, Ultra 2, 50 m * 0,32 mm dF 0,5µm Fluss 1,3 ml/min const. Flow Temperaturprogramm 50°C; 2 min; ⇗3°C/min; 92°C; ⇗5°C/min; 160°C; ⇗10°C/min; 280°C, 20 min Detektor Agilent MSD 5975 Modus Scan 29-350 amu 2,3 scans/sec Auswertung Auswertung des Totalionenstrom-Chromatrogramms durch Berechnung als Toluoläquivalent
  1. c) Kalibrierung: Zur Kalibrierung wurde 2 µl eines Gemisches aus Toluol und Hexadekan in Methanol (je 0,125 mg/ml) auf ein gereinigtes, mit Tenax® TA (mesh 35/60) gefülltes Adsorptionsröhrchen gegeben und vermessen (Desorption 5 min; 280 °C).
  2. d) Bei Tenax® TA handelt es sich um ein poröses Polymerharz basierend auf 2.6-Diphenylen oxid, erhältlich beispielsweise bei der Firma Scientific Instrument Services, 1027 Old York Rd., Ringoes, NJ 08551.
  3. e) Probenvorbereitung für die VOC-Messung: 15 mg Schaumstoff wurden in drei Teilproben in einem Thermodesorptionsröhrchen platziert. Dabei wurde darauf geachtet, dass der Schaum nicht komprimiert wird.
  4. f) Probenvorbereitung für die Fog-Messung: Es wurde die gleiche Schaumprobe verwendet, wie für die VOC-Messung. Hinsichtlich der Messanordnung wurde immer zuerst die VOC-Messung und im Anschluss die Fog-Messung durchgeführt, wobei mittels eines Autosampler-Systems ein jeweils konstanter Abstand zwischen den entsprechenden VOC- und Fog-Messungen gewährleistet wurde.
  5. g) Die Messbedingungen für Fog-Messungen sind in Tabelle 7 und 8 wiedergegeben.
Tabelle 7: Messparameter Thermodesorption für den Fog-Analysenlauf. Thermodesorption Gerstel TDS2 Desorptionstemperatur 120 °C Desorptionsdauer 60 min Fluss 65 ml/min Transferline 280°C Kryofokussierung KAS 4 Liner Glasverdampferrohr mit silanisierter Glaswolle Temperatur -150°C Tabelle 8: Messparameter Gaschromatographie/Massenspektrometrie für den Fog-Analysenlauf. GC Kapillar-GC Agilent 7890 Injektor PTV Split 1:50 Temperaturprogramm -150°C; 1 min; ⇗10°C/s; 280°C Säule Agilent 19091B-115, Ultra 2, 50 m * 0,32 mm dF 0,5µm Fluss 1,3 ml/min const. Flow Temperaturprogramm 50°C; 2 min; ⇗25°C/min; 160°C; ⇗10°C/min; 280°C; 20 min Detektor Agilent MSD 5975 Modus Scan 29-450 amu 2,3 scans/sec Auswertung Auswertung des Totalionenstrom-Chromatrogramms durch Berechnung als Hexadekanäquivalent
  1. h) Kalibrierung: Zur Kalibrierung wurde 2 µl eines Gemisches aus Toluol und Hexadekan in Methanol (je 0,125 mg/ml) auf ein gereinigtes, mit Tenax® TA (mesh 35/60) gefülltes Adsorptionsröhrchen gegeben und vermessen (Desorption 5 min; 280 °C).
Measurement of the foam emissions (VOC and fog value) based on the test specification VDA 278 in the October 2011 version:
  • The method is used to determine emissions from non-metallic materials used for molded parts in motor vehicles. The emission of volatile organic compounds (VOC value, 30 minutes at 90 ° C) and the proportion of condensable substances (fog value, 60 minutes at 120 ° C), in particular the catalysis-related emissions, the emissions of the individual components of catalyst combinations according to the invention or their decomposition or conversion products, was determined based on the test specification VDA 278 in the October 2011 version. The implementation of the corresponding thermal desorption with subsequent gas chromatography/mass spectrometry coupling (GC/MS) is described below.
  1. a) Measurement technology: The thermal desorption was carried out with a thermal desorber "TDS2" with sample changer from the company Gerstel, Mülheim, in connection with an Agilent 7890/5975 GC/MSD system.
  2. b) The measurement conditions for VOC measurements are given in Tables 5 and 6.
Table 5: Thermal desorption measurement parameters for the VOC analysis run. thermal desorption Gerstel TDS2 desorption temperature 90°C desorption time 30 min Flow 65mL/min transfer line 280°C cryofocusing CAS 4 liners Glass evaporator tube with silanized glass wool temperature -150°C Table 6: Gas chromatography/mass spectrometry measurement parameters for the VOC analysis run. G.C Capillary GC Agilent 7890 injector PTV Split 1:50 temperature program -150°C; 1 min; ⇗10°C/s; 280°C pillar Agilent 19091B-115, Ultra 2, 50m * 0.32mm dF 0.5µm Flow 1.3 ml/min const. Flow temperature program 50°C; 2 minutes; ⇗3°C/min; 92°C; ⇗5°C/min; 160°C; ⇗10°C/min; 280°C, 20 min detector Agilent MSD 5975 mode Scan 29-350 amu 2.3 scans/sec Evaluation Evaluation of the total ion current chromatogram by calculation as a toluene equivalent
  1. c) Calibration: For calibration, 2 µl of a mixture of toluene and hexadecane in methanol (0.125 mg/ml each) was placed in a cleaned adsorption tube filled with Tenax ® TA (mesh 35/60) and measured (desorption 5 min; 280° C).
  2. d) Tenax ® TA is a porous polymer resin based on 2.6-diphenylene oxide, available for example from Scientific Instrument Services, 1027 Old York Rd., Ringoes, NJ 08551.
  3. e) Sample preparation for the VOC measurement: 15 mg of foam were placed in three sub-samples in a thermal desorption tube. Care was taken not to compress the foam.
  4. f) Sample preparation for the fog measurement: The same foam sample was used as for the VOC measurement. With regard to the measurement arrangement, the VOC measurement was always carried out first, followed by the fog measurement, with an autosampler system ensuring a constant interval between the corresponding VOC and fog measurements.
  5. g) The measurement conditions for fog measurements are given in Tables 7 and 8.
Table 7: Thermal desorption measurement parameters for the fog analysis run. thermal desorption Gerstel TDS2 desorption temperature 120℃ desorption time 60 mins Flow 65mL/min transfer line 280°C cryofocusing CAS 4 liners Glass evaporator tube with silanized glass wool temperature -150°C Table 8: Gas chromatography/mass spectrometry measurement parameters for the fog analysis run. G.C Capillary GC Agilent 7890 injector PTV Split 1:50 temperature program -150°C; 1 min; ⇗10°C/s; 280°C pillar Agilent 19091B-115, Ultra 2, 50m * 0.32mm dF 0.5µm Flow 1.3 ml/min const. Flow temperature program 50°C; 2 minutes; ⇗25°C/min; 160°C; ⇗10°C/min; 280°C; 20 min detector Agilent MSD 5975 mode Scan 29-450 amu 2.3 scans/sec Evaluation Evaluation of the total ion current chromatogram by calculation as a hexadecane equivalent
  1. h) Calibration: For calibration, 2 µl of a mixture of toluene and hexadecane in methanol (0.125 mg/ml each) was placed in a cleaned adsorption tube filled with Tenax ® TA (mesh 35/60) and measured (desorption 5 min; 280° C).

Bestimmung der Raumtemperatur-Emission nach dem so genannten Prüfkammertest (PK): Von den erhaltenen Schäumen wurde die Emission, insbesondere die Katalyse-bedingten Emissionen, die Emissionen der einzelnen Bestanteile erfindungsgemäßer Katalysatorkombinationen oder ihrer Zer- oder Umsetzungsprodukte, bei Raumtemperatur in Anlehnung an die DIN-Vorschrift DIN EN ISO 16000-9:2008-04 bestimmt. Die Probenentnahme erfolgte nach 24 Stunden. Hierzu wurden 2 Liter der Prüfkammeratmosphäre mit einer Flussrate von 100 ml/min über ein mit Tenax® TA (mesh35/60) gefülltes Adsorptionsröhrchen gegeben. Im Folgenden wird die Durchführung der Thermodesorption mit anschließender Gaschromatographie/Massenspektrometrie-Kopplung (GC/MS) beschrieben.

  1. a) Messtechnik: Die Thermodesorption wurde mit einem Thermodesorber „TDS2“ mit Probenwechsler der Fa. Gerstel, Mülheim, in Verbindung mit einem Agilent 7890/5975 GC/MSD-System durchgeführt.
  2. b) Die Messbedingungen sind in Tabelle 9 und 10 angegeben.
Tabelle 9: Messparameter Thermodesorption für PK-Messung. Thermodesorption Gerstel TDS2 Desorptionstemperatur 280°C Desorptionsdauer 5 min Fluss 65 ml/min Transferline 280°C Kryofokussierung KAS 4 Liner Glasverdampferrohr mit silanisierter Glaswolle Temperatur -150°C Tabelle 10: Messparameter Gaschromatographie/Massenspektrometrie für PK-Messung. GC Kapillar-GC Agilent 7890 Temperaturprogramm -150°C; 1 min; ⇗10°C/s; 280°C Säule Agilent 19091B-115, Ultra 2, 50 m * 0,32 mm dF 0,5µm Fluss 1,3 ml/min const. Flow Temperaturprogramm 50°C; 2 min; ⇗3°C/min; 92°C; ⇗5°C/min; 160°C; ⇗10°C/min; 280°C, 20 min Detektor Agilent MSD 5975 Auswertung Auswertung des Totalionenstrom-Chromatrogramms durch Berechnung als Toluoläquivalent
  1. c) Zur Kalibrierung wurde 2 µl eines Gemisches aus Toluol und Hexadekan in Methanol (je 0,125 mg/ml) auf ein gereinigtes, mit Tenax® TA (mesh35/60) gefülltes Adsorptionsröhrchen gegeben und vermessen (Desorption 5 min; 280°C).
Determination of the room temperature emission according to the so-called test chamber test (PK): From the foams obtained, the emission, in particular the catalysis-related emissions, the emissions of the individual components of catalyst combinations according to the invention or their decomposition or reaction products, at room temperature based on the DIN -Regulation DIN EN ISO 16000-9:2008-04. The sampling took place after 24 hours. For this purpose, 2 liters of the test chamber atmosphere were poured through an adsorption tube filled with Tenax ® TA (mesh35/60) at a flow rate of 100 ml/min. In the following, the implementation of thermal desorption with subsequent gas chromatography/mass spectrometry coupling (GC/MS) is described.
  1. a) Measurement technology: The thermal desorption was carried out with a thermal desorber “TDS2” with a sample changer from Gerstel, Mülheim, in connection with an Agilent 7890/5975 GC/MSD system.
  2. b) The measurement conditions are given in Tables 9 and 10.
Table 9: Thermal desorption measurement parameters for PK measurement. thermal desorption Gerstel TDS2 desorption temperature 280°C desorption time 5 mins Flow 65mL/min transfer line 280°C cryofocusing CAS 4 liners Glass evaporator tube with silanized glass wool temperature -150°C Table 10: Gas chromatography/mass spectrometry measurement parameters for PK measurement. G.C Capillary GC Agilent 7890 temperature program -150°C; 1 min; ⇗10°C/s; 280°C pillar Agilent 19091B-115, Ultra 2, 50m * 0.32mm dF 0.5µm Flow 1.3 ml/min const. Flow temperature program 50°C; 2 minutes; ⇗3°C/min; 92°C; ⇗5°C/min; 160°C; ⇗10°C/min; 280°C, 20 min detector Agilent MSD 5975 Evaluation Evaluation of the total ion current chromatogram by calculation as a toluene equivalent
  1. c) For calibration, 2 µl of a mixture of toluene and hexadecane in methanol (each 0.125 mg/ml) was placed in a cleaned adsorption tube filled with Tenax ® TA (mesh35/60) and measured (desorption 5 min; 280°C).

PVC-Verfärbungstest nach der Volkswagen Prüfvorschrift VW PV 3937:

  1. a) Vorbereitung: Für die Testmethode werden 1000 ml Weithalsgläser mit Deckel verwendet. Die Weithalsgläser müssen sauber und trocken sein. Um dies zu gewährleisten werden die Gläser vor der Benutzung gereinigt, mit destilliertem Wasser gespült und bis kurz vor der Messung zur Trocknung (temperieren auf 100 °C) im Trockenschrank gelagert. Die PVC-Folie (ursprüngliche Farbe hellgrau) muss ausgeschnitten werden und glatt mit der Strukturseite Richtung Glas/Probenkörper in den Deckel eingebracht werden, so dass das 1000 ml Weithalsglas luftdicht verschlossen werden kann.
  2. b) Durchführung: Ca. 24 Stunden nach der Reaktion/Verschäumung (+- 1 Stunde) wird ein genau 5 × 52 cm3 großer Probenkörper aus dem Kern geschnitten, auf den Boden des auf 100 °C temperierten 1000 ml Weithalsglases gelegt, mit dem Deckel, beinhaltend die PVC-Folie, luftdicht verschlossen und 72 Stunden bei einer Temperatur von 100 °C gelagert. Um Messschwankungen zu vermeiden, sollte der Probenkörper aus dem Kern, mindestens ≥ 3 cm von der Außenseite entfernt und bei jedem Test aus dem gleichen Bereich geschnitten werden. Nach 72 Stunden werden die Gläser für 30 Minuten auf Raumtemperatur abgekühlt. Die PVC-Folie wird im Folgenden entnommen und einer optischen Kontrolle hinsichtlich Verfärbung unterzogen. Zu jeder Messung ist ein BLANK durchzuführen, also eine Messung ohne Schaum. Nach der BLANK-Messung sollte sich keine Farbveränderung zeigen und die PVC-Folie weiterhin grau sein.
PVC discoloration test according to the Volkswagen test specification VW PV 3937:
  1. a) Preparation: 1000 ml wide-necked jars with lids are used for the test method. The wide-mouth jars must be clean and dry. To ensure this, the glasses are cleaned before use, rinsed with distilled water and stored in the drying cabinet until just before the measurement to dry (temperature to 100 °C). The PVC film (original color light grey) must be cut out and inserted into the lid with the structure side facing the glass/test specimen so that the 1000 ml wide-necked glass can be sealed airtight.
  2. b) Execution: About 24 hours after the reaction/foaming (+- 1 hour), a specimen measuring exactly 5×52 cm 3 is cut out of the core, placed on the bottom of the 1000 ml wide-necked glass heated to 100° C., with the Lid containing the PVC film, hermetically sealed and stored at a temperature of 100 °C for 72 hours. To avoid measurement fluctuations, the specimen should be cut from the core, at least ≥ 3 cm from the outside, and from the same area for each test. After 72 hours, the jars are cooled to room temperature for 30 minutes. The PVC film is then removed and subjected to a visual check for discoloration. A BLANK must be carried out for each measurement, i.e. a measurement without foam. After the BLANK measurement, there should be no change in color and the PVC film should still be gray.

Messung der Aldehyd-Emissionen in Anlehnung an die Prüfvorschrift VDA 275 in der Version vom Juli 1994:

  • Die Aldehyd-Emissionswerte der erhaltenen Schäume wurden in Anlehnung an die VDA 275 (VDA 275 „Formteile für den Fahrzeuginnenraum - Bestimmung der Formaldehydabgabe“. Messverfahren nach der modifizierten Flaschen-Methode; Quelle: VDA 275, 07/1994, www.vda.de) auf ihren Formaldehyd-, den Acetaldehyd- und den Propionaldehyd-Gehalt analysiert.
  1. a) Messprinzip: Bei der Methode wurden Probekörper einer bestimmten Masse und Abmessung über destilliertem Wasser in einer geschlossenen 1 L-Glasflasche befestigt und bei konstanter Temperatur über eine definierte Zeit gelagert. Danach wurden die Flaschen abgekühlt und der im destillierten Wasser den absorbierte Formaldehyd, Acetaldehyd und Propionaldehyd bestimmt. Die ermittelte Formaldehyd-, Acetaldehyd- und Propionaldehydmenge wurde auf trockenes Formteilgewicht bezogen (mg/kg).
  2. b) Analytik: Prüfkörper: Probenvorbereitung, Probenahme und Probekörperabmessungen: Nach dem Entformen der Schäume wurden diese 24 Stunden bei 21 °C und ca. 50 % relativer Luftfeuchte gelagert. Es wurden dann Probekörper gleichmäßig verteilt über die Breite des (abgekühlten) Schaumstoffs an geeigneten und repräsentativen Stellen entnommen. Danach wurden die Schäume in eine Aluminium-Folie eingeschlagen und in einem Polyethylenbeutel versiegelt. Die Größe der Probekörper betrug jeweils 100 x 40 x 40 mm Dicke (ca. 9g). Pro Formteil wurden 3 Probekörper für die Aldehyd-Bestimmung entnommen.
  3. c) Durchführung der Prüfung: Formaldehyd-/Acetaldehyd-/Propionaldehyd-Abgabe: Direkt nach Erhalt der versiegelten Probekörper wurden diese der Direktbestimmung zugeführt. Die Proben wurden vor Beginn der Analyse auf der Analysenwaage auf 0,001 g genau ausgewogen. In die verwendeten Glasflaschen wurden jeweils 50 ml destilliertes Wasser pipettiert. Nach Anbringung der Probekörper in der Glasflasche wurde das Gefäß geschlossen und über 3 Stunden im Wärmeschrank bei einer konstanten Temperatur von 60 °C verwahrt. Nach Ablauf der Prüfzeit wurden die Gefäße aus dem Wärmeschrank genommen. Nach 60 Minuten Standzeit bei Raumtemperatur wurden die Probekörper aus der Prüfflasche entfernt. Anschließend erfolgte die Derivatisierung nach der DNPH-Methode (Dinitrophenylhydrazin). Dazu werden 900 µl der Wasserphase mit 100 µl einer DNPH Lösung versetzt. Die DNPH-Lösung ist wie folgt hergestellt: 50 mg DNPH in 40 mL MeCN (Acetonitril) werden mit 250 µL HCl (1:10 verd.) angesäuert und auf 50 mL mit MeCN aufgefüllt. Nach der erfolgten Derivatisierung wird eine Probe mittels HPLC analysiert. Es erfolgt eine Auftrennung in die einzelnen Aldehyd-Homologen.
  4. d) Geräteparameter HPLC Es wurde das folgende Gerät für die Analyse verwendet:
    • Agilent Technologies 1260
    • Chromatographiesäule: Phenomenex Luna 250*4,6 mm C18, 5 µ Teilchengröße Laufmittel: Wasser Acetonitril Gradient
    • Detektion: UV 365 nm
Measurement of the aldehyde emissions based on the test specification VDA 275 in the July 1994 version:
  • The aldehyde emission values of the foams obtained were based on VDA 275 (VDA 275 "Mouldings for vehicle interiors - Determination of formaldehyde emission". Measurement method using the modified bottle method; Source: VDA 275, 07/1994, www.vda.de ) analyzed for their formaldehyde, acetaldehyde and propionaldehyde content.
  1. a) Measuring principle: In the method, test specimens of a certain mass and dimensions were fixed over distilled water in a closed 1 L glass bottle and stored at a constant temperature for a defined period of time. The bottles were then cooled and the formaldehyde, acetaldehyde and propionaldehyde absorbed in the distilled water were determined. The amount of formaldehyde, acetaldehyde and propionaldehyde determined was based on the dry weight of the molded part (mg/kg).
  2. b) Analysis: Test specimens: Sample preparation, sampling and specimen dimensions: After the foams had been demoulded, they were stored for 24 hours at 21° C. and approx. 50% relative humidity. Specimens were then taken from suitable and representative locations evenly distributed across the width of the (cooled) foam. Thereafter, the foams were wrapped in aluminum foil and sealed in a polyethylene bag. The size of the specimens was 100 x 40 x 40 mm thickness (approx. 9g). 3 specimens were taken from each molded part for the aldehyde determination.
  3. c) Carrying out the test: Release of formaldehyde/acetaldehyde/propionaldehyde: Immediately after receipt of the sealed test specimens, they were used for direct determination. The samples were weighed on the analytical balance to within 0.001 g before the start of the analysis. 50 ml of distilled water were pipetted into each of the glass bottles used. After placing the test specimens in the glass bottle, the vessel was closed and kept in a heating cabinet at a constant temperature of 60 °C for 3 hours. After the test time had elapsed, the vessels were removed from the heating cabinet. After standing for 60 minutes at room temperature, the test specimens were removed from the test bottle. The derivatization was then carried out using the DNPH method (dinitrophenylhydrazine). For this purpose, 100 μl of a DNPH solution are added to 900 μl of the water phase. The DNPH solution is prepared as follows: 50 mg DNPH in 40 mL MeCN (acetonitrile) are acidified with 250 µL HCl (1:10 dilution) and made up to 50 mL with MeCN. After the derivatization has taken place, a sample is analyzed by HPLC. A separation into the individual aldehyde homologues takes place.
  4. d) Device parameters HPLC The following device was used for the analysis:
    • Agilent Technologies 1260
    • Chromatography column: Phenomenex Luna 250*4.6 mm C18, 5 μ particle size Mobile phase: water acetonitrile gradient
    • Detection: UV 365 nm

Weichschaum nicht erfindungsgemäß - VerschäumungsbeispieleFlexible foam not according to the invention - examples of foaming

Beispiel 3: Herstellung von Polyurethanweichschaumstoffen (Weichblockschaum) nicht erfindungsgemäßExample 3 Production of flexible polyurethane foams (flexible block foam) not according to the invention

Für die anwendungstechnische Ausprüfung der stickstoffhaltigen Verbindungen wurden die in Tabelle 11 angegeben Schaumformulierung verwendet. Tabelle 11: Formulierung 3 für Weichblockschaum-Anwendungen. Formulierung 3 Massenteile (pphp) Polyol 11) 100 Teile Wasser 3,00 Teile Zinn-Katalysator2) 0,20 Teile Amin 0,20 Teile TEGOSTAB® BF 23703) 0,80 Teile Desmodur® T 804) 38,1 Teile
1)Polyol 1: Glycerin-basiertes Polyetherpolyol mit einer OH-Zahl von 48 mgKOH/g.
2)KOSMOS® 29, erhältlich bei der Firma Evonik Industries: Zinn(II)-Salz der 2-Ethylhexansäure.
3)Polyethermodifiziertes Polysiloxan.
4)Toluylendiisocyanat T 80 (80 % 2,4-Isomer, 20 % 2,6-Isomer) der Firma Bayer, 3 m Pa·s, 48 % NCO, Funktionalität 2.
The foam formulations given in Table 11 were used to test the performance of the nitrogen-containing compounds. Table 11: Formulation 3 for flexible slabstock applications. Formulation 3 Bulk parts (pphp) Polyol 1 1) 100 parts water 3.00 parts tin catalyst 2) 0.20 parts amine 0.20 parts TEGOSTAB ® BF 2370 3) 0.80 parts Desmodur® T 80 4) 38.1 parts
1) Polyol 1: glycerin-based polyether polyol with an OH number of 48 mgKOH/g.
2) KOSMOS® 29, available from Evonik Industries: tin(II) salt of 2-ethylhexanoic acid.
3) Polyether modified polysiloxane.
4) Tolylene diisocyanate T 80 (80% 2,4-isomer, 20% 2,6-isomer) from Bayer, 3 m Pa·s, 48% NCO, functionality 2.

Bei der Verschäumung wurden 500 g Polyol eingesetzt; die anderen Formulierungsbestandteile wurden entsprechend umgerechnet. Dabei bedeutete beispielsweise 1,00 Teil einer Komponente 1,00 g einer Substanz je 100 g Polyol.500 g of polyol were used in the foaming; the other formulation components were converted accordingly. For example, 1.00 part of a component means 1.00 g of a substance per 100 g of polyol.

Die Durchführung der Verschäumungen erfolgte im Handmischverfahren. Es wurden die in Formulierungen, wie in Tabelle 11 angegeben, mit verschiedenen stickstoffhaltigen Katalysatoren (Aminen) verwendet. Dazu wurden Polyol, konventioneller bzw. erfindungsgemäßer stickstoffhaltiger Katalysator (Amin), Zinn-Katalysator, Wasser und Schaumstabilisator in einen Becher eingewogen und 60 Sekunden bei 1000 U/min vermischt. Nach Zugabe des Isocyanats (TDI) wurde die Reaktionsmischung 7 s bei 2500 U/min verrührt und sofort in eine mit Papier ausgekleidete Kiste (27 cm x 27 cm Grundfläche und 27 cm Höhe) überführt. Zur Beurteilung der katalytischen Eigenschaften wurden die folgenden charakteristischen Parameter bestimmt: Creme-Zeit, Steigzeit, Steighöhe, Stärke des Abblasens (=Blow Off) und Rücksacken des Schaumstoffes nach dem Ende der Steigphase (=Rückfall).The foaming was carried out using the hand mixing method. Those used in formulations as given in Table 11 with various nitrogen-containing catalysts (amines). de. For this purpose, polyol, conventional or inventive nitrogen-containing catalyst (amine), tin catalyst, water and foam stabilizer were weighed into a beaker and mixed at 1000 rpm for 60 seconds. After addition of the isocyanate (TDI), the reaction mixture was stirred at 2500 rpm for 7 s and immediately transferred to a paper-lined box (27 cm x 27 cm base and 27 cm height). To assess the catalytic properties, the following characteristic parameters were determined: cream time, rise time, height of rise, intensity of blowing off (=blow off) and sagging of the foam after the end of the rise phase (=fall back).

Aus den resultierenden Schaumblöcken wurden definierte Schaumkörper ausgeschnitten, welche weiter analysiert wurden. Folgende physikalischen Eigenschaften wurden an Hand der Probenkörper bestimmt: Raumgewicht (RG), Porosität (= Luftdurchlässigkeit) und Stauchhärte CLD (40%).Defined foam bodies were cut out of the resulting foam blocks and analyzed further. The following physical properties were determined using the specimens: density (RG), porosity (= air permeability) and compressive strength CLD (40%).

Die Ergebnisse der Beurteilung der katalytischen Eigenschaften der stickstoffhaltigen Verbindungen nach der Formel (III) und (IV) sowie der physikalischen Eigenschaften der resultieren Blockweichschaumstoffe sind in Tabelle 12 zusammengestellt. Als Vergleichskatalysatoren nach dem Stand der Technik wurden Triethylendiamin, 33 Gew.%-ige Lösung in Dipropylenglykol (TEGOAMIN® 33, erhältlich bei der Firma Evonik Industries), N,N-Dimethylethanolamin (TEGOAMIN® DMEA, erhältlich bei der Firma Evonik Industries), N'-(3-dimethylaminopropyl)-N,N-diisopropylamin (TEGOAMIN® ZE 1, erhältlich bei der Firma Evonik Industries) und Bis(2-Dimethylaminoethylether), 70 Gew.-%ige Lösung in Dipropylenglykol (TEGOAMIN® BDE, erhältlich bei der Firma Evonik Industries), eingesetzt. Es wurden jeweils 0,20 pphp (= Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile Polyol) Amin eingesetzt. Tabelle 12: Ergebnisse der Verschäumungen nach Formulierung 3 (Tabelle 11). Amin Steigzeit [s] Rückfall [cm] Höhe [cm] RG [kg/m3] Porosität [mm]1) CLD 40 % [kPa] TEGOAMIN® 33 123 0,1 28,6 31,8 24 4,4 TEGOAMIN® ZE 1 138 0,2 28,4 31,6 20 4,0 TEGOAMIN® DMEA 136 0,2 28,3 31,2 18 3,7 TEGOAMIN® BDE 92 0,5 28,2 30,9 14 3,5 FORMEL (IIIb) 139 0,2 28,1 31,0 17 3,8 FORMEL (IIIc) 129 0,2 28,6 30,9 13 3,6 FORMEL (IVb) 120 0,3 28,7 31,7 18 3,9 FORMEL (IVc) 131 0,2 28,3 31,1 13 3,5 FORMEL (IVd) 99 0,9 29,1 31,1 12 3,9
1) = (Staudruck in mm Wassersäule).
Table 12 summarizes the results of the assessment of the catalytic properties of the nitrogen-containing compounds of the formulas (III) and (IV) and of the physical properties of the resulting flexible slabstock foams. Triethylenediamine, a 33% by weight solution in dipropylene glycol ( TEGOAMIN® 33, available from Evonik Industries), N,N-dimethylethanolamine (TEGOAMIN® DMEA , available from Evonik Industries), N'-(3-dimethylaminopropyl)-N,N-diisopropylamine (TEGOAMIN ® ZE 1, available from Evonik Industries) and bis(2-dimethylaminoethyl ether), 70% by weight solution in dipropylene glycol (TEGOAMIN ® BDE, available at Evonik Industries). In each case 0.20 pphp (=parts by weight based on 100 parts by weight of polyol) of amine were used. Table 12: Results of the foaming according to formulation 3 (Table 11). amine rise time [s] relapse [cm] Height [cm] RG [kg/m 3 ] porosity [mm] 1) CLD 40% [kPa] TEGOAMIN ® 33 123 0.1 28.6 31:8 24 4.4 TEGOAMIN ® ZE 1 138 0.2 28.4 31:6 20 4.0 TEGOAMIN® DMEA 136 0.2 28.3 31.2 18 3.7 TEGOAMIN ® BDE 92 0.5 28.2 30.9 14 3.5 FORMULA (IIIb) 139 0.2 28.1 31.0 17 3.8 FORMULA (IIIc) 129 0.2 28.6 30.9 13 3.6 FORMULA (IVb) 120 0.3 28.7 31.7 18 3.9 FORMULA (IVc) 131 0.2 28.3 31:1 13 3.5 FORMULA (IVd) 99 0.9 29.1 31:1 12 3.9
1) = (dynamic pressure in mm water column).

Wie der Tabelle 12 entnommen werden kann, zeigen die stickstoffhaltigen Verbindungen nach der Formel (Illb), (lllc), (IVb), (IVc) und (IVd) eine gute bis exzellente katalytische Aktivität im Weichschaum. Die Verbindungen nach der Formel (Illb), (lllc) und (IVc) sind hierbei ähnlich wie TEGOAMIN® DMEA und TEGOAMIN® ZE 1, wobei alle drei Verbindungen hinsichtlich der Selektivität und des katalytischen Profils etwas ausgewogener sind und diesbezüglich zwischen TEGOAMIN® DMEA und TEGOAMIN®ZE 1 liegen. Die stickstoffhaltige Verbindung nach der Formel (IVb) ist hinsichtlich Aktivität und Selektivität vergleichbar mit TEGOAMIN® 33.As can be seen from Table 12, the nitrogen-containing compounds of the formula (IIIb), (IIIc), (IVb), (IVc) and (IVd) exhibit good to excellent catalytic activity in flexible foam. The compounds of the formula (IIIb), (IIIc) and (IVc) are similar to TEGOAMIN ® DMEA and TEGOAMIN ® ZE 1, with all three compounds being somewhat more balanced in terms of selectivity and catalytic profile and in this respect between TEGOAMIN ® DMEA and TEGOAMIN ® ZE 1. The nitrogen-containing compound of the formula (IVb) is comparable to TEGOAMIN ® 33 in terms of activity and selectivity.

Beispiel 4: Emissionen von Polyurethanblockweichschaumstoffen nicht erfindungsgemäßExample 4 Emissions from flexible polyurethane slabstock foams not according to the invention

Um den Einfluss der stickstoffhaltigen Verbindungen auf die Schaumemissionen zu untersuchen, wurden für die anwendungstechnische Ausprüfung von Blockweichschaumstoffen die in Tabelle 13 angegebene Schaumformulierung verwendet, die ein emissionsarmes Polyol und einen emissionsarmen Zinn-Katalysator enthält. Tabelle 13: Formulierung 4, Schaum-Emissionen in Weichblockschaum-Anwendungen. Formulierung 4 Massenteile (pphp) Polyol 11) 100 Teile Wasser 3,00 Teile Zinn-Katalysator2) 0,60 Teile Amin 0,15 Teile TEGOSTAB® BF 23703) 0,80 Teile Desmodur® T 804) 41,6 Teile
1)Polyol 1: Emissionsarmes Glycerin-basiertes Polyetherpolyol mit einer OH-Zahl von 56 mgKOH/g.
2)KOSMOS® EF, erhältlich bei der Firma Evonik Industries: Zinn(II)-Salz der Rizinolsäure.
3)Polyethermodifiziertes Polysiloxan.
4)Toluylendiisocyanat T 80 (80 % 2,4-Isomer, 20 % 2,6-Isomer) der Firma Bayer, 3 m Pa·s, 48 % NCO, Funktionalität 2.
In order to investigate the influence of the nitrogen-containing compounds on the foam emissions, the foam formulation given in Table 13, which contains a low-emission polyol and a low-emission tin catalyst, was used for the performance testing of flexible slabstock foams. Table 13: Formulation 4, Foam emissions in flexible slabstock applications. Formulation 4 Bulk parts (pphp) Polyol 1 1) 100 parts water 3.00 parts tin catalyst 2) 0.60 parts amine 0.15 parts TEGOSTAB ® BF 2370 3) 0.80 parts Desmodur® T 80 4) 41.6 parts
1) Polyol 1: Low-emission glycerol-based polyether polyol with an OH number of 56 mgKOH/g.
2) KOSMOS® EF, available from Evonik Industries: tin(II) salt of ricinoleic acid.
3) Polyether modified polysiloxane.
4) Tolylene diisocyanate T 80 (80% 2,4-isomer, 20% 2,6-isomer) from Bayer, 3 m Pa·s, 48% NCO, functionality 2.

Bei der Verschäumung wurden 500 g Polyol eingesetzt; die anderen Formulierungsbestandteile wurden entsprechend umgerechnet. Dabei bedeutete beispielsweise 1,00 Teil einer Komponente 1,00 g einer Substanz je 100 g Polyol.500 g of polyol were used in the foaming; the other formulation components were converted accordingly. For example, 1.00 part of a component means 1.00 g of a substance per 100 g of polyol.

Die Durchführung der Verschäumungen erfolgte im Handmischverfahren. Es wurde die Formulierung, wie in Tabelle 13 angegeben, mit verschiedenen stickstoffhaltigen Katalysatoren (Aminen) verwendet. Dazu wurden emissionsarmes Polyol, konventioneller bzw. erfindungsgemäßer stickstoffhaltiger Katalysator (Amin), emissionsarmer Zinn-Katalysator, Wasser und Schaumstabilisator in einen Becher eingewogen und 60 Sekunden bei 1000 U/min vermischt. Nach Zugabe des Isocyanats (TDI) wurde die Reaktionsmischung 7 s bei 2500 U/min verrührt und sofort in eine mit Papier ausgekleidete Kiste (27 cm x 27 cm Grundfläche und 27 cm Höhe) überführt und der resultierende Schaum nach dem Abblasen mit Polyethylen-Folie luftdicht verschlossen. Nach einer Aushärtungsphase von 24 Stunden wurde aus dem resultierenden Schaumblock ein definierter Schaumwürfel (7 cm x 7 cm x 7 cm) herausgeschnitten, welcher vollständig mit Aluminiumfolie umschlossen und weiterhin mit Polyethylen-Folie versiegelt wurde.The foaming was carried out using the hand mixing method. The formulation as given in Table 13 was used with various nitrogen-containing catalysts (amines). For this purpose, low-emission polyol, conventional or inventive nitrogen-containing catalyst (amine), low-emission tin catalyst, water and foam stabilizer were weighed into a beaker and mixed at 1000 rpm for 60 seconds. After addition of the isocyanate (TDI), the reaction mixture was stirred at 2500 rpm for 7 s and immediately transferred to a paper-lined box (27 cm x 27 cm base and 27 cm height) and the resulting foam, after blowing off, covered with polyethylene film hermetically sealed. After a hardening phase of 24 hours, a defined foam cube (7 cm×7 cm×7 cm) was cut out of the resulting block of foam, which was completely enclosed with aluminum foil and further sealed with polyethylene foil.

Das Emissionsverhalten der zuvor beschriebenen Schäume wurde im Anschluss bei Raumtemperatur nach dem Prüfkammertest in Anlehnung an die DIN-Vorschrift DIN EN ISO 16000-9:2008-04, wie oben beschrieben, untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 14 wiedergegeben. Tabelle 14: Emissionen der Blockweichschaumstoffe nach Formulierung 4 (Tabelle 13). Gehalt an flüchtigen organischen Verbindungen nach dem Prüfkammer-Test (PK) Amin PKges 1) [µg/m3] PKAmin 1) [µg/m3] TEGOAMIN® 33 96 67 TEGOAMIN® ZE 1 < 20 < 10 TEGOAMIN® DMEA 29 < 10 TEGOAMIN® BDE 293 276 FORMEL (IIIb) < 20 < 10 FORMEL (IIIc) < 20 < 10 FORMEL (IVb) < 20 < 10 FORMEL (IVc) < 20 < 10 FORMEL (IVd) < 20 < 10
1) PKges = Gesamtemission; PKAmin = Amin-Emissionen aller flüchtigen organischen Verbindungen im Prüfkammertest.
The emission behavior of the foams described above was then examined at room temperature using the test chamber test based on the DIN specification DIN EN ISO 16000-9:2008-04, as described above. The results are shown in Table 14. Table 14: Emissions of flexible slabstock foams according to formulation 4 (Table 13). Content of volatile organic compounds according to the test chamber test (PK) amine PK total 1) [µg/m 3 ] PK amine 1) [µg/m 3 ] TEGOAMIN ® 33 96 67 TEGOAMIN ® ZE 1 < 20 < 10 TEGOAMIN® DMEA 29 < 10 TEGOAMIN ® BDE 293 276 FORMULA (IIIb) < 20 < 10 FORMULA (IIIc) < 20 < 10 FORMULA (IVb) < 20 < 10 FORMULA (IVc) < 20 < 10 FORMULA (IVd) < 20 < 10
1) PK tot = total emissions; PK Amin = amine emissions of all volatile organic compounds in the test chamber test.

Tabelle 14 zeigt, dass die Verbindungenen nach der Formel (III) und (IV) emissionsarm in Bezug auf Amin-Emissionen nach dem Prüfkammertest, wie oben beschrieben, sind.Table 14 shows that the compounds of formula (III) and (IV) are low in amine emissions after the chamber test as described above.

Beispiel 6: Alterungsbeständigkeit von Polyurethanblockweichschaumstoffen nicht erfindungsgemäßExample 6 Aging Resistance of Flexible Polyurethane Slabstock Foams Not According to the Invention

Für die anwendungstechnische Ausprüfung der stickstoffhaltigen Verbindungen hinsichtlich des Alterungsverhaltens der mit diesen Katalysatoren hergestellten Polyurethan-Blockweichschaumstoffe wurde die Wärmealterungsbeständigkeit dieser Schaumstoffe untersucht. Hierzu wurde die in Tabelle 15 angegebene Schaumformulierung verwendet. Tabelle 15: Formulierung 5 für die Bestimmung der Wärmealterungsbeständigkeit von Weichblockschaumstoffen. Formulierung 5 Polyol 11) 100 Teile Wasser 3,00 Teile Zinn-Katalysator2) 0,20 Teile Amin -variabel- TEGOSTAB® B 8244 0,70 Teile Desmodur® T 803) 37,6 Teile
1)Polyol 1: Glycerin-basiertes Polyetherpolyol, mit einer Funktionalität von 3 und einer OH-Zahl von 48 mgKOH/g.
2)KOSMOS 29, erhältlich bei der Firma Evonik Industries: Zinn(II)-Salz der 2-Ethylhexansäure.
3)Toluylendiisocyanat T 80 (80 % 2,4-Isomer, 20 % 2,6-Isomer) der Firma Bayer, 3 m Pa·s, 48 % NCO, Funktionalität 2.
The thermal aging resistance of these foams was investigated for performance testing of the nitrogen-containing compounds with regard to the aging behavior of the flexible polyurethane slabstock foams produced with these catalysts. The foam formulation given in Table 15 was used for this. Table 15: Formulation 5 for determining the heat aging resistance of flexible block foams. Formulation 5 Polyol 1 1) 100 parts water 3.00 parts tin catalyst 2) 0.20 parts amine -variable- TEGOSTAB® B 8244 0.70 parts Desmodur® T 80 3) 37.6 parts
1) Polyol 1: glycerol-based polyether polyol, with a functionality of 3 and an OH number of 48 mgKOH/g.
2) KOSMOS 29, available from Evonik Industries: tin(II) salt of 2-ethylhexanoic acid.
3) Toluylene diisocyanate T 80 (80% 2,4-isomer, 20% 2,6-isomer) from Bayer, 3 m Pa·s, 48% NCO, functionality 2.

Bei der Verschäumung wurden 300 g Polyol eingesetzt; die anderen Formulierungsbestandteile wurden entsprechend umgerechnet. Dabei bedeutete beispielsweise 1,00 Teil einer Komponente 1,00 g einer Substanz je 100 g Polyol.300 g of polyol were used in the foaming; the other formulation components were converted accordingly. For example, 1.00 part of a component means 1.00 g of a substance per 100 g of polyol.

Die Durchführung der Verschäumungen erfolgte im Handmischverfahren. Es wurden die in Formulierungen, wie in Tabelle 15 angegeben, mit verschiedenen stickstoffhaltigen Katalysatoren (Aminen) verwendet. Dazu wurden emissionsarmes Polyol, konventioneller bzw. erfindungsgemäßer stickstoffhaltiger Katalysator (Amin), emissionsarmer Zinn-Katalysator, Wasser und Schaumstabilisator in einen Becher eingewogen und 60 Sekunden bei 1000 U/min vermischt. Nach Zugabe des Isocyanats (TDI) wurde die Reaktionsmischung 7 s bei 2500 U/min verrührt und sofort in eine mit Papier ausgekleidete Kiste (27 cm x 27 cm Grundfläche und 27 cm Höhe) überführt. Zur Beurteilung der katalytischen Eigenschaften wurden die folgenden charakteristischen Parameter bestimmt: Creme-Zeit, Steigzeit, Steighöhe, Stärke des Abblasens (=Blow Off) und Rücksacken des Schaumstoffes nach dem Ende der Steigphase (=Rückfall).The foaming was carried out using the hand mixing method. Those in formulations as given in Table 15 with various nitrogen-containing catalysts (amines) were used. For this purpose, low-emission polyol, conventional or inventive nitrogen-containing catalyst (amine), low-emission tin catalyst, water and foam stabilizer were weighed into a beaker and mixed at 1000 rpm for 60 seconds. After addition of the isocyanate (TDI), the reaction mixture was stirred at 2500 rpm for 7 s and immediately transferred to a paper-lined box (27 cm x 27 cm base and 27 cm height). To assess the catalytic properties, the following characteristic parameters were determined: cream time, rise time, height of rise, intensity of blowing off (=blow off) and sagging of the foam after the end of the rise phase (=fall back).

Aus den resultierenden Schaumblöcken wurden definierte Schaumkörper ausgeschnitten, welche weiter analysiert wurden. Folgende physikalischen Eigenschaften wurden an Hand der Probenkörper bestimmt: Raumgewicht (RG), Porosität (= Luftdurchlässigkeit) und Stauchhärte CLD (40%).Defined foam bodies were cut out of the resulting foam blocks and analyzed further. The following physical properties were determined using the specimens: density (RG), porosity (= air permeability) and compressive strength CLD (40%).

Die Ergebnisse der Beurteilung der katalytischen Eigenschaften der stickstoffhaltigen Verbindungen nach der Formel (IIIb), (IIIc) und (IVb) sowie der physikalischen Eigenschaften der resultieren Blockweichschaumstoffe sind in Tabelle 16 zusammengestellt. Als Referenzkatalysatoren wurden neben Triethylendiamin, 33 Gew.%-ige Lösung in Dipropylenglykol (TEGOAMIN® 33, erhältlich bei der Firma Evonik Industries), noch N,N-Dimethylethanolamin (TEGOAMIN® DMEA, erhältlich bei der Firma Evonik Industries), N,N-Dimethylaminoethoxyethanol (DMEE) und N,N-Dimethylaminopropylamin (DMAPA) verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 16 wiedergegeben.Table 16 summarizes the results of the assessment of the catalytic properties of the nitrogen-containing compounds of the formula (IIIb), (IIIc) and (IVb) and of the physical properties of the resulting flexible slabstock foams. In addition to triethylenediamine, a 33% by weight solution in dipropylene glycol ( TEGOAMIN® 33, available from Evonik Industries), N,N-dimethylethanolamine (TEGOAMIN® DMEA , available from Evonik Industries), N,N -dimethylaminoethoxyethanol (DMEE) and N,N-dimethylaminopropylamine (DMAPA). The results are shown in Table 16.

Die Verbindungen nach der Formel (IIIb), (IIIc) und (IVb) wurden mit äquimolarer Einsatzmenge, bezogen auf 0,30 pphp der jeweiligen Referenzsubstanz durchgeführt, wobei TEGOAMIN® DMEA die Referenzsubstanz zu der Verbindung nach Formel (Illb), TEGOAMIN® DMEE die Referenz zu der Verbindung nach Formel (lllc) und DMAPA die Referenz zu der Verbindung nach Formel (IVb) darstellt. Tabelle 16: Ergebnisse der Verschäumungen nach Formulierung 2 (Tabelle 9). Amin pphp1) Steigzeit [s] Rückfall [cm] Höhe [cm] RG [kg/m3] Porosität [mm]2) CLD 40 % [kPa] TEGOAMIN® 33 0,20 125 0,1 27,4 32,5 23 3,8 TEGOAMIN® DMEA 0,30 135 0,3 27,3 32,0 10 3,5 FORMEL (IIIb) 0,388 130 0,7 27,2 32,8 12 3,5 DMEE 0,30 121 0,6 26,5 31,8 11 3,3 FORMEL (IIIc) 0,358 116 0,3 27,1 31,6 13 3,3 DMAPA 0,30 112 0,4 26,4 31,3 12 3,3 FORMEL (IVb) 0,376 111 0,4 27,6 30,8 12 3,5
1) pphp = parts per hundred percent.
2) = (Staudruck in mm Wassersäule).
The compounds of the formula (IIIb), (IIIc) and (IVb) were carried out using an equimolar amount, based on 0.30 pphp of the respective reference substance, with TEGOAMIN ® DMEA being the reference substance for the compound of the formula (IIIb), TEGOAMIN ® DMEE is the reference to the compound of formula (IIIc) and DMAPA is the reference to the compound of formula (IVb). Table 16: Results of the foaming according to formulation 2 (Table 9). amine pphp 1) rise time [s] relapse [cm] Height [cm] RG [kg/m 3 ] porosity [mm] 2) CLD 40% [kPa] TEGOAMIN ® 33 0.20 125 0.1 27.4 32.5 23 3.8 TEGOAMIN® DMEA 0.30 135 0.3 27.3 32.0 10 3.5 FORMULA (IIIb) 0.388 130 0.7 27.2 32.8 12 3.5 DMEE 0.30 121 0.6 26.5 31:8 11 3.3 FORMULA (IIIc) 0.358 116 0.3 27.1 31:6 13 3.3 DMAPA 0.30 112 0.4 26.4 31:3 12 3.3 FORMULA (IVb) 0.376 111 0.4 27.6 30.8 12 3.5
1) pphp = parts per hundred percent.
2) = (dynamic pressure in mm water column).

Die Probenkörper zur Bestimmung der Stauchhärte wurden für Wärmealterungsexperimente verwendet. Es wurden hier zwei Wärmealterungsverfahren in Anlehnung an die DIN-Norm DIN EN ISO 2440/A1:2009-01 betrachtet. Einmal wurde einmal eine trockene Wärmealterung bei 130°C für 2 h und einmal eine Langzeitstudie für 7 d bei 100 °C durchgeführt. Die Ergebnisse der Stauchhärtemessungen, sowie eine qualitative Bewertung der Schäume sind in Tabelle 17 wiedergegeben. Tabelle 17: Ergebnisse der Wärmealterungsversuche. Stauchhärte CLD 40 % [kPa] Amin pphp nach Verschäumung nach Alterung (100 °C / 7 d) nach Alterung (130 °C/ 2 h) TEGOAMIN® 33 0,20 3,8 3,8 3,8 TEGOAMIN® DMEA 0,30 3,5 3,0 3,3 FORMEL (IIIb) 0,388 3,5 3,3 3,5 DMEE 0,30 3,3 2,3 2,6 FORMEL (IIIc) 0,358 3,3 3,0 3,0 DMAPA 0,30 3,3 3,0 3,2 FORMEL (IVb) 0,376 3,5 3,4 3,5 The specimens for determining the compressive strength were used for heat aging experiments. Two heat aging processes based on the DIN standard DIN EN ISO 2440/A1:2009-01 were considered here. Once a dry thermal aging at 130 °C for 2 h and once a long-term study for 7 d at 100 °C was carried out. The results of the compression hardness measurements and a qualitative assessment of the foams are shown in Table 17. Table 17: Results of the heat aging tests. Compression hardness CLD 40% [kPa] amine pphp after foaming after aging (100 °C / 7 d) after aging (130 °C/ 2 h) TEGOAMIN ® 33 0.20 3.8 3.8 3.8 TEGOAMIN® DMEA 0.30 3.5 3.0 3.3 FORMULA (IIIb) 0.388 3.5 3.3 3.5 DMEE 0.30 3.3 2.3 2.6 FORMULA (IIIc) 0.358 3.3 3.0 3.0 DMAPA 0.30 3.3 3.0 3.2 FORMULA (IVb) 0.376 3.5 3.4 3.5

Aus Tabelle 17 ist ersichtlich, dass sich die Wäremalterung von Schaumstoffen, die unter Verwendung von TEGOAMIN® 33 erhalten wurden, nicht negativ auf Stauchhärte auswirkt. Im Vergleich dazu, führt die Verwendung der reaktiven und einbaubaren Katalysatoren DMEE, TEGOAMIN® DMEA und DMAPA zu einem erheblich niedrigeren Stauchhärte-Wert nach Wärmealterung. Die Verwendung der stickstoffhaltigen Verbindungen nach der Formel (Illb), (lllc) und (IVb), die ebenfalls reaktiv sind, weißt diesbezüglich jeweils eine signifikante Verbesserung der Alterungsbeständigkeit der resultierenden Schäume auf, abzulesen an den jeweils besseren Werten der Stauchhärte nach Wärmebehandlung.It can be seen from Table 17 that heat aging of foams obtained using TEGOAMIN ® 33 does not have a negative effect on compressive strength. In comparison, the use of the reactive and installable catalysts DMEE, TEGOAMIN ® DMEA and DMAPA leads to a significantly lower compressive strength value after heat aging. The use of the nitrogen-containing compounds of the formula (IIIb), (IIIc) and (IVb), which are also reactive, in each case shows a significant improvement in the aging resistance of the resulting foams, which can be read from the respectively better values for the compression hardness after heat treatment.

Beispiel 7: Herstellung von HR-Schäumen (Block/Molded) nicht erfindungsgemäßExample 7 Production of HR Foams (Block/Molded) Not According to the Invention

Für die anwendungstechnische Ausprüfung der stickstoffhaltigen Verbindungen wurde die in Tabelle 18 angegebene Schaumformulierung verwendet. Tabelle 18: Formulierung 6 für Kaltweichschaum-Anwendungen (HR-Block/Molded). Formulierung 6 Massenteile (pphp) Polyol 11) 70,0 Teile Polyol 22) 30,0 Teile Wasser 3,70 Teile Glycerin 0,50 Teile Diethanolamin (DEOA) 1,00 Teile Amin 0,25 Teile TEGOSTAB® B 8716 LF23) 1,00 Teile Desmodur® T 804) 44,0 Teile
1)Polyol 1: Sorbitol/Glycerin-basiertes Polyetherpolyol, mit einer OH-Zahl von 32 mgKOH/g.
2)Polyol 2: Glycerin-basiertes Polyetherpolyol, enthaltend 43% Feststoff (SAN), mit einer OH-Zahl von 20 mgKOH/g.
3)Zubereitung von organomodifizierten Polysiloxanen.
4)Toluylendiisocyanat T 80 (80 % 2,4-Isomer, 20 % 2,6-Isomer) der Firma Bayer, 3 mPa·s, 48 % NCO, Funktionalität 2.
The foam formulation given in Table 18 was used to test the performance of the nitrogen-containing compounds. Table 18: Formulation 6 for cold flexible foam applications (HR block/moulded). Formulation 6 Bulk parts (pphp) Polyol 1 1) 70.0 parts polyol 2 2) 30.0 parts water 3.70 parts glycerin 0.50 parts Diethanolamine (DEOA) 1.00 parts amine 0.25 parts TEGOSTAB ® B 8716 LF2 3) 1.00 parts Desmodur® T 80 4) 44.0 parts
1 ) Polyol 1: Sorbitol/glycerin-based polyether polyol, with an OH number of 32 mgKOH/g.
2) Polyol 2: Glycerol-based polyether polyol containing 43% solids (SAN) with an OH number of 20 mgKOH/g.
3) Preparation of organomodified polysiloxanes.
4) Toluylene diisocyanate T 80 (80% 2,4-isomer, 20% 2,6-isomer) from Bayer, 3 mPa s, 48% NCO, functionality 2.

Hier wurden die gleichen Verschäumungsmethoden wie beim klassischen Polyurethanweichschaum in den Beispielen 3 und 4 angewendet.The same foaming methods as in the case of the classic flexible polyurethane foam in Examples 3 and 4 were used here.

Bei der Verschäumung wurden 500 g Polyol eingesetzt; die anderen Formulierungsbestandteile wurden entsprechend umgerechnet. Dabei bedeutete beispielsweise 1,00 Teil einer Komponente 1,00 g einer Substanz je 100 g Polyol.500 g of polyol were used in the foaming; the other formulation components were converted accordingly. For example, 1.00 part of a component means 1.00 g of a substance per 100 g of polyol.

Zur Verschäumung wurden Polyol, Wasser, Amin, und Silikonstabilisator unter Rühren gut vermischt. Nach Zugabe des Isocyanats wurde mit einem Rührer 4 s bei 3000 U/min. gerührt und das Gemisch in einem mit Papier ausgekleideten Holzkasten (27 cm x 27 cm Grundfläche und 27 cm Höhe) gegossen. Es entstand ein Schaumstoff, der den nachfolgend beschriebenen anwendungstechnischen Tests unterzogen wurde.For foaming, polyol, water, amine and silicone stabilizer were mixed well with stirring. After addition of the isocyanate, a stirrer was used for 4 s at 3000 rpm. stirred and the mixture poured into a paper-lined wooden box (27 cm x 27 cm base and 27 cm height). A foam was formed which was subjected to the performance tests described below.

Die Ergebnisse der Beurteilung der katalytischen Eigenschaften der stickstoffhaltigen Verbindungen nach der Formel (III) und (IV) sowie der physikalischen Eigenschaften der resultieren Schaumstoffe sind in Tabelle 19 zusammengestellt. Als Vergleichskatalysatoren nach dem Stand der Technik wurden Bis(2-Dimethylaminoethylether), 70 Gew.-%ige Lösung in Dipropylenglykol (TEGOAMIN® BDE, erhältlich bei der Firma Evonik Industries), N,N-Dimethylethanolamin (TEGOAMIN® DMEA, erhältlich bei der Firma Evonik Industries), N,N-Dimethylaminoethoxyethanol (DMEE), Triethylendiamin, 33% Gew.-ige Lösung in Dipropylenglykol (TEGOAMIN® 33, erhältlich bei der Firma Evonik Industries), N,N-Dimethylaminopropylamin (DMAPA) und N,N-Dimethylaminoethylamin (DMEN) eingesetzt. Die Vergleichskatalysatoren wurden jeweils mit 0,25 pphp (= Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile Polyol) Amin eingesetzt. Die stickstoffhaltigen Verbindungen nach der Formel (III) und (IV) wurden ebenfalls jeweils mit 0,25 pphp Amin eingesetzt. Zusätzlich wurde hier aber je eine Verschäumung mit äquimolarer Einsatzmenge der stickstoffhaltigen Verbindung nach der Formel (IIIb), (IIIc), (IVb) und (IVc), bezogen auf 0,25 pphp der jeweiligen Referenzsubstanz durchgeführt, wobei TEGOAMIN® DMEA die Referenzsubstanz zu der Verbindung nach Formel (IIIb), N,N-Dimethylaminoethoxyethanol (DMEE) die Referenz zu der Verbindung nach Formel (IIIc), DMAPA die Referenz zu der Verbindung nach Formel (IVb) und DMEN die Referenz zu der Verbindung nach Formel (IVc) darstellt. Tabelle 19: Ergebnisse der Verschäumungen nach Formulierung 6 (Tabelle 18). Amin pphp1) Gelzeit [s] Steigzeit [s] Höhe [cm] Rückfall [cm] Zellenzahl2) [cm-1] TEGOAMIN® BDE 0,25 58 85 33,0 1,8 10,5 TEGOAMIN® DMEA 0,25 169 235 25,1 Kollaps Kollaps FORMEL (IIIb) 0,25 175 237 26,9 0,1 9,5 FORMEL (IIIb)3) 0,32 153 229 28,3 0,2 9,5 DMEE 0,25 112 219 30,8 0,2 10,0 FORMEL (IIIc) 0,25 113 204 31,6 0,2 10,0 FORMEL (IIIC)3) 0,30 106 192 31,9 0,2 10,0 TEGOAMIN® 33 0,25 94 175 30,5 0,0 11,0 DMAPA 0,25 98 165 28,6 0,6 10,5 FORMEL (IVb) 0,25 88 162 29,6 0,7 10,5 FORMEL (IVb)3) 0,31 77 128 30,1 0,6 11,0 DMEN 0,25 134 217 28,2 0,7 10,5 FORMEL (IVc) 0,25 116 180 29,1 0,4 10,5-11,0 FORMEL (IVc)3) 0,32 91 179 29,2 0,5 11,0 Formel (IIId) 0,25 69 126 32,2 0,7 10,5
1) pphp = parts per hundred percent.
2) Zellenzahl = Anzahl der Zellen pro cm [cm-1].
3) äquimolare Einsatzmenge bezogen auf jeweilige Referenzsubstanz.
Table 19 summarizes the results of evaluating the catalytic properties of the nitrogen-containing compounds of the formulas (III) and (IV) and the physical properties of the resulting foams. Bis(2-dimethylaminoethyl ether), 70% by weight solution in dipropylene glycol ( TEGOAMIN® BDE, available from Evonik Industries), N,N-dimethylethanolamine (TEGOAMIN® DMEA , available from Evonik Industries), N,N-dimethylaminoethoxyethanol (DMEE), triethylenediamine, 33% weight solution in dipropylene glycol ( TEGOAMIN® 33, available from Evonik Industries), N,N-dimethylaminopropylamine (DMAPA) and N,N -dimethylaminoethylamine (DMEN) used. The comparative catalysts were each used with 0.25 pphp (=parts by weight based on 100 parts by weight polyol) of amine. The nitrogen-containing compounds of formula (III) and (IV) were also each used with 0.25 pphp of amine. In addition, however, foaming was carried out here with an equimolar amount of the nitrogen-containing compound of the formula (IIIb), (IIIc), (IVb) and (IVc), based on 0.25 pphp of the respective reference substance, with TEGOAMIN ® DMEA being the reference substance the compound of formula (IIIb), N,N-dimethylaminoethoxyethanol (DMEE) the reference to the compound of formula (IIIc), DMAPA the reference to the compound of formula (IVb) and DMEN the reference to the compound of formula (IVc) represents. Table 19: Results of the foaming according to formulation 6 (table 18). amine pphp 1) gel time [s] rise time [s] Height [cm] relapse [cm] Number of cells 2) [cm -1 ] TEGOAMIN ® BDE 0.25 58 85 33.0 1.8 10.5 TEGOAMIN® DMEA 0.25 169 235 25.1 collapse collapse FORMULA (IIIb) 0.25 175 237 26.9 0.1 9.5 FORMULA (IIIb) 3) 0.32 153 229 28.3 0.2 9.5 DMEE 0.25 112 219 30.8 0.2 10.0 FORMULA (IIIc) 0.25 113 204 31:6 0.2 10.0 FORMULA (III C ) 3) 0.30 106 192 31:9 0.2 10.0 TEGOAMIN ® 33 0.25 94 175 30.5 0.0 11.0 DMAPA 0.25 98 165 28.6 0.6 10.5 FORMULA (IVb) 0.25 88 162 29.6 0.7 10.5 FORMULA (IVb) 3) 0.31 77 128 30.1 0.6 11.0 DMEN 0.25 134 217 28.2 0.7 10.5 FORMULA (IVc) 0.25 116 180 29.1 0.4 10.5-11.0 FORMULA (IVc) 3) 0.32 91 179 29.2 0.5 11.0 Formula (IIId) 0.25 69 126 32.2 0.7 10.5
1) pphp = parts per hundred percent.
2) Number of cells = number of cells per cm [cm -1 ].
3) Equimolar amount used based on the respective reference substance.

Wie der Tabelle 19 entnommen werden kann, sind die stickstoffhaltigen Verbindungen nach der Formel (IIIb), IIIc), (IVb), (IVc) und (IVd), auch bei niedrigerer Einsatzmenge, hervorragende Katalysatoren für diese Kaltschaum-Anwendung. Schon bei einer Einsatzmenge von 0,25 pphp sind die Verbindungen von vergleichbarer Aktivität wie die entsprechenden Referenzsubstanzen. Bei äquimolarer Einsatzmenge verstärkt sich dieser Effekt, so dass alle Verbindungen eine höhere Aktivität besitzen, als die entsprechenden Referenzen. Hinsichtlich der Selektivität besitzen alle Verbindungen eine leicht ausgewogenere Katalyse und bevorzugen im Vergleich zu den Referenzen jeweils leicht die gel-Reaktion. Am deutlichsten ist dieser Effekt am Vergleich von TEGOAMIN® DMEA und der Verbindung nach der Formel (Illb) zu erkennen, wo die höhere Aktivität bei kleiner Einsatzmenge im Gegensatz zu TEGOAMIN® DMEA ausreicht, damit der Schaum nicht kollabiert. Die Verbindung nach der Formel (IVb) zum Beispiel stellt darüber hinaus einen stark Gel-selektiven Katalysator dar und liegt hinsichtlich Aktivität und Selektivität im Bereich von TEGOAMIN® 33. Die Verbindung nach der Formel (IVd) ist bereits bei einer Einsatzmenge von 0,25 pphp noch aktiver und von ähnlicher Selektivität wie TEGOAMIN® 33 und die Verbindung nach der Formel (IVb).As can be seen from Table 19, the nitrogen-containing compounds of the formula (IIIb), IIIc), (IVb), (IVc) and (IVd) are excellent catalysts for this cold foam application, even when used in small quantities. Even when used as little as 0.25 pphp, the compounds are of comparable activity to the corresponding reference substances. This effect increases when the amount used is equimolar, so that all compounds have a higher activity than the corresponding references. In terms of selectivity, all compounds have slightly more balanced catalysis and slightly prefer the gel reaction compared to the references. This effect can be seen most clearly in the comparison of TEGOAMIN ® DMEA and the compound of the formula (IIIb), where the higher activity when used in small amounts, in contrast to TEGOAMIN ® DMEA, is sufficient to prevent the foam from collapsing. The compound of formula (IVb), for example, is also a highly gel-selective catalyst and is in the range of TEGOAMIN® 33 in terms of activity and selectivity. The compound of formula (IVd) is already at an input level of 0.25 pphp even more active and of similar selectivity as TEGOAMIN ® 33 and the compound of formula (IVb).

Das Emissionsverhalten der zuvor beschriebenen Schäume wurde im Anschluss in Anlehnung an die Prüfvorschrift VDA 278 in der Version vom Oktober 2011, wie oben beschrieben, untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 20 wiedergegeben. Tabelle 20: Emissionen von Kaltweichschaumstoffen nach VDA 278. Gehalt an flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) Amin pphp VOCges 1) [µg/g] VOCAmin 1) [µg/g] Fogges 2) [µg/g] FogAmin 2) [µg/g] TEGOAMIN® BDE 0,25 645 325 314 < 10 TEGOAMIN® DMEA 0,25 365 < 10 302 < 10 FORMEL (IIIb) 0,32 350 < 10 296 < 10 DMEE 0,25 332 < 10 278 < 10 FORMEL (IIIc) 0,30 340 < 10 298 < 10 TEGOAMIN® 33 0,25 532 188 260 < 10 DMAPA 0,25 330 < 10 200 < 10 FORMEL (IVb) 0,31 340 < 10 210 < 10 DMEN 0,25 330 < 10 208 < 10 FORMEL (IVc) 0,32 320 < 10 202 < 10
1) VOCges = Gesamtemission; VOCAmin = Amin-Emissionen aller flüchtigen organischen Verbindungen bei 90 °C (30 Minuten).
2) Fogges = Gesamtemission; FogAmin = Amin-Emissionen aller flüchtigen organischen Verbindungen bei 120 °C (60 Minuten).
The emission behavior of the foams described above was then examined based on the test specification VDA 278 in the October 2011 version, as described above. The results are shown in Table 20. Table 20: Emissions from flexible cold foams according to VDA 278. Content of volatile organic compounds (VOC) amine pphp VOC total 1) [µg/g] VOC amine 1) [µg/g] Fog total 2) [µg/g] Fog amine 2) [µg/g] TEGOAMIN ® BDE 0.25 645 325 314 < 10 TEGOAMIN® DMEA 0.25 365 < 10 302 < 10 FORMULA (IIIb) 0.32 350 < 10 296 < 10 DMEE 0.25 332 < 10 278 < 10 FORMULA (IIIc) 0.30 340 < 10 298 < 10 TEGOAMIN ® 33 0.25 532 188 260 < 10 DMAPA 0.25 330 < 10 200 < 10 FORMULA (IVb) 0.31 340 < 10 210 < 10 DMEN 0.25 330 < 10 208 < 10 FORMULA (IVc) 0.32 320 < 10 202 < 10
1) VOC tot = total emissions; VOC Amine = Amine emissions of all volatile organic compounds at 90°C (30 minutes).
2) Fog tot = total emissions; Fog amine = amine emissions of all volatile organic compounds at 120 °C (60 minutes).

Wie der Tabelle 20 entnommen werden kann, weisen die Polyurethanschäume, welche unter Verwendung der stickstoffhaltigen Verbindungen nach der Formel (IIIb), IIIc), (IVb) und (IVc), ebenso wie die Schäume, die unter Verwendung der entsprechenden Referenzen verwendet wurden, keine Amin-Emissionen auf. Dies ist ein Vorteil dieser Verbindungen gegenüber TEGOAMIN® BDE und TEGOAMIN® 33. Hinsichtlich der guten Fog-Werte stellen die hier beschriebenen Verbindungen darüber hinaus eine vorteilhafte Alternative zu anderen reaktiven Amin-Katalysatoren, insbesondere zur Verwendung von Schaumstoffen für Anwendungen im Automobilinnerraum, dar.As can be seen from Table 20, the polyurethane foams, which using the nitrogen-containing compounds of the formula (IIIb), IIIc), (IVb) and (IVc), as well as the Foams used using the appropriate references have no amine emissions. This is an advantage of these compounds compared to TEGOAMIN ® BDE and TEGOAMIN ® 33. With regard to the good fog values, the compounds described here also represent an advantageous alternative to other reactive amine catalysts, especially for use in foams for automotive interior applications.

Außerdem wurden die zuvor beschriebenen Schäume hinsichtlich ihres Einflusses auf die Verfärbung von Kunststoffen untersucht. Hierzu wurde ein PVC-Verfärbungstest gemäß der Volkswagen-Prüfvorschrift VW PV 3937, wie oben beschrieben, durchgeführt. Nach der Untersuchung wurde die PVC-Folie einer optischen Kontrolle unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 21 dargestellt. Tabelle 21: Ergebnisse des PVC-Verfärbungstests nach der VW-Prüfvorschrift VW PV 3937. Amin pphp optische Beurteilung BLANK grau, keine Färbung TEGOAMIN® BDE 0,25 starke Rotfärbung TEGOAMIN® DMEA 0,25 leichte Gelbfärbung FORMEL (IIIb) 0,32 allenfalls schwache Gelbfärbung DMEE 0,25 leichte Gelbfärbung FORMEL (IIIc) 0,30 sehr schwacher gelblicher Stich TEGOAMIN® 33 0,25 starke Rotfärbung DMAPA 0,25 leichte Gelbfärbung FORMEL (IVb) 0,31 keine bis schwache Gelbfärbung DMEN 0,25 leichte Gelbfärbung FORMEL (IVc) 0,32 keine bis schwache Gelbfärbung In addition, the foams described above were examined with regard to their influence on the discoloration of plastics. For this purpose, a PVC discoloration test was carried out in accordance with Volkswagen test specification VW PV 3937, as described above. After the examination, the PVC film was subjected to a visual inspection. The results are shown in Table 21. Table 21: Results of the PVC discoloration test according to VW test specification VW PV 3937. amine pphp visual assessment BLANK grey, no coloring TEGOAMIN ® BDE 0.25 strong red coloration TEGOAMIN® DMEA 0.25 slight yellowing FORMULA (IIIb) 0.32 at most faint yellowing DMEE 0.25 slight yellowing FORMULA (IIIc) 0.30 very faint yellowish tinge TEGOAMIN ® 33 0.25 strong red coloration DMAPA 0.25 slight yellowing FORMULA (IVb) 0.31 no to weak yellowing DMEN 0.25 slight yellowing FORMULA (IVc) 0.32 no to weak yellowing

Wie der Tabelle 21 entnommen werden kann, führen die Polyurethanschäume, die unter Verwendung der stickstoffhaltigen Verbindungen nach der Formel (IIIb), IIIc), (IVb) und (IVc), ebenso wie die Schäume, die unter Verwendung der entsprechenden Referenzen verwendet wurden, jeweils zu einer schwächeren Verfärbung der PVC-Folie, als solche Schäume, die mit TEGOAMIN® BDE und TEGOAMIN® 33 hergestellt wurden, darüber hinaus, ist mit den stickstoffhaltigen Verbindungen nach der Formel (IIIb), IIIc), (IVb) und (IVc) nochmals eine visuell deutlich erkennbare Verbesserung der Verfärbung zu erkennen, als mit den entsprechenden Referenzen.As can be seen from Table 21, the polyurethane foams made using the nitrogen-containing compounds of formula (IIIb), IIIc), (IVb) and (IVc), like the foams made using the corresponding references, in each case to a weaker discoloration of the PVC film than those foams that were produced with TEGOAMIN ® BDE and TEGOAMIN ® 33, moreover, is with the nitrogen-containing compounds of the formula (IIIb), IIIc), (IVb) and (IVc ) again a visually clearly recognizable improvement in the discoloration than with the corresponding references.

Die zuvor beschriebenen Schäume wurden abschließend in Anlehnung an die Prüfvorschrift VDA 275, nach der Version vom Juli 1994, wie oben beschrieben, auf Emissionen von Aldehyden untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 22 dargestellt. Tabelle 21: Ergebnisse der Bestimmung von Aldehyd-Emissionen nach VDA 275. Amin pphp Formaldehyd [ppm]1) Acetaldehyd [ppm]1) Propionaldehyd [ppm]1) TEGOAMIN® DMEA 0,25 0,80 0,41 0,08 FORMEL (IIIb) 0,32 0,21 0,22 0,10 DMEE 0,25 0,58 0,12 0,07 FORMEL (IIIc) 0,30 0,19 0,10 0,08 DMAPA 0,25 0,32 0,19 0,08 FORMEL (IVb) 0,31 0,13 0,08 0,09 DMEN 0,25 0,56 0,12 0,04 FORMEL (IVc) 0,32 0,16 0,08 0,06
1) ppm = parts per million.
The foams described above were finally tested for emissions of aldehydes based on the test specification VDA 275, the July 1994 version, as described above. The results are shown in Table 22. Table 21: Results of the determination of aldehyde emissions according to VDA 275. amine pphp Formaldehyde [ppm] 1) Acetaldehyde [ppm] 1) Propionaldehyde [ppm] 1) TEGOAMIN® DMEA 0.25 0.80 0.41 0.08 FORMULA (IIIb) 0.32 0.21 0.22 0.10 DMEE 0.25 0.58 0.12 0.07 FORMULA (IIIc) 0.30 0.19 0.10 0.08 DMAPA 0.25 0.32 0.19 0.08 FORMULA (IVb) 0.31 0.13 0.08 0.09 DMEN 0.25 0.56 0.12 0.04 FORMULA (IVc) 0.32 0.16 0.08 0.06
1) ppm = parts per million.

Aus Tabelle 21 ist ersichtlich, dass bei äquimolarem Einsatz der stickstoffhaltigen Verbindungen nach der Formel (IIIb), IIIc), (IVb) und (IVc) an Stelle der entsprechenden Referenzen, eine messbare Erniedrigung der Aldehyd-Emissionen, insbesondere der Formaldehyd-Emissionen, der resultierenden Polyurethanschäume zu erkennen ist. Gerade bei offenzelligen Schaumstoffen, ist es von besonderem Interesse, die Emissionen solcher giftigen Aldehyde möglichst zu vermeiden, was durch Verwendung der Verbindungen nach der Formel (III) oder (IV) unterstützt werden kann.Table 21 shows that when the nitrogen-containing compounds of the formula (IIIb), IIIc), (IVb) and (IVc) are used in equimolar amounts instead of the corresponding references, a measurable reduction in aldehyde emissions, in particular formaldehyde emissions, of the resulting polyurethane foams can be seen. Especially in the case of open-cell foams, it is of particular interest to avoid emissions of such toxic aldehydes as far as possible, which can be helped by using the compounds of the formula (III) or (IV).

Claims (3)

Verwendung zumindest einer stickstoffhaltigen Verbindung und/oder einer entsprechenden quaternisierten und/oder protonierten Verbindung zur Herstellung von solchen Polyurethanhartschaumstoffen, die zu geringeren Verfärbungen von Kunststoffen führen, dadurch gekennzeichnet, dass die stickstoffhaltige Verbindung der Formel (IVc) genügt
Figure DE102014215380B4_0011
Use of at least one nitrogen-containing compound and/or a corresponding quaternized and/or protonated compound for the production of rigid polyurethane foams which lead to less discoloration of plastics, characterized in that the nitrogen-containing compound satisfies the formula (IVc).
Figure DE102014215380B4_0011
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine stickstoffhaltige Verbindung der Formel (IVc) als technische Produktmischung eingesetzt wird, enthaltend Verunreinigungen, Zwischen- und/oder Nebenprodukte als weitere Inhaltsstoffe, umfassend Pyrrolidin, 1-(2-Chloroethyl)-pyrrolidin, 1,4-Butandiol, Monoethylenglycol (MEG), Diethylenglycol (DEG), 1-2-Propylenglycol (PG), Dipropylenglycol (DPG) und/oder Monoethanolamin, in Mengen von ≤ 30 Gew.-%.use after claim 1 , characterized in that at least one nitrogen-containing compound of the formula (IVc) is used as a technical product mixture containing impurities, intermediates and/or by-products as further ingredients, comprising pyrrolidine, 1-(2-chloroethyl)pyrrolidine, 1,4- Butanediol, monoethylene glycol (MEG), diethylene glycol (DEG), 1-2-propylene glycol (PG), dipropylene glycol (DPG) and/or monoethanolamine, in amounts of ≤ 30% by weight. Verwendung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stickstoffhaltige Verbindung nach Formel (IVc) als Katalysator bei der Herstellung von Polyurethanhartschaumstoffen eingesetzt wird, wobei die genannte stickstoffhaltige Verbindung als technische Produktmischung nach Maßgabe des Anspruches 2 eingesetzt wird.Use according to one of the preceding claims, characterized in that the nitrogen-containing compound according to formula (IVc) is used as a catalyst in the production of rigid polyurethane foams, the said nitrogen-containing compound being used as a technical product mixture in accordance with claim 2 is used.
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