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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung von Polyesterolen durch katalytische Polykondensation
von Dicarbonsäuren/Dicarbonsäurederivaten
und H-funktionellen Substanzen mit einer niedrigen Reaktivität gegenüber Isocyanaten.
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Die Herstellung von Polyesterolen
und der Einsatz derartiger Produkte in der Polyurethanchemie sind seit
langem bekannt und vielfach beschrieben. Zumeist werden diese Produkte
durch Veresterung von Dicarbonsäuren
und mehrfunktionellen Alkoholen hergestellt. Eine zusammenfassende Übersicht über die
Herstellung von Polyesterolen und deren Verarbeitung zu Polyurethanen
(im Folgenden auch PUR genannt), insbesondere PUR-Schaumstoffen,
wird beispielsweise im Kunststoff-Handbuch, Band VII, "Polyurethane", 1. Auflage 1966,
herausgegeben von Dr. R. Vieweg und Dr. A. Höchtlen, und 2. Auflage, 1983,
sowie 3. Auflage, 1993, herausgegeben von Dr. G. Oertel, (Carl Hanser
Verlag, München)
gegeben.
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Die übliche Umsetzung von aromatischen
und/oder aliphatischen Dicarbonsäuren,
wie Adipinsäure oder
Phthalsäure,
mit zwei- und/oder dreifunktionellen Alkoholen, wie Ethylenglykol
und ihre höheren
Homologen, Diethylenglykol, Propylenglykol und ihre höheren Homologen,
Dipropylenglykol, Butandiol, Neopentyglykol, Hexandiol, Trimethylolpropan
oder Glyzerin, gegebenenfalls im Beisein von Metallkatalysatoren,
führt zu Polyesterpolyolen
mit breitem Molekulargewichts- und Anwendungsbereich.
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Hydroxylverbindungen, wie Polyesterole,
reagieren mit Isocyanaten unter Bildung von Polyurethanen. Die Polymerbildung
und Herstellung von Produkten mit optimalen und vor allem konstanten
Eigenschaften soll in einem günstigen
Zeitraum ablaufen. In vielen Anwendungen ist für die Ausbildung ganz bestimmter
Produkteigenschaften oder für
einen reproduzierbaren Verarbeitungsprozess eine definierte Reaktionsgeschwindigkeit
zwischen Polyesterolen und Isocyanaten erforderlich. So kann eine
zu hohe Reaktionsgeschwindigkeit zu einem schnellem Anstieg der
Viskosität
führen
(eventuell zu einem Festwerden des Produktes), was zu Schwierigkeiten
bei der Verarbeitung führen
kann (Schaumkollaps im Weichschaumbereich, Festwerden von Produkt
bei TPU-Produktion, Gießzeit
bei Gießelastomeren).
Erschwerend für
den Verarbeiter ist, dass die Reaktivität der Polyesterole in Abhängigkeit
vom Herstellungsprozess schwanken kann und somit der Verarbeitungspro zess
in Abhängigkeit
von der Reaktivität
häufig
modifiziert werden muss. Hierbei ist für den Verarbeiter eine zu hohe
Reaktivität
schwerer zu regulieren als eine zu geringe Reaktivität. Bei einer
zu geringen Reaktivität
kann der Prozess durch Zugabe bekannter PUR-Katalysatoren einfach
eingestellt werden.
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Es ist weiterhin bekannt, dass die
zur Beschleunigung des Veresterungsprozesses eingesetzten Katalysatoren
die PUR-Reaktion beeinflussen können.
Für bestimmte
PUR-Anwendungen ist es deshalb erforderlich, eine niedrige Katalysatormenge
zu wählen,
was allerdings zu langen Chargenlaufzeiten führt, oder die Reaktionsgeschwindigkeit
durch Additive zu modifizieren. Zur Einstellung der Reaktionsgeschwindigkeit
zwischen H-aktiven Verbindungen und Isocyanaten können gemäß dem Stand
der Technik Inhibitoren eingesetzt werden. Solche Inhibitoren werden
beispielsweise in dem oben zitierten Kunststoff-Handbuch beschrieben, wie
Salzsäure,
Benzoylchlorid und p-Toluolsulfonsäure. P-hahtige Verbindungen,
wie sie in dem Artikel von B. Fortunato, A. Munari, P. Manaresi
und P. Monari in Polymer Vol. 35, Issue 18, S. 4006, beschrieben
werden, können
den Veresterungskatalysator komplexieren und somit auch die nachfolgende
PUR-Reaktion verlangsamen. Die meist sauren Verbindungen können jedoch
zu einer unerwünschten
Verschlechterung der Hydrolysebeständigkeit des Produktes führen. In
DE-A-2 451 727 ,
DD 148 882 und
DD 148 460 werden deshalb Aldehyde,
Ketone bzw. β-Diketone
zur Verminderung der Reaktivität
eingesetzt. Zusätze
solcher Art weisen jedoch häufig
eine gewisse Flüchtigkeit
auf und können
somit zu dem bekannten Fogging-Phänomen beitragen. Generell können niedermolekulare
Substanzen auch an die Oberfläche
migrieren und dort zu einer Verschlechterung der Oberflächeneigenschaften
des Polyurethans beitragen.
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Eine weitere Möglichkeit, die Reaktivität von Polyesterolen
zu verringern, ist es, die eingesetzten Veresterungskatalysatoren
durch Hydrolyse zu deaktivieren. So beschreibt
DD 126 276 ein Verfahren zur Reaktivitätseinstellung
durch Zugabe von 0,001 bis 1,5 Masse-% Wasser. Nachteil dieses Verfahrens
ist, dass für manche
Anwendungen eine Entfernung des Wassers erforderlich ist. Erhöhte Wassergehalte
führen
bei der Lagerung des Polyesterols zu einer Beschleunigung der Hydrolyse
und somit einer verringerten Lagerstabilität. Zudem reagiert Wasser bekanntermaßen mit
Isocyanat zu Amin unter CO
2-Abspaltung.
Dies führt
zu einer Vernichtung von Isocyanat, was unökonomisch ist, zur Bildung
von Harnstoffstrukturen, die die Eigenschaften der PUR-Erzeugnisse
negativ beeinflussen können,
und außerdem
durch das Entstehen von Treibgas zu einer unerwünschten Schaumreaktion, die
die Erzeugung von kompakten Werkstücken verhindert. Durch die
Hydrolyse werden zudem organische Metallkatalysatoren in unlösliche Oxide über führt, die
zu einer unerwünschten Trübung im
Produkt führen
können.
In
EP-A-0 463 762 ,
US-A-5 880 310 ,
US-A-4 921 940 und
GB 10 96 917 werden Verfahren
aufgezeigt, wie man die Katalysatorreste aus Polyestern entfernen
kann. Nach
EP-A-0 463 762 werden
der Katalysator mit Phosphorsäure
hydrolysiert und die anorganischen Rückstände abzentrifugiert. Gemäß
US-A-5 880 310 wird
ein Weichmacher-Polyester zur Hydrolyse der Metallkatalysatoren
mit einer wässrigen
Alkalilösung
versetzt. Die anorganischen Partikel werden in eine unlösliche Form überführt und
mittels Filtration abgetrennt. Nachteilig bei dem beschriebenen
Verfahren ist, dass die zur Überführung des
Katalysators in eine unlösliche
Form erforderliche Hydrolyse zeit- und verfahrensaufwendig ist.
Zudem muss das zugegebene Wasser aus oben genannten Gründen wieder
vollständig
aus dem Polyester entfernt werden. In
GB
10 96 917 wird die Zugabe von Adsorbentien zur Entfernung
von Verunreinigungen nach Beendigung der Reaktion beschrieben. Zuvor
wurde der Polyester allerdings mit NaOH neutralisiert und gewaschen.
Dieser Schritt ist ebenfalls zeit- und verfahrensaufwendig und kann
zu einer Verseifung der Polyesterole führen.
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Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe
zugrunde, ein einfaches und ökonomisches
Verfahren zur Verfügung
zu stellen, das es erlaubt, Polyesterole mit einer niedrigen Reaktivität gegenüber Isocyanaten
herzustellen.
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Diese Aufgabe wurde überraschenderweise
dadurch gelöst,
dass bei der katalytischen Polykondensation der Dicarbonsäuren/Dicarbonsäurederivate
und H-funktionellen Substanzen zu Polyesterolen das Reaktionsgemisch
ohne vorherige Hydrolyse vor, während
und/oder nach der Veresterungsreaktion in Kontakt mit Adsorbentien
gebracht und (vorteilhafterweise nach Beendigung der Reaktion) filtriert
wird.
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Gegenstand der Erfindung ist demzufolge
ein Verfahren zur Herstellung von Polyesterolen durch katalytische
Polykondensation von Dicarbonsäuren/Dicarbonsäurederivaten
und H-funktionellen Substanzen, das dadurch gekennzeichnet ist,
dass das Reaktionsgemisch vor, während
und/oder nach der Umsetzung in Kontakt mit Adsorbentien gebracht
und filtriert wird.
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Gegenstände der Erfindung sind weiterhin
die nach diesem Verfahren erhaltenen Polyesterole selbst sowie deren
Einsatz zur Herstellung von PUR.
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Es war überraschend und in keiner Weise
vorhersehbar, dass die Reaktivität
des Polyesterols gegenüber
Isocyanaten durch das Inkontaktbringen mit Adsorbentien, ohne vorherige
Hydrolyse des metallorganischen Katalysators, verringert werden
kann.
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Vielmehr wäre zu erwarten gewesen, dass
eine Verringerung der Reaktivität
des Polyesters nur durch Hydrolyse des homogen gelösten Katalysator
zu erzielen sei.
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Durch das Inkontaktbringen des Reaktionsgemisches
mit Adsorbentien und die damit einhergehende Verringerung der Reaktivität des Polyesterols
gegenüber
Isocyanaten wurde die Möglichkeit
geschaffen, im Herstellungsprozess der Polyesterole mit hohen Katalysatorgehalten
zu arbeiten und dadurch kürzere
Chargenlaufzeiten zu erhalten. Gleichzeitig weisen die fertigen
Polyesterole niedrige Metallgehalte auf, was im Einsatz in der PUR-Herstellung
bei vielen Anwendungsgebieten erwünscht ist. So stehen einige
Zinnverbindungen in Verdacht, gesundheitsschädlich zu wirken. Titanverbindungen
können
zu einer unerwünschten
Gelbverfärbung
des Produktes führen.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Polyesterole weisen eine niedrige Reaktivität gegenüber Isocyanaten,
jedoch nicht die genannten Nachteile, wie Verringerung der Lagerstabilität, Verringerung
der Hydrolysebeständigkeit,
Migrationseffekte und störende
Farbeffekte, auf.
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Die erfindungsgemäße Herstellung von Polyesterolen
erfolgt durch katalytische Polykondensation von Dicarbonsäuren/Dicarbonsäurederivaten
und H-funktionellen Substanzen vorzugsweise bei Temperaturen von 150
bis 280°C,
insbesondere von 200 bis 250°C,
bei Einsatz von Katalysatoren unter Normaldruck bzw. Vakuum. Erforderlichenfalls
kann durch Einleitung von Treibgasen, wie Stickstoff, die Abtrennung
des Reaktionswassers vorgenommen werden.
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Als Einsatzstoffe für das erfindungsgemäße Verfahren
dienen aromatische und/oder aliphatische Dicarbonsäuren bzw.
Dicarbonsäurederivate,
wie beispielsweise Dicarbonsäureanhydride,
und vorzugsweise di-, tri- und/oder höherfunktionelle Alkohole.
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Als aliphatische und/oder aromatische
Dicarbonsäuren
werden beispielsweise Adipinsäure,
Phthalsäure,
Isophthalsäure
und Terephthalsäure,
letztere zumeist in Form ihrer Anhydride, daneben auch Oxalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Azelainsäure und/oder
Sebacinsäure
und andere eingesetzt. Vorzugsweise verwendet werden Adipinsäure, Isophthalsäure, Phthal-
und Terephthalsäure
als reine Säuren
und/oder als Anhydride und/oder Derivate dieser Säuren. Die
Verbindungen können
einzeln, als beliebige Gemische untereinander oder im Gemisch mit
weiteren aromatischen und/oder aliphatischen Säuren zum Einsatz kommen.
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Die H-funktionellen Substanzen werden,
bezogen auf die verwendeten Dicarbonsäuren/Dicarbonsäurederivate,
vorzugsweise in einem molaren Überschuss
von 1,01 : 1 bis zu 5 : 1, vorzugsweise 1,03 : 1 bis 2 : 1, eingesetzt,
um Polyesterole mit endständigen
Hydroxylgruppen zu erhalten.
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Als H-funktionelle Substanzen werden
vor allem aliphatische Alkohole, wie Ethylen-, Propylenglykole bzw.
höherkettige
Glykole, Diglykole und/oder Polyole, insbesondere Polyetherpolyole,
Polyesterpolyole bzw. Polyetheresterpolyole, eingesetzt. Diese können einzeln
oder als beliebige Gemische mehrerer Alkohole untereinander oder
auch mit tri- und/oder höherfunktionellen
Alkoholen und/ oder Polyolen, wie z. B. Trimethylolpropan bzw. Glyzerin,
verwendet werden.
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Als H-funktionelle Substanzen können auch
Amine, wie beispielsweise Alkyl- oder Arylamine, oder auch aliphatische
und/oder aromatische Verbindungen, die mehrere Aminogruppen enthalten,
wie beispielsweise Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin
und Tetraethylenpentamin, eingesetzt werden.
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Besonders bevorzugt werden Glykole,
Glyzerin, Trimethylolpropan und/oder Pentaerythrit.
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Die Reaktion wird üblicherweise
unter Zusatz der für
die Veresterung üblichen
metallorganischen Katalysatoren beschleunigt. Als katalytisch wirksame
Substanzen bei der Kondensationsreaktion werden bevorzugt Titan-
und/oder Zinnverbindungen, vorzugsweise Tetrabutylorthotitanat,
Triisopropyltitanat, Zinn-II-isooctoat, Dibutylzinndilaurat und
Dibutylzinndioxid sowie deren Gemische, eingesetzt. Verwendet werden
ebenfalls Zirkonium-, Hafnium- und Erdalkaliverbindungen.
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Die Menge des zugesetzten Veresterungskatalysators
beträgt
nach dem Stand der Technik üblicherweise
0,1 bis 100 ppm, insbesondere 1 bis 50 ppm, jeweils bezogen auf
das fertige Polyesterol. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können höhere Katalysatorkonzentrationen
eingesetzt werden, was die Reaktion beschleunigt und die Reaktionszyklen
verkürzt.
Vorteilhafterweise werden erfindungsgemäß bis zu 1000 ppm, besonders
bevorzugt 10 bis 1000 ppm Katalysator verwendet.
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Die Reaktivität des Polyesterols gegenüber Isocyanaten
wird erfindungsgemäß dadurch
verringert, dass das Reaktionsgemisch vor, während und/oder nach der Umsetzung
in Kontakt mit Adsorbentien gebracht und filtriert wird.
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Als Adsorbentien können alle
hierfür
bekannten Stoffe eingesetzt werden. In Frage kommen beispielsweise
Aktivkohle, Siliziumoxid, Kieselgur und Diatomenerden, Aluminiumoxid,
Magnesiumoxid, Ionenaustauscherharze und weitere Substanzen, wie
sie beispielsweise in Ullmanns Enzyklopädie, Electronic Release 2000,
beschrieben werden.
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Vorzugsweise eingesetzt werden Aktivkohle,
vorteilhafterweise in einer Korngröße von < 100 μm, Kieselgur und kolloidales
Magnesiumsilikat (Ambosol®).
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Die Adsorbentien werden vorzugsweise
in einer Menge von mindestens 0,1 Gew.-%, insbesondere von 0,1 bis
2 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Reaktionsgemisches,
verwendet.
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Die Adsorbentien können dem
Reaktionsgemisch vor, während
und/oder nach der Umsetzung zugegeben werden.
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In einer vorteilhaften Verfahrensvariante
werden sie gleich mit Dosierung der Rohstoffe zugegeben. Dies hat
den Vorteil, dass die Einwirk- oder Kontaktzeit der Adsorbentien
reduziert werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Verfahrensvariante
werden die Adsorbentien während
der Veresterung zugegeben. Vorzugsweise erfolgt dies in der Abkühlphase.
Dies hat den Vorteil, dass die Adsorption des Katalysators erst
erfolgt, wenn die Veresterungsreaktion abgeschlossen oder nahezu
abgeschlossen ist.
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In einer dritten vorteilhaften Verfahrensvariante
werden die Adsorbentien nach der Veresterung zugegeben. Dies kann
beispielsweise in einem externen Rührbehälter erfolgen, sodass der Polyesterreaktor
nicht mit Adsorbenz kontaminiert werden muss.
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In allen Verfahrensvarianten ist
anschließend
eine Filtration des Rohpolyesterols zur Abtrennung der Adsorbentien
erforderlich. Diese erfolgt vorteilhafterweise nach Beendigung der
Veresterungsreaktion, z. B. während
das fertige Produkt in einen Lager- oder Transportbehälter gepumpt wird.
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In einer Verfahrensvariante können die
Adsorption und die Filtration in einem Verfahrensschritt erfolgen,
wenn die Filtration über
einen Tiefenfilter mit einem positiven Zeta-Potential erfolgt.
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Als Tiefenfilter kommen in Frage
Tiefenfilter mit einem positiven Zeta-Potential, wie z. B. Filtermodule auf
Basis Cellulose mit Zusätzen
von Kieselgur, Perliten, synthetischen Polymeren (modifiziertes
Nylon, Polyvinylpyridin) und ggf. Aktivkohle. Solche Filter werden
beispielsweise von der Fa. Seitz (K- und T-Serien) und der Firma
Hayward (LOFDISC-Filtermodule) hergestellt.
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Solche Tiefenfilter können vorteilhafterweise
auch für
die Filtrationsstufe in den weiter oben beschriebenen Verfahrensvarianten,
in denen vor oder während
der Veresterung Adsorbentien zugegeben werden, eingesetzt werden.
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Die Filtration der Adsorbentien kann
aber auch über
alle anderen gängigen
Filtertypen, wie beispielsweise Gewebefilter, Vliesstoffe und Membranfilter,
vorgenommen werden. Gegebenenfalls können entsprechende Filterhilfsmittel,
wie Cellulose, Silika und vergleichbare Verbindungen, zugesetzt
werden.
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Durch das erfindungsgemäße Inkontaktbringen
mit Adsorbentien kann die Reaktivität der hergestellten Polyesterole
um bis zu 60 % verringert werden. Überraschenderweise wird der
Metallgehalt der Polyesterole um etwa 25 bis zu 99 % reduziert.
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Die Senkung des Metallgehaltes von
Polyesterolen wird gemessen mit der Methode der Atomadsorptionsspektroskopie.
Die Messung kann beispielsweise mit dem ICP-AAS (inductively coupled
plasma atomic absorption spectroscopy) Vistapro der Fa. Varian erfolgen.
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Die erfindungsgemäß hergestellten Polyesterole
können
außerdem
bei Bedarf einer üblichen
Nachbehandlung unterzogen werden.
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Die erfindungsgemäß hergestellten Polyesterole
weisen eine niedrigere Reaktivität
als die auf übliche Art
und Weise hergestellten auf. Es ist somit möglich, bei einer gleichbleibenden
Reaktivität
den Gehalt an Veresterungskatalysator zu erhöhen, was zu kürzeren Chargenlaufzeiten
führt und
somit zu einer verbesserten Ökonomie
des Polyesterolherstellungverfahrens. Bei gleicher Katalysemenge
weisen die erfindungsgemäß hergestellten
Polyesterole eine geringere Reaktivität auf, was dem Verarbeiter
mehr Spielraum zum Einstellen der optimalen Verfahrensparameter
ermöglicht
und somit zu einer besseren Produktqualität führt.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung
ist, dass der Gehalt an Katalysatorrückständen im Polyesterol vermindert
wird. Katalysatorreste führen
in einer hohen Konzentration zu einer unerwünschten Trübung. Durch Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens
können
diese Partikel entfernt und ein klares Polyesterol erhalten werden.
Es werden durch Senkung des Gehaltes an titanhaltigen Katalysatoren
eine Gelbverfärbung
des Polyesterols vermieden bzw. durch Senkung des Gehaltes an Sn-Katalysatoren
gesundheitlichen Risiken vorgebeugt.
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Die erfindungsgemäßen Polyesterole eignen sich
hervorragend zur Herstellung von hochwertigen PUR-Materialien, insbesondere
thermoplastischen PUR, offenzelligen Elastomeren (Cellasto) sowie
Gießelastomeren.
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Die Erfindung wird in den nachfolgenden
Ausführungsbeispielen
näher erläutert, ohne
damit eine Einschränkung
vorzunehmen.
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Es wurden folgende Adsorbentien und
Filter eingesetzt:
| Aktivkohle: | Korngrösse < 100 μm (90 Gew.-%), < 30 μm (50 Gew.-%) |
| Kieselgur: | gereinigt
und geglüht
(Bestellnr.: 1.079.10.100) |
| Ambosol®: | kolloidales
Magnesiumsilikat, Fa. Clariant, |
| Tiefenfiltermaterial: | |
| | Es
wurden Tiefenfilter (Fa. Seitz) aus einem Zellulosefaserhaufwerk,
eingearbeitetem Kieselgur und zudosierten Ladungsträgern zur
Einstellung eines positiven Zeta-Potentials auf der Filteroberfläche eingesetzt.
Insbesondere wurden die Filtertypen KS50, K100 und T120 verwendet. |
| Papierfilter: | Filterpapier,
technische Sorte, Fa. Merck (Bestellnr.: 5158063) |
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Reaktivitätstest:
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Es wird die Reaktivitätszahl (RN – reactivity
number), ermittelt aus der durchschnittlichen Steigung der Temperatur-Zeit-Kurve
der Urethanreaktion bis 95°C
in K/s, bestimmt.
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Dafür wird eine Rezeptur eingesetzt,
bestehend aus:
11222/OH-Zahl g (0,1 mol) des zu testenden Polyesterols,
20
g (0,22 mol) Butandiol-1,4 und
80,1 g (0,32 mol) 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat.
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Die Bestimmung beruht auf der Umsetzung
des Polyesterols in Gegenwart von Kettenverlängerer mit Diisocyanat gemäß vorstehender
Rezeptur und Verfolgung der Reaktionstemperatur der Urethanbildungsreaktion über die
Zeit bis zum Erreichen einer Reaktionstemperatur von 95°C. Hierzu
werden die auf 60°C
temperierten Komponenten (A-Komponente: Polyesterol und 1,4-Butandiol,
B-Komponente: Diphenylmethandiisocyanat) bei 60°C miteinander vermischt (Startpunkt
der Reaktion) und die Zeit Δt
bis zu einem Erreichen von 95°C
gemessen. RN ist wie folgt definiert: RN=ΔT/Δt = (368
K – 333
K)/(Δt)
= 35 K/Δt
[K/s], worin Δt die Zeitdauer
vom Startpunkt der Reaktion bis zum Erreichen von 95°C ist. Ein
Polyesterol ist umso weniger reaktiv, je kleiner RN ist.
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Beispiel 1
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Herstellung
des Polyesterols
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57,31 kg Adipinsäure (ADS) und 39,23 kg Butandiol-1,4
(B14) wurden in einem Rührkesselreaktor
auf 240°C
unter Rühren
erhitzt. Das entstandene Reaktionswasser wurde über eine Kolonne von Glykolen
getrennt und abdestilliert. Bei einer Säurezahl (SZ) zwischen 10 und
20 mg KOH/g wurde der Druck auf ca. 50 mbar verringert. Vor der
Druckverminderung erfolgte die Zugabe des Katalysators Titantetrabutylat
(TTB). Der Reaktionsfortschritt der Veresterungsreaktion wurde durch
periodische Bestimmung der SZ verfolgt. Nach Erreichen einer SZ < 1 wurde des Molekulargewicht
des Polyesterols durch eine Messung der OH-Zahl bestimmt. Das Polyesterol
wurde auf eine OH-Zahl von 44,5 mg KOH/g eingestellt (durch Zugabe
von B14 oder ADS möglich).
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Es wurde wie beschrieben ein Polyesterol
mit 1000 ppm TTB hergestellt. Der mittels ICP-AAS gemessene Wert
betrug 147 ppm Ti. Die Chargenlaufzeit bis zu einer Säurezahl
(SZ) von 1 mg KOH/g (oder weniger) betrug 5,5 h, die Reaktivität des Polyesterols
(RN) 1,13 K/s.
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1 kg Polyesterol wurde bei 100°C und einem
Druck von 3 bis 5 bar in einem temperierten Labordruckfiltergehäuse über verschiedene
Tiefenfilter der Firma Seitz filtriert (siehe Tabelle 1). Die Titangehalte
nach der Tiefenfiltration wurden mittels ICP-AAS bestimmt. Nach
der Tiefenfiltration konnte der Titangehalt der Probe um bis zu
80% verringert werden. Die Reaktivität, ausgedrückt durch den Temperaturanstieg
pro Zeit, verringerte sich von 1,13 K/s auf bis zu 0,43 K/s.
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KS50, K100 und T120: Tiefenfilter
der Fa. Seitz.
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Beispiel 2
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Es wurden verschiedene Polyesterole
gemäß Beispiel
1 mit unterschiedlich hohem Katalysatorgehalt und einer OH-Zahl
von 46 mg KOH/g hergestellt. Die Zeit der Umsetzung von ADS und
B14 bei 240°C
bis zur Erreichung einer Säurezahl
(SZ) von 1 mg KOH/g (oder niedriger) wurde gemessen (Laufzeit).
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1 kg der so hergestellten Polyesterole
wurde in einem temperierten Labordruckfiltergehäuse bei einer Temperatur von
100°C und
einem Druck von 3 bis 5 bar über
einen Tiefenfilter filtriert.
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Es ist ersichtlich, dass bei gleicher
zugegebener Katalysatormenge und Chargenlaufzeit die filtrierten Proben
eine niedrigere Reaktivität
aufwiesen.
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Beispiel 3
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Es wurden verschiedene Polyesterole
gemäß Beispiel
1 mit unterschiedlich hohem Katalysatorgehalt und einer OH-Zahl
von 45 mg KOH/g hergestellt. Die Zeit der Umsetzung von ADS und
B14 bei 240°C
bis zur Erreichung einer Säurezahl
(SZ) von 1 mg KOH/g (oder niedriger) wurde gemessen (Laufzeit).
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Die so hergestellten Polyesterole
wurden bei einer Temperatur von 100°C und einem Druck von 3 bis 5
bar über
einen Tiefenfilter filtriert.
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Es ist ersichtlich, dass infolge
der Filtration ein höherer
Katalysatorgehalt eingesetzt werden kann, um eine vergleichbar niedrige
Reaktivität
zu erzielen, die ansonsten nur mit einer geringeren Katalysemenge
erreichbar wäre.
Der Einsatz einer höheren
Katalysatormenge ermöglicht
das Erreichen kürzerer
Chargenlaufzeiten und führt
somit zu einer verbesserten Ökonomie
des Verfahrens.
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Beispiel 4
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Ein Polyesterol mit der in Beispiel
1 beschriebenen Rohstoffzusammensetzung, katalysiert mit 75 ppm TTB,
wurde a) über
verschiedene Filtermaterialien filtriert und b) mit verschiedenen
Adsorbentien versetzt (jeweils 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
des hergestellten Polyesterols), 5 h bei 80°C gerührt und nachfolgend über verschiedene
Filter filtriert (siehe Tabelle 4).
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Erfolgt die Filtration nur über einen
Papierfilter, ohne vorherige Zugabe von Adsorbentien, konnte weder
eine Reduzierung der Reaktivität
noch eine Absenkung der Metallgehalte erreicht werden. Durch Zusatz von
Adsorbentien vor der Filtration konnte die Reaktivität hingegen
weiter gesenkt werden.
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Beispiel 5
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Ein Polyesterol mit der in Beispiel
1 beschriebenen Rohstoffzu sammensetzung, katalysiert mit 50 ppm Dibutylzinndilaurat
(DBTL) wurde a) über
verschiedene Filtermaterialien filtriert und b) mit verschiedenen
Adsorbentien versetzt (jeweils 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
des hergestellten Polyesterols), 5 h bei 80°C gerührt und nachfolgend über verschiedene
Filter filtriert (Tabelle 5)
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Erfolgt die Filtration nur über einen
Papierfilter, ohne vorherige Zugabe von Adsorbentien, konnte weder
eine Reduzierung der Reaktivität
noch eine Absenkung der Metallgehalte erreicht werden. Durch Zusatz von
Adsorbentien vor der Filtration konnte die Reaktivität hingegen
weiter gesenkt werden.
