DE1239468B

DE1239468B - Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen enthaltenden Schaumstoffen

Info

Publication number: DE1239468B
Application number: DE1965F0047442
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Simmler; Dr Hans Niederpruem; Dr Manfred Dahm; Dr Heinz-Wolfgang Patzelt
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1965-04-21
Filing date: 1965-10-16
Publication date: 1967-04-27
Also published as: GB1090589A; DK116319B; AT267192B; BE679784A; NL6605363A; CH470439A; NL155034B; DE1229290B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C08g

Deutsche Kl.: 39 b-

C08g !8-14

Nummer: 1239 468

Aktenzeichen: F 47442IV c/39 b

Anmeldetag: 16. Oktober 1965

Auslegetag: 27. April 1967

Es ist bekannt, Urethangruppen enthaltende Schaumstoffe aus Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen, Polyisocyanaten und Treibmitteln in Gegenwart von weiteren Hilfsstoffen herzustellen. Zu den Hilfsstoffen zählen unter anderem tertiäre Amine, die die bei der Schaumstoffbildung ablaufenden Reaktionen beschleunigen. Als besonders geeignet erwies sich das Triäthylendiamin, das die bei der Schaumstoffbildung ablaufenden Reaktionen stark katalytisch beeinflußt. Überraschenderweise wurde nun festgestellt, daß silamodifizierte tertiäre Amine einen außerordentlich hohen katalytischen Einfluß auf die bei der Herstellung eier Schaumstoffe ablaufenden Reaktionen ausüben, die die katalytische Wirksamkeit der bisher bekannten tertiären Amine und auch die des Triäthylendiamins übertrifft.

Es wurde bereits ein Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen enthaltenden Schaumstoffen aus höhermolekularen Polyhydroxyverbindungen, Polyisocyanaten und Wasser bzw. anderen Treib-Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen
enthaltenden Schaumstoffen

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,

Leverkusen

Als Erfinder benannt:

Dr. Walter Simmler, Köln-Mülheim;

Dr. Hans Niederprüm, Monheim;

Dr. Manfred Dahm,

Dr. Heinz-Wolfgang Patzelt, Leverkusen

mitteln in Gegenwart von tertiären Aminen als Katalysatoren vorgeschlagen, wobei silamodifizierte terao tiäre Amine mit der Gruppierung

Si-CH₂-N'

verwendet werden, in der R' und R'^leicheoderverschiedene niedere Alkylreste mit 1 bis 8 C-Atomen bedeuten sowiedasSi-AtomTeileineshöchstenstetrameren Polysiloxans ist, oder R' die obige Bedeutung hat und R" einen esterartig mit dem Si-Atom unter Ringschluß verbundenen Alkylrest bedeutet (Patentanmeldung F45863 IVc/39b [vgl. deutsche Auslegeschrift 1229 290]).

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen enthaltenden Schaumstoffen aus höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen, Polyisocyanaten und Wasser bzw. anderen Treibmitteln in Gegenwart von silamodifizierten tertiären Aminen mit der Gruppierung

-Si-CH₁-N

das dadurch gekennzeichnet ist, daß als silamodifizierte tertiäre Amine solche verwendet werden, in denen R' und R" gleich oder verschieden sein können und Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl- und/oder Aralkylreste bedeuten, bzw. gemeinsam Glieder eines cyclo- oder heteroeycloaliphatischen Restes sind, oder, bei obiger Bedeutung von R' der Rest R" einen Hydroxy- oder Aminoalkylrest darstellt, der über die OH- bzw. NHj-Gruppe mit dem Si-Atom in Form eines Kieselsäureesters oder -amids verknüpft ist und das Si-Atom Teil eines niederen Polysiloxans bzw. eines Kieselsäureesters oder -amids ist, wobei die silamodifizierten tertiären Amine nach Patentanmeldung F 45863 IVc/ b ausgenommen sind.

709*77/34«

3 4

Beispiele solcher erfindungsgemäß zu verwendenden silamodifizierten, tertiären Amine sind:

l-Athoxy-Z/Wimethyl^-silamorpholin,

l-tert.-Butoxy^^dimethyl-l-silamorpholin,

Di-[2,4-dimethyl-l-oxa-2-sila-4-azacydohexafiyK2)}-äther,

(I) R'" (Π) R'" (ΠΙ) R'"

= -C₁H₅

= -C(CHJ₃

= — Si(CH₃)CH₄ - N(CH₃) — CH, — CH₂ — O

(TV)	R'
	R"
	R'"
(V)	R'
	R"

Diäthylaminomethyldimethyläthoxysilan, Diäthylaminomethyldimethyltert.butoxysilan, Diallylaminomethyldimethyläthoxysilan, Morphotinyl-(l)-inethyldimethylmorpholinosüan,

CH₃

R'"— Si — CH₁- N

CH,

,R' R"

R'" = —

C₂H₅ C₂H₅ O — C₂H.

C₂H₅ C₂H₅ O — C(CH₃),

(VI) R'

R" = R'"

(VII) R', R" = R'" =

— CHj — CH — CH2
-CH₁-CH = CH₂

— O — C₂H₅

— CH₂ — CH₂ — O — CH₂ — CH₂
-N-CH₂-CH₂-O

CH₂-CH₂

13-Bis-[morpholinyl-(l)-methyl]-tetramethyldisiloxan, l,3-Bis-[piperidinyl-(l)-methyl]-tetramethyldisiloxan, l,3-Bis-[pyrrolidinyl-(l)-methyl]-tetramethyldisiloxan, l,3-Bis-[diallylarninomethyl]-tetrarnethyldisiloxan

CH.

Si-CH₁-N

ι \

CH₃

R'

(VIII) R', R" = (IX) R', R" = (X) R', R" = (XI) R' R" CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-CH, — CH₁ — CH₁ — CH₁ — CH₁ -

- CH₁ — CH₁ — CH₁ — CH₁ — CH₁-CH = CH₁-

-CH₁-CH = CH₁- (VUI) (IX)

oder

l,2,2,4-Tetramethyl-2-silapiperazin CH,

O ,CH₃ \ Si_n

' CH₃ (XH)

CH₃

Die Reste cycloaliphatischer Amine erweisen sich als gut wirksame Substituenten am Kohlenstoffatom der /8-Silaäthylreste des Katalysatormoleküls, jedoch nur, wenn die übrigen Substituenten der erfindungsgemäßen Definition genügen. So sind Trialkylsilylmethylreste am Stickstoff von Cyclo- oder Heterocycloaliphaten unwirksam, ein Befund, der sich mit dem in der Patentanmeldung F 45863 IVc/39b (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 229 290) deckt, daP Tnäthylsilylmethylreste am Stickstoff von offenen aliphatischen Aminen ebenfalls unwirksame Substanzen ergeben.

Die erfindungsgemäb verwendeten Verbindungen wirken als Katalysatoren bei der Herstellung von Urethangruppen enthaltenden Schaumstoffen. Zur Herstellung der Urethangruppen enthaltenden Schaumstoffe können in üblicher Weise höhermolekulare Polyhydroxyverbindungen, wie Polyester oder Polyäther, und aliphatische, araliphatische oder aromatische Polyisocyanate verwendet werden. Die erfindungsgemäß zu verwendenden silamodifizierten tertiären Amine werden bei der Schaumstoffherstellung allein oder im Gemisch mit anderen tertiären Aminen und/oder Organometallverbindungen, wie sie in der deutschen Patentschrift 958 774, in der deutschen Auslegeschrift 1 028 773 oder in der belgischen Patentschrift 584 546 beschrieben sind, als Katalysatoren verwendet.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Katalysatoren können den schaumfähigen Reaktionsgemischen je nach deren Reaktionsfähigkeit in den verschiedensten Mengen zugesetzt werden. Ublicherweise wird man mit Mengen von 0,01 bis 5°/₀ und bevorzugt mit Mengen von 0,03 bis 2°/„, bezogen auf die Polyhydroxylverbindung, arbeiten.

Die Schaumstoffherstellung selbst erfolgt nach dem bekannten Verfahren bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur durch einfaches Mischen der Polyisocyanate mit den höhermolekularen Polyhydroxyverbindungen, wobei Wasser bzw. Treibmittel, Emulgatoren, Schaumstoffstabilisatoren und andere Hilfsstoffe, wie Katalysatoren, mitverwendet »5 werden.

Beispiele 1 bis 12

100 Gewichtsteile eines schwachverzweigten PoIypropylenglykols (Anlagerungsprodukt von Propylenoxyd an Trimethylolpropan, mittleres Molekulargewicht 2500, Hydroxylzahl 56) werden mit 38,0 Gewichtsteilen Toluylendiisocyanat (80% 2,4- und 20°/₀ 2,6-Isomeres), 3,0 Gewichtsteilen Wasser sowie den in der Tabelle I angegebenen Mengen an wasserlöslichem Organopolysiloxanpolyalkylenglykoläther, Zinn(ll)-octoat und silamodifiziertem tertiärem Amin katalysator innig miteinander verrührt und das erhaltene flüssige Reaktionsgemisch in Formen gefüllt oder auf das Förderband einer Verschäumungsmaschine gegeben. Nach den in der Tabelle I angegebenen Startzeiten beginnt die Schaumbildung, die nach den dort ebenfalls angegebenen Steigzeiten beendet ist. In jedem Falle entstehen Schaumstoffe mit sehr guten physikalischen Eigenschaften.

Tabelle I

	Wasserlöslicher	Zinn(H)-oc:oat	•	Gewichtsteile	Katalysator	Menge	Schaumstoff	Steigzeit
	Organopolysiloxanpoly-	0,3		Gewichtsteile		Sekunden
Beispiel	alkylenglykolpolyäther	0.25	Formel	0,3	Startzeit	60
	Gewichtsteile	0,3		0,4	Sekunden	70
1	1,0	0.3	I	0,3	18	55
2	1,0	0.35	II	0,2	22	62
3	1.0	0.35	III	0,25	19	70
4	1,0	0,3	IV	0,5	25	65
5	1,0	0,3	V	0,7	25	60
6	1.5	0,2	VI	0,7	22	I ⁶⁵
7	1.0	0.25	VII	0,3	20	! 50
8	1,0	0.3	VIII	0,075	22	! 70
9	1,0	0,3	IX	0,3	20	65
10	1,0	X	0,3	30	I 70
11	1,0	XI	28
12	1.0	XII	25

Beispiele 13 bis

Die in der Tabelle II aufgeführten Komponenten füllt oder auf das Transportband einer Verschäu-(Gewichtsteile) werden innig miteinander vermischt mungsmaschine gegeben. Nach Ablauf der angegebenen und das erhaltene Reaktionsgemisch in Formen ge- Startzeiten beginnt die Schaumbildung, die nach den

ebenfalls angegebenen Steigzeiten beendet ist. In jedem Falle entstehen weiche Schaumstoffe mit sehr guten physikalischen Eigenschaften. Der Polyester ist das Kondensationsprodukt aus Adipinsäure, Diäthylenglykol und Trimethylolpropan (mittleres Molekulargewicht 2000, OH-Zahl 60).

Tabelle II

13

Beispiele 14 I 15

16

Polyester

Natriumricinusölsulfat (50°/₀ Wssser)

Oxäthyliertes Diphenylderivat

Katalysator der Formel II

Katalysator der Formel V

Katalysator der Formel IX

Katalysator der Formel X

Paraffinöl

Wasser

Toluylendiisocyanat (65% 2,4-und 35% 2,6-Isomeres)

Startzeit, Sekunden

Steigzeit, Sekunden

100
3,0
1,0 1,0

0,2
1,5

40

10

72

100

3,0
1,0

0,85

0,2
1,5

40

10

68

100
1,6

0,8

2,2 40
10
60

100
2,5
1,0

0,25

0,2

1,75

40

10

70

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen enthaltenden Schaumstoffen aus höhermolekularen Polyhydroxyverbindungen, Polyisocyanaten und Wasser bzw. anderen Treibmitteln in Gegenwart von silamodifizierten tertiären Aminen mit der Gruppierung

-Si-CH₁-N

R'

dadurch gekennzeichnet, daß als silamodifizierte tertiäre Amine solche verwendet as werden, in denen R' und R" gleich oder verschieden sein können und Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl- und/oder Aralkylreste bedeuten, bzw. gemeinsam Glieder eines cyclo- oder heterocycloaliphatischen Restes sind, oder, bei obiger Bedeutung von R' der Rest R" einen Hydroxy- oder Aminoalkylrest darstellt, der über die OH- bzw. NHj-Gruppe mit dem Si-Atom in Form eines Kieselsäureesters oder -amids verknüpft ist und das Si-Atom Teil eines niederen Polysiloxans bzw. eines Kieselsäureesters oder -amids ist, wobei die silamodifizierten tertiären Amine nach Patentanmeldung F 45863 IVc/39b (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 229 290) ausgenommen sind.

1M577/3W 4.Π

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