DE1545121C - Process for the production of polyurethanes or polyurethane foams - Google Patents

Process for the production of polyurethanes or polyurethane foams

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DE1545121C
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Germany
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polyurethanes
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polyurethane foams
organic
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German (de)
Inventor
Robert Miller Haworth N.J.; Backer Frank Albany N.Y.; Larson John Robert Wood Dale 111.; Lusskin (V.St.A.)
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Universal Oil Products Co
Original Assignee
Universal Oil Products Co
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1 21 2

Die deutsche Patentschrift 1033 891 beschreibt säure, Fumarsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Hexaein Verfahren zur Herstellung schwer brennbarer hydrophthalsäure sowie deren Anhydride. Beispielsstarrer Schaumstoffe aus gesättigten Polyestern und weise können je Mol der Polyhalogenpolyhydroaromatischen Diisocyanaten, bei dem man einen methanonaphthalindicarbonsäure 2 Mol der anderen flüssigen Polymischester aus Hexachlorendomethylen- 5 Dicarbonsäure eingesetzt werden. Durch Mitvertetrahydrophthalsäure, einer aliphatischen Dicarbon- Wendung solcher anderer Dicarbonsäuren erreicht säure mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen und einem man noch eine verbesserte Hitzefestigkeit, Wider-Triol mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen mit einer Säure- Standsfähigkeit gegen Entflammung und Farbbezahl zwischen 25 und 60 mit einem aromatischen ständigkeit.The German patent specification 1033 891 describes acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid, hexaein Process for the production of flame-retardant hydrophthalic acid and its anhydrides. Example rigid Foams made from saturated polyesters and wise can per mole of the polyhalo-polyhydroaromatic Diisocyanates in which one methanonaphthalenedicarboxylic acid is 2 moles of the other liquid polyesters of hexachloroendomethylene 5 dicarboxylic acid can be used. By Mitvertetrahydrophthalic acid, an aliphatic dicarboxylic expression of such other dicarboxylic acids achieves acid with 5 to 10 carbon atoms and one still has an improved heat resistance, cons-triol with 5 to 10 carbon atoms with an acid resistance to inflammation and color number between 25 and 60 with an aromatic persistence.

Diisocyanat in einem Verhältnis umsetzt, daß der io Als organische Polyhydroxyverbindungen können Schaumstoff mindestens 12 Gewichtsprozent Chlor aliphatische oder aromatische eingesetzt werden, wie enthält. Die so gewonnenen Schaumstoffe besitzen beispielsweise Glykol, Hydrochinon,. Brenzkatechin jedoch eine, relativ dunkle Farbe und zeigen uner- oder Bisphenol, wobei solche Mengen der organischen wünschte Alterungserscheinungen, die sich in Form Polyhydroxyverbindungen eingesetzt werden, daß die eines Nachdunkeins und Brüchigwerdens der Ober- 15 Hydroxylgruppen in einem stöchiömetrischen Oberfläche äußern. Außerdem beschreibt die USA.-Patent- " schuß gegenüber den Carboxylgruppen der Säuren schrift 3105 087 die Herstellung von Polyestern mit oder deren Anhydriden vorliegen. Die Umsetzungsfeuerhemmenden Eigenschaften durch Umsetzung bedingungen der organischen Polyhydroxyverbineiner Polyhalogenpolyhydromethanonaphthalindicar- dung mit der Polyhalogenpolyhydromethanonaphthabonsäure oder ihres Anhydrids mit zwei- oder mehr- 20 lindicarbonsäure und gegebenenfalls einer anderen wertigen organischen Hydroxyverbindungen. Diese Dicarbonsäure liegen in üblichen Bereichen, wobei Polyester werden aber nach dem bekannten Verfahren gewöhnlich Reaktionstemperaturen im Bereich von nicht zu Polyurethanen weiterverarbeitet. 50 bis 300? C angewendet werden.Diisocyanate converts in a ratio that the io As organic polyhydroxy compounds can Foam at least 12 percent by weight chlorine aliphatic or aromatic can be used, such as contains. The foams obtained in this way have, for example, glycol, hydroquinone. Catechol however, a relatively dark color and show un- or bisphenol, being such amounts of the organic desired signs of aging, which are used in the form of polyhydroxy compounds that the darkening and brittleness of the upper hydroxyl groups in a stoichiometric surface to express. In addition, the USA. Patent describes "shot against the carboxyl groups of the acids writing 3105 087 the production of polyesters with or their anhydrides are present. The implementation fire retardant Properties through implementation conditions of the organic polyhydroxy compounds Polyhalo-polyhydromethanonaphthalenedicar- ding with polyhalo-polyhydromethanonaphthabonic acid or its anhydride with di- or more-lindicarboxylic acid and optionally another valuable organic hydroxy compounds. These dicarboxylic acids are in the usual ranges, where However, polyesters are usually reaction temperatures in the range of not further processed into polyurethanes. 50 to 300? C.

Aufgabe der Erfindung war es, die Nachteile der Als organische Diisocyanate können beispielsweiseThe object of the invention was to overcome the disadvantages of the organic diisocyanates as can, for example

bekannten Polyurethane und Polyurethanschaum- 25 Toluylendiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat oderknown polyurethanes and polyurethane foam 25 toluene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate or

stoffe zu vermeiden und feuerhemmende und alterungs- Polymethylenpolyphenyldiisocyanat benutzt werden,avoid substances and use fire retardant and aging polymethylene polyphenyl diisocyanate,

beständige, insbesondere farbbeständige Polyurethane Die Schaumstoffe gewinnt man durch Zugabe einesResistant, especially colourfast, polyurethanes The foams are obtained by adding a

oder Polyurethanschäume zu erhalten. Diese Eigen- Schäumungsmittels zu dem Gemisch des hydroxyl-or polyurethane foams. This own foaming agent to the mixture of the hydroxyl

schaften sind besonders wichtig bei Materialien, die gruppenhaltigen Polyesters und dem organischen Di-properties are particularly important in materials that contain group-containing polyesters and the organic di-

z. B. für Bauwerkverkleidungen, Steckdosen und 30 isocyanat. Beispiele solcher Schäumungsmittel sindz. B. for building cladding, sockets and 30 isocyanate. Examples of such foaming agents are

Aschenbecher sowie für Farben, Lacke, Firnisse oder Wasser, tertiäre Alkohole, wie TertiärbutylalkoholAshtrays and for paints, varnishes, varnishes or water, tertiary alcohols such as tertiary butyl alcohol

sonstige Schutzüberzüge und Filme, die hohen oder Tertiäramylalkohol, Säuren, wie Ameisensäure,other protective coatings and films containing high or tertiary amyl alcohol, acids such as formic acid,

Temperaturen ausgesetzt sein können, verwendet Polymethylolphenole und Harnstoffe, Polycarbon-Exposed to temperatures, uses polymethylolphenols and ureas, polycarbonate

werden. säuren, Monocarbonsäuren und deren Anhydride.will. acids, monocarboxylic acids and their anhydrides.

Erfindungsgemäß erhält man ausgezeichnet alte- 35 Zweckmäßigerweise verwendet man eine solcheAccording to the invention, one obtains excellent old- 35 It is expedient to use one such

rungsbeständige und farbbeständige Produkte, was Menge des hydroxylgruppenhaltigen Polyesters beistable and color-fast products, whatever the amount of hydroxyl-containing polyester

besonders überraschend ist, da man weiß, daß alky- der Umsetzung mit dem organischen Diisocyanat,is particularly surprising because it is known that the reaction with the organic diisocyanate,

lierte Cyclohexane unter der Einwirkung von Luft- daß die Komponente ' der Polyhalogenpolyhydro-lated cyclohexanes under the action of air - that the component 'of the polyhalogen polyhydro-

sauerstoff leicht einer Autoxidation unterliegen. methanonaphthalindicarbonsäure oder vvon deren An-Oxygen is easily subject to auto-oxidation. methanonaphthalenedicarboxylic acid or v of its other

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung 40 hydrid im fertigen Polyurethan 5 bis 50 Gewichts-The invention relates to a method for producing 40 hydride in the finished polyurethane 5 to 50 weight

von Polyurethanen oder Polyurethanschäumen durch . prozent ausmacht.of polyurethanes or polyurethane foams. percent makes up.

Umsetzung eines hydroxylgruppenhaltigen Polyesters Das folgende Beispiel dient der weiteren ErläuterungImplementation of a hydroxyl group-containing polyester The following example serves to explain further

mit einem organischen Diisocyanat, das dadurch ge- der Erfindung,with an organic diisocyanate, which thereby according to the invention,

kennzeichnet ist, daß man einen hydroxylgruppen- Beispielis indicated by a hydroxyl group example

haltigen Polyester verwendet, der durch Umsetzung 45containing polyester, which was obtained by implementation 45

eines Überschusses einer organischen Polyhydroxy- Ein hydroxylgruppenhaltiger Polyester wurde ausan excess of an organic polyhydroxy polyester was made from

verbindung mit einer Polyhalogenpolyhydromethano- einer Mischung von 38,8 g (0,266 MoI) Adipinsäure,compound with a Polyhalogenpolyhydromethano- a mixture of 38.8 g (0.266 MoI) adipic acid,

naphthalindicarbonsäure, gegebenenfalls im Gemisch 57,4 g (0,135 Mol) 5,6,7,8,.9,9-HeXaChIOr-I^jSjMa,-·naphthalenedicarboxylic acid, optionally in a mixture 57.4 g (0.135 mol) 5,6,7,8, .9,9-HeXaChIOr-I ^ jSjMa, - ·

mit einer anderen Dicarbonsäure, oder deren An- 5,8,8 a -octahydro -5,8- methylen- naphthalin -2,3- di-with another dicarboxylic acid, or its an- 5,8,8 a -octahydro -5,8- methylene naphthalene -2,3- di-

hydriden hergestellt worden ist. „5° carbonsäureanhydrid und 69,8 g (0,533 Mol) 1,2,6-He-hydriden has been produced. "5 ° carboxylic anhydride and 69.8 g (0.533 mol) 1,2,6-He-

Die Polyhalogenpolyhydromethanonaphthalindicar- xantriol in einem Dreihals-Alkylierungskolben, derThe Polyhalogenpolyhydromethanonaphthalindicar- xantriol in a three-necked alkylation flask, the

bonsäuren oder deren Anhydride können beispiels- mit einem Rührer, einem Stickstoffeinlaßrohr, einerBonic acids or their anhydrides can, for example, with a stirrer, a nitrogen inlet tube, a

weise durch Diels-Alder-Reaktion eines konjugierten kurzen Säule für Wasserabzug und einem Konden-wise by Diels-Alder reaction of a conjugated short column for water removal and a condenser

aliphatischen Diens mit einer olefinischen Dicarbon-2; sator ausgerüstet war, hergestellt. Die Mischungaliphatic diene with an olefinic dicarbonic 2 ; equipped with a generator. The mixture

säure oder deren Anhydrid und weitere Diels-Alder- 55 wurde ungefähr 3,25 Stunden unter Stickstoff aufacid or its anhydride and additional Diels-Alder 55 was left on for about 3.25 hours under nitrogen

Reaktion des so gewonnenen Reaktionsproduktes mit eine Temperatur von 155 bis 173°C erhitzt. NachReaction of the reaction product obtained in this way is heated to a temperature of 155 to 173 ° C. To

einem konjugierten Halogencyclöalkädien hergestellt Ablauf dieser Zeit hatten sich ungefähr 5 cm3 WasserA conjugated halocyclic alkadiene produced by this time had approximately 5 cm 3 of water

werden. Beispiele für Polyhalogenpolyhydromethano- entwickelt, das entfernt wurde. Der erhaltene PoIy-will. Examples of polyhalopolyhydromethano- developed that has been removed. The obtained poly-

naphthalindicarbonsäuren sind bevorzugt 5,6,7,8,9, ester bestand aus einer gelben, viskosen FlüssigkeitNaphthalenedicarboxylic acids are preferably 5,6,7,8,9; esters consisted of a yellow, viscous liquid

9-^x3^10^1,2,3,4,43,5,8,83-0^1^^-5,8-111611^- 6° und hatte eine Endsäurezahl von 43.9- ^ x3 ^ 10 ^ 1,2,3,4,43,5,8,83-0 ^ 1 ^^ - 5,8-111611 ^ - 6 ° and had a final acid number of 43.

len-naphthalin-2,3-dicarbonsäure, 5,6,7,8,9,9-Hexa- 30 g des hydroxylgruppenhaltigen Polyesters wurdenlen-naphthalene-2,3-dicarboxylic acid, 5,6,7,8,9,9-hexa- 30 g of the hydroxyl-containing polyester

brom-l^^^aAS.Sa-octahydro-S^-methylen-naph- mit 13 g Toluol-2,4-diisocyanat in einem zweitenbrom-l ^^^ aAS.Sa-octahydro-S ^ -methylene-naph- with 13 g of toluene-2,4-diisocyanate in a second

thalin-2,3-dicarbonsäure und deren Anhydride. Kolben vermischt. Nach etwa 5 Minuten wurde diethalin-2,3-dicarboxylic acid and its anhydrides. Flask mixed. After about 5 minutes the

Gegebenenfalls können bei dem erfindungsgemäßen Mischung homogen und entwickelte Wärme, undIf necessary, the mixture according to the invention can be homogeneous and heat developed, and

Verfahren Polyester verwendet werden, zu deren Her- 65 ungefähr 10 Minuten nach der Vermischung begannProcess Polyesters can be used which began to be produced approximately 10 minutes after blending

stellung andere Dicarbonsäuren oder deren Anhydride die Schaumbildung. Die Probe wurde dann 1 Stundeposition other dicarboxylic acids or their anhydrides cause foam formation. The sample was then 1 hour

mitverwendet wurden. Beispiele solcher anderen Di- lang bei einer Temperatur von etwa 95°C gehärtet,were also used. Examples of such other di- long hardened at a temperature of about 95 ° C,

carbonsäuren sind Adipinsäure, Sebacinsäure, Malein- Der erhaltene Polyurethanschaum war eine starre,carboxylic acids are adipic acid, sebacic acid, maleic The resulting polyurethane foam was a rigid,

weiße Masse, die nach Entfernung aus der direkten Berührung mit einer Flamme selbst erlosch.white mass which, when removed from direct contact with a flame, extinguished itself.

VergleichsversuchComparative experiment

Zum Vergleich wurde ein Polyurethanschaum unter Verwendung von 1,4,5,6,7,7-HeXaChIo^iCyCIo-[2,2,l]-5-hepten-2,3-dicarbonsäureanhydrid an Stelle des 5,6,7,8,9,9 - Hexachlor -1,2,3,4,4a,6,8,8 a - octahydro-5,8-methylen-naphthalin-2,3-dicarbonsäureanhydrids nach der oben beschriebenen Arbeitsweise hergestellt. Der erhaltene Schaum war auch starr und erlosch von selbst, wenn er aus der Einwirkung einer direkten Flamme entfernt wurde, aber er war von beträchtlich dunklerer Farbe als der erste Schaum. Ferner wurde der unter Verwendung des chlorierten Acyclischen Anhydrids hergestellte Schaum nach Alterung im direkten Sonnenlicht während zwei Wochen noch dunkler, und gleichzeitig wurde die Oberfläche des Schaums brüchig. Im Gegensatz hierzu zeigte sich bei einer entsprechenden Alterung des nach der Erfindung hergestellten Schaums eine beträchtliche geringere Nachdunkelung.For comparison, a polyurethane foam was prepared using 1,4,5,6,7,7-HeXaChIo ^ iCyClo- [2.2, l] -5-hepten-2,3-dicarboxylic anhydride instead of 5,6,7,8,9,9-hexachloro -1,2,3,4,4a, 6,8,8a-octahydro-5,8-methylene-naphthalene-2,3-dicarboxylic acid anhydride produced according to the procedure described above. The foam obtained was also rigid and self-extinguished when removed from exposure to direct flame, but it was from considerably darker in color than the first foam. Furthermore, using the chlorinated Acyclic anhydride produced foam after aging in direct sunlight for two Weeks even darker, and at the same time the surface of the foam became brittle. In contrast to this end, a corresponding aging of the foam produced according to the invention showed a considerably less darkening.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von Polyurethanen oder Polyurethanschäumen durch Umsetzung eines hydroxylgruppenhaltigen Polyesters mit einem organischenDiisocyanat, dadurch gekennzeichnet, daß man einen hydroxylgruppenhaltigen Polyester verwendet, der durch Umsetzung eines Überschusses einer organischen Polyhydroxyverbindung mit einer Polyhalogenpolyhydromethanonaphthalindicarbonsäure, gegebenenfalls im Gemisch mit einer anderen Dicarbonsäure, oder deren Anhydriden hergestellt worden ist.Process for the production of polyurethanes or polyurethane foams by reacting a hydroxyl-containing polyester with a organic diisocyanate, characterized in that that one uses a hydroxyl-containing polyester, which by reacting an excess of an organic Polyhydroxy compound with a polyhalogen polyhydromethanonaphthalenedicarboxylic acid, optionally prepared as a mixture with another dicarboxylic acid or its anhydrides has been.

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