DE1921952C3 - Process for the production of optionally foamed polyurethanes - Google Patents

Process for the production of optionally foamed polyurethanes

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DE1921952C3 DE19691921952 DE1921952A DE1921952C3 DE 1921952 C3 DE1921952 C3 DE 1921952C3 DE 19691921952 DE19691921952 DE 19691921952 DE 1921952 A DE1921952 A DE 1921952A DE 1921952 C3 DE1921952 C3 DE 1921952C3
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O = V(OR)3 O = V (OR) 3

oderor

(ROj2-V-r-O—V-OR (ROj 2 -VrO-V-OR

Q-V(OR)2 QV (OR) 2

verwendet, in denen die Reste R verzweigte oder unverzweigte Alkylreste mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls durch ein Sauerstoffatom zwischen zwei Kohlenstoffatomen unterbrochen sind, oder Cyclohexyl- oder Phenylreste bedeuten und η eine Zahl zwischen 0,2 und 10 ist.used in which the radicals R are branched or unbranched alkyl radicals with 1 to 5 carbon atoms, which are optionally interrupted by an oxygen atom between two carbon atoms, or cyclohexyl or phenyl radicals and η is a number between 0.2 and 10.

3030th

Es ist bekannt. Polyurethane durch Umsetzung von Polyolen mit Polyisocyanaten nach dem Isocyanat-Polyadditionsverfahren herzustellen. Als Polyole sind beispielsweise folgende Substanzen geeignet: Polyäther, Polythioether, Polyester, Polyesteramide und Polyacetale. Als Polyisocyanate können die meisten der heute bekannten Typen, vorzugsweise Di- und Triisocyanate, eingesetzt werden.It is known. Polyurethanes by reacting polyols with polyisocyanates using the isocyanate polyaddition process to manufacture. The following substances, for example, are suitable as polyols: polyethers, Polythioethers, polyesters, polyesteramides and polyacetals. As polyisocyanates, most of today's can known types, preferably di- and triisocyanates, are used.

Für die Polyaddition kommt entweder das sogenannte »One-Shot-Verfahren« oder das »Prepolymer-Verfahren« zur Anwendung.Either the so-called "one-shot process" or the "prepolymer process" is used for the polyaddition to use.

Es ist auch bereits bekannt, die Reaktion der Isocyanatgruppen mit den aktiven Η-Atomen der Polyole durch Katalysatoren zu beschleunigen. So ist bereits seit langem die katalytische Wirkung von tertiären Aminen bekannt. Außer den tertiären Aminen finden auch organische Metallverbindungen, wie beispielsweise Zinn(ll)-octoat und Di-n-butylzinn-dilaurai, als Katalysatoren Verwendung. Auch ist eine diesbezügliehe katalytische Wirkung von organischen Metallverbindungen bekannt, welche außer einer alkoholischen Bindung des Metalls zu den organischen Resten noch eine koordinative Bindung enthalten. Derartige Chclatverbindungen sind beispielsweise die Acetylacctonate von Zirkonium, Vanadium und Titan.It is also already known, the reaction of the isocyanate groups with the active Η atoms of the Accelerate polyols with catalysts. The catalytic effect of tertiary amines known. In addition to the tertiary amines, there are also organic metal compounds such as Tin (ll) octoate and di-n-butyltin dilaurai, use as catalysts. There is also one related to this catalytic effect of organic metal compounds known, which apart from an alcoholic Bond of the metal to the organic radicals still contain a coordinative bond. Such chclate compounds are for example the acetylacctonates of zirconium, vanadium and titanium.

Alle diese bekannten Katalysatoren weisen jedoch noch Nachteile auf. So ist beispielsweise bei vielen Katalysatoren die aktivierende Wirkung ungenügend. Acetylacetonate sind in manchen Reaktionssystemen ho nicht oder nur ungenügend löslich, so daß eine katalytische Wirkung weitgehend ausbleibt.However, all of these known catalysts still have disadvantages. This is the case with many, for example The activating effect of the catalysts is insufficient. Acetylacetonates are ho in some reaction systems not or only insufficiently soluble, so that a catalytic effect is largely absent.

Es ist auch bereits bekannt, daß man bei der Herstellung von Schaumstoffen auf Polyester-Polyisocyanat-Basis, bei der Wasser als schaumbildendes Mittel (>< und ein tertiäres Amin als Aktivator verwendet werden. die Porensturktur des Schaumstoffes durch Zusatz von Zirkonalkoholaten, welche sich von langkettigen Alkoholen mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen ableiten. vorteilhaft beeinflussen kann.It is also already known that the Production of foams based on polyester-polyisocyanate, in the case of water as a foaming agent (> < and a tertiary amine can be used as an activator. the pore structure of the foam by adding Zirconium alcoholates, which are derived from long-chain alcohols with at least 6 carbon atoms. can have a beneficial effect.

Aus der FR-PS 12 40 863 ist es bekannt, urethangruppenhaltige Schaumstoffe aus Polyätherpolyolen und Polyisocyanaten in Gegenwart von Wasser, tertiären Aminen und nichtbasischen Organometallverbindungen, z. B. Vanadiumglykolat, herzustellen. Da es sich bei den genannten Verbindungen um schwache Katalysatoren handelt, müssen zusätzlich tertiäre Amine verwendet werden. Bei Abwesenheit von tertiären Aminen bildet sich kein brauchbarer Schaum.From FR-PS 12 40 863 it is known to contain urethane groups Foams made from polyether polyols and polyisocyanates in the presence of water, tertiary Amines and non-basic organometallic compounds, e.g. B. vanadium glycolate to produce. As it is at If the compounds mentioned are weak catalysts, tertiary amines must also be used will. In the absence of tertiary amines, no usable foam is formed.

Aus der GB-PS 9 69 992 ist es bekannt, als Katalysatoren bei der Herstellung von nicht geschäumten thermoplastischen Polyurethanen Vanadylacetylacetonat, Vanadiumacetylacetonat, Vanadiumacetat, -propionat, -butyrat, -benzoat, -phthalat und -adipat zu verwenden, die relativ schwache Katalysatoren sind. Bei der Aufgabe, welche dieser britischen Patentanmeldung zugrunde liegt, nämlich elastomere Polyurethane herzustellen, welche bis zu einem thermoplastischen Zustand reagieren und darauf in eine gewünschte endgültige Form neu verformt werden können, ist es verständlich, daß nur schwache Katalysatoren verwendet werden können. Werden nämlich starke Katalysatoren eingesetzt, dann ist es schwierig, die Reaktion in dem thermoplastischen Stadium zu stoppen.From GB-PS 9 69 992 it is known as catalysts in the production of non-foamed thermoplastic polyurethanes vanadyl acetylacetonate, vanadium acetylacetonate, vanadium acetate, propionate, butyrate, benzoate, phthalate and adipate use which are relatively weak catalysts. In the task which this British patent application is based, namely to produce elastomeric polyurethanes, which up to a thermoplastic To react to the state and to be able to reshape it into a desired final shape, it is understandable that only weak catalysts can be used. They become strong catalysts is used, it is difficult to stop the reaction at the thermoplastic stage.

Alkoholate des Vanadiums werden gemäß der GB-PS 8 69 606 als Vernetzungsmittel zum Aushärten von auf Fasern aufgetragenen oder auf Fasern gebildeten Bindemitteln verwendet, die durch Reaktion einer organischen Verbindung mit wenigstens zwei NCO-Gruppen mit einem monomeren Ester, der in seinem Molekül wenigstens zwei OH-Gruppen enthält, hergestellt wurden. Derartige Vanadiumverbindungen sind aber äußerst schwer zugänglich. Insbesondere bereitet die Reindarstellung große Schwierigkeiten. Sie sind daher in der Praxis nicht einsetzbar.Vanadium alcoholates are used as crosslinking agents for curing of according to GB-PS 8 69 606 Fibers applied or formed on fibers binders used, which by reaction of a organic compound with at least two NCO groups with a monomeric ester in his Molecule contains at least two OH groups. Such vanadium compounds are but extremely difficult to access. In particular, the pure display causes great difficulties. you are therefore cannot be used in practice.

Es wurde nun gefunden, daß bei der Herstellung von gegebenenfalls verschäumten Polyurethanen aus Polyolen und Polyisocyanaten in Gegenwart von Vanadylalkoholaten bzw. -phenolaten der nachstehend genannten Art unter Ausschluß von Wasser eine katalytische Wirkung auf die Polyadditions-Reaktionen eintritt, welche wesentlich stärker als die Wirkung aller bisher bekannten Katalysatoren ist.It has now been found that in the production of optionally foamed polyurethanes from polyols and polyisocyanates in the presence of vanadyl alcoholates or phenolates of the following Type with the exclusion of water a catalytic effect on the polyaddition reactions occurs, which is much stronger than the effect of all previously known catalysts.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls verschäumten Polyurethanen durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit Polyolen in Gegenwart von Vanadiumkatalysatoren unter Ausschluß von Wasser. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Vanadiumkatalysatoren in dem Reaktionsgemisch lösliche organische Vanadiumverbindungen der allgemeinen FormelThe invention thus relates to a process for the production of optionally foamed polyurethanes by reacting polyisocyanates with polyols in the presence of vanadium catalysts with the exclusion of water. The process is characterized in that the vanadium catalysts in organic vanadium compounds of the general formula which are soluble in the reaction mixture

O V(OR),O V (OR),

(RO), - V-f-O--V -(RO), - V-f-O - V -

OROR

-O--V(OR),-O - V (OR),

verwendet, in denen die Reste R verzweigte oder unverzweigte Alkylreste mit I bis 5 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls durch ein Sauerstoffatom zwischen zwei Kohlenstoffatomen unterbrochen sind, oderused, in which the radicals R are branched or unbranched alkyl radicals with I to 5 carbon atoms, which are optionally interrupted by an oxygen atom between two carbon atoms, or

lheXy|- oder Phenylreste bedeuten und η cine Zahl lheX y | - or phenyl radicals and η a number

en 0,2 und 10 ist.en is 0.2 and 10.

Polyole im Sinne der Erfindung sind vorzugsweise ■tolyätherpolyole mit einer Funktionalität gegenüber fcncvanatgwppen von 2 bis 9 und Hydroxylzahlen von Sfeis 600. Derartige Polyätherpolyole können durch fcaktfon mehrwertiger Alkohole mit Alkylenoxiden Lrgestellt werden. Als mehrwertige Alkohole können jlbei beispielsweise Glycerin, Trimethylolpropan, Pen- ^^hrit, Sorbit, Glucose und Saccharose angewandt erden. Als geeignete Alkylenoxide sind als Beispiele ■Lpylenoxid, 1.2-, 1-3" und 2,3-Epoxybutan, Styroloxid und Epichlorhydrin zu nennen. Auch Mischungen dieser Alkylenoxide mit bis zu 30 Gewichtsprozent Athylenrid sind einsetzbar. Die Reaktion kann durch Basen katalysiert werden. Vorzugsweise werden jedoch foWätherpolyole verwendet, welche durch eine solche Reaktion unter Säure-Katalyse, wie z. B. unter Verwendung von Bortrifluorid, gewonnen worden sind. Charakteristisch für solche Polyätherpolyole ist, daß sie ben sekundären OH-Gruppen eine beträchtliche Menge an primären OH-Gruppen enthalten.For the purposes of the invention, polyols are preferably tolyether polyols with a vanate functionality of 2 to 9 and a hydroxyl number of 600. Such polyether polyols can be prepared from polyhydric alcohols with alkylene oxides. As polyhydric alcohols, for example glycerol, trimethylolpropane, pen- ^^ hrite, sorbitol, glucose and sucrose can be used. Suitable alkylene oxides are, as examples ■ Lpylenoxid, 1.2-, 1 -., 3 "and 2,3-epoxybutane may be mentioned styrene oxide and epichlorohydrin Mixtures of these alkylene oxides containing up to 30 weight percent Athylenrid be used The reaction may be catalyzed by bases.. preferably, however, foWätherpolyole be used which have been obtained by such a reaction under acid catalysis, such as, for example, using boron trifluoride. Characteristic of such polyether polyols is that they ben secondary OH groups, a considerable amount of primary OH Groups included.

Ein bevorzugtes Herstellungsverfahren hierfür ist beispielsweise in der GB-PS 10 16 589 beschrieben. Bei den erfindungsgemäß verwendeten Polyolen auf Sacharose-Basis kann man natürlich letztlich von Stärke ausgehen, welche sich bekanntlich leicht in die Mono- bzw Oligosaccharide umwandeln läßt.A preferred production method for this is described in GB-PS 10 16 589, for example. at the sucrose-based polyols used according to the invention one can of course ultimately assume strength, which, as is well known, easily converts into the mono- or can convert oligosaccharides.

Weiter sind als Polyole im Sinne der Erfindung Polyäther verwendbar, die durch Anlagerung von Alkylenoxiden an Äthylendiamin und/oder Diäthylentriamin hergestellt werden oder Polyester mit endständigen OH-Gruppen. beispielsweise solche auf Basis Adipinsäure-Äthylenglykol.Polyethers can also be used as polyols for the purposes of the invention, which are obtained by addition of Alkylene oxides are produced from ethylenediamine and / or diethylenetriamine or polyesters with terminal ends OH groups. for example those based on adipic acid-ethylene glycol.

Schließlich sind als Polyhydroxyverbindungen erfindungsgemäß auch Polyäther, wie sie beispielsweise durch die Polyaddition von Epoxydverbindungen an Wasser gewonnen werden können, zu verwenden.Finally, as polyhydroxy compounds are according to the invention also polyethers, such as those produced by the polyaddition of epoxy compounds Water can be obtained to use.

Als Beispiele hierfür sind Polyäthylenoxid, Polypronylenoxid,Poly-1.2-butylenoxid und Polyepichlorhydrin zu nennen. Polybutylenoxid kann auch durch Polymerisation von Tetrahydrofuran gewonnen werden.Examples of these are polyethylene oxide, polypropylene oxide and poly-1,2-butylene oxide and polyepichlorohydrin. Polybutylene oxide can also be obtained by polymerization can be obtained from tetrahydrofuran.

In den gemäß der GB-PS 10 16 589 gewonnenen Polyolen und anderen Polyätherpolyolen sind die meisten Katalysatoren in Form der Acetylacetonate bzw. Chelate nicht oder nur ungenügend löslich. während die erfindungsgemäß angewandten Vanadiumkatalysatoren darin gut löslich sind.In the polyols obtained according to GB-PS 10 16 589 and other polyether polyols are the Most of the catalysts in the form of acetylacetonates or chelates are insoluble or only insufficiently soluble. while the vanadium catalysts used according to the invention are readily soluble therein.

Als Polyisocyanate sind erfindungsgemäß alle heute in der Polyurethantechnik gebräuchlichen Polyisocyanate anwendbar. Bevorzugt werden Di- und Triisocyanate Es kommen aliphatische und aromatische, zwei- und mehrwertige Isocyanate in Frage, so wie beispielsweise Alkylendiisocyanate, wie Tetra- und Hexaniethylendiisocyanat, Arylendiisocyanatc und deren Alkylierungsprodukte, wie m- und p-Phenylendiisocyanat, Naphthylendiisocyanat. Diphenylmethandiisocyanat. Toluylendiisocyanate. wie 24- und 2,6-Toluylendiisocyanat und ihre Gemische, Di- und Triisopropylbenzoldusocyanat und Triphenylmeihantriisocyanat, Aralkyldnsocyanate, wie l-(lsocyanatophenyl)-äthylisocyanat oder m- und p-Xylylendiisocyanat, sowie auch durch Alkoxy-, Aryloxy-, -NO2- und -Cl-Gruppen substituierte Polyisocyanate der oben aulgezählten Typen, fernci· Polyphenylpolymethylenpolyisocyanat, welches durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung gewonnen wird, ferner die Umsetzungsprodukte der obenerwähnten Polyisocyanate mit einem Unte-schuß an Polyhydroxyverbindungen, wie beispielsweise Trimethylolpropan, Hexantriol, Glycerin und ButandioL Außerdem können die beispielsweise durch Phenole oder Bisulfit verkappten Polyisocyanate sowie polymerisierte Isocyanate mit Isocyanuratring-Struktur verwendet werden.According to the invention, all polyisocyanates customary in polyurethane technology can be used as polyisocyanates. Di- and triisocyanates are preferred. Aliphatic and aromatic, di- and polyvalent isocyanates are suitable, such as, for example, alkylene diisocyanates, such as tetra- and hexane-ethylene diisocyanate, arylene diisocyanate and their alkylation products, such as m- and p-phenylene diisocyanate, naphthylene diisocyanate. Diphenylmethane diisocyanate. Tolylene diisocyanates. such as 24- and 2,6-toluylene diisocyanate and their mixtures, di- and triisopropylbenzenedusocyanate and triphenylmeihane triisocyanate, aralkyldnsocyanates such as 1- (isocyanatophenyl) ethyl isocyanate or m- and p-xylylene diisocyanate, as well as alkoxy-, aryloxy-, -NO 2 - and -Cl groups-substituted polyisocyanates of the types listed above, such as polyphenylpolymethylene polyisocyanate, which is obtained by aniline-formaldehyde condensation and subsequent phosgenation, also the reaction products of the above-mentioned polyisocyanates with a deficit of polyhydroxy compounds, such as trimethylolpropane, hexanetriol, Glycerine and butanediol In addition, polyisocyanates blocked by phenols or bisulfite, for example, and polymerized isocyanates with an isocyanurate ring structure can be used.

Bevorzugt wird erfindungsgemäß so gearbeitet, daß lediglich die Polyole mit den Polyisocyanaten umgesetzt werden.According to the invention, it is preferred to work in such a way that only the polyols are reacted with the polyisocyanates will.

ίο Das Mengenverhältnis wird dabei so gewählt, daß auf eine Hydroxylgruppe etwa 0,4 Dis 2,0 Isocyanatgruppen komme«. Vorzugsweise sollte auf eine Hydroxylgruppe etwa eine Isocyanatgruppe kommen. Das wasserfreie Polyol wird bei Zimmer- oder Außentemperatur mit dem Polyisocyanai und dem Vanadiumkatalysator und gegebenenfalls mit Füllstoffen und/oder oberflächenaktiven Substanzen und gegebenenfalls mit Treibmitteln gemischt. Das so entstandene Reaktionsgemisch läßt man z. B. in einer Form reagieren.ίο The quantity ratio is chosen so that on a hydroxyl group comes to about 0.4 to 2.0 isocyanate groups «. Preferably should be on a hydroxyl group about an isocyanate group. The water-free polyol is used at room or outside temperature the polyisocyanai and the vanadium catalyst and optionally with fillers and / or surface-active Substances and optionally mixed with propellants. The resulting reaction mixture can one z. B. react in a form.

Grundsätzlich können als Polyole zusätzlich auch noch bekannte Vernetzungsmittel, wie Glykol und Butandiol, eingesetzt werden. In diesem Fall arbeitet man entweder nach dem »One-Shot-Verfahren« oder nach dem »Prepolymer-Verfahren«. Die Mengenverhältnisse der Reaktionspartner müssen vielfach bei dieser Arbeitsweise abgewandelt werden. Sie können jedoch leicht in Vorversuchen ermittelt werden. Allgemein wird man dabei das Polyisocyanat in bezug auf das höhermolekulare Polyol im Überschuß, das Vernetzungsmittel dagegen im Unterschuß anwenden.In principle, known crosslinking agents such as glycol and Butanediol, can be used. In this case one works either according to the »one-shot method« or according to the "prepolymer process". The proportions the reactants often have to be modified in this way of working. You can however, they can easily be determined in preliminary tests. In general, the polyisocyanate will be referred to on the higher molecular weight polyol in excess, but apply the crosslinking agent in deficit.

Als Vanadiumkatalysatoren eignen sich erfindungsgemäß beispielsweise Vanadyltriisopropylat, Vanadyltri-n-butylat, Vanadyltriisoamylat, Vanadyltri-tert.-butylat, Vanadyltricyclohexanolat und Vanadyltriphenolat. Auch die entsprechenden Umsetzungsprodukte der Vanadylalkoholate mit Wasser unter Alkoholaustritt sind geeignet.According to the invention, for example, vanadyl triisopropoxide, vanadyl tri-n-butoxide, Vanadyl triisoamylate, vanadyl tri-tert-butylate, vanadyl tricyclohexanolate and vanadyl triphenolate. Also the corresponding reaction products of the vanadyl alcoholates with water with the escape of alcohol are suitable.

Die erfindungsgemäß verwendeten Vanadiumkatalysatoren müssen in dem Reaktionsgemisch löslich sein. Durch die große Aktivität der erfindungsgemäß verwendeten Vanadiumkatalysatoren ergibt sich zunächst der Vorteil gegenüber bisher bekannten Katalysatoren, daß geringere Mengen dieser Katalysatoren eingesetzt zu werden brauchen, um die gleiche Wirkung zu erreichen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es ausreichend, die Vanadiumkatalysatoren in einer Menge von 0.001 bis 1,0 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,005 bis 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf das jeweils verwendete Polyol, einzusetzen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß verwendeten Vanadiumkatalysatoren ist, daß die Polyaddition vollständig abläuft und dadurch Polyurethane gewon nen werden, welche sich durch hervorragende mechanische Eigenschaften auszeichnen.The vanadium catalysts used according to the invention must be soluble in the reaction mixture. The high activity of the vanadium catalysts used according to the invention initially results the advantage over previously known catalysts that smaller amounts of these catalysts need to be used to achieve the same effect. In the inventive It is sufficient for the method to use the vanadium catalysts in an amount of 0.001 to 1.0 percent by weight, preferably 0.005 to 0.1 percent by weight, based on the polyol used in each case. Another advantage of the vanadium catalysts used according to the invention is that the polyaddition runs off completely and thereby won polyurethanes which are characterized by excellent mechanical properties.

Wird das erfindungsgemäße Verfahren beim Gießen von Polyurethanen angewandt, so zeigt sich darüber hinaus, daß die Abfuhr der Reaktionswärme auch bei starkwandigen Formkörpern sehr günstig verläuft. Man gelangt zu Werkstoffen, welche schlierenfrei und 60 homogen sind. Auch das trägt zur Ausbildung guter mechanischer Eigenschaften, wie hohe Bruch- und Zerreißfestigkeit, bei. Besonders sind der gute E-Modul und die hohe Schlagzähigkeit hervorzuheben. Weiterhin läuft die Reaktion schneller als bei Anwendung der 65 bekannten Katalysatoren ab. Die Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit und damit die Verkürzung der Entformungszeit sind sehr beträchtlich.If the process according to the invention is used in the casting of polyurethanes, this is evident in addition, that the dissipation of the heat of reaction proceeds very favorably even in the case of thick-walled shaped bodies. Man comes to materials that are free of streaks and are homogeneous. That too contributes to the training of good ones mechanical properties such as high breaking strength and tensile strength. The good modulus of elasticity is special and to highlight the high impact strength. Furthermore, the reaction runs faster than when using the 65 known catalysts. The increase in the reaction speed and thus the shortening the demolding times are very considerable.

Bei der Fertigung von flächigen Gebilden, z. B. vonIn the manufacture of flat structures such. B. from

Folien bzw. Filmen, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich noch ein weiterer vorteilhafter Effekt Solche flächigen Körper auf Polyurethanbasis allgemein weisen nämlich meistens eine unregelmäßige und Blasen enthaltende Oberfläche auf. Dies ist nicht immer nur auf Feuchtigkeitsgehalte der Ausgangsprodukte für das Polyurethan zurückzuführen, sondern hat seine Ursache vielfach auch in Jem Wassergehalt der umgebenden Luft Das Wasser reagiert mit Isocyanatgruppen in den Oberflächenschichten des Reaktionsgemisches, und eine solche Störreaktion tührt bekanntlich rur CXh-Entwicklung und Blasenbildung. Bei dem erfinduugsgemäßen Verfahren führ» die Anwesenheit der Vanadiumkatalysatoren zu einer solchen Beschleunigung der Reaktion zwischen dem Polyisocyanat und dem Polyol, daß damit die Reaktion der Luftfeuchtigkeit mit den Isocyanatgruppen nicht konkurrieren kann. Eine Blasenbildung bleibt aus. Die Folien und Filme weisen daher eine gleichförmige, glatte Oberfläche auf. Außerdem ist zu beobachten, daß die Klebrigkeit der Oberfläche nach sehr kurzer Zeit verschwunden ist.Foils or films, according to the method according to the invention, there is still another advantageous one Effect Such flat bodies based on polyurethane generally have an irregular shape and surface containing bubbles. This is not always just due to the moisture content of the starting products attributed to the polyurethane, but has its cause in many cases also in the water content of the surrounding air The water reacts with isocyanate groups in the surface layers of the reaction mixture, and such a disturbing reaction is known to result in the development of CXh and the formation of bubbles. In which According to the process according to the invention, the presence of the vanadium catalysts leads to such an acceleration the reaction between the polyisocyanate and the polyol, that with it the reaction of the humidity cannot compete with the isocyanate groups. There is no formation of bubbles. The slides and films therefore have a uniform, smooth surface. It can also be observed that the stickiness of the Surface has disappeared after a very short time.

Wenn verschäumte Polyurethane hergestellt werden sollen, setzt man dem Reaktionsgemisch in an sich bekannter Weise bei der Reaktionstemperatur verdampfbare organische Treibmittel, vorzugsweise Halogenalkane oder -alkene, zu. Als Halogenalkane bzw. -alkene kommen beispielsweise folgende Substanzen in Frage: Trifluormethan, Chlordifluormethan, Dichlordifluormethan, 1,1-Dichloräthylen und Trichloräthylen. Das Treibmittel wird üblicherweise einem der Reaktionspartner, vorzugsweise dem Polyol, zugemischt, bevor das Endreaktionsgemisch hergestellt wird. Üblicherweise werden bei der Schaumstoffherstellung Zellregler, Stabilisatoren und gegebenenfalls Emulgatoren zugesetzt. Als geeignete Zellregler sind beispielsweise organische Siliciumverbindungen zu nennen.If foamed polyurethanes are to be produced, the reaction mixture is put in per se organic blowing agents, preferably haloalkanes, which can be evaporated in a known manner at the reaction temperature or -alkene, too. The following substances, for example, can be used as haloalkanes or haloalkenes Question: trifluoromethane, chlorodifluoromethane, dichlorodifluoromethane, 1,1-dichloroethylene and trichlorethylene. The propellant is usually mixed with one of the reactants, preferably the polyol, before the final reaction mixture is made. They are usually used in foam production Cell regulators, stabilizers and optionally emulsifiers added. Suitable cell regulators are, for example to mention organic silicon compounds.

Bezüglich der Herstellung von Polyurethan-Gießmassen und -Schaumstoffen kann auf folgende Literatur hingewiesen werden:With regard to the production of polyurethane casting compounds and foams, reference can be made to the following literature be pointed out:

1. Saunders-Frisch, »Polyurethanes: Chemistry and Technology«, Teil I und II, Inlerscience Publishers, 1962 und 1964,1. Saunders-Frisch, "Polyurethanes: Chemistry and Technology", Parts I and II, Inlerscience Publishers, 1962 and 1964,

2. Vieweg-Höchtlen, »Kunststoffhandbuch«, Band VII, Hanser-Verlag. 1966.2. Vieweg-Höchtlen, "Kunststoffhandbuch", Volume VII, Hanser-Verlag. 1966.

Gegenüber bekannten Verschäumungsverfahren weist das erfindungsgemäße Verschäumungsverfahren eine Besonderheit auf, welche besonders bei der Fertigung von Härteschäumen sehr vorteilhaft ist. Werden nämlich in einem Falle zinnorganische Katalysatoren, im anderen jedoch die erfindungsgemäß verwendeten Vanadiumkatalysatoren jeweils in einer solchen Konzentration eingesetzt, daß der Beginn der Schäumung nach dem Mischen der Reaktionspartner zur gleichen Zeit erfolgt (Schaumpunkt gleich), so fällt im ersten Fall die Zeitspanne zwischen dem Schaumpunkt und der Verfestigung des Schaumes (Gelierpunkt) viel kürzer als im letzten Fall aus. Eine lange Zeitspanne ist insofern sehr erwünscht, als der Hartschaum auf maximale Volumina getrieben werden kann und somit beispielsweise bei der Anbringung von Wärmeisolierschichten der für die Schäumung vorgesehene Raum optimal ausgefüllt wird. wird. Eine Verlängerung der erwähnten Zeitspanne kann man bei den bekannten Verfahren, bei denen zinnorganische Katalysatoren zur Anwendung kommen, zwar dadurch erreichen, daß man weniger von diesen Katalysatoren einsetzt. Praktisch kann man aber nicht so vorgehen, da dadurch derCompared to known foaming processes, the foaming process according to the invention has a special feature, which is particularly advantageous in the manufacture of hard foam. This is because organic tin catalysts are used in one case, but those according to the invention in the other Vanadium catalysts used in each case used in such a concentration that the beginning of the If foaming occurs after mixing the reactants at the same time (same foam point), it falls in the first case the time between the foam point and the solidification of the foam (gel point) much shorter than in the last case. A long period of time is very desirable in that the rigid foam is on maximum volumes can be driven and thus, for example, when applying thermal insulation layers the space provided for foaming is optimally filled. will. An extension of the The time mentioned can be used in the known processes in which organotin catalysts are used Come application, although achieved by using less of these catalysts. Practical but one cannot proceed in this way, since this would result in the

45 Beginn der Schaumbildung (der Schaumpunkt) sehr stark verschoben wird. Das Verfahren würde dadurch zu unrationell. 45 beginning of foam formation (the foam point) is shifted very strongly. This would make the process too inefficient.

Die Verlängerung der Zeitspanne zwischen Schaumpunkt und Gelierpunkt bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wirkt sich im übrigen auch noch dadurch besonders güns'ig aus, als der resultierende Hartschaum eine sehr homogene Porenstruktur aufweist. Die gleiche günstige Porenstruktur erhält man auch wenn man die Schäumung in einer Form durchführt Man kann somit unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch zu den sogenannten Struktur- oder Integralschäumen gelangen, welche beispielsweise in »Modern Plastics«, Dez. 1968, S. 69 bis 72, und in »British Plastics«, Januar 1969, S. 71 bis 75, beschrieben worden sind Diese Integralschäume weisen eine porenfreie, stabile, umhüllende Polyurethanschale auf und sind bereits von großer Bedeutung in der Technik und für die Möbelindustrie. Da die Herstellung von Integralschäumen nur dann rationell sein kann, wenn die Entformungszeiten kurz ausfallen, ist der Einsatz der erfindungsgemäß verwendeten Vanadiumkatalysatoren hierfür besonders wertvoll.The extension of the time span between the foam point and the gelling point when using the invention The process also has a particularly favorable effect than the resulting one Rigid foam has a very homogeneous pore structure. The same favorable pore structure is obtained even if the foaming is carried out in a mold Process according to the invention also arrive at the so-called structural or integral foams, which for example in "Modern Plastics", Dec. 1968, pp. 69 bis 72, and in "British Plastics", January 1969, pp. 71 to 75, these integral foams have been described a pore-free, stable, enveloping polyurethane shell and are already of great importance in the Technology and for the furniture industry. Since the production of integral skin foams can only be efficient if the demolding times are short, the vanadium catalysts used according to the invention are used particularly valuable for this.

Beispiel 1example 1

240g eines flüssigen Polyols auf Glucose-Propylenoxid-Basis, wie es unter Säurekatalyse gemäß der GB-PS 1016 589 hergestellt worden ist, mit einer OH-Zahl von 269 wurden in einem '/2-1-Rührgefäß mit 24 g einer 50gewichtsprozentigen Zeolith-Dispersion in Ricinusöl versetzt. Danach wurde die Mischung unter Rührung auf 1000C erhitzt und gleichzeitig der Druck in dem Reaktor auf etwa 10 mm Hg erniedrigt. Diese Reaktionsbedingungen wurden 3 Stunden aufrechterhalten. Danach wurde das Gemisch auf 25°C abgekühlt und der Druck anschließend wieder auf Normaldruck erhöht240g of a liquid polyol based on glucose-propylene oxide, as it has been prepared under acid catalysis according to GB-PS 1016 589, with an OH number of 269 were in a 1/2-1 stirred vessel with 24 g of a 50 percent by weight zeolite Dispersion in castor oil added. The mixture was then heated to 100 ° C. with stirring and at the same time the pressure in the reactor was reduced to about 10 mm Hg. These reaction conditions were maintained for 3 hours. The mixture was then cooled to 25 ° C. and the pressure was then increased again to normal pressure

Aus dem Reaktor wurden 181,5g des homogenen, flüssigen Produktes entnommen, in einen 500-ml-Bccher gegeben und mit 0,022 g Vanadyltriisopropylat versetzt und dieses unter Rührung gelöst.181.5 g of the homogeneous, liquid product were withdrawn from the reactor, into a 500 ml beaker given and mixed with 0.022 g of vanadyl triisopropoxide and this dissolved with stirring.

Bei weiterer intensiver Rührung wurden schließlich 118,6 g eines hochviskosen, lösungsmittelfreien PoIymethylen-polyphenylisocyanats mit einem Molekulargewicht von etwa 390 und einem Isocyanatgehalt von etwa 32 Gewichtsprozent in den Becher gegossen. Nach kurzer Zeit setzte unter Wärmeentwicklung die Polyaddition ein. Die Mischung wurde sofort in Formen für Prüfstäbe der Abmessungen 10 χ 15 χ 120 mm gegossen. Die Masse war 30 Minuten nach der Zumischung des Polyisocyanats erstarrt. Die Stäbe wurden 60 Minuten nach dem Gießen entnommen und in einem Trockenofen 3 Stunden auf 110°C erwärmt.With further intensive stirring, 118.6 g of a highly viscous, solvent-free polymethylene polyphenyl isocyanate were finally obtained Poured into the beaker having a molecular weight of about 390 and an isocyanate content of about 32 weight percent. To The polyaddition started for a short time with development of heat. The mixture was immediately put into molds Cast for test bars measuring 10 χ 15 χ 120 mm. The crowd was 30 minutes after Admixture of the polyisocyanate solidifies. The bars were removed 60 minutes after casting and heated in a drying oven to 110 ° C for 3 hours.

Am nächsten Tag wurden der Biegeversuch nach DIN 53 452, der Schlagbiegeversuch nach DlN 53 453 und die Prüfung auf Formbeständigkeit in der Wärme nach DIN 53 461 durchgeführt. Es ergaben sich folgende Werte (Mittel aus 5 Einzelmessungen):The next day the bending test according to DIN 53 452, the impact bending test according to DIN 53 453 and the Test for dimensional stability under heat according to DIN 53 461 carried out. The following values were obtained (Mean of 5 individual measurements):

BiegefestigkeitFlexural strength

Ε-Modul (aus BiegeversuchΕ module (from bending test

unter Zugrundelegung desbased on the

Hookschen Gesetzes)Hook's Law)

SchlagzähigkeitImpact strength

FormbeständigkeitDimensional stability

in der Wärmein the warmth

900 kg/cm*900 kg / cm *

27 000 kg/cm2
34.6 kp cm/cm2
27,000 kg / cm 2
34.6 kgf cm / cm 2

48° C48 ° C

Vergleichsbeispiel 1Comparative example 1

In einem zweiten Ansatz wurde wie im Beispiel 1 gearbeitet, mit dem Unterschied, daß an Stelle von 0,022 g Vanadyltriisopropylat 0,98 g Dibutylzinndilaurat dem Reaktionsgemisch als Katalysator zugesetzt wurde. Hierdurch wurde erreicht, daß auch in diesem Ansatz die Gelierungszeit etwa 30 Minuten betrug. Die resultierenden Gießkörper
DlN-Vorschriften geprüft,
waren folgende:
In a second approach, the procedure was as in Example 1, with the difference that instead of 0.022 g of vanadyl triisopropoxide, 0.98 g of dibutyltin dilaurate was added to the reaction mixture as a catalyst. In this way it was achieved that the gelation time was about 30 minutes in this batch as well. The resulting castings
DlN regulations checked,
were the following:

BiegefestigkeitFlexural strength

E-ModulModulus of elasticity

SchlagzähigkeitImpact strength

FormbeständigkeitDimensional stability

in der Wärmein the warmth

wurden nach denselben Die Prüfungsergebnissewere after the same The test results

730 kg/cm2
23 300 kg/cm2
16,1 kp cm/cm2
730 kg / cm 2
23 300 kg / cm 2
16.1 kgf cm / cm 2

47°C47 ° C

Beispiele 2 bis 7
und Vergleichsbeispiele 2a bis 7a
Examples 2 to 7
and Comparative Examples 2a to 7a

Es wurde gemäß Beispiel 1 verfahren, jedoch teilweise mit anderen Ausgangsstoffen. So kamen teilweise an Stelle des Polyols auf Glucose-Propylenoxid-Basis mit einer OH-Zahl von 269 Polyole zumThe procedure was as in Example 1, but in some cases with different starting materials. So came partially instead of the polyol based on glucose-propylene oxide with an OH number of 269 polyols

Tabelle 1Table 1

Einsatz, welche auf analoge Weise gewonnen wurden und OH-Zahlen von 314 oder 210 aufwiesen. Das Polymethylen-polyphenylisocyanat wurde in einigen Versuchen durch ein flüssiges, lösungsmittelfreies.Use, which were obtained in an analogous manner and had OH numbers of 314 or 210. The In some experiments, polymethylene polyphenyl isocyanate was replaced by a liquid, solvent-free.

höherfunktionelle Isocyanate enthaltendes 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat ersetzt. Jeder Versuch wurde einmal mit Vanadyltriisopropylat und einmal mit Dibutylzinndilaurat (Vergleichsbeispiele) als Katalysator durchgeführt. Die Menge an dem jeweiligen4,4'-diphenylmethane diisocyanate containing higher functional isocyanates replaced. Each experiment was carried out once with vanadyl triisopropoxide and once with dibutyltin dilaurate (comparative examples) as the catalyst accomplished. The amount of each

ίο Katalysator wurde so gewählt, daß die Gelierungszeit des Reaktionsgemisches etwa 30 Minuten betrug. Die Polyurethane wurden wieder gemäß den im Beispiel 1 erwähnten Vorschriften geprüft.ίο catalyst was chosen so that the gel time of the reaction mixture was about 30 minutes. The polyurethanes were again according to those in Example 1 mentioned regulations.

Die Biegefestigkeiten und Schlagzähigkeiten entsprachen etwa den Werten aus Beispiel 1. Dagegen fielen die Werte für den Ε-Modul im Falle der Verwendung von Vanadyltriisopropylat durchweg viel höher aus. Die Werte sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Bei der Beurteilung der Versuchsergebnisse ist besonders zu beachten, daß die Menge des angewandten Dibutylzinndilaurats wesentlich größer war als die Menge des Vanadyltriisopropylats.The flexural strengths and impact strengths corresponded approximately to the values from Example 1. In contrast, the Values for the Ε module in the case of using vanadyl triisopropoxide are consistently much higher. the Values are compiled in Table 1. When assessing the test results, it is particularly important to Note that the amount of dibutyltin dilaurate used was significantly greater than the amount of Vanadyl triisopropoxide.

Beispiel
Iff* J ^f ^^*>
example
Iff * J ^ f ^^ *>
PolyisocyanatPolyisocyanate Menge aufCrowd on klebfrei.
\l 0 rL" 1 \ T*"»i
tack free.
\ l 0 rL "1 \ T *" »i
PolyolPolyol Katalysatorcatalyst Menge GeAmount of Ge E-ModulModulus of elasticity
und Ver
gleichsbei
and Ver
at the same time
auf Basisbased 181.5g Polyol181.5g polyol OH-ZahlOH number Typ*)Type*) wichtsprozent,weight percentage,
spiel Nr.game no. bezogen aufrelated to gG das Polyolthe polyol 137,6137.6 0,0130.013 kg/cm2 kg / cm 2 22 Diphenylmethan-4,4'-diisocyanatDiphenylmethane-4,4'-diisocyanate 137,6137.6 314314 VV 0,0340.034 29 40029 400 2a2a Diphenylmethan-4,4'-diisocyanatDiphenylmethane-4,4'-diisocyanate 118,6118.6 314314 SnSn 0,0120.012 24 60024 600 33 Diphenylmethan-4,4'-diisocyanatDiphenylmethane-4,4'-diisocyanate 118,6118.6 269269 VV 0,0540.054 26 40026 400 3a3a Diphenylmethan-4,4'-diisocyanatDiphenylmethane-4,4'-diisocyanate 100,0100.0 269269 SnSn 0,0070.007 25 00025,000 44th Diphenylmethan-4,4'-diisocyanatDiphenylmethane-4,4'-diisocyanate 100,0100.0 210210 VV 0,0370.037 17 00017,000 4a4a Diphenylmethan-4,4'-diisocyanatDiphenylmethane-4,4'-diisocyanate 137,6137.6 210210 SnSn 0.0060.006 14 00014,000 55 Polymethylen-polyphenylisocyanatPolymethylene polyphenyl isocyanate 137,6137.6 314314 VV 0.1700.170 29 50029 500 5a5a Polymethylen-polyphenylisocyanatPolymethylene polyphenyl isocyanate 118,6118.6 314314 SnSn 0.0120.012 26 00026,000 66th Polymethylen-polyphenylisocyanatPolymethylene polyphenyl isocyanate 118,6118.6 269269 VV 0.1680.168 23 00023,000 6a6a Polymethylen-polyphenylisocyanatPolymethylene polyphenyl isocyanate 100.0100.0 269269 SnSn 0,0120.012 2100021000 77th Polymethylen-polyphenylisocyanatPolymethylene polyphenyl isocyanate 100,0100.0 210210 VV 0,1800.180 16 40016 400 7a7a Polymethylen-polyphenylisocyanatPolymethylene polyphenyl isocyanate 210210 SnSn 5 7005 700 ·) V = Vanadyltriiscpropylat. Sn = Dibutylzinndilaurat.·) V = vanadyl propylate. Sn = dibutyltin dilaurate. Die Steigzeit betrug nur 95 Sekunden. Die
ιτίϊτ Hot* QtPifT7Ait writ*L·to pir*h ci/"*Vi i-n flor Waica
The rise time was only 95 seconds. the
ιτίϊτ Hot * QtPifT7Ait wr it * L · to pir * h ci / "* Vi in flor Waica
Beispiel 8Example 8

50 g eines flüssigen Polyols auf Sorbit-Propylenoxid-Basis, alkalisch katalysiert, mit einer OH-Zahl von 480 wurden mit 1 g eines oxyalkylierten Polysiloxans, 18 g Trichlorfluonnethan und 0,5 g Vanadyltriisopropylat innig vermischt Schließlich wurden 61 g des Polyisoeyanat-Gemisches auf Diphenylmethan^'-diisocyanat-Basis, wie es im Beispiel 2 verwendet wurde, unter starkem Rühren zu dieser Mischung gegeben. Nach 32 Sekunden setzte die Schäumung ein. 80 Sekunden nach der Zugabe des Polyisocyanats war die Oberfläche des Schaumkörpers klebfrei. 11O Sekunden nach der Zugabe des Polyisocyanats war keine weitere Ausdehnung des Schaumkörpers mehr festzustellen; die Steigzeit betrug somit 110 Sekunden. 50 g of a liquid polyol based on sorbitol propylene oxide, with an alkaline catalysis, with an OH number of 480 were intimately mixed with 1 g of an oxyalkylated polysiloxane, 18 g of trichlorofluorine and 0.5 g of vanadyl triisopropoxide Diphenylmethane ^ '- diisocyanate base, as used in Example 2, was added to this mixture with vigorous stirring . Foaming started after 32 seconds. 80 seconds after the addition of the polyisocyanate, the surface of the foam body was tack-free. 1 1 O seconds after the addition of the polyisocyanate was observed, no further expansion of the foam body more; the rise time was therefore 110 seconds.

Vergleichsbeispiel 8Comparative example 8

Es wurde gemäß Beispiel 8 gearbeitet mit dem Unterschied, daß an Stelle von 03 g Vanadyltriisopropylat 0j6 g Di-n-butylzinndilaurat eingesetzt wurden.The procedure was as in Example 8, with the difference that instead of 03 g of vanadyl triisopropoxide, 0j6 g of di-n-butyltin dilaurate were used.

Der Schaumpunkt (Startzeit) lag bei 35 Sekunden. Die Oberfläche war bereits 60 Sekunden nach der Mischung aus, daß das Endvolumen des Schaumkörpers in einer L-Form beträchtlich kleiner als im Beispiel 8 ausfiel. The foam point (start time) was 35 seconds. Already 60 seconds after mixing , the surface was such that the final volume of the foam body in an L-shape was considerably smaller than in Example 8.

Beispiele 9 bis 29Examples 9 to 29

und Vergleichsbeispiele 9 bis 15 and Comparative Examples 9 to 15

Bei den folgenden Versuchen wurde als Polyol ein flüssiges Produkt auf Glucose-Propylenoxid-Basis ver wendet wie es unter Säurekatalyse gemäß der GB-PS 10 16 589 hergestellt wird. Es hatte eine OH-Zahl von 314. Es wurde analog wie im Beispiel 1 jeweils mittels eines Zeoliths entwässert. Auch die Weiterverarbeitung zum Polyurethan erfolgte gemäß Beispiel 1. jedoch wurden an Stelle von Vanadyltriisopropylat teilweise andere Katalysatoren angewendet und die Mengenverhältnisse geändert. In the following experiments, a liquid product based on glucose-propylene oxide was used as the polyol, as is produced under acid catalysis according to GB-PS 10 16 589. It had an OH number of 314. As in Example 1, dehydration was carried out using a zeolite. Further processing to the polyurethane also took place as in Example 1. However , instead of vanadyl triisopropoxide, other catalysts were sometimes used and the proportions were changed.

In Tabelle 2 sind die Gelierzeiten und -temperaturen in Abhängigkeit von der jeweiligen KatalysatormengeTable 2 shows the gel times and temperatures as a function of the respective amount of catalyst zusammengestellt. Aus diesen Werten geht hervor, daß die erfindungsgemäß verwendeten Vanadiumkatalysatoren erheblich aktiver als die bekannten Katalysatoren sind.compiled. From these values it can be seen that the vanadium catalysts used according to the invention are considerably more active than the known catalysts are.

609 6S3 99 609 6S3 99

ίοίο

Tabelle 2Table 2

Beispiele u. KatalysatorExamples & Catalyst Menge, bezogenAmount, related GelierzeitGel time Gelier-Gelling Vergleichs- TypComparative type auf das Polyolon the polyol tempe-tempe- beispieleexamples GewichtsprozentWeight percent ralurralur Nr.No. minmin 0C 0 C

99 Vanadyltri-n-butylatVanadyl tri-n-butoxide 1010 Vanadyltri-n-butylatVanadyl tri-n-butoxide 1111th Vanadyltri-n-butylatVanadyl tri-n-butoxide 1212th Vanadyltri-isobutylatVanadyl tri-isobutylate 1313th Vanadyltri-isobutylatVanadyl tri-isobutylate 1414th Vanadyltri-isobutylatVanadyl tri-isobutylate 1515th Vanadyltri-tert.-butylatVanadyl tri-tert-butoxide 1616 Vanadyltri-tert.-butylatVanadyl tri-tert-butoxide 1717th Vanadyltri-tert.-butylatVanadyl tri-tert-butoxide 1818th Vanadyltri-isopropylatVanadyl tri-isopropoxide 1919th Vanadyltri-isopropylatVanadyl tri-isopropoxide 2020th Vanadyltri-isopropylatVanadyl tri-isopropoxide 2121 2222nd VanadyltricyclohexanolatVanadyl tricyclohexanolate 2323 VanadyltricyclohexanolatVanadyl tricyclohexanolate 2424 VanadyltricyclohexanolatVanadyl tricyclohexanolate 2525th VanadyltrimethylglykolatVanadyl trimethyl glycolate 2626th VanadyltrimethylglykolatVanadyl trimethyl glycolate 2727 VanadyltrimethylglykolatVanadyl trimethyl glycolate 2828 VanadyltriphenolatVanadyl triphenolate 2929 VanadyltriphenolatVanadyl triphenolate 99 *) Dibutylzinndiversatat*) Dibutyltin diversatate 1010 DibutylzinndiversatatDibutyltin diversatate ΠΠ DibutylzinndilauratDibutyltin dilaurate 1212th DibutylzinndilauratDibutyltin dilaurate 1313th BleioktoatLead octoate 1414th BleioktoatLead octoate 1515th ohne Katalysator without a catalyst

0,007
0,014
0,042
0,007
0,014
0,042
0,007 0,014 0,042 0,007 0,014 0,042
0.007
0.014
0.042
0.007
0.014
0.042
0.007 0.014 0.042 0.007 0.014 0.042

0,007 0,014 0,042 0,007 0,014 0,042 0,014 0,0420.007 0.014 0.042 0.007 0.014 0.042 0.014 0.042

0,014
0,042
0,014
0,042
0,014
0,042
0.014
0.042
0.014
0.042
0.014
0.042

48
27
11
54
29
11
65
33
12 48 28
10
48
27
11th
54
29
11th
65
33
12 48 28
10

50
26
11
59
30
12
54 25
50
26th
11th
59
30th
12th
54 25

121121

137137

137137

137137

137137

59 62 70 57 74 63 57 62 73 56 56 5859 62 70 57 74 63 57 62 73 56 56 58

62 64 75 40 60 60 53 6862 64 75 40 60 60 53 68

35 42 36 42 36 30 3035 42 36 42 36 30 30

*) Diese Verbindung leilet sich von einem Gemisch organischer Säuren der allgemeinen Formel*) This compound is derived from a mixture of organic acids of the general formula

R1 i Ch,-C-COOHR 1 i Ch, -C-COOH

! I! I.

R2 R 2

in der R1 und R-' Alkylrcste mit insgesamt 7 Kohlenstoffatomen darstellen, ab.in which R 1 and R- 'represent alkyl radicals having a total of 7 carbon atoms.

Die Beispiele 30 und 31 dienen zum Nachweis des technischen Fortschritts der erfindungsgemäß verwendeten Vanadiumkatalysatoren gegenüber den aus der FR-PS 12 40 863 und der GB-PS 9 69 992 bekannten Vanadiumkatalysatoren.Examples 30 and 31 serve to demonstrate the technical progress of the vanadium catalysts used according to the invention compared with the vanadium catalysts known from FR-PS 12 40 863 and GB-PS 9 69 992.

B e i s ρ i c 1 30 B ice ρ ic 1 30

Die katalytische Wirkung von Vanadiumglykola·. der FormelThe catalytic effect of vanadium glycol ·. the formula

O = V-(OCHj-CH2O)1-V = OO = V- (OCHj-CH 2 O) 1 = O -V

wurde verglichen mit den erfindungsgemäß eingcset/ ten Vanadiumkatalysatoren Vanadyltriisopropylat, Va nadyitrimethylglykolat der Formelwas compared with the inventive set / ten vanadium catalysts Vanadyltriisopropylat, Va nadyitrimethylglykolat of the formula

O = V(OCH2-CH2OCH,),O = V (OCH 2 -CH 2 OCH,),

und Vanadyl-n-butylat (teilkon&ensiert. Dichte Ό20 = 1.092. V-Gehalt: 39%). Dabei zeigte sich, daß Vanadiutnglykolat der Formeland vanadyl-n-butylate (partially con & ensified. Density Ό 20 = 1,092. V content: 39%). It was found that vanadium glycolate of the formula

O = V(OCH2-CH2O)1-V = O O = V (OCH 2 -CH 2 O) 1 -V = O

a) Auf der Basis der folgenden Rezeptur wurde gemäß Beispiel 1 ein nichtgeschäum;es Polyurethan hergestellt:a) On the basis of the following recipe, a non-foamed polyurethane was produced according to Example 1:

100 Gewichtsteile Polyätherpolyol auf Glucosc-Propylenoxid-Basis mit Zeolith entwässert, hergestellt gemäß GB-PS 10 16 589 unter Säurekaialysc. mit einer OH-Zahl 300. 100 parts by weight of polyether polyol based on glucosc-propylene oxide, dehydrated with zeolite, prepared according to GB-PS 10 16 589 under acid caialysc. with an OH number of 300.

0,2 Gewichtsteile nicht ionogener Entschäumer.0.2 part by weight of non-ionic defoamer.

75 Gewichtsteile Polymethylenpolyphenylisocya nat 75 parts by weight of polymethylene polyphenyl isocya nat

0.02 Gewichtsteile Katalysator.0.02 parts by weight of catalyst.

Als Katalysatoren wurden die folgenden Verbindun gen eingesetzt und deren Gelierzeiten in Minuter miteinander verglichen.The following compounds were used as catalysts gene used and compared their gel times in minutes.

Katalysatorcatalyst

1. Ohne1. Without

2. Vanadyltriisopropylat2. Vanadyl triisopropoxide

in wasserfreien Systemen überhaupt nicht katalytisch fts 3. Vanadyltrimethylglykolat wirkt, und zwar sowohl bei der Herstellung von 4. Vanadyi-tri-n-butvJat (teilkondensiert) geschäumten als auch bei der Herstellung von 5. Vanadiumglykolat der Formel nichtgeschäumtcn Polyurethanen O = V-(OCHj-CHjO)J-V=Onot at all catalytic in anhydrous systems fts 3. Vanadyltrimethylglycolate works, both in the production of 4. Vanadyi-tri-n-butvJat (partially condensed) foamed as well as in the production of 5. vanadium glycolate of the formula non-foamed polyurethanes O = V- (OCHj-CHjO) J-V = O

Gelierzeit in MinutenGel time in minutes

103 27 28 4b103 27 28 4b

101101

b) Nach der folgenden Rezeptur wurde ein geschäumtes Polyurethan hergestellt:b) According to the following recipe, a foamed Polyurethane made:

100 Gewichtsteile Polyätherpolyol aus Glukose und Propylenoxid(OH-Zahl 510),
2 Gewichtsteile Siliconöl,
1,6 Gewichtsteile Katalysator, 38 Gewichtsteile Trichlorfluormethan, 134,8 Gewichtsteile lösungsmiitelfreies, höherfunktionelle Isocyanate enthaltendes 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat.
100 parts by weight of polyether polyol made from glucose and propylene oxide (OH number 510),
2 parts by weight of silicone oil,
1.6 parts by weight of catalyst, 38 parts by weight of trichlorofluoromethane, 134.8 parts by weight of solvent-free, higher-functionality isocyanate-containing 4,4'-diphenylmethane diisocyanate.

Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:The following results were achieved:

Katalysatorcatalyst

Startzeit SteigzeitStart time rise time

Schaumstruktur Foam structure

1. Ohne 10 min1. Without 10 min

2. Vanadyltriisopropylat 28 see2. Vanadyl triisopropoxide 28 see

3. Vanadyltrimethylglykolat 52 see3. Vanadyl Trimethyl Glycolate 52 see

4. Vanadiumglykolat der Formel4. Vanadium glycolate of the formula

O = V(OCH2-CH2O)3-V = O 10 minO = V (OCH2-CH2O) 3-V = O 10 min

90 see
200 see
90 see
200 see

gut
gut
Well
Well

Aus den obigen Versuchen ergibt sich die Überlegenheit der erfindungsgemäß eingesetzten Vanadiumkatalysatoren gegenüber dem zum Stande der Technik gehörenden Vanadiumglykolat. So zeigt das Vanadiumglykolat in wasserfreien Systemen überhaupt keine katalytische Wirkung.The above experiments show the superiority of the vanadium catalysts used according to the invention compared to the prior art vanadium glycolate. So shows the vanadium glycolate no catalytic effect whatsoever in anhydrous systems.

Das im Beispiel 30a unter Ziffer 4 eingesetzte Vanadyl-tri-n-butylat (teilkondensiert) wurde folgendermaßen hergestellt:The vanadyl tri-n-butoxide (partially condensed) used in example 30a under item 4 was as follows manufactured:

858,0 g VO(Ji-OGiHq)3 (= 3 Mol) werden in einem Dreihalskolben mit 500 ml wasserfreiem n-Butanol verdünnt Unter Rühren werden bei 40 bis 6O0C 36,0 g (= 2 Mol) Wasser so langsam zugetropft, daß die sich bildende Trübung, die beim Zutropfen entsteht, sich ständig wieder auflösen kann. Dabei wird mit aufgesetztem Rückflußkühler gearbeitet. Nachdem alles Wasser zugesetzt worden ist, wird noch bis zum Sieden erhitzt. Anschließend wird das als Lösungsmittel dienende n:Butanol mittels eines Rotationsverdampfer unter Vakuum abdestilliert. Der Rückstand ist eine klare gelbe Flüssigkeit mit der Dichte D25 = 1,092 der Formel858.0 g VO (Ji-OGiHq) 3 (= 3 mol) in a three-necked flask containing 500 ml of anhydrous n-butanol diluted While stirring g (= 2 mol) of water was added dropwise slowly at 40 to 6O 0 C 36.0 that the cloudiness that forms when the drops are added can constantly dissolve again. This is done with a reflux condenser attached. After all the water has been added, the mixture is heated to the boil. The n: butanol used as solvent is then distilled off in vacuo using a rotary evaporator. The residue is a clear yellow liquid with the density D 25 = 1.092 of the formula

4040

QH9O-V-O-V-O-V-OC4H9
OC4H, OC4H9 OC4H9
QH 9 OVOVOV-OC 4 H 9
OC 4 H, OC 4 H 9 OC 4 H 9

Der V-Gehalt beträgt 39,0%; der Kondensationsgrad ist 2,0.The V content is 39.0%; the degree of condensation is 2.0.

Beispiel 31Example 31

In einem weiteren Versuch wurden die katalytischen Eigenschaften von Vanadylacetylacetonat Vanadiumacetylacetonat und Vanadylacetat (GB-PS 9 69 992) mit dem erfindungsgemäß eingesetzten Katalysator Vanadyltri-isopropylat verglichen.In another experiment, the catalytic properties of vanadyl acetylacetonate were vanadium acetylacetonate and vanadyl acetate (GB-PS 9 69 992) with the catalyst used according to the invention vanadyl tri-isopropoxide compared.

a) Auf der folgenden Basis wurden nichtgeschäumte Polyurethane hergestellt:a) Non-foamed polyurethanes were produced on the following basis:

100 g eines flüssigen Polyols, hergestellt durch die säurekatalysierte Reaktion von Glukose und Propylenoxid (OH-Zahl 300) mit einem Gehalt an 5% Zeolith als Trocknungsmittel,100 g of a liquid polyol manufactured by acid-catalyzed reaction of glucose and propylene oxide (OH number 300) with a content of 5% zeolite as a drying agent,

72,6 g Diphenylmethan^^'-diisocyanat.72.6 g of diphenylmethane ^^ 'diisocyanate.

0,2 g niehtionogener Entschäumer.0.2 g non-ionogenic defoamer.

X g eines Vanadiumkatalysators. X g of a vanadium catalyst.

Die Ausgangsstoffe wurden in einem Becher gemisch« und bei Zimmertemperatur in Formen gegossen. Ks entstanden Prüfstäbe der Abmessungen 10 χ 15 χ 120 mm.The starting materials were mixed in a beaker and poured into molds at room temperature. Ks Test bars measuring 10 15 χ 120 mm were created.

Nachdem die Formkörper hart geworden waren, wurden sie der Form entnommen und 3 Std. bei 1100C gehärtet. Am nächsten Tag wurde die Schlagzähigkeit der Formteile nach DIN 53 453 gemessen.After the moldings had hardened, they were removed from the mold and cured at 110 ° C. for 3 hours. The next day, the impact strength of the molded parts was measured in accordance with DIN 53 453.

Es zeigte sich, daß 0,02 g des erfindungsgemäß eingesetzten Vanadyltriisopropylats starke katalytische Wirkung aufwiesen; eine 50fache Menge (X = 1 g) von Vanadylacetylacetonat, Vanadiumaoetylacetonat und Vanadylacetat war nahezu katalytisch inaktiv. Außerdem war die Schlagzähigkeit des mit dem Vanadyltriisopropylat hergestellten Formkörpers wesentlich höher.It was found that 0.02 g of the vanadyl triisopropoxide used according to the invention had a strong catalytic effect; a 50-fold amount (X = 1 g) of vanadyl acetylacetonate, vanadium aoetylacetonate and vanadyl acetate was almost catalytically inactive. In addition, the impact strength of the molding produced with the vanadyl triisopropoxide was significantly higher.

Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:The results are summarized in the following table:

Katalysatorcatalyst Mengecrowd GelierGelation SchlagzäImpact (in g)(in g) zeittime higkeitability (in min)(in min) (kpcm/cm2)(kpcm / cm 2 ) 1. Ohne1. Without 00 9090 10,010.0 2. Vanadyltriisopropylat2. Vanadyl triisopropoxide 0,020.02 2121 24,024.0 3. Vanadylacetylacetonat3. Vanadyl acetylacetonate 1,01.0 8585 8,08.0 4. Vanadiumacetylacetonai4. Vanadium acetylacetonai 1,01.0 8080 8,88.8 5. Vanadylacetat5. Vanadyl acetate 1,01.0 9090 12,112.1

b) Nach der folgenden Rezeptur wurden geschäumte Polyurethane hergestellt:b) Foamed polyurethanes were produced according to the following recipe:

100 g eines flüssigen Polyols, hergestellt durch eine alkalisch katalysierte Reaktion von Sorbit mit Propylenoxid (OH-Zahl 510),100 g of a liquid polyol produced by alkaline catalyzed reaction of sorbitol with propylene oxide (OH number 510),

0,9 g eines Vanadiumkatalysators, 1 g hydroxyalkyliertes Polysiloxan, 18 g Trichlorfluormethan,0.9 g of a vanadium catalyst, 1 g of hydroxyalkylated polysiloxane, 18 g trichlorofluoromethane,

64.8 g Diphenylmethan^^'-düsocyanat.64.8 g diphenylmethane ^^ '- diisocyanate.

Die Ausgangsstoffe wurden homogen vermischt unc in einen Becher gegeben. Die folgenden Ergebnissf wurden erzielt:The starting materials were mixed homogeneously and placed in a beaker. The following results were achieved:

Katalysatorcatalyst Startzeit SteigzeilStart time rising line

1. Ohne > 10 min —1. Without> 10 min -

2. Vanadyltriisopropylat 34 see 125 see2. Vanadyl triisopropoxide 34 see 125 see

3. Vanadylacetylacetonat > 10 min —3. Vanadyl acetylacetonate> 10 min -

4. Vanadinacetylacetonat > 10 min —4. Vanadium acetylacetonate> 10 min -

5. Vanadylacetat > 10 min —5. Vanadyl acetate> 10 min -

Diese Ergebnisse zeigen, daß nur der erfindungsge maß verwendete Katalysator {Vanadyltriisopropylat eine gute katalytische Wirksamkeit aufweist. Di« bekannten Vanadiumkatalysatoren zeigen keine kataly tische Aktivität, und sie ergeben keinen Schaum.These results show that only the catalyst used according to the invention {vanadyl triisopropoxide has good catalytic efficiency. The known vanadium catalysts show no catalyzation table activity, and they do not produce foam.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls verschäumten Polyurethanen durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit Polyolen in Gegenwart von Vanadiumkatalysatoren unter Ausschluß von Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß man als Vanadiumkatalysatoren in dem Reaktionsgemisch lösliche organische Vanadiumverbindungen der allgemeinen FormelnProcess for the production of optionally foamed polyurethanes by reacting Polyisocyanates with polyols in the presence of vanadium catalysts with exclusion of water, characterized in that there is used as vanadium catalysts in the reaction mixture soluble organic vanadium compounds of general formulas
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