DE19905836A1 - Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-PolyadditionsproduktenInfo
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Abstract
Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten durch Umsetzung von (a) Isocyanaten mit (b) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 500 bis 8500 und gegebenenfalls (c) Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmitteln mit einem Molekulargewicht von 60 bis 499 in Gegenwart von (d) Katalysatoren sowie gegebenenfalls (e) Treibmitteln und/oder (f) Hilfs- und/oder Zusatzstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator (d) mindestens eine Verbindung einsetzt, die die folgende Struktureinheit (I) aufweist: DOLLAR F1 mit den folgenden Bedeutungen für R·1·: DOLLAR A geradkettiger oder verzweigter, gegebenenfalls substituierter aliphatischer oder cyclophatischer organischer Rest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von
Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten durch Umsetzung von (a) Iso
cyanaten mit (b) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen mit
einem Molekulargewicht von 500 bis 8500 und gegebenenfalls (c)
Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmitteln mit einem Mole
kulargewicht von 60 bis 499 in Gegenwart von (d) Katalysatoren
sowie gegebenenfalls (e) Treibmitteln und/oder (f) Hilfs- und/
oder Zusatzstoffen. Des weiteren betrifft die Erfindung derart
erhältliche Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte und die
Verwendung von Verbindungen als Katalysatoren mit einer minde
stens 40% höheren relativen Stickstoff-Katalysatoraktivität,
bezogen auf die Abbindezeit, im Vergleich zum Standardsystem 3
Gew.-Teile 1,4-Diazabicyclo-[2,2,2]-octan und 1 Gew.-Teile
Bis-(2-Dimethylaminoethyl)ether, zur Herstellung von Polyurethan
schaumstoffen, d. h. die Verwendung von Verbindungen mit einer
hohen katalytischen Aktivität bei der Umsetzung von Isocyanaten
mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen bei der Herstel
lung von Polyurethanschaumstoffen, insbesondere Polyurethanweich
schaumstoffen.
Der Einsatz von tertiären Aminen als Katalysatoren zur Herstel
lung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, beispielsweise
Polyurethanen und/oder Polyisocyanuraten ist allgemein bekannt.
Eine unerwünschte Begleiterscheinung bei einigen dieser bekannten
tertiären Amine besteht in ihrer Flüchtigkeit und ihrem starken
Geruch. Zur Lösung dieses Problems ist aus EP-A 677 540 bekannt,
Aminoalkyl- und/oder Aminophenylimidazolen als Katalysatoren zur
Herstellung von Polyurethan-Weichschaumstoffen mit vermindertem
Geruch und verminderten Foggingwerten einzusetzen. Aufgrund ihrer
Reaktivität gegenüber Isocyanaten werden die in der EP-A 677 540
beschrieben Katalysatoren in den Polyurethanweichschaumstoff ein
gebaut, womit Schaumstoffe mit sehr vorteilhaften Eigenschaften
zugänglich sind. Nachteilig an diesen Katalysatoren wirken sich
ihre aufwendige Herstellverfahren und ihre geringere katalytische
Aktivität im Vergleich zu 1,4-Diazabicyclo-[2,2,2]-octan (Gel-
Katalysator, der Reaktion der Isocyanatgruppen mit den Polyolen
katalysiert) und Bis-(2-Dimethylaminoethyl)ether (Treib-Katalysa
tor, der die Reaktion der Isocyanatgruppen mit dem Wasser kataly
siert) als gängige, allerdings flüchtiger und geruchsintensiver
Katalysatormischung aus.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand somit darin, Ver
fahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten
durch Umsetzung von (a) Isocyanaten mit (b) gegenüber Isocyanaten
reaktiven Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 500 bis
8500 und gegebenenfalls (c) Kettenverlängerungs- und/oder Vernet
zungsmitteln mit einem Molekulargewicht von 60 bis 499 in Gegen
wart von (d) Katalysatoren sowie gegebenenfalls (e) Treibmitteln
und/oder (f) Hilfs- und/oder Zusatzstoffen zu entwickeln, bei
denen Katalysatoren eingesetzt werden, die eine geringe Flüchtig
keit aufweisen und damit eine geringen Geruch entwickeln und
nahezu keine Emissionen (VOC-Werte) verursachen. Die Messung der
gasförmigen Emissionen ist in der Prüfvorschrift von DaimlerBenz
mit dem Titel "Arbeitsvorschrift zur Bestimmung von gasförmigen
und kondensierbaren Emissionen aus Fahrzeuginnenausstattungen mit
Thermodesorption", Nummer PB VWT 709 beschrieben. Zudem sollten
die Katalysatoren über eine hohe katalytische Aktivität verfügen
und günstig in ihrer Herstellung und Anwendung sein. Die Nach
teile der bekannten Katalysatoren in Bezug auf ihre Flüchtigkeit,
ihren Geruch, ihre Herstellkosten und ihre katalytische Aktivität
sollten möglichst weitgehend vermieden werden.
Diese Aufgabe konnte erfindungsgemäß dadurch gelöst werden, daß
man als Katalysator (d) mindestens eine Verbindung einsetzt, die
die folgende Struktureinheit (I) aufweist:
mit den folgenden Bedeutungen für R1:
geradkettiger oder verzweigter, gegebenenfalls substituierter aliphatischer oder cycloaliphatischer organischer Rest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen.
geradkettiger oder verzweigter, gegebenenfalls substituierter aliphatischer oder cycloaliphatischer organischer Rest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen.
Bevorzugt weist der Katalysator (d) die folgende Struktureinheit
(II) auf:
mit den folgenden Bedeutungen für R1, R2, R3, R4 und n:
R1: geradkettiger oder verzweigter, gegebenenfalls substituierter aliphatischer oder cycloaliphatischer organischer Rest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen,
R2 und R3: jeweils gleiche oder verschiedene, geradkettige oder verzweigte, gegebenenfalls substituierte aliphatische, cyclo aliphatische, araliphatische oder aromatische organische Reste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen,
R4: organischer Rest mit einem Molekulargewicht von 60 bis 8000 g/mol, bevorzugt Polyether und/oder Polyester, besonders bevorzugt Polyether,
n: 1, 2, 3, 4, 5 oder 6.
R1: geradkettiger oder verzweigter, gegebenenfalls substituierter aliphatischer oder cycloaliphatischer organischer Rest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen,
R2 und R3: jeweils gleiche oder verschiedene, geradkettige oder verzweigte, gegebenenfalls substituierte aliphatische, cyclo aliphatische, araliphatische oder aromatische organische Reste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen,
R4: organischer Rest mit einem Molekulargewicht von 60 bis 8000 g/mol, bevorzugt Polyether und/oder Polyester, besonders bevorzugt Polyether,
n: 1, 2, 3, 4, 5 oder 6.
Die Zahl "n" kennzeichnet, wieviele der in der Klammer beschrie
benen Strukturen an dem Rest R4 gebunden vorliegen können.
In den dargestellten Struktureinheiten können die Reste R2 und R3
zusammen mit dem Stickstoff eine cyclische Struktur, beispiels
weise eine cycloaliphatische Struktur bilden. Die Reste R1, R2,
R3 und/oder R4 können gegenüber Isocyanaten reaktive Gruppen,
beispielsweise Hydroxylgruppen, primäre und/oder sekundäre Amino
gruppen enthalten. Durch die Reaktion dieser Gruppen mit den Iso
cyanaten können die Katalysatoren in die Polyisocyanat-Polyaddi
tionsprodukte eingebaut werden, womit die Flüchtigkeit der
Katalysatoren zusätzlich gesenkt werden kann.
Besonders bevorzugt setzt man als Katalysator (d) mindestens eine
Verbindung ein, die die folgende Struktureinheit (III) aufweist:
mit den folgenden Bedeutungen für R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8
und n:
R2, R3: jeweils gleiche oder verschiedene, geradkettige oder ver zweigte, gegebenenfalls substituierte aliphatische, cycloali phatische, araliphatische oder aromatische organische Reste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl, Butyl,
R5, R6, R7 und R8: jeweils gleiche oder verschiedene, gerad kettige oder verzweigte, gegebenenfalls substituierte aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromati sche organische Reste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoff (H), bevorzugt H, Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Pro pyl,
R4: organischer Rest mit einem Molekulargewicht von 60 bis 8000 g/mol, bevorzugt Polyether und/oder Polyester, besonders bevorzugt Polyether,
n: 1, 2, 3, 4, 5 oder 6.
R2, R3: jeweils gleiche oder verschiedene, geradkettige oder ver zweigte, gegebenenfalls substituierte aliphatische, cycloali phatische, araliphatische oder aromatische organische Reste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl, Butyl,
R5, R6, R7 und R8: jeweils gleiche oder verschiedene, gerad kettige oder verzweigte, gegebenenfalls substituierte aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromati sche organische Reste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoff (H), bevorzugt H, Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Pro pyl,
R4: organischer Rest mit einem Molekulargewicht von 60 bis 8000 g/mol, bevorzugt Polyether und/oder Polyester, besonders bevorzugt Polyether,
n: 1, 2, 3, 4, 5 oder 6.
Besonders bevorzugt haben die für (IV) dargestellten Reste die
folgende Bedeutungen:
R2: Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl, Butyl,
R3: Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl, Butyl,
R4: Polyether, Polyester oder aliphatischer organischer Rest mit einem Molekulargewicht von 60 bis 8000 g/mol,
R9: H, Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl.
R3: Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl, Butyl,
R4: Polyether, Polyester oder aliphatischer organischer Rest mit einem Molekulargewicht von 60 bis 8000 g/mol,
R9: H, Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl.
Besonders bewährt als Katalysator (d) haben sich folgende
Verbindungen:
mit n: 1, 2, 3, 4 oder 5, bevorzugt 2,
insbesondere folgende Verbindung:
insbesondere folgende Verbindung:
(CH3CH2)2NCH2CH2COOCH2CHCH3(OCH2CHCH3)2OOCCH2CH2N(CH3CH2)2
Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Katalysatoren werden der
Geruch und die gasförmigen Emissionen (VOC-Wert, siehe die ein
gangs zitierte Prüfvorschrift) der hergestellten Polyisocyanat-
Polyadditionsprodukte, beispielsweise der Polyurethane und/oder
der Polyisocyanurate, insbesondere der Polyurethanweichschaum
stoffe deutlich gesenkt. Dies ist auf die geringe Flüchtigkeit
der Verbindungen zurückzuführen. Die erfindungsgemäßen, oben dar
gestellten Verbindungen werden entsprechend bevorzugt als
Katalysatoren zur Herstellung von Polyurethanen, insbesondere
Polyurethanweichschaumstoffen, mit einer mindestens um 50% gerin
geren Emission von Aminkatalystoren aus einem Polyurethan, ins
besondere dem Polyurethanweichschaumstoff, im Vergleich zum Stan
dardsystem 3 Gew.-Teile 1,4-Diazabicyclo-[2,2,2]-octan und 1
Gew.-Teile Bis-(2-Dimethylaminoethyl)ether, eingesetzt.
Zudem weisen die Katalysatoren eine erwünscht hohe katalytische
Reaktivität auf.
So zeigt z.B der erfindungsgemäße Katalysator, gemäß Beispiel 1,
eine um 42% höhere relative Stickstoff-Katalysatoraktivität ΔN,
gegenüber dem Standardsystem 1,4-Diazabicyclo-[2,2,2]-octan/
Bis-(2-Dimethylaminoethyl)ether.
Des weiteren besitzen die erfindungsgemäßen Katalysatoren den
Vorteil, daß ihre Herstellung in einfacher Weise durchzuführen
ist. Die Herstellung erfolgt üblicherweise derart, daß man eine
ungesättigte Carbonsäure und/oder ein ungesättigtes Carbonsäure
derivat, z. B. ein Säurechlorid und/oder Säureanhydrid, sowohl mit
einem Alkohol verestert als auch mit einem sekundären Amin in be
kannter Weise umsetzt. In den dargestellten Struktureneinheiten
(I), (IT), (III) und (IV) ergibt sich somit R2 und R3 aus dem
eingesetzten sekundären Amin, R1 aus der ungesättigten, bevorzugt
α,β-olefinischen Carbonsäure, und R4 aus dem eingesetzten
Alkohol.
Als Amine können zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Katalysatoren beispielsweise aliphatische, araliphatische, aroma
tische und/oder cycloaliphatische sekundäre Amine mit üblicher
weise 2 bis 50 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 4 bis 40 Kohlenstoff
atomen. Z. B. können als Amine folgende Verbindungen Verwendung
finden: Dimethylamin, Diethylamin, Dipropylamin,
Di-(1-butyl)-amin, Di-(2-butyl)-amin, Di-(t-butyl)-amin, Diiso
pentylamin, Diisoamylamin, Dioctylamin, Diethylhexylamin, Di(tri
decyl)amin, N-Methylethylamin, N-Methylproylamin, N-Methyliso
proylamin, N-Methyloctadeylamin N-Methylhexylamin, N-Methylbutyl
amin, N-Ethylbutylamin, t-Amyl-t-octylamin, N-Methylcyclohexyl
amin, N-Ethylcyclohexylamin, N-Isoproylcyclohexylamin, N-t-butyl
cyclohexylamin, Dicyclohexylamin, 2-Ethylaminoethanol, 2-Propyl
aminoethanol, 2-Propylaminoethanol, Benzylethanolamin, Diethanol
amin, Dipropanolamin, Diisopropanolamin, Dibenzylamin,
Pyrrolidin, 2,5-Dimethylpyrrolidin, 3-Pyrrolidinol, Piperazin,
Morpholin, 2,6-Dimethylmorpholin, Thiomorpholin, Piperidin,
3-Methylpiperidin, 3-Dimethylpiperidin, 4-Dimethylpiperidin,
3-Piperidinmethanol, 4-Hydroxypiperidin, 4-Piperidinethanol,
2-(2-Methylaminoethyl)pyridin, Methylaminoacetaldehyd, N,N,N'-
Trimethylpropylenamin, 4-Piperidinopiperadin, N,N,N'-Triethyl
ethylenamin, N,N,N'-Trimethylethylenamin, N-Ethylanilin,
3,3'-Iminobis(N,N-dimethylpropylamin), Di-(2-methoxyethyl)amin,
N-Ethyltoluidin, N-Ethylethanolamin, N-Butylethanolamin,
3-(2-Hydroxyethylamino)-1-propanol, N-(2-Hydroxyethyl)piperazin,
Ethylisonipecotat, 1-(2-Pyridyl)piperazin und/oder N,N-Dimethyl-
N-ethylethylendiamin.
Als ungesättigte Carbonsäuren können z. B. folgende Verbindungen,
gegebenenfalls in Form ihrer Säurehalogenide, bevorzugt Säure
chloride und/oder Säureanhydride eingesetzt werden: Acrylsäure,
Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Dimethyl
acrylsäure, Itaconsäure, Citraconsäure und/oder Mesaconsäure,
bevorzugt Acrylsäure und/oder Methacrylsäure.
Als Alkohole können zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Katalysatoren beispielsweise solche mit 1 bis 6 Hydroxylgruppen
verwendet werden, z. B. aliphatische, cycloaliphatische,
araliphatische und/oder aromatische Alkohole mit Molekulargewich
ten von 60 bis 8000, beispielsweise Glykole, Triole, Polyether
alkohole und/oder Polyesteralkohole.
Zur Herstellung geeignete Glykole sind z. B. solche mit 2 bis
25 Kohlenstoffatomen. Beispiele für geeignete Glykole sind z. B.
1,2-Ethandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol,
1,6-Hexandiol, 1,10-Decandiol, Diethylenglykol, Triethylenglykol,
Tetraethylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Tetra
propylenglykol, 2,2,4-Trimethylpentandiol-1,5, 2,2-Dimethyl
propandiol-1,3, 1,4-Dimethylolcyclohexan, 1,6-Dimethylolcyclo
hexan und ethoxylierte/propoxylierte Ether und ethoxylierte/
propoxylierte Produkte des 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan
(Bisphenol-A), etc.
Geeignete Triole weisen z. B. 3 bis 25, bevorzugt 3 bis 18 Kohlen
stoffatome auf. Dazu zählen z. B. Glycerin, Trimethylolpropan,
Erythrit, Pentaerythrit, Sorbit sowie die ethoxilierten/propoxy
lierten Produkte davon.
Geeignete Polyesteralkohole lassen sich durch Polymerisation von
Lactonen, z. B. Lactonen mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, herstel
len. Als Lactone für die Herstellung der Polyesterole eignen sich
z. B. α,α-Dimethyl-β-propiolacton, γ-Butyrolacton, ε-Caprolacton.
Bei der Herstellung von Polyesteralkohole sind ferner Kondensati
onsprodukte auf Basis von Hydroxylgruppen aufweisenden Estern
α,β-ethylenisch ungesättigter Mono- und/oder Dicarbonsäuren, ins
besondere der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, mit mindestens
zweiwertigen Alkoholen einsetzbar. Dazu zählen z. B. 2-Hydroxy
ethylacrylat, 2-Hydroxy-ethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat,
2-Hydroxypropylmethacrylat, 3-Hydroxybutylacrylat, 3-Hydroxy
butylmethacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat, 4-Hydroxybutylmeth
acrylat, 6-Hydroxyhexylacrylat, 6-Hydroxyhexylmethacrylat,
3-Hydroxy-2- ethylhexylacrylat, 3-Hydroxy-2-ethylhexylmeth
acrylat, Di(meth)-acrylsäureester des 1,1,1-Trimethylolpropans
oder des Glycerins. Diese Hydroxylgruppen aufweisenden Ester kön
nen mit endständige Carboxylgruppen tragenden Polyestern konden
siert werden. Die endständige Carboxylgruppen tragenden Polyester
sind in üblicher Weise z. B. durch Veresterung der oben genannten
Di-, Tri- und/oder Polyole mit Di-, Tri- und/oder Polycarbon
säuren im Überschuß erhältlich.
Geeignete Polyetheralkohole sind z. B. lineare oder verzweigte,
Hydroxylgruppen aufweisende Substanzen, die Etherbindungen ent
halten. Im Allgemeinen weisen sie ein Molekulargewicht im Bereich
von z. B. etwa 150 bis 10 000, vorzugsweise von 250 bis 5000 auf.
Geeignete Polyetherole können leicht durch Polymerisation von
cyclischen Ethern, wie Tetrahydrofuran, oder durch Umsetzung von
einem oder mehreren Alkylenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen
im Alkylrest mit einem Startermolekül, das 2 bis 6 aktive Wasser
stoffatome enthält, hergestellt werden. Als Alkylenoxide seien
beispielsweise Ethylenoxid, 1,2-Propylenoxid, Epichlorhydrin,
1,2- und/oder 2,3-Butylenoxid genannt. Die Alkylenoxide können
einzeln, alternierend nacheinander oder als Mischung eingesetzt
werden. Als Startermolekül kommen z. B. Wasser, die zuvor genann
ten Monoalkohole, Glykole oder Triole, Amine, wie Ethylendiamin,
Hexamethylendiamin und 4,4'-Diaminodiphenylmethan sowie Amino
alkohole, wie Ethanolamin, in Betracht.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Katalysatoren kann in all
gemein bekannter Weise erfolgen.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysator wird zunächst
der α,β-ungesättigte Carbonsäureester nach bekannten Methoden der
Veresterung, z. B. beschrieben im Organikum, VEB Deutscher Verlag
der Wissenschaften, Berlin 1986, S. 173 ff, aus den entsprechenden
Alkoholkomenten und den α,β-ungesättigte Carbonsäurederivaten,
gegebenenfalls unter Verwendung von geeigneten Stabilisatoren,
hergestellt.
Geeignete Stabilisatoren sind hierbei Verbindungen, die die
Polymerisation der α,β-ungesättigte Carbonsäurederivaten verhin
dern.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysator wird üblicher
weise der α,β-ungesättigte Carbonsäureester in einem Reaktions
gefäß, gegebenenfalls mit geeigneten Stabilisatoren und/oder mit
Lösungsmitteln verdünnt, vorgelegt. Anschließend wird die Amin
komponente, gegebenenfalls mit organischen Lösungsmitteln ver
dünnt, bei Temperatur zwischen 0-150°C, insbesondere 30-50°C,
zugegeben.
Bevorzugt ist allerdings die Herstellung ohne Lösungsmittel.
Nach Beendigung der Reaktion wird gegebenenfalls das Produkt
gereinigt, insbesondere durch Einleiten von Luft und/oder Mager
luft und/oder Stickstoff und gegebenenfalls Anlegen von Vakuum.
Nach Beendigung der Reaktion kann das Reaktionsgemisch nach
bekannten Methoden, z. B. Extraktion, Destillation, Vakuum-,
Sprühtrocknung, Fällung und Desodorierung durch Einleiten von
inerten Gasen, insbesondere Luft, Stickstoff, Argon und deren
Gasgemischen isoliert werden.
Geeignete Lösungsmittel oder Verdünnungsmittel sind im allge
meinen Wasser oder allgemein übliche organische Lösungsmittel,
insbesondere Ether, wie Tetrahydrofuran, Diethylether, oder
Dioxan, Ketone, wie Aceton, Methylethylketon oder Cyclohexanon,
Ester, wie Ethylacetat oder Kohlenwasserstoffe, wie Alkane, Aro
maten, Alkohole, wie Glykol, Glycerin Diethylenglykol oder
Dipropylenglykol.
Die erfindungsgemäßen Katalysatoren (d) werden zur Herstellung
von allgemein üblichen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten ein
gesetzt, beispielsweise Polyurethanen und/oder Polyisocyanuraten,
bevorzugt Polyurethanen, z. B. kompakten oder geschäumten,
thermoplastischen oder vernetzten Polyurethanen. Bevorzugt finden
die Katalysatoren (d) Verwendung bei der Herstellung von weichen,
halbharten oder harten Polyurethanschaumstoffen, besonders bevor
zugt Polyurethanweichschaumstoffen, beispielsweise weichen Inte
gral- oder Blockschaumstoffen. Die Herstellung dieser verschiede
nen Arten von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten ist allgemein
bekannt.
Besonders bevorzugt werden demnach die erfindungsgemäßen
Katalysatoren eingesetzt als Katalysatoren mit einer mindestens
30%, bevorzugt mindestens 40% höheren relativen Stickstoff-Ka
talysatoraktivität, bezogen auf die Abbindezeit, im Vergleich zum
Standardsystem 3 Gew.-Teile 1,4-Diazabicyclo-[2,2,2]-octan und 1
Gew.-Teile Bis-(2-Dimethylaminoethyl)ether, zur Herstellung von
Polyurethanschaumstoffen.
Die erfindungsgemäßen Katalysatoren weisen insbesondere den Vor
teil auf, daß sie sowohl die Treibreaktion als auch die Gelreak
tion beschleunigen und somit als Katalysatoren für die Reaktion
von Isocyanatgruppen mit Wasser und für die Reaktion von Iso
cyanatgruppen mit Hydroxylgruppen verwendet werden können.
Damit kann insbesondere bei der Herstellung von Polyurethanweich
schaumstoffen der Einsatz von verschiedenen Katalysatoren, die
entweder die Reaktion der Isocyanatgruppen mit dem Wasser oder
die Reaktion der Komponente (b) und gegebenenfalls (c) mit den
Isocyanatgruppen katalysieren, vermieden werden.
Zur Herstellung der Polyisocyanatpolyadditionsprodukte, vorzugs
weise der Polyurethanschaumstoffe und insbesondere der Poly
urethanweichschaumstoffe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,
finden, mit Ausnahme der Katalysatoren (d), die an sich bekannten
Aufbaukomponenten (a) bis (c), Treibmittel (e) und gegebenenfalls
Hilfs- und/oder Zusatzstoffe (f) Verwendung, zu denen folgendes
ausgeführt werden kann.
Als Isocyanate (a) können allgemein übliche Isocyanate,
beispielsweise aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische
und/oder aromatische Isocyanate, bevorzugt Diisocyanate einge
setzt werden. Bevorzugt werden 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiiso
cyanat (TDI) und/oder 4,4'-, 2,2'- und/oder 2,4'-Diphenylmethan
diisocyanat (MDI) eingesetzt, bevorzugt 2,4- und/oder
2,6-Toluylendiisocyanat, wobei die Isocyanate gegebenenfalls
modifiziert verwendet werden können. Beispielsweise können die
Isocyanate (a) Ester-, Harnstoff-, Biuret-, Allophanat-, Carbodi
imid-, Isocyanurat-, Uretdion- und/oder Urethangruppen aufweisen.
Als gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen (b) werden ins
besondere zur Herstellung der Polyurethanweichschaumstoffe zweck
mäßigerweise solche mit einer mittleren Funktionalität von 2 bis
4, vorzugsweise 2 bis 3 und insbesondere 2,0 bis 2,6 und einem
Molekulargewicht von 500 bis 8500, vorzugsweise von 1500 bis 6500
und insbesondere 1800 bis 5000 verwendet (die Molekulargewichte
wurden berechnet mit Hilfe der experimentell gemessenen Hydroxyl
zahl). Besonders bewährt haben sich Hydroxylverbindungen, ausge
wählt aus der Gruppe der Polyetherpolyole, Polyesterpolyole,
Polythioether-polyole, hydroxylgruppenhaltigen Polyesteramide,
hydroxylgruppenhaltigen Polyacetale, hydroxylgruppenhaltigen ali
phatischen Polycarbonate und polymermodifizierten Polyether
polyole oder Mischungen aus mindestens zwei der genannten Poly
ole. Vorzugsweise Anwendung finden Polyesterpolyole und/oder
insbesondere Polyetherpolyole.
Die erhaltenen Polyesterpolyole besitzen vorzugsweise eine
Funktionalität von 2 bis 3, insbesondere 2 bis 2,6 und ein Mole
kulargewicht von 500 bis 3600, vorzugsweise 1500 bis 3000 und
insbesondere 1800 bis 2500 und können, sofern dies zur Bildung
foggingarmer Polyisocyanatpolyadditionsprodukte vorteilhaft ist,
einer nochmaligen Reinigung, z. B. durch Destillation unter ver
mindertem Druck in einem Dünnschichtverdampfer oder Fallstromver
dampfer, unterworfen werden.
Die Polyetherpolyole, vorzugsweise Polyoxypropylen- und Polyoxy
propylen-polyoxyethylenpolyole, besitzen eine Funktionalität von
vorzugsweise 2 bis 3 und insbesondere 2,0 bis 2,6 und Molekular
gewicht von 500 bis 8500, vorzugsweise von 2200 bis 6500 und ge
eignete Polyoxytetramethylenglykole ein Molekulargewicht bis un
gefähr 4500, vorzugsweise von 650 bis 2200.
Die Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte können ohne oder unter
Mitverwendung von Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmit
teln (c) hergestellt werden. Zur Modifizierung der mechanischen
Eigenschaften, z. B. der Härte, kann sich jedoch insbesondere zur
Herstellung der Polyurethanweichschaumstoffe der Zusatz von
Kettenverlängerungsmitteln, Vernetzungsmitteln oder gegebenen
falls auch Gemischen davon als vorteilhaft erweisen. Als Ketten
verlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel verwendet werden mehr
wertige Alkohole, vorzugsweise Diole und/oder Triole, mit Moleku
largewichten bevorzugt kleiner als 499, vorzugsweise von 60 bis
300. In Betracht kommen beispielsweise als Kettenverlängerungs
mittel aliphatische, cycloaliphatische und/oder araliphatische
Diole mit 2 bis 14 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Ethylenglykol,
Propandiol-1,3, Decandiol-1,10, o-, m-, p-Dihydroxycyclohexan,
Diethylenglykol, Dipropylenglykol und vorzugsweise Ethylenglykol,
Butandiol-1,3, Butandiol-1,4, Hexandiol-1,6 und Bis-(2-hydroxy
ethyl)-hydrochinon und als Vernetzungsmittel, Triole, wie z. B.
1,2,4-, 1,3,5-Trihydroxycyclohexan, Trimethylolethan, Glycerin
und Trimethylolpropan.
Sofern die Verbindungen der Komponente (c) mitverwendet werden,
können diese in Form von Mischungen oder einzeln eingesetzt wer
den und werden vorteilhafterweise in Mengen von 1 bis 40 Gew.-
Teilen, vorzugsweise von 5 bis 20 Gew.-Teilen, bezogen auf
100 Gew.-Teile der höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen (b),
angewandt.
Die erfindungsgemäßen Katalysatoren (d) können in Kombination mit
anderen bekannten Polyurethankatalysatoren eingesetzt werden,
beispielsweise zusammen mit anderen als Katalysatoren bekannten
tertiären Aminen und/oder mit organischen Metallverbindungen. Als
organische Metallverbindungen kommen z. B. Zinnverbindungen in
Frage, wie beispielsweise Zinn-(II)-salze von organischen Carbon
säuren, z. B. Zinn-(II)-acetat, Zinn-(II)-octoat, Zinn-(II)-ethyl
hexoat und Zinn-(II)-laurat und die Dialkylzinn-(IV)-salze von
organischen Carbonsäuren, z. B. Dibutyl-zinndiacetat, Dibutylzinn
dilaurat, Dibutylzinn-maleat und Dioctylzinn-diacetat. Als für
diesen Zweck übliche organische Amine seien beispielhaft genannt:
Triethylamin, 1,4-Diazabicyclo-[2,2,2]-octan, Tributylamin,
Dimethylbenzylamin, N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin,
N,N,N',N'-Tetramethyl-butandiamin, N,N,N',N'-Tetramethyl
hexan-1,6-diamin, Dimethylcyclohexylamin, Pentamethyldipropylen
triamin, Pentamethyldiethylentriamin, 3-Methyl-6-dimethyl
amino-3-azapentol, Dimethylaminopropylamin, 1,3-Bisdimethylamino
butan, Bis-(2-dimethylaminoethyl)-ether, N-Ethylmorpholin, N-Me
thylmorpholin, N-Cyclohexylmorpholin, 2-Dimethylamino-ethoxy
ethanol, Dimethylethanolamin, Tetramethylhexamethylendiamin,
Dimethylamino-N-methyl-ethanolamin, N-Methylimidazol, N-For
myl-N,N'-dimethylbutylendiamin, N-Dimethylaminoethylmorpholin,
3,3'-Bis-dimethylamino-di-n-propylamin und/oder 2,2'-Dipiparazin
diisopropylether, Diazabicyclo-(2,2,2)-octan Dimethylpiparazin,
N,N'-Bis-(3-aminopropyl)ethylendiamin und/oder Tris-(N,N-dimethy
laminopropyl)-s-hexahydrotriazin, 4-Chlor-2,5-dimethyl-1-(N-me
thylaminoethyl)-imidazol, 2-Aminopropyl-4,5-dimethoxy-1-methyl
imidazol, 1-Aminopropyl-2,4,5-tributylimidazol, 1-Amino
ethyl-4-hexylimidazol, 1-Aminobutyl-2, 5-dimethylimidazol,
1-(3-Aminopropyl)-2-ethyl-4-methylimidazol, 1-(3-Amino
propyl)imidazol und/oder 1-(3-Aminopropyl)-2-methylimidazol,
bevorzugt 1,4-Diazabicyclo-[2,2,2]-octan und/oder Imidazole,
besonders bevorzugt 1-(3-Aminopropyl)imidazol, 1-(3-Amino
propyl)-2-methylimidazol und/oder 1,4-Diazabicyclo-[2,2,2]-octan.
Bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Katalysatoren zusammen mit
weiteren Aminkatalysatoren und/oder Imidazolkatalysatoren und/
oder Zinnkatalysatoren eingesetzt. Besonders bevorzugt werden als
Katalysatoren ausschließlich die erfindungsgemäßen Katalysatoren
eingesetzt. Dies ist wie beschrieben insbesondere bei der Her
stellung von Polyurethanweichschaumstoffen ungewöhnlich und dar
auf zurückzuführen, daß die erfindungsgemäßen Katalysatoren
sowohl die Treibreaktion, d. h. die Reaktion der Isocyanatgruppen
mit Wasser als Treibmittel, als auch die Gelreaktion, d. h. die
Reaktion der Komponente (b) und gegebenenfalls (c) mit den Iso
cyanatgruppen beschleunigen.
Zur Herstellung von geschäumten Polyisocyanat-Polyadditionspro
dukten, insbesondere Polyurethanweichschaumstoffen, findet als
Treibmittel (e) vorzugsweise Wasser Verwendung, das mit den orga
nischen, gegebenenfalls modifizierten Polyisocyanaten (a) unter
Bildung von Kohlendioxid und Harnstoffgruppen reagiert und da
durch die Druckfestigkeit der Endprodukte beeinflußt. Zur Erzie
lung des gewünschten Raumgewichts wird das Wasser üblicherweise
in Mengen von 0,05 bis 6 Gew.-%, vorzugsweise von 0,1 bis
5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Aufbaukomponente (a) bis
(c) verwendet.
Als Treibmittel (e) können anstelle von Wasser oder vorzugsweise
in Kombination mit Wasser auch niedrigsiedende Flüssigkeiten, die
unter dem Einfluß der exothermen Polyadditionsreaktion verdampfen
und vorteilhafterweise einen Siedepunkt unter Normaldruck im
Bereich von -40 bis 90°C, vorzugsweise von 10 bis 50°C besitzen,
oder Gase eingesetzt werden.
Die als Treibmittel geeigneten Flüssigkeiten der oben genannten
Art und Gase können z. B. ausgewählt werden aus der Gruppe der
Alkane wie z. B. Propan, n- und iso-Butan, n- und iso-Pentan und
vorzugsweise der technischen Pentangemische, Cycloalkane wie z. B.
Cyclobutan, Cyclopenten, Cyclohexen und vorzugsweise Cyclopentan
und/oder Cyclohexan, Dialkylether, wie z. B. Dimethylether,
Methylethylether und Diethylether, Cycloalkylenether, wie z. B.
Furan, Ketone, wie z. B. Aceton, Methylethylketon, Carbonsäure
ester, wie Ethylacetat und Methylformiat, Carbonsäuren wie Amei
sensäure, Essigsäure und Propionsäure, Fluoralkane, wie z. B. Tri
fluormethan, Difluormethan, Difluorethan, Tetrafluorethan und
Heptafluorethan und Gase, wie z. B. Stickstoff, Kohlenmonoxid und
Edelgase wie z. B. Helium, Neon und Krypton.
Die zweckmäßigste Menge an niedrigsiedender Flüssigkeit und Gase,
die jeweils einzeln als Flüssigkeits- oder Gasmischungen oder als
Gasflüssigkeitsgemische eingesetzt werden können, hängt ab von
der Dichte, die man erreichen will und der eingesetzten Menge
Wasser. Die erforderlichen Mengen können durch einfache Hand
versuche leicht ermittelt werden. Zufriedenstellende Ergebnisse
liefern üblicherweise Flüssigkeitsmengen von 0,5 bis 20 Gew.-Tei
len, vorzugsweise von 2 bis 10 Gew.-Teilen und Gasmengen von 0,01
bis 30 Gew.-Teilen, vorzugsweise von 2 bis 20 Gew.-Teilen, je
weils bezogen auf 100 Gew.-Teile der Komponente (b) und gegebe
nenfalls (c).
Als Treibmittel (e) vorzugsweise verwendet werden Wasser, Alkane
mit 3 bis 7 Kohlenstoffatome, Cycloalkane mit 4 bis 7 Kohlen
stoffatome oder Mischung aus mindestens zwei der als bevorzugte
Treibmittel genannten Verbindungen.
Zur Herstellung der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren können gegebenenfalls Zusatz
stoffe (f) Verwendung finden. Als derartige Zusatzstoffe seien
beispielsweise genannt: oberflächenaktive Substanzen, Schaum
stabilisatoren, Zellregler, Gleitmittel, Füllstoffe, Farbstoffe,
Pigmente, Flammschutzmittel, Hydrolyseschutzmittel, fungistatisch
und bakteriostatisch wirkende Substanzen.
Zur Herstellung der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte können
(a), (b) und gegebenenfalls (c) in solchen Mengen zur Umsetzung
gebracht werden, daß das Äquivalenz-Verhältnis von NCO-Gruppen
der Polyisocyanate (a) zur Summe der reaktiven Wasserstoffatome
der Komponenten (b) und gegebenenfalls (c) 0,70 bis 1,50 : 1,
vorzugsweise 0,85 bis 1,15 : 1 und insbesondere 0,9 bis 1,1 : 1
beträgt.
Die Polyurethan-Schaumstoffe können nach dem Prepolymer oder
vorzugsweise nach dem one-shot-Verfahren beispielsweise mit Hilfe
der Niederdruck-Technik oder der Hochdrucktechnik z. B. in offenen
oder geschlossenen, zweckmäßigerweise temperierbaren Formwerk
zeugen, beispielsweise metallischen Formwerkzeugen, z. B. aus
Aluminium, Gußeisen oder Stahl, oder Formwerkzeugen aus faser
verstärkten Polyester- oder Epoxidformmassen hergestellt werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, nach dem Zweikom
ponenten-Verfahren zur arbeiten und die Aufbaukomponenten (b),
(d), (e) und gegebenenfalls (c) und (f) in der Komponente (A) zu
vereinigen und als Komponente (B) die organischen, gegebenenfalls
modifizierten Polyisocyanate (a) oder Mischungen aus den genann
ten Polyisocyanaten und gegebenenfalls Treibmittel (e) zu verwen
den.
Die Ausgangskomponenten werden üblicherweise bei einer Temperatur
von 15 bis 80°C, vorzugsweise von 25 bis 55°C gemischt und können
drucklos in ein offenes Formwerkzeug oder gegebenenfalls unter
erhöhtem Druck in ein geschlossenes Formwerkzeug eingebracht wer
den. Die Vermischung kann mechanisch mittels eines Rührers oder
einer Rückschnecke oder unter hohem Druck im sogenannten Gegen
strominjektionsverfahren durchgeführt werden. Die Formwerkzeug
temperatur beträgt zweckmäßigerweise 20 bis 120°C, vorzugsweise 30
bis 80°C und insbesondere 45 bis 60°C. Werden z. B. Polyurethan
weichschaumstoff-Formkörper unter Verdichtung hergestellt, liegen
die Verdichtungsgrade üblicherweise im Bereich von 1,1 bis 8,3,
vorzugsweise von 2 bis 7 und insbesondere von 2,4 bis 4,5.
Die Menge des in das Formwerkzeug eingebrachten Reaktionsgemi
sches wird zur Herstellung der Polyurethanweichschaumstoffe
vorteilhafterweise so bemessen, daß die erhaltenen Formkörper
eine Gesamtdichte von 0,01 bis 0,9 g/cm3, vorzugsweise von 0,03
bis 0,7 g/cm3 besitzen. Die Polyurethanweichschaumstoffe können
auch nach dem Blockschaumverfahren hergestellt werden. Die Block
schaumstoffe besitzen üblicherweise Dichten von 0,02 bis
0,06 g/cm3.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Block
schaumstoffe und Polyurethanweichschaumstoff-Formkörper finden
beispielsweise Verwendung in der Kraftfahrzeugindustrie, z. B. als
Armlehnen, Kopfstützen und Sicherheitsverkleidungen im Kraftfahr
zeuginnenraum, sowie als Fahrrad- oder Motorradsattel, Schuhsoh
len und als Innenschuh für Skistiefel. Sie eignen sich ferner als
Polstermaterialien in der Möbelindustrie und Automobilindustrie.
In einem 1 l Dreihalskolben mit Rührer, Tropftrichter und Rück
flußkühler wurde 1,00 mol (300,3 g) Tripropylendiacrylat (TPGDA)
auf 40°C erwärmt und 2,00 mol 146,3 g Diethylamin portionsweise
unter Rühren langsam zudosiert, so daß die Innentemperatur nicht
über 45°C stieg. Nach Ende der Zugabe wurde das Reaktionsgemisch
2 h bei 45°C gerührt. Anschließt wurde eine Desodorierung durch
Einleiten von Luft und gleichzeitiges Anlegen von Vakuum durchge
führt.
Wie in Beispiel 1 dargestellt wurden 1,00 mol (300,3 g) Tripropy
lendiacrylat (TPGDA) mit 2,00 mol (266,4 g) Diisopropanolamin um
gesetzt.
Zu 0,1 mol (540,0 g) Lupranol® 2040 (Hydroxyzahl: 28 mgKOH/g,
Molekulargewicht 5400 g/mol, BASF Aktiengesellschaft) wurde in
Gegenwart von Stabilisatoren bei 100°C 0,5 g Dimethylbenzylamin
und anschließend innerhalb von 40 min 0,3 mol (21,6 g) Acrylsäure
gegeben. Anschließend wurde 8 h bei 110°C gerührt.
Wie in Beispiel 1 dargestellt wurden 0,10 mol (556 g) des Umset
zungsprodukts aus Beispiel 4 mit 0,30 mol (21,9 g) Diethylamin
umgesetzt.
Die in der Tabelle 1 dargestellten A- und B-Komponenten wurden in
den Beispielen 5 und 6 zu Polyurethanweichschaumstoffen umge
setzt.
Alle Komponenten außer dem Isocaynat Lupranat® T80 A (BASF
Aktiengesellschaft) werden intensiv vermischt. Danach wird das
Lupranat® T80 A unter Rühren hinzugegeben und die Reaktionsmi
schung in eine offene Form vergossen, worin sie zum Polyurethan-
Schaumstoff ausschäumt.
Die Prüfdaten in Bezug auf die Reaktionsparameter sowie die me
chanischen und dynamischen Eigenschaften der in den Beispielen 5
und 6 hergestellten Schaumstoffe sind ebenfalls in der Tabelle 1
dargestellt. Die vorteilhaften Ergebnisse der erfindungsgemäßen
Schäume bezüglich der sehr geringen Emissionen (VOC-Werte) sind
in der Tabelle 2 gelistet.
Polyol 2: Lupranol® 2080 ist ein mit Polyetherol (BASF
Aktiengesellschaft)
Lupragen® N201 : 1,4-Diazabicyclo-[2,2,2]-octan (33%) in Dipropylenglykol (67%),(BASF Aktiengesellschaft)
Lupragen® N206: Bis-(2-Dimethylaminoethyl)ether (70%) in Dipropylenglykol (30%); (BASF Aktiengesellschaft)
Kosmus® 29: Zinn-II-Salz der Ethylhexansäure, (Goldschmidt AG)
Tegostab® BF 2370: Silikonstabilisator (Goldschmidt AG)
Lupraphen® T80 : 2,4-/2,6-Toluylendiisocyanatgemisch (BASF Aktiengesellschaft)
Lupragen® N201 : 1,4-Diazabicyclo-[2,2,2]-octan (33%) in Dipropylenglykol (67%),(BASF Aktiengesellschaft)
Lupragen® N206: Bis-(2-Dimethylaminoethyl)ether (70%) in Dipropylenglykol (30%); (BASF Aktiengesellschaft)
Kosmus® 29: Zinn-II-Salz der Ethylhexansäure, (Goldschmidt AG)
Tegostab® BF 2370: Silikonstabilisator (Goldschmidt AG)
Lupraphen® T80 : 2,4-/2,6-Toluylendiisocyanatgemisch (BASF Aktiengesellschaft)
Überraschenderweise zeigt der im Beispiel 5 eingesetzte
erfindungsgemäße Katalysator gemäß Beispiel 1 deutlich geringere
gasförmige Emissionen als das Standardsystem 1,4-Diazabi
cyclo-[2,2,2]-octan/Bis-(2-Dimethylaminoethyl)ether des Beispiels
6 (Tabelle 2). Das Polyurethanweichschaumstoff des Vergleichs
beispiels weist mit einem VOC-Wert von 775 ppm eine deutlich
höhere Emission als der erfindungsgemäße Weichschaumstoff des
Beispiels 5 auf. Über 50% der Gesamtemission werden durch die
verwendeten Aminkatalysatoren 1,4-Diazabicyclo-[2,2,2]-octan und
Bis-(2-Dimethylaminoethyl)ether verursacht. Im erfindungsgemäßen
Beispiel 5 ist keine eindeutige Zuordnung der Aminemissionen mög
lich. Die Aminemissionen liegt daher maximal bei 31 ppm (sonstige
Emission). Die 2-Ethylhexansäureemissionen können eindeutig der
Hydrolyse des Zinnkatalysators (Zinn-II-Salz der Ethylhexan
säure)zugeordnet werden.
Der Vergleich der der katalytischen Aktivität wurde anhand der
Beispiele 5 und 6 durchgeführt.
Die Berechnung der katalytischen Aktivität erfolgte nach folgen
der Formel:
ΔN: Relative Stickstoff-Katalysatoraktivitätserhöhung, bei einer
Abbindezeit von tA = 100 s
c: Konzentration des aktiven Katalysatormoleküls im Katalysator gemisch
m: Konzentration der Katalysatormischung in der A-Komponente
n: Anzahl der Stickstoffatome im aktiven Katalysatormolekül
M: Molmasse der aktiven Katalysatormoleküls
MN: Molmasse von Stickstoff = 14,067 g/mol
c: Konzentration des aktiven Katalysatormoleküls im Katalysator gemisch
m: Konzentration der Katalysatormischung in der A-Komponente
n: Anzahl der Stickstoffatome im aktiven Katalysatormolekül
M: Molmasse der aktiven Katalysatormoleküls
MN: Molmasse von Stickstoff = 14,067 g/mol
Überraschenderweise zeigt der erfindungsgemäße Katalysator gemäß
Beispiel 1 nicht nur eine deutlich um 42% verbesserte katalyti
sche Aktivität, bezogen auf den Stickstoffgehalt, sondern des
weiteren sowohl Gel-, als auch Treibkatalysatoreigenschaften, so
daß keine weiteren Aminkatalysatoren für die Herstellung von
Polyurethanweichschaumstoff notwendig sind.
Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionspro
dukten durch Umsetzung von (a) Isocyanaten mit (b) gegenüber
Isocyanaten reaktiven Verbindungen mit einem Molekulargewicht
von 500 bis 8500 und gegebenenfalls (c) Kettenverlängerungs-
und/oder Vernetzungsmitteln mit einem Molekulargewicht von 60
bis 499 in Gegenwart von (d) Katalysatoren sowie gegebenen
falls (e) Treibmitteln und/oder (f) Hilfs- und/oder Zusatz
stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator (d)
mindestens eine Verbindung einsetzt, die die folgende
Struktureinheit (I) aufweist:
mit den folgenden Bedeutungen für R1:
geradkettiger oder verzweigter, gegebenenfalls substituierter aliphatischer oder cycloaliphatischer organischer Rest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen.
mit den folgenden Bedeutungen für R1:
geradkettiger oder verzweigter, gegebenenfalls substituierter aliphatischer oder cycloaliphatischer organischer Rest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
als Katalysator (d) mindestens eine Verbindung einsetzt, die
die folgende Struktureinheit (II) aufweist:
mit den folgenden Bedeutungen für R1, R2, R3, R4 und n:
R1: geradkettiger oder verzweigter, gegebenenfalls substi tuierter aliphatischer oder cycloaliphatischer organi scher Rest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen,
R2 und R3: jeweils gleiche oder verschiedene, geradkettige oder verzweigte, gegebenenfalls substituierte aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aro matische organische Reste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen,
R4: organischer Rest mit einem Molekulargewicht von 60 bis 8000 g/mol,
n: 1, 2, 3, 4, 5 oder 6.
mit den folgenden Bedeutungen für R1, R2, R3, R4 und n:
R1: geradkettiger oder verzweigter, gegebenenfalls substi tuierter aliphatischer oder cycloaliphatischer organi scher Rest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen,
R2 und R3: jeweils gleiche oder verschiedene, geradkettige oder verzweigte, gegebenenfalls substituierte aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aro matische organische Reste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen,
R4: organischer Rest mit einem Molekulargewicht von 60 bis 8000 g/mol,
n: 1, 2, 3, 4, 5 oder 6.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
als Katalysator (d) mindestens eine Verbindung einsetzt, die
die folgende Struktureinheit (III) aufweist:
mit den folgenden Bedeutungen für R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 und n:
R2, R3: jeweils gleiche oder verschiedene, geradkettige oder verzweigte, gegebenenfalls substituierte aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische organische Reste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen,
R5, R6, R7 und R8: jeweils gleiche oder verschiedene, gerad kettige oder verzweigte, gegebenenfalls substituierte aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aro matische organische Reste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoff (H),
R4: organischer Rest mit einem Molekulargewicht von 60 bis 8000 g/mol,
n: 1, 2, 3, 4, 5 oder 6.
mit den folgenden Bedeutungen für R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 und n:
R2, R3: jeweils gleiche oder verschiedene, geradkettige oder verzweigte, gegebenenfalls substituierte aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische organische Reste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen,
R5, R6, R7 und R8: jeweils gleiche oder verschiedene, gerad kettige oder verzweigte, gegebenenfalls substituierte aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aro matische organische Reste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoff (H),
R4: organischer Rest mit einem Molekulargewicht von 60 bis 8000 g/mol,
n: 1, 2, 3, 4, 5 oder 6.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
als Katalysator (d) mindestens eine Verbindung einsetzt, die
die folgende Struktureinheit (IV) aufweist:
mit den folgenden Bedeutungen für R2, R3, R4 und R5:
R2: Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl, Butyl,
R3: Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl, Butyl,
R4: Polyether, Polyester oder aliphatischer organischer Rest mit einem Molekulargewicht von 60 bis 8000 g/mol,
R9: H, Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl.
mit den folgenden Bedeutungen für R2, R3, R4 und R5:
R2: Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl, Butyl,
R3: Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl, Butyl,
R4: Polyether, Polyester oder aliphatischer organischer Rest mit einem Molekulargewicht von 60 bis 8000 g/mol,
R9: H, Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
als Katalysator (d) die folgende Verbindung einsetzt:
(CH3CH2)2NCH2CH2COOCH2CHCH3(OCH2CHCH3)nOOCCH2CH2N(CH3CH2)2
mit n: 1, 2, 3, 4 oder 5.
(CH3CH2)2NCH2CH2COOCH2CHCH3(OCH2CHCH3)nOOCCH2CH2N(CH3CH2)2
mit n: 1, 2, 3, 4 oder 5.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
als Katalysator (d) die folgende Verbindung einsetzt:
(CH3CH2)2NCH2CH2COOCH2CHCH3(OCH2CHCH3)2OOCCH2CH2N(CH3CH2)2
(CH3CH2)2NCH2CH2COOCH2CHCH3(OCH2CHCH3)2OOCCH2CH2N(CH3CH2)2
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
die Umsetzung in Gegenwart von Treibmitteln (e) durchführt
und die Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte Polyurethanweich
schaumstoffe darstellen.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
zusätzlich weitere Aminkatalysatoren und/oder Imidazolkataly
satoren und/oder Zinnkatalysatoren einsetzt.
9. Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte erhältlich durch ein Ver
fahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.
10. Verwendung von Verbindungen, die die Struktureinheiten (I),
(II), (III) und/oder (IV) gemäß Anspruch 1 bis 4 aufweisen,
als Katalysatoren zur Herstellung von Polyurethanen mit einer
mindestens um 50% geringeren Emission von Aminkatalysatoren
aus einem Polyurethanweichschaumstoff im Vergleich zum Stan
dardsystem 3 Gew.-Teile 1,4-Diazabicyclo-[2,2,2]-octan und
1 Gew.-Teil Bis-(2-Dimethylaminoethyl)ether.
11. Verwendung von Verbindungen, die die Struktureinheiten (I),
(II), (III) und/oder (IV) gemäß Anspruch 1 bis 4 aufweisen,
als Katalysatoren mit einer mindestens 30% höheren relativen
Stickstoff-Katalysatoraktivität, bezogen auf die Abbindezeit,
im Vergleich zum Standardsystem 3 Gew.-Teile 1,4-Diazabi
cyclo-[2,2,2]-octan und 1 Gew.-Teil Bis-(2-Dimethylamino
ethyl)ether, zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen.
12. Verwendung von Verbindungen, die die Struktureinheiten (I),
(II), (III) und/oder (IV) gemäß Anspruch 1 bis 4 aufweisen,
als Katalysatoren für die Reaktion von Isocyanatgruppen mit
Wasser und für die Reaktion von Isocyanatgruppen mit
Hydroxylgruppen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19905836A DE19905836A1 (de) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19905836A DE19905836A1 (de) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19905836A1 true DE19905836A1 (de) | 2000-08-17 |
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ID=7897265
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19905836A Withdrawn DE19905836A1 (de) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19905836A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002032851A1 (en) * | 2000-10-20 | 2002-04-25 | Ucb, S.A. | Dimethylamine/ester adducts and their use in polymerizable compositions |
-
1999
- 1999-02-12 DE DE19905836A patent/DE19905836A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002032851A1 (en) * | 2000-10-20 | 2002-04-25 | Ucb, S.A. | Dimethylamine/ester adducts and their use in polymerizable compositions |
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Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BASF SE, 67063 LUDWIGSHAFEN, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |