DE19905836A1 - Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten

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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.
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.
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.
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.
Besonders bewährt als Katalysator (d) haben sich folgende Verbindungen:
mit n: 1, 2, 3, 4 oder 5, bevorzugt 2,
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.
Beispiele Herstellung der Katalysatoren Beispiel 1
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.
Beispiel 2
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.
Beispiel 3
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.
Beispiel 4
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.
Herstellung der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte
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.
Tabelle 1
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)
Tabelle 2
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.
Vergleich der katalytischen Aktivität
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
Tabelle 3
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.
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.
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.
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.
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.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator (d) die folgende Verbindung einsetzt:
(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.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2002032851A1 (en) * 2000-10-20 2002-04-25 Ucb, S.A. Dimethylamine/ester adducts and their use in polymerizable compositions

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