DE2138403A1

DE2138403A1 - Katalysator für die Herstellung von Polyurethan

Info

Publication number: DE2138403A1
Application number: DE19712138403
Authority: DE
Inventors: George Phillip; Cuscurida Michael; Austin Tex. Speranza (V.StA.). P
Original assignee: Jefferson Chemical Co Inc
Current assignee: Jefferson Chemical Co Inc
Priority date: 1970-07-31
Filing date: 1971-07-31
Publication date: 1972-02-24
Also published as: GB1334033A; US3645925A; JPS5343993B1

Description

Jefferson Chemical Company« Ino._t Houston, Texas, V.St.A, Verfahren zur Herstellung von Polyurethanen

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Polyure· thanen.

Es ist "bekannt, geschäumte Polyurethane durch Umsetzung eines Polyisocyanate, eines Polyols und eines Treibmittels, zum Beispiel eines halogenierten Kohlenwasserstoffs, von Wasser oder von beiden in Gegenwart eines Katalysators herzustellen. Der Katalysator wird zur Förderung von wenigstens zwei und manchmal drei Hauptreaktionen verwendet, die gleichzeitig und konkurrierend mit abgestimmten Geschwindigkeiten während des Verfahrens ablaufen müssen, damit ein guter Polyurethanschaum erhalten wird. Eine dieser Reaktionen ist eine kettenverlängernde Isocyanat-Hydroxyl-Reaktion, bei' der ein hydroxylhaltiges Molekül mit einem isocyanathaltigen Molekül unter Bildung eines Urethane reagiert. Dadurch wird die Viskosität der Mischung erhöht und ein Polyurethan mit sekundären Stickstoffatomen in den Urethangruppen erzeugt. Eine zweite Reaktion ist eine vernetzende Isocyanat-Urethan-Reaktion, bei der ein isocyanathaltiges Molekül mit einer Urethangruppe reagiert, die ein

209809/U60

sekundäres Stickstoffatom enthält. Die dritte Reaktion ist eine Isocyanat-Wasser-Reaktion, bei der ein Molekül mit Isocyanatendgruppe verlängert wird und Kohlendioxid erzeugt wird, um den Schaum zu blähen oder das Blähen des Schaums zu unterstützen. Die dritte Reaktion ist nicht wesentlich, falls ein von außen zugesetztes Treibmittel, zum Beispiel ein halogenierter normalerweise flüssiger Kohlenwasserstoff, Kohlendioxid und dergleichen, verwendet wird, sie ist dagegen wesentlich, wenn das gesamte Gas oder auch nur ein Teil davon für die Schaumerzeugung durch diese in situ stattfindende Reaktion erzeugt werden soll (zum Beispiel bei der Herstellung von flexiblen Polyurethanschäumen nach der "one-shot"-Technik).

Die Reaktionen müssen gleichzeitig mit optimal aufeinander abgestimmten Geschwindigkeiten ablaufen, damit eine gute Schaumstruktur erhalten wird. Wenn die Kohlendioxidentwicklung im Vergleich zur Kettenverlängerung zu rasch verläuft, fällt der Schaum zusammen. Wenn die Kettenverlängerung im Vergleich zur Kohlendixoidentwxcklung zu rasch erfolgt, wird die Steighöhe des Schaums begrenzt, wodurch ein Schaum hoher Dichte mit einem hohen prozentualen Anteil an schlecht ausgebildeten Zellen entsteht. Bei Fehlen einer ausreichenden Vernetzung ist der Schaum nicht stabil.

Es ist seit langem bekannt, daß tertiäre Amine, zum Beispiel Trimethylamin, Triäthylamin usw., die zweite Vernetzungsreaktion wirksam katalysieren. Einige der tertiären Amine sind auch zum Katalysieren der dritten Wasser-Isocyanat-Reaktion für die Entwicklung von Kohlendioxid wirksam. Tertiäre Amine sind dagegen als Katalysatoren für die erste Kettenverlängerungsreaktion nur partiell wirksam, um dieses Problem zu überwinden.

209809/1460

wurde die sogenannte "Prepolymer"-Technik entwickelt, bei der eine hydroxylhaltige Polyolkomponente mit der Isocyanat-Komponente partiell zu einem flüssigen Prepolymeren, das freie Isocyanatgruppen enthält, umgesetzt wird. Dieses Prepolymer wird dann mit weiterem Polyol in Gegenwart eines tertiären Amins zu einem Schaum umgesetzt. Zur Herstellung von starren Urethanschäumen ist diese Methode weiterhin gebräuchlich, für die Erzeugung von flexiblen Urethanschäumen hat sie sich jedoch als weniger brauchbar erwiesen.

Für flexible Schäume wurde ein Einstufen- oder "one-shot"-Verfahren entwickelt, bei dem ein tertiäres Amin, zum Beispiel Triäthylendiamin, in Verbindung mit einer organischen Zinnverbindung verwendet wird. Triäthylendiamin ist zur Förderung der Wasser-Isocyanat-Reaktion besonders wirksam, und die Zinnverbindung ist in synergistischer Kombination mit dem Triäthylendiamin zur Förderung der Kettenverlängerungsreaktion besonders wirksam. Selbst dann lassen jedoch die erzielten Ergebnisse sehr zu wünschen übrig. Triäthylendiamin ist ein fester Stoff und muß vor dem Gebrauch gelöst werden, um Verarbeitungsschwierigkeiten zu vermeiden. Ferner kann der Polyurethanschaum durch viele bekannte Amine einen starken Amingeruch erhalten.

Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile durch einen neuen Katalysator vermieden werden können. Dieser neue Katalysator ist 4,4'-Dimorpholinodiäthylather, der folgende Strukturformel hat:

20980&/U60

Der Katalysator weist zwei unerwartete und vorteilhaf te Eigenschaften auf. Er ist in Bezug auf die Förderung der Isoeyanat-Wasser-Keaktion hyperaktiv und zur Katalyse der Kettenverlängerungsreaktion inaktiv.

Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung von Poly urethanschäumen unter Verwendung von 4,4*-Dimorpholinodiäthyläther als Aminkatalysator.

Zur Herstellung von Polyurethanschäumen sind mehrere Bestandteile wesentlich. Einer dieser Bestandteile ist ein Isocyanat. Das Isocyanat kann ein bifunktionelles Isocyanat, zum Beispiel Toluylendiisocyanat, oder ein polyfunktionelles Isocyanat, zum Beispiel ein polyfunktionelles Polyarylisoeyanat, sein« Die Polyarylisocyanate werden durch Phosgenierung des Eeaktionsproduktes von Anilin und Formaldehyd erzeugt. Solche Eeaktionen sind allgemein bekannt und beispielsweise in den TJS-PS 2 683 730, 3 277 173, 3 344 162 und 3 362 979 beschrieben. Die so erhaltenen Polyarylisocyanate weisen Funktionalitäten über 2 auf und W können sich bis zu Stoffen mit höherer Funktionalität erstrecken· In der Praxis sind jedoch Funktionalitäten über 4 nur schwer zu erreichen. Für die erfindungsgemäßen Zwecke können aber Stoffe mit einer so hohen Funktionalität wie 5 verwendet werden. Vorzugsweise beträgt die Funktionalität 2 bis etwa 4.

2 09809/ 'U 6 0

Die hydroxylhaltige Polyolkompönente, die mit dem Isocyanat reagiert, kann zweckmäßig aus einem hydroxy I-haltigen Polyester oder Polyol mit einer Hydroxylzahl im Bereich von etwa 700 bis etwa 25 oder darunter bestehen. Wenn ein flexibler Schaum erzeugt werden soll, liegt die Hydroxylzahl vorzugsweise im Bereich von etwa 25 bis 60. Für starre Schäume liegt die Hydroxylzahl vorzugsweise im Bereich von etwa 350 bis 700. Halbstarre Schäume mit einer gewünschten Flexibilität werden erhalten, wenn die. Hydroxylzahl zwischen den eben genannten Bereichen liegt.

Wenn das Polyol ein Polyester ist, wird vorzugsweise als Polyester ein Harz mit einer verhältnismäßig hohen Hydroxylzahl und einer verhältnismäßig niederen Säurezahl verwendet/ das durch Umsetzung einer Polycarbonsäure mit einem mehrwertigen Alkohol hergestellt ist. Die Säurekomponente des Polyesters ist vorzugsweise eine Dicarbonsäure oder Polycarbonsäure und gewöhnlich frei von reaktiven ungesättigten Stellen,' zum Beispiel Äthylengruppen oder Acetylengruppen. Ungesättigte Bindungen, wie sie in den Ringen von aromatischen Säuren wie Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure oder dergleichen vorkommen, sind nicht-äthylenisch und nicht-reaktiv. Aromatische Säuren können daher für die Säurekomponente verwendet werden. AIiphatische Säuren wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure usw. können ebenfalls verwendet werden. Die Alkoholkomponente für den Polyester soll vorzugsweise eine Mehrzahl von Hydroxylgruppen enthalten und ist vorzugsweise ein aliphatischer Alkohol, zum Beispiel Äthylenglycol, Propylenglycol, Dipropylenglycol, Diäthylenglycol, Glycerin, Pentaerythrit, Trimethyloläthan, Trimethylolpropan, Mannit, Sorbit, ein Polyglucosid und dergleichen. Gewünschtenfalls können auch Mischungen aus zwei oder

209809/1460

mehreren dieser Alkohole verwendet v/erden. Wenn ein
flexibler Urethanschaum gewünscht wird, soll das Polyol vorzugsweise eine durchschnittliche Funktionalität von etwa 2 bis etwa 4 und ein Molekulargewicht von etwa
2000 bis etwa 4000 aufweisen. Für starre Schäume beträgt die Funktionalität der Polyolkomponente vorzugsweise 4 oder mehr (zum Beispiel 5 bis 7).

Wenn die hydroxylhaltige Komponente ein Polyätherpolyol zur Verwendung für flexible Polyurethanschäume ist, kann das Polyol aus einem Alkylenoxidkondensat eines mehrwertigen Alkohols mit einer Funktionalität von- etwa 2 bis etwa 4 bestehen. Das Alkylenoxid kann zweckmäßig Äthylenoxid, Propylenoxid, 1,2-Butylenoxid, 1,4-Butylenoxid oder eine Mischung aus einigen oder allen diesen Verbindungen sein. Das Polyol weist zweckmäßig ein Molekulargewicht im Bereich von etwa 500 bis etwa 7000 auf. Für flexible Polyätherpolyurethanschäume wird als Alkylenoxid vorzugsweise Propylenoxid oder eine Mischung von Propylenoxid und Äthylenoxid verwendet, und das Molekulargewicht liegt vorzugsweise im 3ereich von etwa
2000 bis 4000.

Für starre Polyätherpolyurethanschäume soll das Polyol eine Funktionalität von 4 oder mehr (zum Beispiel
5 bis 7) und ein Molekulargewicht von etwa 300 bis
etwa 1000 aufweisen. Polyole für starre Polyätherpolyurethane können nach verschiedenen Methoden erzeugt werden, zum Beispiel durch Addition eines Alkylenoxide, wie sie oben genannt wurden, an einen mehrwertigen Alkohol mit einer Funktionalität von 4 bis 7. Diese Polyole können ferner beispielsweise Mannichkondensationsprodukte aus einem Phenol, einem Alkanolamin und Formaldehyd sein, die anschließend mit einem Alkylenoxid umgesetzt sind (vgl. z.B. US-PS 3 297 597).

209809/USO

Sowohl für Polyesterschäume als auch für Polyätherschäume wird die hydroxylhaltige Polyolverbindung im Verhältnis zu der Isocyanatverbxnaung normalerweise in solcher Menge verwendet, daß die Isocyanatgruppen in wenigstens äquivalenter Menge und vorzugsweise in geringem Überschuß im Vergleich zu den freien Hydroxylgruppen vorliegen. Vorzugsweise werden die Bestandteile in einem solchen Verhältnis angewandt, daß sich etwa 1,05 bis etwa 1,5 Moläquivalente Isocyanatgruppen pro Moläquivalent Hydroxylgruppen ergeben.

Wenn Wasser verwendet wird, liegt die Wassermenge, bezogen auf die Hydroxylverbindung, zweckmäßig im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 0,25 Mol pro Moläquivalent Hydroxylverbindung.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, ein von außen zugesetztes inertes Treibmittel, zum Beispiel ein Gas oder einen gasbildenden Stoff, zu verwenden. Beispielsweise können halogenierte niedrig-siedende Kohlenwasserstoffe, zum Beispiel Trichlormonofluormethan oder Methylenchlorid, Kohlendioxid, Stickstoff, Erdgas und dergleichen angewandt werden. Das inerte Treibmittel vermindert die Menge an überschüssigem Isocyanat und Wasser, die zur Herstellung von flexiblen Urethanschäumen erforderlich ist. Für starre Schäume wird es bevorzugt, die Verwendung von Wasser zu vermeiden und ausschließlich das von außen zugesetzte Treibmittel anzuwenden. Die Auswahl des richtigen Treibmittels liegt im Rahmen des fachmännischen Könnens (vgl. z.B. US-PS 3 072 082). Die Katalysatormenge, die erfindungsgemäß bei der Herstellung von starren Polyatherpolyurethanschäumen angewandt wird, beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der hydroxyI-haltigen Verbindung und des Polyisocyanats, etwa

209809/1460

0,02 bis etwa 0,2 Gewichtsprozent des tertiären Amins 4,4'-Dimorpholinodiäthylather allein oder in Mischung mit einem oder mehreren anderen tertiären Aminen.

Die Katalysatormenge, die erfindungsgemäß zur Herstellung von flexiblen Polyätherpolyurethanschäumen angewandt wird, beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der hydroxylhaltigen Verbindung und des Polyisocyanats, etwa 0,02 bis etwa 0,2 Gewichtsprozent des tertiären Amins 4,4'-Diiaorpholinodiäthyläther allein oder in Mischung mit einem oder mehreren weiteren tertiären Aminen und etwa 0,1 bis etwa 0,4 Gewichtsprozent einer organischen Zinnverbindung. Die organische Zinnverbinbund kann zweckmäßig eine Stanno- oder Stanniverbindung sein, zum Beispiel ein Stannosalz einer Carbonsäure, ein Trialkylzinnoxid, ein Dialkylzinndihalogenid, ein Dialkylzinnoxid und dergleichen, v/orin die organischen Gruppen des organischen Teils der Zinnverbindung aus Kohlenwasserstoffresten mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bestehen. Beispielsweise können Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Diäthylzinndiacetat, Dihexylzinndiacetat, Di-2-äthylhexylzinnoxid, Dioctylzinndioxid, Stannooctoat, Stannooleat und dergleichen oder eine Mischung daraus verwendet werden.

Zur Herstellung von flexiblen Polyesterpolyurethanschäumen muß eine Aminkatalysatormischung verwendet werden. Die Katalysatormischung, die erfindungsgemäß zur Herstellung von flexiblen Polyesterschäumen verwendet wird, besteht, bezogen auf das Gesamtgewicht der hydroxylhaltigen Verbindung und des Polyisocyanats, aus 0,02 bis etwa 0,2 Prozent des tertiären Amins 4,4'-Dimorpholinodiäthyläther in Verbindung mit einem

209809/U60

oder mehreren anderen tertiären Aminen, beispielsweise Trialkylaminen (zum Beispiel Trimethylamin, Triäthylamin), heterocyclischen Aminen wie N-Alkylmorpholinen (zum Beispiel N-Methylmorpholin, N-Äthylmorpholin usw.)/ 1,4-Dimethylpiperazin, Triäthylendiamin und dergleichen oder aliphatischen Polyaminen wie N,N,JT¹ ,N'-Tetramethyl-l,3-butandiamin.

Ferner werden übliche Formulierungszusätze verwendet, beispielsweise Schaumstabilisatoren, die auch als Siliconöle oder Emulgatoren bekannt sind. Der Schaumstabilisator kann ein organisches Silan oder Siloxan sein. Beispielsweise können Verbindungen der Formel

R¹ Si/O- (R₁₅SiO) - (oxyalkylen) R/_

verwendet werden, worin R einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, η eine ganze Zahl von 4 bis 8 und m eine ganze Zahl von 20 bis 40 bedeutet, und die Oxyalkylengruppen von Propylenoxid und Äthylenoxid stammen (vgl. z.B. US-PS 3 194 773). Zur Herstellung von flexiblen Schäumen können die Bestandteile nach der sogenannten "one-shot"-Methode gleichzeitig miteinander innig vermischt werden, um den Schaum durch ein Einstufen-Verfahren zu erzeugen. In diesem Fall soll Wasser wenigstens einen Teil (z.B. 10 bis 100 %) des Treibmittels ausmachen. Die genannten Methoden sind dem Fachmann bekannt, zum Beispiel aus der Veröffentlichung duPont Foam Bulletin, "Evaluation of Some Polyols in One-Shot Resilient Foams," 22. März 1960.

Wenn starre Schäume hergestellt werden sollen, wird die "one-shot"-Methode oder die sogenannte "Quasi-Prepolymer-Methode" angewandt, bei der die hydroxyI-haltige Komponente vorzugsweise im Durchschnitt etwa 4 bis 7 reaktive Hydroxylgruppen pro Molekül enthält.

2Oöeofl/ueo

Nach der "Quasi-pre-polymer^:i-Methode wird ein Teil der hydroxylhaltigen Komponente in Abwesenheit eines Katalysators mit der Polyisocyanatkoraponente in Verhältnissen umgesetzt, die in dem Reaktionsprodukt etwa 20 bis etwa 40 % freie Isocyanatgruppen, bezogen auf das Polyol, ergeben. Zur Herstellung eines Schaums wird der restliche Teil des Polyols zugesetzt und die beiden Komponenten werden in. Gegenwart von katalytischen Systemen, wie sie oben genannt wurden, und anderer geeigneter Zusätze, zum Beispiel von Treibmitteln, Schaumstabilisatoren, feuerhemmenden Zusätzen usw., reagieren gelassen. Das Treibmittel (zum Beispiel ein halogenierter niederer aliphatischer Kohlenwasserstoff), der Schaumstabilisator, der feuerhemmende Zusatz usw. können vor dem Vermischen der Kompoenten entweder dem Prepolymer oder dem Rest des Polyols oder beiden zugesetzt werden, wodurch am Ende der Umsetzung ein starrer Polyurethanschaurn erhalten wird.

Ferner können Urethanelastomere und ürethanüberzüge nach bekannten Methoden erfindungsgemäß unter Verwendung von 4,4'-Dimorpholinodiäthyläther als Katalysator hergestellt werden (vgl. zum Beispiel duPont Bulletin PB-2, Remington und Lorenz, "The Chemistry of Urethane Coatings").

Durch die folgenden Beispiele wird die Erfindung näher erläutert.

Beispiel 1 Herstellung von 4,4'-Dimorpholinodiäthyläther

Ein 1400 ml Schüttelautoklav wird mit 131 g (1,5 Mol) Morpholin und 212 g (2,0 Mol) Diäthylenglycol und 50 g

209809/1460

eines Nickelkatalysators beschickt. Der Autoklav wird mit Wasserstoff gespült, verschlossen und mit Wasserstoff 5 Stunden auf einen Druck von etwa 140 bis 175 kg pro qcm (2000 bis 2500 psi) gebracht. Der Katalysator wird abfiltriert und es werden 308 g farblose Flüssigkeit erhalten. Durch Destillation bei 147 Grad C unter einem Druck von 3 mm werden etwa 32 g 4_f4'-Dimorpholinodiäthyläther gewonnen. Die Struktur des Produkts wird durch Infrarotanalyse bestätigt.

Beispiel 2 Katalytische Aktivität von 4,4'-Dimorpholinodiäthyläther

Dieses Beispiel zeigt die geringe Reaktivität von 4,4'-Dimorpholinodiäthyläther in Bezug auf die Isocyanat-Hydroxyl-Reaktion. In diesem Test wurden 0,25 Äquivalente eines Propylenoxidaddukts von Glycerin vom Molekulargewicht 3000 mit 0,50 Äquivalenten Toluylendiisocyanat umge* setzt. Die Aminkatalysatoren wurden in einer Menge von 0,2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Polyols, verwendet.

Katalysator Max. Temp.-Anstieg Delta Grad C/Sek.

Triethylendiamin 0,219

Tetramethyl-1,3-propandiamin 0,0417

N,N-Dimethyläthanolamin 0,0322

N,N'-Dimethylpiperaz in 0,014 2

4,4'-Dimorpholinodiäthyläther 0,0039

N-fithylinorpholin ' 0,0035

209809/1460

Beispiel 3

4,4'-Dimorpholinodiäthylather als Katalysator für flexible

Polyätherpolyurethanschaume

Dieses Beispiel erläutert die Verwendung von 4,4'-Dimorpholinodiäthylather als Katalysator in der Herstellung eines flexiblen Polyätherpolyurethanschaums. Alle Reaktionsteilnehmer des nachstehend angegebenen Ansatzes mit Ausnahme des Toluylendiisocyanats wurden eine Minute unter Verwendung eines mit 2580 Umdrehungen pro Minute betriebenen Cowles-Rührers gerührt. Dann wurde das Isocyanat zugegeben und die Reaktionsteilnehmer wurden weitere 5 bis 6 Sekunden gemischt. Hierauf wurde die Schäummischung in einen Kasten mit den Abmessungen 30 cm χ 30 cm χ 15 cm (12" χ 12" χ 6 ") gegossen und bis zur vollen Höhe steigen gelassen. Der Anstieg war in 2 Minuten beendet. Der Schaum wurde 1 Stunde bei 110 Grad C und anschließend mehrere Tage bei Raumtemperatur gehärtet, bevor er getestet wurde.

209809/U60

Ansatz, Gewichtsteile

Propylenoxidaddukt von Glycerin, M.G. 3000

Wasser Siliconstabilisator 4,4'-Dimorpholinodiäthyläther Stannooctoat Trichlormonofluormethan Toluylendiisocyanat 100
3,5 1/4 0,6 0,4 7,0 44,6

Schaumeigenschaften, ASTM 1564-67T

Dichte, kg/cbm (pcf)

Stauchhärte (3") 25 % 65 %

Druckverformungsrest, % 50 % 90 %

Zugfestigkeit, kg/cm (psi) Elongation, % 22,4 (1,4)

25
44

2,8 6,7

1,3 (18) 256

2Qd8Q9/U60

Beispiel

4^'-Dimorpholinodiäthyläther als Katalysator für starre Polyätherpolyurethanschäume

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung von starren Polyätherpolyurethanschäumen unter Verwendung von 4,4'-Dimorpholinodiäthyläther als Katalysator. Als Polyol wurde ein Methylglucosid-Propylenoxid-Addukt mit einer Hydroxylzahl von 417 verwendet. Es wurde das gleiche Mischverfahren wie in Beispiel 3 angewandt.

209809/ USO

Ansatz, Gewichtsteile

Polyol

Polyarylisocyanat

Siliconstabilisator

Trichlormonofluormethan 4,4 ^r-Dimorpholinodiäthylather Dibutylzinndilaurat

Einzelheiten der Umsetzung

Rahmzeit, Sekunden

Steigzeit,

Klebfreiheitszeit, Sekunden 4a

4b

41,2	41,2
43,8	43,8
0,5	0,5
13,5	13,5
1,0	1,0
	0,05
180	75
900	210
600	160

Schaumeigenschaften

Dichte, kg/cbm (pcf) nach ASTM D 1622-63
bleibende Verformung (10%), kg/qcm (psi) nach ASTM 1621 36,8 (2,3) 35,2 (2,2) 2,28(32,5) 2,86(40,9)

Formbeständigkeit (ASTM D2126)

-18° C

(0° F)

82° C

70° C

eine Woche % Gewichtsänderung % lineare Änderung % Volumenänderung

(180° F), trocken, % Gewichtsänderung % lineare Änderung

(158° F), 100 % rel. tigkeit
12 Stunden
% Gewichtsänderung % lineare Änderung % Volumenänderung 24 Stunden
% Gewichtsänderung % lineare Änderung % Volumenänderung 1 Woche

% Gewichtsänderung % lineare Änderung % Volumenänderung

1 Woche

Feuch- +0,7
-2,0
-2,5

-IrO
+2,0
+2,2

-0,45

+2,0

+4,2

-2,0
+2,5
+3,9

-1,8
+4,5
+7,9

+1,2 -1,5 -2,3

-0,4 +1,5 +2,2

0,0 +3,5 +5,1

-1,6

+3,5 +5,1

-1,4 +5,0 +7,0

209809/1460

Beispiel 5

4,4'-Dimorpholinodiäthyläther als Katalysator für flexible

Polyesterpolyurethanschäume

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines flexiblen Polyesterpolyurethanschaums unter Verwendung einer Katalysatorkombination, die 4,4'-Dimorpholinodiäthyläther enthält. Der Schaum wurde nach der Einstufen-Methode auf einer kleinen Laboratoriumsschäummaschine hergestellt.

2 0 9 8 0 9 / U 6 0

Ansatz, Gewichtsteile

Polyesterpolyol Wasser Siliconemulgator 4,4'-Dimorpholinodiathylather 1,4-Dimethylpiperazin Palmityldimethylamin Toluylendiisocyanat 100
3,6 IfO 0,64 0,26 0,1 42,5

Einzelheiten der Umsetzung

Rahmzeit, see. Steigzeit, see.

85

Schaumeigenschaften, ASTM 1564-67T

Dichte, kg/cbm (pcf) Stauchhärte (4")

25 % 65 %

Zugfestigkeit, kg/qcm (psi) maxim. Elongation, %

Reißfestigkeit, kg/cm (pli.)

Druckverformungsrest, %

50 % 90 %

30,4	Ur!
49,3
93,5
2,10	ί)
340
0,70
6,2	(30)
6,5
(3,



,9)

209809/U60

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Polyurethanen, dadurch gekennzeichnet, daß man ein organisches Polyisocyanat mit einer organischen Hydroxyverbindung, die aus einem mehrwertigen Alkohol oder einem linearen Polyester ψ mit endständigen Hydroxygruppen aus einer Polycarbonsäure und einem mehrwertigen Alkohol besteht, in Gegenwart einer katalytischen Menge von 4,4*-Dimorpholinodiäthyläther umsetzt.

Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung eines flexiblen Polyätherpolyurethanschaums, dadurch gekennzeichnet, daß man Toluylendiisocyanat mit einem langkettigen Hydroxylendgruppen aufweisenden Kondensationsprodukt eines mehrwertigen Alkohols mit Alkylenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, das ein Molekulargewicht im Bereich von etwa 2000 bis etwa 7000 und eine Funktiok nalität von etwa 2 bis etwa 4 aufweist, in Gegenwart einer katalytischen Menge 4,4^t-Dimorpholinodiäthyl— äther unter Verwendung des Toluylendiisocyanats in einer Menge, die 1,0 bis 1,5 Moläquivalente Isocyanatgruppen pro Moläquivalente Hydroxygruppen des Kondensationsprodukts ergibt, umsetzt.

209809/146 &

3. Verfahren nach Anspruch 1, zur Herstellung eines starren Polyätherpolyurethanschaums, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Polyisocyanat mit einem Polyäther mit Hydroxyendgruppen, der etwa 3 bis etwa 7 Hydroxylgruppen pro Molekül und eine Hydroxylzahl im Bereich von 3OO bis 700 aufweist, in Gegenwart einer katalytisch en Menge 4,4·-Dimorpholinodiäthylather und eines Treibmittels unter Verwendung des Polyisocyanats in einer Menge, die 1,00 bis 1,5 Moläquivalente Isocyanatgruppen pro Moläq.uivalent Hydroxygruppen des Polyäthers mit Hydroxylendgruppen ergibt, umsetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, zur Herstellung eines flexiblen Polyesterpolyurethanschaums, dadurch gekennzeichnet, daß man Toluylendiisocyanat mit einem Kondenaationsprodukt mit Hydroxyendgruppen aus einer PoIycarbonsäure und einem mehrwertigen Alkohol, das eine Funktionalität von 2 bis etwa 4 und ein Molekulargewicht von etwa 2000 bis etwa 4000 aufweist, in Gegenwart einer Katalysatormischung, die 4»4^f-Dimorpholinodiäthyläther enthält, unter Verwendung des Toluylendiisocyanats in einer Menge, die 1,0 bis 1,5 Moläq.uivalente Isocyanat— gruppen pro Moläquivalent Hydroxygruppen ergibt, umsetzt.

209809/1460