DE2418333A1 - Polymerisationskatalysatoren fuer polyurethane - Google Patents

Polymerisationskatalysatoren fuer polyurethane

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DE2418333A1
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polyurethane
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DE2418333A
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Fritz Hostettler
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Inter Polymer Research Corp
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Inter Polymer Research Corp
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
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    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/161Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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    • C08G18/08Processes
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Description

PATENTANWÄLTE
Dlpl.-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK Dipl.-Ing. G. DAN N EN BERG · Dr. P. WEIN HOLD · Dr. D. GUDEL
281134 β FRANKFURT AM MAIN
TELEFON (0611) ZQ1Q^ GH. ESCHENHEIMER STRASSE 39
SK/SK Ref. 149 I.P.R.C.
Inter-Polymer Research Corporation Building No. 5
Harv-Real Industrial Park Farmingdale, New Jersey 07727 / USA
Polymerisationskatalysatoren für Polyurethane
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Polymerisationskatalysatoren für Polyurethane.
Es sind bereits zahlreiche Katalysatoren und Katalysatorsysteme für Polyurethanreaktionen bekannt.
Das Polyurethanpolymerisationsverfahren vom "one-shot"-Typ für die Herstellung von Urethanelastomeren umfaßt gewöhnlich die Umsetzung eines Polyätherdiols oder Polyesterdiols mit endständigen Hydroxylgruppen und einem Molekulargewicht von etwa 2000, eines bifunktionellen "Streckmittels" und eines organischen Diisocyanates in Anwesenheit eines basischen Aminkatalysators, wie Triäthylendiamin (DABCO), eines organometallischen Katalysators, wie Zinnacylat, Dibutylzinndiacylat oder Phenymquecksilberacylat oder Mischungen dieser und ähnlicher Katalysatoren.
Dieselben Katalysatoren und Katalysatorsysteme können für das "Vorpolymerisaf-Polymerisationsverfahren verwendet werden, in welchem ein aus der Reaktion der obigen Diole mit überschüssigem
eines organischem Diisocyanat zur Bildung / endständige Isocyanatgruppen enthaltenden ■ Vorpolymerisat mit einem bifunktionellen Streckmittel (Kettenverlängerungsmittel).
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Im allgemeinen liefern diese Katalysatoren und Katalysatormischungen Gelzeiten unter einer Minute, gewöhnlich unter 30 Sekunden. Für bestimmte Arten von Polyuretnanpplymerisationsverfahren, insbesondere für die flüssige Spritzgußverformung von Polyurethanelastomeren, ist es oft äußerst zweckmäßig, einen Katalysator oder ein Katalysatorsystem zu verwenden, das Gelzeiten gut über einer Minute ergibt.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß ein Polyurethankatalysatorsystem aus (a) mindestens einem basischen Aminkatalysator für die Polyurethanreaktion mit einer katalytischen Aktivität etwa gleich der oder größer als der von Triethylendiamin, (b) mindestens einem organometallischen Katalysator für die Polyurethanreaktion und (c) mindestens einem basischen Aminkatalysator für die Polyurethanreaktion mit einer katalytischen Aktivität unter derjenigen de,r Katalysatoren(a) und (b) zusammen im Katalysatorsystem in einer Gewichtsmenge, die etwa gleich oder größer als die Katalysatoren (a) und (b) ist, die Gelzeiten dramatisch, in manchen Fällen bis zu 120 Sekunden oder mehr, erhöhen.
Das erfindungsgemäße Katalysatorsystern wird mit Vorteil bei jedem Polymerisationsverfahren angewendet, in welchem verlängerte Gelzeiten wünschenswert sind. So kann das erfindungsgemäße Katalysatorsystem z.B. mit Vorteil bei flüssigen Spritzgußverfahren von Polyurethanelastomeren der'US-Patentanmeldungen 351 968 und 352 076, jeweils vom 17.4.1973, angewendet werden. (Titel: "Verfahren zur flüssigen Spritzgußverformung " bzw. "Verfahren und Vorrichtung für das flüssige Spritzgießen von in Wärme aushärtenden Mischungen mit Mehrfach-Komponenten" )
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Obgleich das erfindungsgemäße Katalysatorsystem für die Polymerisation aller Polyurethanreaktionsmischungen, bei welcher verlängerte Gelzeiten gewünscht werden, geeignet ist, ist es be- · sonders zweckmäßig für die Polymerisation flüssiger Reaktionsmischlingen für die durch flüssige Spritzgußverformungsverfahren hergestellten Polyurethanelastomeren.
Eine solche flüssige Reaktionsmischung, die mit einem erfindungsgemäßen Katalysatorsystem polymerisiert wurde, umfaßt (a) eine Lösung oder Dispersion mindestens eines Polyätherdiols und/oder Polyesterdiols, zweckmäßig mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 2000, mindestens einem organischen bifunktionellen Streckmittel aus der Gruppe von Diaminen, Aminoalkoholen Oder Glykolen und einer wirksamen Menge eines im folgenden beschriebenen Katalysatorsystems in einer hoch-?tourigen Misch-, und Spritzverformungsvorrichtung (Mischschrauben für Geschwindigkeiten über 10000 Umdr./no.n) mit (b) einem Vorpolymerisat aus der Reaktion von mindestens einem Polyätherdiol," Polyesterdiol oder Mischungen derselben, zweckmäßig mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 2000 mit mindestens einem organischen Diisocyanat zur Bildung des Vorpolymerisates mit einem durchschnittlichen Verhältnis von freien Isocyahatgruppen zu Hydroxylgruppen über etwa 2:1.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß die Zugabe irgendeines Aminkatalysators für die Polyurethanreaktion mit einer erwiesenen katalytischen Aktivität unter dar von Triäthylendiamin zu einer normal katalysierten Polyurethanreaktion unter Verwendung eines Katalysatorsystems aus Triäthylendiamin und
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den üblicherweise verwendeten organometallischen sekundären Katalysatoren zu wesentlich längeren Gelzeiten für die obige Reaktion, z.B. bis zu 2 Minuten oder mehr, führt. Mit einem bekannten und üblichen Katalysatorsystem ergaben 0,2 Teile Triethylendiamin, 0,2 Teile Dialkylzinndiacylat und 0,4 Teile Phenylquecksilberpropionat pro 100 Teile Polymerisationsformulierung, bezogen auf die obigen Reaktionsteilnehmer, durchschnittliche Gelzeiten von etwa 25 Sekunden..Wurde dieses Katalysatorsystem jedoch mit 1,0 Teil eines erfindungsgemäßen Katalysators (c), z.B. N-Methyldicyclohexylamin, die N-Alkylmorpholine, wie N-Methylmorpholin und Tetramethylguanidin, kombiniert, dann lagen die Gelzeiten für dieselben Formulierungen ständig bei durchschnittlich etwa 90 Sekunden. Längere Gelzeiten erlauben flüssige Spritzgußverformungen großer Mengen der Polymerisationsmischung ohne notwendige Verwendung langsam reagierender Streckmittel, wie die Alkylenglykole und gehinderten Amine, z.B. Methylenbis-(orthocbJLoranilin) (MOCA). Daher wird die Gesamtgeschwindigkeit der Produktion mit gleichzeitigen niedrigeren Anlagekosten bei Verwendung der erfindungsgemäßen Katalysatorsysteme bei flüssigen Sptizgußverformungsreaktionen von Polyurethanleastomeren erhöht.
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Claims (3)

  1. Patentansprüche
    %J- Polyurethankatalysatorsystem, bestehend aus
    (a) mindestens einem basischen Aminkatalysator für die Polyurethanreaktion mit einer katalytischen Wirksamkeit etwa gleich oder größer als Triäthylendiamin;
    (b) mindestens einem organometallischen Katalysator für die Polyurethanreaktion; und
    (c) mindestens einem basischen Aminkatalysator für die Polyurethanreaktion mit einer katalytischen Wirksamkeit unter der von (a) und (b) zusammen im Katalysatorsystem anwesenden Katalysatoren in einer Gewichtsmenge etwa-gleich oder größer als das kombinierte Gewicht der Katalysatoren (a) und (b).
  2. 2.- Polyurethankatalysatorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (c) N-Methyldicyclohexylamin, ein N-Alkylmorpholin oder Tetramethylguanidin ist.
  3. 3.- Die Verwendung der Katalysatoren gemäß Anspruch 1 und 2 zur Herstellung von Polyurethanelastomeren.
    Der Patentanwalt:
    /IM
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DE2418333A 1973-04-17 1974-04-16 Polymerisationskatalysatoren fuer polyurethane Pending DE2418333A1 (de)

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BE (1) BE813437A (de)
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ES (1) ES424912A1 (de)
FR (1) FR2226426B1 (de)
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LU (1) LU69816A1 (de)
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FR2226426A1 (de) 1974-11-15
ES424912A1 (es) 1976-12-16
IT1009444B (it) 1976-12-10
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JPS5029487A (de) 1975-03-25
US3931387A (en) 1976-01-06
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