DE2418333A1 - Polymerisationskatalysatoren fuer polyurethane - Google Patents
Polymerisationskatalysatoren fuer polyurethaneInfo
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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
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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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_ 2 — -
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)
- 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.- Polyurethankatalysatorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (c) N-Methyldicyclohexylamin, ein N-Alkylmorpholin oder Tetramethylguanidin ist.
- 3.- Die Verwendung der Katalysatoren gemäß Anspruch 1 und 2 zur Herstellung von Polyurethanelastomeren.Der Patentanwalt:/IM409844/0919
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