DE2829557B2 - Lagerstabile Prepolymere auf Basis von Polyurethanen oder Polyharnstoffen - Google Patents

Lagerstabile Prepolymere auf Basis von Polyurethanen oder Polyharnstoffen

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DE2829557B2 DE19782829557 DE2829557A DE2829557B2 DE 2829557 B2 DE2829557 B2 DE 2829557B2 DE 19782829557 DE19782829557 DE 19782829557 DE 2829557 A DE2829557 A DE 2829557A DE 2829557 B2 DE2829557 B2 DE 2829557B2
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Polychemie GmbH
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
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Description

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Säuren in Konzentrationen von 0,01 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgemisch, eingesetzt werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Eisen-IH-Komplex des Acetylacetons und/oder des Acetessigsäurealkylesters insgesamt in Konzentrationen von 0,01 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgemisch, eingesetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Säure Phosphorsäure oder Essigsäure verwendet wird.
6. Verwendung von Prepolymeren gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Schäumen, Elastomeren, Lacken und Beschichtungen.
Die Erfindung betrifft lagerstabile, freie isocyanatgruppenhaltige Prepolymere auf Basis von Polyurethanoder Polyharnstoffverbindungen, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
Es ist bekannt, daß Isocyanate und Urethane bzw. Harnstoffe bei Abwesenheit von Katalysatoren keine merkbare Reaktion bei Temperaturen unter +400C eingehen. Ebenso ist es bekannt, daß Metallkatalysatoren die Reaktion von Isocyanatgruppen mit Urethanen zu Allophanaten L.id mit Harnstoffen zu Biureten schon bei Raumtemperatur erheblich beschleunigen. In der DE PS 9 58 774 wird für die Herstellung von Polyurethanschäumen u.a. neben hierfür bekannten basischen Stoffen das Eisensalz des Acetylacetonats beschrieben.
Es ist Stand der Technik, daß man freie isoeyanatgruppenhaltige Polyurethanprepolymere unter Abwesenheit von Katalysatoren durch mehrstündiges Erhitzen der Mischung aus Polyol und Diisocyanat herstellt, um eine weitere Reaktion zu Allophanaten, die zur Abnahme des freien Isocyanatgehaltes und zur Vernetzung führen, zu vermeiden. Polyharnstoffpreopolymeren mit freien Isocyanatgruppen können nach dem Stand der Technik zur Beschleunigung einer zu einem späteren Zeitpunkt vorgesehenen Reaktion z. B. mit Wasser keine Katalysatoren zugesetzt werden, die nicht auch zu Nebenreaktionen wie z. B. der Biuretbildung führen.
Die nach den bisher bekannten Verfahren erhältli
chen Produkte genfigten nicht den Ansprüchen an eine einfache und sichere Herstellung und Handhabung. Es bestand daher die Aufgabe, Produkte zu entwickeln, die die genannten Nachteile nicht besitzen. Die Erfindung betrifft lagerstabile, freie Isocyanatgruppen enthaltende Prepolymere auf Basis von Polyurethan- oder Polyharnstoffverbindungen mit einem Gehalt an einer Kombination bestehend aus Eisen-III-Komplexen mit Acetylaceton und/oder Acet-
essigsäurealkylester mit in den Ausgangs- und Endprodukten löslichen, vorzugsweise wasserfreien Säuren.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, durch Anwendung der genannten Kombination lagerstabile Preopolymere zu erhalten, bei denen die Allophanat-
bzw. Biuretbildung unterbleibt Als Polyurethankomponenten können die handelsüblichen Produkte verwendet werden, nämlich:
Polyole:
Triäthylenglykol
1,4-Butandiol
1,8-Octandiol
1,4-Dimethylolbenzol Diisocyanate:
Hexamethylendiisocyanat Isophorondiisocyanat Toluylendiisocyanat.
Als Polyharnstoff-Komponenten werden beispielsweise verwendet:
J(J Polyamine: Triäthylendiamin
1,4-DiaminocycIohexan
l-Methyl-3,5-diäthylphenylendiamin-(2,4)
Trimethylhexamethylendiamin Diisocyanate.
Hexamethylendiisocyanat Hexamethylendiisocyanat
Isophorondiisocyanat Toluylendiisocyanat.
An die Eisen-III-Komplex-Verbindung des Acetylacetons und/oder des Acetessigsäurealkylesters werden keine besonderen Reinheitsanforderungen gestellt. Es können die im Handel erhältlichen Produkte verwendet werden.
Als Säuren können z. B. verwendet werden: Phosphorsäure, Essigsäure, ölsäure, Isostearinsäure und p-Toluolsulfonsäure. Bevorzugt verwendet werden: Phosphorsäure und Essigsäure.
Technisch besonders einfach verwertbar sind Produkte aus:
99,2 Gewichtsteilen Polyurethan oder Polyhamstoff
mit freien Isocyanatgruppen 0,5 Gewichtsteilen Eisen-III-Komplex-Verbindung 0,3 Gewichtsteilen Säuren.
Die erfindungsgemäßen Prepolymeren sind bis 50° C
über Wochen hinaus stabil und können z. B. als
Vernetzer für andere polyolhaltige Urethanmassen
oder in Lösung als schnelltrocknende Anstriche eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Preopolymeren eignen sich besonders bei Kombinationen mit Polyoxipctyolen oder Polycarboxipolyolen zur Herstellung von Schäumen, Elastomeren, Beschichtungen und Lacken.
Nachfolgende Beispiele erläutern die Erfindung näher, ohne diese jedoch auf die hier wiedergegebenen Produkte zu beschränken. Die zunächst aufgeführten
Vergleichsbeispiele sollen verdeutlichen, daß die nach dem Stand der Technik herstellbaren Prepolymeren nicht den an sie gestellten Anforderungen entsprechen.
Vergleichsbeispiel 1
839,00 g Triol (hergestellt aus Propantriol und Propy-
lenoxid, Molekulargewicht: 3000) 0,10 g Zinn-H-octoat 160,00 g 2,4/2,6-Toluylendiisocyanat
Diese Mischung geliert nach 12 Stunden bei 5CC.
Vergleichsbeispiel 2
839,00 g Triol (wie im Vergleichsbeispiel 1)
0,50 g Zinn-II-octoat
160,00 g 2,4/2,6-Toluylendiisocyanat
030 g Phosphorsäure
Diese Mischung geliert nach 12 Stunden bei 5O0C.
Vergleichsbeispiel 3
839,00 g Triol (wie Vergleichsbeispiel 1)
0,50 g Eisen-III-Komplex von Acetylaceton 160,00 g 2,4/2,6-Toluylendiisocyanat
Diese Mischung geliert in 48 Stunden bei 500C.
Beispiel 1
839,00 g Triol (hergestellt aus Propantriol und Propy-
lenoxid, Molekulargewicht = 3000) 0,50 g Eisen-III-Komplex des Acetessigsäurealkylesters
0,30 g Phosphorsäure 160,00 g 2,4/2,6-Toluylendiisocyanat
Diese Mischung ist bei 5O0C über 4 Wochen stabil.
Beispiel 2
839,00 g Triol (wie Beispiel 1)
0,50 g Eisen-III-Komplex von Acetylaceton
0,30 g Phosphorsäure
160,00 g 2,4/2,6-Toluylendiisocyanat
Diese Mischung ist bei 50° C über 4 Wochen stabil.
Beispiel 3
230,00 g Polyätherpolyol (hergestellt aus Glycerin und
Propylenoxid, Molekulargewicht = 450) 360,00 g Isophorondiisocyanat 10,00 g ölsäure
0,20 g Eisen-III-Komplex des Acetylacetons 0,05 g Eisen-III-Komplex des Acetessigsäurealkyl-
esters
Diese Mischung ist bei 500C über 4 Wochen stabil.
Beispiel 4
350,00 g Polyesterpolyol (hergestellt aus Adipinsäure
und Butandiol, OH-Wert 0391) 310,00 g Isophorondiisocyanat
2,00 g Essigsäure
030 g Eisen-III-Komplex des Acetylacetons
Diese Mischung ist bei 50° C über 4 Wochen stabil. Die Herstellung von Prepolymeren erläutert folgende Vorschrift:
In einem mit einem Druckventil versehenem trockenen Gefäß werden gemischt:
300,00 g Diol (hergestellt aus ÄthyJengJykol und Propylenoxid, Molekulargewicht = 2000) 35,00 g 2,4/2,6-Toluylendiisocyanat 030 g Phosphorsäure
0,50 g Eisen-III-Komplex des Acetessigsäurealkylesters
nach 48 Std. bei 200C beträgt der freie Isocyanatgehalt des Prepolymeren 3,8 -4,0%. Das Prepolymere ist auch bei erhöhter Temperatur lagerstabil. Das folgende Beispiel erläutert die Möglichkeit, zu
ίο Preopolymeriösungen, die auf konventionellem Wege durch stundenlanges Erhitzen des Reaktionsgemisches hergestellt wurden, die erfindungsgemäße Kombination zuzusetzen, um sowohl genügende Lagerstabilität als auch eine schnellere Reaktion mit dem nachträglich zugesetztem Polyol oder Wasser zu erzielen.
Beispiel 5
100,00 g einer 40%igen Prepolymerlösung eines Ad-
duktes aus einem Polyäthertriol (Molekuiarge-
wicht 300) und Isophorondiisocyanat in Me-
thylisobutylketon
0,10 g Phosphorsäure
0,05 g Eisen-III-Komplex des Acetylacetons 0,01 g Eisen-III-Komplex des Acetessigsäurealkylesters
zugegeben.
Diese als Lack geeignete Lösung härtet bei Einwirkung von Wasser etwa zehnmal schneller aus als eine unkatalysierte Lösung des gleichen Prepolymeren.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Lagerstabile, freie Isocyanatgruppe enthaltende Prepolymere auf Basis von Polyurethan- oder Polyharnstoffverbindungen mit einem Gehalt an einer Kombination bestehend aus Eisen-III-Komplexen mit Acetylaceton und/oder Acetessigsäurealkylester mit in den Ausgangs- und Endprodukten löslichen, vorzugsweise wasserfreien Säuren.
2. Verfahren zur Herstellung von Prepolymeren ausgehend von Polyolen und Isocyanaten bzw. Polyaminen und Isocyanaten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prepolymeren auf Basis von Polyurethan- oder Polyharnstoffverbindungen katalytisch durch eine Kombination von Eisen-III-Komplexen mit Acetylaceton und/oder Acetessigsäurealkylester mit in den Ausgangs- und Endprodukten löslichen, vorzugsweise wasserfreien Säuren erhalten werden.—erden.
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