DE60005454T2

DE60005454T2 - Katalysatorzusammensetzung zur Herstellung von Polyurethanharz und Verfahren zur Herstellung von Polyurethanharz

Info

Publication number: DE60005454T2
Application number: DE60005454T
Authority: DE
Inventors: Yutaka Tokuyama-shi Tamano; Hiroyuki Shinnanyo-shi Kometani; Masaki Kudamatsu-shi Ishida
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2020-10-11
Also published as: ES2208201T3; US6596663B1; EP1092737B1; EP1092737A2; EP1092737A3; DE60005454D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Katalysatorzusammensetzung für die Herstellung eines Polyurethanharzes des weichen, harten, halbharten oder elastomeren Typs sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanharzes, bei dem eine solche Katalysatorzusammensetzung eingesetzt wird. Genauer bezieht sie sich auf eine Katalysatorzusammensetzung für die Herstellung eines Polyurethanharzes, die im Wesentlichen keinen Katalysator vom Typ flüchtiger Amine freisetzt, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Polyurethanharzes.
Ein Polyurethanharz wird hergestellt, indem ein Polyol in Gegenwart eines Katalysators und, falls erforderlich, eines Treibmittels, eines Tensids, eines Vernetzungsmittels usw. mit einem organischen Polyisocyanat umgesetzt wird. Bislang war bekannt, verschiedene Metallverbindungen oder tertiäre Aminverbindungen als Katalysatoren für die Herstellung solcher Polyurethanharze einzusetzen. Industriell werden diese Katalysatoren allein oder kombiniert verwendet.
Die tertiären Aminverbindungen zeichnen sich besonders in der Produktivität und Verformbarkeit aus und werden daher weithin als tertiäre Aminkatalysatoren für die Herstellung von Polyurethanharzen verwendet. Zu ihnen gehören zum Beispiel herkömmliche Verbindungen wie Triethylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-1,6-hexandiamin, Bis(2-dimethylaminoethyl)ether, N,N,N',N'',N''-Pentamethyldiethylentriamin, N-Methylmorpholin, N-Ethylmorpholin und N,N-Dimethylethanolamin. Metallkatalysatoren neigen zu geringer Produktivität und Verformbarkeit und werden in den meisten Fällen mit tertiären Aminkatalysatoren kombiniert verwendet, sie werden selten allein eingesetzt.
Die oben erwähnten tertiären Aminkatalysatoren verbleiben aber in freier Form in den Polyurethanharzprodukten und werden allmählich als flüchtige Amine freigesetzt, wodurch verschiedene Probleme aufkommen. Zum Beispiel entsteht durch ein aus einem Polyurethanschaumerzeugnis im Inneren eines Kraftfahrzeuges freigesetztes, flüchtiges Amin ein Geruchsproblem. In den letzten Jahren ist weiter ein sogenanntes Fogging-Problem aufgetreten, wobei sich eine flüchtige Komponente in einem Polyurethanschaum auf einer Fensterscheibe in einem Kraftfahrzeug niederschlägt und ein Beschlagen der Fensterscheibe verursacht, wodurch sich der kommerzielle Wert verringert. Zusätzlich zu solchen Problemen gibt es ein Problem der Verschmutzung, indem ein aus einem solchen Polyurethanerzeugnis freigesetztes, flüchtiges Amin andere Materialien verschmutzt.
Als Vorgehensweisen, um solche Probleme zu lösen, ist vorgeschlagen worden, einen Aminkatalysator einzusetzen, der in seinem Molekül primäre und sekundäre Aminogruppen oder eine Hydroxyalkylgruppe besitzt, die in der Lage ist, mit einem organischen Polyisocyanat zu reagieren (JP-B-57-14762, JP-B-61-31727), ein Carbonat eines primären Amins einzusetzen (JP-A-59-191743) oder einen Aminkatalysator einzusetzen, der zugleich eine Hydroxylgruppe und ein Carbonat eines primären Amins besitzt (JP-A-4-65416). Es wird behauptet, dass durch diese Vorgehensweisen die oben erwähnten Probleme vermieden werden können, da der eingesetzte Aminkatalysator in der Form, wie er mit einem organischen Polyisocyanat umgesetzt wurde, in der Skelettstruktur des Polyurethanharzes fixiert wird.
Selbst wenn ein solcher Aminkatalysator mit einer reaktiven Gruppe eingesetzt wird, können aber die obigen Probleme nicht ganz gelöst werden. Ein Aminkatalysator, der eine reaktive Gruppe besitzt, weist gewöhnlich den Nachteil auf, dass die katalytische Aktivität allmählich absinkt, da er im Prozess der Polyurethanbildung mit einem organischen Polyisocyanat umgesetzt und im Polyurethanharz fixiert wird. Insbesondere neigt ein Aminkatalysator mit primären und sekundären Aminogruppen dazu, vom Anfangsstadium des Prozesses der Polyurethanbildung an mit einem organischen Polyisocyanat zu reagieren, und wird im Polyurethanharz fixiert, weshalb der Abfall der katalytischen Aktivität erheblich ist und die Aushärtung des Polyurethanharzes dazu neigt, unzureichend zu sein, wodurch sich ein Produktivitätsabfall ergibt. Wenn ein Carbonat eines primären Amins als Katalysator eingesetzt wird, kann eine mangelnde Aushärtung des Harzes durch die Blockierwirkungen des Carbonats überwunden werden, aber der Katalysator muss in einer grossen Menge verwendet werden, und weiterhin wird wahrscheinlich ein flüchtiges Amin freigesetzt, und zwar wahrscheinlich deshalb, weil die Fixierung im Polyurethanharz ungenügend ist.
Unter diesen Aminkatalysatoren mit reaktiven Gruppen gibt es ferner einige, die einmal durch Reaktion mit organischen Polyisocyanaten in den Polyurethanharzskeletten fixiert werden können, aber dann als freie Aminkatalysatoren freigesetzt werden, wenn die Polyurethanerzeugnisse auf eine hohe Temperatur gebracht werden, bei der die Bindungen aufbrechen. Ein weiterer Nachteil der Aminkatalysatoren mit solchen reaktiven Gruppen besteht des Weiteren darin, dass sich die mechanischen Eigenschaften der anfallenden Polyurethanerzeugnisse wahrscheinlich verschlechtern.
Andere Metallkatalysatoren als die Aminkatalysatoren, zum Beispiel organische Zinnverbindungen, führen nicht zu den obigen Problemen, aber wenn sie allein eingesetzt werden, neigen die Produktivität, die physikalischen Eigenschaften und die Verformbarkeit dazu, unzureichend zu sein, und des Weiteren ist auf ein Umweltproblem wegen des Zinns hingewiesen worden.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Probleme gemacht, und ihr Ziel besteht darin, ein Herstellungsverfahren, bei dem mit guter Produktivität und Verformbarkeit ein Polyurethanharz gewonnen werden kann, das von der Erzeugung eines flüchtigen Amins frei ist und keine wesentliche Verschlechterung seiner physikalischen Eigenschaften erleidet, sowie eine für das Verfahren zu verwendende Katalysatorzusammensetzung zur Verfügung zu stellen.
Die gegenwärtigen Erfinder haben eine ausgedehnte Untersuchung angestellt, um die obigen Probleme zu lösen. Als ein Ergebnis haben sie gefunden, dass durch gemeinsame Verwendung einer Aminverbindung, die zumindest eine Aminogruppe und zumindest eine tertiäre Aminogruppe in ihrem Molekül enthält, sowie einer tertiären Aminverbindung, die zumindest zwei Hydroxyalkylgruppen in ihrem Molekül enthält, ein Polyurethanharz gewonnen werden kann, das im Wesentlichen frei von flüchtigen Aminen ist, keine wesentliche Verschlechterung seiner physikalischen Eigenschaften aufweist und eine gute Verformbarkeit und Produktivität aufweist. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Basis dieser Entdeckung erzielt.
Die vorliegende Erfindung stellt nämlich eine Katalysatorzusammensetzung für die Herstellung eines Polyurethanharzes, die eine Aminverbindung der folgenden Formel (1):
worin R1 und R2 unabhängig voneinander je eine C_1-4-Alkylgruppe, die direkt oder über ein Stickstoff- oder Sauerstoffatom zu einer Ringstruktur verbunden sind, eine Dimethylaminopropylgruppe oder eine Diethylaminopropylgruppe sind, während R3 eine gerad- oder verzweigtkettige C_2-16-Alkylengruppe ist, sowie eine Aminverbindung der folgenden Formel (2) enthält:
worin R4 und R5 unabhängig voneinander je eine C_1-4-Alkylgruppe, die direkt oder über ein Stickstoff- oder Sauerstoffatom zu einer Ringstruktur verbunden sind, eine Dimethylaminopropylgruppe oder eine Diethylaminopropylgruppe sind, während R6 eine gerad- oder verzweigtkettige C_2-16-Alkylengruppe, R7 eine gerad- oder verzweigkettige C_2-3-Alkylengruppe und n eine ganze Zahl zwischen 0 und 2 sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanharzes zur Verfügung, bei dem eine solche Katalysatorzusammensetzung eingesetzt wird.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen eingehend beschrieben.
Die Katalysatorzusammensetzung für die Herstellung eines Polyurethanharzes der vorliegenden Erfindung enthält eine Aminverbindung der obigen Formel (1) und eine Aminverbindung der obigen Formel (2).
Die Aminverbindung der obigen Formel (1) ist eine Verbindung, die zumindest eine Aminogruppe sowie zumindest eine tertiäre Aminogruppe in ihrem Molekül enthält. Insbesondere gehören dazu zum Beispiel N,N-Dimethylethylendiamin, N,N-Dimethylpropandiamin, N,N-Dimethylbutandiamin, N,N-Dimethylpentandiamin, N,N-Dimethylneopentandiamin, N,N-Dimethylhexandiamin, N,N-Dimethylhexadecyldiamin, N,N-Diethylethylendiamin, N,N-Diethylpropandiamin, 4-Amino-1-diethylaminopentan, N,N-Diethylhexandiamin, N-(Aminoethyl)piperidin, N-(Aminoethyl)-N'-methylpiperazin, N-(Aminoethyl)morpholin, N-(Aminopropyl)piperidin, N-(Aminopropyl)-N'-methylpiperazin, N-(Aminopropyl)morpholin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)ethylendiamin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)propandiamin und N,N-Bis(diethylaminopropyl)propandiamin. Unter diesen besitzen N,N-Dimethylethylendiamin, N,N-Dimethylpropandiamin, N,N-Dimethylbutandiamin, N,N-Dimethylpentandiamin, N,N-Dimethylneopentandiamin, N,N-Dimethylhexandiamin, N-(Aminoethyl)piperidin, 1-(Aminopropyl)-2-methylimidazol, N,N-Bis(di methylaminopropyl)ethylendiamin und N,N-Bis(dimethylaminopropyl)propandiamin hohe katalytische Aktivitäten und werden daher bevorzugt.
Die Aminverbindung der obigen Formel (2) ist eine tertiäre Aminverbindung mit zumindest zwei Hydroxyalkylgruppen und kann zum Beispiel gewonnen werden, indem zwei bis sechs Moleküle von Ethylenoxid oder Propylenoxid additiv mit der primären Aminogruppe der Aminverbindung der obigen Formel (1) umgesetzt werden. Unter dem Gesichtspunkt der katalytischen Aktivität beträgt die molare Additionsmenge von Ethylen- oder Propylenoxid besonders bevorzugt 2,0 Mole. Zum Beispiel gehören zu solchen Aminverbindungen insbesondere N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)ethylendiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)propandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)neopentandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)hexandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)hexadecyldiamin, N,N-Diethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)ethylendiamin, N,N-Diethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)propandiamin, 4-Bis(hydroxyethyl)amino-1-diethylaminopentan, N,N-Diethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)hexandiamin, N-(N,N-Bis(hydroxyethyl)aminoethyl)piperidin, N-(N,N-Bis(hydroxyethyl)aminoethyl)-N'-methylpiperazin, N-(N,N-Bis(hydroxyethyl)aminopropyl)piperidin, N-(N,N-Bis(hydroxyethyl)aminopropyl)-N'-methylpiperazin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxyethyl)ethylendiamin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxyethyl)propandiamin, N,N-Bis(diethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxyethyl)propandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)ethylendiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)propandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)neopentandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)hexandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)hexadecyldiamin, N,N-Diethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)ethylendiamin, N,N-Diethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)propandiamin, 4-Bis(hydroxypropyl)amino-1-diethylaminopentan, N,N-Diethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)hexandiamin, N-(N,N-Bis(hydroxypropyl)aminoethyl)piperidin, N-(N,N-Bis(hydroxypropyl)aminoethyl)-N'-methylpiperazin, N-(N,N-Bis(hydroxypropyl)aminopropyl)piperidin, N-(N,N-Bis(hydroxypropyl)aminopropyl)-N'-methylpiperazin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxypropyl)ethylendiamin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxypropyl)propandiamin und N,N-Bis(diethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxypropyl)propandiamin. Unter diesen besitzen N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)ethylendiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)propandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)neopentandiamin, N,N-Dimethyl- N',N'-bis(hydroxyethyl)hexandiamin, N-(N,N-Bis(hydroxyethyl)aminoethyl)piperidin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxyethyl)ethylendiamin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxyethyl)propandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)ethylendiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)propandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)neopentandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)hexandiamin, N-(N,N-Bis(hydroxyethyl)aminoethyl)piperidin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxyethyl)ethylendiamin und N,N-Bis(dimethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxyethyl)propandiamin hohe katalytische Aktivitäten und werden daher stärker bevorzugt.
In der Katalysatorzusammensetzung der vorliegenden Erfindung liegt das Mischungsverhältnis der Aminverbindung der obigen Formel (1) mit der Aminverbindung der obigen Formel (2) gewöhnlich in einem Bereich von 20 bis 95 zu 80 bis 5 Gewichtsprozent, bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 90 zu 70 bis 10 Gewichtsprozent. Wenn das Mischungsverhältnis ausserhalb eines solchen Bereiches liegt, also wenn die Verbindung der obigen Formel (1) zum Beispiel 95 Gewichtsprozent übersteigt, neigt die Produktivät des Polyurethanharzes dazu, sich beträchtlich zu verschlechtern, aber wenn andererseits die Verbindung der obigen Formel (2) 80 Gewichtsprozent übersteigt, neigt die katalytische Aktivität dazu, niedrig zu sein, und es wird nötig, die Menge an einzusetzenden Katalysatoren zu erhöhen. In einigen Fällen erhöht sich auch die Menge eines flüchtigen Amins. Des Weiteren kann es auch im Falle eines weichen Schaumerzeugnisses vorkommen, dass die Schaumzellen zu einer stark geschlossenzelligen Natur neigen, wodurch die Verformbarkeit dazu neigt, sich zu verschlechtern, indem es nach dem Herausnehmen aus der Form zum Schrumpfen oder zu einer Verformung kommt. Wenn die Verbindung der obigen Formel (1) oder die Verbindung der obigen Formel (2) unabhängig und allein für die Herstellung eines Polyurethanharzes verwendet werden, neigt die Menge flüchtiger Amine nämlich dazu, sich zu erhöhen, oder die Produktivität oder Verformbarkeit neigen dazu, problematisch zu sein, weshalb die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht erzielt werden können. Die Wirkungen der vorliegenden Erfindung können nur durch die synergistischen Effekte beim gemeinsamen Einsatz beider Typen von Aminverbindungen erzielt werden.
Die Aminverbindung der obigen Formel (1), die in der Katalysatorzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, kann durch ein herkömmliches Ver fahren erzeugt werden. Zum Beispiel können N,N-Dimethylpropandiamin, N,N-Diethylpropandiamin oder dergleichen durch eine Hydrierreaktion eines Dialkylaminopropionitrils gewonnen werden, das seinerseits durch eine Umsetzung von Dimethylamin, Diethylamin oder dergleichen mit Acrylnitril erhalten wird. Des Weiteren kann Bis(dimethylaminopropyl)propandiamin durch eine Hydrierreaktion eines Umsetzungsprodukts von Acrylnitril mit Bis(dimethylaminopropyl)amin gewonnen werden, das ein Nebenprodukt der oben erwähnten Hydrierreaktion eines Dialkylaminopropionitrils ist. Die Aminverbindung der obigen Formel (2) kann durch eine Additionsreaktion von Ethylen- oder Propylenoxid an die Verbindung der obigen Formel (1) gewonnen werden, wie oben erwähnt.
Für die Herstellung eines Polyurethanharzes wird die Katalysatorzusammensetzung der vorliegenden Erfindung gewöhnlich in einer Menge zwischen 0,01 und 10 Gewichtsteilen, bevorzugt zwischen 0,05 und 5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des einzusetzenden Polyols verwendet. Wenn der Katalysator in grosser Menge verwendet wird, verbessert sich die Produktivität des Polyurethanharzes, aber die Menge flüchtiger Amine erhöht sich ebenfalls, was unerwünscht ist.
Die Katalysatorzusammensetzung der vorliegenden Erfindung reagiert mit einem Polyisocyanat, das ein Ausgangsmaterial für ein Polyurethanharz ist, wodurch sie in einem Polyurethanharzskelett fixiert wird. Des Weiteren zersetzt sich der fixierte Katalysator der vorliegenden Erfindung selbst dann nicht, wenn er einer hohen Temperatur ausgesetzt wird. Daher liegt die Katalysatorzusammensetzung der vorliegenden Erfindung im Polyurethanharz nicht in Gestalt eines freien Amins vor, entsprechend werden keine flüchtigen Amine freigesetzt. Mit dem Polyurethanharzerzeugnis, das unter Benutzung der Katalysatorzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, ist es möglich, die verschiedenen, oben erwähnten Probleme wie Geruch nach flüchtigem Amin, Fogging usw. zu unterdrücken. Wenn der Katalysator der vorliegenden Erfindung für die Herstellung eines Polyurethanharzes verwendet wird, weist des Weiteren ein Polyurethanschaumerzeugnis oder dergleichen eine ausgezeichnete Verformbarkeit auf, zum Beispiel Wegfall der Zellenaufrauung an der Schaumoberfläche, und die Aushärtung des Harzes wird beschleunigt, so dass sich die Produktivität verbessert.
Das Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanharzes unter Einsatz der Katalysatorzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung eines Polyurethanharzerzeugnisses durch Umsetzung eines Polyols mit einem Polyisocyanat in Gegenwart des Aminkatalysators und, sofern erforderlich, eines Treibmittels, eines Tensids oder eines Vernetzungsmittels. Das Erzeugnis kann zum Beispiel ein Polyurethan-Weichschaum, ein halbharter Polyurethanschaum oder ein Polyurethan-Hartschaum sein, die unter Einsatz eines Treibmittels hergestellt werden, oder ein Elastomererzeugnis, das ohne Einsatz eines Treibmittels hergestellt wird. Unter diesen Erzeugnissen eignet sich die Katalysatorzusammensetzung der vorliegenden Erfindung bevorzugt für Polyurethan-Weichschaum, halbharten Polyurethanschaum oder Polyurethan-Hartschaum, die unter Einsatz eines Treibmittels hergestellt werden, und insbesondere eignet sie sich für Polyurethan-Weichschaum, wo es wahrscheinlich ist, dass ein flüchtiger Aminkatalysator freigesetzt wird.
In dem mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Polyurethanharz beträgt die Menge an flüchtigem Aminkatalysator nicht mehr als 1 μg pro Gramm des Polyurethanharzes. In der vorliegenden Erfindung bedeutet hier die Menge an flüchtigem Aminkatalysator die Gesamtmenge an Aminkatalysator, die gasförmig aus dem Polyurethanharz erzeugt wird, wenn das Polyurethanharz für 48 Stunden auf 100°C erhitzt wird.
Im Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanharzes der vorliegenden Erfindung verwendbare Polyole sind zum Beispiel herkömmliche Polyetherpolyole, Polyesterpolyole, Polymerpolyole und weiter auch schwer entflammbare Polyole wie phosphor- oder halogenhaltige Polyole. Diese Polyole können allein oder gemischt in einer zweckmässigen Kombination verwendet werden.
Die Polyetherpolyole können zum Beispiel durch eine Additionsreaktion eines Alkylenoxids wie Ethylen- oder Propylenoxid mit einem Ausgangsmaterial hergestellt werden, das eine Verbindung mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffgruppen ist, zum Beispiel ein mehrwertiger Alkohol wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan oder Pentaerythrit, ein Amin wie Ethylendiamin oder ein Alkanolamin wie Ethanolamin oder Diethanolamin, zum Beispiel mit einem im Polyurethane Handbook (hrsg. Gunter Oertel, 1985) auf Seiten 42 bis 53 offenbarten Verfahren.
Die Polyesterpolyole können zum Beispiel jene sein, die durch die Reaktion einer zweibasischen Säure mit Glykol gewonnen werden können, ferner ein Abfallprodukt der Nylonherstellung, wie im Polyurethane Resin Handbook (hrsg. Keiji Iwata, erste Auflage veröffentlicht 1987) auf Seite 117 offenbart, TMP, ein Abfallprodukt des Pentaerythrits, ein Abfallprodukt eines Polyesters vom Phthalattyp sowie Polyesterpolyole, die sich aus der Behandlung solcher Abfallprodukte ableiten.
Die Polymerpolyole können zum Beispiel Polymerpolyole sein, die durch Umsetzung der oben erwähnten Polyetherpolyole mit einem ethylenisch ungesättigten Monomer wie Butadien, Acrylnitril oder Styrol in Gegenwart eines Radikalpolymerisationskatalysators gewonnen werden.
Die schwer entflammbaren Polyole können zum Beispiel phosphorhaltige Polyole, die durch Addition eines Alkylenoxids an eine Phosphorsäureverbindung gewonnen werden können, halogenhaltige Polyole, die durch Ringöffnungspolymerisation von Epichlorhydrin oder Trichlorbutylenoxid gewonnen werden können, oder Phenolpolyole sein.
Diese Polyole können Molekulargewichte von 62 bis 15 000 haben. Für Polyurethan-Weichschäume können die mit Molekulargewichten von 1000 bis 15 000 verwendet werden. Bevorzugt werden Polyetherpolyole und Polymerpolyole mit Molekulargewichten zwischen 3000 und 15000. Stärker bevorzugt werden Polyurethan-Weichschäume, die unter gemeinsamer Verwendung von Polyetherpolyolen und Polymerpolyolen hergestellt werden.
Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden organischen Polyisocyanate können ein bekanntes Polyisocyanat, zum Beispiel ein aromatisches Polyisocyanat wie Toluoldiisocyanat (TDI), Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Naphthylendiisocyanat oder Xylylendiisocyanat, ein aliphates Polyisocyanat, ein aliphatisches Polyisocyanat wie Hexamethylendiisocyanat, ein alicyclisches Polyisocyanat wie Dicyclohexyldiisocyanat oder Isophorondiisocyanat oder eine Mischung davon sein. Als TDI oder sein Abkömmling können ein Gemisch von 2,4-Toluoldiisocyanat und 2,6-Toluoldiisocyanat bzw. ein Prepolymerderivat von TDI mit endständigem Isocyanat erwähnt werden. Als MDI oder sein Abkömmling können ein Gemisch von MDI und seinem Polymer, d. h. ein Polyphenyl-Polymethylendiisocyanat und/oder ein Diphenylmethan-Diisocyanatabkömmling mit endständigen Isocyanatgruppen erwähnt werden. Von diesen organischen Polyisocyanaten werden bevorzugt TDI und MDI eingesetzt. Für Polyurethan-Weichschäume werden bevorzugt TDI, MDI oder ihre Kombination eingesetzt.
Das Verhältnis eines solchen organischen Polyisocyanats zum Polyol ist nicht speziell beschränkt, aber als ein Isocyanat-Index ausgedrückt (d. h. Isocyanatgruppen/mit Isocyanatgruppen reagierende aktive Wasserstoffgruppen) liegt es gewöhnlich in einem Bereich zwischen 60 und 130 für die Herstellung eines Weichschaumes oder eines halbharten Schaumes, und gewöhnlich in einem Bereich zwischen 60 und 400 für die Herstellung eines Hartschaumes oder eines Urethan-Elastomers.
Der für das Verfahren zur Herstellung eines Polyurethans der vorliegenden Erfindung zu verwendende Katalysator ist der oben erwähnte Katalysator der vorliegenden Erfindung. Andere Katalysatoren können aber kombiniert in einem Bereich eingesetzt werden, der nicht von der vorliegenden Erfindung abweicht. Herkömmliche organische Metallkatalysatoren, tertiäre Amine oder quartäre Ammoniumsalze können zum Beispiel als solche anderen Katalysatoren erwähnt werden.
Zu den organischen Metallkatalysatoren gehören zum Beispiel Zinn(II)diacetat, Zinn(II)dioctoat, Zinn(II)dioleat, Zinn(II)dilaurat, Dibutylzinnoxid, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndichlorid, Dioctylzinndilaurat, Bleioctanoat, Bleinaphthenat, Nickelnaphthenat und Cobaltnaphthenat.
Die tertiären Amine können herkömmliche sein, zum Beispiel tertiäre Aminverbindungen wie N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethylpropylendiamin, N,N,N',N'',N''-Pentamethyldiethylentriamin, N,N,N',N'',N''-Pentamethyl-(3-aminopropyl)ethylendiamin, N,N,N',N'',N''-Pentamethyldipropylentriamin, N,N,N',N'-Tetramethylguanidin, 1,3,5-Tris(N,N-dimethylaminopropyl)hexahydro-S-triazin, 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undecen-7-triethylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethylhexamethylendiamin, N-Methyl-N'-(2-dimethylaminoethyl)piperazin, N,N'-Dimethylpiperazin, Dimethylcyclohexylamin, N-Methylmorpholin, N-Ethylmorpholin, Bis(2-dimethylaminoethyl)ether, 1-Methylimidazol, 1,2-Dimethylimidazol, 1-Isobutyl-2-Methylimidazol und 1-Dimethylaminopropylimidazol. Weiter können tertiäre Aminverbindungen mit reaktiven Gruppen, die nicht zur vorliegenden Erfindung gehören, ebenfalls verwendet werden, zum Beispiel Dimethylethanolamin, Dimethylisopropanolamin, N,N-Dimethylhexanolamin, Dimethylaminoethoxyethanol, N,N-Dimethyl-N'-(2-hydroxyethyl)ethylendiamin, N,N-Dimethyl-N'-(2-hydroxyethyl)propandiamin, N-Methyl-N'-(2-hydroxyethyl)piperazin, Bis(dimethylaminopropyl)amin, Bis(dimethylaminopropyl)isopropanolamin, 1-(2-Hydroxyethyl)imidazol, 1-(2-Hydroxypropyl)imidazol, 1-(2-Hydroxyethyl)-2-methylimidazol, 1-(2-Hydroxypropyl)-2-methylimidazol und 3-Chinuclidinol.
Zu den quartären Ammoniumsalzen gehören zum Beispiel ein herkömmliches Tetraalkylammoniumhalogenid wie Tetramethylammoniumchlorid, ein Tetraalkylammonium hydroxid wie Tetramethylammoniumhydroxid und ein Tetraalkylammoniumsalz einer organischen Säure wie Tetramethylammonium-2-ethylhexanoat, 2-Hydroxypropyltrimethylammoniumformiat oder 2-Hydroxypropyltrimethylammonium-2-ethylhexanoat.
Das für das Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanharzes der vorliegenden Erfindung zu verwendende Treibmittel ist Wasser und/oder eine niedrigsiedende organische Verbindung. Die niedrigsiedende organische Verbindung kann zum Beispiel eine Kohlenwasserstoffverbindung oder eine halogenierte Kohlenwasserstoffverbindung sein. Die Kohlenwasserstoffverbindung kann zum Beispiel das bekannte Methan, Ethan, Propan, Butan, Pentan oder Hexan sein. Die halogenierten Kohlenwasserstoffe können zum Beispiel ein bekanntes halogeniertes Methan, bekannte halogenierte Ethane oder fluorierte Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, HCFC-141b, HFC-245fa oder HFC-356mfc sein. Wenn solche Treibmittel verwendet werden sollen, können Wasser oder eine niedrigsiedende organische Verbindung unabhängig allein oder zusammen verwendet werden. Ein besonders bevorzugtes Treibmittel ist Wasser. Die Menge kann je nach der Dichte des Produkts variieren, beträgt aber gewöhnlich mindestens 0,1 Gewichtsteile, bevorzugt 0,5 bis 10 Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile des Polyols.
In der vorliegenden Erfindung kann auch, falls erforderlich, ein Tensid eingesetzt werden. Ein herkömmliches organisches Tensid des Silicontyps kann als zu verwendendes Tensid erwähnt werden, und es wird gewöhnlich in einer Menge zwischen 0,1 und 10 Gewichtsteilen je 100 Gewichtsteile des Polyols verwendet.
In der vorliegenden Erfindung können erforderlichenfalls ein Vernetzungsmittel oder ein Kettenverlängerer einbezogen werden. Ein mehrwertiger Alkohol niedrigen Molekulargewichts (wie Ethylenglykol, 1,4-Butandiol oder Glycerin), ein Aminpolyol niedrigen Molekulargewichts (wie Diethanolamin oder Triethanolamin) oder ein Polyamin (wie Ethylendiamin, Xylylendiamin oder Methylenbis-orthochloranilin) können zum Beispiel als Vernetzungsmittel oder Kettenverlängerer erwähnt werden. Von diesen wird Dimethanolamin bzw. Triethanolamin bevorzugt.
Im Verfahren der vorliegenden Erfindung können erforderlichenfalls ferner ein Färbemittel, ein Flammschutzmittel, ein Alterungsschutzmittel oder andere bekannte Zusatzstoffe verwendet werden. Die Arten und Mengen solcher Zusatzstoffe können gewöhnlich innerhalb der gemeinhin eingesetzten Bereiche liegen, solange sie nicht von bekannten Vorgehensweisen abweichen.
Das durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugte Produkt kann in verschiedenen Anwendungen verwendet werden. Ein Weichschaum kann zum Beispiel als Kissen oder Polster für ein Bett, einen Teppich oder eine Matratze verwendet werden. Ein halbharter Schaum kann zum Beispiel für eine Instrumententafel, eine Kopfstütze oder das Steuerrad eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Ein Hartschaum kann zum Beispiel für einen Kühlschrank, einen Gefrierschrank oder ein wärmedämmendes Baumaterial verwendet werden. Ein Elastomererzeugnis kann zum Beispiel für einen Kleber, ein Fussbodenmaterial oder ein wasserundurchlässig machendes Material verwendet werden.
Die Katalysatorzusammensetzung der vorliegenden Erfindung reagiert mit einem Polyisocyanat, das ein Ausgangsmaterial für ein Polyurethanharz ist, und wird dadurch im Polyurethanharzskelett fixiert. Des Weiteren wird der fixierte Katalysator der vorliegenden Erfindung selbst dann nicht zersetzt, wenn er einer hohen Temperatur ausgesetzt wird. Daher liegt die Katalysatorzusammensetzung der vorliegenden Erfindung nicht als ein freies Amin im Polyurethanharz vor, weshalb keine flüchtigen Amine freigesetzt werden. Mit einem Polyurethanharzerzeugnis, das mit der Katalysatorzusammensetzung der vorliegenden Erfindung gewonnen wurde, ist es daher möglich, verschiedene Probleme des Standes der Technik wie Geruch nach flüchtigem Amin oder Fogging zu unterdrücken. Wenn der Katalysator der vorliegenden Erfindung für die Herstellung eines Polyurethanharzes verwendet wird, kann ferner eine ausgezeichnete Verformbarkeit wie ein Ausschalten der Zellenaufrauung an der Schaumoberfläche bei einem Polyurethan-Schaumerzeugnis oder dergleichen erhalten werden, und das Aushärten des Harzes wird beschleunigt, so dass sich die Produktivität verbessert.
Die vorliegende Erfindung wird nun mehr eingehender unter Bezugnahme auf Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Es versteht sich aber, dass die vorliegende Erfindung keineswegs auf solche spezifischen Beispiele beschränkt ist.
BEISPIELE 1 bis 5 und VERGLEICHSBEISPIELE 1 bis 9
Beispiele werden aufgezeigt, in denen weiche, hochelastische Polyurethanschäume mit den Katalysatorzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sowie mit Katalysatoren der Vergleichsbeispiele hergestellt wurden.
N,N-Dimethylethylendiamin (DMAEA) oder N,N-Dimethylpropandiamin (DMAPA) und N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)propandiamin (DMAPA2EO) oder N,N-Di methyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)propandiamin (DMAPA2PO) wurden in den in Tabelle 1 gezeigen Mischungsverhältnissen gemischt. Auf diese Weise wurden die Katalysatorzusammensetzungen C-1 bis C-5 der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Tabelle 1
Polyole, Wasser, Vernetzungsmittel und Schaumstabilisatoren wurden in den in Tabelle 2 gezeigen Mischungsverhältnissen gemischt, um Vormischung A zu erhalten.
Tabelle 2
Von der Vormischung A wurden 86,6 g in einen 300-ml-Polyethylenbecher gegeben, und eine der Katalysatorzusammensetzungen C-1 bis C-5 der vorliegenden Erfindung sowie die Katalysatoren der Vergleichsbeispiele wurden in einer solchen Menge zuge gegeben, dass die Reaktivität 60 Sekunden betrug, wie durch die folgende Gelierungszeit ausgedrückt; die Temperatur wurde auf 20°C eingestellt. Von einer Polyisocyanat-Flüssigkeit (TM80), deren Temperatur in einem getrennten Behälter auf 20°C eingestellt wurde, wurde eine solche Menge in den Becher der Vormischung A gegeben, dass der Isocyanat-Index (molares Verhältnis Isocyanatgruppen/OH-Gruppen × 100) 105 betrug, und mit einem Rührer wurde rasch für 5 Sekunden mit 6000 U/min gerührt. Die durch Rühren gewonnene, gemischte Lösung wurde in einen 2-Liter-Polyethylenbecher überführt, der auf eine Temperatur von 50°C eingestellt war, woraufhin die Reaktivität während des Schäumens gemessen wurde. Dann wurden die Mengen des Ausgangsmaterials erhöht, und die gemischte Lösung wurde in eine Form aus Aluminium mit Innenabmessungen von 35 × 35 × 10 cm gegeben, die in gleicher Weise auf eine Temperatur von 50°C eingestellt war, so dass die Gesamtdichte des Schaumes 45 kg/m³ betrug, und nach Aufsetzen eines Deckels wurde das Schaum-Formpressen durchgeführt. Nach Ablauf von 5 Minuten seit Eingabe der gemischten Lösung wurde der Schaum aus der Form genommen. Am formgepressten Schaum wurden die geschlossenzellige Natur des Schaumes, die Härte bei der Abnahme des Schaumes aus der Form, die Verformbarkeit des Schaumes, die Gesamtdichte des Schaumes, die Kerndichte, die Menge von verflüchtigtem Aminkatalysator und der Geruch des Schaumes gemessen und verglichen. Die Ergebnisse werden in Tabellen 3 und 4 gezeigt. Die Messverfahren für die gemessenen Parameter waren wie folgt.
Messung der Reaktivität
Aufrahmzeit: Die Initiierungszeit für das Schäumen, d. h. die Zeit bis zum Beginn des Aufsteigens des Schaumes wurde visuell bestimmt.
Gelierungszeit: Mit fortschreitender Reaktion wurde die Zeit bis zur Umwandlung der flüssigen in die Harzsubstanz gemessen.
Anstiegszeit: Die Zeit bis zum Ende des Aufsteigens des Schaumes wurde visuell bestimmt.
Geschlossenzellige Natur des Schaumes
Nach Ablauf von 5 Minuten seit Einführung der gemischten Lösung wurde der Schaum aus der Pressform genommen, sofort von Hand gepresst und wie folgt bewertet. Wenn die geschlossenzellige Natur des Schaumes stark ist, besitzt der Schaum keine Elastizität, und der mit der Hand empfundene Widerstand ist hoch.
©: Hohe Elastizität
O: Mässige Elastizität
Δ: Geringe Elastizität
X: Keine Elastizität.
Härte des Schaumes bei Entnahme aus der Pressform
Unmittelbar nach Bewertung der geschlossenzelligen Natur des Schaumes wurde die Härte des Schaumes bei 75-%iger Kompression zweimal mit einem Tensilon mit Hilfe einer Scheibe von 20 cm Durchmesser gemessen. Die zweite Härte wurde als die Härte zum Zeitpunkt der Entnahme aus der Pressform angesehen. Wenn die Härte zum Zeitpunkt der Entnahme aus der Pressform gross ist, kann die Entnahme aus der Pressform erleichtert sein, was zur Produktivität des Schaumes beiträgt.
Verformbarkeit des Schaumes
Die zelluläre Rauheit an der Oberfläche des pressgeformten Schaumes wurde als Verformbarkeit visuell wie folgt bewertet:
©: Keine Zellenaufrauung beobachtet
O: Zellenaufrauung teilweise beobachtet
Δ: Zellenaufrauung über etwa die halbe Oberfläche beobachtet
X: Zellenaufrauung über die gesamte Oberfläche beobachtet.
Schaumkerndichte
Der mittlere Teil des formgepressten Schaumes wurde zu einer Grösse von 20 × 20 × 5 cm geschnitten, und die Grösse und das Gewicht wurden genau gemessen, woraus die Kerndichte berechnet wurde.
Menge an verdampftem Aminkatalysator
Die quantitative Analyse wurde gemäss dem Verfahren nach DIN 75201-G ausgeführt, wobei die Menge des aus dem Schaum verdampften und kondensierten Aminkatalysators gemessen wurde. Fünf Schaumstücke einer Grösse von 5 × 5 × 1 cm wurden aus dem Schaum herausgeschnitten, dessen Schaumkerndichte gemessen worden war, und in ein auseinandernehmbares Gefäss von 500 ml mit flachem Boden gegeben, das mit Aluminiumfolie bedeckt wurde. Dann wurde ein Oberteil eines auseinandernehmbaren Gefässes, das so abgewandelt worden war, dass Kühlwasser in einem Leerraum umgepumpt werden konnte, auf das auseinandernehmbare Gefäss von 500 ml mit flachem Boden aufgesetzt und festgeklemmt. Dieser Behälter wurde für 48 Stunden in ein Ölbad von 100°C eingetaucht. Nach 48 Stunden wurde der auf der Aluminiumfolie abgeschiedene Aminkatalysator mit Methanol aufgenommen und mit Gaschromatographie quantitativ analysiert. Der Messwert wurde als μg Aminkatalysator je Gramm des Schaumes ausgedrückt.
Geruch des Schaumes
Aus dem Schaum, dessen Schaumkerndichte gemessen worden war, wurde ein Stück von 5 × 5 × 5 cm herausgeschnitten und in eine Mayonnaiseflasche gegeben, die mit einem Deckel verschlossen wurde. Dann wurde der Geruch des Schaumes durch zehn Beobachter ermittelt und die Geruchsintensität gemessen.
©: Kein wesentlicher Geruch
O: Geringfügiger Geruch
Δ: Deutlicher Geruch
X: Starker Geruch.
Es ist aus den Beispielen 1 bis 5 ersichtlich, dass Polyurethanschäume, die unter Verwendung der Katalysatorzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung gewonnen wurden, einen Gehalt an flüchtigem Aminkatalysator von nicht mehr als 1 μg/g haben und daher im Wesentlichen keinen Aminkatalysator freisetzen, weshalb die Schäume keinen Geruch aufweisen. Des Weiteren sind die Verformbarkeiten der Schäume gut, auch die Härte der Schäume zum Zeitpunkt der Entnahme aus der Pressform ist hoch, und die Schaumerzeugnisse können innerhalb einer kurzen Zeit aus den Pressformen entnommen werden, was zur Produktivität der Schäume beiträgt.
In den Vergleichsbeispielen 1 bis 9 jedoch werden flüchtige Aminkatalysatoren in wesentlichen Mengen aus den Schäumen freigesetzt, weshalb die Schäume einen starken Geruch aufweisen.
Das Vergleichsbeispiel 1 ist ein Beispiel für einen tertiären Aminkatalysator ohne eine reaktive Gruppe im Molekül, weshalb ein flüchtiger Aminkatalysator in grosser Menge aus dem Schaum freigesetzt wird.
Das Vergleichsbeispiel 2 ist ein Beispiel für einen Aminkatalysator, der eine Hydroxyethylgruppe im Molekül enthält, weshalb ein flüchtiger Aminkatalysator in grosser Menge aus dem Schaum freigesetzt wird.
Die Vergleichsbeispiele 3 und 4 sind Beispiele für die alleinige Verwendung der in den Katalysatorzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendeten Aminverbindungen. Mit dem Aminkatalysator im Vergleichsbeispiel 3 oder 4, der eine primäre Aminogruppe im Molekül enthält, ist die Härte des Schaumes zum Zeitpunkt der Entnahme aus der Pressform gering, und es ist nicht möglich, das Schaumerzeugnis innerhalb einer kurzen Zeit aus der Pressform herauszunehmen, weshalb die Produktivität des Schaumes mangelhaft ist. Bei der alleinigen Verwendung eines Aminkatalysators mit zwei Hydroxyalkylgruppen im Molekül (Vergleichsbeispiele 5 oder 6) ist die Katalysatoraktivität gering, die erforderliche Katalysatormenge erhöht sich, und ein flüchtiger Aminkatalysator wird vom Schaum freigesetzt, obwohl seine Menge gering ist. Des Weiteren ist die geschlossenzellige Natur des Schaumes stark.
Mit dem Aminkatalysator im Vergleichsbeispiel 7, der eine sekundäre Aminogruppe im Molekül enthält, wird ein flüchtiger Aminkatalysator in grosser Menge aus dem Schaum freigesetzt.
Das Vergleichsbeispiel 8 ist ein Beispiel für ein Carbonat des Aminkatalysators, der eine primäre Aminogruppe enthält, wobei die Katalysatoraktivität gering ist, die erforderliche Katalysatormenge sich erhöht und ein flüchtiger Aminkatalysator in grosser Menge aus dem Schaum freigesetzt wird.
Das Vergleichsbeispiel 9 ist ein Beispiel für die gleichzeitige Verwendung eines Carbonats eines Aminkatalysators mit primärer Aminogruppe und eines Aminkatalysators mit zwei Hydroxyalkylgruppen im Molekül, wobei die erforderliche Katalysatormenge sich erhöht und ein flüchtiger Aminkatalysator in grosser Menge aus dem Schaum freigesetzt wird.
Das Vergleichsbeispiel 10 ist ein Beispiel für die gleiche Kombination von Aminkatalysatoren wie im Vergleichsbeispiel 9, aber die Menge des aus dem Schaum freigesetzten Aminkatalysators wird nicht auf das Niveau herabgesetzt, das mit der Katalysatorzusammensetzung der vorliegenden Erfindung erreicht werden kann. Des Weiteren ist das Problem einer stark geschlossenzelligen Natur des Schaumes noch nicht gelöst.

Claims

Katalysatorzusammensetzung für die Herstellung eines Polyurethanharzes, die eine Aminverbindung der folgenden Formel (1):
worin R1 und R2 unabhängig voneinander je eine C_1-4-Alkylgruppe, die direkt oder über ein Stickstoff- oder Sauerstoffatom zu einer Ringstruktur verbinden sind, eine Dimethylaminopropylgruppe oder eine Diethylaminopropylgruppe sind, während R3 eine gerad- oder verzweigtkettige C_2-16-Alkylengruppe ist, sowie eine Aminverbindung der folgenden Formel (2) enthält:
worin R4 und R5 unabhängig voneinander je eine C_1-4-Alkylgruppe, die direkt oder über ein Stickstoff- oder Sauerstoffatom zu einer Ringstruktur verbunden sind, eine Dimethylaminopropylgruppe oder eine Diethylaminopropylgruppe sind, während R6 eine gerad- oder verzweigtkettige C_2-16-Alkylengruppe, R7 eine gerad- oder verzweigkettige C_2-3-Alkylengruppe und n eine ganze Zahl zwischen 0 und 2 sind.
Katalysatorzusammensetzung nach Anspruch 1, worin das Mischungsverhältnis der Verbindung der Formel (1) zur Verbindung der Formel (2) im Bereich von 20 bis 95 zu 80 bis 5 Gewichtsprozent liegt.
Katalysatorzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, worin die Verbindung der Formel (1) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus N,N-Dimethylethylendiamin, N,N- Dimethylpropandiamin, N,N-Dimethylbutandiamin, N,N-Dimethylpentandiamin, N,N-Dimethylneopentandiamin, N,N-Dimethylhexandiamin, N,N-Dimethylhexadecyldiamin, N,N-Diethylethylendiamin, N,N-Diethylpropandiamin, 4-Amino-1-diethylaminopentan, N,N-Diethylhexandiamin, N-(Aminoethyl)piperidin, N-(Aminoethyl)-N'-methylpiperazin, N-(Aminoethyl)morpholin, N-(Aminopropyl)piperidin, N-(Aminopropyl)-N'-methylpiperazin, N-(Aminopropyl)morpholin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)ethylendiamin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)propandiamin und N,N-Bis(diethylaminopropyl)propandiamin besteht, während die Verbindung der Formel (2) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)ethylendiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)propandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)neopentandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)hexandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)hexadecyldiamin, N,N-Diethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)ethylendiamin, N,N-Diethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)propandiamin, 4-Bis(hydroxyethyl)amino-1-diethylaminopentan, N,N-Diethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)hexandiamin, N-(N,N-Bis(hydroxyethyl)aminoethyl)piperidin, N-(N,N-Bis(hydroxyethyl)aminoethyl)-N'-methylpiperazin, N-(N,N-Bis(hydroxyethyl)aminopropyl)piperidin, N-(N,N-Bis(hydroxyethyl)aminopropyl)-N'-methylpiperazin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxyethyl)ethylendiamin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxyethyl)propandiamin, N,N-Bis(diethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxyethyl)propandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)ethylendiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)propandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)neopentandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)hexandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)hexadecyldiamin, N,N-Diethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)ethylendiamin, N,N-Diethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)propandiamin, 4-Bis(hydroxypropyl)amino-1-diethylaminopentan, N,N-Diethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)hexandiamin, N-(N,N-Bis(hydroxypropyl)aminoethyl)piperidin, N-(N,N-Bis(hydroxypropyl)aminoethyl)-N'-methylpiperazin, N-(N,N-Bis(hydroxypropyl)aminopropyl)piperidin, N-(N,N-Bis(hydroxypropyl)aminopropyl)-N'-methylpiperazin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxypropyl)ethylendiamin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxypropyl)propandiamin und N,N-Bis(diethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxypropyl)propandiamin besteht.
Katalysatorzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, worin die Verbindung der Formel (1) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus N,N-Dimethylethylendiamin, N,N-Dimethylpropandiamin, N,N-Dimethylbutandiamin, N,N-Dimethylpentandiamin, N,N-Dimethylneopentandiamin, N,N-Dimethylhexandiamin, N-(Aminoethyl)piperidin, 1-(Aminopropyl)-2-methylimidazol, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)ethylendiamin und N,N-Bis(dimethylaminopropyl)propandiamin besteht, während die Verbindung der Formel (2) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)ethylendiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)propandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)neopentandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxyethyl)hexandiamin, N-(N,N-Bis(hydroxyethyl)aminoethyl)piperidin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxyethyl)ethylendiamin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxyethyl)pcopandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)ethylendiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)propandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)neopentandiamin, N,N-Dimethyl-N',N'-bis(hydroxypropyl)hexandiamin, N-(N,N-Bis(hydroxyethyl)aminoethyl)piperidin, N,N-Bis(dimethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxyethyl)ethylendiamin und N,N-Bis(dimethylaminopropyl)-N',N'-bis(hydroxyethyl)propandiamin besteht.
Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanharzes, bei dem ein Polyol in Gegenwart eines Katalysators und erforderlichenfalls eines Treibmittels, eines Tensids oder eines Vernetzungsmittels mit einem Polyisocyanat umgesetzt wird, worin eine Katalysatorzusammensetzung, wie sie in einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4 definiert wird, als Katalysator verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, worin das Treibmittel Wasser und/oder eine niedrigsiedende organische Verbindung ist, die aus Methan, Ethan, Propan, Butan, Pentan, Hexan, Methylenchlorid, HCFC-141b, HFC-245fa und HFC-356mfc ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, worin das Polyurethanharz ein Polyurethan-Weichschaum ist.
Polyurethanharz, das mit dem Verfahren gewonnen wird, wie es in einem beliebigen der Ansprüche 5 bis 7 definiert ist, worin die Gesamtmenge an Aminkatalysator, die aus dem Polyurethanharz gasförmig erzeugt wird, wenn das Polyurethanharz für 48 Stunden auf 100°C erhitzt wird, nicht mehr als 1 μg pro Gramm des Polyurethanharzes beträgt.