DE69426616T2

DE69426616T2 - Verfahren zur Herstellung von hohe Erhärtungsgeschwindigkeit aufweisenden Polyurethan-Schaumstoffen

Info

Publication number: DE69426616T2
Application number: DE69426616T
Authority: DE
Inventors: Hideaki Kisaka; Shiuchi Okuzono; Yutaka Tamano; Hiroyuki Yoshimura
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1993-10-27
Filing date: 1994-10-27
Publication date: 2001-08-23
Anticipated expiration: 2014-10-28
Also published as: US5591781A; EP0650990B1; DE69426616D1; EP0650990A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanschaums durch die Umsetzung eines Polyols mit einem Polyisocyanat in Gegenwart eines Aminkatalysators, eines Treibmittels und eines Schaumstabilisators. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanweichschaums oder -hartschaums durch die Verwendung eines Aminkatalysators mit einem langkettigen aliphatischen Rest im Molekül, der weniger Geruch und eine geringere Flüchtigkeit aufweist und der mit einer Formulierung, die eine verringerte Menge Chlorfluorkohlenstoffe und eine erhöhte Menge Wasser als Treibmittel umfaßt, eine hohe Härtungsgeschwindigkeit und eine verbesserte Formbarkeit zeigt. Der vorliegende Polyurethanweichschaum umfaßt halbharte Polyurethanschäume, da das gleiche Polyol verwendet wird.
Polyurethanschäurne werden häufig als Weichschäume, z. B. für Autositzpolster, Matratzen und Möbel, als halbharte Schäume, z. B. für Autoarmaturenbretter, Kopfstützen und Armstützen, und als Hartschäume, z. B. für Kühlschränke und Baumaterialien, verwendet.
In den letzten Jahren wird die Verbesserung der Härtungsgeschwindigkeit, der Formstandzeit und der Schaumausbeute von Polyurethanschäumen gewünscht, um die Herstellungskosten von Polyurethan zu verringern und die Schaumproduktivität zu erhöhen. Polyurethanschaum wird hauptsächlich durch zwei Umsetzungen hergestellt, die eine Umsetzung eines Polyols mit einem Isocyanat (Gelierreaktion), um eine Urethanverknüpfung zu bilden, und eine Umsetzung eines Isocyanats mit Wasser (Blähreaktion), um eine Harnstoffverknüpfung zu bilden und Kohlendioxid zu entwickeln, umfassen. Der Katalysator beeinflußt nicht nur die Reaktionsgeschwindigkeiten, sondern auch die Härtungsgeschwindigkeit, die Formbarkeit, die Fließfähigkeit des Schaums, die Schaumdichte und die Eigenschaften des Schaums.
In den letzten Jahren erregen die Verringerung der Verwendung von Chlorfluorkohlenstoffen, sogenannter CFCs, wie Trichlormonofluormethan und Dichlordifluormethan, das die Zerstörung der Ozonschicht verursacht, die Verbesserung der Arbeitsumgebung und die Verringerung der Emission von flüchtigen Substanzen aus Produkten und ähnliche Umweltprobleme Aufmerksamkeit. Es wurden Formulierungen erforscht, in denen die Menge an CFC als Treibmittel verringert ist und die Wassermenge erhöht ist. Die Erhöhung der Menge an Wasser als Treibmittel vermindert jedoch stark die Härtungsgeschwindigkeit des Schaums und beeinträchtigt deutlich die Formbarkeit sowie die Adhäsionskraft und Formbeständigkeit des Hartschaums. Es ist also ein Katalysator äußerst nötig, der für die Formulierung geeignet ist, die eine verringerte Menge CFC und eine erhöhte Menge Wasser enthält.
Als Katalysator für die Polyurethanherstellung sind organometallische Verbindungen und tertiäre Amine bekannt. Tertiäre Amine sind bekanntlich ein hervorragender Katalysator für die Herstellung von Polyurethan. Das industriell für die Polyurethanherstellung verwendete tertiäre Amin ist beispielsweise Triethylendiamin, N,N,N',N",N"-Pentamethyldiethylentriamin, N,N,N',N'- Tetramethylhexamethylendiamin, N-Methyl-N'-(2-dimethylaminoethyl)piperazin, Triethylamin, N- Methylmorpholin, N-Ethylmorpholin, Dimethylcyclohexylamin oder Dimethylbenzylamin. Von diesen Katalysatoren für die Polyurethanherstellung werden Triethylamin, N-Methylmorpholin, N- Ethylmorpholin und N,N,N',N'-Tetramethylhexamethylendiamin, die ein relativ niedriges Molekulargewicht aufweisen und eine hohe Flüchtigkeit zeigen, wegen der günstigen Wirkung auf die Härtungsgeschwindigkeit, die Formbarkeit und die Schaumeigenschaften häufig verwendet.
Die Katalysatoren für die Polyurethanherstellung, die bisher entwickelt wurden, weisen verschiedene Nachteile auf, wie folgt. Tertiäre Amine emittieren einen ekelhaften, starken Geruch. Insbesondere Amine mit relativ niedrigem Molekulargewicht, wie N-Methylmorpholin, N- Ethylmorpholin, Trietlrylamin, N,N,N',N'-Tetramethylhexamethylendiamin und Dimethylcyclohexylamin, emittieren einen äußerst stechenden Geruch und verschlechtern durch den starken Geruch im Schaumbildungsverfahren die Arbeitsumgebung stark. Besonders wenn eine größere Menge eines Aminkatalysators verwendet wird, wird häufig ein Schleier vor den Augen (Regenbogen) oder ein ähnliches Symptom verursacht. Außerdem weist das resultierende Polyurethanprodukt ebenfalls einen restlichen ekelhaften Geruch auf oder emittiert das Amin, wodurch der Wert des Produkts nachteilig beeinträchtigt wird.
CFCs wurden üblicherweise als Treibmittel in der Herstellung von Polyurethanweichschäumen oder -hartschäumen verwendet. In den letzten Jahren wurde die Zerstörung der Ozonschicht durch CFCs bemerkt. Die Verringerung der Verwendung von CFCs ist folglich ein dringendes Problem. Zu diesem Zweck wurden Polyurethanschaumformulierungen untersucht, die eine geringere Menge CFC und eine erhöhte Menge Wasser als Ersatztreibmittel verwenden. Die Zunahme von Wasser anstelle des CFC verursacht jedoch verschiedene technische Probleme. Bei der Herstellung von Polyurethanweichschäumen wird Wasser rasch unter heftiger Gasentwicklung mit dem Isocyanat umgesetzt, was Schwierigkeiten bei der Schaumbildung oder eine Verschlechterung der Formbarkeit, wie einen beträchtlichen Abfall der Härtungsgeschwindigkeit an der Oberfläche und im Inneren, Abblättern der Hautschicht, Bildung von Hohlräumen, Rauhwerden von Zellen und so weiter, verursacht. Die Herstellung von Polyurethanhartschäumen andererseits verursacht ernste Probleme, so wie die Zunahme der kristallinen Harnstoffverknüpfung, die durch die Umsetzung von Wasser mit Isocyanat entsteht, eine Sprödigkeit der Schaumoberfläche verursacht, was zu einem Abfall der Bindungsfestigkeit, einer Zunahme der Bröckeligkeit sowie einem Abfall der Formbeständigkeit und weiteren Nachteilen führt.
Um solche Probleme zu lösen, werden Verbindungen mit einer aktiven Wasserstoff enthaltenden Gruppe, die mit einem Isocyanat umgesetzt werden kann, und Aminkatalysatoren mit einem relativ hohen Molekulargewicht offenbart. Die Verbindungen mit einer aktiven- Wasserstoffgruppe umfassen Aminverbindungen, wie N,N-Dimethylethanolamin und N,N- Dimethylaminoethoxyethanol. N,N-Dimethylethanolamin und N,N-Dimethylaminoethoxyethanol weisen jedoch auch den Nachteil des ekelhaften Geruchs auf. Außerdem verursacht die rasche Deaktivierung während des Schaunibildungsvorgangs durch die Umsetzung mit Isocyanat eine ungenügende katalytische Aktivität im späteren Abschnitt der Polyurethanentstehungsreaktion, eine geringe Härtungsgeschwindigkeit, eine längere Formstandzeit in einem Formwerkzeug und eine ungenügende Formbarkeit.
Aminkatalysatoren mit einem relativ hohen Molekulargewicht, die ein aliphatisches Monoamin mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen umfassen, werden als nützlicher Aminkatalysator für Hartschäume in Formulierungen offenbart, die als Treibmittel einen CFC mit einer kleinen Menge Wasser verwenden. Es wird gezeigt, daß aliphatische Monoamine mit 11 oder mehr Kohlenstoffatomen die Nachteile einer deutlich niedrigen katalytischen Aktivität, schlechtere Schaumeigenschaften und deutlich schlechte Härtungseigenschaften der Oberfläche aufweisen (JP- A-58-93715).
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanweichschaums oder -hartschaums durch die Verwendung eines Katalysators, der weniger Geruch und eine geringere Flüchtigkeit aufweist und mit einer Formulierung mit einer verringerten Menge Fluorkohlenstoff und einer erhöhten Menge Wasser als Treibmittel eine hohe Härtungsgeschwindigkeit, eine verbesserte Formbarkeit und hervorragende physikalische Eigenschaften des Polyurethanschaums ergibt, bereitzustellen.
Diese Aufgabe konnte auf der Basis der Feststellung gelöst werden, daß eine hochmolekulare Aminverbindung mit einem langkettigen aliphatischen Rest als Katalysator bei äußerst schwachem Geruch und geringer Flüchtigkeit des Katalysators in einer Formulierung mit einer verringerten Menge CFC und einer erhöhten Menge Wasser als Treibmittel die Härtungsgeschwindigkeit erhöht und die Formbarkeit verbessert. Es wurde auch gefunden, daß die Verwendung des Katalysators der vorliegenden Erfindung in Kombination mit einem speziellen Amin die Verringerung der gesamten Katalysatormenge ermöglicht und einen Polyurethanschaum ergibt, der eine hervorragende Härtungsgeschwindigkeit, Formbarkeit sowie Naßhitze-Druckverformung, Formbeständigkeit und Adhäsionskraft des Polyurethanschaums aufweist.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanschaums durch die Umsetzung eines Polyols mit einem Polyisocyanat in Gegenwart eines Aminkatalysators, eines Treibmittels und eines Schaumstabilisators bereit, wobei der Aminkatalysator mindestens eine Aminverbindung der allgemeinen Formel (1)
umfaßt,
worin R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; jeweils unabhängig ein Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen sind, n eine ganze Zahl von 0 oder 1 ist und A, wenn n 0 ist, ein Alkylrest mit 11 bis 14 Kohlenstoffatomen ist, oder, wenn n 1 ist, ein Alkylenrest mit 10 bis 15 Kohlenstoffatomen ist.
Polyurethanweichschäume weisen im allgemeinen eine offenzellige Struktur auf, die eine hohe Luftdurchlässigkeit (Luftstrom) und eine reversible Deformierbarkeit zeigt, wie von Gunther Oertel (Polyurethane Handbook, S. 161-233) und Keiji Iwata (Poriuretan Jushi Handobukk (Polyurethane Resin Handbook), S. 150-221) beschrieben. Die physikalischen Eigenschaften eines Polyurethanweichschaums hängen von der chemischen Struktur des Ausgangspolyols und -isocyanats, der Menge des Treibmittels, chemischen Faktoren, wie dem Isocyanatindex und der vorgesehenen Zellstruktur, ab. Wie im vorstehend zitierten Polyurethane Handbook, S. 184-191 und S. 212-218, und Poriuretan Jushi Handobukk, S. 160-166 und S. 186-191 angegeben, weist Polyurethanweichschaum eine Dichte im Bereich von 10 bis 100 kg/m³ (JIS K 6401), eine Druckfestigkeit (IDL 25%) im Bereich von 2 bis 80 kgf (20 bis 800 N) (JIS K 6401) und eine Dehnung im Bereich von 80 bis 500% (JIS K 6301) auf, aber die Eigenschaften sind nicht darauf beschränkt.
Der Polyurethanweichschaum der vorliegenden Erfindung umfaßt halbharten Polyurethanschaum hinsichtlich der Ausgangsmaterialien und der Schaumeigenschaften. Wie im vorstehend zitierten Polyurethane Handbook, S. 223-233, und Poriuretan Jushi Handobukk, S. 211- 221, angegeben, weisen halbharte Polyurethanschäume eine offenzellige Struktur auf, ähnlich wie Polyurethanweichschäume mit großer Luftdurchlässigkeit und reversibler Deformierbarkeit, obwohl die Schaumdichte und die Druckfestigkeit höher sind als die von Polyurethanweichschaum. Ausgangspolyol und -isocyanat sind ähnlich wie bei Polyurethanweichschaum. Deshalb sind halbharte Polyurethanschäume im allgemeinen in den Polyurethanweichschäumen eingeschlossen. Halbharter Polyurethanschaum weist im allgemeinen eine Dichte im Bereich von 40 bis 800 kg/m³, eine 25%-Druckfestigkeit im Bereich von 0,1 bis 2 kgf/cm² (9,8 bis 200 kPa) und eine Dehnung im Bereich von 40 bis 200% auf. Die Eigenschaften sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Der Polyurethanhartschaum der vorliegenden Erfindung weist eine hochvernetzte geschlossenzellige Struktur auf, ist nicht zu reversibler Verformung fähig und weist Eigenschaften auf, die sich von den Eigenschaften von Weichschäumen und halbharten Schäumen unterscheiden, - wie im vorstehend zitierten Polyurethane Handbook, S. 234-313, und Poriuretan Jushi Handobukk, S. 224-283, angegeben. Hartschaum weist im allgemeinen eine Dichte im Bereich von 20 bis 100 kg/m³ und eine Druckfestigkeit im Bereich von 0,5 bis 10 kgf/cm² (50 bis 1000 kPa) auf, aber die Eigenschaften sind nicht darauf beschränkt.
Der Aminkatalysator der vorliegenden Erfindung ist eine Verbindung der vorstehenden allgemeinen Formel (1), wobei der Rest A linear oder verzweigt sein kann.
Das langkettige aliphatische Monoamin, das einen Rest A mit 11 bis 14 Kohlenstoffatomen aufweist, ist beispielsweise Dimethyldodecylamin oder Dimethyltetradecylaniin. Die Monoamine mit 10 oder weniger Kohlenstoffatomen emittieren Amingeruch und sind sehr flüchtig. Deshalb kann die Arbeitsumgebung mit solchen niederen Monoaminen nicht leicht verbessert werden, oder die Emission des niederen Amins kann nicht verhindert werden, und mit dem niederen Amin ist die Härtungsgeschwindigkeit und die Produktivität des Urethanschaums niedrig. Andererseits zeigt das Monoamin mit 15 oder mehr Kohlenstoffatomen eine bemerkenswert geringere katalytische Aktivität und schlechtere Härtungseigenschaften und muß in einer größeren Menge verwendet werden, was für die Kosten und die Produktivität der Polyurethanschäume von Nachteil ist.
Das langkettige aliphatische Diamin, das den Rest A mit 10 bis 15 Kohlenstoffatomen aufweist, ist beispielsweise Tetrametlryldecandiamin, Tetramethylundecandiamin, Tetramethyldodecandiamin oder Tetramethyltetradecandiamin. Die Diamine mit 9 oder weniger Kohlenstoffatomen emittieren Amingeruch und zeigen eine hohe Flüchtigkeit. Deshalb kann die Arbeitsumgebung mit solchen niederen Diaminen nicht leicht verbessert werden, oder die Emission des niederen Amins kann nicht verhindert werden, obwohl ein solches Diamin die Härtungsgeschwindigkeit des Schaums wirksam verbessert. Andererseits zeigt ein Diamin mit 16 oder mehr Kohlenstoffatomen eine bemerkenswert geringere katalytische Aktivität und eine niedrigere Härtungsgeschwindigkeit und muß in einer größeren Menge verwendet werden, was für die Polyurethanherstellung von Nachteil ist.
Der Aminkatalysator der vorliegenden Erfindung kann mit einem beliebigen herkömmlichen Verfahren hergestellt werden, und das Herstellungsverfahren ist nicht besonders beschränkt. Er kann zum Beispiel leicht durch reduktive Methylierung eines Ausgangsmonoamins oder -diamins hergestellt werden.
Der Aminkatalysator der allgemeinen Formel (1) wird in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise in Kombination mit einem weiteren Gelierkatalysator und/oder einem Treibmittel verwendet.
Der Gelierkatalysator ist ein tertiärer Aminkatalysator, der insbesondere die Umsetzung eines Polyisocyanats und eines Polyols beschleunigt, und ist beispielsweise Triethylendiamin, 1,8- Diazabicyclo[5.4.0]-7-undecen oder Imidazole, wie 1-Methylimidazol, 1,2-Dimethylimidazol und 1- Isobutyl-2-methylimidazol. Das Treibmittel ist ein tertiärer Aminkatalysator, der insbesondere die Umsetzung eines Isocyanats mit Wasser beschleunigt, um wirksam Kohlendioxid zu entwickeln, und ist beispielsweise Bis(2-dimethylaminoethyl)ether, N,N,N',N",N"-Pentamethyldiethylentriamin oder N,N,N',N", N"',N"'-Hexamethyltriethylentetramin.
Die Zusammensetzung des Aminkatalysators der vorliegenden Erfindung (durch die allgemeine Formel (1) wiedergegeben) und des Gelierkatalysators enthält vorzugsweise 20 bis 95 Gew.-% des Aminkatalysators der vorliegenden Erfindung und 80 bis 5 Gew.-% des Gelierkatalysators, bezogen auf die Gesamtmenge des Katalysators. Bei einem Anteil des Gelierkatalysators von nicht mehr als 80 Gew.-% sind die Härtungsgeschwindigkeit, die Fließfähigkeit und die Formbarkeit des Schaums verbessert, während bei einem Anteil von nicht weniger als 5 Gew.-% die Gesamtmenge des Katalysators verringert werden kann, was für die Herstellungskosten von Vorteil ist.
Die Zusammensetzung des Aminkatalysators der vorliegenden Erfindung (durch die allgemeine Formel (1) wiedergegeben) und des Treibmittels enthält vorzugsweise 40 bis 99 Gew. -% des Aminkatalysators der vorliegenden Erfindung und 60 bis 1 Gew.-% des Treibmittels, bezogen auf die Gesamtmenge des Katalysators. Bei einem Anteil des Treibmittels von nicht mehr als 60 Gew.-% ist die anfängliche Schaumbildungsgeschwindigkeit geeignet, wird die Fließfähigkeit der Flüssigkeit beibehalten und werden die Härtungsgeschwindigkeit, die Formbarkeit und die Oberflächenhaftungseigenschaften der Hartschäume verbessert, während bei einem Anteil von nicht weniger als 1 Gew.-% die Fließfähigkeit des Schaums verbessert wird und die Gesamtmenge des Katalysators verringert wird, was für die Herstellungskosten von Vorteil ist.
Wenn der Gelierkatalysator und das Treibmittel mit dem Aminkatalysator der vorliegenden Erfindung (durch die allgemeine Formel (1) wiedergegeben) kombiniert werden, enthält das Katalysatorgemisch vorzugsweise 19 bis 90 Gew.-% des Aminkatalysators der vorliegenden Erfindung, 80 bis 5 Gew.-% des Gelierkatalysators und 60 bis 1 Gew.-% des Treibmittels.
Der Aminkatalysator der vorliegenden Erfindung kann mit einem Cokatalysator kombiniert werden, der weitere tertiäre Amine, tertiäre Aminverbindungen mit einem aktiven Wasserstoffatom, das mit dem Isocyanat reagieren kann, Organometallverbindungen und/oder Metallcarboxylate für die Polyurethanherstellung einschließt. Die vorstehend erwähnten weiteren tertiären Amine, die mit dem Katalysator der vorliegenden Erfindung kombiniert werden, umfassen tertiäre Amine, wie Triethylamin, N,N-Dimethylcyclohexylamin, N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N,N,N,N'- Tetramethylpropylendiamin, 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,Ndilnethylaminopropyl)hexahydro-s-triazin, N,N,N',N'-Tetramethylhexamethylendiamin, N-Methyl- N'-(2-dimeihylaminoethyl)piperazin, N,N'-Dimethylpiperazin, N-Methylpiperazin, N- Methylmorpholin und N-Ethylmorpholin. Die vorstehend erwähnten tertiären Aminverbindungen mit einem aktiven Wasserstoffatom umfassen Alkanolamine, wie N,N-Dimethylaminoethanol, N,N- Dimetlrylarninoisopropanol, N,N-Dimethylaminoethoxyethanol, N,N,N'- Trimethylaminoethylethanolamin, N,N,N'-Trimethyl-N'-hydroxyethylbisaminoethylether, N,N-Bis(3- dimethylaminopropyl)-N-isopropanolamin, N-(3-dimethylarninopropyl)-N,N-diisopropanolamin, N- (2-Hydroxyethyl)-N'-methylpiperazin und N,N-Dhnethylaminohexanol und Aminverbindungen, die sowohl eine primäre Aminogruppe als auch eine sekundäre Aminogruppe aufweisen, wie Dimethylaminopropylamin und Bis(dimethylaminopropyl)amin. Eine solche Aminverbindung mit aktivem Wasserstoffatom reagiert mit dem Isocyanat, das in den Schaum eingebaut wird, wodurch die Verflüchtigung des Amins verringert wird.
Der Aminkatalysator der vorliegenden Erfindung kann mit einer Organometallverbindung und/oder einem Metallcarboxylat als Cokatalysator kombiniert werden. Die Organometallverbindung umfaßt Zinndiacetat, Zinndioctoat, Zinndioleat, Zinndilaurat, Dibutylzinnoxid, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndichlorid, Dioctylzinndilaurat, Bleioctanoat, Bleinaphthenat, Nickelnaphthenat und Cobaltnaphthenat. Von diesen Organometallverbindungen sind Organozinnverbindungen bevorzugt, wobei Zinndioctoat und Dibutylzinndilaurat stärker bevorzugt sind. Das Metallcarboxylat umfaßt Alkalimetallsalze oder Erdalkalimetallsalze von Carbonsäuren. Die Carbonsäure umfaßt aliphatische Mono- und Dicarbonsäuren, wie Essigsäure, Propionsäure, 2- Ethylliexansäure und Adipinsäure, aromatische Mono- und Dicarbonsäuren, wie Benzoesäure und Phthalsäure, ist aber nicht darauf beschränkt. Das salzbildende Alkalimetall umfaßt Lithium, Natrium und Kalium, und das salzbildende Erdalkalimetall umfaßt Calcium und Magnesium, aber das Metall ist nicht darauf beschränkt.
Die übliche Menge des Katalysators der vorliegenden Erfindung für die Polyurethanherstellung liegt im allgemeinen im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Polyols, aber sie ist nicht darauf beschränkt. Die Menge des vorstehend erwähnten weiteren Aminkatalysators, der Organometallverbindung und des Metallcarboxylats, die in Kombination mit dem Aminkatalysator der vorliegenden Erfindung verwendet werden, liegt im allgemeinen im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-Teilen, aber sie ist nicht darauf beschränkt.
Außerdem kann ein organisches Carbonsäuresalz der Aminverbindung der vorliegenden Erfindung und ein organisches Carbonsäuresalz des vorstehend erwähnten tertiären Amins zweckdienlicherweise als Katalysator und Cokatalysator verwendet werden, mit der Maßgabe, daß die Funktion als Katalysator der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird.
Der Aminkatalysator der vorliegenden Erfindung kann einzeln oder in Kombination mit einem weiteren Aminkatalysator, wie vorstehend beschrieben, verwendet werden. Beim Mischen der Katalysatorkomponenten kann ein Lösungsmittel, wie Dipropylenglycol, Ethylenglycol, 1,4- Butandiol und Wasser, verwendet werden, falls nötig. Das Lösungsmittel wird vorzugsweise in einer Menge von nicht mehr als 70 Gew.-% der gesamten Katalysatorkomponenten verwendet, aber die Menge ist nicht darauf beschränkt. Der so hergestellte Katalysator kann zu dem Polyol gegeben werden. Andernfalls kann die jeweilige Aminkatalysatorkomponente separat zu dem Polyol gegeben werden. Das Verfahren der Katalysatorzugabe ist nicht besonders beschränkt.
Das Polyol, das für die Polyurethanherstellung mit dem Aminkatalysator der vorliegenden Erfindung geeignet ist, umfaßt im allgemeinen bekannte Polyesterpolyole, Polyetherpolyole, Polymerpolyole und Gemische davon. Die bekannten Polyesterpolyole sind von einer zweibasigen Säure und einem mehrwertigen Alkohol abgeleitet. Die bekannten Polyetherpolyole sind durch die Additionsreaktion von Ethylenoxid, Propylenoxid oder dergleichen an einen mehrwertigen Alkohol, wie Glycol, Glycerin, Pentaerythritol, Trimethylolpropan, Sorbitol und Saccharose, ein aliphatisches Amin, wie Ammoniak, Ethylendiamin und Ethanolamine, oder aromatische Amine, wie Toluoldiamin und Diphenylmethan-4,4'-diamin oder ein Gemisch davon abgeleitet. Die bekannten Polymerpolyole sind durch die Umsetzung des Polyetherpolyols mit einem ethylenisch ungesättigten Monomer, wie Butadien, Acrylnitril und Styrol, in Gegenwart eines Radikalpolymerisationsinitiators abgeleitet.
Bei der Herstellung eines Polyurethanweichschaums ist das Polyol vorzugsweise ein Polyetherpolyol und/oder ein Polymer-Polyol. Das Polyol weist eine mittlere Funktionalität vorzugsweise im Bereich von 2 bis 5 und eine mittlere Hydroxylzahl vorzugsweise im Bereich von 20 bis 100 mg KOH/g, stärker bevorzugt von 20 bis 80 mg KOH/g auf und enthält Oxyethylengruppen in einem Anteil von vorzugsweise nicht mehr als 90%. Der Polyurethanweichschaum umfaßt zufällig halbharte Polyurethanschäume, da das Ausgangspolyol das gleiche ist.
Bei der Herstellung eines Polyurethanhartschaums weist das Polyol in der Regel eine mittlere Funktionalität im Bereich von 4 bis 8 und eine mittlere Hydroxylzahl vorzugsweise im Bereich von 200 bis 800 mg KOH/g, stärker bevorzugt von 300 bis 700 mg KOH/g, auf.
Das Polyisocyanat, das für die Herstellung von Polyurethanschaum mit dem Katalysator der vorliegenden Erfindung geeignet ist, kann ein beliebiges bekanntes Polyisocyanat sein, einschließlich aromatische Polyisocyanate, wie Toluoldiisocyanat (TDI), 4,4'- oder 4,2'- Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Naphthylendiisocyanat und Xylylendiisocyanat, alicyclische - Polyisocyanate, wie Isophorondiisocyanat, aliphatische Polyisocyanate, wie Hexamethylendiisocyanat, freies Isocyanat enthaltendes Prepolymer, abgeleitet durch die Umsetzung eines Polyols mit dem vorstehend genannten Polyisocyanat, modifizierte Polyisocyanate, wie carbodiimidmodifizierte Polyisocyanate, und Gemische davon. Davon sind TDI und Derivate davon, MDI und Derivate davon und Gemische bevorzugt. TDI und Derivate umfassen Gemische von 2,4- TDI und 2,6-TDI und TDI-terminierte Isocyanatprepolymerderivate. MDI und Derivate davon umfassen Gemische von MDI und seinem Polymer, Polyphenylmethylenisocyanat (sogenanntes Polymer-MDI), und/oder isocyanatterminierte Diphenylmethandiisocyanatderivate.
Bei der Herstellung von Polyurethanschaum durch die Verwendung des Katalysators der vorliegenden Erfindung ist ein beliebiges physikalisches oder chemisches Treibmittel außer Chlorfluorkohlenstoffen (CFC) geeignet.
Bei der Herstellung von Polyurethanhartschaum ist Wasser als Treibmittel unentbehrlich. Die bekannten physikalischen Treibmittel umfassen Kohlenwasserstoffe, wie Pentan und Cyclopentan, Chlorfluorkohlenwasserstoffe, wie HCFC-22 und 141b, Fluorkohlenwasserstoffe, wie HFC-134a, 245 und 356, Luft, Stickstoff und Kohlendioxid und ihre Gemische. Die bekannten chemischen Treibmittel umfassen Wasser, organische Säuren, anorganische Säuren, wie Borsäure, Alkalicarbonate, cyclische Carbonate und Dialkylcarbonate, die durch die Umsetzung mit Polyurethanharzkomponenten oder durch Zersetzung beim Erwärmen Gas entwickeln.
Bei der Herstellung von Polyurethanweichschäumen ist Wasser als Treibmittel bevorzugt.
Die Wassermenge liegt vorzugsweise im Bereich von 2 bis 10 Gew.-Teilen, stärker bevorzugt von 2 bis 7 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Polyols.
Bei der Herstellung von Polyurethanhartschäumen umfaßt das Treibmittel Wasser und Gemische von Wasser mit einem Kohlenwasserstoff, einem Chlorfluorkohlenwasserstoff oder einem Fluorkohlenwasserstoff. Die Wassermenge liegt vorzugsweise im Bereich von 2 bis 15 Gew.-Teilen, stärker bevorzugt von 2 bis 10 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Polyols. Mit einer überschüssigen Menge Wasser wird die Härtungsgeschwindigkeit niedriger, der Bereich des Blähvorgangs enger, die Schaumdichte niedriger oder die Formbarkeit schlechter. Die Menge des Kohlenwasserstoffs, des Chlorfluorkohlenwasserstoffs oder des Fluorkohlenwasserstoffs, der mit dem Wasser kombiniert wird, wird in geeigneter Weise in Abhängigkeit von der gewünschten Schaumdichte gewählt und beträgt vorzugsweise nicht mehr als 40 Gew.-Teile, stärker bevorzugt nicht mehr als 30 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Polyols, aber sie ist nicht darauf beschränkt.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Schaumstabilisator kann ein beliebiger bekannter sein und ist beispielsweise ein nichtionisches grenzflächenaktives Mittel, wie Organosiloxan-Polyoxyalkylen-Copolymere und Siliconfettcopolymere und Gemische davon. Die davon verwendete Menge liegt in der Regel im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Polyols.
In der vorliegenden Erfindung kann ein Vernetzungsmittel oder ein Kettenverlängerer zugegeben werden, falls nötig. Das Vernetzungsmittel oder der Kettenverlängerer umfaßt niedermolekulare mehrwertige Alkohole, wie Ethylenglycol, Diethylenglycol, 1,4-Butandiol und Glycerin, niedermolekulare Aminpolyole, wie Diethanolamin und Triethanolamin, Polyamine, wie Ethylendiamin, Xylylendiamin und Methylenbis(o-chloranilin).
Außerdem können zu dem Polyurethanschaum der vorliegenden Erfindung ein Farbmittel, ein Flammverzögerer, ein Antioxidans oder weitere bekannte Zusätze in üblichen Mengen zugegeben werden.
Der Aminkatalysator für die Polyurethanherstellung der vorliegenden Erfindung, der ein höheres Molekulargewicht und einen niedrigeren Dampfdruck als herkömmliche Aminkatalysatoren aufweist, emittiert viel weniger Geruch, wodurch die Arbeitsumgebung für die Polyurethanherstellung deutlich verbessert wird und im hergestellten Polyurethanschaum kein restlicher Geruch entsteht und die flüchtigen Bestandteile verringert werden. Außerdem erhöht der Aminkatalysator der vorliegenden Erfindung in der Formulierung mit einer geringeren Menge CFC und einer höheren Wassermenge die Härtungsgeschwindigkeit des Schaums und verbessert die Formbarkeit, wodurch die Produktivität und die Ausbeute des Schaums merklich verbessert wird.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Beispiele und Vergleichsbeispiele genauer beschrieben, ohne die Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken

Beispiele 1-10 und Vergleichsbeispiele 1-8

Mit den nachstehend angegebenen Ausgangsmaterialien und Schaumbildungsbedingungen wurden Polyurethanschäume hergestellt. Die physikalischen Eigenschaften der so erhaltenen Schäume wurden getestet. In der nachstehend gezeigten Weise wurde die Formbarkeit und die Härtungsgeschwindigkeit der Polyurethanweichschäume getestet. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 4 zu sehen.

a. Formulierung A

Polyol A1) 60,0 (Gew.-Teile)
Polyol B2) 40,0
Wasser 2,7
Schaumstabilisator3) 2,0
Aminkatalysator4) veränderlich
Isocyanat5) Index = 105
1) Polyetherpolyol (FA-703, hergestellt von Sanyo Chemical Industries, Ltd., OH-Zahl = 34 mg KOH/g)
2) Polymerpolyol (FA-728R, hergestellt von Sanyo Chemical Industries, Ltd., OH-Zahl = 28 mg KOH/g)
mittlere Funktionalität des Gemisches der Polyole 1) und 2): 3
3) SRX-274C (hergestellt von Toray Industries, Inc.)
4) Abkürzungen der Katalysatornamen:
TEDA-L33 : 33%ige Triethylendiaminlösung in Dipropylenglycol (hergestellt von Tosoh Corporation)
TOYOCAT-ET: 70%ige Bis(2-dimethylaminoethyl)ether-Lösung in Dipropylenglycol (hergestellt von Tosoh Corporation)
DMDOA: N,N-Dimethyldodecylamin (Monoamin der Formel (1) mit A mit 12 Kohlenstoffatomen)
DMTDA: N,N-Dimethyltetradecylamin (Monoamin der Formel (1) mit A mit 14 Kohlenstoffatomen)
DMOA: N,N-Dimethyloctylamin (Monoamin der Formel (1) mit A mit 8 Kohlenstoffatomen)
DMHDA: N,N-Dimethylhexadecylamin (Monoamin der Formel (1) mit A mit 16 Kohlenstoffatomen)
TMDDA: N,N,N',N'-Tetramethyldecandiamin (Diamin der Formel (1) mit A mit 10 Kohlenstoffatomen)
TMUNDA: N,N,N',N'-Tetramethylundecandiamin (Diamin der Formel (1) mit A mit 11 Kohlenstoffatomen)
TMDODA: N,N,N',N'-Tetramethyldodecandiamin (Diamin der Formel (1) mit A mit 12 Kohlenstoffatomen)
TMHMDA: N,N,N',N'-Tetramethylhexamethylendiamin (Diamin der Formel (1) mit A mit 6 Kohlenstoffatomen)
TMHDDA: N,N,N',N'-Tetramethylhexadecandiamin (Dianiin der Formel (1) mit A mit 16 Kohlenstoffatomen)
NEM: N-Ethylmorpholin
TEA: Triethylamin
DMEA: N,N-Dimethylaminoethanol
5) TDI/Roh-MDI = 80/20 (TDI: 2,4-TDI/2,6-TDI = 80/20, hergestellt von Nippon Polyurethane - Industry Co., Ltd.), (Roh-MDI: MR-200, hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.)

b. Schaumbildungsbedingungen

Temperatur des Ausgangsmaterials: 20 ± 1ºC
Rührgeschwindigkeit: 6000 Upm. (5 Sek.)

c. Messung

Das Gemisch der Ausgangsmaterialien für Polyurethan wurde in einen 2-Liter- Polyethylenbecher gegossen und bei Raumtemperatur (20 bis 25ºC) aufgeschäumt. Die Reaktivität, Schaumdichte usw. des so erhaltenen Polyurethans wurden gemessen.
* Reaktivität:
Startzeit: Zeit vor dem Beginn der Schaumbildung (Sekunden)
Gelierzeit: Verharzungszeit (Sekunden)
Steigzeit: Zeit bis zum Erreichen der maximalen Schaumhöhe (Sekunden)
* Schaumdichte:
Dichte (kg/m³) einer Testprobe von 6 · 6 · 8 cm, die aus dem Mittelteil des Schaums geschnitten wurde
* Härtungsgeschwindigkeit:
Das Ausgangsmaterialgemisch des Polyurethanschaums wurde in eine auf 50ºC eingestellte Aluminiumform gegossen (innere Abmessungen: 50 · 30 · 10 cm), die eine Abteilung für einen dünnen Teil aufwies (10 · 30 · 0,5 cm), und darin aufgeschäumt. Nach 5,5 Minuten wurde der obere Deckel der Form abgenommen und der dünne Teil des Schaums mehrmals für 5 Sekunden in Intervallen von 10 Sekunden an verschiedenen Stellen des Schaums mit einem Markierungsstift (20 mm Durchmesser, etwa 2,5 kg Gewicht) komprimiert. Die Zeit, die von der Anfangszeit des Mischens an verging, bis kein Zeichen der Kompression mehr zu beobachten war, wurde als Härtungsgeschwindigkeit (Minuten) definiert.
* Formbarkeit:
Der vorstehend beschriebene Schaum, der in der Form aufgeschäumt wurde, wurde hinsichtlich der Hohlraumbildung, Rauheit der Haut und Abblättern der Haut in vier Stufen bewertet:
1: vernachlässigbar
2: mittel
3: etwas auffallend
4: auffallend
* Naßhitze-Druckverformung:
Das Ausgangsmaterialgemisch des Polyurethanschaums wurde in eine Aluminiumform gegossen (innere Abmessungen: 30 · 30 · 10 cm), die auf 50ºC gehalten wurde, und darin aufgeschäumt. 7 Minuten später wurde der so erhaltene Schaum aus der Fom genommen und sofort einer Knitterbehandlung unterzogen. Der Schaum wurde bei Raumtemperatur 24 Stunden gealtert. Nach dem Altern wurden vier Teststücke (70 · 70 · 60 mm) aus dem Kernteil des Schaums geschnitten. Die Abmessungen der Teststücke wurden genau gemessen. Die Teststücke wurden auf die Größe von 50% komprimiert und in einem Ofen bei einer Temperatur von 70ºC und einer Feuchtigkeit von 95% 22 Stunden gealtert. Dann blieben die Teststücke 30 Minuten bei Raumtemperatur stehen. Die Abmessungen der Teststücke wurden gemessen, und die Druckverformung wurde durch die nachstehende Gleichung berechnet:
Naßhitze-Druckverformung (%) = ((A - B)/A) · 100
A: anfängliche Dicke des Teststücks (mm)
B: Dicke des Teststücks nach dem Alterungstest (mm)
* Geruch des Aminkatalysators:
5,0 Gew.-Teile des Katalysators wurden mit 100 Gew.-Teilen eines Polyols (FA703) gemischt. 10 Personen rochen an dem Gemisch, und der Grad des Geruchs wurde auf der Basis des nachstehenden Standards bewertet. Im Fall von kombinierten Katalysatoren wurden 5,0 Gew.-Teile des kombinierten Katalysators mit 100 Gew.-Teilen des Polyols gemischt.
Stark: Alle 10 Personen nehmen starken Geruch wahr
Mittel: 4 oder mehr von 10 Personen nehmen schwachen Geruch wahr
Schwach: 3 oder weniger von 10 Personen nehmen schwachen Geruch wahr
Nichts: Alle 10 Personen nehmen keinen Geruch wahr
Die Tabellen 1 bis 4 zeigen deutlich, daß die Verwendung des spezifizierten langkettigen aliphatischen Monoamins oder Diamins als Aminkatalysator einen geringeren Geruch des Katalysators bewirkt und die Herstellung von Polyurethanweichschaum mit hervorragender Formbarkeit bei einer hohen Härtungsgeschwindigkeit ermöglicht. Die Kombination dieses Katalysators mit einem Gelierkatalysator oder einem Treibmittel ermöglicht die Verringerung der Gesamtmenge der erforderlichen Katalysatoren, ohne die katalytische Aktivität zu beeinträchtigen, und verbessert wirksam die Naßhitze-Druckverformung im Vergleich mit der alleinigen Verwendung des Katalysators der vorliegenden Erfindung.
In den Vergleichsbeispielen 1 und 4 bis 6 dagegen emittieren herkömmliche Aminkatalysatoren und niedermolekulare Aminkatalysatoren, wie NAM, TEA und DMEA, starken Geruch und ergeben keine hohe Härtungsgeschwindigkeit und keine ausreichende Formbarkeit, wodurch Nachteile in der Arbeitsumgebung und Schaumproduktivität entstehen. In den Vergleichsbeispielen 2, 3, 7 und 8 verbesserten die Aminkatalysatoren mit einem Skelett analog zu dem des Amins der vorliegenden Erfindung den Geruch des Katalysators, die Härtungsgeschwindigkeit, die Formbarkeit und Naßhitze-Druckverformung nicht wirksam, ohne den Zweck zu erfüllen.

Beispiele 11-20 und Vergleichsbeispiele 9-17

Mit den nachstehenden Formulierungen und unter den gleichen Schaumbildungsbedingungen wie in den Beispielen 1 bis 5 wurden Polyurethanschäume hergestellt. Die Eigenschaften der so erhaltenen Polyurethanhartschäume wurden getestet. Die Fließfähigkeit, die Adhäsionskraft und die Formbeständigkeit wurden mit den nachstehenden Verfahren gemessen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 5 bis 8 zu sehen.

a. Formulierung B

Polyol C6) 50,0 (Gew.-Teile)
Polyol D7) 50,0
Wasser 4,0
HCFC-141b 11,0
Schaumstabilisatorg8) 1,5
Aminkatalysator9) veränderlich
Isocyanatl10) Index = 110
6) Polyetherpolyol (NT-400, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc., OH-Zahl = 390 mg KOH/g)
7) Polyetherpolyol (SU-464, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc., OH-Zahl = 450 mg KOH/g)
Mittlere Funktionalität des Gemisches der Polyole 6) und 7): 5
8) 5Z-1627 (hergestellt von Nippon Unicar Co., Ltd.)
9) Abkürzungen der Katalysatornamen:
DMCHA: N,N-Dimethylcyclohexylamin
MDCHA: N,N-Dicyclohexylmethylamin
TOYOCAT-DT: N,N,N',N',N"-Pentamethyldiethylentriamin
10) Roh-MDI (MR-200, hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co.)

b. Messung

Das Ausgangsmaterialgemisch für das Polyurethan wurde in einen 2-Liter- Polyethylenbecher gegossen und bei Raumtemperatur (20 bis 25ºC) aufgeschäumt. Es wurde die Reaktivität, die Dichte bei freiem Aufblähen usw. gemessen.
* Reaktivität:
Startzeit: Zeit vor dem Beginn der Schaumbildung (Sekunden)
Gelierzeit: Verharzungszeit (Sekunden)
Nicht klebrige Zeit: Zeit vor der Verteilung der Klebrigkeit der oberen Oberfläche (Sekunden)
Steigzeit: Zeit bis zum Erreichen der maximalen Schaumhöhe (Sekunden)
* Härtungsgeschwindigkeit:
Die Härte der oberen Oberfläche des frei aufgeschäumten Schaums wurde mit einem Shore-C-Härtemeßgerät gemessen. Eine größere Härte bedeutet höhere Vernetzbarkeit.
* Fließfähigkeit des Schaums:
In einer Aluminiumform (50 · 4,5 · 50 cm) wurde ein frei aufgeschäumter Schaum hergestellt, und die Dichte (kg/m³) wurde gemessen. Eine niedrigere Dichte bedeutet höhere Fließfähigkeit.
* Adhäsionskraft:
In einer Aluminiumform (25 · 8 · 25 cm), die auf 30ºC gehalten wurde und in der ein galvanisiertes Eisenblech (50 · 50 mm) auf seine innere Seitenfläche gelegt wurde, wurde ein Schaum hergestellt. Zehn Minuten nach dem Aufblähen wurde die 90º-Schälfestigkeit (kg/25cm²) als Adhäsionskraft gemessen.
* Formbeständigkeit:
In einer Aluminiumform (25 · 8 · 25 cm) wurde ein frei aufgeblähter Schaum hergestellt. Der Kernteil wurde in einer Größe von 20 · 6 · 20 cm ausgeschnitten und bei 20ºC während 70 Tagen gealtert. Die Volumenveränderung (%) durch die Alterung wurde gemessen.
* Geruch des Aminkatalysators:
Der Geruch wurde in der gleichen Weise bewertet wie in den Beispielen 1 bis 5.
Die Tabellen 5 bis 8 zeigen deutlich, daß die Verwendung des spezifizierten langkettigen aliphatischen Monoamins oder Diamins als Aminkatalysator den Geruch des Katalysators verringert und die Herstellung von Polyurethanhartschaum mit hervorragenden Schaumeigenschaften bei einer hohen Härtungsgeschwindigkeit ermöglicht. Mit einer Formulierung, in der eine kleinere Menge eines Fluorkohlenwasserstoffes anstelle von CFC und eine größere Wassermenge verwendet wurde, konnte ein Schaum mit hoher Fließfähigkeit des Schaums, hoher Adhäsionskraft und hoher Formbeständigkeit hergestellt werden. Außerdem ermöglichte die Kombination dieses Katalysators mit einem Gelierkatalysator oder einem Treibmittel die Verringerung der Gesamtmenge der erforderlichen Katalysatoren, ohne die katalytische Aktivität zu beeinträchtigen. Die Kombination mit einem Gelierkatalysator ermöglichte die Herstellung eines Schaums mit einer hohen Härtungsgeschwindigkeit und einer hohen Formbeständigkeit, während die Kombination mit einem Treibmittel die Herstellung eines Schaums mit hoher Fließfähigkeit, niedriger Dichte und hoher Formbeständigkeit ermöglichte.
In den Vergleichsbeispielen 10 und 11 dagegen, mit einem herkömmlichen Gelierkatalysator und/oder Treibmittel ohne den Katalysator der vorliegenden Erfindung, waren die Fließfähigkeit des Schaums schlecht und die Eigenschaften des Schaums mittelmäßig. Üblicherweise verwendete niedermolekulare Amine, wie DMCHA, die für die Herstellung von Hartschaum verwendet wurden, emittierten einen starken Geruch, ergaben eine niedrige Härtungsgeschwindigkeit und eine niedrige Adhäsionskraft, was Nachteile in der Arbeitsumgebung und der Schaumproduktivität zur Folge hatte. MDCHA, ein hochmolekularer Aminkatalysator, emittierte weniger Geruch, ergab jedoch ungünstigerweise eine niedrige Härtungsgeschwindigkeit und eine niedrige Adhäsionskraft. In den Vergleichsbeispielen 12, 13, 16 und 17 verbesserten die Aminkatalysatoren mit einem Skelett analog zu dem des Amins der vorliegenden Erfindung den Geruch des Katalysators, die Härtungsgeschwindigkeit und die Schaumbildungseigenschaften nicht wirksam, ohne den Zweck zu erfüllen. Tabelle 1
* Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polyols
** st: stark, mitt: mittel, schw: schwach Tabelle 2
* Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polyols
** st: stark, mitt: mittel, schw: schwach Tabelle 3
* Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polyols
** St stark, mitt: mittel, schw: schwach Tabelle 4
* Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polyols
** st: stark, mitt: mittel, schw: schwach Tabelle 5
* Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polyols
** st: stark, mitt: mittel, schw: schwach Tabelle 6
* Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polyols
** st: stark, mitt: mittel, schw: schwach Tabelle 7
* Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polyols
** st: stark, mitt: mittel, schw: schwach Tabelle 8
* Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polyols
** st: stark, mitt: mittel, schw: schwach

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethan-Weichschaums, bei dem ein Polyol mit einem Polyisocyanat in Gegenwart eines Aminkatalysators, eines Treibmittels und eines Schaumstabilisators umgesetzt wird, wobei der Aminkatalysator mindestens eine Aminverbindung der allgemeinen Formel (1)

umfasst,

worin R&sub1;, R&sub2;, R&sub3;, und R&sub4; jeweils unabhängig ein Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen sind, n eine ganze Zahl von 0 oder 1 ist, und A, wenn n 0 ist, ein Alkylrest mit 11 bis 14 Kohlenstoffatomen, oder, wenn n 1 ist, ein Alkylenrest mit 10 bis 15 Kohlenstoffatomen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Treibmittel Wasser umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Polyol eine durchschnittliche Funktionalität von 2 bis 5 und eine durchschnittliche Hydroxylzahl von 20 bis 100 mgKOH/g hat.

4. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanhartschaums, bei dem ein Polyol mit einem Polyisocyanat in Gegenwart eines Aminkatalysators, eines Treibmittels und eines Schaumstabilisators umgesetzt wird, wobei der Aminkatalysator mindenstens eine Aminverbindung der allgemeinen Formel (1):

umfasst,

worin R&sub1;, R&sub2;, R&sub3;, und R&sub4;, jeweils unabhängig ein Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen sind, n eine ganze Zahl von 0 oder 1 ist, und A, wenn n 0 ist, ein Alkylrest mit 11 bis 14 Kohlenstoffatomen, oder, wenn n 1 ist, ein Alkylenrest mit 10 bis 15 Kohlenstoffatomen ist, wobei das Treibmittel Wasser oder ein Gemisch aus Wasser mit einem Kohlenwasserstoff, einem Fluorchlorkohlenwasserstoff oder einem Fluorkohlenwasserstoff umfasst, und das Wasser in einer Menge von 2 bis 15 Gew.-Teilen bezogen auf 100 Gew.- Teile des Polyols verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mindestens eines der Amine der allgemeinen Formel (1) als Aminkatalysator in Kombination mit einem Gelierkatalysator und/oder einem Treibmittel eingesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Polyol eine durchschnittliche' Funktionalität von 4 bis 8 und eine durchschnittliche Hydroxylzahl von 200 bis 800 mgKOH/g hat.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die durch die allgemeine Formel (1) dargestellte Aminverbindung aus Dimethyldodecylamin und Dimethyltetradecylamin ausgewählt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die durch die allgemeine Formel (1) dargestellte Aminverbindung aus Tetramethyl-decan-diamin, Tetramethyl-undecan, Tetramethyl-dodecan-diamin und Tetramethyltetradecan-diamin ausgewält wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der Gelierkatalysator in einer Menge von 5 bis 80%, und/oder das Treibmittel in einer Menge von 1 bis 60 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge an Katalysator, verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei der Gelierkatalysator mindestens eine Verbindung, ausgewält aus Triethylendiamin, 1,8- Diazabicyclo[5.4.0]-7-undecen, 1-Methylimidazol, 1,2-Dimethylimidazol und 1- Isobutyl-2-methylimidazol ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei das Treibmittel mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus Bis(2-dimethylaminoethyl)ether, N,N,N',N",N"-Pentamethyldiethyleritriamin und N,N,N', N",N"',N"'- Hexamethyltriethylentetramin ist.