DE1212719B

DE1212719B - Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-schaumstoffen

Info

Publication number: DE1212719B
Application number: DEB76646A
Authority: DE
Inventors: Dr Diethelm Bitzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-05-05
Filing date: 1964-05-05
Publication date: 1966-03-17

Description

Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen Die Verwendung von Organozinnverbindungen oder von Sn(II)-salzen als Katalysatoren bei der Herstellung von Schaumstoffen aus Polyhydroxyl-und/oder Polycarboxylverbindungen, Polyisocyanaten und gegebenenfalls Wasser ist bekannt. Eine Zu sammenfassung dieser als Katalysatoren geeigneten Zinnverbindungen findet sich bei A. F a r k a s und G. A. M i lis in »Catalytic Effects in Isocyanate Reactions«, Advances in Catalysis, Vol. 13, S. 393ff., New York: Academic Press, 1962. Geeignete Verbindungen sindZinn(II)-octoat, Zinn(II)-oleat, Zinn(II) chlorid, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinn di- (2-äthyl)-hexoat usw.
Der zur Zeit meistverwendete Katalysator für Isocyanat-Hydroxyl-Vernetzungsreaktionen ist Zinn(II)-octoat. Das Produkt ist aber sehr empfindlich gegenüber hydrolytischen und oxydativen Einflüssen und schwankt in seiner Aktivität als Katalysator häufig.
Ein weiterer Katalysator zur Herstellung von Urethangruppen enthaltenden Schaumstoffen ist auch Zinn(II)-chlorid. Zinn(II)-chlorid ist allerdings noch empfindlicher gegenüber Luftsauerstoff und Wasserdampf als Zinn(II)-octoat.
Es wurde gefunden, daß Additionsverbindungen von Zinn(II)-halogeniden mit Säureamiden die oben angeführten Mängel der starken Empfindlichkeit gegenüber oxydativen Einflüssen nicht zeigen. Zinn(II)-chlorid ist zwar als Katalysator für Isocyanat-Hydroxyl-Vernetzungen bekannt, wird aber in der Praxis kaum eingesetzt, da wasserfreies Zinn(II)-chlorid in organischen Lösungsmitteln nicht oder kaum löslich ist. Zudem ist Zinn(II)-chlorid gegenüber hydrolytischen Einflüssen, z. B. Luftfeuchtigkeit sehr empfindlich und verliert deshalb rasch seine katalytische Wirksamkeit bei Isocyanat - Hydroxyl - Vernetzungen.
Gegenüber dem als Katalysator für Polyurethanschaumstoffe in der Praxis meist verwendeten Sn(II)-octoat haben die Additionsverbindungen aus Zinn(II)-halogeniden und Säureamiden folgende Vorteile: 1. Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit und gegenüber Luftsauerstoff [SnCl2, Sn(II)-octoat hydrolysieren rasch und oxydieren verhältnismäßig schnell zu, als Katalysatoren unwirksamen, entsprechenden Sn(IV)-salzen].
2. Die neuen Additionsverbindungen aus Zinn(II)-halogeniden und Säureamiden sind als einziger bekannter Zinnkatalysator mit wenig Wasser vollkommen mischbar; dies erschließt neue Anwendungsmöglichkeiten.
3. Die Reaktion zwischen Polyhydroxylverbindung und Polyisocyanat ist bei Verwendung von Sn(II)-octoat als Katalysator sehr empfindlich bei huber dosierung des Katalysators, d. h., man erhält dann einen unbrauchbaren Schaum. Wenn dagegen die beansprucht verwendeten Additionsverbindungen als Katalysator zur Reaktion verwendet werden, so verläuft die Reaktion selbst bei Anwendung der 1,5- bis Sfachen Katalysatormenge normal.
4. Die Additionsverbindungen sind sehr einfach in der Herstellung.
5. Die gegenüber Sn(II)-octoat erhöhte Steigzeit macht die Additionsverbindungen der Zinnhalogenide/Säureamide zur sogenannten »Formverschäumung« sehr geeignet, für die Katalysatoren mit längerer Steigzeit gesucht werden.
6. Werden Polycarboxylverbindungen bei der Isocyanatvernetzungsreaktion verwendet, so verläuft die Reaktion bei Verwendung von SnCl2/Dimethylformamid als Katalysator wesentlich rascher, wenn auf das sonst übliche, sehr teure Triäthylendiamin (1 ,4-Diaza-bicyclo [2,2,2joctan) ganz verzichtet wird.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen aus Polyhydroxyl- und/oder Polycarboxylverbindungen, Polyisocyanaten und gegebenenfalls Wasser, in Gegenwart yon Zinnkomplexen, die aus Additionsverbindungen von Zinn(II)-halogeniden mit Säureamiden bestehen.
Bei einem Vergleich zwischen Zinn(II)-chlorid, Zinn(II)-octoat und den beanspruchten Zinn(II)-halogenid -Säureamiden als Katalysatoren für Isocyanatvernetzungen -wurde von folgendem Ansatz ausgegangen: 2000 g Polyhydroxylverbindung (Molekulargewicht 3500), 4 g N-Methylmorpholin, 3 g Tetramethylen- butandiamin, 22 g Polysiloxanpolyalkylenglykolblockmischpolymerisat, 70 g Wasser.

200 g obiger Mischung kommen zu: 80 g Toluylendiisocyanat und 1 bis 2 g Katalysator, jeweils auf 1 g Zinn Zinn berechnet, um vergleichbare Werte zu haben.

Lasttragever-

Raum-

Cremigwerden mögen bei 60%

Katalysator Steigzeit gewicht

der Mischung Einfederung

g/l g/cm²

SnCl2 ......... .............................. 8 360 DerSchaum fällt zusammen

Zinn(II)-octoat . . ................. 9 76 29,0 50,2

Additionsverbindung

SnCl2/Dimethylformamid ................. .... | 9 | 154 | 24,1 | 53,4

Mischung aus 10 g SnCl2 + 8 ml HCON(CH3)2 .. 9 179 36,9 80

Als Zinn(II)-halogenide für die Umsetzungen mit Säureamiden kommen Zinn(II)-chlorid, -bromid, aber auch Zinn(II)-jodid oder -fiuorid in Frage. Zinn(II)-sulfat eignet sich ebenfalls zur Umsetzung mit Säureamiden.

Als Säureamide kommen in Frage: Dimethylformamid, Monomethylformamid oder Formamid, aber auch Acetamid, Propionamid, Chloracetamid, Oxybutyramid, Steaorylamid oder Benzamid eignen sich zur Umsetzung mit Zinn(II)-halogeniden. Alle diese Zinn(Il)-halogenid-Säureamid-Verbindungen zeigenbei der Isocyanat-Hydroxyl-Vernetzung mehr oder minder ausgeprägte Katalysatoreigenschaften.
Bei der bekannten Umsetzung von Säureamiden mit Zinn(II)-halogeniden kann sowohl von wasserhaltigen wie auch von wasserfreien Zinn(II)-salzen ausgegangen werden. In allen Fällen ergibt sich bei der Reaktion zwischen Säureamiden und Zinn(II)-halogeniden eine mehr oder weniger starke Wärmeentwicklung. Die Verbindungen, deren Herstellung an dieser Stelle nicht beansprucht wird, aus Säureamiden-Zinn(II)-halogeniden können kristalliner Natur sein. So kristallisiert z. B. bei der Reaktion von wasserfreiem Zinn(II)-bromid oder -chlorid in einem geringen Überschuß an Dimethylformamid die entsprechende Additionsverbindung in der Kälte aus.
Meist erübrigt sich ein Isolieren der kristallinen Additionsverbindung. Als Katalysator für Schaumstoffe aus Isocyanatbasis kann die Additionsverbindung auch in einem- Überschuß an Säureamid oder in einem Lösungsmittel gelöst sein.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen aus Polyhydroxyl- und/oder Polycarboxylverbindungen, Polyisocyanaten und, ge gebenenfalls Wasser, in Gegenwart von Zinnkomplexen, dadurch gekennzeichnet, daß als Zinnkomplexe Additionsverbindungen von Zinn(lI)-halogeniden mit Säureamiden verwendet werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1 212 252.