DE1745919C3 - Verfahren zur Herstellung von Polyurethanen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Polyurethanen

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DE1745919C3 DE1965O0010744 DEO0010744A DE1745919C3 DE 1745919 C3 DE1745919 C3 DE 1745919C3 DE 1965O0010744 DE1965O0010744 DE 1965O0010744 DE O0010744 A DEO0010744 A DE O0010744A DE 1745919 C3 DE1745919 C3 DE 1745919C3
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Description

OH
CH-
\
-CH(CH,),- COOR'
in der R eine Alkylgruppe mit 1 bis 9 Kohlenstoffatomen, R' eine alipha tische unverzweigte oder verzweigte Alkyl- oder Alkylolgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, q eine ganze Zahl zwischen O und 3, reine ganze Zahl zwischen O und 2 und 5 eine ganze Zahl zwischen O und 8 bedeutet, wobei q und r auch O sein können, oder deren Gemischen mit einem aliphatischen, verzweigten oder nichtverzweigten zweiwertigen oder einwertigen Alkohol mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder deren Gemischen erhalten worden ist und das im Endprodukt 0,2 bis 1,0 Mol Alkohol pro Epoxygruppe angelagert enthält, gemäß Patent 15 20 448,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Poiyol verwendet wird, welches durch Umsetzung der oben definierten epoxydierten Verbindung mit einem zweiwertigen Alkohol der allgemeinen Formel
in der m eine ganze Zahl von 1 bis 6 und π eine ganze Zahl von 2 bis 20 bedeutet, erhalten worden ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zweiwertiger Alkohol Triäthylenglykol verwendet wird.
Gegenstand des Patents 15 20 448 ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethanen durch Umsetzung von Hydroxylgruppen aufweisenden Verbindungen und Polyisocyanaten in Abwesenheit eines Lösungsmittels, wobei man als Hydroxylgruppen aufweisende Verbindung ein Poiyol verwendet, das durch Umsetzung einer epoxydierten Verbindung der allgemeinen Formel
C C-CH,
C-CH2
OH
CH CH-(CHj)5-COOR'
in der R eine Alkylgruppe mit 1 bis 9 Kohlenstoffatomen, R' eine aliphatische unverzweigte oder verzweigte Alkyl- oder Alkylolgruppe mit I bis 20 Kohlenstoffatomen, q eine ganze Zahl zwischen 0 und 3, r eine ganze Zahl zwischen 0 und 2 und seine ganze Zahl zwischen 0 und 8 bedeutet, wobei q und r auch 0 sein können, oder deren Gemische mit einem aliphatischen, verzweigten oder nichtverzweigten zweiwertigen oder einwertigen Alkohol mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder deren Gemischen erhalten worden ist und das im Endprodukt 0,2 bis 1,0 Mol Alkohol pro Epoxygruppe angelagert enthält.
Es wurde nun gefunden, daß sich nach einer weiteren Ausgestaltung des Patentes 15 20 448 als Polyole zur Herstellung von Polyurethanen auch solche eignen, die durch Umsetzung der in der DT-PS 15 20 448 genannten epoxydierten Verbindung der allgemeinen Formel mit einem zweiwertigen Alkohol der allgemeinen Formel
HO-HCH2)
in der m eine ganze Zahl von 1 bis 6 und η eine ganze Zahl von 2 bis 20 bedeutet, erhalten worden sind.
Die Umsetzung des zweiwertigen Alkohols der allgemeinen Formel
mit der epoxydierten Verbindung der allgemeinen Formel kann in an sich bekannter Weise unter Verwendung der üblichen Katalysatoren, vorzugsweise aber in der Gegenwart von Bortrifluorid oder dessen Additionsverbindungen, stattfinden. Bei der Umsetzung muß man meist einen Überschuß des zweiwertigen Alkohols verwenden, damit das Endprodukt 0,2 bis 1,0 Mol des zweiwertigen Alkohols angelagert enthält. Der Überschuß an nichtumgesetzten zweiwertigen Alkohol muß dann aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden, um bei der Verarbeitung zu Polyurethanen lange Topfzeiten zu gewährleisten. Bei der Abdestillation des Überschusses an zweiwertigem Alkohol entfernt man zweckmäßigerweise gleichzeitig dcstilla liv die gesättigton, unerwünschten Bestandteile aus dem erfindungsgemäß zu verwendenden Poiyol, wie die Palmitin- und .Stearinsäureester.
Als zweiwertiger Alkohol der allgemeinen Formel
kommt insbesondere Triäthylenglykol in Betracht
Die erfindungsgemäß verwendeten Polyole sind niedrigviskos und lassen sich deshalb ohne Verwendung von Lösungsmitteln mit Polyisocyanaten, z. B. mit dem technischen 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat zu Polyurethanen verarbeiten. Obwohl diese Polyole Alkylenoxid-Gruppen enthalten, sind sie wegen der Anwesenheit langer Fettsäureketten hydrophobe Verbindungen; sie verringern wegen der wasserabweisenden Eigenschaft die Gefahr einer Bläschenbildung in dem Polyurethan, die eine Folge der Reaktion zwischen lsocyanatgruppen und Wasser ist Die erfindungsgemäß verwendeten Polylole haben bei ihrer Umsetzung mit Polyisocyanaten ebenfalls die überraschend langen Topfzeiten, wie die nach Patent 15 20 448 verwendeten Polyole.
Beispiel 1
In einem 1300-liter-Edelstahlkessel mit Rührwerk wurden 978 kg (300O MoI) epoxydierter Sojaölfettsäuremethylester mit einem Epoxysauerstoffgehalt von 6,3% (1,28 Epoxygruppen/Mol) bei 2O0C mit 300 kg (2000 Mol) Triäthylenglykol vermischt und unter Rühren eine Lösung von 1,5 kg Bortrifluorid-Äthylätherat (48% BF3) in 150 kg (1000 Mol) Triäthylenglykol langsam zugegeben; nach 2 Stunden war die Zugabe beendet, wobei die Temperatur des Kesselinhalts infolge freiwerdender Reaktionswärme von 200C auf 65°C anstieg. Mittels indirekter Dampfbeheizung wurde jetzt das Reaktionsprodukt in weiteren 3 Stunden langsam auf 16O0C aufgeheizt der Kessel unter ein Vakuum von 3 Torr gesetzt, die Temperatur innerhalb von 2 Stunden auf 2100C gesteigert, beim Erreichen dieser Temperatur die Beheizung abgestellt und das Fertigprodukt abgekühlt. In der Destiilationsvorlage befand sich ein Gemisch aus 98 kg Palmitin- und Stearinsäuremthylester und 186 kg nichtangelagertem Triäthylenglykol; die Ausbeute an dem erfindungsgemäß zu verwendenden Polyol betrug 1123 kg; hieraus errechnet sich ein Verlust von 22,5 kg der eingesetzten Rohstoffmengen.
Das Polyoi, in welchem pro Epoxygruppe rechnerisch 0,42 Mol Triäthylenglykol angelagert waren, hatte folgende Kennzahlen: Säurezahl 0,7, Hydroxyzahl 190 und Viskosität 68 cP/20°C
ίο Zur Herstellung eines Polyurethans wurden 100 g des Polyols mit 47 g eines handelsüblichen technischen 4,4'-DiphenyImethandiisocyanats vermischt Es ergab sich eine sehr lange Verarbeitbarkeit der Mischung, denn erst nach 6 Stunden war bei 200C ein Viskositätsanstieg auf 300 Poise erreicht
Beispiel 2
In einem Glaskolben wurden 430 g epoxydierter Tallölfettsäure-(2-äthyl)-hexyIester(l,0 Mol), Epoxysauerstoffgehalt 4,7% (1,26 Epoxygruppen/Mol), mit 90 g Triäthylenglykol (0,6 Mol) vermischt und bei 200C innerhalb von einer Stunde unter Rühren eine Lösung von 1,2 g BFrÄthylätherat (48% BF3) in 90 g Triäthylenglykol (0,6 Mol) zugetropft. Dabei stieg die Temperatür der Reaktionsmischung auf 80° C an. Diese Temperatur wurde eine halbe Stunde lang noch eingehalten und dann der Kolbeninhalt unter Anisgen von Vakuum langsam innerhalb von 3 Stunden bis auf eine Temperatur von 2200C aufgeheizt; danach wurde auf 150° C abgekühlt und mit überhitztem Wasserdampf die restlichen Spuren des überschüssigen Triäthylenglykols aus dem Polyol entfernt. Die Ausbeute an Fertigprodukt betrug 525 g, die Hydroxyzahl 142 und die Viskosität 54 cP/20° C.
Aus diesem Polyol lassen sich besonders elastische Polyurethane mit hoher Schlagfestigkeit herstellen.

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Polyurethanen durch Umsetzung von Hydroxylgruppen aufweisenden Verbindungen und Polyisocyanaten in Abwesenheit eines Lösungsmittels, wobei man als Hydroxylgruppen aufweisende Verbindung ein Poiyol verwendet, das durch Umsetzung einer epoxydierten Verbindung der allgemeinen Formel
R-
-C-CH,
C-CH2
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