WO2011134866A2 - Verfahren zur herstellung von polyetheralkoholen - Google Patents

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WO2011134866A2
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methylimidazole
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amine
propylene oxide
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Sirus Zarbakhsh
Markus SCHÜTTE
Marc Fricke
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Basf Se
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    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0025—Foam properties rigid

Definitions

  • the invention relates to a process for the preparation of polyether alcohols by addition of alkylene oxides to H-functional starter substances, in particular to aromatic amines.
  • Polyether alcohols based on aromatic amines in particular of methylenedi- aniline (MDA), which is usually in a mixture with its higher-nuclear condensation products (p-MDA), and of toluenediamine (TDA), and their use for the production of polyurethanes (PU) is already long known.
  • MDA methylenedi- aniline
  • TDA toluenediamine
  • the application of these products is mainly for the production of rigid polyurethane foams.
  • the preparation of these products is usually carried out by reacting the aromatic amines with alkylene oxides, in particular of ethylene oxide and / or propylene oxide, usually in the presence of a catalyst.
  • TDA polyols in the hydroxyl number range of 400-630 mgKOH / g, which are prepared by reacting TDA first with about 4 moles of ethylene oxide and then with propylene oxide. These TDA polyols show some advantages (e.g., low thermal conductivity). Further preparation processes are described in DE4232970A1 and US4562290. The amine-catalyzed preparation of TDA polyols, which are first mixed with 2-5 mol of ethylene oxide and then with propylene oxide, is described in EP0318784B1 and DE3740634.
  • the described polyether alcohols always contain ethylene oxide in the polyether chain. This leads to a desirable low viscosity of the polyether alcohols. On the other hand, the presence of ethylene oxide in the polyether chain leads to a poorer compatibility with the blowing agents, especially when using hydrocarbons as blowing agents.
  • WO2005 / 044,889th Polyether alcohols with such a high viscosity are unfavorable for processing in PU systems.
  • high pressures are necessary to pump these polyols. This will affect the machines.
  • the high viscosity polyols degrade the flowability of the polyurethane system.
  • US4391728 describes the preparation of low-viscosity TDA polyols by means of KOH catalysis and at temperatures above 140 ° C.
  • the alkylene oxide used is exclusively propylene oxide.
  • At least 0.8% of alkali metal hydroxide as a catalyst is necessary for the reaction.
  • the use of alkali metal hydroxides as catalyst requires elaborate workup, such as, for example, neutralization and subsequent filtration, especially at such high levels of catalyst.
  • DE 2017038 describes a process for the preparation of polyether alcohols based on ortho-TDA and propylene oxide, in which potassium hydroxide is used as catalyst.
  • the polyether alcohols produced by this process have very high viscosities.
  • polyether alcohols based on TDA having a hydroxyl number of 435 mgKOH / g and a viscosity of 59,500 mPas at 25 ° C. are described.
  • a small amount of alkylene oxide was added in the absence of a catalyst at the start of the reaction (maximum 1.3 mol of alkylene oxide per mole of TDA).
  • the viscosity can in principle be lowered by the use of high proportions of co-initiators, for example triethanolamine.
  • co-initiators for example triethanolamine.
  • such polyols are not suitable for all applications, in particular in the field of rigid polyurethane foams.
  • due to the lower functionality and the lower content of aromatic constituents in the polyether alcohol many of the advantages associated with the use of the aromatic amine-based polyether alcohols do not occur, or only to a limited extent.
  • polyether alcohols based on aromatic amines in particular TDA, in whose preparation substantially exclusively propylene oxide is used as alkylene oxide, and in which the disadvantages of the prior art do not occur.
  • these polyether alcohols should contain a low viscosity and a low content of unreacted aromatic amines used as starter compounds.
  • amine catalysts gives polyols based on aromatic amines, in particular TDA, which have a low viscosity and contain only propylene oxide as alkylene oxide.
  • the invention accordingly provides a process for the preparation of polyether alcohols by reacting a) aromatic amines with b) alkylene oxides in the presence of c) a catalyst, characterized in that the alkylene oxide b) is at least 90% by weight, based on the weight Component b) contains propylene oxide and that as catalyst c) an amine is used.
  • the invention also provides the polyether alcohols prepared by the process according to the invention and their use for the preparation of polyurethanes.
  • aromatic amines a) it is possible in principle to use all known aromatic amines having at least one, preferably at least two and more preferably two amino groups. The amino groups are usually primary amino groups.
  • the aromatic amines are selected from the groups containing aniline, TDA, MDA and p-MDA, more preferably from the group containing TDA and p-MDA.
  • TDA is used.
  • TDA When using TDA, all isomers can be used alone or in any mixtures with each other.
  • 2,4-TDA, 2,6-TDA, mixtures of 2,4-TDA and 2,6-TDA, 2,3-TDA, 3,4-TDA, mixtures of 3,4-TDA and 2, 3-TDA, as well as mixtures of all mentioned isomers are used.
  • 2,3-TDA and 3,4-TDA are also commonly referred to as ortho-TDA or vicinal TDA (vic-TDA). Both terms are used synonymously.
  • the TDA can only be vicinal TDA. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the TDA is at least 90% by weight
  • the alkylene oxide b) used is preferably exclusively propylene oxide. It may be advantageous for individual applications to include a small amount of ethylene oxide. In order to avoid the disadvantages described above, the proportion of ethylene oxide should not exceed 10% by weight.
  • the content of ethylene oxide in this embodiment is preferably between greater than zero and 10% by weight, more preferably between greater than zero and 5% by weight, and in particular between greater than zero and 2% by weight, based in each case on the weight of Alkylene oxides b).
  • ethylene oxide is used, this can be added as a block or as a mixture with propylene oxide.
  • the addition preferably takes place uncatalyzed at the beginning of the reaction.
  • the addition of mixtures can also take place over the entire reaction.
  • an amine is preferably used. These may be primary, secondary or tertiary amines. Furthermore, aliphatic or aromatic amines can be used. In the aliphatic amines tertiary amines are particularly preferred. Amines are also amino alcohols. In one embodiment of the process according to the invention, the amines may be aromatic see heteroeylic compounds having at least one, preferably at least two nitrogen atoms in the ring act.
  • the amines c) used as catalyst are preferably selected from the group comprising trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, ⁇ , ⁇ '-dimethylethanolamine, ⁇ , ⁇ '-dimethylcyclohexylamine, dimethylethylamine, dimethylbutylamine, ⁇ , ⁇ '-dimethylaniline, 4-dimethylaminopyridine, ⁇ , ⁇ '-dimethylbenzylamine, pyridine, imidazole, N-methylimidazole, 2-methylimidazole, 4-methylimidazole, 5-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 1-hydroxypropylimidazole, 2 , 4,5-trimethylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, N-phenylimidazole, 2-phenylimidazole,
  • the aliphatic amine c) is selected from the group comprising ⁇ , ⁇ '-dimethylethanolamine, trimethylamine, triethylamine, dimethylethylamine, N, N'-dimethylcyclohexylamine.
  • the catalyst c) is N, N'-dimethylethanolamine.
  • the catalyst c) is an imidazole, in particular imidazole.
  • the catalyst c) is preferably used in an amount of 0.1 -1, 0% by mass based on the sum of the weight of components a), b) and c). This amount is particularly preferred when using aliphatic amines.
  • heterocyclic amine catalysts c), in particular the imidazoles are preferably used in an amount of from 0.01 to 0.5% by mass, based on the sum of the weight of components a), b) and c).
  • the catalyst c) can be added at the beginning of the reaction.
  • the catalyst c) may be added before the addition of the alkylene oxides or, less preferably, at the same time as the dosing start of the alkylene oxides.
  • the addition of the alkylene oxides can be carried out uncatalyzed at the beginning of the reaction and the catalyst can be added during the reaction.
  • the addition of the catalyst sators in this embodiment after the metering of up to 3.4 moles of propylene oxide per mole of aromatic amine a) more preferably of up to 3.0 moles of propylene oxide per mole of aromatic amine a).
  • the reaction of the amines with the alkylene oxide is carried out according to conventional methods and described for example in EP 318 784.
  • the catalyst can be added prior to the reaction, simultaneously with the dosing start of the alkylene oxides or during the reaction.
  • the starter mixture can be stripped, preferably at a pressure of 0.01 -1 bar and a temperature of 25-150 ° C.
  • the aromatic amines a) used as starting substance can be used in a preferred embodiment of the invention as a single starter substance.
  • the aromatic amines can be used in combination with other compounds having at least two isocyanate-reactive hydrogen atoms ai).
  • the compounds ai) are preferably alcohols or amino alcohols having a molecular weight of 40-400 g / mol, in particular 60-120 g / mol and 1 to 8, preferably 2 to 3 hydroxyl groups.
  • the compounds ai) are also referred to below as costarter.
  • the compound ai) is selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, glycerol and triethanolamine and their reaction products with alkylene oxides.
  • a further embodiment may be ai) water.
  • the use of the compounds ai) is preferably carried out in an amount of 0.1 to 20 wt .-%, preferably 0.1 to 10 wt .-%, in particular 0.1 to 5 wt .-%, in each case based on the Sum of the weight of components a), b) and c).
  • the addition of the alkylene oxides is preferably carried out at a temperature between 90 and 150 ° C and a pressure between 0.1 to 8 bar.
  • the dosing of the alkylene oxides is usually followed by a post-reaction phase for as complete a conversion of the alkylene oxides as possible.
  • the Rohpolyetheralkohol thus obtained is freed by distillation, preferably under vacuum, of unreacted alkylene oxide and volatile compounds.
  • the polyether alcohols prepared by the process according to the invention preferably have a hydroxyl number in the range between 200 and 800 mg KOH / g, particularly preferably 350 to 550 mg KOH / g and in particular 350 to 470 mg KOH / g.
  • the polyether alcohols prepared by the process according to the invention can be used for the production of polyurethanes, in particular rigid polyurethane foams. Due to their low viscosity, the polyurethane systems prepared using the polyether alcohols according to the invention have good processability, in particular good flowability.
  • blowing agents in particular with hydrocarbon-based blowing agents, and have good storage stability.
  • the compatibility with the isocyanate component is increased, resulting in a faster demolding.
  • polyether alcohols according to the invention can be reacted with polyisocyanates to give rigid polyurethane foams.
  • Suitable organic polyisocyanates are preferably aromatic polyfunctional isocyanates.
  • TDI 2,4- and 2,6-toluene diisocyanate
  • MDI 4,4'-, 2,4'- and 2,2'-diphenylmethane diisocyanate
  • MDI 4,4'- and 2,4'-diphenylmethane diisocyanate
  • CAde MDI polyphenyl polymethylene polyisocyanates
  • the polyether alcohols of the invention are usually used in admixture with other compounds having at least two isocyanate-reactive hydrogen atoms.
  • Suitable compounds having at least two isocyanate-reactive hydrogen atoms which can be used together with the polyether alcohols used according to the invention are, in particular, polyether alcohols and / or polyester alcohols having OH numbers in the range from 100 to 1200 mgKOH / g.
  • the polyester alcohols used together with the polyether alcohols according to the invention are usually obtained by condensation of polyfunctional alcohols, preferably diols, having 2 to 12 carbon atoms, preferably 2 to 6 carbon atoms.
  • polyfunctional carboxylic acids having 2 to 12 carbon atoms, for example succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, maleic acid, fumaric acid and preferably phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid and the isomeric naphthalenedicarboxylic acids.
  • the polyether alcohols used together with the polyether alcohols used according to the invention usually have a functionality between 2 and 8, in particular 3 to 8.
  • polyether alcohols which are prepared by known processes, for example by anionic polymerization of alkylene oxides in the presence of catalysts, preferably amines and / or alkali metal hydroxides, are used.
  • alkylene oxides are usually ethylene oxide and / or propylene oxide, preferably pure 1, 2-propylene oxide used.
  • Particularly suitable starting molecules are compounds having at least 2, preferably 4 to 8, hydroxyl groups or having at least two primary amino groups in the molecule.
  • starting molecules having at least 2, preferably 3 to 8 hydroxyl groups in the molecule preference is given to trimethylolpropane, glycerol, pentaerythritol, castor oil, sugar compounds such as, for example, glucose, sorbitol, mannitol and sucrose, polyhydric phenols, resoles, e.g. oligomeric condensation products of phenol and formaldehyde and Mannich condensates of phenols, formaldehyde and dialkanolamines and melamine used.
  • the polyether alcohols have a functionality of preferably 2 to 8 and
  • Hydroxyl numbers of preferably 100 mgKOH / g to 1200 mgKOH / g and especially 120 mgKOH / g to 570 mgKOH / g.
  • difunctional polyols for example polyethylene glycols and / or polypropylene glycols, having a molecular weight Mw in the range from 500 to 1500 g / mol in the polyol component, the viscosity of the polyol component can be adjusted.
  • the compounds having at least two isocyanate-reactive hydrogen atoms also include the optionally used chain extenders and crosslinkers.
  • the rigid polyurethane foams can be prepared without or with the concomitant use of chain extenders and / or crosslinking agents.
  • chain extenders and / or crosslinking agents are preferably used alkanolamines and in particular diols and / or triols having molecular weights less than 400 g / mol, preferably 60 to 300 g / mol.
  • Chain extenders, crosslinkers or mixtures thereof are suitably used in an amount of 1 to 20 wt .-%, preferably 2 to 5 wt .-%, based on the polyol component.
  • blowing agents As propellant preferably water can be used which reacts with isocyanate groups with elimination of carbon dioxide.
  • so-called physical blowing agents can also be used. These are compounds which are inert to the starting components and which are usually liquid at room temperature and evaporate under the conditions of the urethane reaction. Preferably, the boiling point of these compounds is below 50 ° C.
  • the physical blowing agents also include compounds which are gaseous at room temperature and are introduced or dissolved under pressure into the starting components, for example carbon dioxide, low-boiling alkanes and fluoroalkanes.
  • the physical blowing agents are usually selected from the group comprising alkanes and / or cycloalkanes having at least 4 carbon atoms, dialkyl ethers, esters, ketones, acetals, fluoroalkanes having 1 to 8 carbon atoms, and tetraalkylsilanes having 1 to 3 carbon atoms in the alkyl chain, in particular tetramethylsilane.
  • Examples which may be mentioned are propane, n-butane, iso- and cyclobutane, n-, iso- and cyclopentane, cyclohexane, dimethyl ether, methyl ethyl ether, methyl butyl ether, methyl formate, acetone, and fluoroalkanes, which can be degraded in the troposphere and therefore for the ozone layer is harmless, such as trifluoromethane, difluoromethane, 1,1,1,3,3-pentafluorobutane, 1,1,1,3,3-pentafluoropropane, 1,1,1,2-tetrafluoroethane, difluoroethane and 1, 1, 1, 2,3,3,3-heptafluoropropane, and perfluoroalkanes such as, C3F8, C4F10, C5F12, C6F14, and C7F16. Particular preference is given to pentanes, in particular cyclopentan
  • the preparation of the polyurethanes can be carried out in the presence of catalysts, flameproofing agents and customary auxiliaries and / or additives auxiliaries and / or additives. Further details on starting compounds used can be found, for example, in Kunststoffhandbuch, Volume 7 "Polyurethane", edited by Günter Oertel, Carl Hanser Verlag Kunststoff, 3rd edition, 1993. The invention will be explained in more detail in the following examples.
  • a 30 l pressure reactor with stirrer, jacket heating and cooling, metering devices for solid and liquid substances and alkylene oxides as well as devices for nitrogen nertertisation and a vacuum system was heated to 80 ° C. and repeatedly inertized. 6.2 kg of vicinal toluenediamine was charged to the reactor and the stirrer was put into operation at 150 revolutions / minute. Subsequently, the temperature was raised to 138 ° C and 8.26 kg of propylene oxide (2.8 mol propylene oxide / mol vic TDA) were metered. After a reaction time of 2 h, the temperature was lowered to 95 ° C and 220 g of ⁇ , ⁇ '-dimethylethanolamine was added. The intermediate was reacted with another 12.7 kg of propylene oxide at 95 ° C. The post-reaction ran for 2 hours at 95 ° C. It was then stripped for 20 minutes under nitrogen. There were obtained 26.1 kg of product with the following parameters.
  • Example 4 51.00 g of vic-toluenediamine were added to the reactor used in Example 2. The stirrer was put into operation and the temperature increased to 138 ° C. Then, 61.14 g of propylene oxide (2.52 mol of propylene oxide / mole of vic-TDA) were metered. After a 2 hour reaction, the temperature was lowered to 95 ° C and 0.66 g of imidazole was added. Then another 106.06 g of propylene oxide were metered. The post-reaction ran for 3 hours at 95 ° C. It was then evacuated for 90 minutes under vacuum. There were obtained 208 g of product with the following parameters.
  • Viscosity (25 ° C) 24650 mPas
  • Example 1 The reactor described in Example 1 was heated to 80 ° C. and inertized several times. 5.65 kg of vic-toluenediamine was charged to the reactor and the stirrer was put into operation. Subsequently, the temperature was raised to 138 ° C and 7.50 kg of propylene oxide (2.8 mol propylene oxide / mol vic-TDA) were metered. After a 2 hour reaction, the temperature was lowered to 100 ° C and 91 g of 48% aqueous KOH was added. The temperature was raised to 138 ° C and the Intermediate was reacted with further 1 1, 74 kg of propylene oxide. The post-reaction ran for 2 hours at 138 ° C. It was stripped with nitrogen for 20 minutes. Subsequently, 2.5% water was added and neutralized with phosphoric acid. The water was stripped off in vacuo and the product was filtered at 80 ° C. There were obtained 24.6 kg of product with the following parameters.
  • Viscosity (25 ° C, 5 1 / s) 82345 mPas
  • the viscosity of the polyols was determined at 25 ° C. in accordance with DIN EN ISO 3219 using a Rheotec RC 20 rotational viscometer using spindle CC 25 DIN (spindle diameter: 12.5 mm, measuring cylinder inner diameter: 13.56 mm) at a shear rate of 50 1 / s

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyetheralkoholen durch Umsetzung von a) aromatischen Aminen mit b) Alkylenoxiden in Gegenwart c) eines Katalysators, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkylenoxid b) zu mindestens 90 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Komponente b), Propylenoxid enthält und dass als Katalysator c) ein Amin eingesetzt wird.

Description

Verfahren zur Herstellung von Polyetheralkoholen Beschreibung Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyetheralkoholen durch Anlagerung von Alkylenoxiden an H-funktionelle Startsubstanzen, insbesondere an aromatische Amine.
Polyetheralkohole auf Basis von aromatischen Aminen, insbesondere von Methylendi- anilin (MDA), das zumeist im Gemische mit seinen höherkernigen Kondensationsprodukten vorliegt (p-MDA), und von Toluylendiamin (TDA), und deren Verwendung zur Herstellung von Polyurethanen (PU) ist schon lange bekannt. Die Anwendung dieser Produkte erfolgt hauptsächlich zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen. Die Herstellung dieser Produkte erfolgt üblicherweise durch Umsetzung der aromatischen Amine mit Alkylenoxiden, insbesondere von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, zumeist in Anwesenheit eines Katalysators.
US4209609 beschreibt die Herstellung von TDA Polyolen im Hydroxylzahlbereich von 400-630 mgKOH/g, die in der Weise hergestellt werden, dass TDA zuerst mit ca. 4 mol Ethylenoxid und anschließend mit Propylenoxid umgesetzt wird. Diese TDA Polyole zeigen einige Vorteile (z.B. niedrige Wärmeleitzahl). Weiter Herstellverfahren sind beschrieben in DE4232970A1 und US4562290. Die aminkatalysierte Herstellung von TDA Polyolen, welche zuerst mit 2-5 mol Ethylenoxid und dann mit Propylenoxid ver- setzt werden, ist in EP0318784B1 und DE3740634 beschrieben.
Bei den beschriebenen Polyetheralkoholen ist immer Ethylenoxid in der Polyetherkette enthalten. Dies führt zu einer erwünschten niedrigen Viskosität der Polyetheralkohole. Andererseits führt die Gegenwart von Ethylenoxid in der Polyetherkette zu einer schlechteren Verträglichkeit mit den Treibmitteln, insbesondere bei Einsatz von Kohlenwasserstoffen als Treibmittel.
Reine Propylenoxidpolyether im oben genannten Bereich von Hydroxylzahlen sind, wie beschrieben, sehr hochviskos. Häufig liegt die Viskosität in einem Bereich von >55000 mPas bei 25°C. Dies ist beispielsweise beschrieben in EP0318784 und in
WO2005/044889. Polyetheralkohole mit einer derart hohen Viskosität sind ungünstig für die Verarbeitung in PU-Systemen. Zum einen sind hohe Drücke notwendig, um diese Polyole zu pumpen. Dadurch werden die Maschinen in Mitleidenschaft gezogen. Zum anderen verschlechtern die Polyole mit hohen Viskositäten die Fließfähigkeit des Polyurethansystems. US4391728 beschreibt die Herstellung von niederviskosen TDA Polyolen mittels KOH Katalyse und bei Temperaturen über 140°C. Als Alkylenoxid wird ausschließlich Propy- lenoxid eingesetzt. Für die Umsetzung sind mindestens 0,8% Alkalimetallhydroxid als Katalysator notwendig. Durch den Einsatz von Alkalimetallhydroxiden als Katalysator ist eine aufwendige Aufarbeitung, wie zum Beispiel Neutralisation und anschließende Filtration, notwendig, insbesondere bei derart hohen Gehalten an Katalysator.
DE 2017038 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Polyetheralkoholen auf Basis von ortho-TDA und Propylenoxid, bei dem Kaliumhydroxid als Katalysator einge- setzt wird. Die nach diesem Verfahren hergestellten Polyetheralkohole weisen sehr hohe Viskositäten auf. So werden in Beispiel 1 Polyetheralkohole auf Basis von TDA mit einer Hydroxylzahl von 435 mgKOH/g und einer Viskosität von 59500 mPas bei 25°C beschrieben. Dabei wurde am Reaktionsstart jeweils nur eine geringe Menge am Alkylenoxid in Abwesenheit eines Katalysators angelagert (maximal 1 ,3 mol Alkylen- oxid pro Mol TDA). Die Viskosität kann prinzipiell durch den Einsatz hoher Anteile an Co-Startern, beispielsweise Triethanolamin, gesenkt werden. Derartige Polyole sind jedoch nicht für alle Anwendungen, insbesondere auf dem Gebiet der Polyurethan- Hartschaumstoffe, einsetzbar. Insbesondere durch die niedrigere Funktionalität und den geringeren Gehalt an aromatischen Anteilen im Polyetheralkohol treten viele der Vorteile, die mit dem Einsatz der von Polyetheralkoholen auf Basis aromatischer Amine verbunden sind, nicht oder nur in zu geringem Maße auf.
Es war die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Polyetheralkohole auf Basis von aromatischen Aminen, insbesondere von TDA, zu entwickeln, bei deren Herstellung im wesentlichen ausschließlich Propylenoxid als Alkylenoxid eingesetzt wird, und bei denen die Nachteile des Standes der Technik nicht auftreten. Insbesondere sollten diese Polyetheralkohole eine niedrige Viskosität und einen geringen Gehalt an nicht umgesetzten als Starterverbindungen eingesetzten aromatischen Aminen enthalten. Überraschenderweise wurde gefunden, dass durch den Einsatz von Aminkatalysatoren Polyole auf Basis von aromatischen Aminen, insbesondere TDA, erhalten werden, die eine geringe Viskosität aufweisen und nur Propylenoxid als Alkylenoxid enthalten.
Gegenstand der Erfindung ist demzufolge ein Verfahren zur Herstellung von Polyether- alkoholen durch Umsetzung von a) aromatischen Aminen mit b) Alkylenoxiden in Gegenwart c) eines Katalysators, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkylenoxid b) zu mindestens 90 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht der Komponente b), Propylenoxid enthält und dass als Katalysator c) ein Amin eingesetzt wird. Gegenstand der Erfindung sind auch die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polyetheralkohole sowie deren Verwendung zur Herstellung von Polyurethanen. Als aromatische Amine a) können prinzipiell alle bekannten aromatischen Amine mit mindestens einer, vorzugsweise mindestens zwei und besonders bevorzugt mit zwei Aminogruppen eingesetzt werden. Bei den Aminogruppen handelt es sich üblicherwei- se um primäre Aminogruppen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die aromatischen Amine ausgewählt aus der Gruppen, enthaltend Anilin, TDA, MDA und p- MDA, besonders bevorzugt aus der Gruppe, enthaltend TDA und p-MDA. Insbesonde- re wird TDA verwendet.
Bei der Verwendung von TDA können alle Isomere, allein oder in beliebigen Gemischen miteinander eingesetzt werden. Insbesondere können 2,4-TDA, 2,6-TDA, Gemische aus 2,4-TDA und 2,6-TDA, 2,3-TDA, 3,4-TDA, Gemische aus 3,4-TDA und 2,3- TDA, sowie Gemische aus allen genannten Isomeren eingesetzt werden.
2,3-TDA und 3,4-TDA werden häufig auch als ortho-TDA oder als vicinales TDA (vic- TDA) bezeichnet. Beide Begriffe werden synonym verwendet. Das TDA kann ausschließlich vicinales TDA sein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht das TDA zu mindestens 90 Gewichts-%
(Gew.-%), besonders bevorzugt zu mindestens 95 Gew.-% und insbesondere zu mindestens 98 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht des TDA, aus vicinalem TDA bestehen. Als Alkylenoxid b) wird vorzugsweise ausschließlich Propylenoxid verwendet. Es kann für einzelne Anwendungen vorteilhaft sein, eine geringe Menge an Ethylenoxid mitzu- verwenden. Um die oben geschilderten Nachteile zu vermeiden, sollte der Anteil an Ethylenoxid 10 Gew.-% nicht überschreiten. Vorzugsweise liegt der Gehalt an Ethylenoxid bei dieser Ausführungsform zwischen größer Null und 10 Gew.-%, besonders be- vorzugt zwischen größer Null und 5 Gew.-% und insbesondere zwischen größer Null und 2 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Alkylenoxide b).
Falls Ethylenoxid eingesetzt wird, kann dieses als Block oder als Mischung mit Propylenoxid angelagert werden. Bei der Anlagerung als Block erfolgt die Anlagerung vor- zugsweise unkatalysiert am Reaktionsbeginn. Die Anlagerung von Gemischen kann auch über die gesamte Umsetzung erfolgen.
Als Katalysator c) wird vorzugsweise ein Amin eingesetzt. Dabei kann es sich um primäre, sekundäre oder tertiäre Amine handeln. Weiterhin können aliphatische oder a- romatische Amine eingesetzt werden. Bei den aliphatischen Aminen sind tertiäre Amine besonders bevorzugt. Als Amine gelten auch Aminoalkohole. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es sich bei den Aminen um aromati- sehe heteroeylische Verbindungen mit mindestens einem, vorzugsweise mindestens zwei Stickstoffatomen im Ring, handeln.
Vorzugsweise sind die als Katalysator eingesetzten Amine c) ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Trimethylamin, Triethylamin, Tripropylamin, Tributylamin, Ν,Ν'- Dimethylethanolamin, Ν,Ν'-Dimethylcyclohexylamin, Dimethylethylamin, Dimethylbutyl- amin, Ν,Ν'-Dimethylanilin, 4-Dimethylaminopyridin, Ν,Ν'-Dimethylbenzylamin, Pyridin, Imidazol, N-Methylimidazol, 2-Methylimidazol, 4-Methylimidazol, 5-Methylimidazol, 2- Ethyl-4-methylimidazol, 2,4-Dimethylimidazol, 1 -Hydroxypropylimidazol, 2,4,5-Trime- thylimidazol, 2-ethylimidazol, 2-Ethyl-4-methylimidazol, N-Phenylimidazol, 2-Phenylimi- dazol, 4-Phenylimidazol, Guanidin, alkylierte Guanidine, 1 ,1 ,3,3-Tetramethylguanidin, 7-Methyl-1 ,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-en, 1 ,5-Diazobicylco[4.3.0]-non-5-en, 1 ,5- Diazabicylo[5.4.0]undec-7-en. Die aminischen Katalysatoren c) können allein oder in beliebigen Mischungen zueinander eingesetzt werden
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das aliphatische Amin c) ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Ν,Ν'-Dimethylethanolamin, Trimethylamin, Triethy- lamin, Dimethylethylamin, N,N'-Dimethylcyclohexylamin.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Katalysator c) N,N'-Dime- thylethanolamin. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Katalysator c) ein Imidazol, insbesondere Imidazol.
Der Katalysator c) wird dabei vorzugsweise in einer Menge von 0,1 -1 ,0 Massen % bezogen auf die Summe des Gewichts der Komponenten a), b) und c), eingesetzt. Diese Menge ist besonders bevorzugt bei der Verwendung von aliphatischen Aminen.
Die heteroeyclischen Amin-Katalysatoren c), insbesondere die Imidazole, werden vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 0,5 Massen % bezogen auf die Summe des Gewichts der Komponenten a), b) und c), eingesetzt.
Der Katalysator c) kann zu Beginn der Reaktion zugegeben werden. Dabei kann der Katalysator c) vor der Zugabe der Alkylenoxide oder, weniger bevorzugt, gleichzeitig mit dem Dosierstart der Alkylenoxide zugegeben werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann zu Beginn der Umsetzung die Anlagerung der Alkylenoxide unkatalysiert erfolgen und der Katalysator während der Umsetzung zugegeben werden. Bevorzugt erfolgt die Zugabe des Kataly- sators in dieser Ausführungsform nach der Dosierung von bis zu 3,4 mol Propylenoxid pro mol aromatisches Amin a) besonders bevorzugt von bis zu 3,0 mol Propylenoxid pro mol aromatisches Amin a). Die Umsetzung der Amine mit dem Alkylenoxid erfolgt nach üblichem und beispielsweise in EP 318 784 beschriebenen Verfahren. Wie beschrieben, kann der Katalysator vor der Umsetzung, gleichzeitig mit dem Dosierstart der Alkylenoxide oder während der Umsetzung zugegeben werden. Vor der Dosierung der Alkylenoxide kann die Startermischung gestrippt werden, vorzugsweise bei einem Druck von 0,01 -1 bar und einer Temperatur von 25-150°C.
Die als Startsubstanz eingesetzten aromatischen Amine a) können in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als einzige Startsubstanz eingesetzt werden. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die aromatischen Amine in Kombination mit anderen Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen ai) eingesetzt werden. Bei den Verbindungen ai) handelt es sich vorzugsweise um Alkohole oder Aminoalkohole mit einem Molgewicht von 40- 400g/mol insbesondere 60-120 g/mol und 1 bis 8, vorzugsweise 2 bis 3 Hydroxylgrup- pen. Die Verbindungen ai) werden im folgenden auch als Costarter bezeichnet.
Vorzugsweise ist die Verbindung ai) ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Ethylen- glykol, Diethylengykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Glyzerin und Triethanolamin und deren Umsetzungsprodukten mit Alkylenoxiden.
Ein einer weiter Ausführungsform kann ai) Wasser sein.
Der Einsatz der Verbindungen ai) erfolgt vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 5 Gew.-%, jeweils bezo- gen auf die Summe des Gewichts der Komponenten a), b) und c).
Die Anlagerung der Alkylenoxide wird bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 90 und 150 °C und einem Druck zwischen 0,1 bis 8 bar durchgeführt. An die Dosierung der Alkylenoxide schließt sich üblicherweise eine Nachreaktionsphase zur möglichst voll- ständigen Umsetzung der Alkylenoxide an. Der so erhaltene Rohpolyetheralkohol wird durch Destillation, vorzugsweise unter Vakuum, von nicht umgesetztem Alkylenoxid und leicht flüchtigen Verbindungen befreit.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polyetheralkole weisen vorzugsweise eine Hydroxylzahl im Bereich zwischen 200 und 800 mg KOH/g, besonders bevorzugt 350 bis 550 mg KOH/g und insbesondere 350 bis 470 mgKOH/g auf. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polyetheralkohole können zur Herstellung von Polyurethanen, insbesondere von Polyurethan-Hartschaumstoffen, eingesetzt werden. Auf Grund ihrer niedrigen Viskosität weisen die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Polyetheralkole hergestellten Polyurethansysteme eine gute Verarbeitbarkeit, insbesondere eine gute Fließfähigkeit, auf.
Sie sind gut mit Treibmitteln, insbesondere mit Treibmitteln auf Basis von Kohlenwas- serstoffen, verträglich und weisen eine gute Lagerstabilität auf. Auch die Verträglichkeit mit der Isocyanat Komponente wird erhöht, was zu einer schnelleren Entformung führt.
Die Umsetzung des TDA mit den Alkylenoxiden ist praktisch quantitativ, es findet sich in den erfindungsgemäßen Polyetheralkoholen praktisch kein freies TDA mehr.
Wie bereits ausgeführt, können die erfindungsgemäßen Polyetheralkohole mit Polyiso- cyanaten zu Polyurethan-Hartschaumstoffen umgesetzt werden.
Zu den dafür eingesetzten Ausgangsstoffen ist im Einzelnen folgendes zu sagen:
Als organische Polyisocyanate kommen vorzugsweise aromatische mehrwertige Iso- cyanate in Betracht.
Im einzelnen seien beispielhaft genannt: 2,4- und 2,6-Toluylen-diisocyanat (TDI) und die entsprechenden Isomerengemische, 4,4'-, 2,4'- und 2,2'-Diphenylmethan- diisocyanat (MDI) und die entsprechenden Isomerengemische, Mischungen aus 4,4'- und 2,4'-Diphenylmethan-diisocyanaten und bei der herstellung von Polyurethan- Hartschaumstoffen insbesondere Mischungen aus 4,4'-, 2,4'- und 2,2'-Diphenyl- methan-diisocyanaten und Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanaten (Roh-MDI).
Die erfindungsgemäßen Polyetheralkohole werden üblicherweise im Gemisch mit anderen Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen eingesetzt. Als Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanat reaktiven Wasserstoffatomen, die gemeinsam mit den erfindungsgemäß eingesetzten Polyetheralkoholen verwendet werden können, kommen insbesondere Polyetheralkohole und/oder Polyesteralkohole mit OH-Zahlen im Bereich von 100 bis 1200 mgKOH/g zum Einsatz. Die gemeinsam mit den erfindungsgemäßen Polyetheralkoholen verwendeten Polyesteralkohole werden zumeist durch Kondensation von mehrfunktionellen Alkoholen, vorzugsweise Diolen, mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis 6 Kohlen- stoffatomen, mit mehrfunktionellen Carbonsäuren mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, beispielsweise Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Seba- cinsäure, Decandicarbonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und vorzugsweise Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und die isomeren Naphthalindicarbonsäuren, hergestellt.
Die gemeinsam mit den erfindungsgemäß eingesetzten Polyetheralkoholen verwendeten Polyetheralkohole haben zumeist eine Funktionalität zwischen 2 und 8, insbesondere 3 bis 8.
Insbesondere kommen Polyetheralkohole, die nach bekannten Verfahren, beispielsweise durch anionische Polymerisation von Alkylenoxiden in Gegenwart von Katalysatoren, vorzugsweise Aminen und/oder Alkalihydroxiden, hergestellt werden, zum Einsatz.
Als Alkylenoxide werden zumeist Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, vorzugsweise reines 1 ,2-Propylenoxid eingesetzt.
Als Startmoleküle kommen insbesondere Verbindungen mit mindestens 2, vorzugswei- se 4 bis 8 Hydroxylgruppen oder mit mindestens zwei primären Aminogruppen im Molekül zum Einsatz.
Als Startmoleküle mit mindestens 2, vorzugsweise 3 bis 8 Hydroxylgruppen im Molekül werden vorzugsweise Trimethylolpropan, Glycerin, Pentaerythrit, Rizinusöl, Zuckerver- bindungen wie beispielsweise Glucose, Sorbit, Mannit und Saccharose, mehrwertige Phenole, Resole, wie z.B. oligomere Kondensationsprodukte aus Phenol und Formaldehyd und Mannich-Kondensate aus Phenolen, Formaldehyd und Dialkanolaminen sowie Melamin eingesetzt. Die Polyetheralkohole besitzen eine Funktionalität von vorzugsweise 2 bis 8 und
Hydroxylzahlen von vorzugsweise 100 mgKOH/g bis 1200 mgKOH/g und insbesondere 120 mgKOH/g bis 570 mgKOH/g.
Durch den Einsatz von difunktionellen Polyolen, beispielsweise Polyethylenglykolen und/oder Polypropylenglykolen, mit einem Molgewicht Mw im Bereich zwischen 500 bis 1500 g/mol in der Polyolkomponente kann die Viskosität der Polyolkomponente ange- passt werden.
Zu den Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanat reaktiven Wasser- stoffatomen gehören auch die gegebenenfalls mitverwendeten Kettenverlängerer und Vernetzer. Die Polyurethan-Hartschaumstoffe können ohne oder unter Mitverwendung von Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmitteln hergestellt werden. Zur Modifi- zierung der mechanischen Eigenschaften kann sich der Zusatz von difunktionellen Kettenverlängerungsmitteln, tri- und höherfunktionellen Vernetzungsmitteln oder gegebenenfalls auch Gemischen davon als vorteilhaft erweisen. Als Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel verwendet werden vorzugsweise Alkanolamine und insbe- sondere Diole und/oder Triole mit Molekulargewichten kleiner als 400 g/mol, vorzugsweise 60 bis 300 g/mol.
Kettenverlängerungsmittel, Vernetzungsmittel oder Mischungen davon werden zweckmäßigerweise in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Polyolkomponente, eingesetzt.
Die Herstellung der Polyurethan-Schaumstoffe erfolgt üblicherweise in Anwesenheit von Treibmitteln. Als Treibmittel kann vorzugsweise Wasser verwendet werden, das mit Isocyanatgruppen unter Abspaltung von Kohlendioxid reagiert. In Kombination mit oder an Stelle von Wasser können auch sogenannte physikalische Treibmittel eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um gegenüber den Einsatzkomponenten inerte Verbindungen, die zumeist bei Raumtemperatur flüssig sind und bei den Bedingungen der Urethanreaktion verdampfen. Vorzugsweise liegt der Siedepunkt dieser Verbindungen unter 50 °C. Zu den physikalischen Treibmitteln zählen auch Verbindungen, die bei Raumtemperatur gasförmig sind und unter Druck in die Einsatzkomponenten eingebracht bzw. in ihnen gelöst werden, beispielsweise Kohlendioxid, niedrigsiedende Alkane und Fluoralkane.
Die physikalischen Treibmittel werden zumeist ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Alkane und/oder Cycloalkane mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen, Dialkylether, Ester, Ketone, Acetale, Fluoralkane mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, und Tetraalkylsilane mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette, insbesondere Tetramethylsilan.
Als Beispiele seien genannt Propan, n-Butan, iso- und Cyclobutan , n-, iso- und Cyclo- pentan, Cyclohexan, Dimethylether, Methylethylether, Methylbutylether, Ameisensäuremethylester, Aceton, sowie Fluoralkane, die in der Troposphäre abgebaut werden können und deshalb für die Ozonschicht unschädlich sind, wie Trifluormethan, Difluor- methan, 1 ,1 ,1 ,3,3-Pentafluorbutan, 1 ,1 ,1 ,3,3-Pentafluorpropan, 1 ,1 ,1 ,2-Tetrafluorethan, Difluorethan und 1 ,1 ,1 ,2,3,3,3-Heptafluorpropan, sowie Perfluoralkane, wie, C3F8, C4F10, C5F12, C6F14, und C7F16. besonders bevorzugt sind Pentane, insbesondere Cyclopentan. Die genannten physikalischen Treibmittel können allein oder in beliebigen Kombinationen untereinander eingesetzt werden.
Die Herstellung der Polyurethane kann, falls erforderlich, in Anwesenheit von Katalysa- toren, Flammschutzmitteln sowie üblichen Hilfs- und/oder Zusatzstoffen Hilfs- und/oder Zusatzstoffen durchgeführt werden. Weitere Angaben zu eingesetzten Ausgangsverbindungen finden sich beispielsweise im Kunststoffhandbuch, Band 7„Polyurethane", herausgegeben von Günter Oertel, Carl-Hanser-Verlag München, 3. Auflage, 1993. Die Erfindung soll an den nachfolgenden Beispielen näher erläutert werden.
Beispiel 1
Ein 30 I Druckreaktor mit Rührwerk, Mantelheizung und Kühlung, Dosiereinrichtungen für feste und flüssige Substanzen und Alkylenoxide sowie Einrichtungen zur Stickstoffi- nertisierung und einem Vakuumsystem wurde auf 80°C aufgeheizt und mehrmals iner- tisiert. 6,2 kg vicinales Toluylendiamin wurde in den Reaktor eingefüllt und der Rührer wurde mit 150 Umdrehungen/Minute in Betrieb genommen. Anschließend wurde die Temperatur auf 138°C erhöht und 8,26 kg Propylenoxid (2,8 mol Propylenoxid/mol vic- TDA) wurden dosiert. Nach einer Abreaktion von 2 h wurden die Temperatur auf 95°C abgesenkt und 220 g Ν,Ν'-Dimethylethanolamin zugegeben. Das Zwischenprodukt wurde mit weitern 12,7 kg Propylenoxid bei 95°C umgesetzt. Die Nachreaktion lief für 2 Stunden bei 95°C. Anschließend wurde für 20 Minuten unter Stickstoff gestrippt. Es wurden 26,1 kg Produkt mit folgenden Parametern erhalten.
Hydroxylzahl 390 mg KOH/g
Viskosität (25°C) 33500 mPas
Beispiel 2
51 ,02 g vic-Toluylendiamin wurden in einen 300 ml Druckreaktor gegeben. Der Rührer wurde in Betrieb genommen und die Temperatur auf 138°C erhöht. Dann wurden 54,34 g Propylenoxid (2,24 mol Propylenoxid/mol vic-TDA) dosiert. Nach einer Abreaktion von 2 h wurde die Temperatur auf 95°C gesenkt und 0,66g Imidazol wurden zuge- geben. Dann wurden weitere 1 12,86 g Propylenoxid dosiert. Die Nachreaktion lief für 3 Stunden bei 95°C. Anschließend wurde für 90 Minuten unter Vakuum evakuiert. Es wurden 210 g Produkt mit folgenden Parametern erhalten.
Hydroxylzahl 405 mg KOH/g
Viskosität (25°C) 17469 mPas
Beispiel 3
51 ,00 g vic-Toluylendiamin wurden in den in Beispiel 2 verwendeten Reaktor gegeben. Der Rührer wurde in Betrieb genommen und die Temperatur auf 138°C erhöht. Dann wurden 54,34 g Propylenoxid (2,24 mol Propylenoxid/mol vic-TDA) dosiert. Nach einer Abreaktion von 2 h wurde die Temperatur auf 95°C gesenkt und 0,22 g Imidazol wur- den zugegeben. Dann wurden weitere 1 12,86 g Propylenoxid dosiert. Die Nachreaktion lief für 3 Stunden bei 95°C. Anschließend wurde für 90 Minuten unter Vakuum evakuiert. Es wurden 206 g Produkt mit folgenden Parametern erhalten. Hydroxylzahl 406 mg KOH/g
Viskosität (25°C) 30924 mPas
Beispiel 4 51 ,00 g vic-Toluylendiamin wurden in den in Beispiel 2 verwendeten Reaktor gegeben. Der Rührer wurde in Betrieb genommen und die Temperatur auf 138°C erhöht. Dann wurden 61 ,14 g Propylenoxid (2,52 mol Propylenoxid/mol vic-TDA) dosiert. Nach einer Abreaktion von 2 h wurde die Temperatur auf 95°C gesenkt und 0,66 g Imidazol wurden zugegeben. Dann wurden weitere 106,06 g Propylenoxid dosiert. Die Nachreaktion lief für 3 Stunden bei 95°C. Anschließend wurde für 90 Minuten unter Vakuum evakuiert. Es wurden 208 g Produkt mit folgenden Parametern erhalten.
Hydroxylzahl 412 mg KOH/g
Viskosität (25°C) 24650 mPas
Beispiel 5
51 ,00 g vic-Toluylendiamin wurden in den in Beispiel 2 verwendeten Reaktor gegeben. Der Rührer wurde in Betrieb genommen und die Temperatur auf 138°C erhöht. Dann wurden 53,98 g Propylenoxid (2,24 mol Propylenoxid/pro mol vic-TDA) dosiert. Nach einer Abreaktion von 2 h wurde die Temperatur auf 95°C gesenkt und 1 ,81 g Ν,Ν'- Dimethylethanolamin wurden zugegeben. Dann wurden weitere 1 12,76 g Propylenoxid dosiert. Die Nachreaktion lief für 3 Stunden bei 95°C. Anschließend wurde für 90 Minuten unter Vakuum evakuiert. Es wurden 202 g Produkt mit folgenden Parametern erhal- ten.
Hydroxylzahl 414 mg KOH/g
Viskosität (25°C) 15147 mPas Beispiel 6 (Vergleich)
Der Beispiel 1 beschriebene Reaktor wurde auf 80°C aufgeheizt und mehrmals inerti- siert. 5,65 kg vic-Toluylendiamin wurde in den Reaktor eingefüllt und der Rührer wurde in Betrieb genommen. Anschließend wurde die Temperatur auf 138°C erhöht und 7,50 kg Propylenoxid (2,8 mol Propylenoxid/mol vic-TDA) wurden dosiert. Nach einer Abreaktion von 2 h wurde die Temperatur auf 100°C abgesenkt und 91 g 48%ige wässrige KOH wurde zugegeben. Die Temperatur wurde auf 138°C erhöht und das Zwischenprodukt wurde mit weitern 1 1 ,74 kg Propylenoxid umgesetzt. Die Nachreaktion lief für 2 Stunden bei 138°C. Es wurde 20 Minuten mit Stickstoff gestrippt. Anschließend wurden 2,5 % Wasser zugegeben und mit Phosphorsäure neutralisiert. Das Wasser wurde im Vakuum abgestrippt und das Produkt wurde bei 80°C filtriert. Es wurden 24,6 kg Produkt mit folgenden Parametern erhalten.
Hydroxylzahl 371 mg KOH/g
Viskosität (25°C, 5 1/s) 42359 mPas Beispiel 7 (Vergleich)
55,91 g vic-Toluylendiamin wurden in den in Beispiel 2 verwendeten Reaktor gegeben. Der Rührer wurde in Betrieb genommen und die Temperatur auf 138°C erhöht. Dann wurden 64,84 g Propylenoxid (2,44 mol pro mol vic-TDA) dosiert. Nach einer Abreakti- on von 2 h wurde die Temperatur auf 95°C gesenkt und 1 ,39 g wässrige Kalilauge
(50%) wurden zugegeben. Die Temperatur wurde wieder auf 138°C erhöht und es wurden weitere 97,86 g Propylenoxid dosiert. Die Nachreaktion lief für 3 Stunden bei 138°C. Anschließend wurde für 90 Minuten unter Vakuum evakuiert. Es wurden 21 1 g Produkt mit folgenden Parametern erhalten
Hydroxylzahl 424 mg KOH/g
Viskosität (25°C, 5 1/s) 82345 mPas
Viskositätsbestimmung:
Die Viskosität der Polyole wurde, wenn nicht anders angegeben, bei 25 °C gemäß DIN EN ISO 3219 mit einem Rotationsviskosimeter Rheotec RC 20 unter Verwendung der Spindel CC 25 DIN (Spindel-Durchmesser: 12,5 mm; Messzylinder-Innendurchmesser: 13,56 mm) bei einer Scherrate von 50 1/s bestimmt
Messung der Hydroxylzahl
Die Hydroxylzahlen wurden nach der DIN 53240 bestimmt.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung von Polyetheralkoholen durch Umsetzung von a) aromatischen Aminen mit b) Alkylenoxiden in Gegenwart c) eines Katalysators, da- durch gekennzeichnet, dass das Alkylenoxid b) zu mindestens 90 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht der Komponente b), Propylenoxid enthält und dass als Katalysator c) ein Amin eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Amin a) ausge- wählt ist aus der Gruppe, enthaltend Anilin, Toluylendiamin, Methylendianilin und
Gemische von Methylendianilin mit seinen höherkernigen Kondensationsprodukten (p-MDA).
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Amin a) Toluylen- diamin ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Amin a) Toluylendiamin mit einem Gehalt von mindestens 90 Gewichts-% vicinalem Toluylendiamin, bezogen auf die Gesamtmenge an Toluylendiamin, ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet dass neben den Aminen a) eine weitere Verbindung ai) mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen mit den Alkylenoxiden umgesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Alkylenoxid b) ausschließlich Propylenoxid enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator c) ausgewählt ist aus der Gruppe, enthaltend Trimethylamin, Triethylamin, Tripropy- lamin, Tributylamin, Ν,Ν'-Dimethylethanolamin, N,N'-Dimethylcyclohexylamin,
Dimethylethylamin, Dimethylbutylamin, Ν,Ν'-Dimethylanilin, 4-Dimethylamino- pyridin, Ν,Ν'-Dimethylbenzylamin, Pyridin, Imidazol, N-Methylimidazol, 2-Methyl- imidazol, 4-Methylimidazol, 5-Methylimidazol, 2-Ethyl-4-methylimidazol, 2,4 Di- methylimidazol, 1 -Hydroxypropylimidazol, 2,4,5-Trimethylimidazol, 2-Ethylimida- zol, 2-Ethyl-4-methylimidazol, N-Phenylimidazol, 2-Phenylimidazol, 4-Phenylimi- dazol, Guanidin, alkylierte Guanidine, 1 ,1 ,3,3-Tetramethylguanidin, 7-Methyl- 1 ,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-en, 1 ,5-Diazobicylco[4.3.0]-non-5-en, 1 ,5- Diazabicylo[5.4.0]undec-7-en.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator c) ein aliphatisches Amin ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator c) tertiäre Aminogruppen aufweist.
10. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das der Katalysator c) ausgewählt ist aus der Gruppe, enthaltend Ν,Ν'-Dimethylethanolamin, Trimethyl- amin, Triethylamin, Dimethylethylamin, N,N'-Dimethylcyclohexylamin.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator c) Ν,Ν'-Dimethylethanolamin ist.
12. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der der Katalysator c) Imidazol ist.
13. Polyetheralkohole, herstellbar nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
14. Verwendung der Polyetheralkohole nach Anspruch 13 zur Herstellung von Polyurethanen.
PCT/EP2011/056338 2010-04-26 2011-04-20 Verfahren zur herstellung von polyetheralkoholen WO2011134866A2 (de)

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