DE1244394B

DE1244394B - Verfahren zur einstufigen Herstellung von Polyurethanschaumstoffen

Info

Publication number: DE1244394B
Application number: DEM55468A
Authority: DE
Inventors: William James Considine; Michael Anthony Ricciardi
Original assignee: M&T Chemicals Inc
Current assignee: M&T Chemicals Inc
Priority date: 1962-03-01
Filing date: 1963-01-17
Publication date: 1967-07-13
Also published as: FR1361357A; NL288185A; US3391091A; GB1025088A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

_CO8g

C0 8L 7 5

Deutsche Kl.: 39 b-22/04

Nummer: 1 244 394

Aktenzeichen: M 55468 IV c/39 b

Anmeldetag: 17. Januar 1963

Auslegetag: 13.JuIi 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen in einem Einstuf en verfahren.

Es ist bekannt, Polyurethane herzustellen durch Umsetzung eines organischen polyfunktionellen Isocyanates mit Polyhydroxyverbindungen, d. h. z. B. einer organischen Verbindung mit zwei oder mehr reaktionsfähigen Wasserstoffatomen (bestimmt nach der bekannten Zerewitinoff-Methode), wie sie z. B. in Polyestern, Polyesteramiden, Polyäthern, Polyacetalen oder Polythioäthern vorliegen. Wenn diese Umsetzung unter wasserfreien Bedingungen durchgeführt wird, ist das erhaltene Polyurethan nichtporös. Wenn ein zelliges oder geschäumtes Produkt angestrebt wird, können Wasser und ein Überschuß an Isocyanat dem Gemisch zugesetzt werden. Bei der Umsetzung von Wasser mit den überschüssigen, vorher nicht umgesetzten Isocyanatgruppen bildet sich Kohlendioxyd, das im Reaktionsgemisch eingeschlossen wird. Es kann auch ein Hilfstreibmittel, wie z. B. eine flüchtige Fluorkohlenstoff verbind uag, verwendet werden. Vorzugsweise wird die Gelierzeit des Umsetzungsgemisches im allgemeinen so geregelt, daß sie etwas länger ist als die Steigzeit, so daß die sich verfestigende Masse das Kohlendioxyd oder ein anderes Gas einschließt und dadurch ein aufgeschäumtes Produkt ergibt.

Bekanntlich sind bereits verschiedene Stoffe als Katalysatoren oder Aktivatoren bei der Herstellung von Polyurethanen verwendet worden. Die üblichsten dieser Verbindungen sind Amine, ζ. Β. tertiäre Amine, wie N-Äthylmorpholin (NEM). Diese Katalysatoren dienen hauptsächlich zur Regelung der Gasbildungsreaktion, obwohl sie auch die Gelierreaktion katalysieren können. Die üblicherweise verwendeten Amine werden im allgemeinen als unerwünscht angesehen, da sie eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften besitzen: hohe Flüchtigkeit, die eine hohe Verdampfungsgeschwindigkeit aus dem Reaktionsgemisch zur Folge hat; unangenehmen Geruch; hohe Lösungsmittelaktivität, die Anstrichfarben oder andere Überzugsmaterialien beeinträchtigt; Giftigkeit usw. Die mit Hilfe von Aminen katalysierten Umsetzungen und hergestellten Polyurethane besitzen ebenfalls diese unerwünschten Merkmale. Der unangenehme Geruch schränkt die Anwendungsbereiche für diese Materialien stark ein. Vom Standpunkt der Produktion gesehen, ist die Stabilität der üblichen Aktivatoren in den Zubereitungen kurz, im allgemeinen geringer als z. B. 4 bis 5 Stunden, und es muß bei kontinuierlicher Verfahrensweise sorgfältig darauf geachtet werden, daß die Aktivatoren tatsächlich noch wirksam sind, wenn sie benutzt werden.

Verfahren zur einstufigen Herstellung von Polyurethanschaumstoffen

Anmelder:

M. & T. Chemicals Inc.,

New York, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte, München 5, Müllerstr. 31

Als Erfinder benannt:

William James Considine, New Brunswick, N. J.; Michael Anthony Ricciardi,

Hazleton, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 1. März 1962 (176 827) - -

Es ist auch schon beschrieben worden, daß Organozinnverbindungen mit Erfolg zur Beeinflussung der NCO/OH-Reaktion, also der Gelierungsreaktion, verwendet werden können.

Eine große Anzahl von anderen Katalysatoren wurde zur Verwendung vorgeschlagen.

Insbesondere beim One-Shot-Verfahren erfordert die Herstellung geschäumter Polyurethane eine vorherbestimmte Regelung sowohl der Treib- bzw. Gasbildungsreaktion, durch die Kohlendioxyd freigesetzt wird, als auch der Gelier- oder Härtungsreaktion, durch die aus dem fließfähigen Gemisch ein mehr oder weniger fester Schaum entsteht. Es wurde festgestellt, daß die erwünschte Schäumzeit oder Steigzeit etwa 70 bis 120 Sekunden, im allgemeinen 90 Sekunden, betragen soll, gemessen unter technischen Bedingungen bei einer umgebenden Temperatur von etwa 25°C. Ebenso wurde festgestellt, daß die Gelierzeit mindestens ebenso lange wie die Steigzeit dauern soll. Eine erfolgreiche technische Arbeitsweise erfordert eine Gelierzeit von etwa 70 bis 130 Sekunden, vorzugsweise 110 Sekunden. Offensichtlich muß die Gelierzeit genügend lange andauern, damit eine vollständige Entwicklung der Aufschäumreaktion gewährleistet ist

Obwohl zahlreiche Katalysatoren verwendet wurden, gibt es kein einfaches technisches System, das die Er-

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zeugung katalytisch hergestellter Polyurethanschaumstoffe erlaubt, die frei von den obengenannten, auf die Amine zurückzuführenden Nachteilen sind. Trotz dieser Nachteile, insbesondere auf Grund des Geruches, der die Anwendungsbereiche der Schaumstoffe stark einschränkt, werden Amine allgemein verwendet, da bisher noch kein befriedigender Ersatz, speziell bei der One-Shot-Arbeitsweise, aufgefunden wurde.

Ziel der Erfindung sind nun verbesserte und geruchlose Schaumstoffe auf Basis von Polyurethanen.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur einstufigen Herstellung von Polyurethanschaumstoffen durch Umsetzung von organischen Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen, von organischen polyfunktionellen Isocyanaten und von Wasser unter Verwendung eines Gelierungs - Treibkatalysator - Gemisches, in dem der Gelkatalysator eine organische Sn-Verbindung ist, vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in diesem Gemisch als Treibkatalysator eine Silber-, Zink-, Kadmium-, Aluminium- oder Bleiseife verwendet wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Vielzahl organischer polyfunktioneller Isocyanate verwendet werden, obwohl Diisocyanate in vielen Zubereitungsformen bevorzugt werden. Geeignete polyfunktionelle Isocyanate sind z. B. Alkylendiisocyanate, wie Hexamethylendiisocyanat oder Decamethylendiisocyanat, Arylendiisocyanate, z. B. Phenylendiisocyanate, Toluylendiisocyanate, Naphthylendiisocyanate, 14j4^-DjpheTiylmethandiisocyanate, oder Isomere oder Gemische~3er~genannten Verbindungen. Triisocyanate, die im allgemeinen durch Umsetzung von 3 Mol eines Arylendiisocyanates mit 1 Mol eines Triols hergestellt werden, wie z. B. das Umsetzungsprodukt aus 3 Mol Toluylendiisocyanat mit 1 Mol Hexantriol oder Trimethylolpropan, sind ebenfalls verwendbar. Ein bevorzugtes Polyisocyanat ist das Gemisch aus 80% 2,4-Toluylendiisocyanat und 20°/₀ 2,6-Toluylendiisocyanat.

Die erfindungsgemäß anzuwendenden Stoffe mit zwei oder mehr aktiven Wasserstoffatomen (bestimmt nach der Zerewitinoff-Methode), z. B. die Polyhydroxyverbindungen, sind organische Verbindungen mit zwei oder mehr umsetzungsfähigen Wasserstoffatomen, die mit organischen polyfunktionellen Isocyanaten unter Bildung von Urethanpolymerisaten ι reagieren. Diese Polyhydroxyverbindungen, die im / allgemeinen ein Molekulargewicht von mindestens j etwa 500 besitzen, können z. B. Polyester, Polyäther, polyisocyanatmodifizierte Polyester, polyisocyanatmodifizierte Polyesteramide, Alkylenglykole, Polymercaptane oder polyisocyanatmodifizierte Alkylenglykole sein. Es ist ersichtlich, daß diese Polyhydroxyverbindungen primäre oder sekundäre Hydroxylgruppen enthalten können. Polyester, die als Polyhydroxyverbindungen bevorzugt werden, können durch veresternde Kondensation, z. B. einer aliphatischen zweibasischen Carbonsäure mit einem Glykol oder Triol oder deren Gemischen in solchen Mengenverhältnissen, daß die erhaltenen Polyester vorwiegend endständige Hydroxylgruppen aufweisen, hergestellt worden sein. Zur Herstellung der Polyester geeignete zweibasische Carbonsäuren können aliphatische oder aromatische Säuren sein, z. B. Adipinsäure, Fumarsäure, Sebacinsäure oder Phthalsäure. Geeignete Alkohole sind z. B. Äthylenglykole, Diäthylenglykole oder Trimethylolpropan. Die Fettsäureglyceride können eine Hydroxylzahl von mindestens etwa 50 aufweisen, wie z. B.

Ricinusöl, hydriertes Ricinusöl oder geblasene natürliche Öle.

Als Polyäther, die einen weiteren bevorzugten Typ

einer Polyhydroxylverbindung darstellen, seien genannt: Polyalkylenglykole, z. B. Polyäthylenglykole oder Polypropylenglykole, vorzugsweise mit einem Molekulargewicht von mindestens 200.

Die Bildung der bevorzugten, geschäumten Produkte der Erfindung kann in einem One-Shot-Syttem durch

ίο Umsetzung der Aktiv-H-Verbindung rrrff iiblfe-schüssigem polyfunktionellem Isocyanat in Gegenwart von Wasser und Zellmodifizierungsmitteln, z. B. Siliconen, wie Dimethylpolysiloxanen mit Trimethyl-Endresten, durchgeführt werden. Das polyfunktionelle Isocyanat liegt gewöhnlich in einer Menge von 5 bis 300 Gewichtsprozent, beispielsweise 40 Gewichtsprozent, der Aktiv-Η-Verbindung vor. Das Wasser soll in solchen Mengen vorliegen, daß es mit dem Isocyanat unter genügender Gasfreisetzung reagiert, um einen Schaumstoff mit den erwünschten physikalischen Eigenschaften zu bilden. Gute Ergebnisse werden mit 0,5 bis 10°/₀, beispielsweise 5°/_n, Wasser (bezogen auf das Gewicht der Aktiv-Η-Verbindung) erhalten. Das Vermischen der Bestandteile kann bei erhöhten Temperaturen oder bei Raumtemperatur durchgeführt werden.

Die erfindungsgemäß verwendeten Treib- oder Gasbildungskatalysatoren sind Metallseifen der Metalle Silber, Zink, Kadmium, Aluminium oder Blei. Wenn die verwendeten Metalle mehrwertig sind, können sie in jeder Wertigkeit oder in Gemischen ihrer Wertigkeitsstufen verwendet werden.

Wenn die Seife eine Seife eines mehrwertigen Metallions, z. B. Pb+², Zn+², Cd+², Al+³, ist, kann sie einbasisch, zweibasisch oder dreibasisch sein, wie z. B.

Aluminiummonostearat, Aluminiumdistearat oderAIuminiumtristearat. Diese Metalle können einzeln oder in Kombination und Gemischen von Metallen mit verschiedener Wertigkeit, z. B. Pb+² und Pb+⁴ usw., verwendet werden.

Die anionische Komponente der Metallseife kann am einfachsten als R"'(COO~)_n formuliert werden, wobei R'" einen Kohlenwasserstoffrest bedeutet, beispielsweise einen aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest, wie Alkyl oder Alkenyl, oder entsprechend" einen cyclischen Rest, wie Cycloalkylrest, einen Arylrest, wie Phenyl-, substituierten Phenyl- oder Naphthylrest, einen Aralkylrest, wie Benzyl-, Styryl- oder Cynnamylrest, einen Alkarylrest, wie Toluyl- oder Xylylrest, oder einen cycloaliphatischen Rest, wie z. B. einen Naphthenylrest. Vorzugsweise ist η gleich 1. η kann eine kleine ganze Zahl sein, gewöhnlich 1, 2 oder 3. In einer bevorzugten Ausführungsform kann R'" einen Alkylrest mit weniger als etwa 20 Kohlenstoffatomen bedeuten. Typische Säuren, aus denen die Seifen hergestellt sind, sind Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Stearinsäure, Oleinsäure usw. Auch Naphthensäure kann verwendet worden sein. Das handelsüblich vorliegende, als Tallölfettsäuren bekannte Säuregemisch kann ebenfalls verwendet worden sein.

Wenn die Seife eine Seife eines mehrwertigen Metalls ist, wird sie vorzugsweise aus einer so großen Menge an Säure hergestellt sein, daß jede der Valenzbindungen des Metalls abgesättigt ist. Die Seifen, die bei der praktischen Durchführung der Erfindung verwendet werden können, sind Substanzen, die z. B. durch Neutralisieren einer basischen Metallverbindung, gewöhnlich des Hydroxyds oder Oxyds, wie

Aluminiumhydroxyd, mit einer Säure, z. B. Stearinsäure, unter Bildung von Aluminiumstearat oder durch Umsetzung beispielsweise von Zinkchlorid mit Natriumstearat unter Bildung von Zinkstearat, hergestellt sind. Es können auch Seifengemische, einschließlich Seifen mit verschiedenen Anionen oder Seifen, die aus Fettsäuren technischer Qualität hergestellt worden sind, verwendet werden.

Die Seifen, die erfindungsgemäß als Treibkatalysatoren verwendet werden können, zeichnen sich im allgemeinen durch ihre helle Farbe und durch die Tatsache aus, daß die Metalle, aus denen sie hergestellt sind, vorwiegend einwertig, aber auch zwei- oder dreiwertig sind; diese Metalle können schwache oder amphotere Basen bilden.

Bekanntlich entsprechen diese Seifen der allgemeinen Formel M (OOCR'"),,, wobei ν die Wertigkeit des Metalls bedeutet. Diese Formel kann zwar einfachheitshalber angewendet werden, obwohl bekanntlich die Seifen mindestens einiger mehrwertiger Metalle eine Struktur- aufweisen, die auf diese Weise nicht exakt wiedergegeben werden kann.

Typische Seifen, die erfindungsgemäß Verwendung finden können, sind Bleinaphthenat, Zinknaphthenat, Aluminiumdistearat, Aluminiumtristearat, Blei(II)-stearat, basisches Blei(II)-stearat, Aluminiummonostearat, Zinkstearat, Kadmiumstearat, Silberacetat oder Bleipelargonat.

Die bevorzugt anzuwendende Verbindung ist Kadmiumstearat. Andere bevorzugte Verbindungen können sein Zinknaphthenat, Blei(ll)-stearat oder Aluminiumdistearat.

( Das Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die hier genannten Treibkatalysatoren in Verbindung mit einem Sn-Gelkatalysatore, z. B. Zinn(II)-2-äthylhexoat, verwendet wird. In der Praxis der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der angewandte Gelierungskatalysator aus der Gruppe Sn(OCOR)₂ oder R'aSnXft ausgewählt sein. In den Zinn(II)-Verbindungen der Formel Sn(OCOR)₂ kann R einen Kohlenwasserstoffrest, gewöhnlich Alkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Aralkyl-, Alkaryl-, Cycloalkylrest usw., bedeuten. So kann R z. B. f olgendeBedeutung haben: Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl-, Isobutyl-, tert.-Butyl-, Amyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl- oder Oleyl-, d. h. 7-Heptadecenylrest, sowie Phenyl-, ο-, m- oder p-Toluyl-, Naphthyl-, Cyclohexyl- oder Benzylrest. Vorzugsweise jedoch enthält der Rest R mindestens etwa 7 Kohlenstoffatome und weniger als etwa 17 Kohlenstoffatome. Die bevorzugt angewendeten Verbindungen sind Zinn(II)-2-äthylhexoat oder Zinn(II)-oleat.

In den Organozinnverbindungen der Formel R'aSnX» kann der Rest R' gleich dem Rest R sein. Vorzugsweise ist R' ein Kohlenwasserstoffrest, gewöhnlich Alkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Alkaryl-, Aralkyl-, Cycloalkylrest usw. R' kann z.B. folgende Bedeutung haben: Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl-, Isobutyl-, tert.-Butyl-, Amyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl- oder Oleyl-, d. h. 7-Heptadecenylrest, sowie Phenyl-, ο-, m- oder p-Toluyl-, Naphthyl-, Cyclohexyl- oder Benzylrest. Die Summe von α und b beträgt 4, und sowohl α als auch b können 1, 2 oder 3 sein. Der bevorzugte Rest R ist der n-Butylrest.

In den Organozinnverbindungen der Formel R'_aSnX _b kann X Chlorid oder die negativen Reste von organischen Carbonsäuren RCOO-, Mercaptiden RS-, Alkoholen RO- oder Estern von Mercaptosäuren ROOC(CH₂)_reS bedeuten, wobei R Wasserstoff oder einer der vorstehend genannten Reste ist. Typische derartige negative Restteile können sein: 2-Äthylhexoat, Laurylmercaptid, Methoxyd oder Isooctylthioglycolat.

Bei den bevorzugten Organozinnverbindungen der Formel R'_aSnX₆ sind α und b gleich 2, z. B. Dibutylzinndilaurat oder Dibutylzinndi-2-äthylhexoat.

ίο Bei der praktischen Durchführung der Erfindung können der Gelkatalysator und der Treibkatalysator im Verhältnis von 0,01 bis 5 Teilen, z. B. 1 Teil des erstgenannten je Teil des letztgenannten Katalysators, vorliegen. In einer bevorzugten Ausführungsform, wenn Kadmiumstearat und Zinn(II)-2-äthylhexoat verwendet werden, beträgt das Verhältnis etwa 1.

Das Katalysatorgemisch liegt vorzugsweise in einer Menge vor, die 0,01 bis 5, z. B. 0,6 Gewichtsteilen je 100 Teile der Aktiv-Η-Verbindung entspricht. Der Treibkatalysator liegt vorzugsweise in einer Menge vor, die 0,005 bis 4,95, z."B. 0,3 Gewichtsteilen je 100 Teile/ 5 L der~~Aktiv-IT-Verbindung entspricht; der Gelkataly- ' sator liegt in einer Menge vor, die 0,005 bis 4,2, z. B.

0,3 Gewichtsteilen je 100 Teile der Aktiv-H-Verbindung entspricht.

In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung eines typischen biegsamen One-Shot-Polyätherschaumstoffes werden miteinander vermischt

(a) 100 Teile Polyäther (der durch Kondensation von Glycerin mit Propylenoxyd hergestellte Polyäther mit einem Molekulargewicht von etwa 3000 und einer Hydroxylzahl von etwa 56), (b) 1,0 Teil eines zeilmodifizierenden Silicons (ein Dimethylpolysiloxan, dessen Endgruppen mit Trimethylresten blockiert sind), (c) 38,6 Teile Toluylendiisocyanat (Isomerengemisch des 2,4 und 2,6-Isomers im Verhältnis 80: 20), (d) 2,9 Teile entsalztes Wasser, (e) 0,3 Teile (wenn nicht anders angegeben) der Metallseife als Schaum- oder Treibkatalysator und (f) 0,3 Teile (wenn nicht anders angegeben) des Gelkatalysators. Die nachstehende Tabelle I zeigt verschiedene spezielle Beispiele unter Verwendung der beschriebenen Katalysatorkombinationen auf, wobei Zinn(II)-2-Äthylhexoat als Gelkatalysator verwendet wird. So enthält gemäß Beispiel 1 der Tabelle das Umsetzungsgemisch Triol, Silicon, Diisocyanat und Wasser zusammen mit Zinn(II)-2-äthylhexoat als Gelierungskatalysator und Aluminiummonostearat als Treibkatalysator.

Bei jedem der Beispiele wurden alle Bestandteile der Ansätze beim Vermischen kräftig gerührt. Die Umsetzung setzte praktisch sofort ein, was sich durch Aufschäumen zeigte. Das zellige Polyurethanprodukt gelierte rasch. Als Steigzeit wurde die Zeit bestimmt, bei der der Schaum seine maximale Höhe erreicht hatte. Die exotherme Reaktionstemperatur wurde durch Einführung eines Thermometers in den Schaum und Ablesen der höchsten erreichten Temperatur bestimmt. Unmittelbar, nachdem die Masse geschäumt war.

wurde die Oberfläche mit einem Spatel angekratzt; dies wurde in Abständen von jeweils 5 Sekunden durchgeführt. Als Gelierzeit wurde die Zeitspanne angesetzt, bis das Material nach dem Kratzen nicht mehr zusammenfloß oder zusammenfiel. Die bei diesen Versuchen erhaltenen Gelier- und Steigzeiten können mit den in der technischen Praxis erhaltenen leicht in Beziehung gesetzt werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt:

Tabelle I

	Verwendete Metallseife	Steigzeit	Gelierzeit	Exotherme
Beispiel		(Sekunden)	(Sekunden)	Reaktions temperatur
	Aluminiummonostearat	130	145	(⁰C)
1	Zinkstearat	95	105	99
2	Blei(ll)-stearat	90	97	104
3	Kadmiumstearat	70	90	96
4	Aluminiumdistearat	85	95	110
5	Aluminiumtristearat	65	75	131
6	basisches Blei(II)-stearat	60	65	128
7	Silberacetat	90	100	129
8	Zinknaphthenat	70	80	121
9	Bleinaphthenat	67	75	105
10			130

In ähnlicher Weise wurden ausgewählte Umsetzungen durchgeführt unter Verwendung weiterer Aktiv-H-Verbindungen, z. B. eines Polyesters der Adipinsäure mit einer Hydroxylzahl von 52. Die Schaumprodukte waren mit den in obiger Tabelle aufgeführten vergleichbar.

Ein Vergleichsversuch mit dem Polyäthertriol usw. enthaltendem Ansatz aber unter Verwendung von 0,3 Teilen Zinn(Il)-2-äthylhexoat als Gelkatalysator und 0,3 Teilen N-Äthylmorpholin als Treibkatalysator ergab eine Steigzeit von 110 Sekunden, eine Gelierzeit von 120 Sekunden und eine exotherme Reaktionstemperatur von 110°C.

Das erhaltene Schaumprodukt besaß einen unerwünschten Amingeruch, wohingegen die Schaumprodukte der vorstehenden Beispiele völlig frei von irgendwelchen derartigen üblen Gerüchen waren. Bei einem anderen Vergleichsversuch wurde der Gelkatalysator des vorigen Beispiels, Zinn(Il)-2-äthylhexoat, durch 0,3 Teile Kadmiumstearat ersetzt. Nach 420 Sekunden war der Schaum noch nicht zu vollem Aufsteigen gelangt, und es zeigte sich keine Gelfestigkeit. Es ist also ersichtlich, daß die verwendeten Treibkatalysatorseifen gemäß der Erfindung nicht auch als Gelkatalysatoren wirken, d. h. sie besitzen nicht die Fähigkeit, die Gelierreaktion zu beschleunigen. Durch die neuartige Verwendung der Katalysatoren gelingt es leicht, die Gelier- und Schaumzeiten unabhängig voneinander zu variieren, so daß für jede der optimale Wert ohne Schwierigkeiten erzielt werden kann. Eine Gegenüberstellung dieser Vergleichsversuche mit den angegebenen Beispielen läßt erkennen, daß es auf Grund des synergistischen Effekts möglich ist, wesentlich herabgesetzte Steig- und Gelierzeiten mit Hilfe des neuartigen Katalysatorgemisches zu erzielen.

Aus Tabelle I geht hervor, daß die Schaumprodukte zufriedenstellend sind. In den Fällen, wo die Steig- oder Gelierzeiten geringer sind als die eingangs genannten bevorzugten Grenzwerte, können sie durch Verringerung der Menge des Treib- oder Gelkatalysators erhöht werden und umgekehrt. Diese Schaumprodukte sind völlig frei von unerwünschtem von Aminen herrührendem Geruch, der bisher das Merkmal ähnlicher Schaumstoffe war, die unter Verwendung von Aminen, wie N-Äthylmorpholin, als Treibkatalysatoren hergestellt worden sind. Die erfindungsgemäß hergestellten Schaumstoffe können also dort verwendet werden, wo die dem bisherigen Stand der Technik entsprechenden Schaumstoffe wegen ihres unerwünschten Geruches keine Anwendung finden konnten.

Ein spezielles Merkmal der neuartigen erfindungsgemaß verwendeten Treibkatalysatoren besteht darin, daß sie mit den bisher verwendeten Treibkatalysatoren — gewöhnlich Katalysatoren vom Amintyp, wie N - Äthylmorpholin oder Tetramethyl -1,4 - butandiamin — verträglich sind. Demzufolge können die erfindungsgemäß verwendeten Treibkatalysatoren, z. B. Kadmiumdistearat, gewünschtenfalls zusammen mit N-Äthylmorpholin verwendet werden. Zur Erläuterung der Möglichkeit, gleichzeitig mehr als einen der erfindungsgemäß verwendeten Treibkatalysatoren zu verwenden, wurde ein Versuch unter Verwendung des gleichen typischen Ansatzes für einen biegsamen One-Shot-Polyätherschaumstoff, wie er vorstehend unmittelbar vor Tabelle I aufgezeigt wurde, durchgeführt. Die verwendeten Treib- und Gelkatalysatoren waren folgende:

Tabelle II

Bei spiel	Treibkatalysator	Gelkatalysator
40 11	0,5 Teile Blei (pelargonat)₄ 0,5 Teile Blei (stearat)₂	1,0 Teil Zinn(II)- oleat

Die nachfolgende Tabelle III zeigt die Steigzeit, Gelierzeit und exotherme Temperatur des Verschäumungsprozesses:

50	Bei spiel	Tabelle III	Steigzeit (Sekunden)	Gelierzeit (Sekunden)	Exotherme Temperatur CC)
55 11	100	110	127

Aus der obigen Tabelle geht hervor, daß zufriedenstellende Schaumstoffe hergestellt werden können, wenn die erfindungsgemäß verwendeten Treibkatalysatoren in Kombination miteinander verwendet werden und wenn speziell, wie im Beispiel 11, eine Kombination von Metallverbindungen mit verschiedenen Anionen, wobei das gleiche Metall in verschiedenen Wertigkeitsstufen vorliegt, verwendet wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur einstufigen Herstellung von Polyurethanschaumstoffen durch Umsetzung von

organischen Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen, von organischen polyfunktionellen Isocyanaten und von Wasser unter Verwendung eines Gelierungs-Treibkatalysator-Gemisches, in dem der Gelkatalysator eine organische Sn/Verbindung ist, dadurch gekennzeichnet, daß in diesem Gemisch als Treibkatalysator eine Silber-, Zink-, Kadmium-, Aluminium- oder Bleiseife verwendet wird. """^

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Anion der Silber-, Zink-,

Kadmium-, Aluminium- oder Bleiseife ein solches der Formel R'" (COO")«, worin R'" einen Kohlenwasserstoffrest bedeutet und η eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, verwendet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Belgische Patentschrift Nr. 548 886;
»Industriais Eng. Chemistry«, 1961, Vol. 53, S. 889 bis 894;
»SPE-Journah, 1961, Vol. 17, S. 1199 bis 1202.

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Bundesdruckerei Berlin