DE19903274A1 - Verfahren zur Herstellung von Polyetherpolyolen - Google Patents
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- C08G18/4866—Polyethers having a low unsaturation value
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
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- C08G65/26—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
- C08G65/2642—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds characterised by the catalyst used
- C08G65/2645—Metals or compounds thereof, e.g. salts
- C08G65/2663—Metal cyanide catalysts, i.e. DMC's
Abstract
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyetherpolyolen durch katalytische Umsetzung von H-funktionellen Startsubstanzen mit niederen Alkylenoxiden, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysatoren Multimetallcyanidverbindungen und als H-funktionelle Startsubstanzen Butandiol-1,4, alpha-Hydroxy-omega-hydroxypoly (oxy-1,4-butandiyl), Pentandiol-1,5, Decandiol-1,10 oder Mischungen aus mindestens zwei dieser Verbindungen eingesetzt werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Poly
etherpolyolen durch katalytische Umsetzung von H-funktionellen
Startsubstanzen mit niederen Alkylenoxiden.
Polyetherpolyole werden in großen Mengen zur Herstellung von
Polyurethanen eingesetzt. Ihre Herstellung erfolgt zumeist durch
katalytische Anlagerung von niederen Alkylenoxiden, insbesondere
Ethylenoxid und Propylenoxid, an H-funktionelle Starter. Als
Katalysatoren werden zumeist basische Metallhydroxide oder Salze
verwendet, wobei das Kaliumhydroxid die größte praktische Bedeu
tung hat.
Bei der Synthese von Polyetherpolyolen mit langen Ketten und
Hydroxylzahlen von ca. 26 bis ca. 60 mg KOH/g, wie sie beson
ders zur Herstellung von Polyurethan-Weichschäumen eingesetzt
werden, kommt es bei fortschreitendem Kettenwachstum zu Neben
reaktionen, die zu Störungen im Kettenaufbau führen. Diese Neben
produkte werden als ungesättigte Bestandteile bezeichnet und füh
ren zu einer Beeinträchtigung der Eigenschaften der resultieren
den Polyurethan-Materialien. Insbesondere haben diese
ungesättigten Bestandteile, die die OH-Funktionalität 1 auf
weisen, folgende Konsequenzen:
- - Sie sind aufgrund ihres z. T. sehr niedrigen Molekulargewich tes flüchtig und erhöhen so den Gesamtgehalt an flüchtigen Bestandteilen im Polyetherpolyol und in den daraus herge stellten Polyurethanen, insbesondere Polyurethan-Weichschäu men.
- - Sie wirken bei der Herstellung des Polyurethans als Ketten abbrecher, weil sie die Vernetzung des Polyurethans bzw. den Aufbau des Molekulargewichtes des Polyurethans verzögern bzw. verringern.
- - Sie verringern die effektive OH-Funktionalität der herge stellten Polyetherpolyole. So haben mit Glycerin gestartete und Kaliumhydroxid katalysierte, handelsübliche Weichschaum- Polyetherpolyole eine effektive OH-Funktionalität von nur etwa 2,1 bis 2,6, obwohl mit Glycerin ein trifunktioneller Starter eingesetzt wurde.
Es ist daher technisch sehr wünschenswert, die ungesättigten
Bestandteile soweit als möglich zu vermeiden. Andererseits sind
viele, z. T. komplexe Polyurethan-Rezepturen auf Polyetherpolyole
mit OH-Funktionalitäten von 2,1 bis 2,6 eingerichtet. Es ist
daher erwünscht, Polyetherpolyole mit OH-Funktionalitäten von 2,1
bis 2,6 herzustellen, die jedoch nur ein Minimum an ungesättigten
Bestandteilen aufweisen sollen.
Es hat in der Vergangenheit nicht an Versuchen gefehlt, Poly
etherpolyole mit einem niedrigen Gehalt an ungesättigten Bestand
teilen bereitzustellen. Hierzu werden insbesondere die eingesetz
ten Alkoxylierungskatalysatoren gezielt verändert. So wird in
EP-A-268 922 vorgeschlagen, Cäsiumhydroxid einzusetzen. Damit
kann zwar der Gehalt an ungesättigten Anteilen gesenkt werden,
Cäsiumhydroxid ist jedoch teuer und problematisch zu entsorgen.
Weiterhin ist die Verwendung von Multimetallcyanidkatalysatoren,
zumeist Zinkhexacyanometallaten, zur Herstellung von Polyether
polyolen mit niedrigen Gehalten an ungesättigten Bestandteilen
bekannt. Es gibt eine große Zahl von Dokumenten, die die Herstel
lung derartiger Verbindungen beschreibt. So wird in DD-A-203 735
und DD-A-203 734 die Herstellung von Polyetherpolyolen unter
Verwendung von Zinkhexacyanocobaltat beschrieben. Durch
Verwendung von Multimetallcyanidkatalysatoren kann der Gehalt an
ungesättigten Bestandteilen im Polyetherpolyol auf ca. 0,003 bis
0,009 meq/g abgesenkt werden - bei konventioneller Katalyse mit
Kaliumhydroxid findet man etwa 10-fache Mengen (ca. 0,03 bis 0,08
meq/g).
Auch die Herstellung der Zinkhexacyanometallate ist bekannt.
Üblicherweise erfolgt die Herstellung dieser Katalysatoren, indem
Lösungen von Metallsalzen, wie Zinkchlorid, mit Lösungen von
Alkali- oder Erdalkalimetallcyanometallaten, wie Kaliumhexacyano
cobaltat, umgesetzt werden. Zur entstehenden Fällungssuspension
wird in der Regel sofort nach dem Fällungsvorgang eine wasser
mischbare, Heteroatome enthaltende Komponente zugegeben. Diese
Komponente kann auch bereits in einer oder in beiden Eduktlösun
gen vorhanden sein. Diese wassermischbare, Heteroatome enthal
tende Komponente kann beispielsweise ein Ether, Polyether,
Alkohol, Keton oder eine Mischung davon sein. Derartige Verfahren
sind beispielsweise in US 3,278,457, US 3,278,458, US 3,278,459,
US 3,427,256, US 3,427,334, US 3,404,109, US 3,829,505, US
3,941,849, EP 283,148, EP 385,619, EP 654,302, EP 659,798, EP
665,254, EP 743,093, EP 755,716, US 4,843,054, US 4,877,906, US
5,158,922, US 5,426,081, US 5,470,813, US 5,482,908, US
5,498,583, US 5,523,386, US 5,525,565, US 5,545,601, JP
7,308,583, JP 6,248,068, JP 4,351,632 und US-A-5,545,601
beschrieben.
In DD-A-148 957 wird die Herstellung von Zinkhexacyanoiridat und
dessen Verwendung als Katalysator bei der Polyetherpolyol-Her
stellung beschrieben. Dabei wird als ein Ausgangsstoff Hexacya
noiridiumsäure verwendet. Diese Säure wird als Feststoff isoliert
und in dieser Form eingesetzt.
In EP-A-862 947 wird die Herstellung von anderen Doppelmetallcya
nidkomplexen beschrieben, insbesondere die Verwendung der cyano
cobaltsäure bzw. deren wässrige Lösungen als Edukt. Die gemäß der
Lehre von EP-A-862 947 erzeugten Doppelmetallcyanide weisen eine
hohe Reaktivität für die ringöffnende Polymerisation von Alkylen
oxiden auf.
Multimetallcyanidkatalysatoren weisen extrem hohe Polymerisati
onsraten auf und erlauben es, hohe Raum-Zeit-Ausbeuten bei der
Polymerisation zu erzielen. Allerdings gibt es bei der Verwendung
von Multimetallcyanidkatalysatoren erhebliche Einschränkungen in
Bezug auf die verwendbaren H-funktionellen Starter. Man unter
scheidet zwei Typen von Startern:
Einige Starter sind für die sogenannte Vorlagefahrweise geeignet.
Diese Starter, im folgenden als Vorlage-Starter bezeichnet, wer
den im Reaktor vorgelegt, durch mehrfache Stickstoff-Begasung von.
Sauerstoff befreit und im Vakuum von ≦ 1 mbar 30 bis 120 min bei
50 bis 120°C entwässert, wobei Entwässerungszeit und Entwässe
rungstemperatur vom Siedepunkt des Vorlage-Starters abhängen.
Anschließend wird der Multimetallcyanidkatalysator zugegeben und
die Stickstoff-Begasung sowie die Entwässerung werden, falls not
wendig, wiederholt. Nach Zugabe des Alkylenoxids zeigen als Vor
lage-Starter geeignete Verbindungen bei Reaktortemperaturen von
90 bis 140°C ein Anspringen der Polymerisationsreaktion, erkenn
bar am Druckabfall im Reaktor, innerhalb von wenigen Minuten bis
maximal 2 Stunden. Wenn die Reaktion innerhalb von 2 Stunden
nicht anspringt, ist der Starter als Vorlage-Starter ungeeignet.
In der Praxis zeigt sich, daß als Vorlage-Starter insbesondere
folgende Starter geeignet sind: Rizinusöl, auch als Kastoröl
bezeichnet, und Fettalkohole, z. B. 1-Dodecanol. Mit Fettalkoholen
gestartete Polyetherole sind jedoch für die Herstellung von
PU-Weichschaum ungeeignet. Rizinusöl ist zwar prinzipiell als
Starter für Weichschaum-Polyetherole geeignet, jedoch nicht in
ausreichender Menge und gleichbleibender Qualität verfügbar. Von
besonderer Bedeutung als Vorlage-Starter sind Ethoxylate und
Propoxylate mit Molmassen ≧ 400 Dalton. Diese Starter müssen in
der Regel durch Alkoxylierung von niedermolekularen Startern, wie
Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol,
insbesondere Glycerin und Trimethylolpropan, mit basischen
Katalysatoren, wie KOH, hergestellt werden. Bevor diese Starter
dann zur Polymerisation mit den Multimetallcyanidkatalysatoren
verwendet werden können, muß der basische Katalysator quantitativ
entfernt werden, was wirtschaftlich nachteilig ist.
Bei Verwendung von Tripropylenglykol als Startsubstanz wurde
beobachtet, daß es selbst und dessen Alkoxylate mit Molmassen
kleiner als 400 Dalton als Vorlage-Starter geeignet sind. Jedoch
zeigen Tripropylenglykol und seine Alkoxylate mit Molmassen klei
ner als 400 Dalton ein weniger vorteilhaftes Anspringverhalten
als z. B. ein lineares Polypropylenglykol mit der zahlenmittleren
Molmasse von 400 Dalton.
Ein erheblicher Mangel der Verfahren des Standes der Technik
besteht darin, daß ein in der Technik so bedeutsamer Starter wie
Glycerin, mit dem die Mehrzahl aller handelsüblichen Polyole für
Polyurethan-Weichschaum-Anwendungen gestartet sind, als Vorlage-
Starter ungeeignet ist, da die Reaktion nicht anspringt. Glycerin
kann zwar einem geeigneten Vorlage-Starter in einer Menge von 10
oder 20 Gew.-% zugesetzt werden, ohne das Anspringen der Reaktion
zu gefährden, jedoch werden damit die oben angesprochenen wirt
schaftlichen Nachteile nicht hinreichend beseitigt.
Glycerin eignet sich jedoch, wie US 5,777,177 offenbart, für die
sogenannte Additions-Fahrweise. Bei der Additions-Fahrweise wird
die Alkoxylierungs-Reaktion mit einem Vorlage-Starter gestartet
und, sobald die Reaktion stabil läuft, wird ein weiterer Starter,
z. B. Glycerin, in kleiner Menge parallel zu den Alkylenoxiden so
zugegeben, daß die Reaktion nicht abbricht. Um eine hinreichend
enge Molmassenverteilung des Polyetherols zu erzielen, wird die
Zugabe des Glycerins deutlich vor der Zugabe des Alkylenoxids
beendet.
Starter, die als Vorlage-Starter ungeeignet sind, jedoch bei der
Additions-Fahrweise verwendet werden können, werden im folgenden
als Additions-Starter bezeichnet. Beispiele hierfür sind Glyce
rin, Propylenglykol oder Ethylenglykol.
Die Additions-Fahrweise bedingt aber Änderungen an den bestehen
den Produktionsanlagen, so daß es wünschenswert sein kann, nur
Vorlage-Starter zu verwenden und dennoch alle Vorteile der Multi
metallcyanidkatalyse zu nutzen.
Aufgabe der Erfindung war es, Starter bereitzustellen, die sich
als Vorlage-Starter eignen und die die Herstellung von Poly
etherolen unter Verwendung von Multimetallcyanidkatalysatoren mit
hoher Raum-Zeit-Ausbeute ermöglichen.
Diese Aufgabe konnte überraschenderweise durch Verwendung von
Butandiol-1,4, α-Hydroxy-ω-hydroxypoly(oxy-1,4-butandiyl),
Pentandiol-1,5, Decandiol-1,10 oder Mischungen aus mindestens
zwei dieser Verbindungen gelöst werden. Zu diesen homologe
Verbindungen, z. B. Propandiol-1,3 und Hexandiol-1,6, erwiesen
sich als ungeeignet für die Verwendung als Vorlage-Starter, da
die Alkoxylierungsreaktion bei sonst gleichen Bedingungen inner
halb von 2 Stunden nicht ansprang. Bei α-Hydroxy-ω-hydroxy
poly(oxy-1,4-butandiyl) handelt es sich um eine Stoffgruppe der
Oligomeren und Polymeren des Butandiols-1,4, die beispielsweise
durch katalytische Addition von Tetrahydrofuran an Butandiol-1,4
hergestellt werden können.
Gegenstand der Erfindung ist demzufolge ein Verfahren zur Her
stellung von Polyetherpolyolen durch katalytische Umsetzung von
H-funktionellen Startsubstanzen mit niederen Alkylenoxiden,
dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysatoren Multimetallcyanid
verbindungen und als H-funktionelle Startsubstanzen Butan
diol-1,4, α-Hydroxy-ω-hydroxypoly(oxy-1,4-butandiyl), Pentan
diol-1,5, Decandiol-1,10 oder Mischungen aus mindestens zwei
dieser Verbindungen einsetzt.
Gegenstand der Erfindung sind weiterhin die nach dem erfindungs
gemäßen Verfahren hergestellten Polyetheralkohole, deren
Verwendung zur Herstellung von Polyurethanen sowie die so herge
stellten Polyurethane.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Butandiol-1,4,
α-Hydroxy-ω-hydroxypoly(oxy-1,4-butandiyl) und Pentandiol-1,5 als
Startsubstanzen. Bei Verwendung dieser Verbindungen als Start
substanzen für das erfindungsgemäße Verfahren ist die Zeit bis
zum Anspringen der Reaktion besonders kurz, so daß die Raum-Zeit-
Ausbeute besonders hoch ist. Das Molekulargewicht des
α-Hydroxy-ω-hydroxypoly(oxy-1,4-butandiyl) liegt bevorzugt im
Bereich von 200 bis 2500 g/mol.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die
erfindungsgemäß verwendeten Starter gemeinsam mit anderen H-funk
tionellen Startsubstanzen eingesetzt.
Durch diese Möglichkeit der Mitverwendung von bekannten, ins
besondere dreifunktionellen, Startern wie Glyzerin oder Tri
methylolpropan ist es möglich, nach dem erfindungsgemäßen Verfah
ren auch Polyetheralkohole mit den für die Herstellung von Poly
urethan-Weichschaumstoffen üblichen Funktionalität im Bereich von
2,1 bis 2,6 herzustellen. Die Menge der zusätzlich verwendeten
Starter ist so zu bemessen, daß die Endprodukte die erwünschte
Funktionalität aufweisen, sollte jedoch 10%, bezogen auf den
eingesetzten Starter, nicht überschreiten, da es ansonsten zu
einem verzögerten Anspringen der Reaktion kommen kann. In einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als
zusätzlich verwendete Starter Umsetzungsprodukte der genannten
Starter mit Alkylenoxiden eingesetzt. Diese Umsetzungsprodukte
haben vorzugsweise ein Molekulargewicht im Bereich von 300 bis
600.
Es ist auch möglich, die bekannten Additionsstarter, beispiels
weise Glycerin, nach dem Anspringen der Anlagerung der Alkylen
oxide an die erfindungsgemäß verwendeten Starter zu dem Reakti
onssystem zu dosieren. Hierbei können die Additionsstarter in
einer Menge bis zu 200 Mol.-%, bezogen auf den eingesetzten Vor
lagestarter, zudosiert werden. Damit ist es möglich, Polyetherole
mit einer Funktionalität von bis zu 2,66 herzustellen.
Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyetherole verwende
ten Multimetallcyanidverbindungen sind als sehr wirksame
Katalysatoren zur Herstellung polyfunktioneller Polyether
bekannt.
Einzelheiten zur Herstellung und Verwendungen dieser Multimetall
cyanidkomplex-Verbindungen für die Herstellung polyfunktioneller
Polyether sind in folgenden Dokumenten offenbart:
US 3,278,457, US 3,278,458 und US 3,278, US 3,427,256, US 3,427,334, US 3,404,109, US 3,829,505, US 3,941,849, EP 654,302 und US 5,470,813, EP 743,093, WO 97/23,544, WO 97/26,080, WO 97/29,146, WO 97/40,086, US 5,714,428, US 5,593,584, US 5,527,880, US 5,482,908.
US 3,278,457, US 3,278,458 und US 3,278, US 3,427,256, US 3,427,334, US 3,404,109, US 3,829,505, US 3,941,849, EP 654,302 und US 5,470,813, EP 743,093, WO 97/23,544, WO 97/26,080, WO 97/29,146, WO 97/40,086, US 5,714,428, US 5,593,584, US 5,527,880, US 5,482,908.
Die Herstellung der Multimetallcyanidverbindungen kann nach den
in den genannten Schriften offenbarten Herstellungsverfahren
erfolgen.
Diese Herstellungsverfahren gliedern sich üblicherweise in fol
gende Verfahrensschritte:
- a) Hinzufügen einer wäßrigen Lösung eines wasserlöslichen Me
tallsalzes der allgemeinen Formel M1 m(X)n, wobei M1 mindestens
ein Metallion, ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Zn2+,
Fe2+, CO3+, Ni2+, Mn2+, CO2+, Sn2+, Pb2+, Fe3+, Mo4+, Mo6+, Al3+,
V5+, Sr2+, W4+, W6+, Cu2+, Cr2+, Cr3+, Cd2+,
X mindestens ein Anion, ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Halogenid, Hydroxid, Sulfat, Carbonat, Cyanid, Thiocyanat, Isocyanat, Carboxylat, insbesondere Formiat, Acetat, Propionat, Oxalat, Nitrat bedeuten und m und n ganze Zahlen sind, die den Wertigkeiten von M1 und X genügen,
zu einer wäßrigen Lösung einer Cyanometallat-Verbindung der allgemeinen Formel HaM2(CN)b(A)c, wobei M2 mindestens ein Metallion, ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Fe2+, Fe3+, Co3+, Cr3+, Mn2+, Mn3+, Rh3+, Ru2+, Ru3+, V4+, V5+, Co2+ , Ir3+ und Cr2+ bedeutet und M2 gleich oder verschieden M1 sein kann,
H Wasserstoff oder ein Metallion, üblicherweise ein Alkalime tall-, Erdalkalimetall- oder ein Ammoniumion bedeutet,
A mindestens ein Anion, ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Halogenid, Hydroxid, Sulfat, Carbonat, Cyanat, Thiocyanat, Isocyanat, Carboxylat oder Nitrat, insbesondere Cyanid bedeu tet, wobei A gleich oder verschieden X sein kann, und a, b und c ganze Zahlen sind, die so ausgewählt sind, daß die Elektroneutralität der Cyanidverbindung gewährleistet ist,
wobei eine oder beide Lösungen gegebenenfalls mindestens einen wassermischbaren, Heteroatome enthaltenden Liganden enthalten können, der ausgewählt ist aus der Gruppe, enthal tend Alkohole, Aldehyde, Ketone, Ether, Polyether, Ester, Harnstoffe, Amide, Nitrile, Sulfide oder funktionalisierte Polymere gemäß US 5,714,428 enthalten kann, - b) Vereinigen der in Schritt a) gebildeten wäßrigen Suspension mit einem wassermischbaren, Heteroatome enthaltenden Ligan den, ausgewählt aus der beschriebenen Gruppe, der gleich oder verschieden sein kann dem Liganden aus Schritt a),
- c) Gegebenenfalls Abtrennen der Multimetallcyanidverbindung aus der Suspension.
Für die Herstellung der Multimetallcyanidverbindungen ist es vor
teilhaft, als Cyanometallat-Verbindung die Säure zu verwenden, da
es hierbei nicht zu einem Zwangsanfall eines Salzes als Nebenpro
dukt kommt.
Diese einsetzbaren Cyanometallat-Wasserstoffsäuren sind in wäßri
ger Lösung stabil und gut handhabbar. Ihre Herstellung kann
beispielsweise, wie in W. Klemm, W. Brandt, R. Hoppe, Z. Anorg.
Allg. Chem. 308, 179 (1961) beschrieben, ausgehend vom Alkalicya
nometallat über das Silbercyanometallat zur Cyanometallat-Wasser
stoffsäure erfolgen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ein
Alkali- oder Erdalkalicyanometallat mittels eines sauren Ionen
austauschers in eine Cyanometallat-Wasserstoffsäure umzuwandeln,
wie beispielsweise in F. Hein, H. Lilie, Z. Anorg. Allg. Chem.
270, 45 (1952), oder A. Ludi, H. U. Güdel, V. Dvorak, Helv. Chim.
Acta 50, 2035 (1967) beschrieben. Weitere Möglichkeiten zur Syn
these der Cyanometallat-Wasserstoffsäuren finden sich beispiels
weise in "Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie", G.
Bauer (Herausgeber), Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart, 1981.
Der Anteil der Säure in der Lösung sollte größer 80 Gew.-%,
bezogen auf die Gesamtmasse an Cyanometallat-Komplexen, vorzugs
weise größer 90 Gew.-%, insbesondere größer 95 Gew.-%, sein.
Als Heteroatome enthaltende Liganden werden die oben beschriebe
nen organischen Substanzen verwendet.
Der Gehalt der Liganden in der Suspension sollte 1 bis 60 Gew.-%,
vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-%, insbesondere 10 bis 30 Gew.-%
betragen.
Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten
Multimetallcyanide können kristallin oder amorph sein. Unter kri
stallinen Multimetallcyaniden werden dabei Multimetallcyanide
verstanden, deren stärkster Reflex im Röntgendiffraktogramm min
destens eine dreimal höhere Intensität hat als der Untergrund der
Messung. Kristalline Multimetallcyanide können ferner kubisch
sein oder Röntgendiffraktogramme zeigen, wie sie in EP-A 755 715
beschrieben sind. Unter amorphen Multimetallcyaniden sollen sol
che Multimetallcyanide verstanden werden, deren stärkster Reflex
im Röntgendiffraktogramm eine Intensität kleiner dreimal der
Intensität des Untergrundes aufweist oder die Röntgendiffrakto
gramme zeigen, wie sie in EP-A 654 302 und EP-A 743 093 beschrie
ben sind.
Die Multimetallcyanidverbindungen können zur Synthese der
erfindungsgemäßen Polyetherpolyole entweder als Pulver verwendet
werden oder zu Formkörpern verarbeitet werden, indem man sie auf
makroskopische anorganische oder organische Trägermaterialien
auf- oder einbringt oder sie zu makroskopischen Formkörpern
formt.
Verwendet man pulverförmige Multimetallcyanidverbindungen als
Katalysatoren zur Synthese der Butandiol-1,4 gestarteten bzw. der
α-Hydroxy-ω-hydroxypoly(oxy-1,4-butandiyl) gestarteten Polyether
polyole, so kann man entweder während oder nach der Synthese
organische oder anorganische Hilfsstoffe zusetzen, die die
Abtrennbarkeit der Multimetallcyanidverbindungen weiter verbes
sern, ohne deren katalytische Aktivität zu beeinträchtigen. Fer
ner kann man Katalysatoren verwenden, die solche Hilfsstoffe
bereits enthalten.
Die oben beschriebenen Multimetallcyanidverbindungen eignen sich
aufgrund ihrer hohen Aktivität hervorragend zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens. Der Katalysator wird vorzugsweise
in einer Konzentrationen von kleiner 1 Gew.-%, bevorzugt kleiner
0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt kleiner 1000 ppm, insbesondere
bevorzugt ≦ 500 ppm, bezogen auf die Gesamtmasse des Polyether
polyols, eingesetzt.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sowohl
kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Die Synthese kann
in Suspensions-, Festbett-, Fließbett- oder Schwebebettfahrweise
erfolgen. Die Temperaturen bei der Synthese liegen zwischen 50°C
und 200°C, wobei Temperaturen zwischen 90°C und 150°C bevorzugt
werden.
Das verwendete Alkylenoxid kann aus der Gruppe bestehend aus
Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Vinyloxiran oder
Mischungen ausgewählt werden, wobei Ethylenoxid und Propylenoxid
bevorzugt verwendet werden.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polyether
alkohole haben vorzugsweise Molekulargewichte im Bereich von 2000
bis 10 000 g/mol. Ihre Verwendung erfolgt insbesondere zur Umset
zung mit Isocyanaten zu Polyurethan-Weichschaumstoffen.
Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorlage-Starter kann
die Herstellung von Polyetherolen mit Multimetallcyanidverbindun
gen mit einem sehr guten Anspringverhalten und einem sicheren,
zuverlässigen Reaktionsverlauf bei der Alkoxylierung durchgeführt
werden. Durch Kombination der erfindungsgemäß verwendeten Vorla
ge-Starter mit an sich bekannten höherfunktionellen, vorzugsweise
trifunktionellen, Vorlage-Startern bzw. Additions-Startern werden
Polyetherpolyole mit Funktionalitäten größer 2 leicht zugänglich.
Von besonders großer industrieller Bedeutung sind hierbei Weich
schaum-Polyetherpolyole mit OH-Funktionalitäten von 2,1 bis 2,6,
wie sie technisch bevorzugt verwendet werden. Durch das
erfindungsgemäße Verfahren werden die Anwendungsmöglichkeiten der
Katalyse mit Multimetallcyanidverbindungen erheblich erweitert.
Die Erfindung soll an nachstehenden Beispielen näher erläutert
werden.
Die Hydroxylzahlen wurden nach DIN 53240 bestimmt, die Viskosität
der Polyole bei 25°C nach DIN 51550. Die ungesättigten Bestand
teile würden nach der Quecksilber-Acetat-Methode nach ASTM D
4671-87 gemessen. Die Bestimmung von Zink und Cobalt erfolgte mit
Atom-Emissions-Spektroskopie mit induktiv gekoppeltem Plasma
(ICP-AES), die Nachweisgrenze liegt bei ca. 1 ppm. Die Gel
permeationschromatographie (GPC) erfolgte mit 3 GPC-Säulen (Typ
"PSS-Gel" mit 5 µm-Füllungen, zwei 100 Å Säulen und eine 500 Å
Säule) mit Tetrahydrofuran als Laufmittel (1 ml/min) unter
Verwendung eines Brechungsindexdetektors. Zur Kalibrierung der
GPC dienten handelsübliche lineare Polypropylenoxid-Standards.
Die Datenauswertung erfolgte mit einer Software der Fa. Polymer
Standard Services (PSS), Mainz BRD. Mit Mn ist die zahlenmittlere
Molmasse, mit MW die gewichtsmittlere Molmasse und mit D die Poly
dispersität ( = MW/Mn) bezeichnet.
1000 ml stark saurer Ionenaustauscher (K2431, Fa. Bayer) wurden
zweimal mit 450 g Salzsäure (37% HCl-Gehalt) regeneriert und
danach mit Wasser solange gewaschen bis der Ablauf neutral war.
Danach gab man eine Lösung von 80,8 g K3[Co(CN)6] in 250 ml Wasser
auf die Austauschersäule. Die Säule wurde danach solange eluiert
bis der Auslauf wieder neutral war. Das Co : K-Verhältnis im gewon
nen Eluat war größer 10 : 1. Die 1269 g Eluat wurden auf 40°C tempe
riert und anschließend unter Rühren mit einer Lösung von 80,0 g
Zn(II)-Acetat in 240 g Wasser versetzt. Anschließend wurden zur
Suspension 276,4 g tert.-Butanol gegeben. Die Suspension wurde bei
40°C weitere 30 Minuten gerührt. Danach wurde der Feststoff abge
saugt und auf dem Filter mit 300 ml tert.-Butanol gewaschen. Der
so behandelte Festkörper wurde bei Raumtemperatur getrocknet.
Die Synthese wurde in einem gereinigten und getrockneten 10 l
Rührreaktor ausgeführt. Bei 50°C Manteltemperatur wurden 113,0 g
Butandiol-1,4 in den Reaktor gegeben. Dann wurde durch dreimali
ges Füllen des Reaktors mit Stickstoff (0-7 bar absolut) der
Kesselinhalt inertisiert. Bei 80°C wurde 2 Stunden ein Vakuum von
< 1 mbar abs. angelegt. Das Vakuum wurde mit Stickstoff aufgeho
ben. 5,025 g Katalysator aus Beispiel 1 (entsprechend 2000 ppm
bezogen auf Endprodukt) wurden in den Rührreaktor eingefüllt, der
Reaktor wurde durch dreimaliges Füllen mit Stickstoff bei einem
Druck von 0-7 bar abs. inertisiert. Bei 80°C wurde 30 Minuten ein
Vakuum von < 1 mbar abs. angelegt. Nach dem Evakuieren des Reak
tors wurden bei 125°C 100 g Propylenoxid zudosiert. Es wurde ein
Druck von 1,7 bar abs. erreicht, der 25 min nach Beginn der Pro
pylenoxid-Dosierung abfiel und das Anspringen der Reaktion
anzeigte. Es wurden im Anschluß weitere 2300 g Propylenoxid bei
gleicher Temperatur in 2,5 Stunden zudosiert. Das Druckmaximum
lag bei 3,4 bar abs. Es wurde 15 min bei 125°C nachgerührt.
Nach Reaktionsende wurde bei 125°C für 30 min ein Wasserstrahlpum
pen-Vakuum angelegt. Zur Abtrennung des Katalysators wurde über
eine doppelte Schicht eines Seitz-Tiefenfilters filtriert.
Das entstandene Polyetherol wies folgende Kennwerte auf:
Hydroxylzahl: 52 mg KOH/g, Viskosität bei 25°C: 397 mPa.s, ungesättigte Bestandteile: 0,0051 meq/g, Zinkgehalt: 11 ppm, Cobaltgehalt: 5 ppm.
Hydroxylzahl: 52 mg KOH/g, Viskosität bei 25°C: 397 mPa.s, ungesättigte Bestandteile: 0,0051 meq/g, Zinkgehalt: 11 ppm, Cobaltgehalt: 5 ppm.
Molekulargewicht nach Gelpermeationschromatographie (GPC):
Mn: 1958 g/mol, Mw: 2006 g/mol, D: 1,025.
Mn: 1958 g/mol, Mw: 2006 g/mol, D: 1,025.
Die Synthese wurde in einem gereinigten und getrockneten 10 l
Rührreaktor ausgeführt. Bei Raumtemperatur wurden 226,5 g Butan
diol-1,4 in den Reaktor, dessen Manteltemperatur 50°C betrug,
gegeben. Dann wurde durch dreimaliges Füllen des Reaktors mit
Stickstoff bei einem Druck von 0-7 bar abs. der Kesselinhalt
inertisiert. Bei 85°C wurde 2 Stunden ein Vakuum von < 1 mbar abs.
angelegt. Das Vakuum wurde mit Stickstoff aufgehoben. 2,518 g Ka
talysator gemäß Beispiel 1 (entsprechend 500 ppm bezogen auf End
produkt) wurden in den Rührreaktor eingefüllt und der Reaktor
durch dreimaliges Füllen mit Stickstoff bei 0-7 bar abs.
inertisiert. Bei 85°C wurde 30 Minuten ein Vakuum von < 1 mbar
abs. angelegt. Nach dem Evakuieren des Reaktors wurden bei 125°C
240 g Propylenoxid zudosiert, wobei der Druck auf 5,548 bar abs.
stieg. Der Druck fiel innerhalb von 8 min nach Beginn der Propy
lenoxid-Dosierung ab und zeigte das Anspringen der Reaktion an.
Es wurden im Anschluß weitere 4569,2 g Propylenoxid bei einer
Temperatur von 125°C in einer Zeit von 3 Stunden 52 Minuten zuge
fahren, danach wurde 35 Minuten bei 125°C nachgerührt.
Nach Reaktionsende (bei 125°C) wurde 15 min ein Wasserstrahl
pumpenvakuum angelegt. Zur Abtrennung des Katalysators wurde über
eine doppelte Schicht eines Seitz-Tiefenfilters filtriert.
Das entstandene Polyetherol wies folgende Kennwerte auf:
Hydroxylzahl: 54,0 mg KOH/g, Viskosität bei 25°C: 380 mpa.s, unge sättigte Bestandteile: 0,0053 meq/g.
Hydroxylzahl: 54,0 mg KOH/g, Viskosität bei 25°C: 380 mpa.s, unge sättigte Bestandteile: 0,0053 meq/g.
Molekulargewicht nach Gelpermeationschromatographie (GPC):
Mn: 1926 g/mol, MW: 1983 g/mol, D: 1,030.
Mn: 1926 g/mol, MW: 1983 g/mol, D: 1,030.
Die Synthese wurde in einem gereinigten und getrockneten 10 l
Rührreaktor ausgeführt. Bei Raumtemperatur wurden 806,1 g
α-Hydroxy-ω-hydroxy-poly(oxy-1,4-butandiyl) in den Reaktor, der
eine Manteltemperatur von 50°C aufwies, gegeben. Dann wurde durch
dreimaliges Füllen des Reaktors mit Stickstoff bei einem Druck
von 0-7 bar abs. der Kesselinhalt inertisiert. Bei 105°C wurde 1
Stunde ein Vakuum von < 1 mbar abs. angelegt. Das Vakuum wurde
mit Stickstoff aufgehoben. 1,253 g Katalysator gemäß Beispiel 1
(entsprechend 500 ppm bezogen auf Endprodukt) wurden in den Rühr
reaktor eingefüllt, der Reaktor wurde durch dreimaliges Füllen
mit Stickstoff bei einem Druck von 0-7 bar abs. inertisiert. Bei
105°C wurde 50 Minuten ein Vakuum von < 1 mbar abs. angelegt. Nach
dem Evakuieren des Reaktors wurden bei 125°C in 3 Stunden insge
samt 1703,5 g Propylenoxid zudosiert, wobei ein Druckmaximum von
0,41 bar abs. auftrat. 25 Minuten nach Beginn der Propylenoxid-
Dosierung fiel der Druck wieder ab und zeigte das Anspringen der
Reaktion an. Nach Ende der Dosierung wurde 35 Minuten bei 125°C
nachgerührt.
Nach Reaktionsende wurde 30 min bei 125°C ein Ölpumpenvakuum ange
legt. Zur Abtrennung des Katalysators wurde über eine doppelte
Schicht eines Seitz-Tiefenfilters filtriert.
Das entstandene Polyetherol wies folgende Kennwerte auf:
Hydroxylzahl: 55,3 mg KOH/g, Viskosität bei 25°C: 512 mpa.s, ungesättigte Bestandteile: 0,0029 meq/g.
Hydroxylzahl: 55,3 mg KOH/g, Viskosität bei 25°C: 512 mpa.s, ungesättigte Bestandteile: 0,0029 meq/g.
Zinkgehalt: 2 ppm, Cobaltgehalt: 1 ppm.
Molekulargewicht nach Gelpermeationschromatographie (GPC):
Mn: 1989 g/mol, MW: 2066 g/mol, D: 1,038.
Mn: 1989 g/mol, MW: 2066 g/mol, D: 1,038.
Die Synthese wurde in einem gereinigten und getrockneten 10 l
Rührreaktor ausgeführt. Bei Raumtemperatur wurden 306,4 g
α-Hydroxy-ω-hydroxy-poly(oxy-1,4-butandiyl) in den Reaktor, des
sen Manteltemperatur 50°C betrug, gegeben. Dann wurde durch drei
maliges Füllen des Reaktors mit Stickstoff bei einem Druck von
0-7 bar abs. der Kesselinhalt inertisiert. Bei 105°C wurde
1 Stunde ein Vakuum von < 1 mbar abs. angelegt. Das Vakuum wurde
mit Stickstoff aufgehoben. 1,253 g Katalysator gemäß Beispiel 1
(entsprechend 500 ppm bezogen auf Endprodukt) wurden in den Rühr
reaktor eingefüllt, der Reaktor wurde durch dreimaliges Füllen
mit Stickstoff bei einem Druck von 0-7 bar abs. inertisiert. Bei
105°C wurde 30 Minuten ein Vakuum von < 1 mbar abs. angelegt.
Nach dem Evakuieren des Reaktors wurden bei 125°C in 3 Stunden
insgesamt 2205,0 g Propylenoxid zudosiert, wobei der Maximaldruck
0,86 bar abs. betrug und die Reaktion 35 Minuten nach Beginn der
Propylenoxid-Dosierung voll angesprungen war. Nach Ende der
Dosierung wurde 30 Minuten bei 125°C nachgerührt.
Nach Reaktionsende wurde 30 Minuten bei 125°C ein Wasserstrahl
pumpenvakuum angelegt. Zur Abtrennung des Katalysators wurde über
eine doppelte Schicht eines Seitz-Tiefenfilters filtriert.
Das entstandene Polyetherol wies folgende Kennwerte auf:
Hydroxylzahl: 53,7 mg KOH/g, Viskosität bei 25°C: 401 mPa.s, ungesättigte Bestandteile: 0,0067 meq/g.
Hydroxylzahl: 53,7 mg KOH/g, Viskosität bei 25°C: 401 mPa.s, ungesättigte Bestandteile: 0,0067 meq/g.
Zinkgehalt: 2 ppm, Cobaltgehalt: 1 ppm.
Molekulargewicht nach Gelpermeationschromatographie (GPC):
Mn: 1969 g/mol, Mw: 2037 g/mol, D: 1,035.
Mn: 1969 g/mol, Mw: 2037 g/mol, D: 1,035.
Die Synthese wurde in einem gereinigten und getrockneten 10 l
Rührreaktor ausgeführt. Bei 50°C Manteltemperatur wurden 95,2 g
Propandiol-1,3 in den Reaktor gegeben. Dann wurde durch dreimali
ges Füllen des Reaktors mit Stickstoff bei einem Druck von 0-7
bar absolut der Kesselinhalt inertisiert. Bei 70°C wurde 2 Stunden
ein Vakuum von < 1 mbar abs. angelegt. Das Vakuum wurde mit
Stickstoff aufgehoben. 5,025 g Katalysator gemäß Beispiel 1 (ent
sprechend 2000 ppm bezogen auf Endprodukt) wurden in den Rühr
reaktor eingefüllt, der Reaktor wurde durch dreimaliges Füllen
mit Stickstoff bei einem Druck von 0-7 bar abs. inertisiert. Bei
70°C wurde 30 Minuten ein Vakuum von < 1 mbar abs. angelegt. Nach
dem Evakuieren des Reaktors wurden bei 125°C 280 g Propylenoxid
zudosiert. Es wurde ein Druck von 4,8 bar abs. erreicht, der
innerhalb von 3 Stunden unverändert blieb. Der Versuch wurde
abgebrochen.
Die Synthese wurde in einem gereinigten und getrockneten 10 l
Rührreaktor ausgeführt. Bei 50°C Manteltemperatur wurden 260,1 g
Pentandiol-1,5 in den Reaktor gegeben. Dann wurde durch dreimali
ges Füllen des Reaktors mit Stickstoff bei einem Druck von 0-7
bar absolut der Kesselinhalt inertisiert. Bei 87,5°C wurde zwei
Stunden ein Vakuum von < 1 mbar abs. angelegt. Das Vakuum wurde
mit Stickstoff aufgehoben. 9,989 g Katalysator gemäß Beispiel 1
(entsprechend 2000 ppm bezogen auf Endprodukt) wurden in den
Rührreaktor eingefüllt. Der Reaktor wurde durch dreimaliges Fül
len mit Stickstoff bei einem Druck von 0-7 bar absolut der
inertisiert. Bei 87,5°C wurde 45 Minuten ein Vakuum von < 1 mbar
abs. angelegt. Nach dem Evakuieren des Reaktors wurden bei 125°C
251 g Propylenoxid in 13 Minuten zudosiert. Es wurde ein Druck
von 5,77 bar abs. erreicht, der innerhalb von 15 Minuten auf 3,65
bar abs. abnahm. Die Dosierung des Propylenoxids wurde mit 600 g
pro Minute fortgesetzt, wobei sich nach weiteren 38 Minuten ein
Druckmaximum von 6,68 bar abs. einstellte. Von diesem Zeitpunkt
an wurde die Reaktion deutlich schneller. Die Dosiergeschwindig
keit des Propylenoxids wurde schrittweise auf 2800 g pro Stunde
erhöht. Das Druckminimum betrug 0,95 bar abs., der Druck am Ende
der Dosierung des Propylenoxids 1,49 bar abs. Insgesamt wurden
4743,5 g Propylenoxid zudosiert. Nach Abschluß der Dosierung des
Propylenoxids wurde 10 Minuten bei 125°C nachgerührt. Es stellte
sich ein konstanter Enddruck von 0,14 bar abs. ein. Nach Abschluß
der Reaktion wurde bei 105°C für 10 Minuten ein Wasserstrahl
pumpenvakuum angelegt. Zur Abtrennung des Katalysators wurde über
eine doppelte Schicht eines Seitz-Tiefenfilters filtriert.
Die Synthese wurde in einem gereinigten und getrockneten 10 l
Rührreaktor ausgeführt. Bei 50°C Manteltemperatur des Reaktors
wurden 147,7 g Hexandiol-1,6 in den Reaktor gegeben. Dann wurde
durch dreimaliges Füllen des Reaktors mit Stickstoff bei einem
Druck von 0-7 bar absolut der Kesselinhalt inertisiert. Bei 80°C
wurde 2 Stunden ein Vakuum von < 1 mbar abs. angelegt. Das Vakuum
wurde mit Stickstoff aufgehoben. 5,021 g Katalysator gemäß Bei
spiel 1 (entsprechend 2000 ppm bezogen auf Endprodukt) wurden in
den Rührreaktor eingefüllt, der Reaktor wurde durch dreimaliges
Füllen mit Stickstoff bei einem Druck von 0-7 bar abs.
inertisiert. Bei 80°C wurde 30 Minuten ein Vakuum von < 1 mbar
abs. angelegt. Nach dem Evakuieren des Reaktors wurden bei 125°C
300 g Propylenoxid zudosiert. Es wurde ein Druck von 5,2 bar abs.
erreicht, der innerhalb von 3 Stunden auf 4,9 bar abs. abfiel.
Der Versuch wurde abgebrochen.
Die Synthese wurde in einem gereinigten und getrockneten 10 l
Rührreaktor ausgeführt. Bei Raumtemperatur wurde eine Mischung
aus 34,72 g Butandiol-1,4 und 163,18 g eines Glycerin-Propoxyla
tes mit einer Molekularmasse von 423,4 g/mol in den Reaktor,
der eine Manteltemperatur von 30°C aufwies, gegeben. Dann wurde
durch dreimaliges Füllen des Reaktors mit Stickstoff bei einem
Druck von 0-7 bar abs. der Kesselinhalt inertisiert. Bei einer
Manteltemperatur des Reaktors von 100°C wurde 1,5 Stunden ein
Vakuum von < 1 mbar abs. angelegt. Das Vakuum wurde mit Stick
stoff aufgehoben. 1,55 g Katalysator gemäß Beispiel 1 (ent
sprechend 600 ppm bezogen auf Endprodukt) wurden in den Rühr
reaktor eingefüllt, der Reaktor wurde durch dreimaliges Füllen
mit Stickstoff bei einem Druck von 0-7 bar abs. inertisiert. Bei
einer Manteltemperatur des Reaktors von 100°C wurde 40 Minuten ein
Vakuum von < 1 mbar abs. angelegt. Nach dem Evakuieren des Reak
tors und Aufpressen von 0,5 bar Stickstoff wurden bei 130°C
Manteltemperatur des Reaktors 150 g Propylenoxid zudosiert. Es
wurde ein Druck von 5,75 bar abs. erreicht, die Reaktion sprang
innerhalb von weniger als 5 Minuten an. Es wurden im Anschluß
weitere 2239,2 g Propylenoxid bei 125°C Innentemperatur des Reak
tors in 2 Stunden 47 Minuten zugefahren. Der Enddruck lag bei 1,1
bar abs. Danach wurde 1 Stunde bei 125°C nachgerührt.
Nach Reaktionsende wurde bei 125°C für 40 Minuten ein Wasser
strahlpumpenvakuum angelegt. Zur Abtrennung des Katalysators
wurde über eine doppelte Schicht eines Seitz-Tiefenfilters fil
triert.
Das entstandene Polyetherol wies folgende Kennwerte auf:
Hydroxylzahl: 42,5 mg KOH/g, Viskosität bei 25°C: 688 mPa.s, ungesättigte Bestandteile 0,0052: meq/g.
Hydroxylzahl: 42,5 mg KOH/g, Viskosität bei 25°C: 688 mPa.s, ungesättigte Bestandteile 0,0052: meq/g.
Molekulargewicht nach Gelpermeationschromatographie (GPC):
Mn: 2787 g/mol, Mw: 2977 g/mol, D: 1,068.
Mn: 2787 g/mol, Mw: 2977 g/mol, D: 1,068.
Die Synthese wurde in einem gereinigten und getrockneten 10 l
Rührreaktor ausgeführt. Bei Raumtemperatur wurden 253,3 g Butan
diol-1,4 im Reaktor, dessen Manteltemperatur 50°C betrug, vorge
legt. Dann wurde durch dreimaliges Füllen des Reaktors mit Stick
stoff bei einem Druck von 0-7 bar abs. der Kesselinhalt
inertisiert. Bei 90°C Manteltemperatur wurde für 1,5 Stunden ein
Vakuum von < 1 mbar abs. angelegt. Das Vakuum wurde mit Stick
stoff aufgehoben. 4,215 g Katalysator gemäß Beispiel 1 (ent
sprechend 624 ppm bezogen auf Endprodukt) wurden in den Rühr
reaktor eingefüllt; der Reaktor wurde durch zweimaliges Füllen
mit Stickstoff bei einem Druck von 0-7 bar abs. inertisiert. Nach
dem Evakuieren des Reaktors wurden bei einer Manteltemperatur von
125°C 201 g Propylenoxid zudosiert. Die Reaktion sprang 20 Minuten
nach Beginn der Propylenoxid-Dosierung an. Die Gesamtmenge an
zudosiertem Propylenoxid über die gesamte Reaktionszeit betrug
6417,5 g. Nach Zugabe von 1040 g Propylenoxid wurde mit dem
Zutropfen von 86,2 g Glycerin mit einer Geschwindigkeit von 10
bis 27 Tropfen/Minute begonnen. Das Glycerin wurde innerhalb
von 2 Stunden 12 Minuten bei Drücken von 0,68 bis 0,98 bar abs.
zugetropft. Bei Beendigung der Glycerin-Dosierung waren 3875 g
Propylenoxid zudosiert. Das restliche Propylenoxid wurde in wei
teren 2 Stunden 25 Minuten zudosiert. Der Enddruck lag bei 1,58
bar abs. Danach wurde 40 Minuten bei 125°C nachgerührt.
Nach Reaktionsende wurde bei 125°C für 40 Minuten ein Wasser
strahlpumpenvakuum angelegt. Zur Abtrennung des Katalysators
wurde über eine doppelte Schicht eines Seitz-Tiefenfilters fil
triert.
Das entstandene Polyetherol wies folgende Kennwerte auf:
Hydroxylzahl: 68,4 mg KOH/g, Viskosität bei 25°C: 331 mpa.s, ungesättigte Bestandteile 0,0083: meq/g.
Hydroxylzahl: 68,4 mg KOH/g, Viskosität bei 25°C: 331 mpa.s, ungesättigte Bestandteile 0,0083: meq/g.
Molekulargewicht nach Gelpermeationschromatographie (GPC):
Mn: 1684 g/mol, MW: 1837 g/mol, D: 1,091.
Mn: 1684 g/mol, MW: 1837 g/mol, D: 1,091.
Die Synthese wurde in einem gereinigten und getrockneten 10 l
Rührreaktor ausgeführt. Bei Raumtemperatur wurden 2570,8 g Reak
tionsprodukt aus Beispiel 10 in den Reaktor, dessen Manteltempe
ratur 50°C betrug, gegeben. Dann wurde durch dreimaliges Füllen
des Reaktors mit Stickstoff bei einem Druck von 0-7 bar abs. der
Kesselinhalt inertisiert. Bei 110°C wurde 1 Stunde ein Vakuum von
< 1 mbar abs. angelegt. Das Vakuum wurde mit Stickstoff aufgeho
ben. 1,560 g Katalysator gemäß Beispiel 1 (entsprechend 311 ppm
bezogen auf Endprodukt) wurden in den Rührreaktor eingefüllt, der
Reaktor wurde durch dreimaliges Füllen mit Stickstoff bei einem
Druck von 0-7 bar abs, inertisiert. Bei 110°C wurde 25 Minuten ein
Vakuum von < 1 mbar abs. angelegt. Nach dem Evakuieren des Reak
tors wurden bei 125°C in 3 Stunden insgesamt 2453,3 g Propylenoxid
zudosiert, wobei der Maximaldruck vor dem Anspringen der Reaktion
0,56 bar abs. und der Druck am Ende der Dosierung 0,99 bar abs.
betrug. Die Reaktion sprang 20 Minuten nach Beginn der Propyleno
xid-Dosierung an. Nach Ende der Dosierung wurde 30 Minuten bei
125°C nachgerührt, wobei sich ein Enddruck von 0,35 bar abs. ein
stellte.
Nach Reaktionsende wurde 30 min bei 105°C ein Wasserstrahlpumpen
vakuum angelegt. Zur Abtrennung des Katalysators wurde über eine
doppelte Schicht eines Seitz-Tiefenfilters filtriert.
Das entstandene Polyetherol wies folgende Kennwerte auf:
Hydroxylzahl: 35,8 mg KOH/g, Viskosität bei 25°C: 691 mPa.s, ungesättigte Bestandteile: 0,0071 meq/g.
Hydroxylzahl: 35,8 mg KOH/g, Viskosität bei 25°C: 691 mPa.s, ungesättigte Bestandteile: 0,0071 meq/g.
Zinkgehalt: 3 ppm, Cobaltgehalt: 1 ppm.
Molekulargewicht nach Gelpermeationschromatographie (GPC):
Mn: 2935 g/mol, MW: 3072 g/mol, D: 1,046.
Mn: 2935 g/mol, MW: 3072 g/mol, D: 1,046.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung von Polyetherpolyolen durch kataly
tische Umsetzung von H-funktionellen Startsubstanzen mit
niederen Alkylenoxiden, dadurch gekennzeichnet, daß als
Katalysatoren Multimetallcyanidverbindungen und als H-funk
tionelle Startsubstanzen Butandiol-1,4, α-Hydroxy-ω-hydroxy
poly(oxy-1,4-butandiyl), Pentandiol-1,5, Decandiol-1,10 oder
Mischungen aus mindestens zwei dieser Verbindungen einsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
als H-funktionelle Startsubstanzen für die Polymerisation von
Alkylenoxiden Mischungen aus Butandiol-1,4 und anderen
H-funktionellen Startern, Mischungen aus α-Hydroxy-ω-hydroxy
poly(oxy-1,4-butandiyl) und anderen H-funktionalen Startern,
Pentandiol-1,5 und anderen H-funktionalen Startern, Decan
diol, 1,10 und anderen H-funktionalen Startern oder Mischungen
aus Butandiol-1,4, α-Hydroxy-ω-hydroxypoly(oxy-1,4-butan
diyl), Pentandiol-1,5, und/oder Decandiol-1,10 und anderen
H-funktionalen Startern verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Multimetallcyanidverbindungen solche der allgemeinen Formel I
M1 a[M2(CN)b(A)c]d. eL, (I)
wobei
M1 ein Metallion, ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Zn2+, Fe2+, Co3+, Ni2+, Mn2+, Co2+, Sn2+, Pb2+, Mo4+, Mo6+, Al3+, V4+, V5+ , Sr2+ , W4+, W6+, Cr2+, Cr3+,
M2 ein Metallion, ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Fe2+, Fe3+, CO2+, CO3+, Mn2+, Mn3+, V4+, V5+, Cr2+, Cr3+, Rh3+, Ru2+, Ir3+ bedeuten und M1 und M2 gleich oder ver schieden sind,
A ein Anion, ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Haloge nid, Hydroxyd, Sulfat, Carbonat, Cyanid, Thiocyanat, Isocyanat, Cyanat, Carboxylat, Oxalat oder Nitrat, L ein mit Wasser mischbarer Ligand, ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Alkohole Aldehyde, Ketone, Ether, Polyether Ester, Harnstoffe, Amide, Nitrile, und Sulfide,
b, c, und d so ausgewählt sind, daß die Elektroneutralität der Verbindung gewährleistet ist, und
e die Koordinationszahl des Liganden bedeuten,
eingesetzt werden.
M1 a[M2(CN)b(A)c]d. eL, (I)
wobei
M1 ein Metallion, ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Zn2+, Fe2+, Co3+, Ni2+, Mn2+, Co2+, Sn2+, Pb2+, Mo4+, Mo6+, Al3+, V4+, V5+ , Sr2+ , W4+, W6+, Cr2+, Cr3+,
M2 ein Metallion, ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Fe2+, Fe3+, CO2+, CO3+, Mn2+, Mn3+, V4+, V5+, Cr2+, Cr3+, Rh3+, Ru2+, Ir3+ bedeuten und M1 und M2 gleich oder ver schieden sind,
A ein Anion, ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Haloge nid, Hydroxyd, Sulfat, Carbonat, Cyanid, Thiocyanat, Isocyanat, Cyanat, Carboxylat, Oxalat oder Nitrat, L ein mit Wasser mischbarer Ligand, ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Alkohole Aldehyde, Ketone, Ether, Polyether Ester, Harnstoffe, Amide, Nitrile, und Sulfide,
b, c, und d so ausgewählt sind, daß die Elektroneutralität der Verbindung gewährleistet ist, und
e die Koordinationszahl des Liganden bedeuten,
eingesetzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Alkylenoxid ausgewählt wird aus der Gruppe, enthaltend
Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Vinyloxiran und
Mischungen aus mindestens zwei dieser Verbindungen.
5. Polyetherpolyole, herstellbar nach einem der Ansprüche 1
bis 4.
6. Verfahren zur Herstellung von Polyurethanen durch Umsetzung
von Polyisocyanaten mit Verbindungen mit mindestens zwei mit
Isocyanatgruppen reaktiven Gruppen, dadurch gekennzeichnet,
daß als Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen
reaktiven Gruppen Polyetherpolyole nach Anspruch 5 eingesetzt
werden.
7. Polyurethane, herstellbar nach Anspruch 6.
Priority Applications (12)
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ES00906216T ES2219309T3 (es) | 1999-01-28 | 2000-01-21 | Procedimiento para la obtencion de polieterpolioles. |
EP00906216A EP1165659B1 (de) | 1999-01-28 | 2000-01-21 | Verfahren zur herstellung von polyetherpolyolen |
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DE50006076T DE50006076D1 (de) | 1999-01-28 | 2000-01-21 | Verfahren zur herstellung von polyetherpolyolen |
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