[go: up one dir, main page]

WO2025172138A1 - Process for producing improved rigid polyurethane and/or polyisocyanurate foams with low volume expansion and good curing characteristics after setting - Google Patents

Process for producing improved rigid polyurethane and/or polyisocyanurate foams with low volume expansion and good curing characteristics after setting

Info

Publication number
WO2025172138A1
WO2025172138A1 PCT/EP2025/052971 EP2025052971W WO2025172138A1 WO 2025172138 A1 WO2025172138 A1 WO 2025172138A1 EP 2025052971 W EP2025052971 W EP 2025052971W WO 2025172138 A1 WO2025172138 A1 WO 2025172138A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
catalyst
polyurethane
acid
foam
process according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2025/052971
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Tobias KALUSCHKE
Sebastian Koch
Olaf Jacobmeier
Peter Wiebe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of WO2025172138A1 publication Critical patent/WO2025172138A1/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4205Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups
    • C08G18/4208Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups containing aromatic groups
    • C08G18/4211Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups containing aromatic groups derived from aromatic dicarboxylic acids and dialcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/161Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22
    • C08G18/163Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/22
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/18Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof
    • C08G18/1833Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof having ether, acetal, or orthoester groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/22Catalysts containing metal compounds
    • C08G18/225Catalysts containing metal compounds of alkali or alkaline earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/4009Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
    • C08G18/4018Mixtures of compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/48
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4202Two or more polyesters of different physical or chemical nature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4288Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain modified by higher fatty oils or their acids or by resin acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4833Polyethers containing oxyethylene units
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/14Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
    • C08J9/141Hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2101/00Manufacture of cellular products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0025Foam properties rigid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0041Foam properties having specified density
    • C08G2110/005< 50kg/m3
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2330/00Thermal insulation material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/14Saturated hydrocarbons, e.g. butane; Unspecified hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2205/00Foams characterised by their properties
    • C08J2205/10Rigid foams
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014Use of organic additives
    • C08J9/0038Use of organic additives containing phosphorus

Definitions

  • the present invention relates to a process for the production of polyurethane-based rigid foams, in which (a) aromatic polyisocyanate, (b) compounds having hydrogen atoms reactive towards isocyanate groups, (c) catalyst, (d) blowing agent, (e) optionally flame retardant and (f) optionally auxiliaries and additives are mixed to form a reaction mixture and reacted to give the polyurethane-based rigid foam, wherein the compounds having hydrogen atoms reactive towards isocyanate groups (b) contain more than 50 wt.
  • the liquid reaction mixture is introduced into closed support tools, where it then foams, bonds with the covering layer and hardens.
  • An ideal polyurethane-based rigid foam therefore has the best possible curing process with the lowest possible volume expansion after setting.
  • WO2023001687 discloses the production of a rigid polyurethane foam based on polyester polyol and a mixture of bis(2-dimethylaminoethyl) ether and potassium formate as a catalyst. Also disclosed is the production of sandwich elements using the double-belt process.
  • potassium 2-ethylhexanoate is used when necessary. In direct comparison with the previously described short-chain unbranched potassium salts, this leads to reduced volume expansion after setting. Due to new toxicological findings, potassium 2-ethylhexanoate is to be classified as reprotoxic Category 1 under European Chemicals Regulation as of November 23, 2023. This makes handling the catalyst more difficult due to increased protective measures.
  • This object is achieved by a process for the production of polyurethane-based rigid foams, in which (a) aromatic polyisocyanate, (b) compounds having hydrogen atoms reactive towards isocyanate groups, (c) catalyst, (d) blowing agent, (e) optionally flame retardant and (f) optionally auxiliaries and additives are mixed to form a reaction mixture and reacted to give the polyurethane-based rigid foam, wherein the compounds having hydrogen atoms reactive towards isocyanate groups (b) comprise more than 50 wt.%, based on the total weight of component (b), aromatic polyester polyo- le (b1) which have an average total functionality of > 1.7 and ⁇ 2.5 and an OH number of > 180 and ⁇ 260 mg KOH/g and wherein the catalyst (c) contains at least the catalysts (c1) and (c2) and catalyst (c1) consists of at least one amine catalyst having at least one tertiary amino group and catalyst (c2) consists of at least one alkali metal, alkaline earth
  • the present invention relates to the use of a catalyst (c) comprising the catalysts (c1) and (c2) for producing polyurethanes, a polyurethane obtainable by a process according to the invention and the use of such a polyurethane for producing sandwich elements.
  • Polyurethane-based rigid foams according to the present invention comprise polyurethane rigid foams and polyisocyanurate foams.
  • Polyurethane-based rigid foams are typically obtained by reacting compounds containing isocyanate groups with compounds containing isocyanate-reactive hydrogens.
  • the term "rigid polyurethane foam” refers to polyurethane-based foams produced with an isocyanate index of 90 to below 180.
  • Rigid polyisocyanurate foams are understood to mean polyurethane-based rigid foams produced with an isocyanate index of at least 180.
  • the isocyanate index is the ratio of isocyanate groups to isocyanate-reactive groups multiplied by 100.
  • An isocyanate index of 100 corresponds to an equimolar ratio of the isocyanate groups used in component (a) to the isocyanate-reactive groups of components (b) to (f).
  • Polyisocyanurate rigid foams usually contain isocyanurate groups.
  • polyurethane-based rigid foams are understood to mean foams according to DIN 7726 that have a compressive strength according to DIN 53 421 / DIN EN ISO 604 of greater than or equal to 80 kPa, preferably greater than or equal to 150 kPa, particularly preferably greater than or equal to 180 kPa.
  • the polyurethane-based rigid foam according to DIN ISO 4590 has a closed-cell content of greater than 50%, preferably greater than 85%, and particularly preferably greater than 90%. Further details on polyurethane-based rigid foams according to the invention can be found in the "Kunststoffhandbuch, Volume 7, Polyurethane", Carl Hanser Verlag, 3rd edition 1993, Chapter 6, in particular Chapters 6.2.2 and 6.5.2.2.
  • 2,4- and 2,6-toluene diisocyanate and the corresponding isomer mixtures TDI
  • 4,4’-, 2,4’-, 2,2’- diphenylmethane diisocyanate and higher-nuclear homologues of diphenylmethane diisocyanate and the corresponding mixtures MDI
  • mixtures of 4,4’-, 2,4’- and 2,2’-diphenylmethane diisocyanates and polyphenylpolymethylene polyisocyanates polymer MDI
  • mixtures of MDI and TDI mixtures of MDI and TDI.
  • 2,2'-, 2,4'- and/or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate are particularly suitable, as well as higher-nuclear homologues of diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,5-naphthylene diisocyanate (NDI), 2,4- and/or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), 3,3'-dimethyldiphenyl diisocyanate, 1,2-diphenylethane diisocyanate and/or p-phenylene diisocyanate (PPDI).
  • MDI diphenylmethane diisocyanate
  • NDI 1,5-naphthylene diisocyanate
  • TDI 2,4- and/or 2,6-tolylene diisocyanate
  • PPDI p-phenylene diisocyanate
  • Modified polyisocyanates i.e., products obtained by chemically converting organic polyisocyanates and containing at least two reactive isocyanate groups per molecule, are also frequently used.
  • Polyisocyanates containing ester, urea, biuret, allophanate, carbodiimide, isocyanurate, uretdione, carbamate, and/or urethane groups are particularly mentioned, often together with unreacted polyisocyanates.
  • Polymeric MDI is particularly preferably used as isocyanate (a).
  • the average functionality of a polymeric MDI preferably varies in the range from 2.2 to 4, particularly preferably from 2.4 to 3.8 and especially from 2.6 to 3.0. Polymeric MDI is used, for example,
  • isocyanate-reactive groups known in polyurethane chemistry, preferably compounds having on average at least 1.5 isocyanate-reactive groups, such as hydroxyl groups, -NH groups, NH2 groups or carboxylic acid groups, preferably NH2 or OH groups and in particular at least 1.5 OH groups.
  • the average functionality of the compounds of component (b) with respect to isocyanate groups is in the range of at least 1.5, preferably 1.7 to 8.0, particularly preferably 1.9 to 3.0 and in particular 2.0 to 2.5.
  • the compounds (b) particularly preferably have polyesterols and/or polyetherols.
  • Polyester films and polyether films preferably each have a number-average molecular weight of 150 to 15,000 g/mol, more preferably 150 to 5,000 g/mol, and particularly preferably 200 to 2,000 g/mol.
  • low-molecular-weight chain extenders and/or crosslinking agents known, for example, in polyurethane chemistry can also be used.
  • Compounds (b) preferably have a number-average molecular weight of 62 to 15,000 g/mol.
  • Polyesterols are produced, for example, from aliphatic or aromatic dicarboxylic acids and polyhydric alcohols, polythioether polyols, polyesteramides, hydroxyl-containing polyacetals, and/or hydroxyl-containing aliphatic polycarbonates, preferably in the presence of an esterification catalyst.
  • Other possible polyols are listed, for example, in "Kunststoffhandbuch, Volume 7, Polyurethane," Carl Hanser Verlag, 3rd edition 1993, Chapter 3.1.
  • the compounds having hydrogen atoms (b) reactive towards isocyanate groups contain greater than 50% by weight, based on the total weight of component (b), of at least one aromatic polyester polyol (b1) which has an average total functionality of > 1.7 and ⁇ 2.5 and an OH number of > 180 and ⁇ 260 mg KOH/g.
  • the dicarboxylic acid composition (b1.1) contains dicarboxylic acids and/or their derivatives, which can typically be used to produce esters.
  • the dicarboxylic acid composition (b1.1) contains at least one compound selected from the group consisting of terephthalic acid, dimethyl terephthalate (DMT), polyethylene terephthalate (PET), phthalic acid, phthalic anhydride (PSA), and isophthalic acid.
  • Component (b1.1) particularly preferably contains phthalic anhydride, phthalic acid, terephthalic acid, or polyethylene terephthalate (PET), and in particular phthalic anhydride or terephthalic acid, specifically phthalic anhydride.
  • component (b1.1) can also contain aliphatic dicarboxylic acids or aliphatic dicarboxylic acid derivatives. If aliphatic dicarboxylic acids are used, they are generally present in an amount of 0.5-40 mol%, preferably 0.5 to 20 mol%, based in each case on component (b1.1). Adipic acid or dicarboxylic acid mixtures of succinic, glutaric, and adipic acid are preferably used as aliphatic dicarboxylic acids.
  • the dicarboxylic acid composition (b1.1) preferably contains no aliphatic dicarboxylic acids or derivatives thereof and thus consists of 100 mol% of one or more aromatic dicarboxylic acids or derivatives thereof.
  • component (b1.1) is used in amounts of 10 to 50 mol%, preferably in amounts of 20 to 45 mol%, based on the components (b1.1), (b1.2), (b1.3) and (b1.4) used to prepare the aromatic polyester polyol (b1).
  • fatty acid derivatives are glycerol esters of fatty acids such as castor oil, grape seed oil, black cumin oil, pumpkin seed oil, borage seed oil, soybean oil, wheat seed oil, rapeseed oil, sunflower seed oil, peanut oil, apricot kernel oil, pistachio oil, almond oil, olive oil, macadamia oil, avocado oil, sea buckthorn oil, sesame oil, hemp oil, hazelnut oil, primrose oil, wild rose oil, safflower oil, walnut oil.
  • glycerol esters of fatty acids such as castor oil, grape seed oil, black cumin oil, pumpkin seed oil, borage seed oil, soybean oil, wheat seed oil, rapeseed oil, sunflower seed oil, peanut oil, apricot kernel oil, pistachio oil, almond oil, olive oil, macadamia oil, avocado oil, sea buckthorn oil, sesame oil, hemp oil, hazelnut oil, primrose oil, wild rose oil, safflower oil, walnut
  • the fatty acid or fatty acid derivative (b1.2) is oleic acid, biodiesel, soybean oil, rapeseed oil, or tallow, in particular oleic acid or biodiesel, specifically oleic acid, and is used in an amount of 5 to 15 mol%.
  • the fatty acid or fatty acid derivative improves, among other things, the blowing agent solubility in the production of rigid polyurethane or polyisocyanurate foams.
  • component (b1.2) does not comprise any triglyceride, in particular any oil or fat. The glycerol released from the triglyceride by esterification or transesterification impairs the dimensional stability of the rigid foam.
  • Component (b1.3) comprises one or more aliphatic or cycloaliphatic diols having 2 to 18 carbon atoms or their alkoxylates.
  • Component (b1.3) preferably contains at least one compound from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, and 3-methyl-1,5-pentanediol, and alkoxylates thereof.
  • the aliphatic diol (b1.3) is particularly preferably monoethylene glycol or diethylene glycol, especially diethylene glycol.
  • component (b1.3) is used in amounts of 10 to 80 mol%, preferably in amounts of 20 to 75 mol%, particularly preferably in amounts of 30 to 60 mol%, based on all components used for preparing the aromatic polyester polyol
  • the higher-functional polyol (b1.4) is used in amounts of 0 to 50 mol%, preferably in amounts of 5 to 40 mol%, particularly preferably in amounts of 10 to 25 mol%, based on all components used for preparing the aromatic polyester polyol (b1).
  • the aromatic polyester polyol (b1) has a number-weighted average functionality of > 1.7 to ⁇ 2.5, particularly preferably > 1.75 to ⁇ 2.2, and a hydroxyl number of 180 to 260 mg KOH/g, preferably 200 to 250 mg KOH/g.
  • the aromatic polyester polyol (b1) has an OH number of 180 to 260 mg KOH/g and a functionality of 1.7 to 2.5.
  • the polycondensation can also be carried out in the liquid phase in the presence of diluents and/or entrainers, such as benzene, toluene, xylene, or chlorobenzene, for azeotropic distillation of the condensation water.
  • diluents and/or entrainers such as benzene, toluene, xylene, or chlorobenzene
  • the proportion of the polyester polyols (b1) according to the invention is at least 50% by weight, preferably at least 65% by weight and particularly preferably at least 80% by weight, in each case based on the total weight of component (b).
  • Preferred alkoxylation catalysts are KOH and aminic alkoxylation catalysts. Since, when using KOH as the alkoxylation catalyst, the polyether must first be neutralized and the resulting potassium salt must be separated, the use of aminic alkoxylation catalysts is particularly preferred.
  • Preferred aminic alkoxylation catalysts are selected from the group consisting of dimethyl ethane, nolamine (DMEOA), imidazole and imidazole derivatives and mixtures thereof, particularly preferably imidazole.
  • Suitable alkylene oxides are, for example, tetrahydrofuran, 1,3- or 1,2-propylene oxide, 1,2- or 2,3-butylene oxide, styrene oxide and preferably 1,2-propylene oxide.
  • ethylene oxide is used exclusively as the alkylene oxide.
  • the alkylene oxides can be used individually, alternately one after the other or as mixtures.
  • at least 80% by weight of ethylene oxide, preferably at least 90% by weight of ethylene oxide, more preferably at least 95% by weight and especially at least 98% by weight of ethylene oxide is used as the alkylene oxide for preparing polyether polyol (b2).
  • ethylene oxide is used exclusively as the alkylene oxide for preparing the polyether polyol (b2) according to the invention, i.e. the amount by weight of ethylene oxide based on the total weight of alkylene oxide in component (b2) is 100% by weight in this embodiment. If ethylene oxide is used in a mixture with other alkylene oxides, it must be ensured according to the invention that the polyether polyol produced therefrom has the content of primary hydroxyl end groups according to the invention.
  • starter molecules are: water, organic dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, phthalic acid and terephthalic acid, aliphatic and aromatic, optionally N-mono-, N, N- and N, N'-dialkyl-substituted diamines having 1 to 4 carbon atoms in the alkyl radical, such as optionally mono- and dialkyl-substituted ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, 1,3-propylenediamine, 1,3- or 1,4-butylenediamine, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- and 1,6-hexamethylenediamine, phenylenediamines, 2,3-, 2,4- and 2,6-tolylenediamine and 4,4'-, 2,4'- and 2,2'-diaminodiphenylmethane.
  • organic dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, phthalic acid and
  • diprimary amines mentioned preferably ethylenediamine.
  • suitable starter molecules are alkanolamines, such as ethanolamine, N-methyl-, and N-ethylethanolamine; dialkanolamines, such as diethanolamine, N-methyl-, and N-ethyldiethanolamine; and trialkanolamines, such as triethanolamine; and ammonia.
  • Preferred starter molecules are two or more alcohols, such as ethanediol, 1,2- and 1,3-propanediol, diethylene glycol (DEG), dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, glycerol, trimethylolpropane, bisphenol A, bisphenol F, pentaerythritol, sorbitol and sucrose; particular preference is given to using diethylene glycol, monoethylene glycol, 1,2-propanediol and glycerol, especially diethylene glycol.
  • DEG diethylene glycol
  • DEG dipropylene glycol
  • 1,4-butanediol 1,6-hexanediol
  • glycerol trimethylolpropane
  • bisphenol A bisphenol F
  • pentaerythritol pentaerythritol
  • sorbitol and sucrose particular preference is given to using diethylene
  • the starter molecules do not contain fatty acids.
  • the polyether polyol (b2) has a hydroxyl number of 160 - 350 mg KOH/g, preferably 170 - 290 mg KOH/g, particularly preferably 175 - 225 mg KOH/g.
  • the proportion of component (b2) is preferably from 0 to 50 wt.%, particularly preferably from 5 to 35 wt.%, and in particular from 10 to 25 wt.%, based on the total weight of component (b).
  • the sum of the mass fractions of component (b1) and component (b2) based on component (b) is > 80 wt. %, preferably > 90 wt. %, particularly preferably > 95 wt.
  • the sum of the mass fractions of component (b1) and component (b2) based on component (b) is very particularly preferably 100 wt. %, i.e., in this embodiment, no further compounds containing hydrogen atoms reactive toward isocyanate groups are used as component (b1) and component (b2).
  • catalyst (c) contains at least catalysts (c1) and (c2), wherein catalyst (c1) consists of at least one amine catalyst having at least one tertiary amino group and catalyst (c2) consists of at least one alkali metal, alkaline earth metal or ammonium salt of 3,5,5-trimethylhexanoic acid.
  • amine catalysts (c1) it is possible to use all known compounds having at least one tertiary amino group which are usually used for the preparation of polyurethanes and which greatly accelerate the reaction of the compounds of component (b) containing reactive hydrogen atoms, in particular hydroxyl groups, with the polyisocyanates (a).
  • tertiary amines such as triethylamine, tributylamine, dimethylbenzylamine, dicyclohexylmethylamine, dimethylcyclohexylamine, N,N,N',N'-tetramethyldiaminodiethyl ether, bis-(dimethylaminopropyl)-urea, N-methyl- or N-ethylmorpholine, N-cyclohexylmorpholine, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, N,N,N,N-tetramethylbutanediamine, N,N,N,N-tetramethylhexanediamine-1,6,-pentamethyldiethylenetriamine, bis(2-dimethylaminoethyl) ether, dimethylpiperazine, N-dimethylaminoethylpiperidine, 1,2-dimethylimidazole, 1-azabicyclo-(2,2,0)-octan
  • the catalyst (c1) is selected from the group consisting of dimethylcyclohexylamine, 1,4-diazobicyclo(2,2,2)octane, 1,3,4-tris(dimethylaminopropyl)hexahydro-s-triazine, bis(2-dimethylaminoethyl)methylamine, bis(dimethylaminoethyl)ether or mixtures of two or more of these catalysts.
  • the catalyst (c2) particularly preferably contains bis(2-dimethylaminoethyl)methylamine and/or bis(dimethylaminoethyl)ether.
  • the catalyst (c2) contains at least one alkali metal, alkaline earth metal, or ammonium salt of 3,5,5-trimethylhexanoic acid; preferably, the catalyst (c2) contains at least potassium 3,5,5-trimethylhexanoate.
  • the catalyst (c2) can be obtained, for example, by reacting 3,5,5-trimethylhexanoic acid with alkali metal or alkaline earth metal hydroxide, for example in aqueous solution or ammonia or an ammonia-containing solution.
  • the reaction is preferably carried out in an amount such that the free residual acid content of 3,5,5-trimethylhexanoic acid, based on the total weight of the catalyst (c2), is less than 20% by weight, more preferably less than 10% by weight, further preferably less than 4% by weight, even more preferably less than 3% by weight, and in particular less than 1% by weight.
  • the pH of the catalyst (c2) after addition of water is preferably less than 8, more preferably less than 7 and in particular less than 6.
  • the catalyst (c2) is preferably used in the form of a solution, the solution preferably containing at least 35% by weight, more preferably at least 45% by weight and in particular at least 55% by weight of catalyst (c2) and the OH number of the solution of the catalyst (c2) is preferably less than 350 mg KOH/g, more preferably less than 150 mg KOH/g and in particular 0 mg KOH/g, the presence of water not being taken into account in the OH number determination.
  • catalysts (c1) and (c2) are preferably at least 50% by weight, more preferably at least 80% by weight, and in particular, only catalysts (c1) and (c2) are used.
  • the mass ratio of catalysts (c1) and (c2) is preferably 1:8 to 8:1, more preferably 1:6 to 6:1, and in particular 1:3 to 3:1.
  • Blowing agents (d) used to produce the inventive rigid polyisocyanurate foams include formic acid and formic acid-water mixtures. These react with isocyanate groups to form carbon dioxide and carbon monoxide. Since these blowing agents release the gas through a chemical reaction with the isocyanate groups, they are referred to as chemical blowing agents.
  • Physical blowing agents such as low-boiling hydrocarbons, are also used. Particularly suitable physical blowing agents are liquids that are inert toward the polyisocyanates (a) and have boiling points below 100°C, preferably below 50°C, at atmospheric pressure. pressure so that they evaporate under the influence of the exothermic polyaddition reaction.
  • Flame retardants known from the prior art can generally be used as flame retardants.
  • Suitable flame retardants include, for example, brominated esters, brominated ethers (Ixol), or brominated alcohols such as dibromoneopentyl alcohol, tribromoneopentyl alcohol, and PHT-4-diol, as well as chlorinated phosphates such as tris-(2-chloroethyl) phosphate, tris-(2-chloropropyl) phosphate (TCPP), tris(1,3-dichloropropyl) phosphate, tricresyl phosphate, tris-(2,3-dibromopropyl) phosphate, tetrakis-(2-chloroethyl)ethylene diphosphate, dimethyl methanephosphonate, diethyl diethanolaminomethylphosphonate, and commercially available halogen-containing flame retardant polyols.
  • brominated esters brominated
  • the present invention relates to a polyisocyanate-based rigid foam obtainable by a process according to the invention and to a polyurethane sandwich element comprising such a polyisocyanate-based rigid foam according to the invention.
  • Polyetherol 1 Polyether polyol produced by ethoxylation of ethylene glycol with a hydroxyl functionality of 2 and a hydroxyl number of 190 mg KOH/g.
  • Cat. 1 Catalyst, 23.1 wt% bis(2-dimethylaminoethyl) ether in 76.9 wt% dipropylene glycol.
  • Cat. 7 Catalyst consisting of 42.6 wt% potassium 2,2-dimethylpropionate, 45.5 wt%
  • Cat. 8 Catalyst consisting of 55 wt% potassium neodecanoate in 45 wt% water
  • Cat. 9 Catalyst consisting of 30 wt% potassium sorbate, 40 wt% diethylene glycol, 24
  • Cat. 12 Catalyst consisting of 48.5 wt% potassium hexanoate, 40 wt% diethylene glycol, 9.0 wt% water and 2.5 wt% hexanoic acid.
  • Cat. 13 Catalyst consisting of 68.5 wt% potassium 3-methylbutanoate, 20 wt% diethylene glycol, 9.0 wt% water and 2.5 wt% 3-methylbutanoic acid.
  • Cat. 14 Catalyst obtained by reacting 3,5,5-trimethylhexanoic acid in dimethyl sulfoxide and water with potassium hydroxide. Theoretical content: 57.1 wt% potassium 3,5,5-trimethylhexanoate, 30.5 wt% dimethyl sulfoxide, 9.8 wt% water, and 2.5 wt% 3,5,5-trimethylhexanoic acid.
  • Propellant 2 Propellant mixture consisting of 40 mol% cyclopentane and 60 mol% isopentane.
  • Isocyanate 1 Lupranat® M 50, polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI) from BASF, with a viscosity of approx. 550 mPa*s at 25°C. Using the described starting materials, the polyol component described below was produced:
  • Polyesterol 1 44.4 wt.% Polyesterol 2: 30.0 wt.% Polyetherol 1 : 7 wt.% Flame retardant 1: 12 wt.% Flame retardant 2: 4 wt.% Foam stabilizer 1 : 2 wt.% Blowing agent 1 : approx. 0.6 wt.%
  • This polyol component was subsequently used for laboratory foaming experiments in which catalysts 2 - 14 were compared.
  • catalysts 1 - 14 and blowing agents 1 - 2 were added to the polyol component, and the resulting mixture was then heated to 20°C and reacted with isocyanate 1, also heated to 20°C, in a mixing ratio such that the isocyanate index of all foams produced was 280 ⁇ 10.
  • the ambient temperature at which all foamings were carried out was 21 ⁇ 1.0 °C.
  • blowing agent 2 was added in an amount such that the content, based on the foam, was 3.95 ⁇ 0.05 wt.%.
  • the amount of catalyst 1 for all foamings was selected such that the content, based on the foam, was 0.44 ⁇ 0.05 wt.%.
  • blowing agent 1 and catalyst 2-14 By varying blowing agent 1 and catalyst 2-14, all foams were subsequently adjusted to comparable setting times of 45 s ⁇ 1 s and cup foam densities of 33 kg/ m3 ⁇ 1 kg/ m3 .
  • the absolute amounts of the starting materials were selected to yield 80 g of reaction mixture.
  • the starting materials were mixed intensively in a paper cup for 6 seconds using a laboratory stirrer at 1500 rpm.
  • reaction mixtures thus adjusted to comparable setting times and foam densities, were then used to determine the foam curing and foam rise profile.
  • the setting time is the time from the start of mixing until the point at which threads can be pulled from the rising reaction mixture by immersing a rod (thread pulling time).
  • the foam curing of the laboratory foams which were adjusted to identical reaction times and foam densities, was determined using the bolt test. For this purpose, 4, 5, and 6 minutes after intensive mixing of 80 g of reaction component (at 1500 rpm) in a 1.15 In a 10-liter polypropylene cup, a steel bolt with a spherical cap of 10 mm radius was pressed 10 mm deep into the foam using a tensile/compression testing machine. The required maximum force in N is a measure of the foam's curing at that time. Each curing measurement was performed at a new foam location at the same distance from the foam edge. The mean of the maximum forces can be found as a force value in Table 1 [0 foam curing 4;5;6 min in N].
  • the foam height as a function of time was recorded using the Format Foamat device. Before each measurement, a zero-point height calibration of the cup was performed by placing the empty cup centrally below the ultrasonic sensor and normalizing the measured height to 0 mm.
  • the beaker was then filled with 60 g of reaction mixture, mixed thoroughly for 5 seconds at 1400 rpm, and placed centrally under the Foamat device to measure the foam height as a function of time.
  • foam height at setting time (RT) / maximum foam height (120 seconds) the percentage foam height at setting time could be calculated, which is proportional to the foam's volume expansion at setting time. This value can be found in Table 1 [foam height at setting time in %].
  • Example 1 Examples and comparative examples As can be seen from Table 1, the use of catalyst 2 (Example 1, not according to the invention) leads to very good foam curing, but the foam has a significantly lower foam height at the time of setting, which leads to the disadvantages already described in the continuous and discontinuous production of components (horizontal cells, poorer foam compressive strengths, increased void formation due to increased shear of the foam and reduced plane parallelism of the cover layer materials of composite elements in continuous processing using the double-belt process, as well as increased anisotropy and longer demolding times in discontinuous processing).
  • Catalyst 3 shows a significant advantage over Catalyst 2 (Example 1) in terms of the foam height achieved at setting time and results in a slightly reduced, but still acceptable, foam cure. Due to new toxicological findings, potassium 2-ethylhexanoate has been classified as reprotoxic, Category 1, under European Chemicals Regulation since November 23, 2023, which complicates handling of the catalyst.
  • catalysts 4, 5, 6, and 14 are less toxicologically critical than catalyst 3. Furthermore, in direct comparison with catalyst 3, catalysts 4, 5, 6, and 14 demonstrate an advantage in foam curing, as well as a comparable (catalyst 5) and higher foam height (catalysts 4 and 14) at the time of setting. In addition to the toxicological advantage, the three catalysts also demonstrate a property advantage over the established catalyst 3.
  • catalyst 7 leads to slightly poorer foam curing and a higher foam height at the time of setting compared to the catalysts according to the invention.
  • catalyst 8 leads to foams that have an advantageously high foam height at the time of setting, but these foams also show very weak curing.
  • catalysts 9, 10, 11, 12 and 13 leads to comparable to better curing compared to catalyst 3, but all catalysts lead to a significantly lower foam height at the time of setting.
  • catalysts 7, 10, 12, and 13 also leads to a strong odor nuisance during the foaming process, especially when formic acid is used as a chemical co-blowing agent. No odor nuisance was detected from the inventive catalysts from Examples 3, 4, 5, and 13.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

The present invention relates to a process for producing polyurethane-based rigid foams, in which (a) aromatic polyisocyanate, (b) compounds having hydrogen atoms reactive toward isocyanate groups, (c) catalyst, (d) blowing agent, (e) optionally flame retardant, and (f) optionally auxiliaries and adjuvants are mixed to form a reaction mixture and reacted to give the polyurethane-based rigid foam, wherein the catalyst (c) comprises at least the catalysts (c1) and (c2), and catalyst (c1) consists of at least one amine catalyst having at least one tertiary amino group and catalyst (c2) consists of at least one alkali metal, alkaline earth metal or ammonium salt of 3,5,5-trimethylhexanoic acid. The present invention further relates to the use of a catalyst (c) comprising the catalysts (c1) and (c2) for producing polyurethanes, to a polyurethane obtainable by a process of the invention, and to the use of such a polyurethane for producing sandwich elements.

Description

Verfahren zur Herstellung von verbesserten Polyurethan- und oder Polyisocyanurat- Hartschaumstoffen mit einer geringen Volumenexpansion und einem guten Härtungsverhalten nach dem Abbinden Process for the production of improved polyurethane and/or polyisocyanurate rigid foams with low volume expansion and good curing behavior after setting

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von polyurethanbasierten Hartschaumschaumstoffen, bei dem (a) aromatisches Polyisocyanat, (b) Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen, (c) Katalysator, (d) Treibmittel, (e) Gegebenenfalls Flammschutzmittel und (f) Gegebenenfalls Hilfs- und Zusatzstoffe zu einer Reaktionsmischung vermischt und zum polyurethanbasierten Hartschaumstoff ausreagiert wird, wobei die Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen (b) zu größer 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (b), aromatische Polyesterpolyole (b1) enthält, die eine mittlere Gesamtfunktionalität von > 1.7 und < 2.5 und eine OH- Zahl von > 180 und < 260 mg KOH/g besitzen und wobei der Katalysator (c) mindestens die Katalysatoren (c1) und (c2) enthält und Katalysator (c1) aus mindestens einem Aminkatalysator mit mindestens einer tertiären Aminogruppe und Katalysator (c2) aus mindestens einem Alkalimetall, Erdalkalimetall- oder Ammonium- Salz der 3,5,5-Trimethylhexansäure, besteht. Weiter betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines Katalysators (c), enthaltend die Katalysatoren (c1) und (c2) zur Herstellung von Polyurethanen, ein Polyurethan erhältlich nach einem erfindungsgemäßen Verfahren und die Verwendung eines solchen Polyurethans zur Herstellung von Sandwichelementen. The present invention relates to a process for the production of polyurethane-based rigid foams, in which (a) aromatic polyisocyanate, (b) compounds having hydrogen atoms reactive towards isocyanate groups, (c) catalyst, (d) blowing agent, (e) optionally flame retardant and (f) optionally auxiliaries and additives are mixed to form a reaction mixture and reacted to give the polyurethane-based rigid foam, wherein the compounds having hydrogen atoms reactive towards isocyanate groups (b) contain more than 50 wt. %, based on the total weight of component (b), aromatic polyester polyols (b1) which have an average total functionality of > 1.7 and < 2.5 and an OH number of > 180 and < 260 mg KOH/g and wherein the catalyst (c) contains at least the catalysts (c1) and (c2) and catalyst (c1) consists of at least one amine catalyst having at least one tertiary amino group and Catalyst (c2) consists of at least one alkali metal, alkaline earth metal, or ammonium salt of 3,5,5-trimethylhexanoic acid. The present invention further relates to the use of a catalyst (c) comprising catalysts (c1) and (c2) for producing polyurethanes, a polyurethane obtainable by a process according to the invention, and the use of such a polyurethane for producing sandwich elements.

Polyurethanbasierte Hartschaumstoffe, wie Polyurethan- oder Polyisocyanurat- Hartschaumstoffe, sind seit langem bekannt und vielfach beschrieben. Diese werden häufig als Dämmmaterial zur Wärme- und Kälteisolation z.B. in Kühlgeräten, in Warmwasserspeichern, in Fernwärmerohren oder im Bauwesen, beispielsweise in Sandwichelementen, eingesetzt. Polyurethane-based rigid foams, such as polyurethane or polyisocyanurate rigid foams, have long been known and widely described. These are frequently used as insulation materials for heat and cold insulation, for example, in refrigerators, hot water tanks, district heating pipes, or in construction, for example, in sandwich elements.

Eine zusammenfassende Übersicht über die Herstellung von polyurethanbasierten- Hartschaumstoffen und ihre Verwendung als Deck- oder Kernschicht in Verbundelementen, sowie ihre Anwendung als Dämmschicht in der Kühl- oder Heizungstechnik findet sich z.B. in "Polyurethane", Kunststoff-Handbuch, Band 7, 3. Auflage 1993, Kapitel 6, herausgegeben von Dr. Günter Oertel, Carl-Hanser-Verlag, München/Wien. A comprehensive overview of the production of polyurethane-based rigid foams and their use as cover or core layers in composite elements, as well as their application as insulation layers in cooling or heating technology, can be found, for example, in "Polyurethane", Kunststoff-Handbuch, Volume 7, 3rd edition 1993, Chapter 6, edited by Dr. Günter Oertel, Carl-Hanser-Verlag, Munich/Vienna.

Ein wesentliches Einsatzgebiet der polyurethanbasierten Hartschaumstoffe ist deren Einsatz bei der Herstellung von Verbundelementen. Die Herstellung von Verbundelementen aus insbesondere metallischen Deckschichten und einem Kern aus Schaumstoffen auf Isocyanat-Basis, zumeist Polyurethan- (PUR) oder Polyisocyanurat-(PIR) Schaumstoffen, häufig auch als Sandwi- chelemente bezeichnet, auf kontinuierlich arbeitenden Doppelbandanlagen wird gegenwärtig in großem Umfang praktiziert. Zur kontinuierlichen Herstellung der Verbundelemente wird das flüssige Reaktionsgemisch auf eine sich kontinuierlich bewegende untere Schicht aufgetragen. Die untere Schicht mit dem Reaktionsgemisch und die obere Deckschicht treten in das Doppelband ein, in dem das Reaktionsgemisch aufschäumt und aushärtet. Nach dem Verlassen des Doppelbandes wird der Endlosstrang in die gewünschten Abmessungen geschnitten. Auf diese Weise lassen sich Sandwichelemente mit starren oder mit flexiblen Deckschichten herstellen. A key application for polyurethane-based rigid foams is their use in the manufacture of composite elements. The production of composite elements, particularly with metallic cover layers and a core made of isocyanate-based foams, mostly polyurethane (PUR) or polyisocyanurate (PIR) foams, often referred to as sandwich elements, on continuously operating double-belt systems is currently being carried out in This is practiced on a large scale. For the continuous production of the composite elements, the liquid reaction mixture is applied to a continuously moving lower layer. The lower layer containing the reaction mixture and the upper cover layer enter the double belt, where the reaction mixture foams and hardens. After leaving the double belt, the continuous strand is cut to the desired dimensions. In this way, sandwich elements with rigid or flexible cover layers can be produced.

Zur diskontinuierlichen Herstellung von Sandwichelementen, Kühlgeräten, Warmwasserspeichern oder Fernwärmerohren wird das flüssige Reaktionsgemisch in geschlossene Stützwerkzeuge eingebracht, wo es dann aufschäumt, sich mit der Deckschicht verbindet und aushärtet. For the discontinuous production of sandwich elements, cooling units, hot water tanks or district heating pipes, the liquid reaction mixture is introduced into closed support tools, where it then foams, bonds with the covering layer and hardens.

Sowohl für die kontinuierliche als auch für die diskontinuierliche Herstellung von polyurethanbasierten Hartschaumstoffen ist es von bedeutender Wichtigkeit, dass das Reaktionsgemisch schnell aushärtet. Die schnelle Aushärtung ermöglicht eine gesteigerte Produktivität im Fertigungsprozess, weil kontinuierliche Doppelbänder mit höheren Geschwindigkeiten betrieben und diskontinuierlich hergestellte Bauteile schneller entformt und wieder neu befüllt werden können. For both the continuous and discontinuous production of polyurethane-based rigid foams, it is crucial that the reaction mixture cures quickly. Rapid curing enables increased productivity in the manufacturing process because continuous double belts can be operated at higher speeds and discontinuously produced components can be demolded and refilled more quickly.

Neben einer guten Durchhärtung ist es aber bei den zuvor beschriebenen Fertigungsprozessen ebenso essenziell, dass der polyurethanbasierte Hartschaumstoff möglichst wenig nachtreibt, das heißt nach dem Abbinde-Vorgang möglichst wenig an Volumen zunimmt. In addition to good curing, it is also essential in the manufacturing processes described above that the polyurethane-based rigid foam expands as little as possible, i.e. that it increases in volume as little as possible after the setting process.

Eine starke Volumenzunahme nach dem Abbinden führt nämlich im kontinuierlichen Herstellverfahren dazu, dass der Schaum mit großer Kraft gegen die obere Deckschicht drückt, wodurch verstärkt liegende Zellen ausgebildet werden. Als "liegende Zellen“ bezeichnet man Zellen, deren größte horizontale Achse größer ist als die größte vertikale Achse. Liegende Zellen führen zu einer deutlich verschlechterten Schaumdruckfestigkeit in Steigrichtung und somit zu einer verminderten Tragfähigkeit des Verbundelements unter Belastung. Ebenso kommt es durch die verstärkte Scherung des Schaums vermehrt zu Oberflächendefekten unterhalb den Deckschichtmaterialien. Diese verstärkte Lunker-Bildung und führt bei Verwendung von flexiblen Deckschichtmaterialen zu einem optisch schlechteren Erscheinungsbild der hergestellten Dämmplatten. Bei Verwendung von starren Metalldeckschichten führt Lunker zu einer verstärkten Blasenbildungswahrscheinlichkeit des Sandwichelements im verbauten Zustand sowie einer verminderten Haftung der Deckschicht am Schaum. A significant increase in volume after setting during continuous production results in the foam pressing with great force against the upper facing layer, resulting in the increased formation of horizontal cells. "Horizontal cells" are cells whose largest horizontal axis is larger than the largest vertical axis. Horizontal cells lead to significantly reduced foam compressive strength in the direction of rise and thus to a reduced load-bearing capacity of the composite element under load. Likewise, the increased shear of the foam increases the occurrence of surface defects beneath the facing materials. This increased formation of blowholes and, when flexible facing materials are used, leads to a poorer visual appearance of the manufactured insulation panels. When rigid metal facings are used, blowholes lead to an increased likelihood of blistering in the sandwich element after installation and to reduced adhesion of the facing layer to the foam.

Eine langsame Durchhärtung und eine starke Volumenzunahme nach dem Abbinden führt im kontinuierlichen Herstellverfahren außerdem dazu, dass die hergestellten Verbundelemente nach dem Verlassen des Doppelbandes stärker nachexpandieren und eine größere Dicke in der Mitte, als an den Seiten (Feder / Nut) aufweisen. Diese Differenz bleibt auch im abgekühlten Zustand erhalten, wodurch unerwünschte Effekte entstehen, z.B. eine schlechtere Stapelbarkeit der Verbundelemente beim Verpacken oder eine geringere Passgenauigkeit der Feder/Nut Verbindung beim Verbinden mehrerer Elemente. Bei kontinuierlichen Herstellprozessen führt dieses Verhalten dazu, dass Doppelbandanlagen mit reduzierten Geschwindigkeiten gefahren werden müssen, um die Verweilzeit des aushärtenden Reaktionsgemisches im stützenden Doppelband zu verlängern, wodurch die Verbundelemente wieder mit einer verbesserten Planparallelität der Deckschichtmaterialien hergestellt werden, was jedoch die Produktivität des Herstellprozesses nachteilig beeinflusst. In the continuous manufacturing process, slow curing and a strong increase in volume after setting also lead to the manufactured composite elements expanding more after leaving the double belt and having a greater thickness in the center than on the sides (tongue/groove). This difference persists even when cooled, resulting in undesirable effects, e.g. poor stackability of the composite elements during packaging or a reduced fit of the tongue/groove connection when joining multiple elements. In continuous manufacturing processes, this behavior means that double-belt systems must be operated at reduced speeds in order to extend the residence time of the curing reaction mixture in the supporting double belt. This means that the composite elements are again produced with improved plane-parallelism of the cover layer materials. This, however, has a negative impact on the productivity of the manufacturing process.

Auch bei der diskontinuierlichen Herstellung von Hartschaumbauteilen ist ein starkes Nachtreiben nach dem Abbinden des Schaums äußerst ungünstig, denn auch hier entstehen abhängig von der Fließrichtung des Reaktionsmaterials lokal stark unterschiedlich ausgeprägte Zellausrichtungen und somit unterschiedliche Schaumdruckfestigkeiten, was zu einem schnelleren Bauteilversagen aufgrund höherer Anisotropie führt. Durch ein verstärktes Nachdrücken nach dem Abbinden des Schaums entstehen insbesondere in der Nähe der Deckschichten starke Schiebe- und Scherzonen, die eine vermehrte Lunker-Entstehung bewirken. Even in the discontinuous production of rigid foam components, significant post-expansion after the foam has set is extremely unfavorable. Depending on the flow direction of the reaction material, this also results in locally pronounced cell orientations and thus different foam compressive strengths, which leads to faster component failure due to increased anisotropy. Increased post-expansion after the foam has set creates strong shear and thrust zones, particularly near the face layers, which cause increased shrinkage cavities.

Ebenso führt ein starke Volumenexpansion nach dem Abbinden dazu, dass das auszuhärtende Bauteil länger in der Form verweilen muss, um auszuhärten. Bei diskontinuierlicher Bauteilfertigung kommt es sonst ebenfalls zu einem verstärkten Schaumnachtrieb, wodurch die Schaum- rissbildungsneigung im Bauteil erhöht wird. Likewise, a strong volume expansion after setting results in the component being cured having to remain in the mold longer to cure. Discontinuous component production also results in increased foam expansion, which increases the tendency for foam cracking in the component.

Ein idealer polyurethanbasierter Hartschaumstoff besitzt also prozesstechnisch eine möglichst gute Durchhärtung bei einer möglichst geringen Volumenexpansion nach dem Abbinden. An ideal polyurethane-based rigid foam therefore has the best possible curing process with the lowest possible volume expansion after setting.

BE1027812 offenbart ein Kit zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen, wobei das Kit eine Isocyanatkomponente, eine Polyolkomponente, ein Treibmittel und einen Katalysator umfasst, wobei die Isocyanatkomponente und die Polyolkomponente in dem Kit in einem Gewichtsverhältnis von 15:10 bis 18:10 vorliegen und die Polyolkomponente mindestens drei verschiedene Polyetherpolyole umfasst, wobei die Polyetherpolyole zusammen in einer Konzentration von mindestens 75,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polyolkomponente, vorliegen. Als möglicher Katalysator ist Kaliumisononanoat genannt. BE1027812 discloses a kit for producing polyurethane foams, the kit comprising an isocyanate component, a polyol component, a blowing agent, and a catalyst. The isocyanate component and the polyol component are present in the kit in a weight ratio of 15:10 to 18:10, and the polyol component comprises at least three different polyether polyols, the polyether polyols together being present in a concentration of at least 75.0 wt.%, based on the total weight of the polyol component. Potassium isononanoate is mentioned as a possible catalyst.

BE 1027823 offenbart ein Kit für die Herstellung von Polyisocyanuratschaumstoffen, wobei das Kit eine Isocyanatkomponente, eine Polyolkomponente, ein Treibmittel und einen Katalysator umfasst, und die Isocyanatkomponente und die Polyolkomponente in dem Kit in einem Ge- wichtsverhältnis zwischen 18:10 bis 22:10 enthalten ist, wobei die Polyolkomponente eine Mischung aus einem Polyetherpolyol und einem Polyesterpolyol in einem Gewichtsverhältnis von 2:7 bis 4:7 ist. Als ein möglicher Katalysator ist Kaliumisononanoat genannt. BE 1027823 discloses a kit for the production of polyisocyanurate foams, the kit comprising an isocyanate component, a polyol component, a blowing agent and a catalyst, and the isocyanate component and the polyol component in the kit in a weight ratio between 18:10 and 22:10, with the polyol component being a mixture of a polyether polyol and a polyester polyol in a weight ratio of 2:7 to 4:7. Potassium isononanoate is mentioned as a possible catalyst.

W02023001687 offenbart die Herstellung eines Polyurethanhartschaums auf Basis von Polyesterpolyol und einer Mischung aus Bis(2-dimethylaminoethyl)ether und Kaliumformiat als Katalysator. Ebenfalls offenbart ist die Herstellung von Sandwichelementen umter Einsatz des Doppelbandverfahrens. WO2023001687 discloses the production of a rigid polyurethane foam based on polyester polyol and a mixture of bis(2-dimethylaminoethyl) ether and potassium formate as a catalyst. Also disclosed is the production of sandwich elements using the double-belt process.

Es ist bekannt, dass eine verbesserte Schaumaushärtung durch Zugabe von Katalysatoren zur Reaktionsmischung erreicht werden kann, welche die PIR-Reaktion forcieren. Aufgrund ihres geringen Toxizitätsprofils im direkten Vergleich mit vielen Amin- Katalysatoren werden dazu insbesondere Alkalimetallsalze kurzkettiger linearer Carbonsäuren verwendet. Obwohl der Einsatz dieser Salzverbindungen eine sehr schnelle Aushärtung bewirkt, verursacht ihre Verwendung dennoch eine häufig zu starke Volumenexpansion des Schaums nach dem Abbinden. It is known that improved foam curing can be achieved by adding catalysts to the reaction mixture that promote the PIR reaction. Due to their low toxicity profile compared to many amine catalysts, alkali metal salts of short-chain linear carboxylic acids are particularly popular for this purpose. Although the use of these salt compounds results in very rapid curing, their use often causes excessive volume expansion of the foam after setting.

Um eine verbesserte Durchhärtung bei reduzierter Volumenexpansion zu erhalten, wird daher bei Bedarf Kalium-2-Ethylhexanoat eingesetzt. Dieses führt im direkten Vergleich mit den zuvor beschriebenen kurzkettigen unverzweigten Kaliumsalzen zu einer reduzierten Volumenexpansion nach dem Abbinden. Aufgrund neuer toxikologischer Erkenntnisse ist Kalium-2- ethylhexanoat ab dem 23.11.2023 nach dem Europäischen Chemikalienrecht als reprotoxisch Kategorie 1 einzustufen, was dazu führt das die Handhabung des Katalysators aufgrund erhöhter Schutzmaßnahmen erschwert wird. To achieve improved curing with reduced volume expansion, potassium 2-ethylhexanoate is used when necessary. In direct comparison with the previously described short-chain unbranched potassium salts, this leads to reduced volume expansion after setting. Due to new toxicological findings, potassium 2-ethylhexanoate is to be classified as reprotoxic Category 1 under European Chemicals Regulation as of November 23, 2023. This makes handling the catalyst more difficult due to increased protective measures.

Aufgabe der Erfindung war es daher einen Katalysator zur Herstellung von Polyurethanbasiertem Hartschaumstoff zu finden, welcher den Einsatz von tertiären Amin Katalysatoren reduziert, zu einer verbesserten Durchhärtung und einer geringen Volumenexpansion des Schaums nach dem Abbinden führt und außerdem nach aktuellem Kenntnisstand nicht reprotoxisch entsprechend Kategorie 1 ist. The object of the invention was therefore to find a catalyst for the production of polyurethane-based rigid foam, which reduces the use of tertiary amine catalysts, leads to improved curing and a low volume expansion of the foam after setting and, according to current knowledge, is not reprotoxic according to category 1.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von polyurethanbasierten Hartschaumschaumstoffen, bei dem (a) aromatisches Polyisocyanat, (b) Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen, (c) Katalysator, (d) Treibmittel, (e) gegebenenfalls Flammschutzmittel und (f) gegebenenfalls Hilfs- und Zusatzstoffe zu einer Reaktionsmischung vermischt und zum polyurethanbasierten Hartschaumstoff ausreagiert wird, wobei die Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen (b) zu größer 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (b), aromatische Polyesterpolyo- le (b1) enthält, die eine mittlere Gesamtfunktionalität von > 1.7 und < 2.5 und eine OH-Zahl von > 180 und < 260 mg KOH/g besitzen und wobei der Katalysator (c) mindestens die Katalysatoren (c1) und (c2) enthält und Katalysator (c1) aus mindestens einem Aminkatalysator mit mindestens einer tertiären Aminogruppe und Katalysator (c2) aus mindestens einem Alkalimetall, Erdalkalimetall- oder Ammonium- Salz der 3,5,5-Trimethylhexansäure, besteht. This object is achieved by a process for the production of polyurethane-based rigid foams, in which (a) aromatic polyisocyanate, (b) compounds having hydrogen atoms reactive towards isocyanate groups, (c) catalyst, (d) blowing agent, (e) optionally flame retardant and (f) optionally auxiliaries and additives are mixed to form a reaction mixture and reacted to give the polyurethane-based rigid foam, wherein the compounds having hydrogen atoms reactive towards isocyanate groups (b) comprise more than 50 wt.%, based on the total weight of component (b), aromatic polyester polyo- le (b1) which have an average total functionality of > 1.7 and < 2.5 and an OH number of > 180 and < 260 mg KOH/g and wherein the catalyst (c) contains at least the catalysts (c1) and (c2) and catalyst (c1) consists of at least one amine catalyst having at least one tertiary amino group and catalyst (c2) consists of at least one alkali metal, alkaline earth metal or ammonium salt of 3,5,5-trimethylhexanoic acid.

Weiter betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines Katalysators (c), enthaltend die Katalysatoren (c1) und (c2) zur Herstellung von Polyurethanen, ein Polyurethan erhältlich nach einem erfindungsgemäßen Verfahren und die Verwendung eines solchen Polyurethans zur Herstellung von Sandwichelementen. Furthermore, the present invention relates to the use of a catalyst (c) comprising the catalysts (c1) and (c2) for producing polyurethanes, a polyurethane obtainable by a process according to the invention and the use of such a polyurethane for producing sandwich elements.

Polyurethanbasierte Hartschaumstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen Polyurethanhartschaumstoffe und Polyisocyanuratschaumstoffe. Dabei werden polyurethanbasierte Hartschaumstoffe üblicherweise durch Reaktion von Isocyanatgruppen enthaltenden Verbindungen mit Verbindungen erhalten, die mit Isocyanaten reaktive Wasserstoffe enthalten. Im Rahmen der Erfindung soll der Begriff Polyurethan-Hartschaum für polyurethanbasierte Schaumstoffe verstanden werden, die mit einem Isocyanatindex von 90 bis unter 180 hergestellt wurden. Als Polyisocyanurat-Hartschaumstoffe werden polyurethanbasierte Hartschaumstoffe verstanden, die bei einem Isocyanatindex von mindestens 180 hergestellt wurden. Dabei ist unter dem Isocyanatindex das Verhältnis an Isocyanat-Gruppen zu gegenüber Isocyanat- reaktiven Gruppen, multipliziert mit 100, zu verstehen. Ein Isocyanatindex von 100 entspricht dabei einem äquimolaren Verhältnis der eingesetzten Isocyanat-Gruppen der Komponente (a) zu den mit Isocyanat reaktiven Gruppen der Komponenten (b) bis (f). Polyisocyanurat- Hartschaumstoffe enthalten üblicherweise Isocyanuratgruppen. Polyurethane-based rigid foams according to the present invention comprise polyurethane rigid foams and polyisocyanurate foams. Polyurethane-based rigid foams are typically obtained by reacting compounds containing isocyanate groups with compounds containing isocyanate-reactive hydrogens. For the purposes of the invention, the term "rigid polyurethane foam" refers to polyurethane-based foams produced with an isocyanate index of 90 to below 180. Rigid polyisocyanurate foams are understood to mean polyurethane-based rigid foams produced with an isocyanate index of at least 180. The isocyanate index is the ratio of isocyanate groups to isocyanate-reactive groups multiplied by 100. An isocyanate index of 100 corresponds to an equimolar ratio of the isocyanate groups used in component (a) to the isocyanate-reactive groups of components (b) to (f). Polyisocyanurate rigid foams usually contain isocyanurate groups.

Im Rahmen der Erfindung wird unter polyurethanbasierten Hartschaumstoffen ein Schaumstoff gemäß DIN 7726, verstanden, der eine Druckfestigkeit nach DIN 53 421 / DIN EN ISO 604 von größer gleich 80 kPa, bevorzugt größer gleich 150 kPa, besonders bevorzugt größer gleich 180 kPa aufweist. Weiterhin verfügt der polyurethanbasierte Hartschaumstoff nach DIN ISO 4590 über eine Geschlossenzelligkeit von größer 50%, vorzugsweise größer 85% und besonders bevorzugt größer 90%. Weitere Details zu erfindungsgemäßen Polyurethanbasierten Hartschaumstoffen finden sich im "Kunststoffhandbuch, Band 7, Polyurethane", Carl Hanser Verlag, 3. Auflage 1993, Kapitel 6, insbesondere Kapitel 6.2.2 und 6.5.2.2. For the purposes of the invention, polyurethane-based rigid foams are understood to mean foams according to DIN 7726 that have a compressive strength according to DIN 53 421 / DIN EN ISO 604 of greater than or equal to 80 kPa, preferably greater than or equal to 150 kPa, particularly preferably greater than or equal to 180 kPa. Furthermore, the polyurethane-based rigid foam according to DIN ISO 4590 has a closed-cell content of greater than 50%, preferably greater than 85%, and particularly preferably greater than 90%. Further details on polyurethane-based rigid foams according to the invention can be found in the "Kunststoffhandbuch, Volume 7, Polyurethane", Carl Hanser Verlag, 3rd edition 1993, Chapter 6, in particular Chapters 6.2.2 and 6.5.2.2.

Als Polyisocyanate (a) kommen die an sich bekannten aromatischen mehrwertigen Isocyanate in Betracht. Derartige mehrfunktionelle Isocyanate sind an sich bekannt oder können nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden. Die mehrfunktionellen Isocyanate können insbe- sondere auch als Mischungen eingesetzt werden, so dass die Komponente (a) in diesem Fall verschiedene mehrfunktionelle Isocyanate enthält. Als Polyisocyanat in Betracht kommende mehrfunktionelle Isocyanate weisen zwei (im folgenden Diisocyanate genannt) oder mehr als zwei Isocyanatgruppen pro Molekül auf. Suitable polyisocyanates (a) are the known aromatic polyfunctional isocyanates. Such polyfunctional isocyanates are known per se or can be prepared by known methods. The polyfunctional isocyanates can be used in particular They can also be used as mixtures, so that component (a) in this case contains various polyfunctional isocyanates. Polyfunctional isocyanates considered as polyisocyanates have two (hereinafter referred to as diisocyanates) or more than two isocyanate groups per molecule.

Im Einzelnen seien insbesondere genannt: 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat und die entsprechenden Isomerengemische (TDI), 4,4’-, 2,4’- 2,2’- Diphenylmethandiisocyanat und höherkernige Homologe des Diphenylmethandiisocyanat und die entsprechenden Mischungen (MDI), Mischungen aus 4,4’-, 2,4’- und 2,2’-Diphenylmethandiisocyanaten und Polyphenylpolymethylen- polyisocyanaten (Polymer-MDI) und Mischungen aus MDI und TDI. In particular, the following should be mentioned: 2,4- and 2,6-toluene diisocyanate and the corresponding isomer mixtures (TDI), 4,4’-, 2,4’-, 2,2’- diphenylmethane diisocyanate and higher-nuclear homologues of diphenylmethane diisocyanate and the corresponding mixtures (MDI), mixtures of 4,4’-, 2,4’- and 2,2’-diphenylmethane diisocyanates and polyphenylpolymethylene polyisocyanates (polymer MDI) and mixtures of MDI and TDI.

Insbesondere geeignet sind 2,2‘-, 2,4‘- und/oder 4, 4‘-Diphenylmethandiisocyanat, sowie höherkernige Homologe des Diphenylmethandiisocyanat (MDI), 1 ,5-Naphthylendiisocyanat (NDI), 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat (TDI), 3,3‘-Dimethyl-diphenyldiisocyanat, 1 ,2- Diphenylethandiisocyanat und/oder p-Phenylen-diisocyanat (PPDI. Particularly suitable are 2,2'-, 2,4'- and/or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, as well as higher-nuclear homologues of diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,5-naphthylene diisocyanate (NDI), 2,4- and/or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), 3,3'-dimethyldiphenyl diisocyanate, 1,2-diphenylethane diisocyanate and/or p-phenylene diisocyanate (PPDI).

Häufig werden auch modifizierte Polyisocyanate, d.h. Produkte, die durch chemische Umsetzung organischer Polyisocyanate erhalten werden und die mindestens zwei reaktive Isocyanatgruppen pro Molekül aufweisen, verwendet. Insbesondere genannt seien Ester-, Harnstoff-, Biuret-, Allophanat-, Carbodiimid-, Isocyanurat-, Uretdion-, Carbamat- und/oder Urethangruppen enthaltende Polyisocyanate, häufig auch zusammen mit nicht umgesetzten Polyisocyana- ten. Modified polyisocyanates, i.e., products obtained by chemically converting organic polyisocyanates and containing at least two reactive isocyanate groups per molecule, are also frequently used. Polyisocyanates containing ester, urea, biuret, allophanate, carbodiimide, isocyanurate, uretdione, carbamate, and/or urethane groups are particularly mentioned, often together with unreacted polyisocyanates.

Besonders bevorzugt enthalten die Polyisocyanate der Komponente (a) 2,2‘-MDI oder 2,4‘-MDI oder 4,4‘-MDI (auch als monomeres Diphenylmethan oder MMDI bezeichnet) oder Oligomeres MDI, das aus höherkernigen Homologen des MDI, welche mindestens 3 aromatische Kerne und eine Funktionalität von mindestens 3 aufweisen, besteht, oder Mischungen mindestens zweier dieser Isomere, gegebenenfalls auch Mischungen mindestens eines Isomeren des MDI mit mindestens einem höherkernigen Homologen des MDI, oder Roh-MDI, welches bei der Herstellung von MDI anfällt, oder bevorzugt Mischungen aus mindestens einem höherkernigen Homologen des MDI und mindestens einem der vorgenannten niedermolekularen MDI-Derivate 2,2‘- MDI, 2,4‘-MDI oder 4,4‘-MDI (auch als polymeres MDI bezeichnet). Üblicherweise werden die Isomeren und Homologen des MDI durch Destillation von Roh-MDI erhalten. The polyisocyanates of component (a) particularly preferably contain 2,2'-MDI or 2,4'-MDI or 4,4'-MDI (also referred to as monomeric diphenylmethane or MMDI) or oligomeric MDI consisting of higher-nuclear homologues of MDI which have at least 3 aromatic nuclei and a functionality of at least 3, or mixtures of at least two of these isomers, optionally also mixtures of at least one isomer of MDI with at least one higher-nuclear homologue of MDI, or crude MDI which arises during the production of MDI, or preferably mixtures of at least one higher-nuclear homologue of MDI and at least one of the aforementioned low-molecular-weight MDI derivatives 2,2'-MDI, 2,4'-MDI or 4,4'-MDI (also referred to as polymeric MDI). The isomers and homologues of MDI are usually obtained by distillation of crude MDI.

Besonders bevorzugt als Isocyanat (a) eingesetzt wird polymeres MDI. Die mittlere Funktionalität eines polymeren MDl’s variiert vorzugsweise im Bereich von 2,2 bis 4, besonders bevorzugt von 2,4 bis 3,8 und insbesondere von 2,6 bis 3,0. Polymeres MDI wird beispielsweise vonPolymeric MDI is particularly preferably used as isocyanate (a). The average functionality of a polymeric MDI preferably varies in the range from 2.2 to 4, particularly preferably from 2.4 to 3.8 and especially from 2.6 to 3.0. Polymeric MDI is used, for example,

BASF Polyurethanes GmbH unter dem Namen Lupranat® M20 oder Lupranat® M50 vertrieben. BASF Polyurethanes GmbH markets it under the name Lupranat® M20 or Lupranat® M50.

Vorzugsweise enthält die Komponente (a) mindestens 70, besonders bevorzugt mindestens 90 und insbesondere 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (a), ein oder mehrere Isocyanate, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus 2,2‘-MDI, 2,4‘-MDI, 4,4‘-MDI und Oligomeren des MDI. Dabei beträgt der Gehalt an oligomerem MDI vorzugsweise mindestens 20 Gew.-%, besonders bevorzugt größer 30 bis kleiner 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (a). Component (a) preferably contains at least 70, particularly preferably at least 90, and especially 100 wt. %, based on the total weight of component (a), of one or more isocyanates selected from the group consisting of 2,2'-MDI, 2,4'-MDI, 4,4'-MDI, and oligomers of MDI. The content of oligomeric MDI is preferably at least 20 wt. %, particularly preferably greater than 30 to less than 80 wt. %, based on the total weight of component (a).

Als Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen (b) können alle in der Polyurethanchemie bekannten Verbindungen mit gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppen eingesetzt werden, bevorzugt Verbindungen mit im Mittel mindestens 1 ,5 gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppen, wie Hydroxylgruppen, -NH-Gruppen, NH2-Gruppen oder Carbonsäuregruppen, vorzugsweise NH2- oder OH-Gruppen und insbesondere mindestens 1 ,5 OHGruppen. Die mittlere Funktionalität der Verbindungen der Komponente (b) gegenüber Isocya- nat-Gruppen liegt dabei im Bereich von mindestens 1 ,5, vorzugsweise 1 ,7 bis 8,0, besonders bevorzugt 1 ,9 bis 3,0 und insbesondere 2,0 bis 2,5. Besonders bevorzugt weisen die Verbindungen (b) Polyesteroie und/oder Polyetheroie auf. Vorzugsweise weisen Polyesteroie und Polyetheroie jeweils ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 150 bis 15.000 g/mol, bevorzugt 150 bis 5.000 g/mol und besonders bevorzugt 200 bis 2.000 g/mol auf. Neben Polyetheroien und Polyesteroien können beispielsweise auch in der Polyurethanchemie bekannte niedermolekulare Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel eingesetzt werden. Vorzugsweise weise die Verbindungen (b) ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 62 bis 15000 g/mol auf. As compounds having hydrogen atoms reactive towards isocyanate groups (b), it is possible to use all compounds having isocyanate-reactive groups known in polyurethane chemistry, preferably compounds having on average at least 1.5 isocyanate-reactive groups, such as hydroxyl groups, -NH groups, NH2 groups or carboxylic acid groups, preferably NH2 or OH groups and in particular at least 1.5 OH groups. The average functionality of the compounds of component (b) with respect to isocyanate groups is in the range of at least 1.5, preferably 1.7 to 8.0, particularly preferably 1.9 to 3.0 and in particular 2.0 to 2.5. The compounds (b) particularly preferably have polyesterols and/or polyetherols. Polyester films and polyether films preferably each have a number-average molecular weight of 150 to 15,000 g/mol, more preferably 150 to 5,000 g/mol, and particularly preferably 200 to 2,000 g/mol. In addition to polyether films and polyester films, low-molecular-weight chain extenders and/or crosslinking agents known, for example, in polyurethane chemistry can also be used. Compounds (b) preferably have a number-average molecular weight of 62 to 15,000 g/mol.

Polyetheroie werden beispielsweise hergestellt aus Epoxiden, wie Propylenoxid und/oder Ethylenoxid, oder aus Tetrahydrofuran mit wasserstoffaktiven Starterverbindungen, wie aliphatischen Alkoholen, Phenolen, Aminen, Carbonsäuren, Wasser oder Verbindungen auf Naturstoffbasis, wie Saccharose, Sorbit oder Mannit, unter Verwendung eines Katalysators. Zu nennen sind hier basische Katalysatoren oder Doppelmetallcyanidkatalysatoren, wie beispielweise in PCT/EP2005/010124, EP 90444 oder WO 05/090440 beschrieben. Dabei wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung angenommen, dass die Funktionalität der Polyetherpolyole gleich der des Startermoleküls ist. Werden Mischungen von Startermolekülen mit unterschiedlichen Funktionalitäten verwendet, können fraktionierte Funktionalitäten erhalten werden. Einflüsse auf die Funktionalität, z.B. durch Nebenreaktionen, werden in der Sollfunktionalität nicht berücksichtigt. Polyesterole werden z.B. hergestellt aus aliphatischen oder aromatischen Dicarbonsäuren und mehrwertigen Alkoholen, Polythioetherpolyolen, Polyesteramiden, hydroxylgruppenhaltigen Polyacetalen und/oder hydroxylgruppenhaltigen aliphatischen Polycarbonaten, vorzugsweise in Gegenwart eines Veresterungskatalysators. Weitere mögliche Polyole sind beispielsweise im "Kunststoffhandbuch, Band 7, Polyurethane", Carl Hanser Verlag, 3. Auflage 1993, Kapitel 3.1 angegeben. Polyether polyols are produced, for example, from epoxides such as propylene oxide and/or ethylene oxide, or from tetrahydrofuran with hydrogen-active starter compounds such as aliphatic alcohols, phenols, amines, carboxylic acids, water, or natural product-based compounds such as sucrose, sorbitol, or mannitol, using a catalyst. Examples include basic catalysts or double metal cyanide catalysts, as described, for example, in PCT/EP2005/010124, EP 90444, or WO 05/090440. Within the scope of the present invention, it is assumed that the functionality of the polyether polyols is equal to that of the starter molecule. If mixtures of starter molecules with different functionalities are used, fractional functionalities can be obtained. Influences on the functionality, e.g., due to side reactions, are not taken into account in the target functionality. Polyesterols are produced, for example, from aliphatic or aromatic dicarboxylic acids and polyhydric alcohols, polythioether polyols, polyesteramides, hydroxyl-containing polyacetals, and/or hydroxyl-containing aliphatic polycarbonates, preferably in the presence of an esterification catalyst. Other possible polyols are listed, for example, in "Kunststoffhandbuch, Volume 7, Polyurethane," Carl Hanser Verlag, 3rd edition 1993, Chapter 3.1.

Dabei enthalten die Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen (b) zu größer 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (b), mindestens ein aromatisches Polyesterpolyol (b1), das eine mittlere Gesamtfunktionalität von > 1.7 und < 2.5 und eine OH-Zahl von > 180 und < 260 mg KOH/g besitzt. The compounds having hydrogen atoms (b) reactive towards isocyanate groups contain greater than 50% by weight, based on the total weight of component (b), of at least one aromatic polyester polyol (b1) which has an average total functionality of > 1.7 and < 2.5 and an OH number of > 180 and < 260 mg KOH/g.

Dieses ist herstellbar durch Veresterung von (b1.1 ) 10 bis 50 Mol-%, einer Dicarbonsäure- Zusammensetzung, enthaltend aromatische Dicarbonsäuren, (b1.2) 0 bis 20 Mol-% einer oder mehrerer Fettsäuren und/oder Fettsäurederivate, (b1.3) 10 bis 70 Mol-% eines oder mehrerer aliphatischer oder cyclo-aliphatischer Diole mit 2 bis 18 C-Atomen oder Alkoxylate derselben und (b1.4) 0 bis 50 Mol-% eines höherfunktionellen Polyols ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, alkoxyliertem Glycerin, Trimethylolpropan, alkoxyliertem Trimethylolpropan, Pentaerythrol, alkoxyliertem Pentaerythrol. This can be prepared by esterification of (b1.1) 10 to 50 mol% of a dicarboxylic acid composition containing aromatic dicarboxylic acids, (b1.2) 0 to 20 mol% of one or more fatty acids and/or fatty acid derivatives, (b1.3) 10 to 70 mol% of one or more aliphatic or cycloaliphatic diols having 2 to 18 C atoms or alkoxylates thereof and (b1.4) 0 to 50 mol% of a higher-functional polyol selected from the group consisting of glycerol, alkoxylated glycerol, trimethylolpropane, alkoxylated trimethylolpropane, pentaerythrol, alkoxylated pentaerythrol.

Die Dicarbonsäurezusammensetzung (b1.1) enthält Dicarbonsäuren und/oder deren Derivate, welche üblicherweise zu Herstellung von Estern eingesetzt werden können. Vorzugsweise enthält die Dicarbonsäuezusammensetzung (b1.1) mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Terephthalsäure, Dimethylterephtalat (DMT), Polyethylenterephtha- lat (PET), Phthalsäure, Phthalsäure-Anhydrid (PSA) und Isophthalsäure. Besonders bevorzugt enthält die Komponente (b1.1) Phthalsäure-Anhydrid, Phthalsäure, Terephthalsäure oder Po- lyethylenterephthalat (PET) und insbesondere Phthalsäure-Anhydrid oder Terephthalsäure, im speziellen Phthalsäure-Anhydrid. Im Allgemeinen kann Komponente (b1.1) auch aliphatische Dicarbonsäuren oder -aliphatische Dicarbonsäure-Derivate enthalten. Falls aliphatische Dicarbonsäuren Verwendung finden, sind diese im Allgemeinen zu 0,5 - 40 Mol-%, bevorzugt zu 0,5 bis 20 Mol-%, jeweils bezogen auf die Komponente (b1.1) enthalten. Als aliphatische Dicarbonsäuren werden vorzugsweise Adipinsäure oder Dicarbonsäure-Gemische aus Bernstein-, Glutar- und Adipinsäure verwendet. Bevorzugt enthält die Dicarbonsäure-Zusammensetzung (b1.1) keine aliphatischen Dicarbonsäuren oder Derivate derselben und besteht somit zu 100 Mol-% aus einer oder mehreren aromatischen Dicarbonsäuren oder deren Derivaten. Im Allgemeinen wird Komponente (b1.1) in Mengen von 10 bis 50 Mol-%, bevorzugt in Mengen von 20 bis 45 Mol-%, bezogen auf die zur Herstellung des aromatischen Polyesterpolyols (b1) verwendeten Komponenten (b1.1), (b1.2), (b1.3) und (b1.4), eingesetzt. The dicarboxylic acid composition (b1.1) contains dicarboxylic acids and/or their derivatives, which can typically be used to produce esters. Preferably, the dicarboxylic acid composition (b1.1) contains at least one compound selected from the group consisting of terephthalic acid, dimethyl terephthalate (DMT), polyethylene terephthalate (PET), phthalic acid, phthalic anhydride (PSA), and isophthalic acid. Component (b1.1) particularly preferably contains phthalic anhydride, phthalic acid, terephthalic acid, or polyethylene terephthalate (PET), and in particular phthalic anhydride or terephthalic acid, specifically phthalic anhydride. In general, component (b1.1) can also contain aliphatic dicarboxylic acids or aliphatic dicarboxylic acid derivatives. If aliphatic dicarboxylic acids are used, they are generally present in an amount of 0.5-40 mol%, preferably 0.5 to 20 mol%, based in each case on component (b1.1). Adipic acid or dicarboxylic acid mixtures of succinic, glutaric, and adipic acid are preferably used as aliphatic dicarboxylic acids. The dicarboxylic acid composition (b1.1) preferably contains no aliphatic dicarboxylic acids or derivatives thereof and thus consists of 100 mol% of one or more aromatic dicarboxylic acids or derivatives thereof. In general, component (b1.1) is used in amounts of 10 to 50 mol%, preferably in amounts of 20 to 45 mol%, based on the components (b1.1), (b1.2), (b1.3) and (b1.4) used to prepare the aromatic polyester polyol (b1).

Zur Herstellung des aromatischen Polyesterpolyols (b1) können auch eine oder mehrerer Fettsäuren und/oder Fettsäurederivate (b1.2), verwendet werden. Die Säuren und/oder Fettsäurederivate können dabei sowohl einen biologischen als auch einen petrochemischen Ursprung haben. Beispiele für Fettsäuren sind Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Miyristoleinsäure, Palmitinsäure, Palmitoleinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Vaccen- säure, Petroselinsäure, Gadoleinsäure, Erucasäure, Nervonsäure, Linolsäure, Linolensäure, Stearidonsäure, Arachidonsäure, Timnodonsäure, Clupanodonsäure, Cervonsäure, Rizinolsäu- re und deren Gemische. Beispiele für Fettsäurederivate sind Glycerin-Ester von Fettsäuren wie z.B. Rizinusöl, Weintraubenkernöl, schwarzes Kümmelöl, Kürbiskernöl, Borretschsamen-Öl, Sojabohnen-Öl, Weizensamen-Öl, Raps-Öl, Sonnenblumenkern-Öl, Erdnuss-Öl, Aprikosen- kern-ÖI, Pistazien-Öl, Mandel-Öl, Oliven-Öl, Macadamia-Öl, Avocado-Öl, Sanddorn-Öl, Sesam- Öl, Hanf-Öl, Haselnuss-Öl, Primel-Öl, Wildrosen-Öl, Distel-Öl, Walnuss-Öl. One or more fatty acids and/or fatty acid derivatives (b1.2) can also be used to produce the aromatic polyester polyol (b1). The acids and/or fatty acid derivatives can be of either biological or petrochemical origin. Examples of fatty acids are caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, myristic acid, palmitic acid, palmitoleic acid, stearic acid, oleic acid, vaccenic acid, petroselinic acid, gadoleic acid, erucic acid, nervonic acid, linoleic acid, linolenic acid, stearidonic acid, arachidonic acid, timnodonic acid, clupanodonic acid, cervonic acid, ricinoleic acid, and mixtures thereof. Examples of fatty acid derivatives are glycerol esters of fatty acids such as castor oil, grape seed oil, black cumin oil, pumpkin seed oil, borage seed oil, soybean oil, wheat seed oil, rapeseed oil, sunflower seed oil, peanut oil, apricot kernel oil, pistachio oil, almond oil, olive oil, macadamia oil, avocado oil, sea buckthorn oil, sesame oil, hemp oil, hazelnut oil, primrose oil, wild rose oil, safflower oil, walnut oil.

Weitere Beispiele für Fettsäurederivate sind Hydroxyl-modifizierte Fette oder Fettsäuren, hydrierte Fette oder Fettsäuren, epoxidierte Fette oder Fettsäuren, Alkylverzweigte Fette oder Fettsäuren, Fettsäureamide, tierischer Talg wie beispielsweise Rindertalg, Alkyl- oder im speziellen Methylester von Fettsäuren wie Biodiesel. Further examples of fatty acid derivatives are hydroxyl-modified fats or fatty acids, hydrogenated fats or fatty acids, epoxidized fats or fatty acids, alkyl branched fats or fatty acids, fatty acid amides, animal tallow such as beef tallow, alkyl or especially methyl esters of fatty acids such as biodiesel.

Im Allgemeinen wird Komponente (b1.2) in Mengen von 0 bis 20 Mol-%, bevorzugt in Mengen von 5 bis 15 Mol-%, besonders bevorzugt in Mengen von 6 bis 10 Mol-%, bezogen auf alle zur Herstellung des aromatischen Polyesterpolyols (b1) verwendeten Komponenten (b1.1) bis (b1.4), eingesetzt. In general, component (b1.2) is used in amounts of 0 to 20 mol%, preferably in amounts of 5 to 15 mol%, particularly preferably in amounts of 6 to 10 mol%, based on all components (b1.1) to (b1.4) used to prepare the aromatic polyester polyol (b1).

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Fettsäure oder das Fettsäurederivat (b1.2) Ölsäure, Biodiesel, Sojaöl, Rapsöl oder Talg, insbesondere Ölsäure oder Biodiesel, im speziellen Ölsäure und wird in einer Menge von 5 bis 15 Mol-% verwendet. Die Fettsäure oder das Fettsäurederivat verbessert unter anderem die Treibmittellöslichkeit bei der Herstellung von Polyurethan- oder Polyisocyanurat-Hartschaumstoffen. Ganz besonders bevorzugt umfasst Komponente (b1.2) kein Triglycerid, insbesondere kein Öl oder Fett. Das durch die Veresterung bzw. Umesterung freiwerdende Glycerin aus dem Triglycerid verschlechtert die Maßhaltigkeit des Hartschaums. Als Komponente (b1 .3) wird ein oder mehre aliphatische oder cycloaliphatische Diole mit 2 bis 18 C-Atomen oder deren Alkoxylate eingesetzt. Vorzugsweise enthält Komponente (b1.3) mindestens eine Verbindung, aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenglykol, Diethylenglycol, Propylenglykol, 1 ,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1 ,5-Pentandiol, 1 ,6-Hexandiol, 2-Methyl-1 ,3- propandiol und 3-Methyl-1 ,5-pentandiol und Alkoxylate derselben. Besonders bevorzugt ist das aliphatische Diol (b1.3) Monoethylenglykol oder Diethylenglycol, insbesondere Diethylenglycol. Im Allgemeinen wird Komponente (b1.3) in Mengen von 10 bis 80 Mol-%, bevorzugt in Mengen von 20 bis 75 Mol-%, besonders bevorzugt in Mengen von 30 bis 60 Mol-%, bezogen auf alle zur Herstellung des aromatischen Polyesterpolyols (b1) verwendeten Komponenten, eingesetzt. In a particularly preferred embodiment of the present invention, the fatty acid or fatty acid derivative (b1.2) is oleic acid, biodiesel, soybean oil, rapeseed oil, or tallow, in particular oleic acid or biodiesel, specifically oleic acid, and is used in an amount of 5 to 15 mol%. The fatty acid or fatty acid derivative improves, among other things, the blowing agent solubility in the production of rigid polyurethane or polyisocyanurate foams. Very particularly preferably, component (b1.2) does not comprise any triglyceride, in particular any oil or fat. The glycerol released from the triglyceride by esterification or transesterification impairs the dimensional stability of the rigid foam. Component (b1.3) comprises one or more aliphatic or cycloaliphatic diols having 2 to 18 carbon atoms or their alkoxylates. Component (b1.3) preferably contains at least one compound from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, and 3-methyl-1,5-pentanediol, and alkoxylates thereof. The aliphatic diol (b1.3) is particularly preferably monoethylene glycol or diethylene glycol, especially diethylene glycol. In general, component (b1.3) is used in amounts of 10 to 80 mol%, preferably in amounts of 20 to 75 mol%, particularly preferably in amounts of 30 to 60 mol%, based on all components used for preparing the aromatic polyester polyol (b1).

Als höherfunktionelles Polyol (b1.4) können zur Herstellung des aromatischen Polyesterpolyols (b1) beliebige Polyole mit einer Funktionalität von größer als 2 eingesetzt werden. Vorzugsweise ist das höherfunktionelle Polyol (b1.4) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, alkoxyliertem Glycerin, Trimethylolpropan, alkoxyliertem Trimethylolpropan, Pentaerythrol, alkoxyliertem Pentaerythrol und Mischungen aus 2 oder mehreren dieser höherfunktionellen Polyole. Besonders bevorzugt ist das höherfunktionelle Polyol (b1.4) Glycerin, alkoxyliertes Glycerin oder Mischungen daraus. Any polyols with a functionality greater than 2 can be used as the higher-functionality polyol (b1.4) for preparing the aromatic polyester polyol (b1). Preferably, the higher-functionality polyol (b1.4) is selected from the group consisting of glycerol, alkoxylated glycerol, trimethylolpropane, alkoxylated trimethylolpropane, pentaerythritol, alkoxylated pentaerythritol, and mixtures of two or more of these higher-functionality polyols. The higher-functionality polyol (b1.4) is particularly preferably glycerol, alkoxylated glycerol, or mixtures thereof.

Das Höherfunktionelle Polyol (b1.4) wird in Mengen von 0 bis 50 Mol-%, bevorzugt in Mengen von 5 bis 40 Mol-%, besonders bevorzugt in Mengen von 10 bis 25 Mol-%, bezogen auf alle zur Herstellung des aromatischen Polyesterpolyols (b1) verwendeten Komponenten, eingesetzt. The higher-functional polyol (b1.4) is used in amounts of 0 to 50 mol%, preferably in amounts of 5 to 40 mol%, particularly preferably in amounts of 10 to 25 mol%, based on all components used for preparing the aromatic polyester polyol (b1).

Erfindungsgemäß weist das aromatische Polyesterpolyol (b1) eine zahlengewichtete mittlere Funktionalität von > 1.7 bis < 2.5, besonders bevorzugt von > 1.75 bis < 2.2 und eine Hydroxyl- zahl von 180 bis 260 mg KOH/g, bevorzugt von 200 bis 250 mg KOH/g auf. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das aromatische Polyesterpolyol (b1) eine OH Zahl von 180 bis 260 mg KOH/g und eine Funktionalität von 1 ,7 bis 2,5 auf. According to the invention, the aromatic polyester polyol (b1) has a number-weighted average functionality of > 1.7 to < 2.5, particularly preferably > 1.75 to < 2.2, and a hydroxyl number of 180 to 260 mg KOH/g, preferably 200 to 250 mg KOH/g. In a particularly preferred embodiment, the aromatic polyester polyol (b1) has an OH number of 180 to 260 mg KOH/g and a functionality of 1.7 to 2.5.

Zur Herstellung des aromatischen Polyesterpolyols (b1) können die Dicarbonsäuren (b1 .1), Fettsäuren und/oder Fettsäurederivate (b1.2), die aliphatischen oder cycloaliphatischen Diole mit 2 bis 18 C-Atomen oder Alkoxylate derselben (b1.3) und die höherfunktionellen Polyole (b1.4) katalysatorfrei oder vorzugsweise in Gegenwart von Veresterungskatalysatoren, zweckmäßigerweise in einer Atmosphäre aus Inertgas wie Stickstoff in der Schmelze bei Temperaturen von 150 bis 280°C, vorzugsweise 180 bis 260°C, gegebenenfalls unter vermindertem Druck bis zur gewünschten Säurezahl, die vorteilhafterweise kleiner als 10 und besonders bevorzugt kleiner als 2 ist, polykondensiert werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das Veresterungsgemisch bei den oben genannten Temperaturen bis zu einer Säurezahl von 80 bis 20, vorzugsweise 40 bis 20, unter Normaldruck und anschließend unter einem Druck von kleiner 500 mbar, vorzugsweise 40 bis 400 mbar, polykondensiert. Als Veresterungskatalysatoren kommen beispielsweise Eisen-, Cadmium-, Kobalt-, Blei-, Zink-, Antimon-, Magnesium-, Titan- und Zinnkatalysatoren in Form von Metallen, Metalloxiden oder Metallsalzen in Betracht. Die Polykondensation kann jedoch auch in flüssiger Phase in Gegenwart von Verdünnungs- und/oder Schleppmitteln, wie z.B. Benzol. Toluol, Xylol oder Chlorbenzol zur azeotropen Abdestillation des Kondensationswassers durchgeführt werden. To prepare the aromatic polyester polyol (b1), the dicarboxylic acids (b1.1), fatty acids and/or fatty acid derivatives (b1.2), the aliphatic or cycloaliphatic diols having 2 to 18 C atoms or alkoxylates thereof (b1.3) and the higher-functionality polyols (b1.4) can be polycondensed catalyst-free or preferably in the presence of esterification catalysts, advantageously in an atmosphere of inert gas such as nitrogen in the melt at temperatures of 150 to 280°C, preferably 180 to 260°C, optionally under reduced pressure, to the desired acid number, which is advantageously less than 10 and particularly preferably less than 2. According to a preferred embodiment, the esterification mixture is polycondensed at the abovementioned temperatures to an acid number of 80 to 20, preferably 40 to 20, under atmospheric pressure and subsequently under a pressure of less than 500 mbar, preferably 40 to 400 mbar. Suitable esterification catalysts include, for example, iron, cadmium, cobalt, lead, zinc, antimony, magnesium, titanium, and tin catalysts in the form of metals, metal oxides, or metal salts. However, the polycondensation can also be carried out in the liquid phase in the presence of diluents and/or entrainers, such as benzene, toluene, xylene, or chlorobenzene, for azeotropic distillation of the condensation water.

Dabei ist der Anteil der erfindungsgemäßen Polyesterpolyole (b1) mindestens 50 Gew. -%, bevorzugt mindestens 65 Gew. -% und besonders bevorzugt mindestens 80 Gew. -%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (b), enthalten. The proportion of the polyester polyols (b1) according to the invention is at least 50% by weight, preferably at least 65% by weight and particularly preferably at least 80% by weight, in each case based on the total weight of component (b).

Vorzugsweise enthält Komponente (b) neben dem Polyesterpolyol (b1) mindestens ein Polyetherpolyol (b2), welches vorzugsweise eine Hydroxylzahl von 160 - 350 mg KOH/g besitzt und durch Alkoxylierung eines Starters oder Startergemisches hergestellt wird. Vorzugsweise wird als Alkyenoxid zur Herstellung von Polyetherpolyol (b2) mindestens 80 Gew.-% Ethylenoxid eingesetzt und das Polyetherpolyol (b2) weist vorzugsweise mindestens 90%, mehr bevorzugt mindestens 95%, besonders bevorzugt mindestens 99% und insbesondere ausschließlich primäre Hydroxyl-Endgruppen auf. Component (b) preferably contains, in addition to the polyester polyol (b1), at least one polyether polyol (b2), which preferably has a hydroxyl number of 160-350 mg KOH/g and is prepared by alkoxylation of a starter or starter mixture. Preferably, at least 80% by weight of ethylene oxide is used as the alkylene oxide for preparing polyether polyol (b2), and the polyether polyol (b2) preferably has at least 90%, more preferably at least 95%, particularly preferably at least 99%, and in particular exclusively primary hydroxyl end groups.

Die Polyetherpolyole (b2) werden nach bekannten Verfahren, beispielsweise durch anionische Polymerisation von einem oder mehreren Alkylenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, enthaltend Ethylenoxid, mit üblichen Katalysatoren, wie Alkalihydroxiden, wie Natrium- oder Kaliumhydroxid, Alkalialkoholaten, wie Natriummethylat, Natrium- oder Kaliumethylat oder Kaliumisop- ropylat, oder aminischen Alkoxylierungs-Katalysatoren, wie Dimethylethanolamin (DMEOA), Imidazol und/oder Imidazol-Derivate, unter Verwendung mindestens eines Startermoleküls oder Startermolekülgemisches, das vorzugsweise im Mittel < 3.5 und > 1.5, besonders bevorzugt < 3.0 und > 2.0, und insbesondere 2 reaktive Wasserstoffatome gebunden enthält, hergestellt. Neben der anionischen Polymerisation der Startermoleküle kann die Herstellung auch anhand kationischer Polymerisation erfolgen, wobei als Katalysatoren Lewis-Säuren, wie Antimonpentachlorid, Borfluorid-Etherat oder Bleicherde, eingesetzt werden. The polyether polyols (b2) are prepared by known processes, for example by anionic polymerization of one or more alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms, containing ethylene oxide, with conventional catalysts, such as alkali metal hydroxides, such as sodium or potassium hydroxide, alkali metal alkoxides, such as sodium methylate, sodium or potassium ethylate, or potassium isopropylate, or aminic alkoxylation catalysts, such as dimethylethanolamine (DMEOA), imidazole, and/or imidazole derivatives, using at least one starter molecule or starter molecule mixture which preferably contains on average < 3.5 and > 1.5, particularly preferably < 3.0 and > 2.0, and in particular 2 reactive hydrogen atoms. In addition to the anionic polymerization of the starter molecules, the preparation can also be carried out by cationic polymerization, using Lewis acids, such as antimony pentachloride, boron fluoride etherate, or bleaching earth, as catalysts.

Bevorzugte Alkoxylierungskatalysatoren sind KOH und aminische Alkoxylierungs-Katalysatoren. Da bei Verwendung von KOH als Alkoxylierungs-Katalysator der Polyether zunächst neutralisiert werden muss und das entstehende Kaliumsalz abgetrennt werden muss, ist die Verwendung von aminischen Alkoxylierungs-Katalysatoren besonders bevorzugt. Bevorzugte aminische Alkoxylierungs-Katalysatoren sind ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Dimethyletha- nolamin (DMEOA), Imidazol und Imidazolderivate sowie Mischungen daraus, besonders bevorzugt Imidazol. Preferred alkoxylation catalysts are KOH and aminic alkoxylation catalysts. Since, when using KOH as the alkoxylation catalyst, the polyether must first be neutralized and the resulting potassium salt must be separated, the use of aminic alkoxylation catalysts is particularly preferred. Preferred aminic alkoxylation catalysts are selected from the group consisting of dimethyl ethane, nolamine (DMEOA), imidazole and imidazole derivatives and mixtures thereof, particularly preferably imidazole.

Geeignete Alkylenoxide sind neben Ethylenoxid beispielsweise Tetrahydrofuran, 1 ,3 bzw. 1,2- Propylenoxid, 1,2- bzw. 2,3-Butylenoxid, Styroloxid und vorzugsweise 1,2-Propylenoxid. In einer besonders bevorzugten Ausführung wird als Alkylenoxid ausschließlich Ethylenoxid eingesetzt. Die Alkylenoxide können einzeln, alternierend nacheinander oder als Mischungen verwendet werden. Erfindungsgemäß wird als Alkylenoxid zur Herstellung von Polyetherpolyol (b2) mindestens 80 Gew.-% Ethylenoxid, bevorzugt mindestens 90 Gew.-% Ethylenoxid, besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-% und im speziellen mindestens 98 Gew.-% Ethylenoxid eingesetzt. Als Alkylenoxid zur Herstellung des erfindungsgemäßen Polyetherpolyols (b2) wird ganz besonders bevorzugt ausschließlich Ethylenoxid verwendet, d.h. die Gewichtsmenge von Ethylenoxid am Gesamtgewicht Alkylenoxid in Komponente (b2) beträgt in dieser Ausführungsform 100 Gew.-%. Sollte Ethylenoxid in einer Mischung mit anderen Alkylenoxiden eingesetzt werden, so ist erfindungsgemäß sicherzustellen, dass das daraus hergestellte Polyetherpolyol den erfindungsgemäßen Gehalt an primären Hydroxyl-Endgruppen aufweist. Suitable alkylene oxides, in addition to ethylene oxide, are, for example, tetrahydrofuran, 1,3- or 1,2-propylene oxide, 1,2- or 2,3-butylene oxide, styrene oxide and preferably 1,2-propylene oxide. In a particularly preferred embodiment, ethylene oxide is used exclusively as the alkylene oxide. The alkylene oxides can be used individually, alternately one after the other or as mixtures. According to the invention, at least 80% by weight of ethylene oxide, preferably at least 90% by weight of ethylene oxide, more preferably at least 95% by weight and especially at least 98% by weight of ethylene oxide is used as the alkylene oxide for preparing polyether polyol (b2). Very particularly preferably, ethylene oxide is used exclusively as the alkylene oxide for preparing the polyether polyol (b2) according to the invention, i.e. the amount by weight of ethylene oxide based on the total weight of alkylene oxide in component (b2) is 100% by weight in this embodiment. If ethylene oxide is used in a mixture with other alkylene oxides, it must be ensured according to the invention that the polyether polyol produced therefrom has the content of primary hydroxyl end groups according to the invention.

Als Startermoleküle kommen beispielsweise in Betracht: Wasser, organische Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsaure, Adipinsäure, Phthalsäure und Terephthalsäure, aliphatische und aromatische, gegebenenfalls N-mono-, N, N- und N, N'-dialkylsubstituierte Diamine mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, wie gegebenenfalls mono- und dialkylsubstituiertes Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, 1,3-Propylendiamin, 1,3- bzw. 1,4-Butylendiamin, 1,2-, 1,3- , 1,4-, 1,5- und 1,6-Hexamethylendiamin, Phenylendiamine, 2,3-, 2,4- und 2,6-Toluylendiamin und 4,4'-, 2,4'- und 2,2'-Diamino-diphenylmethan. Besonders bevorzugt sind die genannten diprimären Amine, bevorzugt Ethylendiamin. Als Startermoleküle kommen ferner in Betracht: Alkanolamine, wie z.B. Ethanolamin, N-Methyl- und N-Ethylethanolamin, Dialkanolamine, wie z.B. Diethanolamin, N-Methyl und N-Ethyldiethanolamin, und Trialkanolamine, wie z.B. Triethanolamin, und Ammoniak. Examples of suitable starter molecules are: water, organic dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, phthalic acid and terephthalic acid, aliphatic and aromatic, optionally N-mono-, N, N- and N, N'-dialkyl-substituted diamines having 1 to 4 carbon atoms in the alkyl radical, such as optionally mono- and dialkyl-substituted ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, 1,3-propylenediamine, 1,3- or 1,4-butylenediamine, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- and 1,6-hexamethylenediamine, phenylenediamines, 2,3-, 2,4- and 2,6-tolylenediamine and 4,4'-, 2,4'- and 2,2'-diaminodiphenylmethane. Particularly preferred are the diprimary amines mentioned, preferably ethylenediamine. Other suitable starter molecules are alkanolamines, such as ethanolamine, N-methyl-, and N-ethylethanolamine; dialkanolamines, such as diethanolamine, N-methyl-, and N-ethyldiethanolamine; and trialkanolamines, such as triethanolamine; and ammonia.

Bevorzugt werden als Startermoleküle zwei oder mehrwertige Alkohole, wie Ethandiol, Propan- diol-1 ,2 und -1 ,3, Diethylenglycol (DEG), Dipropylenglycol, Butandiol-1 ,4, Hexandiol-1,6, Glycerin, Trimethylolpropan, Bisphenol-A, Bisphenol-F, Pentaerythritol, Sorbit und Saccharose, besonders bevorzugt werden Diethylenglycol, Mono-Ethylenglycol, Propandiol-1 ,2 und Glycerin, im speziellen Diethylenglycol eingesetzt. Preferred starter molecules are two or more alcohols, such as ethanediol, 1,2- and 1,3-propanediol, diethylene glycol (DEG), dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, glycerol, trimethylolpropane, bisphenol A, bisphenol F, pentaerythritol, sorbitol and sucrose; particular preference is given to using diethylene glycol, monoethylene glycol, 1,2-propanediol and glycerol, especially diethylene glycol.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Startermoleküle keine Fettsäuren. Erfindungsgemäß besitzt das Polyetherpolyol (b2) eine Hydroxylzahl von 160 - 350 mg KOH/g, bevorzugt von 170 - 290 mg KOH/g, besonders bevorzugt 175 - 225 mg KOH/g. In a preferred embodiment, the starter molecules do not contain fatty acids. According to the invention, the polyether polyol (b2) has a hydroxyl number of 160 - 350 mg KOH/g, preferably 170 - 290 mg KOH/g, particularly preferably 175 - 225 mg KOH/g.

Wenn Polyetherpolyol (b2) eingesetzt wird beträgt der Anteil der Komponente (b2) vorzugsweise von 0 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt von 5 bis 35 Gew.-%, und insbesondere von 10 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (b). When polyether polyol (b2) is used, the proportion of component (b2) is preferably from 0 to 50 wt.%, particularly preferably from 5 to 35 wt.%, and in particular from 10 to 25 wt.%, based on the total weight of component (b).

Erfindungsgemäß ist die Summe der Massenanteile von Komponente (b1) und Komponente (b2) bezogen auf Komponente (b) > 80 Gew.-%, bevorzugt > 90 Gew.-%, besonders bevorzugt > 95 Gew.-%. Ganz besonders bevorzugt ist die Summe der Massenanteile von Komponente (b1) und Komponente (b2) bezogen auf die Komponente (b) 100 Gew.-%, d.h. es werden in dieser Ausführungsform keine weiteren Verbindungen mit gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktiven Wasserstoffatomen eingesetzt als Komponente (b1) und Komponente (b2). According to the invention, the sum of the mass fractions of component (b1) and component (b2) based on component (b) is > 80 wt. %, preferably > 90 wt. %, particularly preferably > 95 wt. The sum of the mass fractions of component (b1) and component (b2) based on component (b) is very particularly preferably 100 wt. %, i.e., in this embodiment, no further compounds containing hydrogen atoms reactive toward isocyanate groups are used as component (b1) and component (b2).

Erfindungsgemäß enthält der Katalysator (c) mindestens die Katalysatoren (c1) und (c2), wobei Katalysator (c1) aus mindestens einem Aminkatalysator mit mindestens einer tertiären Aminogruppe und Katalysator (c2) aus mindestens einem Alkalimetall, Erdalkalimetall- oder Ammonium- Salz der 3,5,5-Trimethylhexansäure, besteht. According to the invention, catalyst (c) contains at least catalysts (c1) and (c2), wherein catalyst (c1) consists of at least one amine catalyst having at least one tertiary amino group and catalyst (c2) consists of at least one alkali metal, alkaline earth metal or ammonium salt of 3,5,5-trimethylhexanoic acid.

Als Aminkatalysatoren (c1) können alle bekannten Verbindungen mit mindestens einer tertiären Aminogruppe, die üblicherweise zur Herstellung von Polyurethanen eingesetzt werden und die die Reaktion der reaktiven Wasserstoffatome, insbesondere Hydroxylgruppen, enthaltenden Verbindungen der Komponente (b) mit den Polyisocyanaten (a) stark beschleunigen, verwendet werden. Beispiele sind tertiäre Amine, wie Triethylamin, Tributylamin, Dimethylbenzylamin, Dicyclohexylmethylamin, Dimethylcyclohexylamin, N,N,N’,N’-Tetramethyldiaminodiethylether, Bis-(dimethylaminopropyl)-harnstoff, N-Methyl- bzw. N-Ethylmorpholin, N-Cyclohexylmorpholin, N,N,N’,N’-Tetramethylethylendiamin, N,N,N,N-Tetramethylbutandiamin, N,N,N,N- Tetramethylhexandiamin-1, 6, -Pentamethyldiethylentriamin, Bis(2-dimethylaminoethyl)ether, Dimethylpiperazin, N-Dimethylaminoethylpiperidin, 1,2-Dimethylimidazol, 1-Azabicyclo-(2,2,0)- octan, 1,4.Diazabicyclo-(2,2,2)-octan (Dabco) und Alkanolaminverbindungen, wie Triethanolamin, Triisopropanolamin, N-Methyl- und N-Ethyldiethanolamin, Dimethylaminoethanol, 2-(N,N- Dimethylaminoethoxy)ethanol, N,N’,N”-Tris-(dialkylaminoalkyl)hexahydrotriazine, z.B. N,N’,N”- Tris-(dimethylaminopropyl)-s-hexahydrotriazine, und Triethylendiamin. Vorzugsweise ist der Katalysator (c1) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dimethylcyclohexylamin, 1,4- Diazobicyclo (2,2,2) octan, 1 ,3,4 Tris (dimethylaminopropyl)-hexahydro-s-triazine, Bis(2- dimethylaminoethyl) methylamin, Bis (dimethylaminoethyl) ether oder Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Katalysatoren. Besonders bevorzugt enthält der Katalysator (c2) Bis(2- dimethylaminoethyl)methylamin und/oder Bis(dimethylaminoethyl)ether. As amine catalysts (c1) it is possible to use all known compounds having at least one tertiary amino group which are usually used for the preparation of polyurethanes and which greatly accelerate the reaction of the compounds of component (b) containing reactive hydrogen atoms, in particular hydroxyl groups, with the polyisocyanates (a). Examples are tertiary amines such as triethylamine, tributylamine, dimethylbenzylamine, dicyclohexylmethylamine, dimethylcyclohexylamine, N,N,N',N'-tetramethyldiaminodiethyl ether, bis-(dimethylaminopropyl)-urea, N-methyl- or N-ethylmorpholine, N-cyclohexylmorpholine, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, N,N,N,N-tetramethylbutanediamine, N,N,N,N-tetramethylhexanediamine-1,6,-pentamethyldiethylenetriamine, bis(2-dimethylaminoethyl) ether, dimethylpiperazine, N-dimethylaminoethylpiperidine, 1,2-dimethylimidazole, 1-azabicyclo-(2,2,0)-octane, 1,4-diazabicyclo-(2,2,2)-octane (Dabco) and alkanolamine compounds, such as triethanolamine, triisopropanolamine, N-methyl- and N-ethyldiethanolamine, dimethylaminoethanol, 2-(N,N-dimethylaminoethoxy)ethanol, N,N',N"-tris-(dialkylaminoalkyl)hexahydrotriazines, e.g. N,N',N"-tris-(dimethylaminopropyl)-s-hexahydrotriazines, and triethylenediamine. Preferably, the catalyst (c1) is selected from the group consisting of dimethylcyclohexylamine, 1,4-diazobicyclo(2,2,2)octane, 1,3,4-tris(dimethylaminopropyl)hexahydro-s-triazine, bis(2-dimethylaminoethyl)methylamine, bis(dimethylaminoethyl)ether or mixtures of two or more of these catalysts. The catalyst (c2) particularly preferably contains bis(2-dimethylaminoethyl)methylamine and/or bis(dimethylaminoethyl)ether.

Der Katalysator (c2) enthält erfindungsgemäß mindestens ein Alkalimetall, Erdalkalimetall- oder Ammonium- Salz der 3,5,5-Trimethylhexansäure, vorzugsweise enthält der Katalysator (c2) mindestens Kalium-3,5,5-Trimethylhexanoat. Dabei kann der Katalysator (c2) beispielsweise erhalten werden, indem 3,5,5-Trimethylhexansäure mit Alkalimetall- oder Erdalkalimetallhydroxyd, beispielsweise in wässriger Lösung oder Ammoniak bzw. Ammoniakhaltiger Lösung umgesetzt wird. Vorzugsweise erfolgt die Umsetzung in einer Menge, dass der freie Restsäuregehalt an 3,5,5-Trimethylhexansäure, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators (c2), kleiner als 20 Gew.-%, mehr bevorzugt von kleiner 10 Gew.-%, weiter bevorzugt von kleiner 4 Gew.-%, noch mehr bevorzugt von kleiner 3 Gew.-% und insbesondere von kleiner 1 Gew.-% beträgt. Vorzugsweise ist der pH-Wert des Katalysators (c2) nach Zugabe von Wasser kleiner als 8, besonders bevorzugt kleiner als 7 und isbesondere kleiner als 6. Dabei wird der Katalysator (c2) vorzugsweise in Form einer Lösung eingesetzt, wobei die Lösung vorzugsweise mindestens 35 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 45 Gew.-% und insbesondere mindestens 55 Gew.-% Katalysator (c2) enthält und die OH-Zahl der Lösung des Katalysators (c2) vorzugsweise kleiner als 350 mg KOH/g besonders bevorzugt kleiner als 150 mg KOH/g und insbesondere 0 mg KOH/g ist, wobei die Anwesenheit von Wasser nicht bei der OH- Zahlbestimmung berücksichtigt wird. According to the invention, the catalyst (c2) contains at least one alkali metal, alkaline earth metal, or ammonium salt of 3,5,5-trimethylhexanoic acid; preferably, the catalyst (c2) contains at least potassium 3,5,5-trimethylhexanoate. The catalyst (c2) can be obtained, for example, by reacting 3,5,5-trimethylhexanoic acid with alkali metal or alkaline earth metal hydroxide, for example in aqueous solution or ammonia or an ammonia-containing solution. The reaction is preferably carried out in an amount such that the free residual acid content of 3,5,5-trimethylhexanoic acid, based on the total weight of the catalyst (c2), is less than 20% by weight, more preferably less than 10% by weight, further preferably less than 4% by weight, even more preferably less than 3% by weight, and in particular less than 1% by weight. The pH of the catalyst (c2) after addition of water is preferably less than 8, more preferably less than 7 and in particular less than 6. The catalyst (c2) is preferably used in the form of a solution, the solution preferably containing at least 35% by weight, more preferably at least 45% by weight and in particular at least 55% by weight of catalyst (c2) and the OH number of the solution of the catalyst (c2) is preferably less than 350 mg KOH/g, more preferably less than 150 mg KOH/g and in particular 0 mg KOH/g, the presence of water not being taken into account in the OH number determination.

Vorzugsweise verwendet werden 0,001 bis 10 Gew.-teile Katalysator bzw. Katalysatorkombination, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Komponente (b). Dabei beträgt der Anteil der Katalysatoren (c1) und (c2) vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-% und insbesondere wird ausschließlich Katalysator (c1) und (c2) eingesetzt. Das Massenverhältnis an Katalysator (c1) und (c2) beträgt vorzugsweise 1 : 8 bis 8 : 1 , besonders bevorzugt 1 : 6 bis 6 : 1 und insbesondere 1 : 3 bis 3 : 1. Preferably, 0.001 to 10 parts by weight of catalyst or catalyst combination are used, based on 100 parts by weight of component (b). The proportion of catalysts (c1) and (c2) is preferably at least 50% by weight, more preferably at least 80% by weight, and in particular, only catalysts (c1) and (c2) are used. The mass ratio of catalysts (c1) and (c2) is preferably 1:8 to 8:1, more preferably 1:6 to 6:1, and in particular 1:3 to 3:1.

Als Treibmittel (d), welche zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyisocyanurat- Hartschaumstoffe verwendet werden, gehören Ameisensäure und Ameisensäure- Wassermischungen. Diese reagieren mit Isocyanat-Gruppen unter Bildung von Kohlendioxid und Kohlenstoffmonoxid. Da diese Treibmittel das Gas durch eine chemische Reaktion mit den Isocyanat-Gruppen freisetzen, werden sie als chemische Treibmittel bezeichnet. Daneben werden physikalische Treibmittel, wie niedrig siedende Kohlenwasserstoffe, eingesetzt. Als physikalische Treibmittel geeignet sind insbesondere Flüssigkeiten, welche gegenüber den Polyiso- cyanaten (a) inert sind und Siedepunkte unter 100°C, vorzugsweise unter 50°C, bei Atmosphä- rendruck aufweisen, so dass sie unter dem Einfluss der exothermen Polyadditionsreaktion verdampfen. Blowing agents (d) used to produce the inventive rigid polyisocyanurate foams include formic acid and formic acid-water mixtures. These react with isocyanate groups to form carbon dioxide and carbon monoxide. Since these blowing agents release the gas through a chemical reaction with the isocyanate groups, they are referred to as chemical blowing agents. Physical blowing agents, such as low-boiling hydrocarbons, are also used. Particularly suitable physical blowing agents are liquids that are inert toward the polyisocyanates (a) and have boiling points below 100°C, preferably below 50°C, at atmospheric pressure. pressure so that they evaporate under the influence of the exothermic polyaddition reaction.

Als physikalische Treibmittel eingesetzt werden können beispielsweise Alkane, wie Heptan, Hexan, n- und iso-Pentan, vorzugsweise technische Gemische aus n- und iso-Pentanen, n- und iso-Butan und Propan, Cycloalkane, wie Cyclopentan und/oder Cyclohexan, Ether, wie Furan, Dimethylether und Diethylether, Ketone, wie Aceton und Methylethylketon, Carbonsäurealkylester, wie Methylformiat, Dimethyloxalat und Ethylacetat und halogenierte gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Dichlormonofluormethan, Difluormethan, Trifluormethan, Difluorethan, Tetrafluorethan, Chlordifluorethan, 1 , 1 -Dichlor-2,2,2-trifluorethan, 2,2- Dichlor-2-fluorethan und Heptafluorpropan, und ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Trifluor- propene und Tetrafluorpropene, wie (HFO-1234), Pentafluorpropene, wie (HFO-1225), Chlortrif- luorpropene, wie (HFO-1233), Chlordifluorpropene, Chlorotetrafluorpropene und Hexafluorbutene, sowie Mischungen aus einer oder mehreren dieser Komponenten. Bevorzugt sind Tetrafluorpropene, Pentafluorpropene, Chlortrifluorpropene und Hexafluorbutene, wobei das ungesättigte, terminale Kohlenstoffatom mindestens einen Chlor- oder Fluorsubstituenten trägt. Beispiele sind 1 ,3,3,3-Tetrafluorpropen (HFO-1234ze); 1 ,1 ,3,3-Tetrafluorpropen; 1 , 2, 3,3,3- Pentafluorpropen (HFO-1225ye); 1 ,1 ,1-Trifluorpropen; 1 ,1 ,1 ,3,3-Pentafluorpropen (HFO- 1225zc); 1 ,1 ,2,3,3-Pentafluorpropen (HFO-1225yc); 1-Chlor-2,3,3,3-tetrafluorpropen (HFO- 1224yd); 1 ,1 ,1 ,2,3-Pentafluorpropen (HFO-1225yez); 1-Chlor-3,3,3-trifluorpropen (HCFO- 1233zd); 1 ,1 ,1 ,4,4,4-Hexafluorbut-2-en (HFO-1336mzz). Auch Gemische dieser niedrigsiedenden Flüssigkeiten untereinander und/oder mit anderen substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffen können verwendet werden. Examples of physical blowing agents that can be used are alkanes such as heptane, hexane, n- and isopentane, preferably technical mixtures of n- and isopentanes, n- and isobutane and propane, cycloalkanes such as cyclopentane and/or cyclohexane, ethers such as furan, dimethyl ether and diethyl ether, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, carboxylic acid alkyl esters such as methyl formate, dimethyl oxalate and ethyl acetate and halogenated saturated and unsaturated hydrocarbons such as methylene chloride, dichloromonofluoromethane, difluoromethane, trifluoromethane, difluoroethane, tetrafluoroethane, chlorodifluoroethane, 1,1-dichloro-2,2,2-trifluoroethane, 2,2-dichloro-2-fluoroethane and heptafluoropropane, and unsaturated hydrocarbons such as trifluoropropenes and tetrafluoropropenes, such as (HFO-1234), pentafluoropropenes, such as (HFO-1225), chlorotrifluoropropenes, such as (HFO-1233), chlorodifluoropropenes, chlorotetrafluoropropenes and hexafluorobutenes, as well as mixtures of one or more of these components. Preference is given to tetrafluoropropenes, pentafluoropropenes, chlorotrifluoropropenes and hexafluorobutenes, where the unsaturated, terminal carbon atom carries at least one chlorine or fluorine substituent. Examples are 1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234ze); 1,1,3,3-tetrafluoropropene; 1,2,3,3,3-pentafluoropropene (HFO-1225ye); 1,1,1-trifluoropropene; 1,1,1,3,3-pentafluoropropene (HFO-1225zc); 1,1,2,3,3-pentafluoropropene (HFO-1225yc); 1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1224yd); 1,1,1,2,3-pentafluoropropene (HFO-1225yez); 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233zd); 1,1,1,4,4,4-hexafluorobut-2-ene (HFO-1336mzz). Mixtures of these low-boiling liquids with each other and/or with other substituted or unsubstituted hydrocarbons can also be used.

Geeignet sind ferner organische Carbonsäuren, wie z.B. Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure, Rizinolsäure und Carboxylgruppen-haltige Verbindungen. Also suitable are organic carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, oxalic acid, ricinoleic acid and compounds containing carboxyl groups.

Vorzugsweise werden keine halogenierten Kohlenwasserstoffe als Treibmittel verwendet. Als chemische Treibmittel werden Wasser, Ameisensäure-Wasser-Mischungen oder Ameisensäure verwendet. Vorzugsweise werden als physikalische Treibmittel Pentan-Isomere, bzw. Mischungen von Pentan-Isomeren verwendet. Dabei werden vorzugsweise die chemischen Treibmittel zusammen mit physikalischen Treibmitteln verwendet, besonders bevorzugt werden Wasser oder Ameisensäure-Wasser-Mischungen jeweils zusammen mit Pentan-Isomeren oder Gemischen aus Pentan-Isomeren eingesetzt. Vorzugsweise enthält das physikalische Treibmittel dabei mindestens 30 mol-% Cyclopentan. Die eingesetzte Menge des Treibmittels bzw. der Treibmittelmischung liegt bei 0,1 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 20 Gew.-% und insbesondere 1 ,5 bis 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Summe der Komponenten (b) bis (f). Dabei werden die Treibmittel vorzugsweise in einer Menge eingesetzt, dass die Reaktionsmischung zu Polyurethanbasierten Hartschaumstoffen mit einer Dichte von vorzugsweise kleiner 45 kg/m3, mehr bevorzugt kleiner 40 kg/m3, besonders bevorzugt kleiner 35 kg/m3 und insbesondere kleiner 33 kg/m3 umgesetzt wird. Preferably, no halogenated hydrocarbons are used as blowing agents. Water, formic acid-water mixtures, or formic acid are used as chemical blowing agents. Pentane isomers or mixtures of pentane isomers are preferably used as physical blowing agents. The chemical blowing agents are preferably used together with physical blowing agents; particularly preferably, water or formic acid-water mixtures are used together with pentane isomers or mixtures of pentane isomers. The physical blowing agent preferably contains at least 30 mol% cyclopentane. The amount of blowing agent or blowing agent mixture used is from 0.1 to 45% by weight, preferably from 1 to 30% by weight, particularly preferably from 1 to 20% by weight, and in particular from 1.5 to 20% by weight, based in each case on the sum of components (b) to (f). The blowing agents are preferably used in an amount such that the reaction mixture is converted into polyurethane-based rigid foams having a density of preferably less than 45 kg/m 3 , more preferably less than 40 kg/m 3 , particularly preferably less than 35 kg/m 3 , and in particular less than 33 kg/m 3 .

Als Flammschutzmittel (e) können im Allgemeinen die aus dem Stand der Technik bekannten Flammschutzmittel verwendet werden. Geeignete Flammschutzmittel sind beispielsweise bromierte Ester, bromierte Ether (Ixol) oder bromierte Alkohole wie Dibromneopentylakohol, Tri- bromneopentylalkohol und PHT-4-Diol, sowie chlorierte Phosphate wie Tris-(2- chlorethyl)phosphat, Tris-(2-chlorpropyl)phosphat (TCPP), Tris(1 ,3-dichlorpropyl)phosphat, Trikresylphosphat, Tris-(2,3-dibrompropyl)phosphat, Tetrakis-(2-chlorethyl)-ethylendiphosphat, Dimethylmethanphosphonat, Diethanolaminomethylphosphonsäurediethylester sowie handelsübliche halogenhaltige Flammschutzpolyole. Als weitere Phosphate oder Phosphonate können Diethylethanphosphonat (DEEP), Triethylphosphat (TEP), Dimethylpropylphosphonat (DMPP), Diphenylkresylphosphat (DPK) als flüssige Flammschutzmittel eingesetzt werden. Verbindungen die Phosphor-, Chlor- oder Brom-Atome enthalten, die auch gegenüber Isocyanat reaktive Gruppen aufweisen, werden dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht als Verbindungen mit gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktiven Wasserstoffatomen (B) angesehen und nicht bei der Berechnung von Mengenverhältnissen der Komponente (B) zugehörig angesehen. Flame retardants known from the prior art can generally be used as flame retardants. Suitable flame retardants include, for example, brominated esters, brominated ethers (Ixol), or brominated alcohols such as dibromoneopentyl alcohol, tribromoneopentyl alcohol, and PHT-4-diol, as well as chlorinated phosphates such as tris-(2-chloroethyl) phosphate, tris-(2-chloropropyl) phosphate (TCPP), tris(1,3-dichloropropyl) phosphate, tricresyl phosphate, tris-(2,3-dibromopropyl) phosphate, tetrakis-(2-chloroethyl)ethylene diphosphate, dimethyl methanephosphonate, diethyl diethanolaminomethylphosphonate, and commercially available halogen-containing flame retardant polyols. Other phosphates or phosphonates that can be used as liquid flame retardants include diethyl ethane phosphonate (DEEP), triethyl phosphate (TEP), dimethylpropyl phosphonate (DMPP), and diphenyl cresyl phosphate (DPK). Compounds containing phosphorus, chlorine, or bromine atoms that also contain isocyanate-reactive groups are not considered compounds containing isocyanate-reactive hydrogen atoms (B) in the context of the present invention and are not considered to be part of component (B) when calculating proportions.

Außer den bereits genannten Flammschutzmitteln können auch anorganische oder organische Flammschutzmittel, wie roter Phosphor, roten Phosphor enthaltende Zurichtungen, Alumini- umoxidhydrat, Antimontrioxid, Arsenoxid, Ammoniumpolyphosphat und Calciumsulfat, Blähgraphit oder Cyanursäurederivate, wie z.B. Melamin, oder Mischungen aus mindestens zwei Flammschutzmitteln, wie z.B. Ammoniumpolyphosphaten und Melamin sowie gegebenenfalls Maisstärke oder Ammoniumpolyphosphat, Melamin, Blähgraphit und gegebenenfalls aromatische Polyester zum Flammfestmachen der Polyisocyanurat-Hartschaumstoffe verwendet werden. Bevorzugte Flammschutzmittel weisen keine gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktive Gruppen auf. Vorzugsweise sind die Flammschutzmittel bei Raumtemperatur flüssig. Bevorzugt sind TCPP, DEEP, TEP, DMPP und DPK, besonders bevorzugt TCPP und TEP, insbesondere TCPP. In addition to the flame retardants already mentioned, inorganic or organic flame retardants, such as red phosphorus, red phosphorus-containing dressings, aluminum oxide hydrate, antimony trioxide, arsenic oxide, ammonium polyphosphate and calcium sulfate, expanded graphite or cyanuric acid derivatives, such as melamine, or mixtures of at least two flame retardants, such as ammonium polyphosphates and melamine and optionally corn starch or ammonium polyphosphate, melamine, expanded graphite and optionally aromatic polyesters, can also be used to flame-retard the rigid polyisocyanurate foams. Preferred flame retardants do not contain any groups reactive toward isocyanate groups. The flame retardants are preferably liquid at room temperature. TCPP, DEEP, TEP, DMPP and DPK are preferred, particularly TCPP and TEP, especially TCPP.

Im Allgemeinen beträgt der Anteil der Flammschutzmittel (e) 1 bis 20 Gew.-%., bevorzugt 2 bisIn general, the proportion of flame retardants (e) is 1 to 20 wt.%, preferably 2 to

15 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 10 Gew.-% bezogen auf die Summe der Gewichtsmen- gen von Komponente (b) bis (f). Vorzugsweise enthält das Flammschutzmittel (e) mindestens ein phosphorhaltiges Flammschutzmittel, wobei der Gehalt an Phosphor, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (a) bis (f), < 1 Gew.-%, bevorzugt < 0,6, besonders bevorzugt < 0.4 Gew.-% beträgt. Besonders bevorzugt werden neben dem phosphorhaltigen Flammschutzmittel keine halogenhaltigen Flammschutzmittel eingesetzt. 15 wt.%, particularly preferably 3 to 10 wt.% based on the sum of the weight quantities of components (b) to (f). Preferably, the flame retardant (e) contains at least one phosphorus-containing flame retardant, the phosphorus content, based on the total weight of components (a) to (f), being <1 wt. %, preferably <0.6 wt. %, particularly preferably <0.4 wt. Particular preference is given to using no halogen-containing flame retardants in addition to the phosphorus-containing flame retardant.

Der Reaktionsmischung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyisocyanurat- Hartschaumstoffe können gegebenenfalls noch weitere Hilfsmittel und/oder Zusatzstoffe (f) zugesetzt werden. Genannt seien beispielsweise oberflächenaktive Substanzen, Schaumstabilisatoren, Zellregler, Füllstoffe, Lichtstabilisatoren, Farbstoffe, Pigmente, Hydrolyse-Schutzmittel, fungistatische und bakteriostatisch wirkende Substanzen. If desired, further auxiliaries and/or additives (f) may be added to the reaction mixture for producing the rigid polyisocyanurate foams of the invention. Examples include surfactants, foam stabilizers, cell regulators, fillers, light stabilizers, dyes, pigments, hydrolysis inhibitors, and fungistatic and bacteriostatic substances.

Als oberflächenaktive Substanzen kommen z.B. Verbindungen in Betracht, welche zur Unterstützung der Homogenisierung der Ausgangsstoffe dienen und gegebenenfalls auch geeignet sind, die Zellstruktur der Kunststoffe zu regulieren. Genannt seien beispielsweise Emulgatoren, wie die Natriumsalze von Rizinusölsulfaten oder von Fettsäuren sowie Salze von Fettsäuren mit Aminen, z.B. Öl-saures Diethylamin, stearinsaures Diethanolamin, Rizinol-saures Diethanolamin, Salze von Sulfonsäuren, z.B. Alkali- oder Ammoniumsalze von Dodecylbenzol- oder Di- naphthylmethandisulfonsäure und Rizinolsäure, Schaumstabilisatoren, wie Siloxanoxyalkylen- Mischpolymerisate und andere Organopolysiloxane und Dimethylpolysiloxane. Zur Verbesserung der Emulgierwirkung, der Zellstruktur und/oder Stabilisierung des Schaumes eignen sich ferner Oligomere Acrylate mit Polyoxyalkylen- und Fluoralkanresten als Seitengruppen. Die oberflächenaktiven Substanzen werden üblicherweise in Mengen von 0,01 bis 10 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Komponente (B), angewandt. Als Schaumstabilisatoren können übliche Schaumstabilisatoren, beispielsweise solche auf Silikonbasis, wie Siloxanoxyalkylen-Mischpolymerisate und anderen Organopolysiloxane verwendet werden. Suitable surfactants include compounds that support the homogenization of the starting materials and, where appropriate, are also suitable for regulating the cell structure of the plastics. Examples include emulsifiers such as the sodium salts of castor oil sulfates or fatty acids, as well as salts of fatty acids with amines, e.g., oleic diethylamine, stearic diethanolamine, ricinoleic diethanolamine; salts of sulfonic acids, e.g., alkali or ammonium salts of dodecylbenzene- or dinaphthylmethanedisulfonic acid and ricinoleic acid; foam stabilizers such as siloxaneoxyalkylene copolymers and other organopolysiloxanes and dimethylpolysiloxanes. Oligomeric acrylates with polyoxyalkylene and fluoroalkane residues as side groups are also suitable for improving the emulsifying effect, the cell structure, and/or stabilizing the foam. The surfactants are typically used in amounts of 0.01 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of component (B). Conventional foam stabilizers, for example silicone-based ones such as siloxaneoxyalkylene copolymers and other organopolysiloxanes, can be used as foam stabilizers.

Als Füllstoffe, insbesondere verstärkend wirkende Füllstoffe, sind die an sich bekannten, üblichen organischen und anorganischen Füllstoffe, Verstärkungsmittel, Beschwerungsmittel, Mittel zur Verbesserung des Abriebverhaltens in Anstrichfarben, Beschichtungsmittel usw. zu verstehen. Im Einzelnen seien beispielhaft genannt: anorganische Füllstoffe wie silikatische Mineralien, beispielsweise Schichtsilikate wie Antigorit, Serpentin, Hornblenden, Amphibole, Chrysotil und Talkum, Metalloxide, wie Kaolin, Aluminiumoxide, Titanoxide und Eisenoxide, Metallsalze, wie Kreide, Schwerspat und anorganische Pigmente, wie Cadmiumsulfid und Zinksulfid, sowie Glas u.a.. Vorzugsweise verwendet werden Kaolin (China Clay), Aluminiumsilikat und Copräzi- pitate aus Bariumsulfat und Aluminiumsilikat sowie natürliche und synthetische faserförmige Mineralien wie Wollastonit, Metall- und insbesondere Glasfasern verschiedener Länge, die ge- gebenenfalls geschlichtet sein können. Als organische Füllstoffe kommen beispielsweise in Betracht: Kohle, Melamin, Kolophonium, Cyclopentadienylharze und Pfropfpolymerisate sowie Cellulosefasern, Polyamid-, Polyacrylnitril-, Polyurethan-, Polyesterfasern auf der Grundlage von aromatischen und/oder aliphatischen Dicarbonsäure-Estern und insbesondere Kohlenstofffasern. Die anorganischen und organischen Füllstoffe können einzeln oder als Gemische verwendet werden und werden der Reaktionsmischung vorteilhafterweise in Mengen von 0,5 bis 50 Gew.- %, vorzugsweise 1 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Komponenten (a) bis (f), zugegeben, wobei jedoch der Gehalt an Matten, Vliesen und Geweben aus natürlichen und synthetischen Fasern Werte bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Komponenten (a) bis (f), erreichen kann. Fillers, in particular reinforcing fillers, are understood to mean the conventional organic and inorganic fillers, reinforcing agents, weighting agents, agents for improving abrasion properties in paints, coatings, etc. Examples include: inorganic fillers such as silicate minerals, for example phyllosilicates such as antigorite, serpentine, hornblende, amphiboles, chrysotile and talc, metal oxides such as kaolin, aluminum oxides, titanium oxides and iron oxides, metal salts such as chalk, barite and inorganic pigments such as cadmium sulfide and zinc sulfide, as well as glass, among others. Kaolin (China Clay), aluminum silicate and coprecipitates of barium sulfate and aluminum silicate as well as natural and synthetic fibrous minerals such as wollastonite, metal and especially glass fibers of various lengths, which are may optionally be sized. Suitable organic fillers include, for example: carbon, melamine, rosin, cyclopentadienyl resins and graft polymers, as well as cellulose fibers, polyamide, polyacrylonitrile, polyurethane, polyester fibers based on aromatic and/or aliphatic dicarboxylic acid esters and in particular carbon fibers. The inorganic and organic fillers can be used individually or as mixtures and are advantageously added to the reaction mixture in amounts of 0.5 to 50% by weight, preferably 1 to 40% by weight, based on the weight of components (a) to (f), although the content of mats, nonwovens and woven fabrics made of natural and synthetic fibers can reach values of up to 80% by weight, based on the weight of components (a) to (f).

Erfindungsgemäß erfolgt die Herstellung der Polyisocyanurat-Hartschaumstoffe durch Vermischen der Komponenten (a) bis (d) und, falls vorhanden (e) und (f), zu einer Reaktionsmischung. Zur Verringerung der Komplexität können auch Vormischungen hergestellt werden. Diese umfassen zumindest eine Isocyanat-Komponente, enthaltend Polyisocyanate (a) und eine Polyolkomponente, enthaltend gegenüber Isocyanat reaktive Verbindungen (b). Der Isocyanat-Komponente und Polyolkomponente können alle oder ein Teil der weiteren Komponenten (c) bis (f) ganz oder teilweise zugegeben werden, wobei aufgrund der hohen Reaktivität der Isocyanate in vielen Fällen die Komponenten (c) bis (f) zur Vermeidung von Nebenreaktionen zur Polyolkomponente zugegeben werden. Insbesondere physikalische Treibmittel können aber auch der Isocyanat-Komponente (a) beigemischt werden. Für gewöhnlich liegen Ameisensäure- Wasser-Mischungen oder Ameisensäure ganz oder teilweise in der Polyolkomponente gelöst vor und das physikalische Treibmittel (beispielsweise Pentan) und gegebenenfalls der Rest des chemischen Treibmittels wird direkt bei der Herstellung "online" dosiert. Vorzugsweise werden die Katalysatoren (c1) und (c2) ebenfalls in einem extra Strom der Reaktionsmischung online zugeführt und besonders bevorzugt die verbleibenden Komponenten (e) und (f) der Polyolkomponente zugegeben. Für gewöhnlich wird der Katalysator online zudosiert, dieser kann aber auch bereits teilweise oder vollständig in der Polyolkomponente gelöst vorliegen. According to the invention, the rigid polyisocyanurate foams are produced by mixing components (a) to (d) and, if present, (e) and (f), to form a reaction mixture. To reduce complexity, premixes can also be prepared. These comprise at least one isocyanate component containing polyisocyanates (a) and a polyol component containing isocyanate-reactive compounds (b). All or part of the further components (c) to (f) can be added in whole or in part to the isocyanate component and polyol component. Due to the high reactivity of the isocyanates, components (c) to (f) are often added to the polyol component to avoid side reactions. However, physical blowing agents, in particular, can also be added to the isocyanate component (a). Formic acid-water mixtures or formic acid are usually present in whole or in part in the polyol component, and the physical blowing agent (e.g., pentane) and, if present, the remainder of the chemical blowing agent are metered directly "online" during production. Preferably, catalysts (c1) and (c2) are also fed online in a separate stream to the reaction mixture, and particularly preferably, the remaining components (e) and (f) are added to the polyol component. The catalyst is usually added online, but it can also be partially or completely dissolved in the polyol component.

Vorzugsweise enthält die Polyolkomponente zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyiso- cyanurat-Hartschaumstoffe 70 bis 90 Gew. -% der Verbindungen mit mindestens 1,5 gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktiven Wasserstoffatomen (b), 1 bis 5 Gew. -% Katalysatoren (c), 1 bis 20 Gew. -% Treibmittel (d), 0 bis 18 Gew. -% Flammschutzmittel (e) und 0 bis 20 Gew. -% weitere Hilfs- und Zusatzstoffe (f), jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten (b) bis (f). In einer besonders bevorzugten Ausführungsform addieren sich die Anteile der Komponenten (b) bis (f) zu 100 Gew. %. Anschließend erfolgt ein Ausreagieren lassen der Reaktionsmischung zum Polyisocyanurat- Hartschaumstoff. Dabei wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter einer Reaktionsmischung die Mischung der Polyisocyanate (a) mit den gegenüber Isocyanat reaktiven Verbindungen (b) und allen weiteren Komponenten (c), (d) und optional (e) und (f), bei Reaktionsumsätzen kleiner 90%, bezogen auf die Isocyanat-Gruppen, bezeichnet. The polyol component for producing the rigid polyisocyanurate foams according to the invention preferably contains 70 to 90% by weight of the compounds having at least 1.5 hydrogen atoms reactive toward isocyanate groups (b), 1 to 5% by weight of catalysts (c), 1 to 20% by weight of blowing agent (d), 0 to 18% by weight of flame retardant (e), and 0 to 20% by weight of further auxiliaries and additives (f), each based on the total weight of components (b) to (f). In a particularly preferred embodiment, the proportions of components (b) to (f) add up to 100% by weight. The reaction mixture is then allowed to react to form the rigid polyisocyanurate foam. For the purposes of the present invention, a reaction mixture refers to the mixture of polyisocyanates (a) with the isocyanate-reactive compounds (b) and all other components (c), (d), and optionally (e) and (f), with reaction conversions of less than 90%, based on the isocyanate groups.

Dabei erfolgt die Vermischung der Komponenten zur Reaktionsmischung vorzugsweise bei einem Isocyanatindex von größer 180, besonders bevorzugt 240 bis 800, mehr bevorzugt bei 260 bis 600, noch mehr bevorzugt bei 300 bis 500, und insbesondere bei 340 bis 400. Dabei werden die Ausgangskomponenten bei einer Temperatur von 15 bis 90°C, vorzugsweise 20 bis 60 °C, insbesondere 20 bis 45°C, gemischt. Das Reaktionsgemisch kann durch Mischen in Hochoder Niederdruck- Dosiermaschinen vermischt werden. Der Isocyanatindex ist das molare Verhältnis von Isocyanatgruppen zu mit Isocyanatgruppen reaktiven Gruppen multipliziert mit 100. The components are preferably mixed to form the reaction mixture at an isocyanate index of greater than 180, particularly preferably 240 to 800, more preferably 260 to 600, even more preferably 300 to 500, and especially 340 to 400. The starting components are mixed at a temperature of 15 to 90°C, preferably 20 to 60°C, in particular 20 to 45°C. The reaction mixture can be mixed by mixing in high- or low-pressure metering machines. The isocyanate index is the molar ratio of isocyanate groups to isocyanate-reactive groups multiplied by 100.

Die Reaktionsmischung kann zum Ausreagieren beispielsweise in eine Form eingebracht werden. Nach dieser Technologie werden z.B. diskontinuierliche Sandwichelemente hergestellt. Die erfindungsgemäßen polyurethanbasierten Hartschäume werden vorzugsweise auf kontinuierlich arbeitenden Doppelbandanlagen hergestellt. Dabei werden die Polyol- und Isocyanat- Komponenten vorzugsweise mit einer Hochdruckmaschine dosiert und in einem Mischkopf gemischt. Katalysatoren und/oder Treibmittel können zuvor mit separaten Pumpen in die Polyolmischung dosiert werden. Das Reaktionsgemisch wird auf eine sich kontinuierlich bewegende, untere Deckschicht aufgetragen. Die untere Deckschicht mit dem Reaktionsgemisch und die obere Deckschicht treten in das Doppelband ein, in dem das Reaktionsgemisch aufschäumt und aushärtet. Nach dem Verlassen des Doppelbandes wird der Endlosstrang in die gewünschten Abmessungen geschnitten. Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel Sandwichelemente mit metallischen Deckschichten oder mit flexiblen Deckschichten herstellen. Als untere und obere Deckschichten, die gleich oder unterschiedlich sein können, können flexible oder starre Deckschichten verwendet werden, die üblicherweise im Doppelbandverfahren eingesetzt werden. Dazu gehören Metalldeckschichten wie Aluminium oder Stahl, Bitumendeckschichten, Papier, Vliesstoffe, Kunststoffplatten wie Polystyrol, Kunststofffolien wie Polyethylen Folien oder Holzdeckschichten. Die Deckschichten können auch beschichtet sein, zum Beispiel mit einem herkömmlichen Lack oder einem Haftvermittler. Besonders bevorzugt werden Deckschichten eingesetzt, die diffusionsdicht gegenüber dem Zellgas des Polyisocyanurat-Hartschaumstoffs sind. The reaction mixture can, for example, be placed in a mold for complete reaction. Discontinuous sandwich elements, for example, are produced using this technology. The polyurethane-based rigid foams according to the invention are preferably produced on continuously operating double-belt systems. The polyol and isocyanate components are preferably metered using a high-pressure machine and mixed in a mixing head. Catalysts and/or blowing agents can be metered into the polyol mixture beforehand using separate pumps. The reaction mixture is applied to a continuously moving, lower cover layer. The lower cover layer containing the reaction mixture and the upper cover layer enter the double belt, where the reaction mixture foams and cures. After leaving the double belt, the continuous strand is cut to the desired dimensions. In this way, sandwich elements with metallic cover layers or with flexible cover layers can be produced, for example. The lower and upper cover layers, which can be the same or different, can be flexible or rigid cover layers, which are commonly used in the double-belt process. These include metal facings such as aluminum or steel, bitumen facings, paper, nonwovens, plastic sheets such as polystyrene, plastic films such as polyethylene films, or wooden facings. The facings can also be coated, for example, with a conventional varnish or adhesion promoter. Particularly preferred are facings that are diffusion-tight to the cell gas of the polyisocyanurate rigid foam.

Solche Verfahren sind bekannt und beispielsweise beschrieben im "Kunststoffhandbuch, BandSuch processes are known and described, for example, in the "Plastics Handbook, Volume

7, Polyurethane", Carl Hanser Verlag, 3. Auflage 1993, Kapitel 6.2.2 oder EP 2234732. Schließ- lieh ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Polyisocyanat-basierter Hartschaumstoff, erhältlich nach einem erfindungsgemäßen Verfahren und ein Polyurethan-Sandwichelement, enthaltend einen solchen erfindungsgemäßen Polyisocyanat-basierten Hartschaumstoff. 7, Polyurethane", Carl Hanser Verlag, 3rd edition 1993, Chapter 6.2.2 or EP 2234732. Closing The present invention relates to a polyisocyanate-based rigid foam obtainable by a process according to the invention and to a polyurethane sandwich element comprising such a polyisocyanate-based rigid foam according to the invention.

Weiter betrifft die vorliegende Erfindung einen polyurethanbasierten Hartschaumstoff, erhältlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Der erfindungsgemäße polyurethanbasierte Hartschaumstoff wird vorzugsweise als Teil eines Verbundelements eingesetzt, das vorzugsweise unter Einsatz eines Doppelbands erhalten wird. The present invention further relates to a polyurethane-based rigid foam obtainable by the process of the invention. The polyurethane-based rigid foam of the invention is preferably used as part of a composite element, which is preferably obtained using a double belt.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert: The invention is further illustrated by the following examples:

Beispiele: Examples:

Es wurden die nachfolgend beschriebenen Einsatzstoffe eingesetzt: The following materials were used:

Polyole: Polyols:

Polyesterol 1: Veresterungsprodukt aus Phtalsäureanhydrid, und Diethylenglycol mit einer Hyd- roxylfunktionalität von 2.0, einer Hydroxylzahl von 240 mg KOH/g. Polyesterol 1: Esterification product of phthalic anhydride and diethylene glycol with a hydroxyl functionality of 2.0 and a hydroxyl number of 240 mg KOH/g.

Polyesterol 2: Veresterungsprodukt aus Terephtalsäure, Ölsäure, Diethylenglycol und ethoxy- lierten Glycerin, mit einer Hydroxylfunktionalität von 2.5, einer Hydroxylzahl von 240 mg KOH/g und einem Ölsäuregehalt von 15 Gew.-%. Polyesterol 2: Esterification product of terephthalic acid, oleic acid, diethylene glycol and ethoxylated glycerol, with a hydroxyl functionality of 2.5, a hydroxyl number of 240 mg KOH/g and an oleic acid content of 15 wt%.

Polyetherol 1 : Polyetherpolyol, hergestellt durch Ethoxylierung von Ethylenglycol mit einer Hydroxylfunktionalität von 2 und einer Hydroxylzahl von 190 mg KOH/g. Polyetherol 1 : Polyether polyol produced by ethoxylation of ethylene glycol with a hydroxyl functionality of 2 and a hydroxyl number of 190 mg KOH/g.

Flammschutzmittel: Flame retardants:

Flammschutzmittel 1 : Tris(2-chlorisopropyl)phosphat mit einem Chlorgehalt von 32.5 Gew.-% und einem Phosphorgehalt von 9.5 Gew.-%. Flame retardant 1 : Tris(2-chloroisopropyl)phosphate with a chlorine content of 32.5 wt% and a phosphorus content of 9.5 wt%.

Flammschutzmittel 2: Triethylphosphat mit einem Phosphorgehalt von 17.0 Gew.-%Flame retardant 2: Triethyl phosphate with a phosphorus content of 17.0 wt.%

Schaumstabilisatoren: Foam stabilizers:

Schaumstabilisator 1: Tegostab B 8498 (Silikonhaltiger Schaumstabilisator der Firma Evonik). Foam stabilizer 1: Tegostab B 8498 (silicone-containing foam stabilizer from Evonik).

Katalysatoren: Catalysts:

Kat. 1 : Katalysator, 23.1 Gew.-% Bis(2-dimethylaminoethyl)ether in 76.9 Gew.-% Dipropy- lenglycol. Cat. 1: Catalyst, 23.1 wt% bis(2-dimethylaminoethyl) ether in 76.9 wt% dipropylene glycol.

Kat. 2: Katalysator, 70.0 Gew.-% Kaliumacetat gelöst in 30.0 Gew.-% Wasser Cat. 2: Catalyst, 70.0 wt% potassium acetate dissolved in 30.0 wt% water

Kat. 3: Katalysator, 70.0 Gew.-% Kalium-2-Ethylhexanoat, gelöst in 26.6 Gew.-% Diethylenglycol und 3.4 Gew.-% Wasser Cat. 3: Catalyst, 70.0 wt% potassium 2-ethylhexanoate, dissolved in 26.6 wt% diethylene glycol and 3.4 wt% water

Kat. 4: Katalysator, erhältlich durch Umsetzen von 3,5,5-Trimethylhexansäure in Diethylenglycol und Wasser mit Kaliumhydroxid. Theoretischer Gehalt: 57.1 Gew.-% Kalium-3,5,5- Trimethylhexanoat, 30.5 Gew.-% Diethylenglycol, 9.8 Gew.-% Wasser und 2.5 Gew.-% 3,5,5- T rimethylhexansäure Kat. 5: Katalysator, erhältlich durch Umsetzen von 3,5,5-Trimethylhexansäure in Diethylenglycol und Wasser mit Kaliumhydroxid. Theoretischer Gehalt: 43.2 Gew.-% Kalium-3,5,5- Trimethylhexanoat, 44.4 Gew.-% Diethylenglycol, 7.7 Gew.-% Wasser und 4.7 Gew.-% 3,5,5- T rimethylhexansäure Cat. 4: Catalyst obtained by reacting 3,5,5-trimethylhexanoic acid in diethylene glycol and water with potassium hydroxide. Theoretical content: 57.1 wt% potassium 3,5,5-trimethylhexanoate, 30.5 wt% diethylene glycol, 9.8 wt% water, and 2.5 wt% 3,5,5-trimethylhexanoic acid. Cat. 5: Catalyst obtained by reacting 3,5,5-trimethylhexanoic acid in diethylene glycol and water with potassium hydroxide. Theoretical content: 43.2 wt% potassium 3,5,5-trimethylhexanoate, 44.4 wt% diethylene glycol, 7.7 wt% water, and 4.7 wt% 3,5,5-trimethylhexanoic acid.

Kat. 6: Katalysator, erhältlich durch Umsetzen von 3,5,5-Trimethylhexansäure in Diethylenglycol und Wasser mit Kaliumhydroxid. Theoretischer Gehalt: 35.4 Gew.-% Kalium-3,5,5- Trimethylhexanoat, 45.6 Gew.-% Diethylenglycol, 7.0 Gew.-% Wasser und 12.0 Gew.-% 3,5,5- T rimethylhexansäure Cat. 6: Catalyst obtained by reacting 3,5,5-trimethylhexanoic acid in diethylene glycol and water with potassium hydroxide. Theoretical content: 35.4 wt% potassium 3,5,5-trimethylhexanoate, 45.6 wt% diethylene glycol, 7.0 wt% water, and 12.0 wt% 3,5,5-trimethylhexanoic acid.

Kat. 7: Katalysator bestehend aus 42.6 Gew.-% Kalium-2,2-Dimethylpropionat, 45.5 Gew.-%Cat. 7: Catalyst consisting of 42.6 wt% potassium 2,2-dimethylpropionate, 45.5 wt%

Diethylenglycol, 8.9 Gew.-% Wasser und 3 Gew.-% 2,2-Dimethylpropansäure Diethylene glycol, 8.9 wt% water and 3 wt% 2,2-dimethylpropanoic acid

Kat. 8: Katalysator, bestehend aus 55 Gew.-% Kaliumneodecanoat in 45 Gew.-% WasserCat. 8: Catalyst consisting of 55 wt% potassium neodecanoate in 45 wt% water

Kat. 9: Katalysator, bestehend aus 30 Gew.-% Kaliumsorbat, 40 Gew.-% Diethylenglycol, 24Cat. 9: Catalyst consisting of 30 wt% potassium sorbate, 40 wt% diethylene glycol, 24

Gew.-% Monoethylenglycol und 6 Gew.-% Wasser wt% monoethylene glycol and 6 wt% water

Kat. 10: Katalysator, bestehend aus 37.6 Gew.-% Kaliumpropionat, 60 Gew.-% Monoethylenglycol und 2.4 Gew.-% Wasser. Cat. 10: Catalyst consisting of 37.6 wt% potassium propionate, 60 wt% monoethylene glycol and 2.4 wt% water.

Kat. 11: Katalysator, bestehend aus 48.5 Gew.-% Dodecanoat, 40 Gew.-% Diethylenglycol, 9.0 Gew.-% Wasser und 2.5 Gew.-% Dodecansäure. Cat. 11: Catalyst consisting of 48.5 wt% dodecanoate, 40 wt% diethylene glycol, 9.0 wt% water and 2.5 wt% dodecanoic acid.

Kat. 12: Katalysator, bestehend aus 48.5 Gew.-% Kaliumhexanoat, 40 Gew.-% Diethylenglycol, 9.0 Gew.-% Wasser und 2.5 Gew.-% Hexansäure. Cat. 12: Catalyst consisting of 48.5 wt% potassium hexanoate, 40 wt% diethylene glycol, 9.0 wt% water and 2.5 wt% hexanoic acid.

Kat. 13: Katalysator, bestehend aus 68.5 Gew.-% Kalium-3-methylbutanoat, 20 Gew.-% Diethylenglycol, 9.0 Gew.-% Wasser und 2.5 Gew.-% 3-Methylbutansäure. Cat. 13: Catalyst consisting of 68.5 wt% potassium 3-methylbutanoate, 20 wt% diethylene glycol, 9.0 wt% water and 2.5 wt% 3-methylbutanoic acid.

Kat. 14: Katalysator, erhältlich durch Umsetzen von 3,5,5-Trimethylhexansäure in Dimethylsulfoxid und Wasser mit Kaliumhydroxid. Theoretischer Gehalt: 57.1 Gew.-% Kalium-3,5,5- Trimethylhexanoat, 30.5 Gew.-% Dimethylsulfoxid, 9.8 Gew.-% Wasser und 2.5 Gew.-% 3,5,5- T rimethylhexansäure. Cat. 14: Catalyst obtained by reacting 3,5,5-trimethylhexanoic acid in dimethyl sulfoxide and water with potassium hydroxide. Theoretical content: 57.1 wt% potassium 3,5,5-trimethylhexanoate, 30.5 wt% dimethyl sulfoxide, 9.8 wt% water, and 2.5 wt% 3,5,5-trimethylhexanoic acid.

Chemische Treibmittel: Chemical blowing agents:

Treibmittel 1 : Wasser Propellant 1 : Water

Physikalische Treibmittel: Physical blowing agents:

Treibmittel 2: Treibmittelmischung bestehend aus 40 mol-% cyclo-Pentan und 60 mol-% iso- Pentan. Propellant 2: Propellant mixture consisting of 40 mol% cyclopentane and 60 mol% isopentane.

Isocyanate: Isocyanates:

Isocyanat 1: Lupranat® M 50, polymeres Methylendiphenyldiisocyanat (PMDI) der Firma BASF, mit einer Viskosität von ca. 550 mPa*s bei 25°C. Mit Hilfe der beschriebenen Einsatzstoffe wurde die nachfolgend beschriebene Polyolkomponente hergestellt: Isocyanate 1: Lupranat® M 50, polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI) from BASF, with a viscosity of approx. 550 mPa*s at 25°C. Using the described starting materials, the polyol component described below was produced:

Polyesterol 1: 44.4 Gew.-% Polyesterol 2: 30.0 Gew.-% Polyetherol 1 : 7 Gew.-% Flammschutzmittel 1: 12 Gew.-% Flammschutzmittel 2: 4 Gew.-% Schaumstabilisator 1 : 2 Gew.-% Treibmittel 1 : ca. 0.6 Gew.-% Polyesterol 1: 44.4 wt.% Polyesterol 2: 30.0 wt.% Polyetherol 1 : 7 wt.% Flame retardant 1: 12 wt.% Flame retardant 2: 4 wt.% Foam stabilizer 1 : 2 wt.% Blowing agent 1 : approx. 0.6 wt.%

Laborverschäumungen: Laboratory foaming:

Diese Polyolkomponente wurde anschließend für Laborverschäumungen verwendet, in denen die Katalysatoren 2 - 14 miteinander verglichen wurden. This polyol component was subsequently used for laboratory foaming experiments in which catalysts 2 - 14 were compared.

Dazu wurden der Polyolkomponente jeweils die Katalysatoren 1 - 14 und die Treibmittel 1 -2 zugegeben und anschließend die erhaltene Mischung auf 20°C temperiert und mit dem ebenfalls auf 20°C temperierten Isocyanat 1 in einem solchen Mischungsverhältnis zur Reaktion gebracht, dass der Isocyanatindex aller hergestellten Schäume 280 ± 10 betrug. Die Umgebungstemperatur bei der alle Verschäumungen durchgeführt wurden, betrug 21 ± 1.0 °C. Für die Verschäumungen wurde Treibmittel 2 in einer Menge zugegeben, dass der Gehalt, bezogen auf den Schaum, 3.95 ± 0.05 Gew.-% betrug. Weiterhin wurde die Menge an Katalysator 1 für alle Verschäumungen so gewählt, dass der Gehalt, bezogen auf den Schaum, 0.44 ± 0.05 Gew.-% betrug. Durch Variation von Treibmittel 1 und Katalysator 2 - 14 wurden anschließend alle Schäume auf vergleichbare Abbindezeiten von 45 s ± 1 s und Becherschaumdichten von 33 kg/m3 ± 1 kg/m3 eingestellt. Die absoluten Mengen der Einsatzstoffe wurden so gewählt, dass 80 g Reaktionsmischung erhalten wurde. Dazu wurden die Einsatzstoffe in einem Pappbecher intensiv für 6 Sekunden mit einem Labor Rührer bei 1500 Umdrehungen/min vermischt. For this purpose, catalysts 1 - 14 and blowing agents 1 - 2 were added to the polyol component, and the resulting mixture was then heated to 20°C and reacted with isocyanate 1, also heated to 20°C, in a mixing ratio such that the isocyanate index of all foams produced was 280 ± 10. The ambient temperature at which all foamings were carried out was 21 ± 1.0 °C. For the foamings, blowing agent 2 was added in an amount such that the content, based on the foam, was 3.95 ± 0.05 wt.%. Furthermore, the amount of catalyst 1 for all foamings was selected such that the content, based on the foam, was 0.44 ± 0.05 wt.%. By varying blowing agent 1 and catalyst 2-14, all foams were subsequently adjusted to comparable setting times of 45 s ± 1 s and cup foam densities of 33 kg/ ± 1 kg/ . The absolute amounts of the starting materials were selected to yield 80 g of reaction mixture. For this purpose, the starting materials were mixed intensively in a paper cup for 6 seconds using a laboratory stirrer at 1500 rpm.

Die so auf vergleichbare Abbindezeiten und Schaumdichten eingestellten Reaktionsmischungen wurden anschließend verwendet, um die Schaumaushärtung und das Schaumsteigprofil zu bestimmen. The reaction mixtures, thus adjusted to comparable setting times and foam densities, were then used to determine the foam curing and foam rise profile.

Die Abbindezeit ist die Zeit vom Beginn der Vermischung bis zum Zeitpunkt, an dem aus dem aufsteigenden Reaktionsgemisch durch Eintauchen eines Stabes Fäden gezogen werden können (Fadenziehzeit). The setting time is the time from the start of mixing until the point at which threads can be pulled from the rising reaction mixture by immersing a rod (thread pulling time).

Messung der Schaumhärtung: Measuring foam hardening:

Die Schaumaushärtung der auf identische Reaktionszeiten und Schaumdichten eingestellten Laborschäume wurde mit dem Bolzentest ermittelt. Dazu wurde 4; 5 und 6 Minuten nach intensiver Vermischung von 80 g Reaktionskomponente (bei 1500 Umdrehungen/min) in einem 1.15 Liter Polypropylen-Becher, ein Stahlbolzen mit einer Kugelkalotte von 10 mm Radius mit einer Zug/Druckprüfmaschine 10 mm tief in den Schaumpilz eingedrückt. Die dafür erforderliche Maximalkraft in N ist ein Maß für die Härtung des Schaumstoffs zum jeweiligen Zeitpunkt. Jede Härtungsmessung erfolgte an ein einer neuen Schaumstelle im gleichen Abstand zur Schaumkante. Der Mittelwert der Maximalkräfte ist als Kraftwert in Tabelle 1 zu finden [0 Schaumhärtung 4;5;6 Min in N] The foam curing of the laboratory foams, which were adjusted to identical reaction times and foam densities, was determined using the bolt test. For this purpose, 4, 5, and 6 minutes after intensive mixing of 80 g of reaction component (at 1500 rpm) in a 1.15 In a 10-liter polypropylene cup, a steel bolt with a spherical cap of 10 mm radius was pressed 10 mm deep into the foam using a tensile/compression testing machine. The required maximum force in N is a measure of the foam's curing at that time. Each curing measurement was performed at a new foam location at the same distance from the foam edge. The mean of the maximum forces can be found as a force value in Table 1 [0 foam curing 4;5;6 min in N].

Messung des Schaumsteigprofils: Measuring the foam rise profile:

Die Schaumhöhe als Funktion der Zeit wurde mit Hilfe des Foamat-Geräts der Firma Format aufgezeichnet. Hierzu wurde vor jeder Messung eine Nullpunktshöhenkalibrierung des Bechers durchgeführt, indem der leere Becher vor der Messung mittig unterhalb des Ultraschallsensors platziert wurde und die gemessene Höhe auf 0 mm normiert wurde. The foam height as a function of time was recorded using the Format Foamat device. Before each measurement, a zero-point height calibration of the cup was performed by placing the empty cup centrally below the ultrasonic sensor and normalizing the measured height to 0 mm.

Anschließend wurde der Becher mit 60 g Reaktionsgemisch gefüllt, intensiv für 5 Sekunden bei 1400 Umdrehungen/min vermischt und mittig unter dem Foamat Gerät platziert, um die Schaumhöhe als Funktion der Zeit zu messen. Anhand des Faktors: Steighöhe zur Abbindezeit (AZ) / Maximale Steighöhe (120 Sekunden), konnte die prozentuale Steighöhe zum Abbinde- Zeitpunkt des Schaums berechnet werden, welche proportional zur Volumenexpansion des Schaums zum Abbinde-Zeitpunkt ist. Dieser Wert ist in Tabelle 1 zu finden [Schaumhöhe zur AZ in %]. The beaker was then filled with 60 g of reaction mixture, mixed thoroughly for 5 seconds at 1400 rpm, and placed centrally under the Foamat device to measure the foam height as a function of time. Using the factor: foam height at setting time (RT) / maximum foam height (120 seconds), the percentage foam height at setting time could be calculated, which is proportional to the foam's volume expansion at setting time. This value can be found in Table 1 [foam height at setting time in %].

Tabelle 1: Beispiele und Vergleichsbeispiele Wie anhand von Tabelle 1 zu sehen ist, führt die Verwendung von Katalysator 2 (Beispiel 1 , nicht erfindungsgemäß) zwar zu einer sehr guten Schaumaushärtung, der Schaum besitzt zum Abbinde-Zeitpunkt jedoch eine deutlich geringere Schaumhöhe, wodurch es bei der kontinuierlichen und diskontinuierlichen Herstellung von Bauteilen zu den bereits zuvor beschriebenen Nachteilen kommt (liegende Zellen, schlechtere Schaumdruckfestigkeiten, vermehrte Lunker Bildung durch erhöhte Scherung des Schaums und reduzierte Planparallelität der Deckschichtmaterialien von Verbundelementen bei kontinuierlicher Verarbeitung mittels des Doppelbandverfahren, sowie erhöhte Anisotropie und längere Entformzeiten bei diskontinuierlicher Verarbeitung). Table 1: Examples and comparative examples As can be seen from Table 1, the use of catalyst 2 (Example 1, not according to the invention) leads to very good foam curing, but the foam has a significantly lower foam height at the time of setting, which leads to the disadvantages already described in the continuous and discontinuous production of components (horizontal cells, poorer foam compressive strengths, increased void formation due to increased shear of the foam and reduced plane parallelism of the cover layer materials of composite elements in continuous processing using the double-belt process, as well as increased anisotropy and longer demolding times in discontinuous processing).

Katalysator 3 (Beispiel 2, nicht erfindungsgemäß) zeigt gegenüber Katalysator 2 (Beispiel 1) einen großen Vorteil bei der zum Abbinde-Zeitpunkt erreichten Schaumhöhe und führt zu einer leicht reduzierten, aber noch akzeptablen Schaumhärtung. Aufgrund neuer toxikologischer Erkenntnisse ist Kalium-2-ethylhexanoat seit dem 23.11.2023 nach dem Europäischen Chemikalienrecht als reprotoxisch, Kategorie 1 einzustufen, was das Handling des Katalysators erschwert. Catalyst 3 (Example 2, not according to the invention) shows a significant advantage over Catalyst 2 (Example 1) in terms of the foam height achieved at setting time and results in a slightly reduced, but still acceptable, foam cure. Due to new toxicological findings, potassium 2-ethylhexanoate has been classified as reprotoxic, Category 1, under European Chemicals Regulation since November 23, 2023, which complicates handling of the catalyst.

Nach aktuellem Kenntnisstand ist Katalysator 4, 5, 6 und 14 (erfindungsgemäß) gegenüber Katalysator 3 toxikologisch unkritischer. Zudem zeigen Katalysator 4, 5, 6 und 14 im direkten Vergleich mit Katalysator 3 einen Vorteil in der Schaumaushärtung, sowie eine vergleichbare (Katalysator 5) und höhere Schaumhöhe (Katalysator 4 und 14) zum Abbinde-Zeitpunkt. Neben dem toxikologischen Vorteil zeigen die drei Katalysatoren daher auch noch einen Eigenschaftsvorteil gegenüber dem etablierten Katalysator 3. According to current knowledge, catalysts 4, 5, 6, and 14 (according to the invention) are less toxicologically critical than catalyst 3. Furthermore, in direct comparison with catalyst 3, catalysts 4, 5, 6, and 14 demonstrate an advantage in foam curing, as well as a comparable (catalyst 5) and higher foam height (catalysts 4 and 14) at the time of setting. In addition to the toxicological advantage, the three catalysts also demonstrate a property advantage over the established catalyst 3.

Die Verwendung von Katalysator 7 (Beispiel 6, nicht erfindungsgemäß) führt im Vergleich mit den erfindungsgemäßen Katalysatoren zu einer leicht schlechteren Schaumaushärtung und einer höheren Schaumhöhe zum Abbinde-Zeitpunkt. Die Verwendung von Katalysator 8 (Beispiel 7, nicht erfindungsgemäß) führt zu Schäumen, die zum Abbinde-Zeitpunkt eine vorteilhaft hohe Schaumhöhe besitzen, allerdings zeigen diese Schäume auch eine sehr schwache Härtung. Die Verwendung der Katalysatoren 9, 10, 11 , 12 und 13 (Beispiele 8, 9, 10, 11 , 12, jeweils nicht erfindungsgemäß) führt im Vergleich mit Katalysator 3 zu einer vergleichbaren bis besseren Aushärtung, allerdings führen alle Katalysatoren zu einer deutlich geringeren Schaumhöhe zum Abbinde-Zeitpunkt. Neben den beschriebenen Eigenschaftsnachteilen führt die Verwendung der Katalysatoren 7, 10, 12 und 13 außerdem zu einer starken Geruchsbelästigung während des Verschäumvor- gangs, speziell wenn Ameisensäure als chemisches Co-Treibmittel verwendet wird. Eine Geruchsbelästigung ausgehend von den erfindungsgemäßen Katalysatoren aus Beispiel 3, 4, 5 und 13 konnte nicht festgestellt werden. The use of catalyst 7 (Example 6, not according to the invention) leads to slightly poorer foam curing and a higher foam height at the time of setting compared to the catalysts according to the invention. The use of catalyst 8 (Example 7, not according to the invention) leads to foams that have an advantageously high foam height at the time of setting, but these foams also show very weak curing. The use of catalysts 9, 10, 11, 12 and 13 (Examples 8, 9, 10, 11, 12, each not according to the invention) leads to comparable to better curing compared to catalyst 3, but all catalysts lead to a significantly lower foam height at the time of setting. In addition to the described property disadvantages, the use of catalysts 7, 10, 12, and 13 also leads to a strong odor nuisance during the foaming process, especially when formic acid is used as a chemical co-blowing agent. No odor nuisance was detected from the inventive catalysts from Examples 3, 4, 5, and 13.

Claims

Ansprüche Claims 1 . Verfahren zur Herstellung von polyurethanbasierten -1 . Process for the production of polyurethane-based - Hartschaumstoffen, bei dem a) aromatisches Polyisocyanat, b) Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen c) Katalysator d) Treibmittel e) gegebenenfalls Flammschutzmittel f) gegebenenfalls Hilfs- und Zusatzstoffe zu einer Reaktionsmischung vermischt und zum polyurethanbasierten Hartschaumstoff ausreagiert wird, wobei die Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen (b) zu > 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (b), aromatische Polyesterpolyole (b1) enthält, die eine mittlere Gesamtfunktionalität von > 1.7 und < 2.5 und eine OH-Zahl von > 180 und < 260 mg KOH/g besitzen und wobei der Katalysator (c) mindestens die Katalysatoren (c1) und (c2) enthält und Katalysator (c1) aus mindestens einem Aminkatalysator mit mindestens einer tertiären Aminogruppe und Katalysator (c2) aus mindestens einem Alkalimetall, Erdalkalimetall- oder Ammonium- Salz der 3,5,5-Trimethylhexansäure, besteht. Rigid foams, in which a) aromatic polyisocyanate, b) compounds with hydrogen atoms reactive towards isocyanate groups c) catalyst d) blowing agent e) optionally flame retardant f) optionally auxiliaries and additives are mixed to a reaction mixture and reacted to give the polyurethane-based rigid foam, wherein the compounds with hydrogen atoms reactive towards isocyanate groups (b) contain > 50 wt. %, based on the total weight of component (b), aromatic polyester polyols (b1) which have an average total functionality of > 1.7 and < 2.5 and an OH number of > 180 and < 260 mg KOH/g and wherein the catalyst (c) contains at least the catalysts (c1) and (c2) and catalyst (c1) consists of at least one amine catalyst having at least one tertiary amino group and catalyst (c2) consists of at least one alkali metal, alkaline earth metal or ammonium salt of 3,5,5-trimethylhexanoic acid. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vermischung zur Reaktionsmischung bei einem Isocyanatindex von mindestens 180 erfolgt. 2. Process according to claim 1, characterized in that the mixing to form the reaction mixture takes place at an isocyanate index of at least 180. 3. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator c1 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dimethylcyclohe- xylamin, 1 ,4-Diazobicyclo (2,2,2) octan, 1 ,3,4 Tris (dimethylaminopropyl)-hexahydro-s- triazine, Bis(2-dimethylaminoethyl) methylamin, Bis (dimethylaminoethyl) ether. 3. Process according to one or more of claims 1 to 2, characterized in that the catalyst c1 is selected from the group consisting of dimethylcyclohexylamine, 1,4-diazobicyclo (2,2,2) octane, 1,3,4 tris (dimethylaminopropyl) hexahydro-s-triazine, bis (2-dimethylaminoethyl) methylamine, bis (dimethylaminoethyl) ether. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (c2) mindestens Kalium-3,5,5-Trimethylhexanoat enthält. 4. Process according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the catalyst (c2) contains at least potassium 3,5,5-trimethylhexanoate. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (c2) einen freien Restsäuregehalt an 3,5,5-Trimethylhexansäure von < 10 Gew.-% , bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators (c2), enthält. 5. Method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that that the catalyst (c2) contains a free residual acid content of 3,5,5-trimethylhexanoic acid of < 10 wt.%, based on the total weight of the catalyst (c2). 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Katalysator (c2) gelöst vorliegt und dass die Lösung > 45 Gew.-% Katalysator (c2) enthält und die OH-Zahl der Lösung des Katalysators (c2) < 350 mg KOH/g ist, wobei die Anwesenheit von Wasser nicht bei der OH-Zahlbestimmung berücksichtigt wird. 6. Process according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that catalyst (c2) is present in dissolved form and that the solution contains > 45% by weight of catalyst (c2) and the OH number of the solution of catalyst (c2) is < 350 mg KOH/g, the presence of water not being taken into account in the OH number determination. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsmischung zu polyurethanbasierten Hartschaumstoffen führen, welche eine Schaumdichte von < 45 kg/m3 aufweisen. 7. Process according to one of claims 1 to 6, characterized in that the reaction mixture leads to polyurethane-based rigid foams which have a foam density of < 45 kg/m 3 . 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibmittel (d) chemische und physikalische Treibmittel enthält, wobei das chemische Treibmittel Wasser enthält und das physikalische Treibmittel zu mindestens 30 mol-% Cyclopentan enthält. 8. Process according to one of claims 1 to 7, characterized in that the blowing agent (d) contains chemical and physical blowing agents, wherein the chemical blowing agent contains water and the physical blowing agent contains at least 30 mol% cyclopentane. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Flammschutzmittel (e) mindestens ein phosphorhaltiges Flammschutzmittel eingesetzt wird und der Gehalt an Phosphor, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (a) bis (f), < 1 Gew.-% beträgt. 9. Process according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one phosphorus-containing flame retardant is used as flame retardant (e) and the phosphorus content, based on the total weight of components (a) to (f), is < 1 wt.%. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsmischung zur Herstellung von Sandwichelementen mit einer Doppelbandanlage auf eine sich kontinuierlich bewegende Deckschicht aufgetragen wird. 10. Process according to one of claims 1 to 9, characterized in that the reaction mixture for producing sandwich elements is applied to a continuously moving cover layer using a double-belt system. 11 . Polyurethanbasierter Hartschaumstoff, erhältlich nach dem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10. 11. Polyurethane-based rigid foam obtainable by the process according to one or more of claims 1 to 10. 12. Verwendung eines polyurethanbasierten Hartschaumstoffs, gemäß Anspruch 11 zur Herstellung von Verbundelementen. 12. Use of a polyurethane-based rigid foam according to claim 11 for the production of composite elements. 13. Verbundelement, erhältlich oder erhalten nach einem Verfahren gemäß Anspruch 10. 13. A composite element obtainable or obtained by a process according to claim 10.
PCT/EP2025/052971 2024-02-16 2025-02-05 Process for producing improved rigid polyurethane and/or polyisocyanurate foams with low volume expansion and good curing characteristics after setting Pending WO2025172138A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP24158110 2024-02-16
EP24158110.7 2024-02-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025172138A1 true WO2025172138A1 (en) 2025-08-21

Family

ID=89983541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2025/052971 Pending WO2025172138A1 (en) 2024-02-16 2025-02-05 Process for producing improved rigid polyurethane and/or polyisocyanurate foams with low volume expansion and good curing characteristics after setting

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2025172138A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0090444A2 (en) 1982-03-31 1983-10-05 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Novel catalysts for the polymerization of epoxides and process for the preparation of such catalysts
WO2005090440A1 (en) 2004-03-18 2005-09-29 Basf Aktiengesellschaft Polyether alcohols and method for the production of polyether alcohols for polyurethane synthesis
EP2234732A2 (en) 2007-12-17 2010-10-06 Basf Se Methods for producing composite elements based on foams based on isocyanate
BE1027812B1 (en) * 2020-06-25 2021-06-25 Systemhouse Srl KIT AND METHOD FOR FORMING POLYURETHANE FOAM MATERIAL
BE1027823B1 (en) 2020-06-25 2021-06-29 Systemhouse Srl KIT AND METHOD FOR FORMING POLYISOCYANURATE FOAM MATERIAL
WO2023001687A1 (en) 2021-07-21 2023-01-26 Basf Se Rigid polyurethane foams based on fatty-acid-modified polyether polyols and crosslinking polyester polyols

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0090444A2 (en) 1982-03-31 1983-10-05 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Novel catalysts for the polymerization of epoxides and process for the preparation of such catalysts
WO2005090440A1 (en) 2004-03-18 2005-09-29 Basf Aktiengesellschaft Polyether alcohols and method for the production of polyether alcohols for polyurethane synthesis
EP2234732A2 (en) 2007-12-17 2010-10-06 Basf Se Methods for producing composite elements based on foams based on isocyanate
BE1027812B1 (en) * 2020-06-25 2021-06-25 Systemhouse Srl KIT AND METHOD FOR FORMING POLYURETHANE FOAM MATERIAL
BE1027823B1 (en) 2020-06-25 2021-06-29 Systemhouse Srl KIT AND METHOD FOR FORMING POLYISOCYANURATE FOAM MATERIAL
WO2023001687A1 (en) 2021-07-21 2023-01-26 Basf Se Rigid polyurethane foams based on fatty-acid-modified polyether polyols and crosslinking polyester polyols

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Kunststoffhandbuch, Band 7, Polyurethane", 1993, CARL HANSER VERLAG, pages: 3

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3105274B1 (en) Method for manufacturing polyurethane solid foams and polyisocyanurate solid foams
EP2828309B1 (en) Verfahren zur herstellung von polyurethan-hartschäumen und polyisocyanurat-hartschäumen
EP2804886B1 (en) Method for manufacturing polyurethane solid foams
EP2900719B1 (en) Improved rigid polyurethane and polyisocyanurate foams
EP2800769B1 (en) Method for producing polyurethane hard foams and polyisocyanurate hard foams
EP2820057B1 (en) Polyether ester polyols and use of same for producing polyurethane solid foam materials
EP2820059B1 (en) Polyurethane solid foam materials
EP2678367B1 (en) Polyester polyols on the basis of aromatic dicarbon acids and polyurethane rigid foams obtained therefrom
EP3036267B1 (en) Improved rigid polyurethane and polyisocyanurate foams based on fatty acid modified polyether polyols
EP2855551B1 (en) Method for manufacturing rigid polyurethane foams
EP2855557B1 (en) Polyesterols for manufacturing polyurethane solid foam substances
EP2900445B1 (en) Method for manufacturing composite profiles
EP4373873B1 (en) Polyurethane foams based on fatty acid-modified polyether polyols and crosslinking polyester polyols
WO2015150304A1 (en) Method for producing polyurethane hard foams
EP4419574B1 (en) Method for the preparation of improved polyisocyanurate foams based on aromatic polyester polyols and ethylene oxide-based polyether polyols
WO2025172138A1 (en) Process for producing improved rigid polyurethane and/or polyisocyanurate foams with low volume expansion and good curing characteristics after setting
WO2014124824A1 (en) Method for producing composite elements
WO2021260069A1 (en) Polyisocyanurate resin foam having high compressive strength, low thermal conductivity, and high surface quality
EP3083232B1 (en) Method for the preparation of hard foam composite elements with isocyanate reactive bonding agents

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 25703546

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1