DE3852973T2

DE3852973T2 - Verfahren zur Herstellung von oberflächenaktiven Organopolysiloxanen.

Info

Publication number: DE3852973T2
Application number: DE3852973T
Authority: DE
Inventors: Paul Edwin Austin; Charles Henry Blevins; David Dwight Farris; Philbert Egbert Ramdatt; James Dale Reedy
Original assignee: OSI Specialties Inc
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1987-07-02
Filing date: 1988-07-01
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2008-07-02
Also published as: US4857583A; JPH062817B2; DE3852973D1; CA1300805C; ATE118228T1; EP0297614A2; EP0297614A3; JPS6487633A; EP0297614B1

Description

Verfahren zur Herstellung von oberflächenaktiven Organopolysiloxanen

Erfindungsgebiet

Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von oberflächenaktiven Organopolysiloxanen. In einem Aspekt ist die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von verbesserten Siloxan-Oxyalkylen Copolymer Zusammensetzungen gerichtet. In einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf Siloxan-Oxyalkylen Copolymere, die zur Verwendung als oberflächenaktive Mittel in Urethan Schaumanwendungen geeignet sind.

Hintergrund der Erfindung

Die Herstellung von Siloxan-Oxyalkylen Copolymeren durch eine Hydrosilierungsreaktion eines Organohydrogensiloxans und eines olefinisch substituierten Polyoxyalkylens ist gut bekannt und in der Literatur beschrieben. Die Hydrosilierungsreaktion wird in der Regel in einem niedermolekularen, flüchtigen Kohlenwasserstoff Lösungsmittel, wie Benzol, Toluol, Xylol oder Isopropanol durchgeführt zugunsten des Handling der Reaktanten, die exotherme Reaktion zu verlangsamen, oder um die Löslichkeit der Reaktanten zu fördern.
Weniger typisch kann die Hydrosilierungsreaktion zwischen dein Organohydrogenpolysiloxan Reaktanten und dem olefinisch substituierten Polyoxyalkylen Reaktanten ohne Lösungsmittel durchgeführt werden, wie es im US-Patent 3,980,688 offenbart ist, oder sie kann in einem Sauerstoff enthaltenden Lösungsmittel, wie eineim Ether, Polyether oder einem niedermolekularen oder höher molekularen Alkohol durchgeführt werden.
Zum Beispiel offenbaren die US-Patente 3,280,160 und 3,402,192 die Herstellung von Copolymeren in n-Butylether und in einer 50/50 Mischung von Isopropylalkohol/Toluol. Ebenso ist im US-Patent 4,122,029 die Verwendung von Isopropylalkohol offenbart, und im US-Patent 3,518,288 schlagen die Patentinhaber die Verwendung von n-Propanol/Toluol als ein geeignetes Lösungsmittel für die Herstellung von Siloxan/Oxyalkylen Copolymeren vor.
In der Mehrheit der vorher erwähnten Verfahren wird das Kohlenwasserstoff Lösungsmittel, nachdem die Hydrosilierungsreaktion vervollständigt ist, entfernt, da in vielen Fällen das Lösungsmittel zu entzündbar, toxisch oder anderweitig nachteilig auf das Endprodukt oder die weiteren Verarbeitungsschritte, worin das Copolymer verwendet wird, ist. Demzufolge wurde in den Verfahren, die in den meisten der obigen Patente offenbart sind, das Lösungsmittel aus dem Umsetzungsprodukt nach der Beendigung der Hydrosilierung entfernt. Einige Fälle wurden in der Literatur beschrieben, wo aus einem oder einem anderen Grund es nicht notwendig noch wünschbar war, das Copolymer vom Reaktionsmedium zu trennen. Zum Beispiel offenbart das US-Patent 4,520,160 die Verwendung von gesättigten höheren Alkoholen als Reaktionslösungsmittel, welche absichtlich aus dem resultierenden Copolymer nicht zu entfernen nötig sind, wenn dieses nachträglich in Körperpflegemittel Zusammensetzungen als Emulgiermittel verwendet wird.
Das US-Patent 3,629,308 offenbart auch die Verwendung von Polyethern, die die Formel R'O(C&sub3;H&sub8;O)xH aufweisen, worin R' eine niedere Alkylgruppe bedeutet und x einen Wert von 1 bis 20 hat, als geeignete Lösungsmittel für die Herstellung von Copolymeren. Wenn das resultierende Siloxan-Oxyalkylen als Stabilisiermittel für Urethanschäume verwendet wird, lehrt das Patent, dass es nicht notwendig ist das Copolymer vom Lösungsmittel zu isolieren, sondern vielmehr es als eine Lösung zu verwenden.
In vielen Fällen jedoch, nimmt das Lösungsmittel nicht an irgendwelchen weiteren Reaktionen teil, sondern verbleibt in dem Endprodukt wie es ist, und demzufolge ist es nicht notwendig dieses zu entfernen, sofern es nicht nachteilig das Produkt beeinflusst. Demzufolge kann es sogar in einigen Produkten, wie Körperpflegeprodukten vorteilhaft sein, etwas Lösungsmittel in dem Endprodukt zu haben. Falls jedoch das Copolymer weitere Reaktionen vor der Herstellung des Endproduktes, bevor dies vervollständigt ist eingeht, kann seine Anwesenheit solche Reaktionen nachteilig beeinflussen und demzufolge ist seine Entfernung nach dem Hydrosilierungsschritt erwünscht. Zum Beispiel falls einer Copolymere verwenden sollte, welche einwertige höhere Alkohole in Urethanschaum Anwendungen verwendet, so nehmen diese Alkohole an der Urethanreaktion teil und wirken als Reaktionsketten Terminatoren in einer nachteiligen Weise, da sie nur eine Hydroxylgruppe enthalten. Auch können, wie vorher darauf hingewiesen wurde, solche Lösungsmittel toxisch oder anderweitig unwünschbar sein in der weiteren Verarbeitung des Copolymers.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Siloxan-Oxyalkylen Copolymeren bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Siloxan-Oxyalkylen Copolymeren zu liefern, welche in der Zubereitung von Urethanschäumen verwendbar sind, und worin es nicht notwendig ist, das Reaktionslösungsmittel zu entfernen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Urethanschäumen bereitzustellen, welche verbesserte Fliesseigenschaften und andere wünschbare charakteristische Eigenschaften aufweisen. Diese und andere Aufgaben werden leicht für solche Fachpersonen im Licht der Lehren, die hierin enthalten sind, ersichtlich werden.

Zusammenfassung der Erfindung

In ihrem breiten Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Siloxan-Oxyalkylen Copolymeren gerichtet, deren Verwendung als oberflächenaktive Mittel zur Herstellung von Urethanschäumen, und die resultierenden Schäume die daraus erhalten werden.
Diese Copolymere werden durch eine Hydrosilierungsreaktion von einem Organohydrogenpolysiloxan und einem olefinisch substituierten Polyoxyalkylen in Gegenwart eines polaren hochsiedenden Polyols, welches mehr als eine Hydroxylgruppe enthält, und gegebenenfalls in Gegenwart eines Carbonsäuresalzes hergestellt. Das gesättigte polare, hochsiedende Polyol und Carbonsäuresalz unterstützen nicht nur die Herstellung des Copolymers, sondern, falls diese in dem Copolymer zurückgelassen werden, helfen sie dem nachfolgenden Handling und dienen als eine notwendige Komponente einer Zusammensetzung die das Siloxan-Oxyalkylen Copolymer enthält.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung von oberflächenaktiven Copolymer Organopolysiloxanen in einem Lösungsmittel bereit, wobei diese oberflächenaktive Mittel direkt zur Herstellung von Urethanschäumen anwendbar sind ohne dass es nötig ist rückständiges Lösungsmittel zu entfernen, wobei dieses Verfahren die Schritte umfasst von:
(1) Bilden einer Mischung aus:
(a) einem Organohydrogenpolysiloxan, wobei die Siloxan Einheiten die durchschnittliche Formel:
RaHbSiO(4-a-b)/2
haben, worin R eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet die frei ist von aliphatischer Ungesättigtheit, a hat einen Wert von 1 bis 3.0, b hat einen Wert von bis zu 1 und die Summe von a und b hat einen Wert von 1.0 bis 3.0, und worin diese Organohydrogenpolysiloxane im Mittel von 0.01 bis 1 an Silizium gebundene Wasserstoffatome pro Siliziumatom enthalten;
(b) einem Polyoxyalkylen das die durchschnittliche Formel
R¹(OCH&sub2;CH&sub2;)z (OCH&sub2; w-OR² ,
aufweist, worin das Ethylenoxid und Propylenoxid blockiert oder statistisch sein können und worin R¹ eine Alkenylgruppe ist; R² ausgewählt ist aus Wasserstoff, Alkyl, Acyl und Trialkylsilylgruppen, z einen Wert von 0 bis 70 hat, und w einen Wert von 0 bis 120 hat;
(c) einem flüssigen, gesättigten polaren Polyol Lösungsmittel welches mindestens 4 Kohlenstoffatome aufweist und einen Siedepunkt von mindestens 175ºC hat, und ausgewählt ist aus 3-Hydroxypropylether, Diisopropylenglycol, 1,6-Dihydroxymethyl-cyclohexan, 1,6-Dihydroxy-methoxycyclohexan, 1,4-Dihydroxyethoxycyclohexan, 1,6-Dihydroxymethylbenzol, 1,4-Dihydroxyethoxybenzol und Dipropylenglykol, und
(d) einem Carbonsäuresalz Reaktionsbeschleuniger der die Formel RCO&sub2;M hat, worin M ein Alkali Kation, ein Ammoniumion oder ein Phosphoniumion ist; und R bedeutet eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, die von 2 bis 20 Kohlenstoffatomen aufweist;
(2) Aufrechthalten dieser Mischung in einer inerten Atmosphäre und Zugabe einer katalytischen Menge eines Edelmetall Hydrosilierungskatalysators zu dieser Mischung,
(3) Halten der Temperatur dieser Mischung zwischen 20ºC und 120ºC, und
(4) Gewinnung des resultierenden oberflächenaktiven Mittels in Mischung mit rückständigem Polyol Lösungsmittel und diesem Carbonsäuresalz.
Weitere Gestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 12 und Anspruch 13 angegeben.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Wie oben dargestellt ist, liefert die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von oberflächenaktiven Copolymer Organosiloxanen, welche besonders brauchbar sind zur Herstellung von Urethanschäumen. Das Verfahren umfasst die Hydrosilierungsreaktion eines Organohydrogenpolysiloxans und eines olefinisch substituierten Polyoxyalkylens in Gegenwart eines polaren, hochsiedenden Polyols, welches mehr als eine Hydroxylgruppe enthält, und gegebenenfalls in Gegenwart eines Carbonsäuresalzes. Das gesättigte polare hochsiedende Polyol und Carbonsäuresalz unterstützen nicht nur die Herstellung des Siloxan-Oxyalkylen Copolymers, sondern das erstere hilft auch wenn es in dem Copolymer zurückgelassen wird dem nachfolgenden Handling und dient als eine notwendige Komponente einer Zusammensetzung die das Siloxan-Oxyalkylen Copolymer enthält, besonders wenn solche Copolymere als oberflächenaktive Mittel zur Herstellung von Urethanschäumen verwendet werden.
Die Organohydrogensiloxan Verbindungen die in der vorliegenden Erfindung werden zur Herstellung der oberflächenaktiven Mittel angewendet sind solche, die durch die Formel:
RaHbSiO(4-a-b)/2
dargestellt sind, worin R eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet die frei von aliphatischer Ungesättigtheit ist, a einen Wert von 1 bis 3.0 hat, b hat einen Wert von 0 oder 1 und die Summe von a bis b hat einen Wert von 1.0 bis 3.0, und worin dieses Organohydrogenpolysiloxan im Mittel von 0.01 bis 1 an Silizium gebundene Wasserstoffatome pro Siliziumatom enthält; das Organohydrogenpolysiloxan kann jede Kombination von Siloxan Einheiten enthalten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus R&sub3;SiO1/2, R&sub2;HSiO1/2, R&sub2;SiO2/2, RHSiO2/2, RSiO3/2, HSiO3/2 und SiO4/2, vorausgesetzt natürlich, dass das Organohydrogenpolysiloxan genügend R enthaltende Siloxan Einheiten enthält, um von 1 bis 3.0 R Gruppen pro Siliziumatom zur Verfügung zu stellen, und genügend H-enthaltende Siloxan Einheiten um von 0.01 bis 1 an Silizium gebundene Wasserstoffatome pro Silizium bereitzustellen und ein Total von R Gruppen und an Silizium gebundene Wasserstoffatome von 1.5 bis 3.0 pro Siliziuin. Die R-R&sub3; Gruppen bedeuten Kohlenwasserstoffgruppen.
Erläuternd für geeignete R Gruppen sind Alkylgruppen, wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Decyl und cycloaliphatische Gruppen wie Cyclohexyl und Cyclooctyl, Arylgruppen, wie Phenyl, Tolyl und Xylyl. In der Regel handelt es sich bei R um die Methylgruppe. Der olefinisch, substituierte Polyoxyalkylen Reaktant, welcher in dem Verfahren dieser Erfindung angewendet werden kann, hat die Formel
R¹ (OCH&sub2;CH&sub2;)z (OCH&sub2; w-OR²
worin R¹ eine Alkylengruppe bedeutet die vorzugsweise 3 bis 6 Kohlenstoffatome enthält; R² ist ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, einer Alkylgruppe die 1 bis 5 Kohlenstoffatome enthält, einer Acylgruppe die 2 bis 5 Kohlenstoffatome enthält, oder einer Trialkylsilylgruppe; vorzugsweise ist R² Wasserstoff oder eine Methylgruppe oder eine Acetylgruppe. Z hat einen Wert von 0 bis 70 und w hat einen Wert von 0 bis 120. Das olefinisch, substituierte Polyoxyalkylen kann ein blockiertes oder statistisch verteiltes Copolymer sein.
Im Gegensatz zu den Verfahren des Standes der Technik verwendet die vorliegende Erfindung ein flüssiges, gesättigtes, polares, hochsiedendes Polyol Lösungsmittel, worin die Hydrosilierungsreaktion durchgeführt wird und welches nicht aus der Reaktionsmischung entfernt zu werden braucht, besonders wenn das Copolymer Reaktionsprodukt nachfolgend zur Herstellung von Urethanschäumen verwendet wird.
Die einzelnen Lösungsmittel, die in der vorliegenden Erfindung angewendet werden, sind gesättigte Polyole die mindestens etwa 4 Kohlenstoffatome und, zwei oder mehr Hydroxylgruppen enthalten und, welche einen Siedepunkt von höher als 175ºC bei atmosphärischem Druck aufweisen, und welche der Definition entsprechen, die durch die Formel unten definiert ist. Die Lösungsmittel sind gegenüber dem Reaktanten inert und im wesentlichen nicht toxisch. Diese Lösungsmittel sind zum grössten Teil nur aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff zusammengesetzt und sind aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Polyole. Die polaren Lösungsmittel der vorliegenden Erfindung können durch die folgende Gleichung definiert werden:
H + E/5.76 ≥ 0.17
worin:
H = der Gewichtsanteil von Hydroxyl (OH) in dem Lösungsmittelmolekül,
E = der Gewichtsanteil von Ethylenoxid Einheiten (CH&sub2;CH&sub2;O) in dem Lösungsmittel ist.
Erläuternde polare, hochsiedende Lösungsmittel, welche in der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schliessen ein, sind aber nicht darauf limitiert, die Glykole, wie Diethylenglykol, 3-Hydroxypropylether, Diisopropylenglykol, Dibutylenglykol, Di-tert.- Butylenglykol, 1,6-Dihydroxymethyl-cyclohexan, 1,6-Dihydroxymethoxy-cyclohexan, 1,4-Dihydroxyethoxycyclohexan, 1,6-Dihydroxymethylbenzol, und 1,4-Dihydroxyethoxybenzol. Das bevorzugte Polyol, zur Verwendung in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, ist Dipropylenglykol.
Wie oben angedeutet ist, ist es wichtig, dass das Polyol einen Siedepunkt aufweist der höher als 175ºC ist.
Wie vorher angedeutet ist, wird die Hydrosilierungsreaktion in Gegenwart eines Edelmetall Hydrosilierungskatalysators durchgeführt. Demgemäss wird die Hydrosilierungsreaktion zwischen dem Organohydrogenpolysiloxan und einem olefinisch substituierten Polyoxyalkylenreaktanten durch Verwendung einer katalytischen Menge eines Edelmetall enthaltenden Katalysators gefördert. Solche Katalysatoren sind gut bekannt und umfassen Platin, Palladium und Rhodium enthaltende Katalysatoren. Chlorplatinsäure ist besonders bevorzugt.
Der Katalysator wird in einer katalytischen Menge angewandt die genügend ist die Hydrosilierungsreaktion zu begünstigen. In der praktischen Anwendung liegt die Menge des Katalysators gewöhnlich innerhalb des Bereiches von etwa 1 bis etwa 100 ppm Edelmetall bezogen auf die Gesamtteile der Mischung von Reaktanten und Lösungsmittel.
Die Hydrosilierungsreaktion kann, wie vorher bemerkt wurde, gegebenenfalls in Gegenwart von Salzen von Carbonsäuren als Beschleuniger geführt werden und die anwesend sein können, wenn polare Lösungsmittel für die Hydrosilierung von Polyethern mit Organohydrogenpolysiloxanen verwendet werden. Eine niedere aber manchmal ausreichende Menge von Carbonsäuresalzen kann in den olefinisch substituierten Polyoxyalkylenen schon anwesend sein in Folge einer Fehleinwirkung sehr kleiner Mengen Sauerstoff während dem folgenden Schützen der Hydroxylgruppen mit Allyl, Methyl oder Acylgruppen. In solchen Fällen ist die Verwendung von Säuresalz nicht notwendig. Jedoch wurde bemerkt, dass, falls der Polyoxyalkylen Reaktant frei von Oxidationsnebenprodukten ist, die Verwendung eines Beschleunigers in Verbindung mit dem hochsiedenden Polyol notwendig ist, falls sich eine wirksame und schnelle Reaktion des Organohydrogenpolysiloxan und Polyoxalkylen Reaktanten abspielen soll. Diese Beschleuniger können durch die Formel:
RCO&sub2;M
dargestellt werden, worin M ein H, Alkalimetall oder Erdalkalimetalle ist oder abwechselnd Ammonium oder Phosphoniumsalze, und R bedeutet eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe von 2 bis 20 Kohlenstoffatomen. Die bevorzugten Carbonsäuren enthalten drei oder mehr Kohlenstoffatome und sind aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff zusammengesetzt. Besonders bevorzugt sind Monocarbonsäuren die von 3 bis 20 Kohlenstoffatomen enthalten. In Folge von Spuren von Carbonsäureverunreinigungen in den Polyoxyalkylenen ist es ab und zu nur nötig einige Ausgangsstoffe von M als Amin oder schwache Base zuzufügen, wie Natriumbicarbonat um den gewünschten Effekt zu erreichen. Der Beschleunigeranteil sollte mindestens 100 ppm betragen und in der Regel 0.1 Gew.% der Reaktanten sein. Konzentrationen von 100 ppm bis 10,000 ppm können ebenfalls angewandt werden und die effektive Menge ist zu einem bestimmten Grad abhängig von dem einzelnen Säuresalz, welches angewendet wurde.
Beim Durchführen der Hydrosilierungsreaktion, in der Art und Weise wie sie oben angedeutet ist, und dem Anwenden des gesättigten hochsiedenden Polyols und Carbonsäuresalzes, werden Verbesserungen in ein oder mehr Aspekten der Reaktion erhalten, wie Reaktionsgeschwindigkeit, Reaktionsausbeute, Reaktionsselektivität, Reaktionsverfahren oder der Verarbeitung von Reaktionsprodukten in Urethanschaum Anwendungen. Zum Beispiel wurde gefunden, wenn Dipropylenglykol verwendet wird, dass die Verwendung von mindestens 10 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Reaktanten an Polyol und 0.05% eines Säuresalzes, wie Natriumoliat der Handhabung der Reaktanten förderlich ist und die Reaktionsexotherme mässigt. Natürlich können Mengen an gesättigtem polarem hochsiedendem Polyol das mehr als 10% beträgt, verwendet werden, und mehr als 0.05% Natriumoliat können, falls gewünscht, verwendet werden. Im allgemeinen wurde gefunden, dass 5 bis etwa 35 Gew.% und mehr, vorzugsweise etwa 15 bis etwa 25 Gew.% des Polyols gute Ergebnisse liefern.
Die oberflächenaktiven Organopolysiloxane, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, sind besonders verwendbar und wurden als ausgezeichnet befunden als wirksame oberflächenaktive Mittel zur Herstellung von Polyether Polyurethanweichschäumen. Es wurde gefunden, dass die oberflächenaktiven Mittel dieser Erfindung einen verbesserten Leistungsbereich an Polyurethanschäumen ergeben und die Notwendigkeit vermeiden, dass das Lösungsmittel aus der Reaktionsmischung entfernt wird, worin das Organopolysiloxan hergestellt wurde. Da ein relativ nicht toxisches Lösungsmittel verwendet wird, und seine Entfernung aus der Reaktionsmischung vermieden wird, werden die oberflächenaktiven Mittel unter geeigneten Umweltbedingungen hergestellt.
In der Herstellung der Polyurethanschäume, die die oberflächenaktiven Mittel dieser Erfindung verwenden, werden ein oder mehr Polyetherpolyole für die Reaktion mit dem Polyisocyanat Reaktanten angewandt um die Urethanbindung zu ergeben. Derartige Polyole haben ein Mittel von mindestens zwei und in der Regel 2.0 bis 3.5 Hydroxylgruppen pro Molekül und umfassen Verbindungen, welche aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff bestehen und Verbindungen die auch Phosphor, Halogen und/oder Stickstoff enthalten können. Solche Polyetherpolyole sind auf dem Fachgebiet gut bekannt und sind im Handel erhältlich.
Die organischen Polyisocyanate, die zur Herstellung von Weichpolyether Polyurethanschäumen brauchbar sind, in Übereinstimmung mit dem Verfahren dieser Erfindung, sind ebenfalls auf dem Fachgebiet gut bekannt und sind organische Verbindungen, welche mindestens zwei Isocyanatgmppen enthalten und jede solche Verbindung oder Mischung davon können angewendet werden. Die Toluoldiisocyanate sind unter vielen geeignete Isocyanate, die zur Herstellung von Schäumen, technisch verwendet werden.
Die Urethan Schäumungsreaktion wird gewöhnlich in Gegenwart einer kleinen Menge eines Katalysators ausgeführt, vorzugsweise eines Aminkatalysators, und gewöhnlich von einem tertiären Amin.
Es ist auch bevorzugt eine kleine Menge bestimmter Metallkatalysatoren zusätzlich zu dem Aminkatalysator in der Reaktionsmischungs Komponente einzuschliessen. Solche zusätzlichen Katalysatoren sind auf dem Gebiet der Weich-Polyurethanschaum Herstellung basierend auf Polyether gut bekannt. Zum Beispiel schliessen brauchbare Metallkatalysatoren organische Derivate von Zinn, besonders Zinnverbindungen von Carbonsäuren ein, wie Zinnoctoat, Zinnoleat und ähnliche.
Das Schäumen wird erreicht durch Anwendung einer geringen Menge eines Polyurethanblähmittels, wie Wasser, in der Reaktionsmischung, welches nach der Reaktion mit Isocyanat, Kohlendioxid in situ erzeugt oder durch die Verwendung von Blähmitteln, die durch die Reaktionsexotherme verdampft werden oder durch eine Kombination der beiden. Diese Verfahren sind auf dem Fachgebiet gut bekannt.
Die auf Polyether basierenden Polyurethanschäume dieser Erfindung können in Übereinstimmung mit jeder Verarbeitungstechnik, die auf dem Fachgebiet bekannt ist, gebildet werden, wie im besonderen der "Einstufen" Technik. In Übereinstimmung mit diesen Verfahren werden geschäumte Produkte durch Ausführen der Reaktion des Polyisocyanates und Polyetherpolyols gleichzeitig mit dem Schäumungsarbeitsgang erhalten. Es ist ab und zu zweckdienlich das oberflächenaktive Mittel der Reaktionsmischung als eine Vormischung mit ein oder mehr der Blähmittel, Polyether, Polyol und Katalysator Komponenten zuzugeben.
Es soll verstanden werden, dass die relativen Mengen der verschiedenen Komponenten der Schaumformulierung nicht eng kritisch sind. Das Polyetherpolyol und Polyisocyanat sind in der Schaum herstellenden Formulierung zu einem Hauptanteil anwesend. Die relativen Mengen dieser beiden Komponenten in der Menge die verlangt wird die gewünschte Urethanstruktur des Schaumes herzustellen und solche relative Mengen sind auf dem Fachgebiet gut bekannt. Das Blähmittel, der Katalysator und das oberflächenaktive Mittel sind jedes in einer geringeren Menge vorhanden die notwendig ist, die Wirkungsweise der Komponente zu erreichen. Demzufolge ist das Blähmittel in einer Menge vorhanden die genügend ist, die Reaktionsmischung zu schäumen, der Katalysator ist in einer katalytischen Menge vorhanden, welche eine solche Menge ist, die notwendig ist, die Reaktion zu katalysieren um das Urethan in einer vernünftigen Menge herzustellen, und das oberflächenaktive Mittel ist in einer Menge vorhanden die genügend ist, die gewünschten Eigenschaften, wie sie in den Tabellen und 1 unten angedeutet sind, zu vermitteln.
Die Polyurethane die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt werden können auf den gleichen Gebieten verwendet werden, wie übliche flexible Polyetherpolyurethane. Zum Beispiel können die Schäume der vorliegenden Erfindung mit Vorteil zur Herstellung von textilen Einlagestoffen, Polstern, Matratzen, Wattierung, Teppichunterlagen, Verpackungsmaterial, Dichtungen, Dichtungsstoffen, Wärmeisolationen und ähnlichem verwendet werden.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die beste Ausführung die gegenwärtig für die praktische Durchführung dieser Erfindung in Betracht gezogen wird.
Die Beispiele 1 bis 4 unten wenden eine Polyetherpartie an und wurden vorgängig der Verwendung Kohlenstoff behandelt um die Herstellung von oberflächenaktiven Mitteln in einem polaren, hochsiedendem Polyol Lösungsmittel ohne Gegenwart von Carbonsäuresalzen zu zeigen. Wie der Lösungsmittelanteil anstieg wird ein vorteilhaftes Ansteigen in der Schaumluftströmung erhalten. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengefasst.

Vergleichsbeispiel 1

Eine gut gerührte Mischung aus 145.6 Gramm eines olefinisch substituierten, Kohlenstoff behandelten, Polyoxyalkylens, das die durchschnittliche Formel CH&sub2;=CHCH&sub2;O(CH&sub2;CH&sub2;O)&sub1;&sub8;(CH&sub2;CHCH&sub3;O)20.7OCCH&sub3;, aufweist, 34.4 Gramm eines Organohydrogenpolysiloxans das die durchschnittliche Formel Me&sub3;SiO(Me&sub2;SiO)&sub6;&sub0;(MeHSiO)&sub7;SiMe&sub3; aufweist, und 20 Gramm (10 Gew.%) Dipropylenglykol wurden durch einen Stickstoffdurchfluss entgast und auf 85ºC erwärmt. Eine Lösung von H&sub2;PtCl&sub6;.6H&sub2;O in Ethanol wurde der Mischung in genügender Menge zugefügt um 15 ppm Pt zu liefern. Die Wärmequelle wurde entfernt und die exotherme Hydrosilierungsreaktion ging voran bis kein weiterer Temperaturanstieg mehr bernerkt wurde. Wärme wurde dann der Mischung, wie sie nötig war, zugefügt um ihre Temperatur bei 85ºC für 15 Minuten zu halten. Sorge wurde getragen, dass der Reaktionskessel nie 94ºC überschritt. Es wurde ein Siloxanoxyalkylen Copolymer erhalten, welches keine Gelteilchen enthielt. Das Copolymer wurde dann mit Dipropylenglykol zurückverdünnt auf ein Total von 40 Gew.% und es wurde eine resultierende Viskosität von 686 mm²/g (cSt) erhalten.

Vergleichsbeispiel 2

Eine gut gerührte Mischung von 129 Gramm eines olefinisch substituierten, Kohlenstoff behandelten, Polyoxyalkylens, das die durchschnittliche Formel CH&sub2;=CHCH&sub2;O(CH&sub2;CH&sub2;O)&sub1;&sub8;(CH&sub2;CHCH&sub3;O)20.7OCCH&sub3;, aufweist, 30.6 Gramm eines Organohydrogenpolysiloxans, das die durchschnittliche Formel Me&sub3;SiO(Me&sub2;SiO)&sub6;&sub0;(MeHSiO)&sub7;SiMe&sub3; aufweist, und 40 Gramm (20 Gew.%) Dipropylenglykol wurden durch einen Stickstoffdurchfluss entgast und auf 85ºC erwärmt. Eine Lösung von H&sub2;PtCl&sub6;.6H&sub2;O in Ethanol wurde der Mischung in ausreichender Menge zugefügt um 15 ppm Pt zu liefern. Die Wärmequelle wurde entfernt und die exotherme Hydrosilierungsreaktion schritt fort bis kein weiterer Temperaturanstieg mehr festgestellt wurde. Wärme wurde dann der Mischung, wie benötigt, zugefügt, um ihre Temperatur bei 80ºC für 1 Stunde zu halten. Sorge wurde getragen, dass der Reaktionskessel nie 91ºC überschritt. Es wurde ein Siloxanoxyalkylen Copolymer erhalten, das keine Gelteilchen enthielt. Das Copolymer wurde dann mit Dipropylenglykol auf ein Total von 40 Gew.% zurückverdünnt und eine resultierende Viskosität von 642 mm²/g (cSt) wurde erhalten.

Vergleichsbeispiel 3

Eine gut gerührte Mischung von 113.2 Gramm eines olefinisch substituierten, Kohlenstoff behandelten, Polyoxyalkylens, das die durchschnittliche Formel CH&sub2;=CHCH&sub2;O(CH&sub2;CH&sub2;O)&sub1;&sub8;(CH&sub2;CHCH&sub3;O)20.7OCCH&sub3;, aufweist, 26.8 Gramm eines Organohydrogenpolysiloxans, das die durchschnittliche Formel Me&sub3;SiO(Me&sub2;SiO)&sub6;&sub0;(MeHSiO)&sub7;SiMe&sub3; aufweist, und 60 Gramm (30 Gew.%) Dipropylenglykol wurden durch einen Stickstoffdurchfluss entgast und auf 85ºC erwärmt. Eine Lösung von H&sub2;PtCl&sub6;.6H&sub2;O in Ethanol wurde der Mischung in ausreichender Menge zugefügt um 15 ppm Pt zu liefern. Die Wärmequelle wurde entfernt, und die exotherme Hydrosilierungsreaktion schritt fort bis kein weiterer Temperaturanstieg bemerkt wurde. Wärme wurde dann der Mischung, wie benötigt, zugefügt, um ihre Temperatur bei 85ºC für 15 Minuten zu halten. Sorge wurde getragen, dass der Reaktionskessel nie 92ºC überschritt. Es wurde ein Siloxanoxyalkylen Copolymer erhalten, das keine Gelpartikelchen enthielt. Das Copolymer wurde dann mit Dipropylenglykol auf ein Total von 40 Gew.% zurückverdünnt und eine resultierende Viskosität von 638 mm²/s (cSt) wurde erhalten.

Vergleichsbeispiel 4

Eine gut gerührte Mischung von 97.1 Gramm eines olefinisch substituierten, Kohlenstoff behandelten, Polyoxyalkylens, mit der durchschnittlichen Formel CH&sub2;=CHCH&sub2;O(CH&sub2;CH&sub2;O)&sub1;&sub8;(CH&sub2;CHCH&sub3;O)20.7OCCH&sub3;, 23 Gramm eines Organohydrogenpolysiloxans, das die durchschnittliche Formel Me&sub3;SiO(Me&sub2;SiO)&sub6;&sub0;(MeHSiO)&sub7;SiMe&sub3; aufweist, und 60 Gramm (40 Gew.%) Dipropylenglykol wurden durch einen Stickstoffdurchfluss entgast und auf 85ºC erwärmt. Eine Lösung von H&sub2;PtCl&sub6;.6H&sub2;O in Ethanol wurde der Mischung in ausreichender Menge zugefügt um 15 ppm Pt zu liefern. Die Wärmequelle wurde entfernt und die exotherme Hydrosilierungsreaktion schritt fort bis kein weiterer Temperaturanstieg bemerkt wurde. Die Wärme wurde dann der Mischung, wie sie benötigt wurde, zugefügt, um ihre Temperatur bei 80ºC für 1 Stunde zu halten. Sorge wurde getragen, dass der Reaktionskessel nie 91ºC überschritt. Es wurde ein Siloxanoxyalkylen Copolymer erhalten, welches keine Gelteilchen enthielt. Das Copolymer wurde dann mit Dipropylenglykol auf ein Total von 40 Gew.% zurückverdünnt und eine resultierende Viskosität von 603 mm²/s (cSt) wurde erhalten.
In den Beispielen 5-12 unten, wurden die Versuche mit einer zweiten Partie von Polyestern durchgeführt und sie zeigen die Vorteile der Carbonsäuresalze. Das Beispiel 5 hat kein vorhandenes Carbonsäuresalz und besitzt eine niedere Luftströmung. Die Anwesenheit von Carbonsäuresalz aus der Oxidation von Polyethern ist im Beispiel 6 gegenwärtig und das resultierende oberflächenaktive Mittel ergibt eine höhere Luftströmung wie in der Tabelle II zusammengefasst ist.

Vergleichsbeispiel 5

Eine gut gerührte Mischung von 111.1 Gramm eines olefinisch substituierten, Kohlenstoff behandelten, Polyoxyalkylens, das die durchschnittliche Formel CH&sub2;=CHCH&sub2;O(CH&sub2;CH&sub2;O)17.3(CH&sub2;CHCH&sub3;O)19.7OCCH&sub3; hat, 29.0 Gramm eines Organohydrogenpolysiloxans das die durchschnittliche Formel Me&sub3;SiO(Me&sub2;SiO)&sub6;&sub0;(MeHSiO)&sub7;SiMe&sub3; aufweist, und 60 Gramm (30 Gew.%) Dipropylenglykol wurden durch einen Stickstoffdurchfluss entgast und auf 75ºC erwärmt. Eine Lösung von H&sub2;PtCl&sub6;.H&sub2;O in Ethanol wurde der Mischung in einer ausreichenden Menge zugefügt um 15 ppm Pt zu liefern. Die Wärmequelle wurde entfernt, und die exotherme Hydrosilierungsreaktion schritt voran bis kein weiterer Temperaturanstieg bemerkt wurde. Wärme wurde dann der Mischung, wie benötigt, zugefügt um ihre Temperatur bei 80ºC für 15 Minuten zu halten. Sorge wurde getragen, dass der Reaktionskessel nie 81ºC überschritt. Es wurde ein Siloxanoxyalkylen Copolymer erhalten, welches keine Gelteilchen enthielt. Das Copolymer wurde dann mit Dipropylenglykol auf ein Total von 30 Gew.% zurückverdünnt und eine resultierende Viskosität von 703 mm²/s (cSt) wurde erreicht.

Vergleichsbeispiel 6

Eine gut gerührte Mischung von 111.1 Gramm eines olefinisch substituierten, Kohlenstoff behandelten, Polyoxyalkylens, das die durchschnittliche Formel CH&sub2;=CHCH&sub2;O(CH&sub2;CH&sub2;O)17.3(CH&sub2;CHCH&sub3;O)19.7OCCH&sub3; hat, 29.0 Gramm eines Organohydrogenpolysiloxans, das die durchschnittliche Formel Me&sub3;SiO(Me&sub2;SiO)&sub6;&sub0;(MeHSiO)&sub7;SiMe&sub3; hat, und 60 Gramm (30 Gew.%) Dipropylenglykol wurden durch einen Stickstoffdurchfluss entgast und auf 80ºC erwärmt. Eine Lösung von H&sub2;PtCl&sub6;.H&sub2;O in Ethanol wurde der Mischung in ausreichender Menge zugefügt um 15 ppm Pt zu liefern. Die Wärmequelle wurde entfernt und die exotherme Hydrosilierungsreaktion schritt voran bis kein weiterer Temperaturanstieg bemerkt wurde. Die Wärme wurde dann der Mischung, wie sie benötigt wurde, zugefügt um ihre Temperatur bei 80ºC für 15 Minuten zu halten. Sorge wurde getragen, dass der Reaktionskessel nie 91ºC überschritt. Es wurde ein Siloxanoxyalkylen Copolymer erhalten, welches keine Gelpartikelchen enthielt. Das Copolymer wurde dann mit Dipropylenglykol auf ein Total von 30 Gew.% zurückverdünnt und eine resultierende Viskosität von 807 mm²/s (cSt) wurde erreicht.
Die Beispiele 7-8, welche folgen, zeigen die klaren Vorteile der Rückzugabe von Carbonsäuresalzen zu Systemen, welche behandelte Polyether anwenden. Gesteigerte Ströme werden erhalten, wobei die normale Wirksamkeit beibehalten wird. Das Vergleichsbeispiel 9 zeigt, dass Carbonsäuresalze mit weniger als 3 Kohlenstoffatomen nicht so wirksam sind wie solche, die mehr als 3 Kohlenstoffatome enthalten indem die Beispiele 7 und 8 eine normale Wirksamkeit besitzen und eine gesteigerte Luftströmung gegenüber der vom Beispiel 9.

Beispiel 7

Eine gut gerührte Mischung von 111.1 Gramm eines olefinisch substituierten, Kohlenstoff behandelten, Polyoxyalkylens, welches die durchschnittliche Formel CH&sub2;=CHCH&sub2;O(CH&sub2;CH&sub2;O)17.3(CH&sub2;CHCH&sub3;O)19.7OCCH&sub3; hat, 29.0 Gramm eines Organohydrogenpolysiloxans, das die durchschnittliche Formel Me&sub3;SiO(Me&sub2;SiO)&sub6;&sub0;(MeHSiO)&sub7;SiMe&sub3; hat, und 60 Gramm (30 Gew.%) Dipropylenglykol und 0.11 Gramm des Carbonsäuresalzes Natriumoleat wurde durch einen Stickstoffdurchfluss entgast und auf 75ºC erwärmt. Eine Lösung von H&sub2;PtCl&sub6;.H&sub2;O in Ethanol wurde der Mischung in einer ausreichenden Menge zugegeben um 15 ppm Pt zu liefern. Die Wärmequelle wurde entfernt und die exotherme Hydrosilierungsreaktion schritt fort bis kein weiterer Temperaturanstieg bemerkt wurde. Wärme wurde dann der Mischung, wie benötigt, zugegeben um ihre Temperatur bei 80ºC für 15 Minuten zu halten. Sorge wurde getragen, dass der Reaktionskessel nie 81ºC überschritt. Es wurde ein Siloxanoxyalkylen Copolymer erhalten, welches keine Gelteilchen enthielt. Die Copolymeren wurden dann mit Dipropylenglykol auf ein Total von 30 Gew.% zurückverdünnt und eine resultierende Viskosität von 839 mm²/s (cSt) wurde erreicht.

Beispiel 8

Eine gut gerührte Mischung von 111.1 Gramm eines olefinisch substituierten, Kohlenstoff behandelten, Polyoxyalkylens, das die durchschnittliche Formel CH&sub2;=CHCH&sub2;O(CH&sub2;CH&sub2;O)17.3(CH&sub2;CHCH&sub3;O)19.7OCCH&sub3; hat, 29.0 Gramm eines Organohydrogenpolysiloxans, das die durchschnittliche Formel Me&sub3;SiO(Me&sub2;SiO)&sub6;&sub0;(MeHSiO)&sub7;SiMe&sub3; hat, und 60 Gramm (30 Gew.%) Dipropylenglykol und 0.11 Gramm des Carbonsäuresalzes Natriumbutyrat wurden durch einen Stickstoffdurchfluss entgast und auf 75ºC erwärmt. Eine Lösung von H&sub2;PtCl&sub6;.H&sub2;O in Ethanol wurde der Mischung zugefügt in einer ausreichenden Menge um 15 ppm Pt zu liefern. Die Wärmequelle wurde entfernt und die exotherme Hydrosilierungsreaktion schritt fort bis kein weiterer Temperaturanstieg bemerkt wurde. Die Wärme wurde dann der Mischung, wie sie benötigt wurde, zugefügt um ihre Temperatur bei 80ºC für 15 Minuten zu halten. Sorge wurde getragen, dass der Reaktionskessel nie 80ºC überschritt. Es wurde ein Siloxanoxyalkylen Copolymer erhalten, welches keine Gelpartikelchen enthielt. Das Copolymer wurde dann mit Dipropylenglykol auf ein Total von 30 Gew.% zurückverdünnt und eine resultierende Viskosität von 851 mm²/s (cSt) wurde erreicht.

Vergleichsbeispiel 9

Eine gut gerührte Mischung von 111.1 Gramm eines olefinisch substituierten, Kohlenstoff behandelten, Polyoxyalkylens, das die durchschnittliche Formel CH&sub2;=CHCH&sub2;O(CH&sub2;CH&sub2;O)17.3(CH&sub2;CHCH&sub3;O)19.7OCCH&sub3; hat, 29.0 Gramm eines Organohydrogenpolysiloxans das die durchschnittliche Formel Me&sub3;SiO(Me&sub2;SiO)&sub6;&sub0;(MeHSiO)&sub7;SiMe&sub3; hat, und 60 Gramm (30 Gew.%) Dipropylenglykol und 0.11 Gramm des Carbonsäuresalzes Kaliumacetat wurde durch einen Stickstoffdurchfluss entgast und auf 75ºC erwärmt. Eine Lösung von H&sub2;PtCl&sub6;.H&sub2;O in Ethanol wurde der Mischung in einer ausreichenden Menge zugefügt um 15 ppm Pt zu liefern. Die Wärmequelle wurde entfernt und die exotherme Hydrosilierungsreaktion schritt fort bis kein weiterer Temperaturanstieg bemerkt wurde. Wärme wurde dann der Mischung zugefügt, wie sie benötigt wurde, um ihre Temperatur bei 80ºC für 15 Minuten zu halten. Sorge wurde getragen, dass der Reaktionskessel nie 80ºC überschritt. Es wurde ein Siloxanoxyalkylen Copolymer erhalten, welches keine Gelpartikelchen enthielt. Das Copolymer wurde dann mit Dipropylenglykol auf ein Total von 30 Gew.% zurückverdünnt und die resultierende Viskosität von 875 mm²/s (cSt) wurde erreicht.
In den Beispielen 10 bis 12, welche folgen, wurden die Reaktionen entweder in polaren niedersiedenden Lösungsmitteln (IPA) oder im nicht polaren Lösungsmittel (Toluol) ausgeführt. Obwohl übliche oberflächenaktive Mittel im Lösungsmittel Toluol hergestellt werden kann, ist das Lösungsmittel flüchtig und eine Entfernung ist nötig um den resultierenden Copolymer Entzündungspunkt aus Sicherheitsüberlegungen zu steigern.

Vergleichsbeispiel 10

Eine gut gerührte Mischung von 111.1 Gramm eines olefinisch substituierten, Kohlenstoff behandelten, Polyoxyalkylens, das die durchschnittliche Formel CH&sub2;=CHCH&sub2;O(CH&sub2;CH&sub2;O)17.3(CH&sub2;CHCH&sub3;O)19.7OCCH&sub3; hat, 29.0 Gramm eines Organohydrogenpolysiloxans, das die durchschnittliche Formel Me&sub3;SiO(Me&sub2;SiO)&sub6;&sub0;(MeHSiO)&sub7;SiMe&sub3; hat, und 60 Gramm (30 Gew.%) Toluol wurden durch einen Stickstoffdurchfluss entgast und auf 80ºC erwärmt. Eine Lösung von H&sub2;PtCl&sub6;.H&sub2;O in Ethanol wurde der Mischung zugegeben in einer ausreichenden Menge um 15 ppm Pt zu liefern. Die Wärmequelle wurde entfernt und die exotherme Hydrosilierungsreaktion schritt fort bis kein weiterer Temperaturanstieg bemerkt wurde. Wärme wurde dann der Mischung, wie benötigt, zugegeben um ihre Temperatur bei 80ºC für 15 Minuten zu halten. Sorge wurde getragen, dass der Reaktionskessel nie 90ºC überschritt. Es wurde ein Siloxanoxyalkylen Copolymer erhalten, das keine Gelteilchen enthielt. Das Copolymer wurde dann mit Dipropylenglykol auf ein Total von 30 Gew.% zurückverdünnt und eine resultierende Viskosität von 880 mm²/s (cSt) wurde erreicht.
Die Beispiele 11 und 12 zeigen den Bedarf für erwünschte Mengen von Carbonsäuresalzen in polaren Lösungsmitteln, wie IPA. Jedoch verlangt das Lösungsmittel Isopropanol ebenfalls die Entfernung vor der Verwendung in Folge des niederen Entflammungspunktes aus Sicherheitsgründen.

Beispiel 11

Eine gut gerührte Mischung von 111.1 Gramm eines olefinisch substituierten, Kohlenstoff behandelten, Polyoxyalkylens, das die durchschnittliche Formel CH&sub2;=CHCH&sub2;O(CH&sub2;CH&sub2;O)17.3(CH&sub2;CHCH&sub3;O)19.7OCCH&sub3; hat, 29.0 Gramm eines Organohydrogenpolysiloxans, das die durchschnittliche Formel Me&sub3;SiO(Me&sub2;SiO)&sub6;&sub0;(MeHSiO)&sub7;SiMe&sub3; hat, und 60 Gramm (30 Gew.%) Isopropanol und 0.12 Gramm Natriumbutyrat wurden unter Stickstoffdurchfluss entgast und auf 75ºC erwärmt. Eine Lösung von H&sub2;PtCl&sub6;.H&sub2;O in Ethanol wurde der Mischung in einer ausreichenden Menge zugefügt um 15 ppm Pl zu liefern. Die Wärmequelle wurde entfernt und die exotherme Hydrosilierungsreaktion schritt voran bis kein weiterer Temperaturanstieg festgestellt wurde. Wärme wurde dann der Mischung, wie sie benötigt wurde, zugefügt um ihre Temperatur bei 75ºC für 15 Minuten zu halten Sorge wurde getragen, dass der Reaktionskessel nie 79ºC überschritt. Es wurde ein Siloxan-Oxyalkylen Copolymer erhalten, welches keine Gelteilchen enthielt. Das Copolymer wurde dann abgezogen um Isopropanol (IPA) zu entfernen. Das resultierende reine Copolymer besass eine Viskosität von 1715 mm²/s (cSt).

Vergleichsbeispiel 12

Eine gut gerührte Mischung von 127.5 Gramm eines ionausgetauschten, olefinisch substituierten, Kohlenstoff behandelten, Polyoxyalkylens, das die durchschnittliche Formel CH&sub2;=CHCH&sub2;O(CH&sub2;CH&sub2;O)17.3(CH&sub2;CHCH&sub3;O)19.7OCCH&sub3; hat, 32.5 Gramm eines Organohydrogenpolysiloxans, welches die durchschnittliche Formel Me&sub3;SiO(Me&sub2;SiO)&sub6;&sub0;(MeHSiO)&sub7;SiMe&sub3; hat, und 40 Gramm (20 Gew.%) Isopropanol wurde durch einen Stickstoffdurchfluss entgast und auf 65ºC erwärmt. Eine Lösung von H&sub2;PtCl&sub6;.H&sub2;O in Ethanol wurde der Mischung zugefügt in einer ausreichenden Menge um 15 ppm Pt zu liefern. Die Wärmequelle wurde entfernt und die exotherme Hydrosilierungsreaktion schritt voran bis kein weiterer Temperaturanstieg festgestellt wurde. Wärme wurde dann der Mischung, wie benötigt, zugeführt um ihre Temperatur bei 65ºC für 15 Minuten zu halten. Sorge wurde getragen, dass der Reaktionskessel nie 70ºC überschritt. Es wurde ein Siloxan-Oxyalkylen Copolymer erhalten, welches keine Gelteilchen enthielt. Das Copolymer wurde dann abgezogen um Isopropanol (IPA) zu entfernen. Das resultierende reine Copolymer besass eine Viskosität von 1372 mm²/s (cSt).
Die oben hergestellten Reaktionsprodukte wurden als oberflächenaktive Mittel in einer Polyurethanschau in Zusammensetzung in der folgenden Weise untersucht:
Eine Mischung aus 100 Teilen eines Polyol Ausgangsstoffes, 1.26 Teile des obigen oberflächenaktiven Mittels (nicht mitgezählt Dipropylenglykol) und 0.23 Teile Zinnoktoat, 0.2 Teile A-200, 5.5 Teile Wasser und 10 Teile Methylenchlorid wurde gründlich gemischt. Der obigen Mischung wurden 112 Index Toluoldiisocyanat zugefügt und die resultierende Mischung wurde für 7 Sekunden gemischt und dann in einen Kunststoffbehälter gegossen. Die Mischung schäumte und ging zu einer maximalen Höhe auf und wurde dann für 10 Minuten bei 110ºC gehärtet.
Der gehärtete Schaum wurde durch messen der Schaumhöhe, der Luftströmung durch den Schaum und der Schaumstoffporen Qualität in gut bekannter Art und Weise untersucht. Die Ergebnisse sind in den Tabellen I und II unten veranschaulicht. Aus den dargestellten Messergebnissen geht klar hervor dass das oberflächenaktive Mittel, welches durch das verbesserte erfindungsgemässe Verfahren hergestellt wurde, dein oberflächenaktiven Mittel, welches im Lösungsmittel Toluol ohne Carbonsäuresalz hergestellt war, gemäss einem oder mehreren Prüfungsmerkmalen gleich oder überlegen war. Tabelle I Oberflächenaktives Mittel, Lösungsmittel Oberflächenaktives Mittel Schaum Beispiel Menge¹ Identität² Carbonsäuresalz 0.1%³ Schaumhöhe&sup4; Luftströmung&sup6; Schaumstoffporen Gleichmässigkeit&sup6; keines
1) Gew.% von Polysiloxan + Polyoxyalkylenoxid;
2) DPG ist Dipropylenglykol;
3) Polyether wurden Kohlenstoff behandelt um jegliche Carbonsäure Oxidationsprodukte zu entfernen mit Ausnahme von Beispiel 6, worin IR die Anwesenheit von Oxidationsprodukten angab;
4) Zentimeter ± 0.5;
5) I/Min. (ft³/Min. ± 0.2) höhere Luftströmung ist wünschenswerter;
6) Visuelle Beurteilung unterer Werte wünschenswerter, Masseinteilung 1 bis 12. Tabelle II Oberflächenaktives Mittel, Lösungsmittel Oberflächenaktives Mittel Schaum Beispiel Menge¹ Identität² Carbonsäuresalz 0.1%³ Schaumhöhe&sup4; Luftströmung&sup6; Schaumstoffporen Gleichmässigkeit&sup6; keines Natriumoleat Natriumbutyrat Kaliumacetat
1) Gew.% von Polysiloxan + Polyoxyalkylenoxid;
2) DPG ist Dipropylenglykol;
3) Polyether wurden Kohlenstoff behandelt um jegliche Carbonsäure Oxidationsprodukte zu entfernen mit Ausnahme von Beispiel 6, worin IR die Anwesenheit von Oxidationsprodukten angab;
4) Zentimeter ± 0.5;
5) I/Min. (ft³/Min. ± 0.2) höhere Luftströmung ist wünschenswerter;
6) Visuelle Beurteilung unterer Werte wünschenswerter, Masseinteilung 1 bis 12.
Obgleich die Erfindung durch die vorangehenden Beispiele veranschaulicht wurde, ist sie nicht konstruiert auf die Materialien die darin angewandt werden, limitiert zu sein, sondern vielmehr ist die Erfindung auf den generischen Bereich gerichtet, wie er hierin zuvor offenbart wurde. Verschiedene Abänderungen und Gestaltungen können vorgenommen werden ohne vom Erfindungsgedanken und vom Umfang davon abzuweichen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von oberflächenaktiven Copolymer Organosiloxanen in einem Lösungsmittel, wobei diese oberflächenaktiven Mittel direkt zur Herstellung von Urethanschäumen anwendbar sind ohne der Notwendigkeit, zurückbleibendes Lösungsmittel zu entfernen; dieses Verfahren umfasst die Schritte von:

(1) Bilden einer Mischung aus:

(a) einem Organohydrogenpolysiloxan, wobei die Siloxan Einheiten die durchschnittliche Formel:

RaHbSiO(4-a-b)/2

haben, worin R eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet die frei ist von aliphatischer Ungesättigtheit, a hat einen Wert von 1 bis 3.0, b hat einen Wert von bis zu 1 und die Summe von a und b hat einen Wert von 1.0 bis 3.0, und worin diese Organohydrogenpolysiloxane im Mittel von 0.01 bis 1 an Silizium gebundene Wasserstoffatome pro Siliziumatom enthalten;

(b) einem Polyoxyalkylen das die durchschnittliche Formel

R¹ (OCH&sub2;CH&sub2;)z(OCH&sub2; w-OR² ,

aufweist, worin das Ethylenoxid und Propylenoxid blockiert oder statistisch sein können und worin R eine Alkenylgruppe ist; R² ausgewählt ist aus Wasserstoff, Alkyl, Acyl und Trialkylsilylgruppen, z einen Wert von 0 bis 70 hat, und w einen Wert von 0 bis 120 hat;

(c) einem flüssigen, gesättigten polaren Polyol Lösungsmittel welches mindestens 4 Kohlenstoffatome aufweist und einen Siedepunkt von mindestens 175ºC hat, und ausgewählt ist aus 3-Hydroxypropylether, Diisopropylenglycol, 1,6-Dihydroxymethyl-cyclohexan, 1,6-Dihydroxy-methoxy-cyclohexan, 1,4-Dihydroxyethoxy-cyclohexan, 1,6-Dihydroxymethylbenzol, 1,4-Dihydroxyethoxybenzol und Dipropylenglykol, und

(d) einem Carbonsäuresalz Reaktionsbeschleuniger der die Formel RCO&sub2;M hat, worin M ein Alkali Kation, ein Ammoniumion oder ein Phosphoniumion ist; und R bedeutet eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, die von 2 bis 20 Kohlenstoffatomen aufweist;

(2) Autrechthalten dieser Mischung in einer inerten Atmosphäre und Zugabe einer katalytischen Menge eines Edelmetall Hydrosilierungskatalysators zu dieser Mischung,

(3) Halten der Temperatur dieser Mischung zwischen 20ºC und 120ºC, und

(4) Gewinnung des resultierenden oberflächenaktiven Mittels in Mischung mit rückständigem Polyol Lösungsmittel und diesem Carbonsäuresalz.

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, worin die Temperatur im Schritt (3) von 70ºC bis 90ºC beträgt.

3. Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, worin dieses flüssige, gesättigte polare Polyol Lösungsmittel Dipropylenglykol ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin dieses flüssige, gesättigte polare Polyol Lösungsmittel in einer Menge von 5 bis 35 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht dieser Mischung, anwesend ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin dieses flüssige, gesättigte polare Polyol Lösungsmittel in einer Menge von 15 bis 25 Gew.%, .%, bezogen auf das Gesamtgewicht dieser Mischung, vorhanden ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Siloxan Einheiten von Organohydrogensiloxan ausgewählt sind aus:

R&sub3;SiO1/2, R²HSiO1/2, R²SiO2/2 und RSiO3/2

worin R eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin das Polyoxyalkylen die durchschnittliche Formel:

CH&sub2;=CHCH&sub2;O(CH&sub2;CH&sub2;O)&sub1;&sub4;&submin;&sub2;&sub6;(CH&sub2;CHCH&sub3;O)&sub1;&sub5;&submin;&sub3;&sub0;CCH&sub3;,

hat und das Organohydrogenpolysiloxan die durchschnittliche Formel:

Me&sub3;SiO(Me&sub2;SiO)&sub4;&sub0;&submin;&sub2;&sub0;&sub0;(MeHSiO)&sub3;&submin;&sub9;SiMe&sub3;

hat, worin Me eine Methylgruppe bedeutet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin dieser Carbonsäuresalz Reaktionsbeschleuniger Natriumoleat ist.

9. Mischung aus oberflächenaktivem Organopolysiloxan, Carbonsäuresalz und Polyol, hergestellt nach dem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin dieser Edelmetall Hydrosilierungskatalysator Platin ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, worin dieser Hydrosilierungskatalysator H&sub2;PlCl&sub6;.6H&sub2;O ist.

12. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanschaumes, welches umfasst zur Reaktion bringen und schäumen einer Reaktionsmischung umfassend:

(1) ein Diisocyanat,

(2) ein Polyol,

(3) Wasser,

(4) einen Urethanschaum Katalysator, und

(5) die Mischung von oberflächenaktiven Organopolysiloxan, Carbonsäuresalz und Polyol nach einem der Ansprüche 1 bis 11.

13. Oberflächenaktives Organopolysiloxan und Polyol Mischung, gemäss Anspruch 9, enthaltend mindestens 5 Gew.% Hydroxyl und mindestens 100 ppm Carbonsäuresalz Reaktionsbeschleuniger der Formel RCO&sub2;M, worin R 2 bis 19 Kohlenstoffatome aufweist, und M ein Alkalimetall bedeutet.