Ein Überblick über Katalysatoren

Katalysatoren wirken als Beschleuniger vieler chemischer Reaktionen. Sie sind ein wichtiger Zusatzstoff bei der Synthese von Harzen, und Polyurethan bildet da keine Ausnahme. Katalysatoren verkürzen die Reaktionszeiten, steigern die Produktionseffizienz, fördern selektiv die Hauptreaktion und unterdrücken Nebenreaktionen. Bei der Herstellung zahlreicher Polyurethanprodukte sind Katalysatoren üblicherweise eingesetzte Additive; obwohl sie in geringen Mengen verwendet werden, spielen sie eine maßgebliche Rolle.
Obwohl geringe Mengen an anorganischen Salzverbindungen und organophosphorhaltigen Oxiden als Polyurethan-Katalysatoren eingesetzt werden können, gehören zu den beiden wichtigsten Katalysatorklassen, die sich praktisch verwenden lassen und bei der Synthese von Polyurethanen sowie deren Rohstoffen üblicherweise zum Einsatz kommen, tertiäre Amin‑Katalysatoren (einschließlich ihrer quartären Ammoniumsalze) sowie metallorganische Verbindungen.

Organometallische Katalysatoren

Viele metallorganische Verbindungen, etwa Alkylverbindungen sowie Carboxylate von Blei, Zinn, Titan, Antimon, Quecksilber, Zink, Wismut, Zirkonium und Aluminium, weisen eine katalytische Aktivität in der Isocyanat‑Hydroxyl‑Reaktion auf. Bei der Herstellung von Polyurethanschaum sind jedoch insbesondere organische Zinnverbindungen von großer Bedeutung, vor allem Stannooctoat und Dibutylzinn‑dilaurat, die in Polyurethanschäumen, Klebstoffen, Elastomeren und weiteren Anwendungen eingesetzt werden können.
Alkali‑ und Erdalkalimetallsalzverbindungen können aufgrund ihrer starken Basizität ebenfalls als Katalysatoren für Polyurethanschäume eingesetzt werden. Zu diesen Verbindungen zählen beispielsweise Natriummethoxid, Kaliumisooctanoat und Kaliumoleat. So werden Kaliumacetat und Kaliumoleat vor allem als Katalysatoren für Polyisocyanurat‑(PIR‑)Schäume verwendet.

Organotin-Katalysatoren

Dibutylzinn-Dilaurat

Dibutylzinn-dilaurat, abgekürzt DBTDL, ist ein Katalysator mit starken Gelierungseigenschaften und kann in Elastomeren, Klebstoffen, Dichtstoffen, Beschichtungen, Hartschäumen, Formschäumen sowie in RIM-Anwendungen eingesetzt werden. Es kann in Verbindung mit Aminkatalysatoren zur schnellen Herstellung von hochdichten Strukturschäumen, sprühapplizierten Hartschäumen sowie Hartschaumplatten eingesetzt werden. Dibutylzinn-dilaurat Es dient außerdem als thermischer Stabilisator, wird vor allem bei der Verarbeitung flexibler PVC‑Produkte eingesetzt, fungiert als Katalysator für Silikonkautschuk und wirkt als Licht‑ und Wärmestabilisator für Polyamide sowie Phenolharze.

Dibutylzinn-Dilaurat CAS 77-58-7

Dibutylzinn-Diacetat CAS 1067-33-0

Eigenschaften

Dibutylzinn-dilaurat ist eine blassgelbe, transparente, ölige Flüssigkeit, die in gängigen Weichmachern und Lösungsmitteln löslich, in Wasser jedoch unlöslich ist.

Dibutylzinn-Octanoat

Stannousoctanoat ist eine blassgelbe, ölige Flüssigkeit, die in Polyolen und den meisten organischen Lösungsmitteln löslich, in Alkoholen und Wasser jedoch unlöslich ist. Es ist relativ ungiftig. Es wird als Katalysator bei der Herstellung von Polyurethanen eingesetzt, vor allem bei der Produktion von flexiblen Blockpolyether‑Polyurethanschäumen. Zudem kann es als Katalysator für Polyurethanbeschichtungen, Elastomere sowie für bei Raumtemperatur aushärtende Silikonkautschuke dienen. Als zweiwertige Zinnverbindung kann es nach dem Schäumvorgang zu einer vierwertigen Zinnverbindung oxidiert werden; dabei verbleibt es in der Schaumstruktur und wirkt als Alterungsschutzmittel. Seine Anwesenheit im Schaum nach dem Schäumen beeinträchtigt dessen Leistung nicht.

Eigenschaften

Dibutylzinn-Dilaurylmercaptid

D-Butylzinn-dilaurylmercaptid gehört zur Klasse der Dibutylzinn-Mercaptide und trägt die CAS‑Nummer 1185‑81‑5. Es ist eine ölige Flüssigkeit mit einer relativen Dichte von 1,02–1,04, einer Viskosität (bei 25 °C) von etwa 20 mPa·s, einem Flammpunkt (geschlossener Tiegel) von etwa 121 °C, einem Siedepunkt von 185 °C, einem Brechungsindex von 1,4992 sowie einem Dampfdruck von 1,3 kPa. Es ist in Wasser unlöslich.
Ein stark gelbildender Katalysator mit guter hydrolytischer Stabilität weist eine höhere katalytische Aktivität als DBTDL auf und ist lagerstabil. Er wird in Weichschaum, halbsteifem Schaum, mikrozellulären Elastomeren sowie Hartschaum eingesetzt. Er ist thermisch aktiv; die katalytische Reaktion setzt zunächst langsam ein und nimmt anschließend rasch zu.

Dibutylzinn-Diacetat

Dibutylzinn-diacetat, abgekürzt als DBTAC, ist ein Gelkatalysator. Es handelt sich um eine farblose bis blassgelbe ölige Flüssigkeit mit einer relativen Dichte (bei 25 °C) von etwa 1,30 und einem Brechungsindex (bei 25 °C) von 1,46–1,47. Ihr Siedepunkt liegt bei 142–145 °C (1,33 kPa), ihr Gefrierpunkt bei 8–10 °C, ihr Flammpunkt beträgt 146 °C (offene Schale) bzw. 143 °C (geschlossene Schale), ihr Dampfdruck liegt bei etwa 173 Pa, und ihr pH-Wert ist > 5,00. Der Zinngehalt beträgt 32,0 %–33,8 %. Sie ist in Wasser unlöslich.
Dibutylzinn-diacetat wird vor allem als bei Raumtemperatur aushärtender Katalysator für Silikonkautschuk eingesetzt, insbesondere für Acetoxy‑Silikonprodukte. Es zeichnet sich durch eine höhere Katalysatoraktivität als Dibutylzinn-dilaurat aus. Zudem kann es in Polyurethan‑Elastomeren, sprühapplizierten Hartschäumen aus Polyurethan sowie in hochelastischen, formgepressten Hartschäumen verwendet werden.

Dibutylzinnmaleat CAS 78-04-6

Dibutylzinnmonobutylmaleat CAS 66010-36-4

Dibutylzinn-Bis(isooctylmaleat) CAS 25168-21-2