AT215158B

AT215158B - Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen

Info

Publication number: AT215158B
Application number: AT309359A
Authority: AT
Original assignee: Ici Ltd
Priority date: 1958-04-25
Filing date: 1959-04-23
Publication date: 1961-05-25

Description

Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen
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oder drei aliphatische (einschliesslich cyclo-aliphatische) Kohlenwasserstof & adikale gebunden ist, die entweder gleich oder verschieden sein können. Besonders gut eignen sich jene Amine, in welchen die aliphatischen Kohlenwasserstoffradikale nicht mehr als insgesamt 20 Kohlenwasserstoffatome enthalten.
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Verbindungen.

Als Fettsäure kann z. B. Laurin-tDodecanoin-, Pelargon-, Öl-, Palmitin-, Ricinol-, Myristin- oder Stearinsäure verwendet werden. Ferner können auch synthetische oder in der Natur vorkommende Mischungen von Fettsäuren, z. B. die durch Hydrolyse von Palmöl, Palmkernöl, Rizinusöl oder Kokosöl erhaltenen Säuren eingesetzt werden.

Die Menge an verwendeter Fettsäure kann der des verwendeten tertiären Amins oder, wenn zwei oder mehr Amingruppen in einem Molekül vorhanden sind, einem Teil der tertiären Amingruppen entsprechen.

Das Reaktionsprodukt mit dem tertiären Amin kann mit einem Überschuss an Fettsäure oder einer zusätzlichen Menge an dem gleichen oder einem andern tertiären Amin vermischt werden. Es wird jedoch vorgezogen, eine Mischung zu verwenden, die bis zu 100 und vorzugsweise zwischen 10 und 75% des Gewichtes an Fettsäure enthält, bezogen auf den Gewichtsanteil an verwendetem tertiärem Amin. Die Menge des in dem erfindungsgemässen Verfahren einzusetzenden Gemisches soll so gewählt werden, dass zwischen 0, 01 und 10 Gel.-%, vorzugsweise zwischen 0, 1 und 5 Gew.-o tertiäres Amin, bezogen auf das Gewicht des Polyäthers, vorliegen.
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des herzustellenden Schaumstoffes verschieden sein, jedoch gewöhnlich bis zu dem 50fachen des Gesamtgewichtes des Amins und der Säure ausmachen.

Das Amin, die Säure und das Wasser können miteinander in beliebiger Reihenfolge oder gleich zusammen vermischt werden, wobei dieses Vermischen zweckmä- ssigerweise bei Raumtemperatur vorgenommen wird ; gewunschtenfalls kann jedoch auch bei andern Temperaturen gearbeitet werden.

Als typische Beispiele von im Verfahren gemäss der Erfindung einzusetzenden Mischungen seien genannt : Ölsäure, N, N-Dimethylcyclohexylamin und Wasser in Anteilen von 2, 2 : 1 : 4 und Ölsäure, Bis- (8-Diäthylaminoäthyl) -adipat und Wasser in Anteilen von 2 : 3 : 3.

Die Mischungen können Flüssigkeiten, Pasten oder Gele sein ; sie eignen sich hervorragend in Verwendung bei der Herstellung geblasener Schaumstoffe aus Polyäthern und Polyisocyanaten.
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Formgebung des Schaumkörpers möglich ; im allgemeinen können Verfahren verwendet werden, die bei Verwendung von Polyäther-oder Polyester-Polyisocyanat-Schäumen angewendet werden. So können der Polyäther und das Polyisocyanat miteinander vermischt und das Schäumen und Härten durch Zusatz der Mischung von Wasser, tertiärem Amin und Fettsäure eingeleitet werden.

Es kann auch zunächst eine Kondensation des Polyäthers ausgeführt, die Gesamtmenge des Polyisocyanats oder ein Teil des zu verwendenden Anteiles, dann der Rest des Polyisocyanats zugesetzt und hierauf die Mischung des Wassers, tertiären Amins und der Fettsäure zu diesem Kondensationsprodukt hinzugefügt werden. Hiebei können normale oder erhöhte Temperaturen verwendet werden, wobei es jedoch im allgemeinen zweckmässiger ist, eine äussere Erwärmung nicht anzuwenden, sofern diese nicht erforderlich ist, um sicherzustellen, dass der ver-
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die Reaktionswärme die Temperatur beträchtlich steigert und das "Blasen" und das Härten des Schaumes schnell beendet ist ; gewünschtenfalls kann jedoch eine zusätzliche Härtung durch Wärmezufuhr erzielt werden.

Das Einverleiben der Mischung des tertiären Amins, des Wassers und der Fettsäure in den Polyäther und das Polyisocyanat kann kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgeführt werden, z. B. nach dem in der brit. Patentschrift Nr. 839, 153 beschriebenen kontinuierlichen Verfahren, nach welchem Polyurethan bildende Ausgangsprodukte in eine Mischkammer eingebracht werden, wonach das flüssige Reaktionsgemisch der Mischkammer entnommen und sodann geformt wird.

Die Bestandteile können in beliebiger Reihenfolge miteinander vermischt werden. So kann das aus dem Polyäther-Polyisocyanat-Kondensat oder der Mischung bestehende Gemisch entweder mit dem Poly- äther, vor Zusatz des Polyisocyanats vermischt oder kontinuierlich in einen Mischraum eingeführt werden,

in welchen die gewünschten Anteile an Polyäther oder Polyäther-Polyisocyanat-Kondensat und Polyisocyanat gleichzeitig zugesetzt werden. Ferner kann das Polyäther-Polyisocyanat-Kondensat aus einer Spritzpistole zerstäubt und kontinuierlich mit der in ähnlicher Weise zerstäubten Mischung vermischt werden.

Die Geschwindigkeit des"Blasens"und"Härtens"der Mischung wird in Abhängigkeit von der Menge des verwendeten tertiären Amins und des jeweils eingesetzten Amins oder Isocyanats verschieden sein.

Gemäss dem vorliegenden Verfahren können biegsame Schaumstoffe von geringer Dichte, die feine Poren und eine hohe Widerstandskraft einer Hydrolyse gegenüber aufweisen, leicht hergestellt werden.

Durch Vergrösserung des Anteiles an Triisocyanat kann die hydrolytische Stabilität noch weiter verbessert werden.

Die Struktur kann durch Zusatz anderer Materialien, vorzugsweise in wässeriger aminsaurer Mischung variiert werden, insbesondere durch Zusatz von organischen Polysiloxanen oder z. B. Kondensationsprodukten von Äthylenoxyd mit Phenolen oder mit Fettsäuren, z. B. Stearin-und Ricinolsäuren und ober-
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und/oderpan, Glycerin, Pentaerythrit oder Harnstoff zugesetzt werden.

Das Schüttgewicht der Produkte kann durch Vergrösserung oder Verringerung des Anteiles an zugesetztem Wasser und der entsprechenden Änderung des Anteiles an Diisocyanat variiert werden.

Füllmittel, färbende Substanzen, feuerwiderstandsfähig machende Mittel oder andere Materialien, vorzugsweise solche, die mit Isocyanaten nicht in Reaktion treten, können der Mischung zu einem geeigneten Zeitpunkt zugesetzt werden. Sie können als trockene Pulver oder als mit z. B. dem Polyester, dem Isocyanat, mit Trikresylphosphat oder Wasser vorvermischt Pasten hinzugefügt werden.

Die Erfindung soll an Hand von Beispielen ohne Einschränkung auf dieselben erläutert werden ; die angegebenen Teile sind Gewichtsteile.
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abgekühlt und mit 10 Teilen einer Katalysator-Mischung folgender Zusammensetzung vermischt :
N, N-Dimethylbenzylamin 3 Teile
Ricinolsäure 4 Teile
Wasser 3 Teile
Die Mischung wird in eine Form eingegossen und nach Vollendung des Blasens der Schaum 4 Stunden auf 125 C erhitzt. Man erhält einen biegsamen Schaumstoff mit einem spez. Gewicht von ungefähr 0, 04.

Beispiel 2 : 140 Teile des Reaktionsproduktes aus Polyoxypropylenglycol und Toluylendiisocyanat, beschrieben in Beispiel 1, werden mit 6,75 Teilen einer Katalysator-Mischung folgender Zusammensetzung vermischt :
N, N-Dimethylcyclohexylamin 1, 5 Teile
Ricinolsäure 2, 25 Teile
Wasser 3, 0 Teile
Die Mischung wird in eine Form eingegossen und der Schaum nach Vollendung des Blasens 10 Stunden auf 1000C erhitzt. Man erhält einen biegsamen Schaumstoff mit einem spez. Gewicht von ungefähr 0, 04.

Beispiel 3 : Es wird ein Vorpolymerisat hergestellt, indem eine Mischung von 100 Teilen Polyoxypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 2000 und einem Wassergehalt von 0, 15'10 mit 40 Teilen einer 75 : 35 Mischung von 2, 4 und 2, 6 Isomeren des Toluylendiisocyanats erhitzt werden. Dieses Vorpolymerisat wird kontinuierlich mit 7 Teilen eines Aktivators vermischt, der wie folgt hergestellt
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cyclohexylamin und 1, 5 Teile eines Polydimethylsiloxans, mit einer Viskosität von 40 centipoises bei 38 C, enthält. Hierauf werden zu dieser Mischung 3 Teile Wasser zugesetzt.

Die Mischung wird in eine Form eingegossen und der Schaum nach Beendigung des Blasens 2 Stunden auf 1200C erhitzt. Der so erhaltene biegsame Schaumstoff hat ein spez. Gewicht von ungefähr 0, 04.

Beispiel 4 : Das gemäss Beispiel 3 hergestellte Vorpolymerisat wird mit 5, 75 eines folgendermassen hergestellten Aktivators vermischt : 1 Teil des Reaktionsproduktes von 12, 5 Teilen N, N-Dimethylcyclohexylamin mit 30 Teilen der durch Hydrolyse von Ricinusöl erhaltenen Fettsäure wird mit 0, 75 Teilen Polydimethylsiloxan, das eine Viskosität von 100 centipoises bei 250C aufweist, vermischt. Diesem Gemisch wird dann 1 Teil N, N-Dimethylcyclohexylamin und 3 Teile Wasser zugesetzt.

Das Gemisch wird in eine Form eingegossen und der Schaumstoff, nach Beendigung des Blasens, 2 Stunden auf 1200C erhitzt. Der so erhaltene biegsame Schaumstoff hat ein spez. Gewicht von ungefähr 0, 04.

Beispiel 5 : Das gemäss Beispiel 3 hergestellte Vorpolymerisat wird mit einem Aktivator folgender Zusammensetzung vermischt :
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<tb> N, <SEP> N-Dimethylcyclohexylaminricinoleat <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> Teile
<tb> N-Methylmorpholin <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> Teile
<tb> Triäthylamin <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> Teile
<tb> Wasser <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> Teile
<tb> Polydimethylsiloxanöl <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> Teile <SEP>
<tb> (Viskosität <SEP> 50 <SEP> centipoises <SEP> bei <SEP> 25 C)
<tb> 7,5 <SEP> Teile
<tb>

Die Mischung wird geschäumt ; nach Erhitzen gemäss Beispiel 3 wird ein biegsamer Schaumstoff erhalten.

Beispiel 6 : Das gemäss Beispiel 3 hergestellte Vorpolymerisat wird mit einem Aktivator folgender Zusammensetzung vermischt :
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<tb>
<tb> N, <SEP> N-Dimethylcyclohexylamin <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> Teile
<tb> Wasser <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> Teile <SEP>
<tb> Polydimethylsiloxan <SEP> 1,0 <SEP> Teile
<tb> (Viskosität <SEP> 50 <SEP> centipoises <SEP> bei <SEP> 25 C)
<tb> Polymerisierte <SEP> Fettsäure <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> Teile
<tb> 6, <SEP> 5 <SEP> Teile <SEP>
<tb>

Die polymerisierte Fettsäure hat eine Säurezahl von 190, eine Verseifungszahl von 195 und ein Verhältnis von zweibasischer Säure zu dreibasischer Säure von 75 zu 25.

Das Gemisch wird geschäumt ; nach Erhitzen gemäss Beispiel 3 wird ein biegsamer Schaumstoff erhalten.

Beispiel 7 : 100 Teilen Polyoxypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 2000 werden 0,7Teilel,4-Diaza-2,2,2-dicyclooctan, 3 Teile Wasser, 0, 5 Teile gemischter, durch Hydrolyse von Ricinusöl erhaltener Fettsäuren und 1 Teil Polydimethylsiloxan mit einer Viskosität von 40 centipoises bei 400C zugesetzt. Nachdem diese Bestandteile vermischt sind, werden 37 Teile einer 80 : 20 Mischung von 2, 4- und 2, 6-Isomeren von Toluylendiisocyanaten zugesetzt und die so erhaltene Mischung in eine Form gegossen.

Man erhält einen hervorragend biegsamen Schaumstoff, ohne dass hiezu eine Wärmebehandlung erforderlich wäre.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung geblasener Schaumstoffe durch Umsetzung eines Polyisocyanats mit einem Polyäther, dadurch gekennzeichnet, dass diesen eine Mischung, bestehend aus einem tertiären Amin, Wasser und einer Fettsäure einverleibt wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das tertiäre Amin N, N-Dimethylben- zylamin, N. N-Dimethylcyclohexylamin, N-Methylmorpholin oder l, 4-Diaza-2, 2, 2-dicycIooctan ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung bis zu 100% an Fettsäure, bezogen auf den Gewichtsanteil an verwendetem tertiärem Amin, enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung 10 - 750/0 an Fettsäure, bezogen auf den Gewichtsanteil an verwendetem tertiärem Amin, enthält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung in solcher Menge zugesetzt wird, dass zwischen 0, 01 und 10 Gew.-% an tertiärem Amin, bezogen auf das Gewicht des Polyäther, vorliegen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung in solcher Menge zugesetzt wird, dass zwischen 0, 1 und 5 Gew.-% tertiäres Amin, bezogen auf das Gewicht des Polyäthers, vorliegen. <Desc/Clms Page number 5>

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung, bestehend aus dem tertiären Amin, Wasser und einer Fettsäure, Organo-Polysiloxane enthält.