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Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen enthaltenden
Schaumstoffen
Die Herstellung von Schaumstoffen aus Polyhydroxy- und/oder Polycarboxylverbindungen, Polyisocyanaten und gegebenenfalls Wasser ist bekannt. Dabei geht man im allgemeinen von Polyhydroxyverbindungen mit primären Hydroxylgruppen aus, wie z. B. von Polyestern, Polyäthern, Polythioäthern oder Polyacetalen, wobei die primären Hydroxylgruppen infolge ihrer guten Reaktionsfähigkeit gegenüber Isocyanatgruppen einen schnellen Aufbau der Geriistsubstanz, der mit der Entwicklung des Kohlendioxyds parallel gehen muss, gewährleisten.
Bei Polyäthern, insbesondere bei solchen, die vorwiegend sekundäre Hydroxylgruppen für die Reaktion mit dem Isocyanat zur Verfügung zu stellen vermögen und infolge eines weniger polaren Aufbaues eine geringere Ausgangsviskosität besitzen, treten jedoch bei dem Versuch, die gerüstaufbauende Reaktion mit der Kohlendioxydentwicklung in Gleichklang zu bringen, erhebliche Schwierigkeiten auf.
Aus diesem Grunde zieht man es vor, eine Vorreaktion durchzuführen, indem man zunächst das Polyisocyanat im Überschuss in einer besonderen Reaktionsstufe mit der Polyhydroxyverbindung umsetzt und dann das isocyanatgruppenhaltige"Voraddukt"unter Wasser-und gegebenenfalls weiterem Polyiso-' cyanatzusatz in den Schaumstoff überführt.
Es ist das Bestreben, auch Schaumstoffe auf Polyäther-Basis in einem Ein-Stufen-Verfahren, bei dem die Reaktionskomponenten, Polyäther, Polyisocyanate und Wasser, gleichzeitig zusammengegeben werden. durchzuführen. Auf diese Weise entfallen alle Schwierigkeiten, die darauf beruhen, dass das Voraddukt nicht völlig stabil ist und sich, wenn auch geringfügig, verändert, so dass bei längerer Lagerung desselben die Verschäumungsrezeptur der jeweiligen chemischen Zusammensetzung des Voradduktes an-
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Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen enthaltenden Schaumstoffen aus Hydroxylgruppen aufweisenden Polyäthern, Polyisocyanaten und Wasser in einem Ein-Stufen-Verfahren, wobei die Verschäumung der Reaktionskomponenten in Gegenwart von Triäthylendiamin und von einem Siloxan-Oxyalkylen-Blockpolymeren durchgeführt wird. Als Siloxan-OxyalkylenBlockpolymere kommen vorzugsweise Verbindungen der allgemeinen Formel
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in Frage, in der R, R'und R"Alkylreste mit 1-4 Kohlenstoffatomen, p, q und r eine ganze Zahl von 4 bis 8, z eine ganze Zahl von 26 bis 34 bedeuten. Die Einheiten (CnHO) stellen dabei 15 - 19 Oxy- äthylen-Einheiten und 11 - 15 Oxypropylen-Einheiten dar.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eignen sich sowohl lineare als auch verzweigte Polyäther mit endständigen Hydroxylgruppen. Als Beispiele seien angeführt : Reine Polymerisate von
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Alkylenoxyden wie Äthylenoxyd, Propylenoxyd, den Butylenoxyden, Styroloxyd, Epichlorhydrin oder auch die Additionsprodukte dieser Oxyde an zwei- oder mehrwertige Alkohole und Phenole wie an Äthylenglykol, Polyäthylenglykole, Alkandiole und Alkantriole, Alkendiole, Alkindiole, Pentaerythrit, Trimethylolpropan, Hydrochinon, 4, 4'-Dioxy-diphenylmethan, 4, 4'-Dioxydiphenyl-dimethylmethan, deren Hydrierungsprodukte, Dioxynaphthaline, an Mono- oder Polyamine aliphatischer oder aromatischer Natur, die mindestens zwei aktive Wasserstoffatome besitzen wie die Alkylendiamine, Diäthylentriamin, Anilin, Piperazin,
an Aminoalkohole mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen wie Äthanolamin, die N-Alkyläthanolamine, Diäthanolamin, die N-Alkyldiäthanolamine, Triäthanolamin, an mindestens zwei OH-Gruppen besitzende Polyester wie Rizinusöl oder auch an sonstige Verbindungen mit mehreren aktiven Wasserstoffatomen wie z. B. an Zucker. Bei der Polykondensation der Oxyde kann auch von Mischungen ausgegangen werden oder aber man kondensiert verschiedene Oxyde nacheinander auf.
Die angeführten Polyäther können für das Verfahren in beliebiger Weise gemischt werden. Sie sollen ein Molekulargewicht von mehr als 500 haben und eine OH-Zahl von zweckmässig nicht mehr als 225, aber nicht weniger als 10.
Als Polyisocyanate können bei dem erfindungsgemässen Verfahren beliebige aliphatische, araliphatische oder aromatische mehrwertige Isocyanate wie Tetramethylen-diisoeyanat, Hexamethylendiiso- cyanat, die Phenylendiisocyanate, die Toluyiendiisocyanate, 4, 4' -Diphenylmethan-diisocyanat u. a. m., oder auch die Additionsprodukte dieser mehrwertigen Isocyanate an unterschüssige Mengen niedermolekularer Alkohole wie Glyzerin, Trimethylolpropan, die Hexandiole und Hexantriole oder an niedermolekulare Polyester wie Rizinusöl, ferner die Umsetzungsprodukte obiger mehrwertiger Isocyanate mit Acetalen nach der deutschen Patentschrift Nr. 1027394 sowie die z.
B. in den deutschen Auslegeschriften 1022789 und 1027394 genannten Isocyanatpolymerisate Verwendung finden, wobei natürlich auch in diesem Falle beliebige Mischungen eingesetzt werden können.
Siloxan-Oxyalkylen-Blockpolymere der gekennzeichneten Art und Verfahren zu ihrer Herstellung sind beispielsweise aus der USA-Patentschrift Nr. 2, 834, 748 bekannt.
Zu diesen Siloxan-Oxyalkylen-Blockpolymeren gehört auch die Verbindung der Formel
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Polyisocyanaten und Wasser besonders gute Resultate, insbesondere dann, wenn als Polyäther ein linearer oder verzweigter Polypropylenglykoläther verwendet wird. Während die Mengenverhältnisse der Reaktionskomponenten des schaumfähigen Reaktionsgemisches sich in den üblichen bekannten Grenzen bewegen, richtet sich die zu verwendende Menge an Triäthylendiamin und an Siloxan-Oxyalkylen-Blockpolymeren nach der Art des verwendeten Polyäthers und auch nach den gewünschten physikalischen Eigenschaften des herzustellenden Schaumstoffes.
Im allgemeinen wird man Mengen von 0, 01 bis 5% an Tri- äthylendiamin und von 0, 1 bis etwa 10% an Siloxan-Oxyalkylen-Blockpolymerem, bezogen auf den eingesetzten Polyäther, verwenden.
Bei der Umsetzung der Reaktionskomponenten lassen sich die verschiedensten Zusätze, wie Emul gatoren, Farbstoffe, Füllstoffe, Flammschutzmittel und Weichmacher mit verwenden.
Die erhaltenen Schaumstoffe eignen sich beispielsweise für Polstermaterialien, als Schwämme, Isolierungen u. dgl.
Beispiel 1 : 100 Gew.-Teile Polypropylenglykoläther (Molekulargewicht 2000 ; OH-Zahl 56), 35 Gew. -Teile einer technischen Mischung von 80'% 2, 4-Toluylendiisocyanat und 20 2, 6-Toluylendi- isocyanat, 0, 5 Gew. -Teile Triäthylendiamin, 2. 5 Gevl. -Teile Wasser und 1, 5 Gew.-Teile eines Siloxan-Oxyalkylen-Blockpolymeren der Formel
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wobei z = 30 ist und (CnH2nO) etwa 17 Oxyäthylen-Einheiten und 13 Oxypropylen'Einheiten darstellt, werden gleichzeitig und gründlich in einer Mischvorrichtung gemäss der USA-Patentschrift Nr. 2, 764, 565 vermischt.
Sofort nach Verlassen der Mischvorrichtung beginnt das Reaktionsgemisch aufzuschäumen und liefert einen Schaumstoff mit einem Raumgewicht von 0, 040 g/cm3.
Beispiel 2 : 100 Gew.-Teile eines verzweigten Polyäther aus Propylenoxyd und Glyzerin (Molekulargewicht 3000), 0, 5 Gew.-Teile Triäthylendiamin, 2, 5 Gew.-Teile Wasser und 1, 5 Gew.-Teile des Siloxan-Blockpolymeren gemäss Beispiel 1 sowie 35 Gew.-Teile eines technischen Gemisches von Toluylendiisocyanaten gemäss Beispiel 1 werden wie in Beispiel 1 in einen Schaumstoff überführt. Der Schaumstoff hat ein Raumgewicht von 0, 040 g/cm3.
Beispiel 3 : 100 Gew.-Teile eines Polypropylenglykoläthers (Molekulargewicht 2000, OH-Zahl 56), 35 Gew.-Teile eines technischen Gemisches von Toluylendiisocyanaten gemäss Beispiel 1, 0, 5 Gew.Teile Triäthylendiamin, 2, 5 Gew.-Teile Wasser und 1, 5 Gew. -Teile eines Siloxan-Oxyalkylen-Blockpolymeren der Formel
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wobei (CnH2nO) etwa 17 Oxyäthylen-Einheiten und etwa 13 Polypropylen-Einheiten darstellt. werden gleichzeitig und gründlich in einer Mischvorrichtung gemäss der USA-Patentschrift Nr. 2, 764. 565 vermischt.
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56), 55 Gew.-Teile des Toluylendiisocyanat-Gemisches gemäss Beispiel 1, 0, 5 Gew.-Teile Triäthylendiamin, 2, 5 Gew.-Teile Wasser und 1. 5 Gew.
-Teile des Siloxan-Oxyalkylen-Blockpolymeren der allgemeinen Formel
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in der (CnH2nO) etwa 15 Oxyäthylen-Einheiten und etwa 15 Oxypropylen-Einheiten bedeutet, werden nach dem Verfahren gemäss Beispiel 1 in einen Schaumstoff überführt, der ein Raumgewicht von etwa 0,040 g/cm3 aufweist..
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