CH389902A - Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen enthaltenden Schaumstoffen - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von     Urethangruppen    enthaltenden Schaumstoffen    Die Herstellung von Schaumstoffen aus     Poly-          hydroxy-    und/oder     Polycarboxylverbindungen,        Poly-          isocyanaten    und gegebenenfalls Wasser ist     bekannt.     Dabei geht man im allgemeinen von     Polyhydroxy-          verbindungen    mit primären     Hydroxylgruppen    aus,  wie z.

   B. von Polyestern,     Polyäthern,        Polythioäthern     oder     Polyacetalen,    wobei die primären     Hydroxyl-          gruppen    infolge ihrer guten Reaktionsfähigkeit gegen  über     Isoeyanatgruppen    einen schnellen Aufbau der  Gerüstsubstanz, der mit der Entwicklung des Kohlen  dioxyds parallel gehen muss, gewährleisten.  



  Bei     Polyäthern,    insbesondere bei solchen, die vor  wiegend sekundäre     Hydroxylgruppen    für die Reak  tion mit dem     Isocyanat    zur     Verfügung    zu stellen  vermögen und infolge eines weniger polaren Auf  baues 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 Vor  reaktion durchzuführen, indem man zunächst das       Polyisocyanat    im Überschuss in einer besonderen  Reaktionsstufe mit der     Polyhydroxyverbindung    um  setzt und dann das     isocyanatgruppenhaltige         Vor-          addukt     unter Wasser- und gegebenenfalls weiterem       Polyisocyanatzusatz    in den Schaumstoff überführt.  



  Es ist das Bestreben, auch Schaumstoffe auf       Polyäther-Basis    in einem Einstufen-Verfahren, bei  dem die Reaktionskomponenten, Polyäther,     Polyiso-          cyanate    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 Lage  rung desselben die     Verschäumungsrezeptur    der jewei  ligen     chemischen    Zusammensetzung des     Voradduktes     angepasst werden muss.  



  Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun  ein Verfahren zur Herstellung von     Urethangruppen     enthaltenden Schaumstoffen aus     Hydroxylgruppen     aufweisenden     Polyäthern,        Polyisocyanaten    und  Wasser, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die       Verschäumung    der Reaktionskomponenten zusam  men in Gegenwart von     Triäthylendiamin    und von  einem     Siloxan-Oxyalkylen-Blockpolymeren    durch  geführt wird.

   Als     Siloxan-Oxyalkylen-Blockpolymere     kommen vorzugsweise Verbindungen der     Formel     
EMI0001.0046     
    worin R, R' und R"     Alkylreste    mit 1-4 Kohlenstoff  atomen, p, q und reine ganze Zahl von 4-8, z eine  ganze Zahl von 26-34 bedeuten, in Frage, wobei  die Gruppen     -(C"H2"0)L    15-19     Oxyäthylen-Ein-          heiten    und 11-15     Oxypropylen-Einheiten        darstellen.     



  Zur     Durchführung    des     erfindungsgemässen    Ver  fahrens eignen sich sowohl lineare als auch ver  zweigte Polyäther mit endständigen     Hydroxyl-          gruppen.    Als Beispiele seien     angeführt:

      Reine     Poly-          merisate    von     Alkylenoxyden,    wie     Äthylenoxyd,    Pro  pylenoxyd, den     Butylenoxyden,        Styroloxyd,        Epi-          chlorhydrin    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'-Dioxy-diphenyldi-          methylmethan,    deren     Hydrierungsprodukte,        Dioxy-          naphthaline,    an Mono- oder Polyamine     aliphatischer     oder aromatischer Natur, die mindestens zwei aktive  Wasserstoffatome besitzen, wie die     Alkylendiamine,          Diäthylentriamin,

      Anilin,     Piperazin,    an     Amino-          alkohole    mit     mindestens    zwei aktiven Wasserstoff  atomen, wie     Äthanolamin,    die     N-Alkyl-äthanol-          amine,        Diäthanolamin,    die     N-Alkyl-diäthanolamine,          Triäthanolamin,    an mindestens zwei OH-Gruppen  besitzende Polyester, wie Rizinusöl oder auch an  sonstige Verbindungen mit mehreren aktiven Wasser  stoffatomen, wie z. B. an Zucker. Bei der Polykon  densation der Oxyde kann auch von Mischungen aus  gegangen werden, oder aber man kondensiert ver  schiedene Oxyde nacheinander auf.  



  Die angeführten Polyäther können in beliebiger  Weise gemischt werden. Sie sollen ein Molekular  gewicht von mehr als 500 haben und eine OH-Zahl  von zweckmässig nicht mehr als 225, aber nicht  weniger als 10.    Als     Polyisocyanate    können beliebige     aliphatische,          araliphatische    oder aromatische mehrwertige     Iso-          cyanate,    wie     Tetramethylen-diisocyanat,        Hexamethy-          lendiisoeyanat,    die     Phenylendiisocyanate,    die     Toluy-          lendiisocyanate,        4,

  4'-Diphenylmethan-diisocyanat    und  andere mehr, 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    (vgl. deutsche Patentschrift  Nr.<B>1072</B> 385 sowie die z.

   B. in den deutschen Aus  legeschriften Nr.<B>1</B>022 789 und Nr.<B>1027</B> 394 ge  nannten     Isocyanatpolymerisate)    Verwendung finden,  wobei natürlich auch in diesem Falle beliebige Mi  schungen eingesetzt werden können.  



       Siloxan-Oxyalkylen-Blockpolymere    und ihre Her  stellung sind beispielsweise aus der     USA-Patent-          schrift    Nr. 2 834 748 bekannt. Zu diesen     Siloxan-          Oxyalkylen-Blockpolymeren    gehört z. B. die Ver  bindung der     Formel     
EMI0002.0055     
    in der     (C.H2"O)    aus etwa 17     Oxyäthylen-Einheiten     und etwa 13     Oxypropylen-Einheiten    besteht.

   Diese  Verbindung zusammen mit     Triäthylendiamin        liefert     bei der gleichzeitigen     Verschäumung    von     Poly-          äthern,        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    Re  aktionsgemisches sich in den üblichen bekannten  Grenzen bewegen, richtet sich die zu verwendende  Menge an     Triäthylendiamin    und an     Siloxan-Oxy-          alkylen-Blockpolymeren    nach der Art des verwen  deten Polyäthers und auch nach den     gewünschten       physikalischen Eigenschaften des herzustellenden  Schaumstoffes.  



  Im allgemeinen wird man Mengen von 0,01-5  an     Triäthylendiamin    und von 0,1 bis etwa 10 % an       Siloxan-Oxyalkylen-Blockpolymerem,    bezogen auf  den eingesetzten Polyäther, verwenden.  



  Bei der Umsetzung der Reaktionskomponenten  lassen sich ausserdem die verschiedensten Zusätze,  wie     Emulgatoren,    Farbstoffe, Füllstoffe,     Flamm-          schutzmittel    und Weichmacher     mitverwenden.     



  Die erfindungsgemäss erhaltenen Schaumstoffe  eignen sich beispielsweise für Polstermaterialien, als       Schwämme,    Isolierungen und dergleichen.    <I>Beispiel 1</I>    100 Gewichtsteile     Polypropylenglykoläther    (Mo  lekulargewicht 2000;

   OH-Zahl 56), 35 Gewichts  teile einer technischen Mischung von<B>80%</B>     2,4-To-          luylen-diisoeyanat    und 20% 2,6-Toluylen-diisocya-         nat,    0,5 Gewichtsteilen     Triäthylendiamin,    2,5 Ge  wichtsteilen Wasser und 1,5 Gewichtsteilen eines       Siloxan-Oxyalkylen-Blockpolymeren    der Formel  
EMI0002.0084     
    wobei z = 30 ist und     (C"H2,10)    etwa 17     Oxyäthy-          len-Einheiten    und 13     Oxypropylen-Einheiten    dar  stellt,

   werden gleichzeitig und gründlich in einer       Mischvorrichtung    gemäss der     USA-Patentschrift       Nr. 2 764 565 vermischt. Sofort nach Verlassen der  Mischvorrichtung beginnt das Reaktionsgemisch auf  zuschäumen und liefert einen Schaumstoff mit einem  Raumgewicht von 0,040     g/cm3.         <I>Beispiel 2</I>    100 Gewichtsteile eines verzweigten Polyäthers  aus     Propylenoxyd    und Glyzerin     (Molekulargewicht     3000), 0,5 Gewichtsteile     Triäthylendiamin,    2,5 Ge  wichtsteile Wasser und 1,

  5 Gewichtsteile des     Siloxan-          Blockpolymeren    gemäss Beispiel 1 sowie 35 Ge-         wichtsteile    eines technischen Gemisches von     To-          luylendiisocyanaten    gemäss Beispiel 1 werden wie in  Beispiel 1 in einen Schaumstoff überführt.

   Der  Schaumstoff hat ein Raumgewicht von 0,040     g/cm3.       <I>Beispiel 3</I>    100 Gewichtsteile eines     Polypropylenglykoläthers          (Molekulargewicht    2000; OH-Zahl 56), 35 Gewichts  teile eines Gemisches von     Toluylendiisocyanaten    ge-         mäss    Beispiel 1, 0,5 Gewichtsteile     Triäthylendiamin,     2,5 Gewichtsteile Wasser und 1,5 Gewichtsteile eines       Siloxan-OxyalkylenBlockpolymeren    der Formel  
EMI0003.0016     
    wobei     -(C"H2n0)3ö    etwa 17     Oxyäthylen-Einheiten     und etwa 13     Polypropylen-Einheiten    darstellt,

   wer  den gleichzeitig und gründlich in einer Mischvorrich  tung gemäss der     USA-Patentschrift    Nr. 2 764 565  vermischt.    Nach Verlassen der Mischvorrichtung beginnt  das Reaktionsgemisch alsbald zu schäumen und er  starrt zu einem Schaumstoff mit einem Raumgewicht  von 0,040     g/cm33.       <I>Beispiel 4</I>    100 Gewichtsteile eines     Polypropylenglykoläthers          (Molekulargewicht    2000;

   OH-Zahl 56), 55 Gewichts  teile des     Toluylendiisocyanat-Gemisches        gemäss    Bei-    spiel 1, 0,5 Gewichtsteile     Triäthylendiamin,    2,5 Ge  wichtsteile Wasser und 1,5 Gewichtsteile des     Siloxan-          Oxyalkylen-Blockpolymeren    der Formel  
EMI0003.0029     
    in der     (C.H2"0)    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/cms    aufweist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen enthaltenden Schaumstoffen aus Hydroxylgruppen aufweisenden Polyäthern, Polyisoeyanaten und Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschäu- mung der Reaktionskomponenten zusammen in Ge genwart von Triäthylendiamin und einem Siloxan- Oxyalkylen-Blockpolymeren durchgeführt wird. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Verschäumung der Reaktions komponenten in Gegenwart von 0,01-5110 Triäthylen- diamin und 0,1-10% des Siloxan-Oxyalkylen-Block- polymeren, bezogen auf den Polyäther, durchgeführt wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass als Siloxan-Oxyalkylen-Block- polymeres eine Verbindung der Formel EMI0003.0051 verwendet wird, wobei R, R' und R" Alkylreste mit 1-4 Kohlenstoffatomen, p, q und r ganze Zahlen von 4-8 und z eine ganze Zahl von 26-34 bedeu ten und wobei -(C"H2n0)Z 15-19 Oxyäthylen-Ein heften und 11-15 Oxypropylen-Einheiten darstellen. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass als Siloxan-Oxyalkylen-Blockpoly- meres eine Verbindung der Formel EMI0003.0062 verwendet wird, wobei -(C-H2"O)3ö etwa 17 Oxy- äthylenEinheiten und etwa 13 Oxypropylen-Einhei- ten darstellt. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass als Polyäther ein linearer oder verzweigter Polypropylenglykoläther verwendet wird.