CZ20001986A3 - Jednokomponentní polyuretanové pěnové hmoty se zlepšeným vytvrzením - Google Patents

Abstract

Je popsána jednokomponentní polyuretanová pěnová hmota, obsahující alespoň jeden prepolymer, který má izokyanátové skupiny, alespoň jedno nadouvadlo a známé pomocné a přídavné látky, která obsahuje alespoň jeden ester bez reaktivních vodíkových atomů vícemocné karboxylové kyseliny C2-C7 sjednomocným alkoholem C1-C7 anebo jednomocnou monokarboxylovou kyselinu CrC7 s vícemocným alkoholem C2-C7.jako prostředek ke zlepšení úplného vytvrzení bez zkřehnutí také při nízkých teplotách a malé okolní vlhkosti, jakož i použití těchto esterů bez reaktivních vodíkových atomů ke zlepšení vytvrzení bez zkřehnutí takových jednokomponentních polyuretanových pěnových hmot za nepříznivých podmínek jako chladu a malého množství okolní vlhkosti.

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se týká jednokomponentní polyuretanové pěnové hmoty, která obsahuje alespoň izokyanátové skupiny, které máji prepolymer (izokyanátový prepolymer), obsahujíc! alespoň jedno nadouvadlo a známé pomocné a přídavné látky, se zlepšeným vytvrzením bez zkřehnutí také při nízkých teplotách anebo malé vlhkosti okolí za jmenovaných podmínek a použití určitých esterů bez reaktivních vodíkových atomů, jako prostředek ke zlepšení vytvrzení bez zkřehnutí těchto jednokomponentních polyuretanových pěnových hmot za jmenovaných podmínek.

Dosavadní stav techniky

Ze spisu EP-A-0 480 342 je známa z tlakové nádoby jednokomponentní směs pro výrobu polyuretanové pěny k použiti, která obsahuje prepolymer, obsahující izokyanátové skupiny z polyolu a polyizokyanátu s určitou dynamickou viskozitou, a obsahuje obvyklé složky a pomocné látky, jakož i 0,5 až 35 %hm. He, Ne, Ar, N₂, co₂,N2O anebo vzduch jako předpěňovadlo a nadouvadlo. Dále je uvedeno, že má být výhodné, pracovat s malým množstvím přísad, které snižuji viskozitu a nízkovroucimi rozpouštědly, jako estery, nízkouvroucí estery, jako,metylacetát nebo etylacetát, ketony a fluorované uhlovodíky.

Předmětem spisu EP-A-0 200 801 je jednokomponentní nanášecí hmota pro výrobu ochranných povlaků, která vedle izokyanátového prepolymeru obsahuje zvlákčňovadla, protiusazovací prostředky, sekundární plastifikátory, barvicí pigmenty, prostředky které váží vlhkost a alifatické estery. Alifatické estery slouží k tomu, aby • 4

4 4 4 4 * · 4 4 44 4

4 4444 4444 • 4 44 444444 44 ·

4 4 · 4444

4444444 44 44 4« 44 se rozetřelo pojidlo (čisté rozpouštědlo), aby se zajistila potřebná zpracovatelská viskozita a zachytil se dostačující substrát, citlivý na rozpouštědlo, avšak nezachytil se příliš. Ovšem tento stav techniky neučí o žádných jednokomponentních nanášecich hmotách, které obsahují nadouvadlo a vytvářejí polyuretanovou pěnu.

jednokomponentní polyuretanové pěny se používají převážně ve stavebnictví, například k plnění, izolaci nebo upevnění dveří, oken a podobně. Pro výrobu těchto produktů se plní obvykle prepolymer, obsahující izokyanátové skupiny (izokyanátový prepolymer) spolu s jedním nebo více nadouvadly a obvyklými přísadami do tlakové nádoby. Napěněný prepolymer, vytlačený z tlakové nádoby uživatelem se vytvrdí působením okolní vlhkosti. Při tom se využije reakce izokyanátových skupin, přítomných v prepolymeru, s vodou z okolní vlhkosti pro polymerací prepolymeru.

Kvůli závislosti reakčního partnera vody na okolních podmínkách (teplotě, vlhkosti vzduchu^ pohybu vzduchu a podobně) reagují takové jednokomponentní polyuretanové pěnové hmoty velmi citlivě na nízké množství reakčního partnera vody, k tomuto problému dochází zejména tehdy, má-li být řečená jednokomponentní polyuretanová pěnová hmota použita při nízkých teplotách. Při nízkých teplotách jsou reakční rychlosti přirozeně nižší a nižší je také množství vlhkosti z okolí. Proto se obvykle doporučuje, podklad, který je třeba zpracovat polyuretanovou pěnovou hmotou, nejdříve navlhčit. Toto však představuje pro uživatele dodatečný pracovní proces, který omezuje produktivitu. Při teplotách při nebo pod bodem mrazu není již kvůli překročení bodu mrazu vody zvlhčení podkladu možné.

Nejviditelnějším znakem tohoto efektu, nedostatku vody, je pomalejší, nerovnoměrnější případně neúplné vytvrzení pěny, jakož i více nebo méně silnější zkřehnutí během vytvrzení polyuretanové • «· · · ·· · · · · a « · « · · · » · »· * • · · · · · « ♦ · ♦ * · · · ······ · · · • · · · · · · · · ··· ···· ·· *· ·· ·» hmoty. Neúplné vytvrzení pěny může vést jako pozdější následek k následné expanzi při vyšších teplotách a k ,s tím spojenému, poškození stavebního dílu.

Podstata vynálezu

Úloha předloženého vynálezu spočívá v tom, zlepšit problém vytvrzeni takových jednokomponentnlch polyuretanových pěnových hmot při sníženém množství vody, na základě menšího množství vzdušné vlhkosti anebo nižší vzdušné vlhkosti tak, že je zapezpečeno úplné vytvrzení bez zkřehnutí při nízkých teplotách.

Ukázalo se, že tato úloha může být řešena tím,že se přidají k jednokomponentní polyuretanové pěnové hmotě určité estery, totiž estery bez reaktivních vodíkových atomů, tedy bez hydroxy-, merkapto-,amino-, imino- anebo karboxylových skupin vícemocné karboxylové kyseliny C₂-C₇ s jedním jednomocným alkoholem Ci~C₇ anebo opačně jedné jednomocné mono karboxylové kyseliny Ct-c₇ s jedním vícemocnýra alkoholem C₂-C₇.

Překvapivě se prokázalo, že tyto estery, obsažené v jednokomponentní polyuretanové pěnové hmotě, reaguji rovněž při nízkých teplotách velmi snadno s vodou nebo okolní vlkostí a přitom se rozpadají ve větší množství molekul s reaktivními skupinami, tj . skupinami, které reagují s izokyanátovými skupinami izokyanátu, například hydroxyskupinami, karboxylhydroxyskupinami nebo NHskupinami. Na základě reakce esteru s vodou je na základě použití vícemocných karboxylových kyselin eventuelně vícemocných alkoholů po reakci k dispozici více reaktivních skupin než dříve, které pak přímo reaguji s izokyanátovými skupinami izokyanátovóho prepolymeru. Ukázalo se, že ester, upřednostňovaný podle vynálezu, reaguje s vodu tak silně, že se obejde jinak obvyklá reakce izokyanátu s vodou při vytvrzení jednokomponentní polyuretanové pěnové hmoty a • ··»· * · 1 · • ·· · · · ♦ · · · · · • « · · . · · · ··· ·· ·* · · · · dosáhne se přímo reakce s reaktivními reakčnimi produkty použitého esteru.

Předmětem předloženého vynálezu je proto jedno komponentní po lyuretanová pěnová hmota podle nároku 1. Podnároky se týkají výhodných forem provedení tohoto předmětu vynálezu, jakož i použiti daných esterů jako prostředků ke zlepšení vytvrzení bez zkřehnutí jednokomponentnich polyuretanových pěnových hmot.

vynález se tak týká jedno komponentní polyuretanové pěnové hmo ty, obsahující alespoň jeden prepolyraer, který obsahuje izokyanátovó skupiny (izokyanátový prepolymer), alespoň jedno nadouvadlo a známé pomocné a přídavné látky, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jeden ester bez obsahu reaktivních vodíkových atomů, vícemocnou karboxylovou kyselinu C2-C7 s jednomocným alkoholem anebo jednomocnou monokarboxylovou kyselinu Ci-c₇ s vicemocným alkoholem C₂-C₇ jako prostředek ke zlepšení úplného nezkřehnutelného vytvrzeni také při nízkých teplotách anebo nízkém množství vlhkosti z okolí (nízká okolní vlkost).

Ester, použitý podle vynálezu bez reaktivních vodíkových atomů, je ester bez skupin, které reaguji s volnými izokyanátovými skupinami izokyanátového prepolymeru, tj. bez hydroxylových, karboxylových nebo také aminoskupín.

Podle jedné z výhodných forem provedení vynálezu obsahuje polyuretanová pěnová hmota jeden nebo více esterů nasycené nebo nenasycené alifatické dikarboxylové kyseliny c_ž-c₇ s alespoň jedním monoalkoholem Ci-C? anebo s jedním esterem nasycené nebo nenasycené alifatické monokarboxylovó kyseliny Ci-C₇, s alespoň jedním polyalkoholem C2-C7, výhodně s jedním dialkoholem C₂-C₇.

Zejména výhodné estery podle vynálezu jsou estery kyseliny oxalurové, malonovó, jantarové, glutarové, pimelinovó, superinové, citrónové, jablečné, maleinové, fumarové, citrakonové, mezakonové, alespoň s jedním jednomocným alkoholem, jako metanolem, etanolem, propanolem, izopropanolem, n-butanolem, sek.butanolem, terč.butanolem, pentaerytritem, pentanolem, hexanolem nebo heptanolem nebo ester kyseliny mravenčí, octové, propionové, máselné, izomáselné, valeriové, izovaleriové, pivalinové, hexanové nebo heptanové s alespoň jedním vícemocným alkoholem, jako etylenglykolem, propylenglykolem, butandiolem, pentandiolem, glycerinem, pentaerytritem.

Zejména výhodnými estery jsou dimetyloxalát, dietyloxalát, dipropyloxalát, dibutyloxalát, dimetylmalonát, dietylmalonát, dipropylraalonát, dibutylmalonát, dimetylmaleinát, dietylmaleinát, dipropylmaleinát, dibutylmaleinát, glycerintriformiát, glycerinacetát, glycerintripropionát, dimetylsukcinát, dietylsukcinát, dipropylsukcinát, dibutylsukcinát, trimetylacetylcitrát, tripropylacetylcitrát a tributylacetylcitrát.

Jedno komponentní polyuretanová pěnová hmota může obsahovat jeden zmíněný ester nebo také směs dvou nebo více esterů tohoto druhu.

Ester je přítomen výhodně v množství 0,5 až 10% hm., výhodně 1 až 6% hm. a ještě výhodněji v množství 1,5 až 3%hm, vztaženo na hmotnost izokyanátového prepolymeru.

Izokyanátový prepolymer , obsažený v jednokomponentní polyuretanové pěnové hmotě podle vynálezu, obsahující izokyanátovó skupiny, jsou odborníkovi známé. Takové prepolymery je možné získat na trhu a vyrábějí se obvykle reakcí jednoho nebo více polyolů, například polyesteru nebo polyéteru, který obsahuje hydroxylové skupiny, s jedním nebo více polyizokyanáty, přičemž se reakce vede tak daleko, že jsou v produktu obsaženy ještě volné izokyanátové skupiny, tedy se vyrobí prepolymer. výhodně obsahuje izokyanátový

• · · · » » · · • ® · · prepolymer 2-25%hm., přednostně 8-18%hm., zejména výhodně 1012%hm. izokyanátových skupin, vztaženo na hmotnost prepolymeru.

Pod izokyanátovým prepolymerem se rozum! oligomer s reaktivní mi skupinami NCO, který vzniká z alespoň jednoho polyízokyanátu a alespoň jednoho prepolymeru shora uvedeného druhu. Jako polyoly mohou být použity pro výrobu prepolymeru všechny obvyklé polyestery a polyótery, obsahující hydroxylové skupiny (polyoly s dlouhými řetězci) s jednou funkční OH > 1 až 4, zejména 2 až 3, jakož i dio ly s krátkými řetězci.

Jako polyesterové polyoly mohou nalézt použiti estery dikarbo xylových kyselin, výhodně alifatických dikarboxylových kyselin se 4 až 8 uhlíkovými atomy v alkylovém zbytku, které reaguji s dioly, přičemž tyto musí mít popřípadě pro reakci volné skupiny OH. Příkladem pro alifatické dikarboxylové skupiny jsou kyselina pimelinová, glutarová, azeralová, sebaková, jakož i výhodně kyselina jantarová a adipinová a aromatické dikarboxylové skupiny, jako kyselina ftalová a tereftalová. Jako dvojmocné alkoholy mohou být použity etylenglykol, dietylenglykol, 1-2 případně 1,3 propylenglykol, dipropylenglykol, 1,4-butandiol a 1,6 hexandiol.

Ale rovněž mohou být použity polyesterpolyoly oleochemického původu, které nemají žádné volné epoxidové skupiny a byly vyrobeny úplným otevřením kruhu epoxidovaných triglyceridů směsi mastných kyselin, obsahující alespoň jednu olefinicky nenasycenou mastnou kyselinu s jedním nebo vlče alkoholy s 1 až 12 uhlíkovými atomy a následně částečnou transesterifikaci glyceridových derivátů na alkylesterové polyoly s 1-12 uhlíkovými atomy v jednom alkylovém zbytku (viz DE 36 26 223).

Jako polyéterové polyoly mohou nalézt použití produkty, vyrobené známým způsobem z jednoho nebo více alkylenoxidů se 2 až 4 uhlíkovými atomy v alkylovém zbytku s jednou iniciační molekulou, φφ φφ Φ· φφ φ φ φ φ φ φ φ * · φ φ φ φ φ •φφφφφ φφ · φ · φφφφ φ· φφ φφ φφ

ΦΦ φ ♦ • ΦΦΦ· která obsahuje 2 aktivní vodíkové atomy. Vhodnými alkylenoxidy jsou například tetrahydrofuran, 1,3-propylenoxid, 1,2 až 2,3 butylenoxíd nebo etylenoxid. Jako iniciační molekuly přicházejí do úvahy: voda, dikarboxylovó kyseliny, vícemocnó alkoholy jako etylenglykol, propylenglykol, 1,2-díetylenglykol, dipropylenglykol a dimerdioly.

Dioly s dlouhými řetézci ze známých stavebních prvků mají molekulovou hmotnost více než 1000, výhodně 2000 až 6000 (gelová chromatografie). Používají se ekvivalenty OH v množství 0 až 20, výhodně 0,2 až 5 na skupinu NCO.

Dioly s krátkými řetězci se používají v množství od 0 až 10, výhodně 1 až 3 ekvivalentů OH na skupinu NCO. Maji molekulovou hmotnost menší než 1000, výhodně menší než 100. Konkrétními příklady jsou dioly, které byly použity pro výrobu diolů s dlouhými řetězci.

Izokyanátový prepolymer může být také vyroben z polyizokyanátu a sloučenin, které mají jiné reaktivní skupiny NCO než OH skupiny, například COOH, SH, NH₂ nebo NH skupiny. Příkladně činí funkčnost NCO 1 až 4, výhodně 1,5 až 2,5, zejména 2.

Z polyizokyanátů a diolů se vyrobí známým způsobem izokyanátové prepolymery. Jako katalyzátory se používají takové, které urychlí reakci izokyanátové skupiny se skupinou OH, zejména vodou, nikoliv však jejich trimerizaci. Konkrétními příklady jsou dimorfolindietyléter, bisdimetylaminoetylóter, Dabco X~DM (fa. Air Products), jakož i N-etylmorfolin. Za jistých okolností mohou být použity také jiné katalyzátory, jestliže tyto během skladováni netrimerizují izokyanátové skupiny, například N-substituované morfoliny, jakož i jejich směsi s adukty propylenoxidu, trietanolaminu, jakož i známé kovové katalyzátory, zejména cínu.

• 9 «9

9 9

9« 99 • · 9 9 • 9 9 · • · 9 9 • 9 9 9

9· 99

Pro výrobu izokyanátového prepolymeru lze použít jako polyizokynátu obchodně obvyklých diizokyanátů a triizokyanátů, toulendiizokyanátů (2,4- anebo 2,6 toulendiizokyanátu), izoforondiizokyanát, di- a polyfenylpolymetylenpolyizokyanátu, hexametylen-l,6díizokyanátu nebo difenylmetan-4,4-díízokyanátu a směsí z nich, například polyizokyanátů vyrobených pod obchodním označením Desmodur®, Lupranat® nebo Supraces®.

Nezávisle na jejich způsobu výroby jsou reaktivní izokyanátové prepolymery charakterizovány zejména následujícími znaky: mají funkčnost NCO od 2 až 6, výhodněji 2,7 až 5, zejména od 2,8 až 4 a obsah NCO od 2 až 25%hm, výhodněji od 8 až 18%hm., zejména od 10 až 12%hm.,vztaženo na hmotnost izokyanátového prepolymeru, jakož i viskozitu od 5 až 200, zejména od 10 až 100 Pa.s, měřeno při 25°C podle DIN 53 015.

Izokyanátový prepolymer má výhodně molekulovou hmotnost 500 až 30.000, výhodně 1.000 až 25.000.

složení spočívá nutně z alespoň jednoho polyizokyanátového prepolymeru, alespoň jednoho nadouvadla, popřípadě známých pomocných a přídavných látek, jakož i jednoho nebo více katalyzátorů, které jsou potřebné pro reakci izokyanátové skupiny se skupinou OH, zejména s vodou a alespoň jednoho definovaného esteru bez reaktivních vodíkových atomů. Kromě toho mohou být přidána ještě další aditiva, napřiklad rozpouštědla, ochranné prostředky proti vznícení,změkčovadla, regulátory pórů a ochranné prostředky proti stárnuti, vzniká roztok nebo emulze.

Jako katalyzátor se používá výhodně dimorfolindietyléter nebo bis(dimetylaminoetyl)- éter. Tento má katalyzovat pouze reakci skupiny NCO se skupinami OH,nikoliv jejich trimerizaci při skladování .

• ·

4

44 4 4444

44444 * · 4« 4* 44

Jako pěnový stabilizátor se používají výhodně síloxanoxyalkylenové kopolymery,například Tegostab B 8404 (firma Goldschmidt) nebo Dabco DC-190, DC-193.

Jako ochranné prostředky proti vzníceni se výhodně používají: tris(2-chlorpropyl)-fosfát,tris(chloretyl)-fosfát, difenylkrezylfosfát, DMMP a DEEP.

Jako nadouvadla pro jednokomponentní polyuretanové pěnové hmo ty jsou vhodné vedle vzduchu,dusíku,oxidu uhličitého, oxidu dusného výhodně při pokojové teplotě v kapalné formě také následující plyny a kapaliny, které jsou inertní vůči dalším složkám polyuretanové pěnové hmoty a mají bod varu pod 50^flC, zejména mezi -50“C a 30°C, jakož i směsi z plynných a kapalných nadouvadel. Příklady takových jsou výhodně použitelnými plyny a kapalinami alkany, jako například propan, n- a izobutan, n- a izopentan, výhodně technické směsi z n- a izo-pentanu a cyklopentanu, alkyléteru, jako například dimetyléter, dietyléter a metylizobutyléter, alkylester kyseliny karboxylové, jako například metylformiát a halogenované, výhodně fluorované uhlovodíky, jako například dichlorfluormetan, trifluormetan, 1,l-díchlor-l-fluoretan,monochlortrifluoretan, monochlordifluoretan, difluoretan, dichlortrifluoretan, monochlortetrafluoretan, pentafluoretan, tetrafluoretan, dichlormonofluoretan, 1,1,1,2-tetrafluoretan anebo 1,1,1,2,3,3,3-heptafluorpropan.

Jako nadouvadla jsou dále použitelné popřípadě substituované monokarboxylové kyseliny s 1 až 30 uhlíkovými atomy, výhodně monokarboxylové kyseliny s 1 až 10 uhlíkovými atomy. Jako taková nadouvadla mohou být jmenována případně substituované monokarboxylové kyseliny, jako například kyselina mravenčí, 2chlorpropionová,3-chlorpropionová, 2,2-dichlorpropionová, hexanová, cyklohexanová, dodekanová, palmitinová, stearová, olejová, ricinoolejová, kyselina talového oleje a výhodně kyselina propionová, 2-etylhexanová a zejména kyselina octová. Organické karboxylo4 44 44 44 44 44

4 4 4 4 44 4 · 44 4

4 4444 4 4 4 ·

4444 444 4 4 44 4

4· 4 4444

444 4444 44 «4 4» 44 vé kyseliny, které reagují s izokyanáty za tvorby močovin, acylmočovin a oxidu uhličitého, účelně se používají v kombinaci se solemi alkalických kovů nebo ammonných solí organických karboxylových kyselin nebo tris(dialkylaminoalkyl)-shexahydrotriaziny jako katalyzátory. Tvorbou oxidu uhličitého může být zvětšena výhodným způsobem tlaková podložka jako nadouvadlo v tlakové nádobě a tvorbou močovinových skupin mohou být modifikovány mechanické vlastnosti lehčené polyuretanové pěnové hmoty.

Příkladně jmenovaná nadouvadla mohou být použita jednotlivě nebo jako směsi.

Ve směsi s plyny anebo kapalinami s bodem varu pod 50°C, mohou být použity také cykloalkany, jako například hexan a cyklohexan a alkylestery kyseliny karboxylové, jako například etylformiát s bodem varu nad 50°C, pokud má nadouvací směs účelně bod varu pod 50°C a má nadouvací účinek, který je postačující, aby se jednokomponentní polyuretanová pěnová limo ta vytlačila ven z tlakové nádoby a napěnila se na polyuretanovou pěnovou hmotu. Jako nadouvadla se používají směsi z alkanů, zejména butanu anebo propanu a kapaliny s bodem varu pod 50°C. Potřebné množství nadouvadla nebo nadouvací směsi, jakož i směšovacích poměrů, se zjištuje experimentálně jednoduchým způsobem.

Množství nadouvadla v polyuretanové pěnové hmotě podle vynálezu činí 2 až 50%hm., výhodněji 10 až 30% hm.

Jako známé pomocné a přídavné látky může jednokomponentní polyuretanová pěnová hmota podle vynálezu obsahovat povrchově aktivní prostředky, ochranné prostředky proti vznícení, stabilizátory, změkčovadla,katalyzátory, rozpouštědla, plnidla, pigmenty, ochranné prostředky proti hydrolýze a fungistaticky anebo bakteriostaticky působící substance. Vhodnými ochrannými prostředky proti vzníceni jsou například diřenylkrezylřosfát, trikrezylfosfát, tris(2* · φ«· ···· • ♦ · · · • « ·· « chloratyl)-fosfát, tris(2-chlorpropyl)-fosfát, tris(l,3dichlorpropyl)-fosfát, tris(2,3-dibrompropyl)-fosfát a tetrakis(2chloretyl)-etylendifosfát.

Kromě známých, halogenem substituovaných fosfátů, mohou být použity také anorganické ochranné prostředky proti vzníceni, jako například hydratovaný oxid hlinitý, oxid antimonitý, oxid arsenu, polyfosforečnan amonný, expandovaný grafit, siran vápenatý nebo deriváty kyseliny kyanurové, jako například melamin nebo směsi alespoň dvou ochranných prostředků proti vzníceni, jako polyfosforečnan amonný a melamin anebo expandovaný grafit, jakož i případně škrob k odolnosti proti vzníceni pěnových látek, vyrobených z jednokomponentní polyuretanové pěnové hmoty. Všeobecně se jako účelné projevilo použít 5 až 50 hm.dilů, výhodně 10 až 40 hm. dilů, jmenovaných ochranných prostředků proti vznícení nebo směsi ochranných prostředků proti vznícení, vztaženo na 100 lim.dílů polyhydroxylových sloučenin.

Jako změkčovadla jsou použitelné například známé změkčuj leně působící prostředky, jako například butylbenzylftalát nebo diocylftalát. Pří tom se jako výhodné projevilo, použít příkladně dříve jmenované polyestery, obsahující hydroxylová skupiny nebo sloučeniny s obsahem fosforu anebo halogenu, jako například shora jmenované ochranné prostředky proti vzníceni, poněvadž tyto dodatečně zvyšuji odolnost proti vznícení vyrobených pěnových hmot.

Pod plnidly je třeba rozumět, zejména zesilujícně působící plnidla, jakými jsou známá, obvyklá organická a anorganická plnidla a ztužovadla. Jednotlivě mohou být příkladně jmenována: anorganická plnidla, jako například silikátové minerály příkladně vrstvové silikáty, jako antigorit, serpentin, amfiboly, chryzotíl, zeolity, talek; oxidy kovů, jako například kaolin, oxidy hliniku, křemičitan hlinitý, oxidy titanu a železa, sole kovů, jako například křída, těžký živec a anorganické pigmenty jako sulfid kadem4444 • 4 *· ·* ·· • «· 4 4 · ·» 4

44 4 4 44 4 • · 4 444 · 4 44 4

4 4 4 4 4 4 ·« *4 44 natý, sulfid zinečnatý, jakož i skelná částice. Jako organická plnidla přicházejí do úvahy: saze, melamin, kollofium, cyklopentadienylové pryskyřice a štěpné polymery.

Anorganická a organická plnidla mohou být použita jednotlivě nebo jako směsi a dávají se do jedno komponentní polyuretanové pěnové hmoty výhodně v množství od 0,5 až 50 %hm., výhodněji 1 až 10 %hm., vztaženo na hmotnost jednokomponentní polyuretanové pěnové hmoty.

Bližší údaje o shora jmenovaných, jiných přídavných látek je možno získat z odborné literatury, příkladně z monografie od j.h. Saunderse a K.C. Frische High Polymers, svazek xvi, Polyuretans, díl 1 a 2, Nakladatelství interscience Publishers 1962 -případně 1964 nebo z publikace Kunstoff-Handbuch, Polyurethane, svazek VII, Nakladatelství carl-Hanser, Munchen, wien, 1. a 2. vydáni, 1966 a 1983.

Jedno komponentní polyuretanová pěnová hmota podle vynálezu se skládá kvantitavně výhodně následovně (v %hm.) z:

- 50 až 90, výhodně 60 až 85 izokyanátového prepolymeru,

- 0,1 až 5,0, výhodně 0,5 až 20 katalyzátorů, až 35, výhodně 10 až 25 nadouvadel a

- 0,1 až 5,0, výhodně 0,5 až 3,0 pěnového stabilizátoru, až 20, výhodně 3 až 15 změkčovadel a

- 0,5 až 10, výhodně 1 až 6 esterů bez reaktivních vodíkových atomů.

Z možných aditív může být přidán ochranný prostředek proti vznícení v množství od 2 až 50 %hm., výhodně od 5 až 15 %hm.

ostatní možná aditiva mohou být přidána v množství od 0,1 až 3,0 %hm., zejména od 0,2 až 1,5 %hm. .

«

Dalším předmětem předloženého vynálezu je použití esterů bez reaktivních vodíkových atomů vicemocné karboxylové kyseliny C2-C7 s jednomocným alkoholem C1-C7 anebo jednomocné raonokarboxylové kyseliny Οχ-c₇ s vicemocným alkoholem C₂-C7 jako prostředky ke zlepšení úplného a nezkřehnutelného vytvrzení jednokomponentnich polyuretanových pěnových hmot, s obsahem nadouvadel, na základě prepolymeru, obsahujícím izokyanátové skupiny (izokyanátový prepolymer) také při nízkých teplotách anebo malé okolní vlhkosti.

Jak již bylo uvedeno shora, reagují estery, vybrané podle vynálezu, shora uvedeného druhu, s vodou z okolí podstatně silněji než izokyanátové skupiny izokyanátového prepolymeru tak, že se rozkládají hydrolyzační reakcí na karboxylovou kyselinu a alkohol, přičemž jak karboxylová skupiny kyseliny karboxylové tak hydroxyskupiny alkoholu reagují s izokyanátovými skupinami izokyanátového prepolymeru a vedou k požadovanému vytvrzení. Při tom se ukázalo, že estery, použité podle vynálezu, jsou hygroskopické a natahují okolní vlhkost a stávají se pro požadovanou vytvrzovací reakci lépe použitelné. Současně se násobí počet reaktivních skupin, které jsou k dispozici pro vytvrzení, takže také zvýší přirozeně nízký obsah vody ve vzduchu při nízkých teplotách a tím se zvýší nízké množství hydroxyskupin a tim se zlepšuje vytvrzení, které tak proběhne rychle a úplně.

Podle vynálezu se dosaženým převedením přímé reakce okolní vlhkosti na reakci s izokyanátovými skupinami izokyanátového prepolymeru na reakci vytvořených karboxylových skupin popřípadě hydroxylových skupin s izokyanátovými skupinami se zamezí během vytvrzení přechodné fázi křehnutí, k níž jinak v chladu dochází. Tímto způsobem se daří zejména při použití obzvláště upředňostňovaných esterů kyseliny dialkyloxalové podle vynálezu, jako dimetyloxalátu nebo dietyloxalátu při velmi malých množství přídavku v rozmezí od 1-2%, vztaženo na izokyanátový prepolymer, dosáhnout enormiho zlepšeni vytvrzovacího chování, především při nízkých te14 • · · · « 9 · 9 9 9 4 9

4 4 4 4 9 9 4 4 4

9 4 · 4 944 4 9 49 ·

4 4 4 9 4 9 4 4

449 4944 44 44 44 49 plotách až -10°C. Při použití těchto malých množstvi esteru je bez dalšího možné, dosáhnout rychlého a úplného vytvrzení izokyanátových prepolymerů také při těchto nízkých teplotách.

Podle vynálezu mohou být tedy takto vybaveny existující nebo také ochodně obvyklé receptory prepolymeru toliko přídavkem esterů, použitých podle vynálezu, že se umožní podstatně bezproblémové vytvrzení jednokomponentní polyuretanové pěnové hmoty, takže je zpravidla možno se zříci předběžného navlhčení podkladu, přičemž při nízkých teplotách, se pěny, modifikované tímto způsobem, vytvrdí bezproblémově a bez zkřehnuti.

Příklady provedení vynálezu

Následující příklad slouží k dalšímu objasnění vynálezu.

Příklad

Jednokomponentní polyuretanová pěnová hmota se vyrobí z následujících složek:

- 91,7 g polyetylenglykoldiadipátu s počtem hydroxylových skupin 56

- 33,4 g polyoxypropylenpolyolu s počtem hydroxylových skupin 400, nastartovaným glycerinem

- 30,6 g polyoxypropylenpolyolu s počtem hydroxylových skupin 42, nastarovaným glycerinem

- 19,5 g polyetylenglykolu o molekulové hmotnosti 600

- 8,3 g kopolymeru polyoxyalkylenglykolpolysiloxanu jako pěnového stabilizátoru

- 2,8 g di-(2~morfolinetyl)-éteru

- 91,7 g trichlorpropylfosfátu

- 403,1 difenylmetandiizokyanátu (sur.-MDI)

- 73,7 g tetrafluoretanu ··** « · * · «·«·

9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 99 999999 9 9 9

9 * · · 9 9 9 9

999 9999 99 ·* ·*

- 40,3 g dimetyléteru

- 20,9 g butanu

- 4,2 g propanu

Shora uvedené složky se smlsl, přičemž vznikne chemickou reakci prepolymer. Tento se vnese do tlakové nádoby, z niž může být vynesena působením tlaku nadouvadla jednokomponentní polyuretanová pěnová hmota.

Prepolymeračni reakce může probíhat rovněž přímo v tlakové nádobě, tj. složky podle receptury nebo předsměsi se dají do nádoby, aby tam zreagovaly a zůstaly.

K přezkoušení vytvrzovaclho chování byla vyrobena shora uvedená jednokomponentní polyuretanová pěnová hmota popřípadě odpovídající pěnová hmota bez přídavku esterů podle vynálezu, popřípadě za přídavku dietyloxalátu, dimetylmalonátu, dietylmaleinátu, glycerintriacetátu, dibutyloxalátu, tributylacetylcitrátu a dietylsukcinátu a vytvrzována při -10^ůC v atmosféře okolí 3 relativní vlhkosti 75% po dobu 24 hodin.

Nakonec byla udána křehkost v chladu jako hmota (v g) kovového válce o průměru 19 mm, který se nechal spadnout při -10°C z výše 27 cm na pěnový pás o průměru 3 cm a přitom se rozrušil povrch. Vyšší hodnoty znamenají lepší elasticitu. Byly zkoušeny kovové válce s následovným hmotnostním odstupňováním: 20g, 40g, 60g,80g, lOOg, 150g,200g,250g,300g,400g.

Zde získané výsledky jsou shrnuty v následující tabulce.

• ··		··	99	• 4
• 4	•	• · 4	>	•	•	•
φ 4	• 4	4 ··· 4	•	•	4	«
> 4	•	• ·	4	4	4	4
··· 4444	44	• 4	44			44

ester	vzorec	molekulová hmotnost	bod varu (°C)	použité množství % hm. vztaženo na prepolymer izokyanátu	křehkost I (9)
bez přísady (porovnáni)				-	60
dietybxalát	ΟΛΑ	146,14	185	2	200
dietylmalonát	C7H10O4	160,17	199	2,4	200 I
dietylmaleinát	CgHisO*	172,18	222	2,5	200 |
glycerintriacetát	CsHuOg	218,21	258	3	200
dlbutylloxalát	ΟΐφΗ|(θ4	202,25	b.v.10=123 °C	3,2	250
tributylacetylcitrát	C2eHMOg	402,49	1 hPa170°C	5,7	200
dietylsukcinát	C8H14O4	174,2	216	1,9	150

Jak lze poznat ze shora uvedené tabulky, dá se přídavkem esteru, použitého podle vynálezu, dosáhnout značného zlepšení pokud jde o vytvrzeni bez zkřehnuti, rovněž při nízkých teplotách.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Jednokomponentní polyuretanová pěnová hmota, obsahující alespoň jeden prepolymer s obsahem izokyanátových skupin (izokyanátový prepolymer), alespoň jedno nadouvadlo a známé pomocné a přídavné látky, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jeden ester bez reaktivních vodíkových atomů vícemocné karboxylové kyseliny c₂-c₇ s jednomocným alkoholem Ci-c₇ anebo jednu jednomocnou monokarboxylovou kyselinu C_x-C₇ s vícemocným alkoholem C₂-C₇ jako prostředek pro zlepšeni úplného vytvrzení bez zkřehnutí rovněž při nízkých teplotách anebo nízké okolní vlhkosti.
2. 2. Jednokomponentní polyuretanová pěnová hmota podle nároku 1, vyznačující se tim, že je ester bez hydroxylových anebo karboxylových skupin.
3. 3. Jednokomponentní polyuretanová pěnová hmota podle nároku 1 nebo 2,vyznačující se tím, že má obsah esteru jedné nasycené nebo nenasycené alifatické dikarboxylové kyseliny C₂-C₇ s alespoň jedním monoalkoholem C_x-C₇ anebo ester jedné nasycené nebo nenasycené alifatické monokarboxylové kyseliny C_x-C₇ s alespoň jedním polyalkoholem C₂-C₇.
4. 4. Jednokomponentní polyuretanová pěnová hmota podle alespoň jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se t i m, že esterem je ester kyseliny oxalové, malonové, jantarové, glutarovó, pimelinovó, suberionové, citrónové, jablečné, maleinové, fumarové, citrakonové, mezakonové s alespoň jedním jednomocným alkoholem jako metanolem, etanolem, propanolem, izopropanolem, n-butanolem, sek.-butanolem, terč.-butanolem, pentaerytritem, pentanolem, hexanolem nebo heptanolem nebo ester kyseliny mravenčí, octové, propionové, máselné, izomáselné, valeriánové, izovaleriánové, pivalinové, hexanové nebo heptanové s alespoň

   4 4 4 4 4 4 · ·

   4 · · · · · *

   4 · · · · * · • ····· · · · • 44 4 4··· ··· 44 ·Β ·· ·· jedním vícemocným alkoholem jako s etylenglykolem, propylenglyolem, butandiolem, pentandiolem, glycerinem nebo pentaerytritem.
5. 5. Jednokomponentní polyuretanová pěnová hmota alespoň podle jednoho z předešlých nároků, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jeden ester, obsahující skupinu z dimetyloxalátu, dietyloxalátu, dipropyloxalátu, dibutyloxalátu, dimetylmalonátu, dibutylmalonátu, dimetylmaleinátu, dietylmaleinátu,dipropylmaleinátu, dibutylmaleinátu, glycerintriformiátu, glycerintriacetátu, glycerintripropionátu, dimetylsukcinátu, dietylsukcinátu, dipropylsukcinátu, dipropylsukcinátu, dibutylsukcinátu, trimetylacetylcitrátu, tríetylacetylcitrátu, trípropylacetylcitrátu, tributylacetylcitrátu.
6. 6. Jednokomponentní polyuretanová pěnová hmota podle alespoň jednoho z předešlých nároků, vyznačující se tím, že obsahuje ester v množství od 0,5 až 10%hm., výhodně od 1 až 6%hm., ještě výhodněji 1,5 až 3%hm., vztaženo na hmotnost prepolymerového izokyanátu.
7. 7. Jednokomponentní polyuretanová pěnová hmota podle alespoň jednoho z předešlých nároků, vyznačující se tím, že obsahuje jako izokyanátový prepolymer prepolymer z jednoho nebo více polyolů a jednoho nebo více polyizokyanátů s NCOfunkčnosti od 2 až 6, výhodněji 2,7 až 5, zejména od 2,8 až až 4 a molekulovou hmotností od 500 až 30.000, výhodně od 1.000 až 25.000.
8. 8. Jednokomponentní polyuretanová pěnová hmota podle nároku 7, vyznačující se tím, že izokyanátový prepolymer má obsah izokyanátových skupin od 5 až 25%hm., výhodně od 8 až 18%hm., zejména 10 až 12%hm., vztaženo na hmotnost izokyanátového prepolymeru.

   • · • 4 • 4

   4 4 4 4 4

   4 44444 44 4

   4 4 · 4 4 4 • 4 44 44
9. 9. Jednokoraponentní polyuretanová pěnová hmota podle alespoň jed noho z předešlých nároků, v yznač u j 1 c í s e t i m, že obsahuje jako nadouvadlo vzduch, dusík, oxid uhličitý, oxid dusný, fluorované anebo chlorované uhlovodíky, zejména dimetyléter, butan nebo propan.
10. 10. Jednokomponentní polyuretanová pěnová hmota podle nároku 9, vyznačující se tím, že nadouvadlo je přítomno v množství od 2 až 50 %hm., výhodněji od 10 až 30%hm., vztaženo na jednokomponentní polyuretanovou pěnovou hmotu.
11. 11. Jednokoraponentní polyuretanová pěnová hmota podle alespoň jednoho z předešlých nároků, vyznačující se tím, že obsahuje jako známé pomocné a přídavné látky povrchově aktivní prostředky, prostředky proti vzníceni, stabilizátory, změkčovadla, katalyzátory, rozpouštědla, plnidla, barviva, pigmenty, ochranné prostředky proti hydrolýze a fungistaticky anebo bakteriostaticky působící substance.
12. 12. Použití esterů bez reaktivních vodíkových atomů vícemocnó karboxylové kyseliny C₂-C₇ s jednomocným alkoholem Ci-C₇ anebo jednomocné monokarboxylové kyseliny Ct-c₇ s vlcemocným alkoholem C₂-C₇ jako prostředek ke zlepšení úplného vytvrzení bez zkřehnutí jednokomponentních polyuretanových pěnových hmot s obsahem nadouvadla, na základě izokyanátového prepolymeru, který obsahuje izokyanátové skupiny (izokyanátový prepolymer), také při nízkých teplotách anebo nízké okolní vlhkosti.