DD141759A3 - Verfahren zur herstellung von elastischen,mikrozelligen polyurethan-integralschaumstoffen - Google Patents

Abstract

Ziel der Erfindung ist es, mittels eines Katalysatorsystems elastische mikrosel'lige Polyurethan - In tegral schau'ms to f f e bei relativ langen Startzeiten bereits nach kurzer Formstandzeit herzustellen« Es wird zu einem Gemisch aus Polyesteralkoholen, Kettenvarlangerern, Dispergatoren, Triäthanolamin, Zeilreglern,. physikalischen und/oder chemischen Treibmitteln,, zur

Description

Verfahren'zur-Herstellung von .elastischen, mikrozelllgen 'Poly·= urethan-Integra!schaumstoffen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ela~ 'stischen, mikrozelligen Polyurethan-Integralschaumstoffen, die • beispielsweise für Schuhsohlen, technische Formteile., des Fahr«* seng*=- sowie Maschinenbaues und in der Orthopädietechnik Anwendung finden*

Bekannt ist die Herstellung von elastischen, mikrozelligen Polyurethan-Integralschauinstoffen unter Verwendung von -terti» ären Aminen <> wie z_eB<. 1},4-Diai5abicycl-ooctan,- Morpholinderrva·- ten und Dirnet.hylbenzylaminen_e

Diese /imine vier den häufig in Verbindung mit den. Salden organischer Säuren des zwei- und vierwertigen Zinns kombinierij um di.e Formstandaeit des geschäumten Formteiles zu. verkürzen«, Diese Zinna-ktivatoren verursachen eine Verschlechterung der Weciiselbiegebeständigkeit_? besonders bei. tiefen Temperaturen. und erhöhen die Hydrolyseanfälligkeit des Schaumstoffes_e Tertiära Amine ohne Zusatskatalysator lassen sehr kurze Formstandzeiten nicht zu oder nur cla.nn_s weim extrem kurze Start« zeiten in Kauf benommen werden«

·. . . »2 ^f* Ziel der, Erfindung

"Ziel der Erfindung 1st es. ein Katalysatorsystem au finden, das es ermöglicht, elastische $ mikroaellige Polyurethan-Inte· gralschaumstoffe bei relativ langen Startzeiten bereits nach kürzester Zeit auszuformen und gleichzeitig die Hydrolyseempfindlichkeit des Polyurethan-Integralschaumstoffes zu sen ken·

der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Formteile aus elastischen, mikrozelligen Polyurethan-Integralschaumstoffen mit relativ langer Startzeit und kurzer Formstandzeit herzustellen« Erfindungsgemäß wird die Aufgabe' dadurch gelöst, daß zu einem Gemisch aus Polyesteralkoholen, Kettenverlängerern, Dispergatoren_s Triäthanolamin, Zellreglern, physikalischen und/oder chemischen Treibmitteln, zur Beschleunigung der Reaktion dieser Stoffe mit Isocyanate ein Gemisch von.1,4-Diazabicyclooctan und Dimethylcyclohexylamin zugegeben wird« Das Verhältnis von 1 j^-Diazabicyclooctan zu Dimethylcyclohexylamine beträgt T Gew«-Teil zu 0,8 bis 5 GeWe-Teilen, vorzugsweise T aew«-feil zu 2 Gevn-Teilen_e

Mit dem erfindungsgemäßen Gemisch ist es möglich, elastische, mikrp'zellige. Polyurethan-Integralschaumstoffe mit sehr kurzen Formstandz.eiten" herzustellen» Dabei war es überraschend., daß e-rf i^ec-uagsgemäßeii Mischungen eine; -Wesentlioli höhere- Bös;c:hleuni gung des -Wachstums der weitgehend linearen Schaumst.offüiolektile. verursachenj als es die Addition der Einzelv^irkungen erwarten läßt ο Als Polyesteralkohole kommen Kondensationeprodukte der Adipinsäure mit Äthylenglykol, Propandiol-1,3* Propandiol-1_S2_? Butandiol-1 _S4y He'xandiO-1-1,6 mit einer'.MoliaaB.se von 2000,-.einzeln oder .im Gemisch, zum Einsatz»

Als Kettenverlängerer werden vorzugsweise Äthylenglykol sowie Butandiol-1,4-benutzte

Diopergatoren Bind beispielsweise Sulfonate des Rizinusöles in wäßriger Lösung«,

- 3 m

Zellregler finden Spezialprodukte auf Siliconbasis Ver

Während als chemisches Treibmittel üblicherweise Kohlendioxyd aus der* Reaktion von Isoeyanat und Wasser Verwendung findet, sind physikalische Treibmittel in den ineisten Fällen haloge« hierte ,Kohlenwasserstoffe vd.e ZoB₀ Methylenchlorid, Trifluor«· trichloräthan, Monof luortri chlorine than oder deren Gemische« Zu dem Gemisch "von Polyesteralkoholen₉ Kettenverlängerern, Dispergatoren, Zellreglern und !Treibmitteln wird das erfin-.dtmgsgemäße-Gemisch von 1 _f4-Biazabicyclooctan und .Dimethylcy- · clohexylarain augegeben und durch intensives Rühren homogenisiert* Dieses Gemisch bildet die Komponente A und ist über Mo» ' nate lage'rstabilo

Die Komponente A wird zur Erzielung eines elastischen^ mikro« zelligen Polyurethan-Integralschaujnstoffes mit der Komponente B₉ einem modifizierten 4_Ρ4'-Diphenylmethandiisocyanat umgesetzte Vorzugsweise v«ird als Komponente A ein Gemisch folgender Zusammensetzung eingesetzte

65 bis 90 Gevu-Teile Polyösteralkoh'ol, Molmasse"200Gj--10 bis 17 Gew.-Teile Kettenverlängerer, 0_f2 bis 0,7 6ew·-Teile Triethanolamin, OjI bis 0_g3 GeWe-Teile Zellregler_s 0g05 bis b_P25 Gew_e-Teile sulfoniertes Rizinusöl,-2 bis 7 Gew.-Teile Trifluortriohloräthan 0 bis Oj.5 GeWe-Teile Wasser

Oj₁I bis 1 _?0 Geviie-Teile 1 j^r-Biazabicyclooctan und. OjI bis 2_f0 Gevv'e-Teile Dimethylcyclohexylamin» Diese Komponente A wird umgesetzt mit einer Komponente E₅, vor·* zugsweise mit folgender· Zusammensetzungί. , ,-. '.. . 20 bis 50 Göw«—Teile Polyesteralkohol_s Molmasse 2000 Lind 80 bis 50 GeWc^Teile 4_?4^f^Diphenylmethandiisocyanatj wobei ei χι Teil des 4_s4^t-Diphenylmethandiisocyanat durch thermische und/oder katalytisohe Behandlung verflüssigt wurde.· Der Polyesteralkohol kann mit dem in der A-Komponente eilige*» setzten identisch oder von. ihm verschieden sein» Durch intensives Mischen der Komponenten A und B und Eintragen Bieses Gemisches in' eine mit Trennmittel ausgestrichene-_s ver«

schlossene und auf-40 ⁰C bis 70 ⁰C erwärmte Metallform wird ein Fount eil aus "elastischem, mikroporösem Polyurethan-Integrals cha um st off erzeugt, welches sich bereits nach 2 Minuten problemlos entformen läßt,

Ausführungsbeispiel Beispiel 1

Eine Komponente A bestehend aus:

81,90 Gew_e-Teilen Polyesteralkohol der Molmasse. 2000 aus

Adipinsäure., Äthylenglykol, Diäthylenglykol 13,10 Gew«,-teilen Äthylenglykol, ·..·.· 0_s50 Gevi«-Teilen Triäthanolamin,

0,15 GeWc^Teilen Silikonöl_fS

0_t13 Gew.-Teilen Rizinussulfonat,

5_f00 Gew»«-Teilen Trifluortrichloräthan .

Oj26 Gevi«-Teilen 1,4-Diazabicyclooctan und

0j50 GeWe-Teilen Dimethylcyclohexylamin wird mit einer Komponente B bestehend aus: 35%90 GeWi.-Teilen Polyesteralkohol, der mit dem in der A-Kom-

ponente eingesetzten identisch ist

15,90 Gew*~Teilen verflüssigtes 4_i4^t~Diphenylmethandiisocyanat . und

48,10 GeWc-Teilen 4_f4^t*»Mphenylmethandiisocyanat. umgesetzt«, Die Isocyanatkennzahl beträgt 100«

Durch intensives Mischen der Komponenten A und B und Eintragen dieses Gemisches in eine mit Trennmittel ausgestrichene, Ter« schlossene und auf 40 ⁰C bis 70 ⁰C erwärmte Metallform wird ein Formteil aus elastischem, mikroporösem Polyurethan-Integral schäumst off mit folgenden Eigenschaften erhalten:

Startzeit	12	S
Formstandzeit	120	S
freigeschäumte Rohdichte	200	.kg/nr
formgeschäumte Rohdichte	550	kg/m
Bruchdehnung	350	%
Zugfestigkeit	4,2	MPa
Weiterreißfestigkeit	188	li/cm'

Beispiel 2

Eine Komponente A bestehend aus? * ^:

8T,96'Gewu-Teilen Polyesteralkohol der Molmasse 2000 aus

Adipinsäure, Ithylengiykol und DiäthylenglykoXt 12$80 Gewο-Teilen Diäthylenglykolg 0,50 Gevj*-Teilen Triethanolamin, O₅15 Gew.-Teilen Silikonö'lj 0_?13 GevJe-Teilon Rizinussulfonat, 5_s00 Gew. «Te ilen Trifluortri chlor äthan .· ·.;.:-_., . _:

O₉2G Gevtfe-Teilen 1 ,,4-Diasabicyclooctan und

Oj 50 Gevs» -Teilen Dime thy Icy clohexylamin_g wird mit einer Komponente B bestehend aus? 35990 Genie-Teilen Polyesteralkohol der Molmasse 2000 aus

Adipinsäure, Ä'thylenglykol und Diäthylen

15,90 Gevu.-Teilen verflüssigtes 4_S4^I-Diphenylmethandiisocyanat

und ·

48,10-'GeVJ«-»Teilen 4,4^t-Diphenylmethandiisocyana^;t.· umgesetzt,. _: Die Isocyanatkennaahl beträgt 100» Durch intensives Mischen der Komponenten A und B und Eintragen dieses Gemisches in eine mit Trennmittel ausgestrichenes, ver*» schlossene und auf 40 °ö bis 70 ⁰C erwärmte Metallform wird; ein Formteil aus elastischem, mikroporösem Polyurethan-Integralschaumstoff mit folgenden Eigenschaften erhalten? Startzeit 13 s

Pormstandzeit 120 s '

freigeschäumte Rohdichte 230 kg/ar

'i formgeschäumte Rohdichte 540 kg/m

Bruchdehnung 330 %

Zugfestigkeit 2^99 MPa

Weiterreißfestigkeit 138 H/cm

Beispiel 3 -

Eine Komponente A bestehend aus 77,44 Gewβ«Teilen Gemisch von Polyesteralkoholen der Molmass©

-β- ; 1.

200 aus Adipinsäure, Äthylenglykol, Diäthy« lenglykol und aus Adipinsäure, Äthylengly- * kol, Hexandiol-1_P6 15,50 Gew_e-Teilen Butandiol-1,4

0,50 Gew_e-Teilen Triäthanolamin, "

0,15 Gev?_e-Teilen Silikonöl_s 0,13 Gevu-Teilen Rizinussulfonat, 5,00 Gew«-Teilen Trifluortrichloräthan Q-j-05 Geisu-Teilen Wasser . .

0,36 Gew.«-Teilen 1._s4^Diazäbicyclooctane-und 0,50 Gew«»Teilen Dimethylcyclohexylamin, wird mit einer Komponente B bestehend aus:

35,90 Ge^-W«.-Teilen Polyesteralkohol der Molmasse 2000 aus Adi-..·.' pinsäure j Äthylenglykol und Diäthylenglykol * 15,90 Gew.-Teilen verflüssigtes 4,4^l-^!Diphenyliüethandiisocyanat

und

48,10 Gevi«-Teilen 4,4-Diphenylmethandiisocyanat umgesetzt«, Die Isocyanatkennzahl beträgt 100*

Durch intensives Mischen der Komponenten A und B und Eintragen dieses Gemisches in eine mit Trennmittel ausgestrichene, vor« schlossene und auf 40 ⁰C bis 70 ⁰C erwärmte Metallform wird ein lOrmteil aus elastischem, mikroporösem Polyurethan-Integralschaumstoff mit folgenden Eigenschaften erhaltens

Startzeit	Rohdichte	14	8
Formstandseit	Rohdichte	100	ß
freigeschäumte		220	kg/rn3
formgeschäumte		550	kg/m3
Bruchdehnung	360 !	%
Zugfestigkeit	5,60	MPa

Weiterreißfestigkeit 182 U/csn

Beispiel 4

Eine Komponente A.^; bestehend aus

77,44 Gew.-Teilen Polyesteralkohol der Molinasse 2000 aus.Adi-. pinsäure, Äthylenglykol und Butandiol-1_?4

15,50 Gevi_e~Teilen Butandiol-1,4 0,50 Gew«-Teilen Triäthanolamin,

« J m

O₉ 15 Gevj_e--Teilen Silikonöl, Og25 Gevj««-Teilen Riisinussulf onat» 5 j,60 Gew.·« «Te ilen Trifluortrichloräthan OgIo Gew β «Teilen "Wasser '

0^20 Gew.«-Teilen· 1,4-BiazabicycloociTan'und 0,40 GeV? «,-Teilen Dimethylcyolohexylamin, wird mit einer Komponente B bestellend auss

35*90 GevU-Teilen Polyesteralkohol der Molmasse 2000 aus Adipinsäure S Äthylenglykol und Diäthylenglykol_s 15190 Gevj ₀--Teilen verf lüssigtes 4_g 4 V-Dipjienylmeihandiisocyanat

und

48,10 Gevv»-Teilen 4_?4^{"Mphenyliö.etb.anaiißocyanat umgesetzt* Die Isocyanatkennzahl beträgt 100_c

Durch intensives Mischen der Komponenten A und B und Eintragen dieses Gemisches in eine mit Trennmittel ausgestrichene, verschlossene und auf 40 ⁰G bis 70 ⁰C erwärmte Metallform wird ein Formteil aus elastischem, mikroporösem Polyurethan-Integral schäumst off mit folgenden Eigenschaften erhalten?

Startseit	14	S
Formstandzeit	120	8
freigeschäumte Rohdichte	180	kg/M3
formgeschäumte Rohdichte	550	kg/m
Bruchdehnung	350
Zugfestigkeit	5,0	MPa
Weiterreißfestigkeit	192	N/ cm

Beispiel 5 . . .

Eine Komponente A bestehend aus

77f44 Gew.-Teilen Polyesteralkohol der Molmasse 2000 aus

. . pinsäure und. lthylenglykol_? 15,50 G-ew_t-Teilen Butandiol-1,4

0j50 'Gev? β «Teilen Triäthanolamin_$.

Oj 15 Gev,¹«-»-Teilen Silikonöl>

Oj25 Ge^o-Teilen Rizinussulfonatj

5_f60 Gew*-Teilen Trifluortrichloräthan OgIO Qevu-Teilen Wasser

..; . #8 - .

0,20 Gevi»-Teilen 1,4-Diazabicyclooctan und 0,40 Gev? β-Teilen Dimethylcyclohexylamin, v.'ird mit einer Komponente B bestehend auss 35»9.0 GeWe-Teilen Polyesteralkohol der Molmasse 2000 aus Adi-

pinsäure, Athylenglykol und Diäthylehgly-. kol,

15»90 GeWe-feilen verflüssigtes 4»4^I-Diphenylmethandiisocy~

. anat und

48,10 Gew*-Teilen 4_i4^l™Diphenylmethandiisocyanat umgesetzte Die Isocyanatkennsahl beträgt 100* Durch intensives Mischen der Komponenten A und B und Eintragen dieses Gemisches in eine mit Trennmittel ausgestrichene, verschlossene und auf 40 ⁰C bis 70 ⁰O erwärmte Metallform wird ein Formteil aus elastischem, mikroporösem Polyurethan-Inte~ gralschaumstoff mit folgenden Eigenschaften erhaltens Startzeit 12s

iOrmstandzeit 120 s

freigeschäumte Rohdichte 200 kg/m formgeschäumte Rohdichte 550 kg/m Bruchdehnung 340 %

Zugfestigkeit 5,42 MPa

Weiterreißfestigkeit V 191 K/cm

Beispiel 6 .

Eine Komponente A bestehend aus 77,44 GevJ«-»Teilen Gemisch von Polyesteralköholen der Molmasse

2000 aus Adipinsäure, Athylenglykol, Diäthylenglykol und aus Adipinsäure, Athylenglykol, ... Hexandiol-1,6

15*50 Gew_e~Teilen Butandiol-1_f4 0,50 Gew«-Teilen Triethanolamin, 0,15 Gew_e-Teilen Silikonöl 0,25 Gew.-Teilen Rizinussulfonat 5,60 Gevi_e~Teilen Trifiuortrichloräthan 0,10 Gew_e-TeilenWasser 0,20 Gevi„-Teilen 1 ^-Diazabicyclooctari und 0,40 Gevi,»Teilen Mmethylcyclohexylamin,

viird mit einer Komponente B bestehend auss

35_S9Q Gew«-Teilen Polyesteralkohol der Molmasse 2000 aus Adipinsäure» Äthylenglykol und Diäthylenglykol_s

15?9O Gew«,«Teilen verflüssigtes 4*4* «Diphenylmethandiisoisyanat

und

48j10 Gevu-Teilen 4₉4^f~I>iphenyliüethanaiisocyanat umgesetzt» Die Isocyanatkemiaahl beträgt 100»

Durch intensives Mischen der Komponenten A und· B und Eintragen dieses Gemisches in eine mit Trennmittel ausgestrichene,

14	S
120	S
240	kg/m·''
550	kg/m3
340	%
4,91	. MPa
212	K/cm

schlossene und auf 40 ⁰C bis 70 ⁰C erwä'aaate Metallform vd.rd ein Formteil aus elastischem ₉ mikroporösem Polyurethan-Inte« gralschaumstoff mit folgenden Eigenschaften erhalten! Startzeit .Formstandzeit freigeschäumte Rohdichte formgescfaäumte Rohdichte Bruchdehnung

Zugfestigkeit Weiterreißfestigkeit

Beispiel 7

Eine Komponente A bestehend aus

76_s64 Gevie-Teilen Polyesteralkohol der Molmasse 2000 aus Adipinsäure s Äthyienglykol und Diäthylenglykol, 15ν50 Gew^-Teilen Butandiolj-1 A

0_g50 GeWe-Teilen -Triäthanolarain,

Oj.15 Ge^-W»-Teilen Silikonöl ' .

Oj25 GeWe~Teilen Wasser

O_P25 GeWe-Teilen i_f4-Diäzabicyclooctan und

0j, 50 Gevj S₁ -Teilen Diinethylcyclohexylamin_s wird mit einer Komponente B bestehend aus!

35*90 Gew.-Teilen Polyesteralkohol der Mölmasse 2000 aus Adipinsäure j Äthyienglykol und Diäthylenglykol,· 15»9O Ge vf ^.-Teilen verflüssigtes. 4_S4' -Diphenylmethandiisocyanat

und

48_?10 Gevip-Teilen 4_i4^lwDiphenylinethandiisocyanat umgesetzte Die Isocyanatkennsahl beträgt T00„

-. - ;-.;.· . \ - 10 - f.9 J

Durch intensives Mischen der Komponenten A. und B und Eintragen dieses Gemisches in eine mit Trennmittel ausgestrichene, verschlossene und auf 40 ⁰C bis 70 ⁰C erwärmte Metallform wird ein Formteil aus elastischem, mikroporösem Polyurethan-Integralschaumstoff mit folgenden Eigenschaften erhaltene

Startzeit	12	S
Formstandzeit	120	kg/m3
freigeschäumte Rohdichte	240	kg/m3
formgeschäumte Rohdichte	550	%
Bruchdehnung	360	MPa
Zugfestigkeit . .	5,01	U/ cm
¥/eiterreißfestigkeit	198

Claims (2)

Erfindungsanspruch

1, Verfahresa zur Herstellung von elastischen, mikrozelligen Polyurethan^Integralschaumstoffen aus einer Komponente A_# bestehend aus Polyesteralkoholerij 'Kettenverlängerern> .Dispergatoren, Triäthanolarain, Zellreglern j physikalischen und/oder Chornischen Treibmitteln und einer Komponente B_s bestehend aus einem modifizierten 4_?4~Mphenylmethandii8o» cyanat, dadurch gekennzeichnet, daß zur· Komponente A ein Gemisch aus 1 _$ 4""DiSZaDiCj^cIoOCtBn und Dimethylcyclohexylamin zugegeben wird*

2«, Verfahren nach Punkt-1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verhältnis von 1 Gevu-Teil 1 j,4-Diazabicycloootan zu 0_s8 biß 5 Gevj» • 'Teilen Diraethylcyclohexylainins, vorzugsweise 1 GeW^* Teil 1 _s4^raDia55abicyciooctan zu 2 Gey!».-Teilen Dimethylcyclo^ eingehalten