DD150750A1 - Verfahren zur herstellung von polyurethansystemen - Google Patents
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Abstract
Anwendung und Ziel der Erfindung betreffen ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethansystemen, insbesondere von lagerstabilen, homogenen Zwei- oder Mehrkomponentensystemen mit rascher Aushaertung, zur Herstellung von insbesondere Polyurethan- Hartschaumstoffen mit stark verringerter Brennbarkeit, die zur Fertigung von leichten Mehrschichtelementen geeignet sind. Die Aufgabe besteht in der Herstellung des geeigneten Zwei- oder Mehrkomponentensystems. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass das Polyolgemisch ohne Hinzurechnung des Flammschutzmittels einen Hydroxylgehalt von mindestens 22% aufweist und einen Stickstoffgehalt von 1,2 bis 3,0% hat. Der Gehalt an Heteroatomen im Polymerengeruest des Polyurethan-Hartschaumstoffes muss dabei die Beziehung % Phosphor und % Brom/3 und % Chlor/12>1,7 erfuellen, wobei % Phosphor ungleich Null ist.
Description
-λ- 2 20ό 12
Verfahren zur Herstellung von Polyurethansystemen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethansystemen, insbesondere von lagerstabilen, homogenen Zwei~ oder Mehrkomponentensystemen mit rascher Aushärtung, die zu Polyurethan-Hartschaumstoffen mit stark verringerter Brennbarkeit verarbeitet werden und vorzugsweise für die Herstellung von leichten Mehrschichtelementen geeignet sind.
In der Literatur gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen mit verringerter Brennbarkeit. Üblicherweise wird die verringerte Brennbarkeit des polymeren durch den Zusatz von Flammschutzmittel]! erreicht. Die reaktiven Typen werden chemisch in das Gerüst eingebaut, die additiven Flammschutzmittel liegen dispergiert im geschäumten Polymeren vor« Zur Klasse der reaktiven Flammschutzmittel gehört u. a. die Gruppe der Phosphat-Polyole, zum Beispiel DOS 15 18 747, BP 1.057.257, USP 2.372.244; USP 3.442»827, die Gruppe der Phosphit-Polyole, zum Beispiel DAS 1 206 580, DAS 1.138.219, DOS 2.237.584, DOS 2.233.723, USP 3.359.348, die Gruppe der Phosphonat-Polyole, zum Beispiel DOS 2.237.283, DOS 2*358.836, USP 3.433.856, die Gruppe der chlorhaltigen Polyole, zum Beispiel chlorhaltige Polyesteralkohole It. BP 1.042.899 oder chlorhaltige Polyätheralkohole It. BP 960 009, DOS 1.745*123 oder DAS 1.173.649 und die Gruppe der bromhaltigen
Polyole, zum Beispiel DOS 1.957.030, DOS 2.327.116, DOS 2.414.841, USP 3.926.868.
Außerdem kann ein gewisser Flamiaschutzeffekt durch den Einbau · eines höheren Aromatengehaltes in das Polyol erreicht werden, zum Beispiel alkoxylierte Novolake, Resole und Methylolharze sowie stickstoffhaltige Polyole, zum Beispiel Mannich-Basen-Polyole, alkoxylierte Amine und Melamine«
Zur Klasse der additiven Flammschutzmittel gehört ebenfalls die ganze Palette der Phosphorverbindungen, Große Bedeutung hat die Gruppe der phosphor- und halogenhaltigen Produkte erreicht, zum Beispiel Tris-Cß-chlorathyl--) phosphat, siehe R. Vieweg/A. Höchtlen, Kunststoffhandbuch, Band VII, Seite und Tris-(ß-chlorpropyl-)phosphat analog DAS 1694 428 und DAS 1694 430 sowie phosphonathaltige Additive mit Halogenen, zum Beispiel USP 3.814.610, Aber auch halogenhaltige Additive zum Beispiel USP 3«846.508$ DOS 1.946.954 und eine ganze Reihe anderer organischer und anorganischer Additive werden als Flammschutzmittel verwendet. Werden die gemäß Stand der Technik bekannten Flammschutzmittel in solcher Menge eingesetzt, daß sich, ein hoher Heteroatomgehalt im Schaumstoff ergibt und somit das erforderliche Brandverhalten erreicht wird, so zeigt sich, daß wesentliche technologische Anforderungen nicht erfüllt werden«» Damit wird die Anwendbarkeit eines solchen Systems stark eingeschränkt, wenn nicht unmöglich gemacht. Zu diesen wesentlichen technologischen Anforderungen zählen eine ausreichend rasche Aushärtung bzw· kurze Formteilverweilzeit der Systeme, eine ausreichende Homogenität und Lagerstabilität der Α-Komponente bei Zwei-Komponenten-Systemen und eine gute Haftung des Schaumstoffes an den Deckschichten, Reaktive Flammschutzmittel führen aufgrund ihrer chemischen Natur zu keinen Verlusten an der Schaumstoffestigkeit«, Viele Produkte besitzen aufgrund der Herstellungstechnologie zwangsläufig einen hohen Säuregehalt« Dadurch verschlechtert sich das Aushärteverhalten der Erzeugten Schaumstoffe erheblich« Außerdem verschlechtert sich die Struktur der Schaumstoffe. Damit verbunden versprödet der Schaumstoff, und die Haftung an den Deckschichten läßt zu wünschen übrige
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Eine besondere Schwierigkeit stellt die mehr oder minder mangelhafte Hydrolysebeständigkeit dieser Produkte dar. Sie ist die Ursache für mangelnde Lagerstabilität von Zwei-Komponenten· Systemen. Die Verarbeitung von Mehrkomponentensystemen erfordert eine entsprechende maschinelle Einrichtung und ist mit ökonomischen Nachteilen verbunden»
Organische additive Flammschutzmittel haben aufgrund ihrer ökonomischen Herstellbarkeit nach v.'ie vor eine sehr große Bedeutung. Eine ganze Reihe von Verbindungen besitzen eine ausreichende Hydrolysestabilität (ze B. die Gruppe der Phosphat- und Phosphonat-Additive). Sie verschlechtern auch die Schaumstoff struktur in der Kegel nicht. Aufgrund ihrer weichmachenden Wirkung wird jedoch die Festigkeit des Schaumstoffes vermindert, so daß bisher üblicherweise nur eine begrenzte Menge in das Polymere eingeführt wurde. Der damit erzielte Phosphor- und Halogengehalt im Polymeren ist nicht ausreichend, um den gestiegenen Anforderungen hinsichtlich der Verminderung der Brennbarkeit des PUR-Schaumstoffs zu genügen, zum Beispiel Baustoffklasse B 2 nach DIiT 4102, K-Werte kleiner 1,2 im Kalorimeterverfahren nach GOST 17088-71, Masseverlust kleiner 70 % nach GOST 17088-71 bei 120 see, Beflammzeit, brennbare Anteile von ca. 20 mm bei 60 see. Beflammzeit nach TGL 28247/06·
Bei Zusatz großer Mengen organischer Flammschutzadditive ergeben sich außerdem noch eine Reihe anderer Schwierigkeiten. Das Aushärteverhalten solcher Systeme ist sehr schlecht. Dadurch wird ihre Anwendbarkeit stark eingeschränkt, wenn nicht unmöglich gemacht. Die Abmischung von Polyolen mit dem Flammschutzmittel und den anderen Zusatzstoffen ist nicht ausreichend homogen, so daß sich in kurzer Zeit Phasen bilden. Üblicherweise umgeht man diese Probleme, indem man Isocyanuratstrukturen in das Polymerengerüst einführt und den Gehalt an Flammschutzmitteln auf das notwendige Maß senkt. Lagerstabile, homogene Zwei-Komponenten-Systeme zur Herstellung von PoIyurethan/Polyisocyanurat-Schaumstoffen mit geringer Brennbar-
keit sind bekannt« Die spezielle Katalyse dieser Systeme erfordert jedoch ein spezifisches Verarbeitungsregimeβ So müssen Deckschichten mit erhöhter Temperatur eingesetzt werden. Es ist schwierig, niedrige Rohdichten und damit einen ökonomischen Materialeinsatz zu realisieren, ohne die physiko-mechanischen Kennwerte zu. verschlechtern©
Polyole mit hohem Aromatengehalt ergeben allein nicht den erforderlichen Grad an Flammhemmung·
Aus diesen Gründen ist es im höchsten Maße wünschenswert, Polyurethan-Systeme mit ihrem bekanntermaßen günstigen technologischen Verhalten, aber verbesserten Eigenschaften hinsichtlich ihrer Brennbarkeit einzusetzen. Bisher ist nicht bekannt, daß Polyurethan-Systeme dieses verbesserte Brandverhalten zeigen, homogen und lagerstabil sind und eine rasche Aushärtung bzw* kurze Formteilverweilzeit besitzen.
Wirkungsmechanismen zur Verbesserung der Aushärtung sind in der Literatur nicht beschrieben*
Es ist jedoch bekannt, daß eine ungenügende Lagerstabilität der mit Zusatzstoffen versehenen Polyolkomponente auf die Wechselwirkung zwischen basischen, tertiären Amin-Aktivator und den sauren Spaltprodukten des Flammschutzmittels zurückzuführen ist β Da die Aktivatoren in relativ geringer Menge dem Polyol zugemischt werden, wirken sich diese Reaktionen relativ stark auf die Gesamtaktivität des Reaktionsgemisches aus, indem diese durch quarternäre'Ammoniumsalzbildung desaktiviert werden·
Nach den DAS 1694 430, DAS 17 19 283, BP 1057 257, BP 1339 ist der Einsatz von Stickstoffpolyolen bzw« hydroxylgruppenhaltigen tertiären Aminen zur Verbesserung der Lagerstabilität von Abmischungen der Polyole mit Flammschutzmitteln und Zusatzstoffen bekannt» Es wird jedoch keine Abgrenzung der Menge nach oben angegeben, so daß sich technologische Nachteile zeigen« Nach eigenen Untersuchungen zeigen Systeme mit hohen Ge-
halten an Stickstoffpolylen bzw. hydroxylgruppenhaltigen tertiären Aminen häufig ein schlechtes Aushärteverhalten, so daß sie für das Ziel der Erfindung nicht einsetzbar sind«
Im USP 4.111.828 wird eine verbesserte Lagerstabilität bei Polyolabmischungen mit Flammschutzmittel durch schwach wirksame Hydroxylamin-Katalysatoren in erhöhter Menge erreicht· Es zeigt sich Jedoch, daß derartige Abmischungen bei der Verschäumung ein sehr schlechtes Aushärteverhalten aufweisen, da der Katalysator mit seiner Fixierung im Polymerengerüst seine Y/irksamkeit weitestgehend verliert.
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethansystemen, insbesondere von lagerstabilen, homogenen Zwei- oder Mehrkomponentensystemen mit rascher Aushärtung, zur Herstellung von insbesondere Polyurethan-Hartschaumstoffen mit stark verringerter Brennbarkeit, die zur Fertigung von leichten Mehrschichtelementen geeignet sind«,
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Erreichung des Zieles ein geeignetes Zwei- oder Mehrkomponentensystem herzustellen»
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Zweioder Mehrkomponentensystem' uo a. aus einem Polyolgemisch., das ohne Hinzurechnung des Flammschutzmittels einen Hydroxylgehalt von mindestens 22 % aufweist und einen Stickstoffgehalt von 1,5 bis 3»5 % hat, hergestellt wird und der Gehalt an Heteroatomen im Polymerengerüst des Polyurethan-Hartschaumstoffes die Beziehung
% Phosphor und % Brom/3 und %Chlor/i2 ^ 1,7
« 6 - Λ α ι
erfüllt, wobei % Phosphor ungleich Hull ist0
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Zwei- oder Mehrkomponentensystem aus bekannten Polyisocyanaten und aus einem Polyolgemisch, bestehend aus bekannten Polyolen, aus bekannten Flammschutzmitteln, aus bekannten Aktivatoren, aus bekannten Treibmitteln und aus bekannten Stabilisatoren hergestellt« Als bekannte Polyole eignen sich:
Polyätheralkohole mit Funktionalitäten von 3 bis 8 bzw« Gemische davone Geeignete Polyätheralkohole sind zum Beispiel Additionsprodukte von Alkylenoxiden, vorzugsweise Propylenoxid an Glyzerol, Sorbit, Glukosiden, Saccharose, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Ethylendiamin, Diethy1entriamin, Toluylendiamin, Polyphenylpolymethylenpolyamin, Umsetzungsprodukte von Phenol, Formaldehyd und Aminen sowie Gemische der Startsubstanzen«,
Andere Polyole, die einsetzbar sind, sind Polyesteralkohole« Geeignete Polyesteralkohole werden beispielsweise aus Dicarbonsäuren und mehrwertigen Alkoholen hergestellt. Geeignete Dicarbonsäuren sind u» a. Adipinsäure, Phthalsäure, dimere Fettsäuren Beispiele für mehrwertige Alkohole sind Ethylenglykol, Diethylenglykol, Glyzeroi, Trimethylolpropan und Aminoalkohole.
Zur Einstellung des erfindungsgemäß angegebenen HydroxyIgeha1-tes ist es vorteilhaft, niedrigmolekulare mehrwertige Alkohole wie Glyzerol, Trimethylolpropan, Ethylenglykol u. a. m. in geeigneter Menge mitzuverwenden«
Als Flammschutzmittel sind sowohl reaktive wie additive Typen geeignet. Voraussetzung für den Einsatz ist eine ausreichende Hydrolysestabilität der Produkte, d0 he es darf sich nur eine begrenzte Mange saurer Spaltprodukte in der Abmischung von Polyolen mit den Zusatzstoffen bilden« Geeignete Verbindungen sind zum Beispiel phosphor- und halogenhaltige Additive wie Tris-(ß-chlorethyl)- oder Tris-(ß-chlorpropyl)-phosphat,
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halogenhaltige Polyole und eine Reihe von Phosphat- und Phosphonat-Polyolen·
Als Aktivatoren sind alle üblichen tertiären Amine und/oder metallorganische Verbindungen einsetzbaro Beispiele sind Dimethylcyclohexylamin, Triethanolamin, Triethylamin, Dimethylbenzylamin, Triethyldiamin, N-Alkylmorpholine, Dirnethylethanolamin, Dibutylzinndiacetat.
Bevorzugte Treibmittel sind die in der Polyurethan-Chemie üblichen niedrigsiedenden halogenierten Kohlenwasserstoffe wie zum Beispiel MonofIourtrichlorinethan, Difluordichlormethan, Methylenchlorid und Tetrachlormethan bzw. Gemische davon. Zur Verbesserung des Fließverhaltens und zur Senkung der Differenz zwischen Gesamtrohdichte und Kernrohdichte ist die Mitverwendung von Kohlendioxid als Treibmittel aus der Isocyanat-Wasser-Reaktion zweckmäßig.
Als Stabilisatoren sind für das Verfahren übliche Copolymere aus Siloxan- und Polyätherblöcken geeignet.
Als Isocyanate eignen sich die bekannten Polyisocj^anate, die durch Phosgenierung von Anilin-Formaldehyd-Kondensationsprodukten erhalten werden, Isomere des Toluylendiisocyanates, isocyanatgruppenhaltige Umsetzungsprodukte der Polyisocyanate mit viasserstoffaktiven Verbindungen und Gemische der erwähnten Produkte,
Es wurde nun gefunden, daß der Stickstoffgehalt, der im PoIyolgemisch enthaltenen Polyole einen entscheidenden Einfluß auf die Eignung des Zwei- und Mehrkomponentensystems für die kontinuierliche Produktion leichter Mehrschichtelemente hat. Ein Mindestgehalt an tertiärem Stickstoff im Polyolgemisch ist bekanntermaßen notwendig, um die erforderliche Lagerstabilität der mit Zusatzstoffen versehenen Polyolkomponente zu gewährleisten.
*· 8 - 2 d O Q
Überraschenderweise ist jedoch auch die Begrenzung des Stickstoffgehaltes im Polyolgemisch nach oben wichtig. Zu hohe Gehalte an tertiärem Stickstoff -verschlechtern häufig die Aushärtung des SchaumstoffSe Dieses Verhalten ist durch den Einbau des Stickstoffpolyols in das Polymerengerüst bis zur Abbindezeit zu erklären. Damit verliert der tertiäre Stickstoff seine Beweglichkeit bzw, katalytische Aktivität und steht für die Endaushärtung nicht mehr zur Verfügung. Eine rasche Aushärtung des Systems ist jedoch unbedingte Voraussetzung für seine technologische Eignung auf Doppelbandanlagen. Es ist daher eine Begrenzung des Stiekstoffgahaltes im Polyolgemisch nach oben und unten erforderlich«
Eine weitere erfindungswesentliche Größe ist der Hydroxylgruppengehalt des verwendeten Polyolgemisches. Es wurde gefunden, daß für Doppelbandanlagen mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit eine bestimmte Vernetzungsdichte zum Zeitpunkt des Verlassene des Stützbandes nicht unterschritten werden darf, um die erforderliche rasche Aushärtung zu erreicheno
Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert«
Ausführungsbeispiel 1
Es wird ein Gemisch, bestehend aus
20,3 Masse-Teilen Polyätheralkohol auf Basis Glukose, Ethylen-
glykol und Propylenoxid, OH-Gehalt 13,0 % 15,0 Masse-Teilen Polyätheralkohol auf Basis Diethylentri-
amin und Propylenoxid, OH-Gehalt = 14,4 %
14,0 Masse-Teilen niedermolekulare Polyole, OH-Gehalt = 55,0 % 30,3 Masse-Teilen Tris-Cß-chlorpropyl)-phosphat 0,9 Masse-Teilen Dimethylcyclohexylamin 3,5 Masse-Teilen 50%ige wässrige Lösung des ITatriumsalzes
vom sulfonierten Rizinusöl 1,0 Masse-Teilen Stabilisator '15,0 Masse-Teilen Monofluortrichlorrnethan
hergestellt. Das Polyolgemisch hat einen Hydroxylgehalt von 26,2 %, der Stickstoffgehalt beträgt 2,55 %. 100 Masse-Teile des Gemisches werden mit 130 Masse-Teilen Polyphenylpolymethylenpolyisocyanat zur Reaktion gebrachte
Systemdaten It. TGL 28257: Startzeit: 20 see«
Abbindezeit: 52 sece Rohdichte: 35 kg/m3
Der Heteroatomgehalt des Polyurethan-Hartschaumstoffes It0 angegebener Gleichung beträgt 1,76 %o Die Aushärtung des PoIyurethan-Hartseliaumstoffes wird mit einer Eindringtiefe von 4*8 cm bestimmt. Zur Ermittlung der Aushärtung des Schaumstoffes wird folgende Methode angewendet:
80 g des Reaktionsgemisches werden in einem Becher mit einem Inhalt von 500 cnr bei einer Komponententemperatur von 20 0C verschäumt. Nach 110 Sekunden wird auf den Schaumstoffpilz ein
Floß mit einer Fläche von 3,14 cm gesetzt. Nach 210 Sekunden erfolgt die Belastung des Floßes mit einem Gewicht von 9,81 Newton. Über einen Faden wird auf die Welle eines Potentiometers das Eindringen des belasteten Floßes in den Schaumstoff übertragene Ein Meßschreiber zeichnet die äquivalente Stromänderung auf, wobei die Eindringtiefe 12,5-fach verstärkt wird. Eine geringe Eindringtiefe ist gleichbedeutend mit einer guten Aushärtung und einer großen Arbeitsgeschwindigkeit der Doppelbandanlage ο Nach einer Lagerdauer von 8 Wochen sind keine wesentlichen Veränderungen der Reaktionszeiten und der Eigenschaften des Polyurethan-Hartschaumstoffes zu verzeichnen» Die Brandprüfung der aus diesem Polyurethan-Hartschaumstoff hergestellten Prüfkörper mit einer Schichtdicke von 30 mm ergibt eine Einstufung in die Baustoffklasse B 2 nach DIN 4102; nach TGL 28247/06 wird nach 60 see. Flammeinwirkung ein brennbarer Anteil von 20,6 see. ohne Nachbrenndauer ermittelt; nach GOST 17088-71 werden folgende Werte ermittelt: Masseverlust bei 120 see. Beflammzeit 63 %, K-Wert = 1,1.
~ 10 ~
... IQ — £Sa &, %ß %J
An kontinuierlich hergestellten leichten Mehrschichtelementen γ/urden folgende Werte ermittelt:
Schaumrohdichte im
Element kg/m3 35-36
Druckspannung bei ,
10 % Stauchung senkrecht zu den Deck~
schichten kPa 195
Abhebefestigkeit an Aluminium-Deckschichten mit Epoxidharzhaftvermittler kPa 180 Zugfestigkeit kPa 290 Dimensionsstabilität bei 90 0C % 0,6
Ausführungsbeispiel 2
Es wird ein Gemisch, bestehend aus
15,0 Masse-Teilen Polyätheralkohol auf Basis Diethylentri« amin und Propylenoxid, OH-Gehalt = 14,4 %
15,2 Masse-Teilen Polyätheralkohol auf Basis Glukose, Ethylen-
glykol und Propylenoxid, OH-Gehalt = 13,0 % 13>5 Masse-Teilen niedermolekulare Polyole, OH-Gehalt = 55,0 %
12,0 Masse-Teilen Flammschutzmittel mit einem Phosphorgehalt von 2,3 %t einem Chlorgehalt von 9,2 % und einem Bromgehalt von 22,3 %9 OH-Gehalt « 9,2 20,0 Masse-Teilen Tris-Cß-chlorpropyl)-phosphat 1,0 Masse-Teilen Stabilisator 1,0 Masse-Teilen Dimethylcyclohexylamin 1,3 Masse-Teilen Wasser 21,0 Masse-Teilen Monofluortrichlormethan
hergestellt. Das Polyolgemisch hat einen Hydroxy!gehalt von
S-? Go 12
26.4 %, der Stickstoffgehalt beträgt 2,82 %. 100 Masse- Teile des Gemisches werden mit 130 Masseteilen Polyphenylpolymethylenpolyisocyanat zur Reaktion gebracht»
Systemdaten It. TGL 28257: Startzeit: 20 seco
Abbindezeit: 51 see» Rohdichte: 35 kg/m3
Der Polyurethan-Hartschaumstoff hat einen Heteroatomgehalt It. angegebener Gleichung von 1,75 %» Die Aushärtung des Polyurethan-Hartschaumstoffes wird mit einer Eindringtiefe von 3,4 cm bestimmt. Die Messung erfolgt analog Beispiel 1. Das Zweikomponentjansystem ist über einen Zeitraum von 8 Wochen lagerstabil.
Brandprüfung:
DIN 4102: Baustoffklasse B 2 (Prüfkörperdicke 30 mm) TGL 28 247/06: Brandstrecke 16 mm bei 60 see Beflammzeit GOST 17088-71: Masseverlust 50 % bei 120 see. Beflammzeit
K-Wert = 0,91ο
Es wird ein Gemisch, bestehend aus
15,7 Masse-Teilen Polyätheralkohol auf Basis Saccharose, Glyzerin und Propylenoxid, OH-Gehalt = 14,1%
15»0 Masse-Teilen Polyätheralkohol auf Basis Diethylentriaiain und Propylenoxid, OH-Gehalt = 14,4 %
13.5 Masse-Teilen niedermolekulares Polyol, OH-Gehalt = 55,0 10,0 Masse-Teilen Flammschutzmittel mit einem Broirtgehalt von 29,3 %, OH-Gehalt = 5,3 %
23,0 Masse-Teilen Tris-Cß-chlorpropylJ-phosphat 0,8 Masse-Teilen Stabilisator 1,0 Masse-Teilen Dimethylcyclohexylamin 1,0 Masse-Teilen Wasser
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20,0 Masse-Teilen Monofluortrichlormethan
hergestellt» Das Polyolgemisch hat einen Hydroxylgehalt von 26,7 %, der Stickstoffgehalt beträgt 2,78 %. 100 Masse-Teile des Gemisches werden mit 125 Masse-Teilen Polyphenylpolymethylenpolyisocyanat zur Reaktion gebracht,
Systemdaten It. TGL 28 257: Startzeit: 20 sece
Abbindezeit: 51 see. Rohdichte: 35 kg/m3
Der Heteroatomgehalt It. angegebener Gleichung beträgt 1,82 %* Die Aushärtung des Polyurethan-Hartschaumstoffes wird mit einer Eindringtiefe von 4}3 cm bestimmt«, Die Messung erfolgt analog Beispiel 1. Das Zweikomponentensystem ist über einen Zeitraum von 8 Wochen lagerstabil«,
Brandprüf ung:
DIE": 4102: Baustoffklasse B 2 (Prüfkörperdicke 30 mm) TGL 28247/06: Brandstrecke 18 mm bei 60 see. Beflammzeit GOST 17088-71: Masseverlust 45 % bei 120 sec0 Beflammzeit
K-Wert = 0,87·
Die gemäß Beispiele 1 bis 3 eingesetzten Polyisocyanate und hergestellten Polyolgemische sind auch als Mehrkomponentensysteme zur Herstellung von erfindungsgemäßen Polyurethan-Hartschaumstoffen geeignet»
Nach den folgenden Beispielen werden Polyurethan-Hartschaumstoffe hergestellt, die dem Vergleich dienen,,
Es wird ein Gemisch, bestehend aus
15,0 Masse-Teilen Polyätheralkohol auf Basis Diethylentriamin und Propylenoxid, OH-Gehalt = 14,4 %
25,0 Masse-Teilen Polyätheralkohol auf Basis Glukose, Ethylen-
glykol und Propylenoxid, OH-Gehalt = 13,0%
12,4 Masse-Teilen niedermolekulares Polyol, OH-Gehalt = 55,0 %
25,0 Masse-Teilen Tris-Cß-chlorpropyl)-phosphat
1,2 Masse-Teilen Dimethylcyclohexylamin
1,4 Masse-Teilen Wasser
1,0 Masse-Teilen Stabilisator
10,0 Masse-Teilen Monofluortrichlormethan
.hergestellt. Das Polyolgemisch hat einen Hydroxylgehalt von 23|3 %, der Stickstoffgehalt beträgt 2,34 %· 100 Masse-Teile des Gemisches werden mit 130 Masse-Teilen Polyphenylpolymethylenpolyisocyanat zur Reaktion gebracht»
Systemdaten It. TGL 28 257: Startzeit 21 see»
Abbindezeit 52 see. Rohdichte 35 kg/m3
Der Heteroatomgehalt It. angegebener Gleichung beträgt 1,48 %, Die Aushärtung des Polyurethan-Hartschaumstoffes wird mit einer Eindringtiefe von 4,5 cm bestimmt. Die Messung erfolgt analog Beispiel 1. Das Zweikomponentensystem ist über einen Zeitraum von 8 Wochen lagerstabil.
Brandprüfung:
DIN 4102: Baustoffklasse B 3 (Prüfkörperdicke 30 mm) TGL 28247/06: Brandstrecke 26 mm bei 60 see. Beflammzeit GOST 17088-71: Masseverlust 77 % bei 120 see. Beflammzeit
K-Wert =1,5
Ausführungsbeispiel 5
Es wird ein Gemisch, bestehend aus
8,0 Masse-Teilen Polyätheralkohol auf Basis Diethylentriamin und Propylenoxid, OH-Gehalt = 14,4 %
27,7 Masse-Teilen Polyätheralkohol auf Basis Glukose Ethylenglykol und Propylenoxid, OH-Gehalt » 13,0 %
13^5 Masse-Teilen niedermolekulare Polyole, OH-Gehalt = 55,0 % 3O8O Massen-Teilen Tris-(ß-chlorpropyl)-ph.osphat 1,3 Masse-Teilen Dimethylcyclohexylamin 3,5 Masse-Teilen 50%ige wässrige Lösung des Natriumsalzes
vom sulfonierten Rizinusöl 1,0 Masse-Teilen Stabilisator 15,0 Masse-Teilen Monof luortri chlorine than
hergestellt. Das Polyolgemisch hat einen Hydroxylgehalt von 2396 %i der Stickstoffgehalt beträgt 1,33 %· 100 Masse-Teile des Gemisches werden mit 130 Masse-Teilen PolyphenylpolymethylenpolyisQcyanat zur Reaktion gebrachte
Systemdaten It. TGL 28 257: Startzeit: 20 see.
Abbindezeit: 52 see· Rohdichte: 35 kg/m3
Der Heteroatomgehalt It, angegebener Gleichung beträgt 1,76 %· Die Aushärtung des Polyurethan-Hartschaumstoffes wird mit einer Eindringtiefe von 4,2 cm bestimmt. Die Messung erfolgt analog Beispiel 1· Die Brandprüfung nach DIH 4102 ergibt die Einstufung in die Baustoffklasse B 2 (30 mm Prüfkörper); nach TGL 28247/06 wird ein brennbarer Anteil von 21 mm bei 60 see. Beflammzeit ermittelt; nach GOST 17088-71 wird bei 120 see. Beflammzeit ein Masseverlust von 67 % und im Kaloriemeterverfahren ein K-Wert von 1,05 ermittelt. Die Lagerstabilität des Zweikomponentensystems ist jedoch unzureichend* Schon nach 3 Wochen hat sich die Abbindezeit um 7 Sekunden verlängert; nach 8 Wochen hat sie sich verdoppelt« Der mit diesem Polyolgemisch hergestellte Polyurethan-Hartschaumstoff zeigt ein völlig unzureichendes Aushärteverhalt en«,
Ausführungsbeispiel 6
Es wird ein Gemisch, bestehend aus
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15,0 Masse-Teilen Polyätheralkohol auf Basis Diethylentriamin und Propylenoxid, OH-Gehalt = 14,4 %
23,4 Masse-Teilen Polyätheralkohol auf Basis Glukose Ethyienglykol und Propylenoxid, OH-Gehalt = 13,0 %
8,0 Masse-Teilen niedermolekulares Polyol, OH-Gehalt = 55,0 % 30,0 Masse-Teilen Tris-(ß-chlorpropyl)-phosphat 1,0 Masse-Teilen Stabilisator
1,3 Masse-Teilen Dirnethylcyclohexylamin
1,3 Masse-Teilen Wasser 20,0 Masse-Teilen Monofluortrichlormethan
hergestellt» Das Polyolgemisch hat einen HydroxyIgehalt von 20,7 %, der Stickstoffgehalt beträgt 2,66 %0 100 Masse-Teile des Gemisches werden mit 110 Masse-Teilen Polyphenylpolymethylenpolyisocyanat zur Reaktion gebracht,
Systemdaten It. TGL 28 257: Startzeit: 19 see.
Abbindezeit: 51 see. Rohdichte: 35 kg/m3
Der Heteroatomgehalt It0 angegebener Gleichung beträgt 1,96 %, Das Zweikoniponentensystem ist über einen Zeitraum von 8 V/ochen lagerstabilo
Brandprüfung:
DIU 4102: Baustoffklasse B 2 (Prüfkörperdicke 30 mm) TGL 28247/06: Brandstrecke 19,6 mm bei 60 see. Beflammzeit GOST 17088-71: Masseverlust 61,8 % bei 120 see, Beflammzeit
K-Wert =0,95
Die Aushärtung des Polyurethan-Hartschaumstoffes wird mit einer Eindringtiefe von 10,5 cm bestimmt und ist damit nur halb so gut, wie in den erfindungsgemäßen Beispielen, Die Messung erfolgt analog Beispiel 1.
« 16 ~
Claims (1)
- - 16 - fifiUöErfindungsanspruch1. Verfahren zur Herstellung von Polyurethansystemen, insbesondere von lagerstabilen, homogenen Zwei- oder Mehrkomponentensystemen mit rascher Aushärtung, zur Herstellung von insbesondere Polyurethan-Hartschaumstoffen mit stark verringerter Brennbarkeit, die zur Fertigung von leichten Mehrschichtelementen geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwei- oder Mehrkomponentensystem u. a· aus einem PoIyolgemisch, das ohne Hinzurechnung des Flammschutzmittels einen Hydroxylgehalt von mindestens 22 % aufweist und einen Stickstoffgehalt von 1,5 bis 3»5 % hat, hergestellt wird und der Gehalt an Heteroatomen im Polymerengerüst des Polyurethan-Hartschaumstoffes die Beziehung% Phosphor und % Brom/3 und % Chlor/12 ^L 1,7 erfüllt, wobei % Phosphor ungleich Null ist0
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| DD22061280A DD150750A1 (de) | 1980-04-22 | 1980-04-22 | Verfahren zur herstellung von polyurethansystemen |
| DE19813101748 DE3101748A1 (de) | 1980-04-22 | 1981-01-21 | "verfahren zur herstellung von polyurethansystemen" |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015000393A1 (de) | 2014-01-21 | 2015-07-23 | Frank Becher | Verfahren zur Herstellung von geschlossen-porigen Erzeugnissen mit hohlen Zellen, mittels dessen der Druck in den Zellen kontrolliert während des Aufschäumens erhöht oder reduziert werden kann, sowie Erzeugnisse, die nach diesem Verfahren hergestellt werden |
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|---|---|---|---|---|
| DE3402310A1 (de) * | 1984-01-24 | 1985-07-25 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Harte, geschlossenzellige, flammfeste polyurethanschaumstoffe |
| DE3509959A1 (de) * | 1985-03-20 | 1986-09-25 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Polyolkomposition und ihre verwendung zur herstellung von harten polyurethan-schaumstoffen |
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1980
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-
1981
- 1981-01-21 DE DE19813101748 patent/DE3101748A1/de not_active Withdrawn
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| DE102015000393A1 (de) | 2014-01-21 | 2015-07-23 | Frank Becher | Verfahren zur Herstellung von geschlossen-porigen Erzeugnissen mit hohlen Zellen, mittels dessen der Druck in den Zellen kontrolliert während des Aufschäumens erhöht oder reduziert werden kann, sowie Erzeugnisse, die nach diesem Verfahren hergestellt werden |
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| DE3101748A1 (de) | 1982-03-11 |
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