DE10030870A1 - Polyurethanschaum - Google Patents
PolyurethanschaumInfo
- Publication number
- DE10030870A1 DE10030870A1 DE10030870A DE10030870A DE10030870A1 DE 10030870 A1 DE10030870 A1 DE 10030870A1 DE 10030870 A DE10030870 A DE 10030870A DE 10030870 A DE10030870 A DE 10030870A DE 10030870 A1 DE10030870 A1 DE 10030870A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- polyurethane foam
- paints
- foam according
- polyurethane
- mold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/4009—Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
- C08G18/4018—Mixtures of compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/48
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/005—Avoiding skin formation; Making foams with porous surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C44/04—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles consisting of at least two parts of chemically or physically different materials, e.g. having different densities
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2110/00—Foam properties
- C08G2110/0025—Foam properties rigid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2110/00—Foam properties
- C08G2110/0041—Foam properties having specified density
- C08G2110/0058—≥50 and <150kg/m3
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2110/00—Foam properties
- C08G2110/0083—Foam properties prepared using water as the sole blowing agent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
Gegenstand der Erfindung ist Polyurethanschaum, insbesondere Polyurethanschaumformkörper, mit Vertiefungen an der Oberfläche des Schaums, herstellbar durch Einbringen eines Polyurethanschaumsystems in ein Formwerkzeug beziehungsweise einen Hohlraum, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberfläche des Formwerkzeugs beziehungsweise an den Deckschichten des Hohlraums bei Verschäumungstemperatur flüssige Lacke und/oder Verbindungen, die bei der Herstellung von Lacken eingesetzt werden, aufgebracht werden, die dort den Schaumprozeß in der Weise beeinflussen, daß in der Umgebung dieser Materialien an der Oberfläche des Schaums Vertiefungen entstehen.
Description
Gegenstand der Erfindung sind Polyurethan-Hartschaumstoffe,
insbesondere Polyurethanschaumformkörper, mit an der Oberfläche
befindlichen länglichen Vertiefungen, ihre Herstellung sowie ihre
Verwendung, insbesondere als Kernmaterial für evakuierte Hohl
räume.
Polyurethan-Hartschaumstoffe sind seit langem bekannt und viel
fach in der Literatur beschrieben. Ihr Einsatz erfolgt vorzugs
weise als Isoliermaterial für die Wärmedämmung, beispielsweise
für Kühlschränke, Fernwärmerohre oder Kühlcontainer für Schiffe
oder Kühlfahrzeuge. Neuerdings werden zur weiteren Verbesserung
der Isoliereigenschaften sogenannte Vakuum-Isoliereinheiten,
z. B. Vakuum-Paneele, verwendet. Diese bestehen zumeist aus
einem porösen Kernmaterial, das evakuiert und mit einer luft
dichten Umhüllung versehen wird. Eine andere Möglichkeit der
Ausgestaltung für Vakuum-Isoliereinheiten besteht darin, die
Hohlräume mit Polyurethan-Hartschaumstoffen auszufüllen, zu
evakuieren und kontinuierlich oder jeweils bei Bedarf, das heißt
bei Erhöhung des Innendrucks der Hohlräume, zu evakuieren.
Die als Kernmaterial für derartige Vakuum-Isoliereinheiten ein
gesetzten Polyurethan-Hartschaumstoffe müssen, im Gegensatz zu
üblichen Polyurethan-Hartschaumstoffen für Isolierzwecke, offen
zellig sein, um eine Evakuierung zu ermöglichen.
Dennoch kommt es, insbesondere bei sehr großen auszuschäumenden
Hohlräumen, oftmals zu sehr langen Evakuierzeiten. Um diesem
Mangel abzuhelfen, ist es bekannt, in die als Kernmaterialien
für die Vakuum-Isoliereinheiten verwendeten Schaumstoffe Kanäle
einzubringen, durch die das Evakuieren der Vakuum-Isolier
einheiten erleichtert wird. So beschreibt DE-A-42 14 002 Vakuum-
Isoliereinheiten, bei denen zwischen zwei Teilen des Kern
materials ein mechanisch stabilisierter Hohlraum angebracht ist.
In DE-A-195 28 128 wird ein Sandwich-Bauelement beschrieben, in
dessen Inneren ein perforiertes Metallrohr angebracht ist. Dieses
perforierte Metallrohr ist mit dem Vakuumsystem verbunden. Nach
teilig an diesen Lösungen ist die komplizierte technische Aus
gestaltung. In WO 98/29309 werden Vakuum-Isoliereinheiten mit
offenzelligen Hartschaumstoffen als Kernmaterial beschrieben. An
der Oberfläche dieser Schaumstoffblöcke sind Rillen angeordnet,
die das Evakuieren erleichtern sollen. Diese Rillen werden durch
mechanische Bearbeitung angebracht. Nachteilig ist hierbei, daß
die mechanische Bearbeitung einen zusätzlichen Verfahrensschritt
darstellt, der die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens mindert
und außerdem zu Produktverlusten führt. Außerdem ist dieses Ver
fahren beim Ausschäumen von Hohlräumen, beispielsweise Sandwich-
Elementen oder Bauteilen für Kühlschränke, bei denen der Poly
urethanschaum direkt zwischen die Deckschichten eingebracht und
dort evakuiert wird, nicht anwendbar.
Aufgabe der Erfindung war es, Polyurethanschaumformkörper für
Vakuum-Isoliereinheiten bereitzustellen, die leicht zu evakuieren
sind, ohne daß zu ihrer Herstellung aufwendige mechanische
Bearbeitungen notwendig sind.
Die Aufgabe konnte überraschenderweise dadurch gelöst werden,
daß vor dem Einbringen des Polyurethanschaumsystems in das Form
werkzeug beziehungsweise in den auszuschäumenden Hohlraum auf die
Oberfläche des Formwerkzeugs beziehungsweise die Deckschichten
des auszuschäumenden Hohlraums bei Verschäumungstemperatur
flüssige Lacke und/oder Verbindungen, die bei der Herstellung von
Lacken eingesetzt werden, aufgebracht werden, die dort, wo sie
aufgebracht sind, den Schäumprozeß in der Weise beeinflussen, daß
in der Umgebung dieser Materialien an der Oberfläche des Schaums
Vertiefungen entstehen. Diese Materialien werden insbesondere
in einer solchen geometrischen Anordnung angebracht, daß läng
liche, in Richtung der Evakuierung verlaufende rillenförmige
Vertiefungen entstehen.
Gegenstand der Erfindung sind demzufolge Polyurethane, ins
besondere Polyurethanschaumformkörper, herstellbar durch Ein
bringen eines Polyurethanschaumsystems in ein Formwerkzeug
beziehungsweise einen Hohlraum, dadurch gekennzeichnet, daß an
der Oberfläche des Formwerkzeugs beziehungsweise an den Deck
schichten des Hohlraums bei Verschäumungstemperatur flüssige
Lacke und/oder Verbindungen, die bei der Herstellung von Lacken
eingesetzt werden, aufgebracht werden, die dort, wo sie auf
gebracht sind, den Schäumprozeß in der Weise beeinflussen, daß
in der Umgebung dieser Materialien auf der Schaumoberfläche
rillenförnige Vertiefungen entstehen. Diese Materialien werden
insbesondere in einer solchen geometrischen Anordnung angebracht,
daß längliche, in Richtung der Evakuierung verlaufende rillen
förmige Vertiefungen entstehen.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Her
stellung von Polyurethanen, insbesondere Polyurethanschaum
formkörpern, mit Vertiefungen an ihrer Oberfläche, dadurch
gekennzeichnet, daß vor dem Einbringen des Polyurethanschaum
systems in das Formwerkzeug beziehungsweise den auszuschäumenden
Hohlraum auf die Oberfläche des Formwerkzeugs beziehungsweise die
Deckschichten des Hohlraums bei Verschäumungstemperatur flüssige
Lacke und/oder Verbindungen, die bei der Herstellung von Lacken
eingesetzt werden, aufgebracht werden, die dort, wo sie auf
gebracht sind, den Schaumprozeß in der Weise beeinflussen, daß
in der Umgebung dieser Materialien an der Oberfläche des Schaums
Vertiefungen entstehen. Diese Materialien werden insbesondere
in einer solchen geometrischen Anordnung angebracht, daß läng
liche, in Richtung der Evakuierung verlaufende rillenförmige
Vertiefungen entstehen.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Verwendung der
erfindungsgemäß hergestellten Polyurethane, insbesondere Poly
urethanschaumformkörper, als Kernmaterial für Vakuum-Isolier
einheiten, sowie die unter Verwendung der erfindungsgemäßen
Polyurethane hergestellten Vakuum-Isoliereinheiten.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethane können
prinzipiell alle Lacke eingesetzt werden, die bei der Ver
schäumung, das heißt bei der Herstellung der erfindungsgemäßen
Polyurethane, flüssig sind. Das umfaßt sowohl solche Lacke, die
bei Raumtemperatur flüssig sind als auch solche, die bei Raum
temperatur fest sind. Bevorzugt sind dabei solche, die bei Raum
temperatur flüssig sind, da sie sich besser auf die Innenflächen
der Form aufbringen lassen.
Bei den erfindungsgemäß verwendeten Lacken können prinzipiell
alle handelsüblichen Typen eingesetzt werden. Die Eignung von
speziellen Lacken kann der Fachmann in Vorversuchen leicht fest
stellen.
Dabei kann es sich, bezogen auf die Bindemittelbasis der Lacke,
beispielsweise um Alkydharz-Lacke, Chlorkautschuk-Lacke, Epoxid
harz-Lacke, Acrylatharz-Lacke, Öl-Lacke, Nitro-Lacke, Polyester-
Lacke, Polyurethan-Lacke, Kombinations-Lacke auf Cellulosenitrat- und
Alkydharz-Basis, bezogen auf das Lösungsmittel beispielsweise
um Spiritus-Lacke, Ester-Lacke, Wasser-Lacke, bezogen auf
Applikationsweise beispielsweise um Gieß-Lacke, Elektrotauch-
Läcke, Coil-Coating-Lacke, Heißlackier-Spritz-Lacke, Tauch-Lacke,
Träufel-Lacke, bezogen auf Aufbau des Anstrichsystems beispiels
weise um Deck-Lacke, Einschicht-Lacke, Füller, Grundierung, Vor-
Lacke, bezogen auf Trocknungsweise beispielsweise um Einbrenn-
Lacke, lufttrocknende Lacke, kalthärtende Lacke, feuchtigkeits
härtende Lacke, physikalisch trocknende Lacke, bezogen auf die
Vernetzungsreaktion beispielsweise um Polyadditions-Lacke, Poly
kondensations-Lacke, Polymerisations-Lacke, bezogen auf Ver
wendung beispielsweise Auto-Lacke, Boots-Lacke, Fußboden-Lacke,
Heizkörper-Lacke, Holz-Lacke, Maler-Lacke, Abzieh-Lacke, Kapsel-
Lacke, Leit-Lacke, bezogen auf Anwendung und Eignung beispiels
weise um chemikalienfeste Lacke, säurefeste Lacke, Elektro
isolier-Lacke, elektrisch leitende Lacke, Rostschutz-Lacke,
Matt-Lacke, Klar-Lacke, Transparent-Lacke, Effekt-Lacke, Zwei
komponenten-Lacke, handeln.
Die erfindungsgemäß verwendeten Lacke sind vorzugsweise
ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Alkydharzlacke, Chlor
kautschuklacke, Nitrolacke und Polyurethanlacke.
Als Verbindungen, die bei der Herstellung von Lacken ein
gesetzt werden, kommen beispielsweise in Betracht Verdicker,
wie Celluloseether, beispielsweise Methocel® von Dow Chemical,
Bermocol® von AKZO Nobel oder Verdicker für Polyurethanlacke, wie
Borchigel® L 75 N von Borchers GmbH, Netz- und Dispergiermittel,
z. B. Disperbyk®, von Byk Chemie, Borchigen® von Borchers GmbH,
Haftvermittler, z. B. Dynasilan® von Hüls AG, Borchigen® von
Borchers GmbH, Polyethylenimin, wie Lupasol® von BASF Aktien
gesellschaft, Entschäumer, z. B. Surfynol® von Air Products,
PC PA® von Dow Corning, Mattierungsmittel, z. B. Vestowax® von
Hüls AG, Oberflächenmodifizierungsmittel und Benetzungshilfs
mittel, z. B. Byk® 300 von Byk-Chemie, Baysilon® von Bayer AG,
Verlaufmittel, wie Byk® 355, Byk® 361, Byk® 310, Filmbildehilfs
mittel, z. B. Lusolvan®, Palatiofial® von BASF, Dalpad®, Dowanol®
von Dow Chemical, Katalysatoren, wie Toluolsulfonsäuren, Salicyl
säurederivate, wie Polypox® der Firma Prümmer, Milchsäure,
Ethanolamin, tertiäre Amine wie z. B. Polypox® DB von Prümmer,
oder Euredur® 13 von der Firma Witco. Die genannten Verbindungen
können einzeln oder in beliebigen Mischungen untereinander ein
gesetzt werden.
Die Verbindungen, die bei der Herstellung von Lacken eingesetzt
werden, sind insbesondere ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend
Polyacrylate, Polyesterharze, Epoxidharze, Formaldehyd-Harnstoff-
Harze und organische, insbesondere aromatische Sulfonsäuren.
Die genannten Verbindungen können ebenfalls einzeln oder in
beliebigen Mischungen untereinander eingesetzt werden.
Zu den bevorzugt verwendeten Verbindungen, die bei der Her
stellung von Lacken eingesetzt werden, ist im einzelnen folgendes
zu sagen.
Als Polyacrylate werden insbesondere solche eingesetzt, die eine
statische Oberflächenspannung im Bereich zwischen 20 und 30 mN/m
aufweisen. Die Messung der statischen Oberflächenspannung kann
beispielsweise mit einer Wilhelmy-Waage oder der Ring-Methode
nach Nouy erfolgen.
Besonders bevorzugt sind Polyacrylate mit einem Molekulargewicht
im Bereich zwischen 3000 und 80 000 g/mol, insbesondere 3500 und
60 000 g/mol. Zur besseren Handhabbarkeit dieser Verbindungen kann
es vorteilhaft sein, diese in Lösung einzusetzen. Als Lösungs
mittel kommen vorzugsweise hochsiedende Aromaten (Naphtha),
Xylole oder auch Ester, insbesondere solche aus Dicarbonsäuren
mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen mit Diolen, zum Einsatz. Für das
erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt einsetzbare Polyacrylate
haben hydrophobe Seitenketten. Als besonders vorteilhaft hat
sich der Einsatz von Polyacrylaten erwiesen, die Seitenketten
aufweisen, ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend lineare oder
verzweigte Alkylgruppen, Polyethergruppen oder Polyestergruppen.
Weiterhin bevorzugt sind Copolymere Acrylsäureethylhexylester und
noch besser aus Estern von Acrylsäure mit Polyethylenglykol.
Derartige Verbindungen sind handelsüblich und werden beispiels
weise unter der Bezeichnung Byk® 354, 390, 353, 355 und 357 von
der Firma Byk Chemie, Wesel, vertrieben.
Als Polyesterharze werden insbesondere solche Verbindungen ein
gesetzt, die in der Lackindustrie als Bindemittel eingesetzt
werden. Das Molekulargewicht dieser Polyesterharze liegt vorzugs
weise im Bereich zwischen 5000 bis <1 000 000 g/mol. Zur besseren
Handhabung werden diese Polyesterharze vorzugsweise in Lösung
eingesetzt. Als Lösungsmittel dienen vorzugsweise Ester, ins
besondere solche aus Dicarbonsäuren mit 2 bis 5 Kohlenstoff
atomen, mit Diolen. Auch geeignet sind hochsiedende Aromaten
(Naphtha), sowie Glykole.
Als Formaldehyd-Harnstoff-Harze kommen insbesondere solche
zum Einsatz, dieln der Lackindustrie als Vernetzer eingesetzt
werden. Dabei handelt es sich vorzugsweise um Umsetzungsprodukte
aus Formaldehyd, Harnstoff und Alkoholen. Als Alkohole kommen
insbesondere lineare oder verzweigte einwertige Alkohol mit 1 bis
8 Kohlenstoffatomen zum Einsatz. Bevorzugt eingesetzt werden
Methanol, n-Butanol und iso-Butanol. Das Molekulargewicht der
erfindungsgemäß eingesetzten Formaldehyd-Harnstoff-Harze liegt
vorzugsweise im Bereich zwischen 100 000 und 300 000, insbesondere
zwischen 200 000 und 300 000. Zur besseren Handhabung können auch
die Formaldehyd-Harnstoff-Harze in Form von Lösungen eingesetzt
werden. Als Lösungsmittel können insbesondere (cyclo)aliphatische
Alkohole, beispielsweise Ethanol, eingesetzt werden.
Als organische, insbesondere aromatische Sulfonsäuren kommen
vorzugsweise die in der Lackindustrie als Katalysatoren zur
Lackvernetzung verwendeten Carbonsäuren zum Einsatz. Insbesondere
handelt es sich dabei um aromatische Sulfonsäuren. Beispiele
hierfür sind para-Toluolsulfonsäure, Dodecylbenzolsulfonsäure,
Dinonylnaphtalinsulfonsäure, Dinonylnaphtalidsulfonsäure.
Weitere Informationen zu den erfindungsgemäß verwendeten Lacken
und den Verbindungen, die bei der Herstellung von Lacken ein
gesetzt werden, finden sich beispielsweise Römpps Lexikon,
9. Auflage, Herausgeber: J. Falbe, M. Regitz, 1995, Thieme-
Verlag, Stuttgart, sowie in Ullmann's Encyclopedia of Industrial
Chemistry, 2. Ausgabe, 6. Auflage 1999, Verlag Wiley-VCH.
Unter Polyurethanschaumsystem im Sinne der Erfindung wird die
flüssige Mischung der Polyurethan-Aufbaukomponenten verstanden.
Diese besteht aus einer Isocyanatkomponente und einer Komponente
mit aktiven Wasserstoffatomen. Unter Formwerkzeug wird eine Form
verstanden, in welche das Polyurethanschaumsystem eingebracht und
aus dem nach Abschluß der Schaumbildung der fertige Schaum ent
formt wird. Unter Hohlraum wird ein Volumen verstanden, welches
mit Polyurethanschaum gefüllt werden soll. Unter den Deck
schichten werden z. B. die Folien eines Vakuumisolationselements,
die Außen- oder Innenwand eines Kühlschrankes, die Innenwand von
Warmwasserboilern oder Fernwärmerohren usw. verstanden, wobei
jeweils in den Hohlraum zwischen den Deckschichten das Poly
urethanschaumsystem eingebracht wird und die nach dem Schäum
prozeß mit dem Schaum eine konstruktive Einheit ergeben.
Vorzugsweise werden die erfindungsgemäß verwendeten Materialien
so auf die Oberflächen aufgebracht, daß die erhaltenen Ver
tiefungen an der Oberfläche des Schaums die Form von Rillen
haben. Diese Rillen reichen vorzugsweise bis zu der Seite des
Schaumes, an der das Vakuum angelegt wird. Bei dieser Aus
gestaltung der erfindungsgemäßen Polyurethanschaumformkörper
kann eine besonders schnelle Evakuierung erfolgen.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethane werden die bei
Verschäumungstemperatur flüssigen Lacke und/oder Verbindungen,
die bei der Herstellung von Lacken eingesetzt werden an der Ober
fläche des Formwerkzeugs beziehungsweise der Deckschichten auf
gebracht. Um die zur Evakuierung besonders geeigneten Rillen auf
der Oberfläche zu erhalten, ist es notwendig, die Substanzen
streifenförmig in Richtung der Evakuierung aufzubringen. Der
Anteil der Rillen an der Gesamtoberfläche der Polyurethane ist
beliebig, er sollte jedoch, um die Stabilität der Polyurethane
nicht zu beeinträchtigen und im Falle des Ausschäumens von Hohl
räumen die Haftung des Schaums an der Oberfläche der Deck
schichten nicht zu beeinträchtigen, 50% nicht wesentlich über
steigen. Die Breite der Rillen sollte, je nach der Größe des
Polyurethankörpers, 0,1 bis 100 min. vorzugsweise 2 bis 15 mm,
betragen. Die Tiefe der Rillen beträgt 0,1 bis 30 mm, vorzugs
weise 1 bis 15 mm. Der Abstand der Rillen voneinander sollte
0,9 bis 30 mm, vorzugsweise 1,5 bis 15 mm betragen.
Nach dem Anbringen der erfindungsgemäß eingesetzten Lacke
und/oder Verbindungen, die bei der Herstellung von Lacken
eingesetzt werden, wird das Polyurethansystem in die Form
beziehungsweise den Hohlraum eingebracht. Das Einbringen des
Polyurethansystems kann, wie bei der Polyurethanherstellung
üblich, manuell, vorzugsweise jedoch maschinell erfolgen. Das
maschinelle Einbringen erfolgt zumeist durch Mischköpfe. Bei
der Herstellung von Formkörpern werden diese wie üblich nach
der Aushärtung dem Formwerkzeug entnommen.
Eine Entfernung der Lacke und/oder Verbindungen, die bei der
Herstellung von Lacken eingesetzt werden, vom fertigen Poly
urethanschaum ist nicht notwendig. Im Falle des Ausschäumens
von Hohlräumen wäre eine Entfernung ohnehin praktisch nicht
zu bewerkstelligen.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß in den Rillen der
erfindungsgemäßen Polyurethane die übliche Ausbildung einer
glatten Haut an der Oberfläche unterbleibt. Stattdessen weist
die Oberfläche der Kanäle eine poröse, offenporige Struktur
auf. Diese Struktur ist für die Evakuierung von großem Vorteil.
Die vorzugsweise zur Herstellung der erfindungsgemäßen Poly
urethanschaumformkörper eingesetzten offenzelligen Polyurethan
hartschaumstoffe sind aus dem Stand der Technik bekannt. Der
durchschnittliche Porendurchmesser dieser Schaumstoffe liegt
zumeist im Bereich um 100 µm. Zur Herstellung dieser Schaumstoffe
werden zumeist Treibmittel verwendet, die in den Polyurethan-
Aufbaukomponenten unlöslich sind und in diesen emulgiert werden.
Die so hergestellten Schaumstoffe, auch als Emulsionsschaumstoffe
bezeichnet, weisen eine sehr feine, gleichmäßige Zellstruktur
auf. Die Herstellung derartiger Schaumstoffe wird beispielsweise
beschrieben in EP-A-351 614. Als Treibmittel zur Herstellung
dieser Schäume können Alkane, vorzugsweise solche mit 3 bis 8,
insbesondere solche mit 5 und/oder 6 Kohlenstoffatomen, und/oder
hoch- und/oder perfluorierte Verbindungen, insbesondere Perfluor
alkane, eingesetzt werden. Die Emulgierung kann durch einfaches
mechanisches Rühren, vorzugsweise jedoch mittels üblicher
Emulgierhilfsmittel, erfolgen. Als Emulgierhilfsmittel können
beispielsweise die in EP-A-351 614 beschriebenen fluorierten
Acrylate verwendet werden. Weitere Emulgierhilfsmittel sind
beispielsweise Hydroxylgruppen aufweisende Veresterungsprodukte
aus Fettsäuren und mehrfunktionellen Alkoholen. Als Treibmittel
kann auch ausschließlich Wasser verwendet werden.
Bei den Aufbaukomponenten der erfindungsgemäß hergestellten Poly
urethane handelt es sich um die hierfür üblichen und bekannten
Verbindungen.
Als Isocyanate kommen die üblichen aliphatischen, cycloa
liphatischen und insbesondere aromatischen Di- und/oder Poly
isocyanate zum Einsatz. Bevorzugt verwendet werden Toluylen
diisocyanat (TDI), Diphenylmethandiisocyanat (MDI) und ins
besondere Gemische aus Diphenylmethandiisocyanat und Poly
phenylenpolymethylenpolyisocyanaten (Roh-MDI). Die Isocyanate
können auch modifiziert sein, beispielsweise durch Einbau von
Uretdion-, Carbamat-, Isocyanurat-, Carbodiimid-, Allophanat-
und insbesondere Urethangruppen.
Als Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanat
reaktiven Gruppen kommen insbesondere solche in Frage, die
zwei oder mehrere reaktive Gruppen, ausgewählt aus OH-Gruppen,
SH-Gruppen, NH-Gruppen, NH2-Gruppen und CH-aciden Gruppen, wie
z. B. β-Diketo-Gruppen, in Molekül tragen.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethane kommen ins
besondere Verbindungen mit 2 bis 8 OH-Gruppen zum Einsatz. Vor
zugsweise eingesetzt werden Polyetherole und/oder Polyesterole.
Die Hydroxylzahl der verwendeten Polyetherole und/oder Polyester
ole beträgt vorzugsweise 100 bis 850 mgKOH/g, besonders bevorzugt
200 bis 600 mgKOH/g, die Molekulargewichte sind größer als 400.
Die erfindungsgemäßen Polyurethane können ohne oder mit Ketten
verlängerungs- und/oder Vernetzungsmitteln hergestellt werden.
Als Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel kommen ins
besondere zwei- oder dreifunktionelle Amine und Alkohole, ins
besondere Diole und/oder Triole mit Molekulargewichten kleiner
als 400, vorzugsweise von 60 bis 300, zum Einsatz.
Weiterhin können die üblichen Katalysatoren, Hilfs- und/oder
Zusatzstoffe eingesetzt werden. Als Treibmittel können, neben
den oben genannten Verbindungen, auch Wasser und andere als die
genannten physikalischen Treibmittel eingesetzt werden.
Nähere Angaben über die oben genannten und weitere Ausgangsstoffe
sind der Fachliteratur, beispielsweise dem Kunststoffhandbuch,
Band VII, Polyurethane, Carl Hanser Verlag München, Wien, 1., 2.
und 3. Auflage 1966, 1983 und 1993, zu entnehmen.
Die erfindungsgemäßen Polyurethane weisen eine Offenzelligkeit
von 50 bis 100% auf. Ihre freigeschäumte Dichte beträgt vorzugs
weise 30 bis 100 kg/m3, insbesondere 50 bis 65 kg/m3.
Ebenso werden Gesamtrohdichten angestrebt, die im Bereich
zwischen 30 bis 100 kg/m3, insbesondere 50 bis 65 kg/m3, liegen.
Die erfindungsgemäßen Polyurethane werden, wie oben ausgeführt,
insbesondere als Kernmaterial für Vakuum-Isoliereinheiten ver
wendet.
Die Evakuierzeiten der erfindungsgemäßen Vakuum-Isoliereinheiten
können gegenüber solchen ohne Rillen wesentlich verkürzt werden.
Hohlräume, die mit offenzelligem PU-Schaum ausgefüllt sind,
können durch die erfindungsgemäß hergestellten Polyurethan-
Schaumstoffe erstmals in einer technisch vertretbaren Zeit
evakuiert werden. Gegenüber dem mechanischen Anbringen der Rillen
kann eine wesentliche Vereinfachung bei der Herstellung erreicht
werden.
Die Erfindung soll an nachfolgenden Beispielen näher erläutert
werden.
- a) Eingesetzte Einsatzstoffe für die Formkörper
- a) Polyolkomponente
20 Gewichtsteile eines Polyetherpolyols mit einer Hydroxylzahl von 470 mg KOH/g, hergestellt durch Umsetzung von Ethylendiamin mit Propylenoxid
40 Gewichtsteile eines Polyetherpolyols mit einer Hydroxylzahl von 555 mg KOH/g, hergestellt durch Umsetzung von Trimethylolpropan mit Propylenoxid
30 Gewichtsteile eines Polyetherpolyols mit einer Hydroxylzahl von 490 mg KOH/g, hergestellt durch Umsetzung einer Mischung von Saccharose, Glycerin und Wasser mit Propylenoxid
10 Gewichtsteile eines Polyesterols aus Glycerin und Rizinusöl mit einer Hydroxylzahl von 500 mg KOH/g
3 Gewichtsteile Schaumstabilisator Tegostab® B8461 der Firma Goldschmidt
1 Gewichtsteil Schaumstabilisator Tegostab® B8870Z der Firma Goldschmidt
5 Gewichtsteile Katalysator Dabco® AN 20 der Firma Air Products
0,5 Gewichtsteile Wasser
7 Gewichtsteile Cyclopentan
4 Gewichtsteile Perfluorhexan - b) Isocyanatkomponente
Gemisch aus Diphenylmethandiisocyanaten und Polyphenylen polymethylenpolyisocyanaten mit einem NCO-Gehalt von 31,0 Gew.-% (Lupranat® M 20 A)
- a) Polyolkomponente
- b) Herstellung der Formkörper
Die Isocyanatkomponente und die Polyolkomponente wurden
bei einem Index von 140 mit einer Hochdruckschäummaschine
Puromat® SV 20 der Firma Elastogran vermischt und in ein auf
45°C temperiertes Formwerkzeug mit den Maßen 700 mm × 400 mm
× 90 mm, ausgelegt mit einer Aluminium-Verbundfolie, wie sie
bei der Herstellung von Vakuum-Isolations-Panels verwendet
wird, eindosiert, das anschließend fest verschlossen wurde.
Vorher wurde durch Versiegeln mit einem handelsüblichen
Schweißgerät, z. B. der Firma "Hawo"hpl 450 AS die Aluminium-
Verbundfolie zu einer Folientüte geschlossen.
Der Verdichtungsgrad betrug 1,1.
Die Gesamtdichte des Formkörpers betrug 65 kg/m3. Die Ent
formzeit war 30 Minuten. Die Offenzelligkeit des Schaumstoffs
war 100%.
Es wurde verfahren wie in Beispiel 1, jedoch wurden vor dem
Einbringen des Polyurethansystems die Lösung eines Poly
acrylats mit einer Molmasse von 40 000 in Xylol (Byk® 353 der
Firma Byk Chemie Wesel) mit einer in einer Breite von ca.
5 mm und Abständen von 25 mm beidseitig auf die Innenseite
der Aluminium-Verbundfolie aufgebracht.
Die Gesamtdichte des Formkörpers betrug 65 kg/m3. Die Ent
formzeit war 30 Minuten. Die Offenzelligkeit des Schaumstoffs
war 100%.
Der entstandene Formkörper wies im Abstand von 25 mm tiefe
rillenförmige Vertiefungen auf. Im Innern dieser Vertiefungen
hatte sich, in Gegensatz zur übrigen Oberfläche des Form
körpers, keine Haut ausgebildet.
Es wurde Verfahren wie in Beispiel 2, nur wurde an Stelle von
Byk® 353 die Lösung eines Polyacrylats mit einem Molgewicht
von 4000 in Xylol (Byk® 358 der Firma Byk Chemie Wesel) ein
gesetzt.
Die Gesamtdichte des Formkörpers betrug 65 kg/m3. Die Ent
formzeit war 30 Minuten. Die Offenzelligkeit des Schaumstoffs
war 100%.
Der entstandene Formkörper wies im Abstand von 25 mm tiefe
rillenförmige Vertiefungen auf. Im Innern dieser Vertiefungen
hatte sich, in Gegensatz zur übrigen Oberfläche des Form
körpers, keine Haut ausgebildet.
Die Schaumformkörper gemäß der Beispiele 2 und 3 ließen sich
deutlich leichter Evakuieren als die gemäß Beispiel 1.
Claims (15)
1. Polyurethanschaum, insbesondere Polyurethanschaumformkörper,
mit Vertiefungen an der Oberfläche des Schaums, herstellbar
durch Einbringen eines Polyurethanschaumsystems in ein
Formwerkzeug beziehungsweise einen Hohlraum, dadurch
gekennzeichnet, daß analer Oberfläche des Formwerkzeugs,
beziehungsweise an den Deckschichten des Hohlraums bei Ver
schäumungstemperatur flüssige Lacke und/oder Verbindungen,
die bei der Herstellung von Lacken eingesetzt werden, auf
gebracht werden, die dort den Schaumprozeß in der Weise
beeinflussen, daß in der Umgebung dieser Materialien an der
Oberfläche des Schaums Vertiefungen entstehen.
2. Polyurethanschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Substanzen in einer solchen geometrischen Anordnung
angebracht werden, daß längliche, in Richtung der späteren
Evakuierung des Schaums verlaufende rillenförmige Ver
tiefungen entstehen.
3. Polyurethanschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die bei Verschäumungstemperatur flüssigen Lacke aus
gewählt aus der Gruppe, enthaltend Alkydharzlacke, Chlor
kautschuklacke, Nitrolacke, Polyurethanlacke.
4. Polyurethanschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungen, die bei der Herstellung von Lacken ein
gesetzt werden, ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Poly
acrylate, Polyesterharze, Epoxidharze, Formaldehyd-Harnstoff-
Harze und organische, insbesondere aromatische Sulfonsäuren.
5. Polyurethanschaum nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Polyacrylate eine Oberflächenspannung im Bereich
zwischen 20 und 30 mM/m und ein Molekulargewicht im Bereich
zwischen 3000 und 80 000 g/mol aufweisen.
6. Polyurethanschaum nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß als Formaldehyd-Harnstoff-Harze Umsetzungsprodukte aus
Formaldehyd, Harnstoff und Alkoholen mit einem Molekular
gewicht im Bereich zwischen 100 000 und 300 000 eingesetzt
werden.
7. Polyurethanschaum nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Polyesterharze ein Molekulargewicht im Bereich
zwischen 5000 bis <1 000 000 g/mol aufweisen.
8. Polyurethanschaum nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sulfonsäuren ausgewählt sind aus der Gruppe, ent
haltend para-Toluolsulfonsäure, Dodecylbenzolsulfonsäure,
Dinonylnaphtalinsulfonsäure, Dinonylnaphtalidsulfonsäure.
9. Polyurethanschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertiefungen an der Oberfläche des Schaums rillen
förmig sind.
10. Polyurethanschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rillen eine Breite von 0,1 bis 100 mm aufweisen.
11. Polyurethanschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rillen eine Breite von 2 bis 15 mm aufweisen.
12. Polyurethanschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rillen einen Abstand voneinander von 0,9 bis 30 mm
aufweisen.
13. Polyurethanschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rillen eine Tiefe von 0,1 bis 30 mm aufweisen.
14. Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaum mit Vertie
fungen an der Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem
Einbringen des Polyurethanschaumsystems in das Formwerkzeug
beziehungsweise den auszuschäumenden Hohlraum auf die Ober
fläche des Formwerkzeugs beziehungsweise der Deckschichten
des Hohlraums bei Verschäumungstemperatur flüssige Lacke
und/oder Verbindungen, die bei der Herstellung von Lacken
eingesetzt werden, aufgebracht werden, die dort, wo sie auf
gebracht sind, den Schaumprozeß in der Weise beeinflussen,
daß in der Umgebung dieser Materialien an der Oberfläche des
Schaumes Vertiefungen entstehen.
15. Verwendung von Polyurethanschaum nach Anspruch 1 als Kern
material für Vakuum-Isolationselemente.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10030870A DE10030870A1 (de) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | Polyurethanschaum |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10030870A DE10030870A1 (de) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | Polyurethanschaum |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10030870A1 true DE10030870A1 (de) | 2002-01-03 |
Family
ID=7646699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10030870A Ceased DE10030870A1 (de) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | Polyurethanschaum |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10030870A1 (de) |
-
2000
- 2000-06-23 DE DE10030870A patent/DE10030870A1/de not_active Ceased
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2731984B1 (de) | Erhöhung der schallabsorption in schaumstoff-dämmstoffen | |
EP3464437B1 (de) | Faserverstärkung von reaktivschaumstoffen aus einem formschäumverfahren | |
EP1609576A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Formkörpern und deren Verwendung | |
EP0610714A2 (de) | Harte hydrophobe Polyurethane | |
EP2526333B1 (de) | Polyurethan-hartschaumstoffumhüllung der verbindungen von röhren | |
US20070200266A1 (en) | Method For Producing A Cross-Linked Pvc Foam Body | |
WO2005026605A1 (de) | Formkörper zur wärmeisolation | |
EP3365507B1 (de) | Sandwichaufbau enthaltend ein vip und verfahren zu dessen herstellung | |
EP2618980A1 (de) | Fixierung von vakuumisolationspaneelen in kühlvorrichtungen | |
EP3137537B1 (de) | Faserverbundbauteile und deren herstellung | |
EP0624619B1 (de) | Harte hydrophobe Polyurethane | |
DE19529412A1 (de) | Verfahren zur Herstellung emissionsarmer Polyurethan-Form und Verbundkörper sowie deren Verwendung | |
EP2072548A2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Urethangruppen und Isocyanuratgruppen enthaltenden Hartschaumstoffen | |
EP1512707B1 (de) | Offenzellige Polyurethan-Hartschaumstoffe | |
EP1513684B1 (de) | Verfahren zur herstellung von verbundelementen | |
EP2842712A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Verbundprofilen | |
DE102005057998A1 (de) | Polyurethan-Hartschaumstoffe | |
DE10030870A1 (de) | Polyurethanschaum | |
EP1138709A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Hartschaumstoffen auf Isocyanatbasis | |
EP1694736A1 (de) | Syntaktische polyurethane und deren verwendung zur off-shore-dämmung | |
EP1018419B1 (de) | Polyurethanschaumformkörper | |
EP0608023B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus flexiblem Polyurethan-Integralschaumstoff | |
EP1842976A1 (de) | Beschichtete Schaumstoffplatte | |
EP3720892A1 (de) | Verfahren zur herstellung von urethangruppen und isocyanuratgruppen enthaltenden offenzelligen hartschaumstoffen | |
DE10350238A1 (de) | Verbundelemente |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: C08J 9/224 AFI20051017BHDE |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BASF SE, 67063 LUDWIGSHAFEN, DE |
|
8131 | Rejection |