DE10030870A1

DE10030870A1 - Polyurethanschaum

Info

Publication number: DE10030870A1
Application number: DE10030870A
Authority: DE
Inventors: Andreas Emge; Anja Biedermann; Holger Seifert; Marion Heinz
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2002-01-03

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.

Beispiele

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)
b) Herstellung der Formkörper

Beispiel 1 (Vergleich)

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%.

Beispiel 2

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.

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.

Beispiel 3

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 Schaumformkörper gemäß der Beispiele 2 und 3 ließen sich deutlich leichter Evakuieren als die gemäß Beispiel 1.

Claims

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.