DE10108443A1

DE10108443A1 - Druckbehälter enthaltend Umsetzungsprodukt zur Herstellung eines elastischen Schaumstoffes

Info

Publication number: DE10108443A1
Application number: DE10108443A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Reese; Hans Ulrich Schmidt; Thomas Bartz
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2002-09-05

Abstract

Druckbehälter, enthaltend zur Herstellung eines elastischen Schaumstoffes das Umsetzungsprodukt mindestens eines Isocyanats, mit einer Mischung, enthaltend DOLLAR A i) Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht von 3000 g/mol bis 10000 g/mol, hergestellt durch Umsetzung einer trifunktionellen Startersubstanz mit Alkylenoxid DOLLAR A ii) Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht von 2000 g/mol bis 10000 g/mol, hergestellt durch Umsetzung einer difunktionellen Startsubstanz mit Alkylenoxid.

Description

Die Erfindung betrifft Druckbehälter enthaltend zur Herstellung eines elastischen Schaumstoffes das Umsetzungsprodukt mindestens eines Isocyanats mit einer Mischung enthaltend

a) Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht von 3000 g/mol bis 10000 g/mol, bevorzugt 3000 g/mol bis 8000 g/mol hergestellt durch Umsetzung einer trifunktionellen Startersubstanz mit Aklylenoxid
b) Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht von 2000 g/mol bis 10000 g/mol, bevorzugt 2000 g/mol bis 6000 g/mol hergestellt durch Umsetzung einer difunktionellen Startsubstanz mit Alkylenoxid.

Des weiteren betrifft die Erfindung 1-Komponenten Dosenschaumsy steme und 2-Komponenten Dosenschaumsysteme auf der Basis derar tiger Umsetzungsprodukte.

Ein- oder Zweikomponentenschäume aus Polyisocyanat-Polyadditions produkten, beispielsweise Polyurethanen, die gegebenenfalls Harn stoffstrukturen enthalten können, sind im Bauwesen und im Hand werk häufig angewandte Montagemittel bei dem Einbau von Fenstern und Türen sowie Füllmittel für bautechnisch bedingte Hohlräume oder Mauerdurchbrüche, z. B. bei Rohrinstallationen.

Die 1-Komponentensysteme bestehen im allgemeinen aus einem NCO- terminierten Prepolymer sowie Treibmitteln und gegebenenfalls Hilfs- und Zusatzstoffen, z. B. Katalysatoren und Stabilisatoren, und werden üblicherweise aus Druckbehältern mittels des Treibmit tels ausgetragen. Das Auftreiben des Prepolymers (Frothing) auf grund der Expansion des Treibmittels sowie das Aushärten des Schaumes durch Reaktion mit der Luftfeuchtigkeit schließen direkt an den Austrag aus dem Druckbehälter an.

Bei den 2-Komponentensystemen erfolgt im allgemeinen eine Durch mischung des Prepolymers mit einer Härterkomponente in einer Mischpistole beim Austrag aus der Dose.

Derartige Systeme sind bekannt aus den Schriften DE-A-197 31 680, EP-A-480 342, DE-A-33 17 193, DE-A-39 11 784 sowie DE-A-38 29 104.

Die bisher bekannten PUR-Aerosolschäume können bezüglich ihrer mechanischen Eigenschaften als harte oder halbharte Schäume cha rakterisiert werden. Aufgrund dessen weisen die bekannten Aero solschäume eine relativ geringe Elastizität auf und sind deshalb für Anwendungsfälle mit zusätzlich starken Dehnbelastungen des Schaumes weniger geeignet.

Nachteilig bei den bekannten PUR-Aerosolschäumen mit diesen har ten oder halbharten Charakter sind deren Verhalten im Alterung sprozeß. So weisen sie den Nachteil auf, daß ihre von vornherein geringe Elastizität bei längerer Nutzungsdauer drastisch redu ziert wird und sie, je nach verwendeter Formulierung, die Elastizität verlieren und demzufolge verspröden können. Montage konstruktionen mit Dehnbelastung sind unter Verwendung üblicher Einkomponentenpolyurethanschäume nicht realisierbar oder nur mit Einschränkungen der mechanischen Belastbarkeit und der Nutzungs dauer herstellbar.

Die Herstellung von weichen, elastischen Schaumstoffen durch Aus trag einer Reaktionsmischung aus einem Durckbehälter ist bislang unbekannt.

Aufgabe der Erfindung war es, eine Reaktionsmischung für Druck behälter zu entwickeln, die nach Austrag aus dem Druckbehälter zur Herstellung eines elastischen Schaumstoffs geeignet ist. Die Reaktionsmischung sollte in dem Druckbehälter lagerstabil sein. Der mittels der Reaktionsmischung herzustellende Schaumstoff sollte bevorzugt eine Bruchdehnung nach DIN 53571 von größer 60% aufweisen. Der ausgehärtete Schaum sollte bevorzugt die Eigen schaften eines Polyurethanweichschaumstoffs aufweisen, möglichst nicht schrumpfen, sich durch verbesserte Elastizität und verbes sertes Dehnverhalten auszeichnen, Montagefähigkeit besitzen und Fugenmaterialeigenschaften aufweisen. Ziel ist weiterhin, daß diese Eigenschaften über einen längeren Zeitraum erhalten blei ben.

Diese Aufgabe konnte durch die eingangs dargestellten Druck behälter gelöst werden.

Die in dieser Schrift angegebenen Molekualargewichte stellen zahlenmittlere Molekulargewichte dar.

Das Umsetzungsprodukt der Isocyanate mit den erfindungsgemäßen Polyetherpolyolen, im Folgenden auch als Polyole bezeichnet, als gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen liegt üblicherweise in Form eines Isocyanatgruppen (NCO)-aufweisenden Prepolymers vor. Im allgemeinen weisen die Prepolymere einen Gehalt an freien NCO-Gruppen von 4 bis 18%, bevorzugt 6 bis 12%, auf.

Obwohl bei den bisher bekannten PUR-Aerosolschäumen hochmoleku lare Polyether- oder Polyesterpolyole in geringeren Anteilen mit verwendet werden, weisen Die Schaumstoffe keine hochelastischen Eigenschaften auf, weil der harte bis halbharte Schaumcharakter durch niedermolekulare vernetzende Polyole in Kombination mit Roh-MDI bestimmt wird. Ein hochelastischer Schaum mit dem Eigen schaftsniveau eines PUR-Weichschaumes entsteht dann, wenn über wiegend die erfindungsgemäßen Polyole verwendet werden.

Erfindungswesentlich sind somit die eingangs dargestellten Poly etherpolyole (i) und (ii) zur Herstellung des Umsetzungsproduktes mit den Isocyanaten.

Die Polyetherpolyole können hergestellt werden nach bekannten Verfahren, beispielsweise durch anionische Polymerisation mit Alkalihydroxiden, wie Natrium- oder Kaliumhydroxid, oder Alkali alkoholaten, wie Natriuinmethylat, Natrium- oder Kaliumethylat oder Kaliumisopropylat als Katalysatoren oder durch kationische Polymerisation mit Lewis-Säuren, wie Antimonpentachlorid, Bor fluorid-Etherat u. a. oder Bleicherde als Katalysatoren aus einem oder mehreren Alkylenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest und gegebenenfalls einem Startermolekül, das 2 reak tive Wasserstoffatome gebunden enthält. Als Alkylenoxide seien z. B. genannt: Ethylenoxid, 1,2-Propylenoxid, Tetrahydrofuran, 1,2- und 2,3-Butylenoxid. Vorzugsweise Anwendung finden Ethylen oxid und Mischungen aus Propylenoxid-1,2 und Ethylenoxid. Die Alkylenoxide können einzeln, alternierend nacheinander oder als Mischung verwendet werden. Als Startermolekülen kommen je nach Funktionalität beispielsweise Diole mit einer Funktionalität von 2, z. B. Alkandiole mit 2 bis 12 C-Atomen wie z. B. Ethandiol, Propandiol-1,3, Butandiol-1,4 und/oder Hexandiol-1,6, Di-, Tri- oder Polyalkylenglykole wie z. B. Diethylenglykol, Triethylen glykol, Tetraethylenglykol, dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Tetrapropylenglykol, oder Triole mit einer Funktionalität von 3, beispielsweise Glycerin und/oder Trimethylolpropan in Betracht. Bevorzugt ist des weiteren als (ii) Polytetrahydrofuran.

Bevorzugt ist (i) das Umsetzungsprodukt einer trifunktionellen Startersubstanz mit Ethylenoxid und gegebenenfalls Propylenoxid, wobei (i) bevorzugt 10 bis 100%, besonders bevorzugt 60 bis 95% primäre Hydroxylgruppen, bezogen auf alle in der Verbindung vor handenen Hydroxylgruppen, aufweist.

Bevorzugt ist (ii) das Umsetzungsprodukt einer difunktionellen Startersubstanz mit Ethylenoxid und gegebenenfalls Propylenoxid, wobei (ii) bevorzugt 10 bis 100%, besonders bevorzugt 60 bis 95% primäre Hydroxylgruppen, bezogen auf alle in der Verbindung vor handenen Hydroxylgruppen, aufweist.

Solche Polyetherole können erhalten werden, indem man z. B. an das Startermolekül zunächst das Propylenoxid-1,2 und daran anschlie ßend das Ethylenoxid polymerisiert oder zunächst das gesamte Propylenoxid-1,2 im Gemisch mit einem Teil des Ethylenoxids copolymerisiert und den Rest des Ethylenoxids anschließend anpolymerisiert oder schrittweise zunächst einen Teil des Ethylenoxids, dann das gesamte Propylenoxid-1,2 und dann den Rest des Ethylenoxids an das Startermolekül anpolymerisiert oder an das Startermolekül ausschließlich Ethylenoxid polymerisiert. Ne ben den erfindungsgemäßen Polyolen (i) und (ii) kann die Polyol komponente weitere übliche hydroxyfunktionellen Verbindungen, z. B. Polyesterpolyole und/oder kurzkettige Diole, wie Ethylen glykol, Propylenglykol, Butandiol-1,4 als Kettenverlängerer, kurzkettige mindestens dreifunktionelle Alkohole wie Glyzerin oder Trimethylolpropan als Vernetzer und/oder Monoole als Molekulargewichtsregler enthalten. Bevorzugt basieren 65 bis 100 Gew.-% der gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen zur Her stellung des Isocyanatgruppen aufweisenden Prepolymers auf den erfindungsgemäßen Polyolen (i) und (ii).

Bevorzugt beträgt das Gewichtsverhältnis von (i) zu (ii) 13 : 1 bis 2 : 1.

Durch das bevorzugte Verhältnis der verschiedenen Polyole zuein ander wird die Offenzelligkeit des aus der Aerosoldose austreten den und mit Feuchtigkeit oder bei der Zweikomponentenverarbeitung mit dem verwendeten Härtergemisch aushärtenden Schaumes unter an deren mitbestimmt. Während bei den bisher bekannten Schäumen mit harten oder halbharten Schaum-charaker ein gewisser Zellöffnungs grad zur Schrumpfverhinderung benötigt wird, ist dieser bei dem neuen hochelastischen Schaum im Vergleich um ein erhebliches Maß höher. Die Erreichung eines derart hohen Zellöffnungsgrades (fast ausschließlich offene Schaumzellen) ist zur Erzielung eines schrumpffreien hochelastischen Schaumes mit Weichschaumeigen schaften besonders bevorzugt.

Die Herstellung von 1- oder 2-Komponentenmischungen sowie deren Schäumen aus Druckbehältern, z. B. Aerosoldosen, die je nach An wendungsform mit unterschiedlichen Ventilen versehenen sind, bevorzugt Dosen mit einem Füllvolumen von 0,1 bis 3 Litern, die über ein Winkelstück oder eine Pistole verfügen, über die das Um setzungsprodukt ausgetragen werden kann, und die NCO-terminierten Prepolymere sowie Treibmittel, Katalysatoren und gegebenenfalls weitere Zusätze enthalten, ist bekannt. Z. B. kann ein Gemisch, das als Polyalkoholkomponente die Hydroxylgruppen aufweisenden Verbindungen sowie gegebenenfalls die Katalysatoren und Hilfs- und Zusatzstoffe enthält mit der Polyisocyanatkomponente, das die Polyisocyanate und gegebenenfalls Hilfs- und Zusatzstoffe ent hält, einzeln oder als Mischung über eine geeignete Dosieranlage in einem gewünschten Verhältnis mit einem Überschuß an NCO-Grup pen über die OH-Gruppen in die Druckbehälter, beispielsweise Aerosoldosen gefüllt werden. Die so mit dem Reaktionsgemisch ge füllten Behälter durchlaufen eine Verschlußeinrichtung, wobei die Behälter mit Ventilen zum Austragen der Einkomponentenmischung versehen werden, und werden anschließend mit Treibmitteln aufge füllt. In einer Taumel- oder Schüttelanlage werden die Komponen ten, d. h. das sich aus den Polyolen und den Polyisocyanaten bil dende Prepolymer mit endständigen Isocyanatgruppen, das Treibmit tel sowie gegebenenfalls die Katalysatoren und Hilfs- und Zusatz stoffe intensiv miteinander vermischt. Alternativ können die Polyol- und Polyisocyanatkomponenten gegebenenfalls mit Katalysatoren und Hilfs- und Zusatzstoffen z. B. in einem ge schlossenen Reaktor mit Rühr- und Temperiereinrichtungen unter intensivem Vermischen zur Reaktion gebracht werden. Die Umsetzung kann kontinuierlich oder diskontinuierlich in üblichen Reaktoren, beispielsweise bekannten Rohr- oder Rührkesselreaktoren, bevor zugt in Gegenwart von üblichen Katalysatoren, die Reaktion der OH-funktionellen Verbindungen mit den Isocyanatgruppen beschleu nigen, sowie gegebenenfalls inerten Lösungsmitteln, d. h. gegen über den Isocyanaten und OH-funktionellen Verbindungen nicht re aktiven Verbindungen, erfolgen. Beispielsweise können die inerten Lösungsmittel und die Katalysatoren in einem üblichen Rühr behälter vorgelegt, die OH-funktionellen Verbindungen zugefügt und intensiv vermischt werden, wobei sich je nach der Zusammen setzung und den Mengenverhältnissen der OH-funktionellen Verbindungen klare Lösungen oder Emulsionen ergeben können. An schließend kann die Zugabe von Isocyanaten, die Vermischung der Komponenten und die Umsetzung zu den Hydroxylgruppen aufweisenden Prepolymeren, die im allgemeinen bei einer Temperatur von 20 bis 50°C nach ca. 1 Stunden abgeschlossen ist, erfolgen. Alternativ können, falls man die Umsetzung ohne die Anwesenheit von inerten Lösungsmitteln durchführt, die OH-funktionellen Verbindungen vor gelegt und wie beschrieben mit den Isocyanaten umgesetzt werden.

Anschließend kann das Prepolymer in einen Druckbehälter, beispielsweise eine Aerosoldose gefüllt und entsprechend den obi gen Ausführung zu der fertigen Mischung verarbeitet werden. Die erfindungsgemäßen 1- oder 2-Komponentenmischungen können sowohl durch ein übliches Winkelstück als auch durch eine allgemein be kannte Austragungsvorrichtung, die üblicherweise Pistole genannt wird, aus der Dose ausgetragen werden. Der Austrag erfolgt üblicherweise durch den Druck, der im Behälter durch das Treib mittel, beispielsweise Flüssigas oder Flüssigasgemische vorliegt. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Umsetzung der Poly ole mit den Isocyanaten in Gegenwart von Flammschutzmitteln, die bei einer Temperatur von 25°C und einem Druck von 1013 mbar in flüssiger Form vorliegen, als inerte Lösungsmittel erfolgen. Beispielsweise können Organophosphat und/oder Organophosphonat verbindungen, beispielsweise Trichlorpropylphosphat als inerte Lösungsmittel verwendet werden. Gegebenenfalls können des wei teren übliche inerte Lösungsmittel und/oder Weichmacher einge setzt werden.

Die Prepolymere, im Folgenden auch als 1- oder 2-Komponenten Do senschaumsysteme bezeichnet, d. h. die Umsetzungsprodukte der erfindungsgemäßen Polyole mit den Isocyanaten finden bevorzugt Verwendung in der Herstellung von 1- oder 2-Komponentenmischun gen, die zusätzlich zu den Prepolymeren beispielsweise Treibmit tel und gegebenenfalls Katalysatoren, Hilfs- und/oder Zusatz stoffe enthalten können. Bei den erfindungsgemäßen 1-Komponenten Dosenschaumsystemen erfolgt die Verarbeitung des Prepolymers zum Schaum im allgemeinen durch Aushärtung des aufschäumenden Pre polymers mit Luftfeuchtigkeit. Bei den erfindungsgemäßen 2-Kompo nenten Dosenschaumsystemen wird üblicherweise das Prepolymer mit einer wasserhaltigen Härterkomponente umgesetzt.

Neben den 1-Komponenten Dosenschaumsystemen sind somit erfindungsgemäß auch 2-Komponenten Dosenschaumsysteme bevorzugt, bei denen zusätzlich zum Prepolymer eine weitere Komponente ent haltend mindestens eine gegenüber Isocyanaten reaktive Ver bindung, Katalysator sowie Wasser im Druckbehälter vorliegt.

Zur Erzeugung des elastischen Schaumstoffes wird bei den 2-Kompo nentensystemen das unter Druck stehende Prepolymer durch Zugabe dieser weiteren Komponente, auch als Härterkomponente bezeichnet, zum Schaumstoff umgesetzt. Bevorzugt enthält die Härterkomponente eine Mischung aus einem Polyetherpolyol, das nach allgemein be kannten Verfahren mit üblichen einem primären oder sekundären Amin als Startersubstanz mit üblichen Alkylenoxiden hergestellt wurde, einem Diol und einem tertiären Amin oder Amingemisch sowie Wasser. Die Umsetzung des Prepolymers mit der Härterkomponente erfolgt üblicherweise durch intensives Vermischen der beiden Kom ponenten kurz vor oder während des Austrags des Prepolymers aus dem Druckbehälter. Bevorzugt erfolgt die Zugabe der Härterkompo nente zum Prepolymer durch Zerstörung eines Behälters, der sich im Druckbehälter befindet und die Härterkomponente enthalt. Durch die Zerstörung des Behälters für die Härterkomponente kommt es zum Kontakt mit dem Prepolymer. Beispielsweise durch Schütteln des Druckbehälters kann eine intensive Vermischung der Komponen ten erreicht werden. Bevorzugt wird in direktem Anschluß an das Vermischen die Mischung aus dem Druckbehälter ausgetragen. Al ternativ kann die Zugabe der Härterkomponente zum Prepolymer über eine Mischpistole mit Statikmischer durchgeführt werden.

Die erfindungsgemäßen elastischen Schaumstoffe sind Polyisocya nat-Polyadditionsprodukte, bevorzugt Polyurethane, die gegebenen falls Harnstoffstrukturen aufweisen können. Die Schaumstoffe wei sen bevorzugt eine Bruchdehnung nach DIN 53571 von größer 60%, bevorzugt größer 70% auf. Die Weichschäume aus den erfindungs gemäßen Schäume unterscheiden sich durch ihre extreme Offen zelligkeit, erzeugt rein durch die rezeptive Gestaltung, von üblichen 2K-Weichschäumen deren Offenzelligkeit durch notwendige dem Herstellungsverfahren folgende Walkvorgänge erzeugt werden.

Nachfolgend werden weitere Ausgangsstoffe beispielhaft darge stellt.

Als organische Isocyanate kommen beispielsweise aliphatische, cycloaliphatische und insbesondere aromatische Di- oder Polyiso cyanate in Betracht. Im einzelnen seien beispielhaft genannt: aliphatische Diisocyanate, wie Hexamethylen-diisocyanat-1,6, 2-Methyl-pentamethylen-diisocyanat-1,5, 2-Ethyl-butylen-diisocya nat-1,4 oder Mischungen aus mindestens 2 der genannten C₆-Alkylen diisocyanate, Pentamethylen-diisocyanat-1,5 und Butylen-diisocya nat-1,4, cycloaliphatische Diisocyanate, wie 1-Iso cyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan (Isophoron diisocyanat), 1,4-Cyclohexan-diisocyanat, 1-Methyl-2,4- und -2,6-cyclohexan-diisocyanat sowie die entsprechenden Isomeren gemische, 4,4'-, 2,4'- und 2,2'-Dicyclohexylmethan-diisocyanat sowie die entsprechenden Isomerengemische und vorzugsweise aroma tische Diisocyanate, wie 1,5-Naphtylen-diisocyanat (1,5-NDI), 2,4- und 2,6-Toluylen-diisocyanat (TDI) sowie deren Gemische, 2,4'-, 2,2'-, und vorzugsweise 4,4'-Diphenylmethan-diisocyanat (MDI) sowie Mischungen aus mindestens zwei dieser Isomere, Poly phenyl-polymethylen-polyisocyanate (Polymer-MDI, PMDI) mit zwei oder mehr aromatischen Systemen, Mischungen aus 2,4'-, 2,2'- und 4,4'-Diphenylmethan-diisocyanaten und Polyphenyl-polymethylen-po lyisocyanaten (Roh-MDI), Mischungen aus Roh-MDI und Toluylen-Diisocyanaten, Polyphenyl-Polyisocyanate, urethanmodifizierte flüs sige 4,4'- und/oder 2,4-Diphenylmethan-diisocyanate und 4,4'-Dii socyanato-diphenylethan-(1,2). Verwendung finden besonders bevorzugt Isocyanate, die bei einer Temperatur von 25°C in flüssi ger Form vorliegen.

Als Isocyanatgruppen aufweisende Verbindung können mindestens ein Di- und/oder Polyisocyanat und/oder ein Umsetzungsprodukt der Re aktion von mindestens einer gegenüber Isocyanaten reaktiven Ver bindung mit mindestens einem Di- und/oder Polyisocyanat verwendet werden, wobei die Herstellung dieser Isocyanatgruppen aufweisen den Prepolymers nach allgemein bekannten Verfahren erfolgen kann. Als Umsetzungsprodukt, das Isocyanatgruppen aufweist, verwendet man bevorzugt ein Prepolymer, das einen NCO-Gehalt von 4 bis 30% aufweist.

Bevorzugt wird als Isocyanatkomponente ein Roh-MDI mit einem Gewichtsanteil an monomerem Diisocyanat, bevorzugt monomeren MDI von mindestens 50 Gew-% verwendet.

Bevorzugt ist außerdem ein urethanmodifiziertes NCO-Prepolymer, besonders bevorzugt ein urethanmodifiziertes, NCO-Gruppen aufwei sendes Prepolymer auf der Basis von MDI, insbesondere Pre polymere, die die Umsetzungsprodukte von MDI mit mindestens einem Polyesterpolyol, epoxidhaltigen Polyolen und/oder Polybutadien diolen darstellen.

Bevorzugt sind somit des weiteren urethanmodifizierte NCO-Prepo lymere, die aus den epoxydhaltigen Polyolen Oxazolidon-Srukturen enthalten.

Während für die Herstellung üblicher harter und halbharter Aero solschäume nahezu ausschließlich Roh-MDl verwendet wird, haben sich gerade diese bevorzugten Isocyanatkomponenten als vorteil haft für die Herstellung von hochelastischen Schäumen herausge stellt.

Die Urethanmodifizierung der Isocyanatkomponente ist in Bezug auf die gewünschte hohe Elastizität des Schaumstoffs dann besonders erfolgreich, wenn die Urethanmodifizierung der Isocyanat komponente mit OH-funktionellen Verbindungen erfolgt, die mit den in der zugehörigen Polyolkomponente enthaltenden OH-funktionellen Verbindungen zur Umsetzung mit der Isocyanatkomponente nicht oder begrenzt mischbar sind. Das betrifft insbesondere die Verwendung von Polybutadiendiolen zur Urethanmodifizierung des für die Aero solschaumherstellung verwendeten Isocyanats. Die Verwendung von Polyesterpolyolen zur Isocyanatmodifizierung bei der Verwendung einer in der Hauptsache aus Polyetherpolyolen bestehenden Polyol komponente für den Aerosolschaum führt ebenfalls zu besonders elastischen Schäumen.

Als Katalysatoren, welche insbesondere die Reaktion zwischen den NCO-Gruppen der Diisocyanate und den Hydroxylgruppen der Poly alkohole beschleunigen, können die nach dem Stand der Technik be kannten und üblichen stark basischen Amide wie beispielsweise 2,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin, Tris-(dialkylamino alkyl)-s-hexahydrotriazine, wie z. B. Tris-(N,N-dimethylaminopro pyl)-s-hexahydrotriazin und bevorzugt die üblichen tertiären Amine, wie z. B. Triethylamin, Tributylamin, Dimethylbenzylamin, N-Ethyl-, N-Methyl-, n-Cyclohexylmorpholin, Dimethylcyclohexyl amin, Dimorpholinodiethylether, 2-(Dimethylaminoethoxy)-ethanol, 1,4-Diaza-bicyclo-(2,2,2)-octan, 1-Aza-bicyclo-(3,3,0)-octan, N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethylbutan diamin, N,N,N',N'-Tetramethylhexandiamin-1,6, Pentamethyldi ethylentriamin, Tetramethyldiaminoethylether, Bis-(dimethylamino propyl)-harnstoff, N,N'-Dimethylpiperazin, 1,2-Dimethylimidazol, Di-(4-N,N-dimethylaminocyclohexyl)-methan und ähnliche sowie organische Metallverbindungen wie Titansäureester, Eisenverbin dungen wie z. B. Eisen-(III)-acetylacetonat, Zinnverbindungen, z. B. Zinn-(II)-Salze von organischen Carbonsäuren, beispielsweise Zinn-(II)-diacetat, das Zinn-(II)-Salz der 2-Ethylhexansäure (Zinn-(II)-octoat), Zinn-(II)-dilaurat oder die Dialkyl zinn-(IV)-Salze von organischen Carbonsäuren, wie z. B. Dibutyl zinn-(IV)-diacetat, Dibutylzinn-(IV)-dilaurat, Dibutyl zinn-(IV)-maleat oder Dioktylzinn-(IV)-diacetat oder ähnliche so wie Dibutylzinn-(IV)-dimercaptid oder Gemische mit mindestens zwei der genannten Katalysatoren sowie synergistisch wirkende Kombinationen aus stark basischen Aminen und organischen Metall verbindungen eingesetzt werden. Die Katalysatoren können in üblichen Mengen, beispielsweise 0,002 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Polyalkohole, verwendet werden.

Als Treibmittel können allgemein bekannte Treibmittel, wie z. B. Stoffe, die einen Siedepunkt unter Normaldruck im Bereich von -40°C bis 120°C besitzen, Gase und/oder flüssige Treibmittelein gesetzt werden, beispielsweise Kohlendioxid, Alkane und oder Cycloalkane wie beispielsweise Isobutan, Propan, n- oder iso-Bu tan, Pentan und Cyclopentan, Ether wie beispielsweise Diethyl ether, Methylisobutylether und Dimethylether, Stickstoff, Sauer stoff, Helium, Argon, Lachgas, halogenierte Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Dichlorfluormethan, Monofluortrichlor-methan, Tri fluortrichlorethan und/oder teilhalogenierte Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise Trifluormethan, 1,1-Dichlor-1-fluorethan, Mo nochlortetrafluorethan, Monochlortrifluorethan, Monochlordifluorethan, Difluorethan, Dichlordifluorethan, Pentafluorethan, Tetrafluorethan, Tetrafluorethan, Dichlormonofluorethan oder Mischungen, die mindestens zwei der beispielhaft genannten Treib mittel enthalten.

Das Treibmittel wird üblicherweise in einer Menge von 0,5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 32 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des Prepolymers zugegeben.

Als Hilfs- und Zusatzstoffe können beispielsweise allgemein be kannte oberflächenaktive Substanzen, Schaumstabilisatoren, z. B. Siloxan-oxyalkylen-copolymere, Zellregler, Füllstoffe, Flamm schutzmittel, Keimbildungsmittel, Oxidationsverzögerer, Stabili satoren, Farbstoffe und Pigmente, Inhibitoren, Stabilisatoren ge gen Hydrolyse, Licht, Hitze oder Verfärbung, Farbstoffe, anorga nische und/oder organische Füllstoffe, Verstärkungsmittel und/ oder Weichmacher verwendet werden.

Nähere Angaben über die oben genannten Hilfsmittel- und Zusatz stoffe sind der Fachliteratur, beispielsweise der Monographie von J. H. Saunders und K. C. Frisch "High Polymers", Band XVI, Polyure thane, Teil 1 und 2, Verlag Interscience Publishers 1962 bzw. 1964, dem "Kunststoff-Handbuch", Band 7, Polyurethane, 3. Auf lage, 1993, herausgegeben von G. Oertel, Carl-Hanser-Verlag, Mün chen oder der DE-OS 29 01 774 zu entnehmen.

Verwendung findet die lagerstabile Einkomponentenmischung vor al lem zur Herstellung von Füll- und Montageschaum im Bauwesen und im Handwerk. Z. B. kann der mit der Einkomponentenmischung herge stellte Schaum als Füllmaterial für bautechnisch bedingte Hohl räume oder Mauerdurchbrüche, z. B. bei Rohrinstallationen oder als Material zur Wärmedämmung eingesetzt werden.

Die Erfindung soll in nachfolgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Beispiele

Ausführungsbeispiel 1 bestehend aus folgenden Einzelstufen:

Polyolkomponente 1

Aus 402 g eines Polyetherpolyols auf Basis Glyzerin/Propylenoxyd/ Ethylenoxyd mit einem Molekulargewicht von 4800 g/mol, 95 g eines Polyetherpolyols auf Basis Mono-ethylenglykol/Propylenoxyd/Ethy lenoxyd mir einem Molekulargewicht von 3800 g/mol, 60 g eines bromierten Polyetherpolyols Molekulargewicht 500 g/mol, 80 g Polyethylen-glykol Molekulargewicht 600 g/mol, 25 g Schaum stabilisator, 8 g Dimorpholinodiethylether und 330 g Trichlor propylphosphat wurde durch homogene Vermischung mittels Rührwerk eine Polyolkomponente hergestellt.

Aerosoldose 1.1

In eine 1-Liter-Aerosoldose wurden 386 g der Polyolkomponente 1 und nachfolgend 286 g Roh-MDI mit einem Rein-MDI-Gehalt (Gehalt an monomeren MDI) von 60 Gew-% gefüllt und die Aerosoldose mit einem Ventil verschlossen. Mit Hilfe einer Vorrichtung wurden durch das Ventil nachfolgend 45 g Dimethylether, 28 g eines Gas gemisches aus 80% Butan und 20% Propan sowie 83 g Tetrafluorethan dosiert. Danach wurde durch Schütteln der Inhalt der Aerosoldose homogenisiert. Durch Wärmelagerung über 24 h bei 50°C wurde die an sonsten erforderliche Reaktionszeit verkürzt. Nach Wärmelagerung und Abkühlung auf Raumtemperatur war die Aerosoldose gebrauchs fertig.

Aerosoldose 1.2

In eine 1-Liter-Aerosoldose wurden 337 g der Polyolkomponente 1 und nachfolgend 337 g eines NCO-Prepolymeren mit 26% NCO herge stellt aus 66 Gew-% 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 5 Gew.-% Dipropylenglykol, 4 Gew-% Polyoxypropylenglykols mit einer Hydroxylzahl von 250 mgKOH/g und 25 Gew-% eines Rohproduktes des Diphenylmethandiisocyanats gefüllt und die Aerosoldose mit einem Ventil verschlossen. Mit Hilfe einer Vorrichtung wurden durch das Ventil nachfolgend 45 g Dimethylether, 28 g eines Gasgemisches aus 80% Butan und 20% Propan sowie 83 g Tetrafluorethan dosiert. Danach wurde durch Schütteln der Inhalt der Aerosoldose homo genisiert. Durch Wärmelagerung über 24 h bei 50°C wurde die anson sten erforderliche Reaktionszeit verkürzt. Nach Wärmelagerung und Abkühlung auf Raumtemperatur war die Aerosoldose gebrauchsfertig.

Aerosoldose 1.3

In eine 1-Liter-Aerosoldose wurden 366 g der Polyolkomponente 1 und nachfolgend 307 g eines NCO-Prepolymeren mit 28% NCO herge stellt aus 89 Gew-% 4,4'-Diphenyl-methandiisocyanat, 10 Gew-% eines Polyesterpolyols aus Phthalsäureanhydrid, Diethylenglykol, Mono-ethylenglykol mit einer Hydroxylzahl von 240 mgKOH/g und 1 Gew-% eines Polybutadiendiols mit einer Hydroxylzahl von 190 mgKOH/g gefüllt und die Aerosoldose mit einem Ventil verschlos sen. Mit Hilfe einer Vorrichtung wurden durch das Ventil nachfol gend 45 g Dimethylether, 28 g eines Gasgemisches aus 80% Butan und 20% Propan sowie 83 g Tetrafluorethan dosiert. Danach wurde durch Schütteln der Inhalt der Aerosoldose homogenisiert. Durch Wärmelagerung über 24 h bei 50°C wurde die ansonsten erforderliche Reaktionszeit verkürzt. Nach Wärmelagerung und Abkühlung auf Raumtemperatur war die Aerosoldose gebrauchsfertig.

Aerosolschaum 1.1.1 (aus Aerosoldose 1.1 feuchtigkeitsgehärtet)

Es wurde eine Aerosoldose gemäß 1.1 mit einem Winkelstückventil gefertigt. Der Inhalt der Aerosoldose wurde mittels Schäumröhr chen auf angefeuchteten Zellstoffvlies ausgetragen. Nach der Aus härtung mittels Feuchtigkeit erhielt man einen elastischen Schaum.

Aerosolschaum 1.1.2 (aus Aerosoldose 1.1 mit zusätzlicher Härter komponente)

Es wurde eine Aerosoldose gemäß 1.1 mit einem Pistolenventil ge fertigt. Die Aerosoldose wurde auf eine handelsübliche 2-Kompo nentenschäumpistole (CF130-P2 der Firma HILTI) aufgeschraubt. Vorher wurde eine Härterkomponente bestehend aus 63 Gew-% Poly ethylenglykol 600, 15 Gew-% eines Aminpolyetherpolyols auf Basis Ethylendiamin/Propylenoxyd mit einer Hydroxylzahl von 800 mgKOH/ g, 5 Gew-% Dimorpholinodiethylether und 17 Gew-% Wasser gefer tigt.

90 g dieser Härterkomponente wurden in eine 150 ml-Aerosoldose ge füllt und die Aerosoldose mit einem Ventil verschlossen. Durch das Ventil wurden 25 g Dimethylether in die Aerosoldose dosiert und der Inhalt der kleinen Aerosoldose durch Schütteln homogeni siert. Die Aerosoldose wurde mit einer Gewindeaufnahme versehen. Die Aerosoldose mit der Härterkomponente wurde als zweite Dose auf die 2Komponentenschäumpistole aufgeschraubt. Durch Regulie rung der 2Komponentenschäumpistole wurden die 2 aufgeschraubten Aerosolbehälter über einen aufgesetzten Statikmischer im Verhältnis NCO-Prepolymer : Härterkomponente = 100 : 11 entleert. Das Gemisch verlies den Statikmischer als stark schäumendes Produkt und härtete immerhalb von ca. 10 min zu einem elastischen Schaum aus.

Aerosolschäume aus den Aerosoldosen nach 1.2 und 1.3

Es wurde analog wie bei der Verwendung der Aerosoldose 1.1 be schrieben verfahren. Es wurden gleichfalls elastische weich schaumartige Schäume erhalten, wobei die elastischen Eigenschaf ten bei gleicher Polyolkomponente in folgender Reihenfolge zuneh men:

- erfindungsgemäßes Prepolymer aus Roh-MDI mit mehr als 50% mo nomeres MDI
- erfindungsgemäßes Prepolymer aus urethanmodifizierten MDI
- erfindungsgemäßes Prepolymer aus urethanmodifizierten MDI unter Verwendung von Polyolen die mit denen der Polyol-kompo nente nicht mischbarer sind

Vergleich der ausgehärteten Aerosolschäume nach Ausführungsbei spiel 1 mit handelsüblichen Montageschäumen

In nachfolgender Tabelle sind charakteristische Eigenschaften im Vergleich aufgeführt (Aushärtung der Schäume mittels Wasser bzw. Luftfeuchte)

Claims

1. Druckbehälter enthaltend zur Herstellung eines elastischen Schaumstoffes das Umsetzungsprodukt mindestens eines Iso cyanats mit einer Mischung enthaltend

a) Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht von 3000 g/mol bis 10000 g/mol hergestellt durch Umsetzung einer tri funktionellen Startersubstanz mit Aklylenoxid
b) Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht von 2000 g/mol bis 10000 g/mol hergestellt durch Umsetzung einer difunktionellen Startsubstanz mit Alkylenoxid.

2. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (i) das Umsetzungsprodukt einer trifunktionellen Startersub stanz mit Ethylenoxid und gegebenenfalls Propylenoxid dar stellt und 10 bis 100% primäre Hydroxylgruppen, bezogen auf alle in der Verbindung vorhandenen Hydroxylgruppen, aufweist.

3. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (ii) das Umsetzungsprodukt einer difunktionellen Startersub stanz mit Ethylenoxid und gegebenenfalls Propylenoxid dar stellt und 10 bis 100% primäre Hydroxylgruppen, bezogen auf alle in der Verbindung vorhandenen Hydroxylgruppen, aufweist.

4. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von (i) zu (ii) 13 : 1 bis 2 : 1 be trägt.

5. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Isocyanat ein urethanmodifiziertes, NCO-Gruppen aufwei sendes Prepolymer auf der Basis von MDI eingesetzt wird.

6. Druckbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Prepolymer das Umsetzungsprodukt von MDI mit Polyester polyol, epoxidhaltigen Polyolen und/oder Polybutadiendiolen enthält.

7. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in Form einer Dose mit einem Füllvolumen von 0,1 bis 3 Litern, die über ein Winkelstück oder eine Pistole verfügt, über die das Umset zungsprodukt ausgetragen werden kann.

8. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß der Druckbehälter zusätzlich zum Umsetzung sprodukt eine weitere Komponente enthaltend mindestens eine gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindung, Katalysator sowie Wasser enthält.

9. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Herstel lung eines elastischen Schaumstoffs mit einer Bruchdehnung nach DIN 53571 von größer 60%.

10. 1-Komponenten Dosenschaumsystem auf der Basis eines Umset zungsproduktes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.

11. 2-Komponenten Dosenschaumsystem auf der Basis eines Umset zungsproduktes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 sowie einer weiteren Komponente enthaltend mindestens eine gegenüber Iso cyanaten Reaktive Verbindung, Katalysator und Wasser.

12. Verfahren zur Herstellung von elastischen Schaumstoffen auf der Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, dadurch gekennzeichnet, daß man das Umsetzungsprodukt aus einem Druckbehälter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 austrägt.

13. Verwendung von Druckbehältern gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung von elastischen Schaumstoffen.