DE102006013416A1 - Siliconhaltige Schaumstoffe - Google Patents

Siliconhaltige Schaumstoffe Download PDF

Info

Publication number
DE102006013416A1
DE102006013416A1 DE102006013416A DE102006013416A DE102006013416A1 DE 102006013416 A1 DE102006013416 A1 DE 102006013416A1 DE 102006013416 A DE102006013416 A DE 102006013416A DE 102006013416 A DE102006013416 A DE 102006013416A DE 102006013416 A1 DE102006013416 A1 DE 102006013416A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
organopolysiloxanes
isocyanate
groups
siloxanes
aminoalkyl
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.)
Withdrawn
Application number
DE102006013416A
Other languages
English (en)
Inventor
Volker Dipl.-Chem. Dr. Stanjek
Peter Dipl.-Chem. Dr. Ball
Richard Dipl.-Chem. Dr. Weidner
Jens Dipl.-Chem. Dr. Cremer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacker Chemie AG
Original Assignee
Wacker Chemie AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wacker Chemie AG filed Critical Wacker Chemie AG
Priority to DE102006013416A priority Critical patent/DE102006013416A1/de
Priority to EP07712411A priority patent/EP1996638A2/de
Priority to PCT/EP2007/051961 priority patent/WO2007107435A2/de
Priority to US12/293,961 priority patent/US20090105358A1/en
Priority to JP2009500803A priority patent/JP2009530459A/ja
Priority to CNA2007800100525A priority patent/CN101405319A/zh
Priority to KR1020087025831A priority patent/KR101027184B1/ko
Publication of DE102006013416A1 publication Critical patent/DE102006013416A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/42—Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences
    • C08G77/458—Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences containing polyurethane sequences
    • 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
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • 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
    • C08G18/08—Processes
    • 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
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/0838—Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds
    • C08G18/0842—Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds in the presence of liquid diluents
    • C08G18/0847—Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds in the presence of liquid diluents in the presence of solvents for the polymers
    • C08G18/0852—Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds in the presence of liquid diluents in the presence of solvents for the polymers the solvents being organic
    • 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
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • 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
    • C08G18/61—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C08J9/08—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes
    • C08L83/08—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • 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

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von organisch modifizierten Organopolysiloxanen (S), die sich mit Treibmitteln, die ausgewählt werden aus Wasser und physikalischen Treibmitteln, aufschäumen und zu Schäumen aushärten lassen und die im Mittel wenigstens eine Isocyanatfunktion pro Molekül aufweisen, bei dem Organopolysiloxane (S1) mit wenigstens einer reaktiven Gruppe pro Molekül, die ausgewählt wird aus einer Aminoalkyl- und einer Hydroxyalkylgruppe mit Polyisocyanaten (J) mit mindestens 2 Isocyanatgruppen pro Molekül in Gegenwart einer zwischen den Reaktionspartnern (S1) und (J) lösungsvermittelnden Komponente (L) umgesetzt werden, wobei pro Mol reaktiver Gruppe mindestens 1,05 Mol Isocyanatgruppen anwesend sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Herstellverfahren für isocyanatfunktionelle Organopolysiloxane, diese enthaltende verschäumbare Zubereitungen sowie die daraus herstellbaren Schäume.
  • Sowohl reine Siliconschaumstoffe, als auch Polyurethan-Weichschäume, hergestellt aus organischen Polyolen und Di- oder Polyisocyanaten sind seit langem bekannt. Beide Stoffgruppen besitzen jedoch jeweils spezifische Vor- und Nachteile. So zeichnen sich Siliconschäume zwar in der Regel durch eine gute Hoch- und Tieftemperaturbeständigkeit sowie eine ausgezeichnete Flammfestigkeit aus, verfügen gleichzeitig allerdings auch über eine vergleichsweise hohe Dichte und ein nur sehr mäßiges mechanisches Eigenschaftsprofil. Polyurethan-Weichschäume hingegen besitzen meist eine hervorragende Mechanik. Ein Nachteil vieler Polyurethanschäume ist hingegen ein für viele Anwendungen unzureichendes Brandverhalten, welches – wenn überhaupt – nur durch große Mengen an zugesetzten Brandschutzmitteln ausgeglichen werden kann.
  • Durch den Einsatz von Silicon-Polyurethan-Copolymeren, d.h. von Polysiloxanen, die auch Polyurethan- und/oder Harnstoffeinheiten enthalten, ist es möglich, neuartige Schaumstoffe zu entwickeln, die neue und auf die jeweilige Anwendung genau zugeschnittene Kombinationen von Eigenschaften aufweisen. So lassen sich auf diese Weise insbesondere Schaumstoffe herstellen, die über eine gute Mechanik in Kombination mit einem gegenüber herkömmlichen Polyurethanschäumen deutlich verbesserten Brandverhalten verfügen.
  • In WO 03/080696 sind Siliconschaumstoffe beschrieben, die sich aus bestimmten hydroxyalkyl- und/oder aminoalkylfunktionellen Polysiloxanen mit Di- oder Polyisocyanaten herstellen lassen. Die Vernetzung der Silicone erfolgt dabei während der Schaumbildung. Als Treibmittel dient Wasser, das mit dem im Überschuß eingesetzten Isocyanaten unter Freisetzung von Kohlendioxid und der Bildung von Harnstoffeinheiten reagiert.
  • Dabei werden in WO 03/080696 zwei Verfahren zur Schaumherstellung beschrieben. Bei einem Verfahren wird das hydroxyalkyl- und/oder aminoalkylfunktionelle Siloxan zunächst mit Wasser emulgiert und die erhaltene Emulsion anschließend mit Di- oder Polyisocyanaten umgesetzt. Bei dem zweiten Verfahren wird das hydroxyalkyl- und/oder aminoalkylfunktionelle Siloxan zunächst mit einem Überschuß des Di- oder Polyisocyanates zu einem isocyanatfunktionellen Siloxan umgesetzt, welches dann in einem zweiten Reaktionsschritt mit Wasser vermischt und dabei verschäumt wird.
  • Nachteilig an beiden in WO 03/080696 beschriebenen Verfahren ist jedoch die Tatsache, daß die resultierenden Schäume oftmals noch kein befriedigendes Eigenschaftsprofil zeigen. So sind beispielsweise die erhaltenen Schaumstrukturen oftmals nur mäßig. Vor allem aber zeigen die Schäume in der Regel ein sogenanntes „Ausschwitzen" von unvernetzt gebliebenen Siloxanmolekülen.
  • In DE 41 08 326 C1 sind Siliconschaumstoffe beschrieben, die sich durch eine Reaktion von hydroxyalkylfunktionellen Polysiloxanen mit Di- oder Polyisocyanaten herstellen lassen. Zur Herstellung der Siloxanschäume werden dabei vergleichbare Verfahren angewendet wie in WO 03/080696. Daher treten hier auch dieselben Probleme auf.
  • Die Umsetzung von hydroxyalkyl- oder aminoalkylterminierten Polysiloxanen mit Di- oder Polyisocyanaten ist zudem noch aus weiteren Literaturstellen bekannt, u.a. aus US 5512650 oder WO 97/40103. Allerdings wird diese Reaktion dabei nicht zur Herstellung von Schaumstoffen sondern ausschließlich zur Erzeugung von Elastomeren oder von Prepolymeren für Hotmelt- oder Sealantanwendungen beschrieben. Auch sind die dort beschriebenen Verbindungen auf Grund ihrer hohen Molmassen und damit verbundenen sehr hohen Viskositäten nicht geeignet, um sie bei einem Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen aus Prepolymeren einzusetzen, bei dem die Vernetzung der Prepolymere erst während der Schaumbildung und bei niedrigen Temperaturen erfolgen soll.
    •
  • Aufgabe der Erfindung war die Entwicklung von Siloxan-Polyurethan-Copolymerschäumen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen.
  • Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von organisch modifizierten Organopolysiloxanen (S), die sich mit Treibmitteln, die ausgewählt werden aus Wasser und physikalischen Treibmitteln, aufschäumen und zu Schäumen aushärten lassen, und die im Mittel wenigstens eine Isocyanatfunktion pro Molekül aufweisen, bei dem Organopolysiloxane (S1) mit wenigstens einer reaktiven Gruppe pro Molekül, die ausgewählt wird aus einer Aminoalkyl- und einer Hydroxyalkylgruppe mit Polyisocyanaten (J) mit mindestens 2 Isocyanatgruppen pro Molekül in Gegenwart einer zwischen den Reaktionspartnern (S1) und (J) lösungsvermittelnden Komponente (L) umgesetzt werden, wobei pro Mol reaktiver Gruppe mindestens 1,05 Mol Isocyanatgruppen anwesend sind.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden isocyanatfunktionelle Organopolysiloxane (S) oder gegebenenfalls auch Mischungen dieser Siloxane mit Polyisocyanaten (J) erhalten. Die erhaltenen Polysiloxane (S) sind vorzugsweise linear oder verzweigt.
  • Die Organopolysiloxane (S) bzw. Mischungen aus den Organopolysiloxanen (S) und überschüssigen Polyisocyanaten (J) werden meist in verschäumbaren Zubereitungen (Z) eingesetzt, die zudem noch weitere Zusätze enthalten.
  • Die erfindungsgemäßen Organopolysiloxane (S) sowie diese enthaltende Mischungen (Z) dienen zur Herstellung von Schäumen, bevorzugt Hart- oder Weichschäumen, insbesondere von Weichschäumen.
  • Der Erfindung liegt die überraschende Entdeckung zugrunde, daß die Nachteile der im Stand der Technik beschriebenen Verfahren auf die Tatsache zurückzuführen sind, daß die hydroxyalkyl- und/oder aminoalkylfunktionellen Siloxane (S1) nicht bzw. nur geringfügig mit den Di- oder Polyisocyanaten (J) mischbar sind. Dies führt dazu, daß bei der Herstellung von Silicon-Polyurethan-Copolymerschäumen entsprechend der Lehre des Standes der Technik ein Teil der Siloxane während der Schaumbildung nicht mit den Isocyanaten in Kontakt kommt und somit unvernetzt bleibt und „ausschwitzen" kann.
  • Durch den Zusatz der lösungsvermittelnden Komponente (L) wird während der Reaktion eine bessere Durchmischung der Reaktionspartner (S1) und (J) erreicht. Bevorzugt bilden die beiden Komponenten während der Reaktion eine homogene Phase. Dies führt nicht nur dazu, daß die Silicone (S1) wesentlich vollständiger mit dem Isocyanatüberschuß abreagieren, sondern hat auch zur Folge, daß die resultierenden isocyanatfunktionellen Siloxane (S) eine deutlich homogenere Molmassenverteilung aufweisen. So liegen bei Abwesenheit der lösungsvermittelnden Komponente (L) die Reaktionspartner (S1) und (J) im Zweiphasengemisch vor, so daß die Reaktion hauptsächlich an der Phasengrenze stattfindet. Dies würde – sofern nicht nur die Isocyanate (J) sondern auch die Siloxane (S1) mehrheitlich über mindestens zwei reaktive Gruppen verfügen – zur Entstehung von extrem hochmolekularen Verbindungen führen, da an der Phasengrenze sowohl die di- oder polyfunktionellen Siloxane (S1) als auch die polyfunktionellen Isocyanate (J) weitgehend vollständig abreagieren.
  • Liegen die Reaktionspartner (S1) und (J) während der Reaktion hingegen in weitgehend homogener Phase vor, so reagiert ein Großteil der im Überschuß vorhandenen Isocyanatfunktionen nicht ab. D.h. ein Großteil der eingesetzten Isocyanate (J) reagiert nur mit jeweils einer Isocyanatgruppe und führt somit zur Entstehung von – die Molmasse begrenzenden – Kettenterminierungen. Durch den Zusatz der zwischen den Reaktionspartnern (S1) und (J) lösungsvermittelnden Komponente (L) kann somit die Viskosität der resultierenden Siloxane (S) deutlich vermindert und/oder ein Gelieren der Reaktionsmischung verhindert werden.
  • Bei der lösungsvermittelnden Komponente (L) kann es sich prinzipiell um jedwede Verbindung oder auch Mischung verschiedener Verbindungen handeln, die die wechselseitige Löslichkeit der Siloxane (S1) und der Isocyanate (J) nachweislich verbessert. Bevorzugt ist die Komponente (L) inert bzw. weitgehend inert gegenüber Isocyanaten. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung handelt es sich bei der Komponente (L) um Verbindungen, die im fertigen Schaum verbleiben, z.B. um niedermolekulare Flammschutzmittel mit entsprechend guten Löslichkeitseigenschaften für die Komponenten (S1) und (J).
  • Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Komponente (L) jedoch um ein Lösungsmittel oder eine Lösungsmittelmischung, das bzw. die in der Lage ist, sowohl die Siloxane (S1) als auch die Isocyanate (J) zu lösen.
  • Das Lösungsmittel (L) wird dabei bevorzugt in einer Menge zugegeben, die ausreichend ist, um beide Reaktionspartner (S1) und (J) vollständig zu lösen, so daß deren Reaktion in einer einphasigen Lösung stattfindet. Besonders bevorzugt wird die Menge des Lösungsmittels (L) dabei so gewählt, daß sie gerade eben hinreichend ist, um eine Reaktion von Siloxan (S1) und Isocyanat (J) in einphasiger Lösung zu erreichen. Ebenso werden Lösungsmittel mit guten Lösungseigenschaften bevorzugt, so daß möglichst geringe Lösungsmittelmengen hinreichend sind.
  • Beispiele für geeignete Lösungsmittel (L) sind Ether, insbesondere aliphatische Ether, wie Dimethylether, Diethylether, Methyl-t-butylether, Diisopropylether, Dioxan oder Tetrahydrofuran, Ester, insbesondere aliphatische Ester, wie Ethylacetat oder Butylacetat, Ketone, insbesondere aliphatische Ketone, wie Aceton oder Methylethylketon, sterisch gehinderte Alkohole, insbesondere aliphatische Alkohole, wie t-Butanol, tertiäre Amine wie Triethylamin, Tributylamin oder Pyridin, Amide wie DMF aromatische Kohlenwasserstoffe wie Toluol oder Xylol, aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Cyclopentan, Hexan, Cyclohexan, Heptan, Chlorverbindungen, insbesondere Chlorkohlenwasserstoffe, wie Dichlormethan oder Chloroform und CO2. Die Lösungsmittel (L) können einzeln oder auch in Mischungen eingesetzte werden. Bevorzugte Lösungsmittel (L) sind Ketone, Ether, Chlorverbindungen und Ester, besonders bevorzugt sind Aceton, Dioxan, Methylethylketon, Methyl-t-butylether, Dichlormethan und Tehtrahydrofuran.
  • Vorzugsweise weist die lösungsvermittelnde Komponente (L) einen Siedepunkt von 20 bis 120°C, insbesondere von 30 bis 80°C bei 0,10 MPa.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als lösungsvermittelnde Komponente (L) ein Lösungsmittel oder ein Lösungsmittelgemisch eingesetzt, wobei das Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch ganz oder teilweise entfernt wird, nachdem die Umsetzung der Organopolysiloxane (S1) und der Di- und/oder Polyisocyanaten (J) abgeschlossen oder zumindest weitgehend abgeschlossen ist.
  • Besonders bevorzugt ist dabei das folgende Vorgehen: Die Organopolysiloxane (S1) mit wenigstens einer Gruppe pro Molekül, die ausgewählt wird aus einer Aminoalkyl- und einer Hydroxyalkylgruppe werden in Gegenwart eines Lösungsmittels (L) mit einem Überschuß an Polyisocyanaten (J) mit mindestens 2 Isocyanatgruppen pro Molekül zu den isocyanatfunktionellen Siloxanen (S) umgesetzt. Dabei reagieren die Siloxane (S1) bevorzugt vollständig ab, so daß eine Mischung resultiert, die neben den isocyanatfunktionellen Siloxanen (S) auch noch Anteile an nicht umgesetzten Polyisocyanaten (J) enthält. Anschließend kann das Lösungsmittel (L) destillativ ganz oder teilweise entfernt werden. Die resultierende verschäumbare Mischung bleibt dabei bevorzugt homogen, da die isocyanatmodifizierten Siloxane (S) nach der Organomodifizierung eine hinreichende Löslichkeit für die überschüssigen Isocyanate (J) aufweisen.
  • Gegebenenfalls können dieser Mischung zu einem beliebigen Zeitpunkt während oder nach ihrer Herstellung auch noch weitere Zusätze zugesetzt werden, um verschäumbare Zubereitungen (Z) zu erhalten.
  • Die Organopolysiloxane (S1) sind vorzugsweise linear oder verzweigt. Als Organopolysiloxane (S1) werden bevorzugt Siloxane eingesetzt, deren Aminoalkyl- oder Hydroxyalkylgruppen der allgemeinen Formel (1) -O-(SiR1R2)-R3-Z (1)entsprechen, wobei
    R1 einen monovalenten, gegebenenfalls mit -CN, oder Halogen substituierten C1-C12-Kohlenwasserstoffrest, in dem eine oder mehrere, einander nicht benachbarte Methyleneinheiten durch Gruppen -O- oder NR3 ersetzt sein können, oder einen gegebenenfalls durch C1-C6-Alkylreste, -CN oder Halogen substituierten Phenylrest,
    R2 ein Wasserstoffatom oder einen Rest R1,
    R3 einen divalenten, gegebenenfalls cyano-, alkyl-, hydryoxy-, amino-, aminoalkyl-, hydroxyalkyl- oder halogensubstituierten C1-C12-Kohlenwasserstoffrest, in dem eine oder mehrere, einander nicht benachbarte Methyleneinheiten durch Gruppen -O- oder NR3 ersetzt sein können und
    Z eine Gruppe OH oder NH2
    darstellen.
  • Als Reste R1 werden bevorzugt unverzweigte Alkylgruppen, vorzugsweise mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, oder aromatische Kohlenwasserstoffe eingesetzt. Insbesondere Methylgruppen stellen besonders bevorzugte Reste R1 dar. Reste R2 sind vorzugsweise unsubstituiert. Bevorzugte Reste R3 sind insbesondere lineare Alkylenketten mit 1 bis 6, vorzugsweise 1 oder 3 Kohlenstoffatomen oder cyclische Kohlenwasserstoffreste. Ebenfalls bevorzugte Reste R3 sind zudem Alkylenketten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 3 oder 5 Kohlenstoffatomen, deren Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Sauerstoffatome oder eine Gruppe NR4 unterbrochen ist.
  • Als Reste R4 bevorzugt werden Wasserstoff, Alkylgruppen, Arylgruppen, Aminoalkylgruppen oder Hydroxyalkylgruppen, vorzugsweise mit jeweils 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wobei Wasserstoff und Methylgruppen besonders bevorzugt werden. Bei der Gruppe Z handelt es sich besonders bevorzugt um eine Aminfunktion.
  • Bevorzugt werden verzweigte oder unverzweigte Organopolysiloxane (S1) eingesetzt, deren Kettenenden zu mindestens 90 %, insbesondere zu mindestens 95 % mit Aminoalkyl- oder Hydroxyalkylgruppen der allgemeinen Formel (1) endterminiert sind. An einem Organopolysiloxanmolekül (S1) können gegebenenfalls sowohl Aminoalkyl- als auch Hydroxyalkylgruppen der allgemeinen Formel (1) vorhanden sein.
  • Besonders bevorzugt werden Organopolysiloxane (S1) eingesetzt, die entweder ausschließlich oder zu mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt zu mindestens 70 Gew.-%, besonders bevorzugt zu mindestens 90 Gew.-% aus linearen Siloxanen der allgemeinen Formel (2) Z-R3-[-SiR1R2O-]m-SiR1R2-R3-Z (2)bestehen, wobei
    m eine ganze Zahl darstellt, wobei der Mittelwert von m zwischen 1 und 10000 liegt, und
    R1, R2, R3 und Z die vorstehenden Bedeutungen aufweisen.
  • Bevorzugte Mittelwerte für m sind 10 bis 1000, wobei Mittelwerte von 15 bis 500, insbesondere von 30 bis 300 besonders bevorzugt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Siloxane (S1) der allgemeinen Formel (2) mit weiteren Siloxanen (S1) gemischt, die im Mittel mehr als zwei Gruppen aufweisen, die ausgewählt werden aus Aminoalkyl- und Hydroxyalkylfunktionen. Dabei kann es sich sowohl um verzweigte und mit Gruppen, die ausgewählt werden aus Aminoalkyl- und Hydroxyalkylfunktionen terminierte Siloxane (S1) oder auch um unverzweigte Siloxane mit lateralen Gruppen, die ausgewählt werden aus Aminoalkyl- und Hydroxyalkylfunktionen handeln.
  • Bei einem besonders bevorzugten Verfahren werden die linearen Organopolysiloxane (S1) der allgemeinen Formel (2) aus Organopolysiloxanen der allgemeinen Formel (3) H-O[-SiR1 2O]m-H (3),und Organosiliciumverbindungen der allgemeinen Formeln (4) bis (6)
    Figure 00110001
    herstellt, wobei
    k eine ganze Zahl von mindestens 2 bedeutet und
    R1 und m die vorstehenden Bedeutungen aufweisen.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung werden als Komponente (S1) Siloxane eingesetzt, die zusätzlich zu den Amino- und/oder Hydroxyalkylfunktionen auch noch über Phosphonatoalkylfunktionen der Formel (7) -R5-P(O)(OR6)2 (7)verfügen, wobei R5 die Bedeutungen von R3 aufweisen und R6 die Bedeutungen von R1 aufweisen. Die Phosphatfunktionen können dabei die Verträglichkeit zwischen den Siloxanen (S1) und den Isocyanaten (J) verbessern.
  • Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Siloxane (S1) weisen bevorzugt einen möglichst geringen Anteil an nicht gegenüber Isocyanaten reaktiven Siloxanen auf. Insbesondere weisen sie bevorzugt einen möglichst niedrigen Anteil an nicht isocyanatreaktiven cyclischen Siloxanen auf. So können nicht reaktive Siloxane gegebenenfalls eine entschäumende Wirkung besitzen und somit die Schaumstruktur der ausgehärteten Schäume verschlechtern. Gegebenenfalls kann es vorteilhaft sein, nicht isocyanatreaktive Siloxancyclen destillativ aus den Siloxanen (S1) zu entfernen, bevor diese in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.
  • Als Polyisocyanate (J) können sämtliche bekannten Di- oder Polyisocyanate eingesetzt werden. Bevorzugt werden Polyisocyanate (J) der allgemeinen Formel (8) Q(NCO)n (8),eingesetzt, wobei
    Q einen n-funktionellen aromatischen oder aliphatischen Kohlenwasserstoffrest und
    n eine ganze Zahl von mindestens 2 bedeutet.
  • Vorzugsweise weist Q 4 bis 30 Kohlenstoffatome auf. Vorzugsweise bedeutet n eine eine ganze Zahl von höchstens 5. Beispiele für gebräuchliche Diisocyanate (J) sind Diisocyanatodiphenylmethan (MDI), sowohl in Form von rohem oder technischem MDI als auch in Form reiner 4,4' bzw. 2,4' Isomeren oder deren Zubereitungen, Tolylendiisocyanat (TDI) in Form seiner verschiedenen Regioisomere, Diisocyanatonaphthalin (NDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), 1,3-Bis(1-isocyanato-1-methylethyl)benzene (TMXDI) oder auch von Hexamethylendiisocyanat (HDI). Beispiele für Polyisocyanate (J) sind polymeres MDI (p-MDI), Triphenylmethantriisocanat oder Biuret- oder Isocyanurattrimerisate der oben genannten Isocyanate. Die Di- und/oder Polyisocyanate (J) können allein oder im Gemisch eingesetzt werden.
  • Bei der Umsetzung der Organosiloxane (S1) mit den Polyisocyanaten (J) werden die Polyisocyanate (J) vorzugsweise in einem Überschuß verwendet, so daß pro Mol reaktiver Aminoalkyl- bzw. Hydroxyalkylgruppe der Organopolysiloxane (S1) mindestens 1,5 Mol, insbesondere 2 bis 10 Mol Isocyanatgruppen eingesetzt werden. Der molare Überschuß an Isocyanaten wird vorzugsweise bei der Schaumbildung für die Umsetzung mit Wasser verbraucht.
  • Bei der Herstellung der Organosiloxane (S) können neben den Siloxanen (S1) und den Polyisocyanaten (J) auch noch weitere Komponenten mit Isocyanatfunktionen und/oder isocyanatreaktiven Gruppen eingesetzt und mit in die Organosiloxane (S) eingebaut werden. Beispielhaft genannt seinen hier Monoisoyanate, isocyanatfunktionelle organische Oligomere oder (Pre-)Polymere, monomere Alkohole, monomere Diole wie Glycol, Propandiol, Butandiol, monomere Oligoole wie Pentaerythrit oder Trihydroxymethylethan, oligomere oder polymere Alkohole mit einer, zwei oder mehreren Hydroxylgruppen wie Polyethylen- oder Polypropylenoxide, Wasser, monomere Amine mit einer, zwei oder mehreren Aminfunktionen wie Ethylendiamin, Hexamethylendiamin sowie auch oligomere oder polymere Amine mit einer, zwei oder mehreren Aminfunktionen. Der Gewichtsanteil dieser zusätzlichen Verbindungen liegt typischerweise unter 30 Gew.-%, bevorzugt unter 15 Gew.-% und besonders bevorzugt unter 5 Gew.-%, bezogen auf die isocyanatfunktionellen Organosiloxane (S1).
  • Die erfindungsgemäße Herstellung der Siloxane (S) kann durch den Einsatz von Katalysatoren (K) beschleunigt werden. Als Katalysatoren (K) werden vorzugsweise saure oder basische Verbindungen verwendet, z.B. teilveresterte Phosphorsäuren, Carbonsäuren, teilveresterte Carbonsäuren, Alkylammoniumhydroxide, Ammoniumalkoxide, Alkylammoniumfluoride oder Aminbasen, Organo-Zinnverbindungen, Organo-Zinkverbindungen, Organo-Titanverbindungen. Gegebenenfalls werden die verwendeten Katalysatoren (K) nach der Beendigung der Reaktion deaktiviert, z.B. durch Zugabe von Katalysator-Giften oder – bei sauren oder basischen Katalysatoren (K) – durch Neutralisation. Durch diese Deaktivierung kann die Lagerstabilität der Siloxane (S) bzw. der diese enthaltenden Zubereitungen (Z) verbessert werden.
  • Die erfindungsgemäßen Organopolysiloxane (S) bzw. Mischungen aus den Organopolysiloxanen (S) und überschüssigen Polyisocyanaten (J) werden meist in verschäumbaren Zubereitungen (Z) eingesetzt, die zudem noch weitere Zusätze enthalten. Die Zugabe sämtlicher Zusätze kann dabei zu jedem Zeitpunkt vor, während oder nach der erfindungsgemäßen Herstellung der Organosiloxane (S) erfolgen.
  • Einen bevorzugten Zusatz zu den verschäumbaren Zubereitungen (Z) stellen dabei Füllstoffe (F) dar. Hier können sämtliche nicht verstärkende Füllstoffe, also Füllstoffe mit einer BET-Oberfläche von bis zu 50 m2/g, wie Kreide oder verstärkende Füllstoffe, also Füllstoffe mit einer BET-Oberfläche von mindestens 50 m2/g, wie Ruß, gefällte Kieselsäure oder pyrogene Kieselsäure eingesetzt werden. Insbesondere hydrophobe wie auch hydrophile pyrogene Kieselsäuren stellen dabei einen bevorzugten Füllstoff dar. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine pyrogene Kieselsäure eingesetzt, deren Oberfläche mit Hydroxyalkyl- oder insbesondere mit Aminoalkylfunktionen modifiziert worden ist. Diese modifizierte Kieselsäure kann chemisch mit in das Schaumpolymer eingebaut werden. Die Füllstoffe (F) – insbesondere als Füllstoffe eingesetzte pyrogene Kieselsäuren – können dabei verschiedene Funktionen wahrnehmen. So können sie zur Einstellung der Viskosität der schäumbaren Mischung (Z) verwendet werden. Vor allem aber können sie während der Verschäumung eine „Stützfunktion" wahrnehmen und so zu Schäumen mit besserer Schaumstruktur führen. Schließlich können auch die mechanischen Eigenschaften der resultierenden Schäume durch den Einsatz von Füllstoffen (F) – insbesondere durch den Einsatz von pyrogener Kieselsäure – entscheidend verbessert werden.
  • Des weiteren können die schäumbaren Zubereitungen (Z) Katalysatoren (K2) enthalten, die die Schaumhärtung beschleunigen. Als Katalysatoren (K2) sind u.a. Organozinnverbindungen geeignet. Beispiele sind Dibutylzinndilaurat, Dioctylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndioctoat oder Dibutylzinn-bis-(dodecylmercaptid). Zudem kommen auch zinnfreie Katalysatoren (K2) z.B. organische Titanate, Eisenkatalysatoren, wie organische Eisenverbindungen, organische und anorganische Schwermetallverbindungen oder Amine in Frage. Als Beispiel für eine organische Eisenverbindung sei Eisen(III)acetylacetonat genannt. Beispiele für Amine sind Triethylamin, Tributylamin, 1,4-Diazabicyclo[2,2,2]octan, N,N-Bis-(N,N-dimethyl-2-aminoethyl)-methylamin, N,N-Dimethylcyclohexylamin, N,N-Dimethylphenlyamin, Bis-N,N-dimethylaminoethylether, N,N-Dimethyl-2-aminoethanol, N,N-Dimethylaminopyridin, N,N,N,N-Tetramethyl-bis-(2-Aminoethylmethylamin, 1,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en, 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en, N-Ethylmorpholin oder N,N'-Dimethylaminopyridin.
  • Die Katalysatoren (K2) können einzeln oder als Gemisch eingesetzt werden. Gegebenenfalls können die bei der Herstellung der Siloxane (S) eingesetzten Katalysatoren (K) gleichzeitig auch als Katalysatoren (K2) zur Schaumhärtung dienen.
  • Bezogen auf die schäumbare Zubereitung (Z) wird der Katalysator (K2) bevorzugt in einer Menge von 0,1–6,0 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von 0,3–4,0 Gew.-% eingesetzt.
  • In vielen Fällen ist es von Vorteil, den schäumbaren Zubereitungen (Z) Schaumstabilisatoren (ST) zuzugeben. Als geeignete Schaumstabilisatoren (ST) können beispielsweise die handelsüblichen durch Polyetherseitenketten modifizierten Siliconoligomere eingesetzt werden, die auch zur Herstellung von herkömmlichen Polyurethanschäumen eingesetzt werden. Die Schaumstabilisatoren werden in Mengen von bis zu 6 Gew.-%, vorzugsweise von 0,3 bis 3 Gew.-%, jeweils bezogen auf die schäumbaren Zubereitungen (Z), eingesetzt.
  • Weiterhin kann auch der Zusatz von Zellregulantien, Thixotropiermitteln und/oder Weichmachern vorteilhaft sein. Zur weiteren Verbesserung der Brandbeständigkeit können den schäumbaren Zubereitungen (Z) zudem Flammschutzmittel zugesetzt werden, z.B. phosphorhaltige Verbindungen, vor allem Phosphate und Phosphonate, sowie auch halogenierte Polyester und Polyole oder Chlorparaffine.
  • Zudem können die Zubereitungen (Z) auch physikalische Treibmittel (T) enthalten. Als physikalische Treibmittel (T) werden bevorzugt niedermolekulare Kohlenwasserstoffe wie z.B. Propan, Butan oder Cyclopentan, Dimethylether, fluorierte Kohlenwasserstoffe wie 1,1-Difluorethan oder 1,1,1,2-Tetrafluorethan oder CO2 verwendet. Die Schaumherstellung kann dabei gegebenenfalls ausschließlich durch die physikalischen Treibmittel (T) erfolgen. Meist allerdings erfolgt die Schaumbildung vor allem durch eine Reaktion der isocyanatfunktionellen Siloxane mit Wasser als chemischem Treibmittel. Doch auch in diesem Fall kann ein Einsatz physikalischer Treibmitteln (T) in Kombination mit Wasser als chemischem Treibmittel vorteilhaft sein, um so zu Schäumen mit geringerer Dichte zu gelangen.
  • Die Siloxane (S) bzw. die diese enthaltenden Zubereitungen (Z) werden bevorzugt zur Herstellung von Siloxan-Polyurethan-Copolymerschäumen bzw. Siloxan-Polyharnstoff-Copolymerschäumen eingesetzt. Dabei können die Siloxane (S) bzw. Zubereitungen (Z) in Form 1-komponentiger Systeme eingesetzt werden. Die Schaumbildung erfolgt dabei durch ein physikalisches Treibmittel (T). Nach dem Aufbringen des Schaumes härtet dieser durch eine Reaktion mit der Luftfeuchtigkeit aus.
  • Bevorzugt werden die Siloxane (S) bzw. die Zubereitungen (Z) jedoch in 2-komponentigen Systemen eingesetzt, bei dem beide Komponenten kurz vor der Verschäumung miteinander vermischt werden. Die Härtung des Schaumes erfolgt dann durch eine Reaktion der beiden Komponenten miteinander. Dabei stellen die Siloxane (S) bzw. die Zubereitungen (Z) die erste Schaumkomponente dar. Als zweite Komponente können prinzipiell sowohl Wasser wie auch sämtliche Verbindungen (V) mit bevorzugt mindestens zwei isocyanatreaktiven Funktionen dienen. Als Beispiele für geeignete Verbindungen (V) seien aminoalkyl- oder hydroxyalkylfunktionellen Siloxane (S1) wie auch monomere Alkohole, monomere Diole wie Glycol, Propandiol, Butandiol, monomere Oligoole wie Pentaerythrit oder Trihydroxymehtylethan, oligomere oder polymere Alkohole mit einer, zwei oder mehreren Hydroxylgruppen wie Etylen- oder Propylenglykole, Wasser, monomere Aminen mit einer, zwei oder mehreren Aminfunktionen wie Etylendiamin, Hexamethylendiamin sowie auch oligomere oder polymere Amine mit einer, zwei oder mehreren Aminfunktionen genannt. Die Schaumbildung erfolgt dabei mit einem physikalischen Treibmittel (T), die Schaumhärtung durch die Reaktion der Siloxane (S) mit der zweiten Schaumkomponente.
  • Bevorzugt enthält die zweite Schaumkomponente als isocyanatreaktive Verbindung jedoch vor allem Wasser.
  • Schaumbildung wie auch Schaumhärtung erfolgen dabei durch eine Reaktion der Siloxane (S) mit dem Wasser. Die Schaumbildung kann jedoch auch durch den Einsatz eines physikalischen Treibmittels (T), die Schaumhärtung durch den Einsatz weiterer isocyanatreaktiver Verbindungen (V) mit bevorzugt mindestens zwei isocyanatreaktiven Funktionen unterstützt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die zweite Komponente außer Wasser keine weiteren isocyanatreaktiven Verbindungen.
  • Werden die Siloxane (S) bzw. Zubereitungen (Z) in Form von 2-komponentigen Mischungen eingesetzt, können sämtliche Additive wie beispielsweise die Katalysatoren (K2), Füllstoffe (F), Schaumstabilisatoren (ST), physikalische Treibmittel (T), Zellregulantien, Thixotropiermitteln und/oder Brandschutzmittel jeder der beiden Komponenten oder gegebenenfalls sogar in beiden Komponenten gleichzeitig vorhanden sein. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden insbesondere die Katalysatoren (K2) nicht den Siloxanen (S) bzw. Zubereitungen (Z) sondern der zweiten – isocyanatreaktiven – Komponente zugesetzt, um so die Lagerstabilität der Siloxane (S) bzw. der diese enthaltenden Zubereitungen (Z) zu erhöhen.
  • Werden die Siloxane (S) bzw. Zubereitungen (Z) in Form von 2-komponentigen Mischungen eingesetzt, kann es zudem vorteilhaft sein, eine oder mehrere weitere lösungsvermittelnde Komponenten (L2) einzusetzen, um die Verträglichkeit der beiden Schaumkomponenten miteinander zu verbessern. Dies gilt insbesondere dann, wenn die zweite Schaumkomponente Wasser als isocyanatreaktive Verbindung enthält. Bei dieser weiteren lösungsvermittelnden Komponente (L2) kann es sich zum einen um einen Emulgator (E) handeln, der die Bildung von Silicon-Wasser-Emulsionen ermöglicht bzw. erleichtert. Bevorzugt werden dabei 0,001–0,5 g, besonders bevorzugt 0,02–0,1 g Emulgator pro 1 g Wasser verwendet. Beispiele für Emulgatoren (E) stellen beispielsweise Fettalkoholpolyglykolether, Fettalkoholpolyglycerinether, Polyoxyethylenglycerinester Isotridecanolethoxylat oder Polyol-modizifierte Silconöle dar.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als lösungsvermittelnde Komponenten (L2) jedoch Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemische eingesetzt. Besonders vorteilhaft ist auch der kombinierte Einsatz von Lösungsmitteln und Emulgatoren (E). Dabei können prinzipiell dieselben Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemische eingesetzt werden, die auch als Komponente (L) verwendet werden. Bevorzugt wird das Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch in der zweiten, wasserhaltigen Schaumkomponente eingesetzt, wobei wasserlösliche Lösungsmittel besonders bevorzugt werden. Beispiele für besonders geeignete Lösungsmittel stellen THF, Dioxan, Chloroform oder Aceton dar.
  • Alle vorstehenden Symbole der vorstehenden Formeln weisen ihre Bedeutungen jeweils unabhängig voneinander auf. In allen Formeln ist das Siliciumatom vierwertig.
  • Soweit nicht anders angegeben sind alle Mengen- und Prozentangaben auf das Gewicht bezogen, alle Drücke 0,10 MPa (abs.) und alle Temperaturen 20°C.
    •
  • Beispiel 1:
  • 49,10 g eines linearen Organopolysiloxans der Formel H2N-(CH2)3-[(CH3)2-SiO]129Si(CH3)2-(CH2)3-NH2 wurden in 50 ml absolutem THF bei 0°C mit p-MDI (0,10 g in 30 ml absolutem THF) innerhalb von 50 min umgesetzt. Die so erhaltene Lösung wurde anschließend bei 0°C innerhalb von 30 min zu einer Lösung von TDI (4.30 g in 18 ml absolutem THF) zugetropft und so bei 0°C zur Reaktion gebracht. Das Reaktionsgemisch wurde dann auf Raumtemperatur erwärmt, weitere zwei Stunden gerührt und im Anschluß daran im Vakuum vom Lösungmittel befreit.
  • Beispiel 2:
  • 10.00 g des Prepolymers von Beispiel 1 wurden in 3.2 ml absolutem THF gelöst und mit 0,08 g N,N,N',N'-Tetramethyl-bis-(2-aminoethyl)-methylamin (Jeffcat® PMDETA von Hutsman Corp.) als Katalysator und 0,11 g Emulgator (Atlas G-1300 von Deutsche ICI GmbH, Frankfurt am Main) versetzt. Das so erhaltene Gemisch wurde zunächst mit einem schnelllaufenden KPG-Rührer zu einer homogenen Emulsion verarbeitet. Anschließend wurden 0,18 g Wasser schnell zugegeben und wieder durch einen schnelllaufenden KPG-Rührer zu einer homogenen Mischung emulgiert. Nach ca. 30 sec. setzte eine exotherme Reaktion mit Schaumentwicklung ein. Die Schaumbildung war nach weiteren ca. 30 sec. abgeschlossen, während die Wärmeentwicklung noch ca. 60 sec. anhielt. Es resultierte ein elastischer, grobporiger Schaum, welcher sich in der Bunsenbrennerflamme als nicht brennbar erwies.
  • Beispiel 3:
  • Es wurde nach der Arbeitsweise von Beispiel 2 vorgegangen mit dem Unterschied, dass die Wassermenge auf 0,09 g halbiert wieder. Es resultierte ein elastischer, unbrennbarer Schaum mit grober Schaumstruktur.
  • Beispiel 4:
  • Es wurde nach der Arbeitsweise von Beispiel 2 vorgegangen mit dem Unterschied, dass die Wasserzugabe in Form einer etherischen Lösung (0,18 g Wasser in 3,0 ml THF) erfolgte. Es resultierte ein elastischer, unbrennbarer Schaum mit gleißmäßiger feiner Porengröße.
  • Beispiel 5:
  • Es wurde nach der Arbeitsweise von Beispiel 4 vorgegangen mit dem Unterschied, dass die Menge des Katalysators N,N,N',N'-Tetramethyl-bis-(2-aminoethyl)-methylamin auf 0,16 g verdoppelt. Es resultierte ein elastischer, unbrennbarer Schaum mit gleißmäßiger feiner Porengröße. Gegenüber dem Schaum aus Beispiel 4 war die durchschnittliche Porengröße leicht erniedrigt.
  • Beispiel 6:
  • Es wurde nach der Arbeitsweise von Beispiel 2 vorgegangen mit dem Unterschied, dass 0,05 g einer hydrophilen, pyrogenen Kieselsäure (HDK® V15 von Wacker) vor der Wasserzugabe in das Prepolymer homogen dispergiert wurde. Es resultierte ein elastischer, unbrennbarer Schaum mit feiner Porengröße. Während die Porengröße mit dem Schaum aus Beispiel 5 vergleichbar war, wies dieser Schaum eine deutlich höhere mechanische Härte auf.
  • Beispiel 7:
  • Es wurde nach der Arbeitsweise von Beispiel 2 vorgegangen mit dem Unterschied, dass 0,20 g einer hydrophilen, pyrogenen Kieselsäure (HDK® V15 von Wacker) vor der Wasserzugabe in das Prepolymer homogen dispergiert wurde. Es resultierte ein elastischer, unbrennbarer Schaum mit mittlerer Porengröße. Gegenüber dem Schaum aus Beispiel 6 wies dieser Schaum eine hohe Dichte und eine extrem hohe mechanische Härte auf.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung von organisch modifizierten Organopolysiloxanen (S), die sich mit Treibmitteln, die ausgewählt werden aus Wasser und physikalischen Treibmitteln, aufschäumen und zu Schäumen aushärten lassen, und die im Mittel wenigstens eine Isocyanatfunktion pro Molekül aufweisen, bei dem Organopolysiloxane (S1) mit wenigstens einer reaktiven Gruppe pro Molekül, die ausgewählt wird aus einer Aminoalkyl- und einer Hydroxyalkylgruppe mit Polyisocyanaten (J) mit mindestens 2 Isocyanatgruppen pro Molekül in Gegenwart einer zwischen den Reaktionspartnern (S1) und (J) lösungsvermittelnden Komponente (L) umgesetzt werden, wobei pro Mol reaktiver Gruppe mindestens 1,05 Mol Isocyanatgruppen anwesend sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Komponente (L) ein Lösungsmittel oder eine Lösungsmittelmischung ist, das bzw. die in der Lage ist, sowohl die Siloxane (S1) als auch die Isocyanate (J) zu lösen.
  3. Verfahren nach nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Lösungsmittel (L) in einer Menge zugegeben wird, die ausreichend ist, um beide Reaktionspartner (S1) und (J) vollständig zu lösen.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, bei dem das Lösungsmittel (L) ausgewählt wird aus Ethern, Estern, Ketonen, tertiären Aminen, aromatischen und aliphatischen Kohlenwasserstoffen, Chlorkohlenwasserstoffen und CO2.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, bei dem Organopolysiloxane (S1) eingesetzt werden, deren Aminoalkyl- oder Hydroxyalkylgruppen der allgemeinen Formel (1) -O-(SiR1R2)-R3-Z (1)entsprechen, wobei R1 einen monovalenten, gegebenenfalls mit -CN, oder Halogen substituierten C1-C12-Kohlenwasserstoffrest, in dem eine oder mehrere, einander nicht benachbarte Methyleneinheiten durch Gruppen -O- oder NR3 ersetzt sein können, oder einen gegebenenfalls durch C1-C6-Alkylreste, -CN oder Halogen substituierten Phenylrest, R2 ein Wasserstoffatom oder einen Rest R1, R3 einen divalenten, gegebenenfalls cyano-, alkyl-, hydryoxy-, amino-, aminoalkyl-, hydroxyalkyl- oder halogensubstituierten C1-C12-Kohlenwasserstoffrest, in dem eine oder mehrere, einander nicht benachbarte Methyleneinheiten durch Gruppen -O- oder NR3 ersetzt sein können und Z eine Gruppe OH oder NH2 darstellen.
  6. Isocyanatfunktionelle Organopolysiloxane (S) erhältlich nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 5.
  7. Verschäumbare Zubereitungen (Z), enthaltend Organopolysiloxane (S) gemäss Anspruch 6 und weitere Zusätze.
  8. Verschäumbare Zubereitungen (Z), nach Anspruch 8, welche Mischungen aus den Organopolysiloxanen (S) und Polyisocyanaten (J) enthalten.
  9. Schäume, herstellbar durch Einsatz der Organopolysiloxane (S) gemäss der Ansprüche 1 bis 6 und aus den verschäumbaren Zubereitungen (Z) gemäss den Ansprüchen 7 und 8.
DE102006013416A 2006-03-23 2006-03-23 Siliconhaltige Schaumstoffe Withdrawn DE102006013416A1 (de)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006013416A DE102006013416A1 (de) 2006-03-23 2006-03-23 Siliconhaltige Schaumstoffe
EP07712411A EP1996638A2 (de) 2006-03-23 2007-03-01 Siliconhaltige schaumstoffe
PCT/EP2007/051961 WO2007107435A2 (de) 2006-03-23 2007-03-01 Siliconhaltige schaumstoffe
US12/293,961 US20090105358A1 (en) 2006-03-23 2007-03-01 Silicone-containing foams
JP2009500803A JP2009530459A (ja) 2006-03-23 2007-03-01 シリコーン含有フォーム
CNA2007800100525A CN101405319A (zh) 2006-03-23 2007-03-01 含硅氧烷的泡沫体
KR1020087025831A KR101027184B1 (ko) 2006-03-23 2007-03-01 실리콘 함유 발포체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006013416A DE102006013416A1 (de) 2006-03-23 2006-03-23 Siliconhaltige Schaumstoffe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006013416A1 true DE102006013416A1 (de) 2007-09-27

Family

ID=38089196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006013416A Withdrawn DE102006013416A1 (de) 2006-03-23 2006-03-23 Siliconhaltige Schaumstoffe

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20090105358A1 (de)
EP (1) EP1996638A2 (de)
JP (1) JP2009530459A (de)
KR (1) KR101027184B1 (de)
CN (1) CN101405319A (de)
DE (1) DE102006013416A1 (de)
WO (1) WO2007107435A2 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007055703A1 (de) 2007-12-04 2009-06-10 Wacker Chemie Ag Siliconhaltiger Polyurethanschaum
DE102008001384A1 (de) 2008-04-25 2009-10-29 Wacker Chemie Ag Siliconhaltiger Polyisocyanuratschaum
DE102008054774A1 (de) 2008-12-16 2010-06-17 Wacker Chemie Ag Siliconhaltiger Polyurethanschaum
DE102010002880A1 (de) 2010-03-15 2011-09-15 Wacker Chemie Ag Siliconhaltiger Polyurethanschaum
DE102010062482A1 (de) 2010-12-06 2012-06-06 Wacker Chemie Ag Siliconhaltiger Polyurethanschaum

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013032718A1 (en) 2011-08-31 2013-03-07 Dow Global Technologies Llc Method for preparing flexible polyurethane foam with hydrolysable silane compounds
WO2013048999A1 (en) 2011-09-27 2013-04-04 Dow Global Technologies Llc Method for preparing flexible polyurethane foam with hydrolysable silane compounds
KR20210018696A (ko) 2019-08-09 2021-02-18 삼성전자주식회사 자기 메모리 장치
WO2023147155A2 (en) * 2022-01-31 2023-08-03 Cidra Corporate Services Llc Polymer surface modification via filler addition

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2356692A1 (de) * 1973-11-13 1975-05-22 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von schaumstoffen
DE3029272A1 (de) * 1980-08-01 1982-03-18 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur herstellung wasserdichter formkoerper aus zelligen polyurethan-elastomeren und ihre verwendung als federungselemente
DE4108326C1 (en) * 1991-03-14 1992-09-24 Wacker-Chemie Gmbh, 8000 Muenchen, De Silicone foams prodn. - by reacting di- or poly:isocyanate and propellant with linear organo-polysiloxane(s) in presence of tert. amine and organo-tin cpd.
GB2338239A (en) * 1998-06-12 1999-12-15 Schlegel Uk Ltd Polyurethane foam compositions
DE10212658A1 (de) * 2002-03-21 2003-10-16 Consortium Elektrochem Ind Siliconhaltige Schaumstoffe
CA2430817A1 (en) * 2002-06-06 2003-12-06 Chestnut Ridge Foam, Inc. Novel high resilient silicone foam and process for preparing same

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3246048A (en) * 1962-09-14 1966-04-12 Dow Corning Organosiloxane-polyether urethanes
FR1370886A (fr) * 1962-09-14 1964-08-28 Dow Corning Polyéther-uréthanes organosiloxanes
US4350777A (en) * 1980-03-28 1982-09-21 Bayer Aktiengesellschaft Impermeable molded articles of cellular polyurethane elastomers produced with organofunctional polysiloxane-derivatives and their use as spring elements
EP0160716A1 (de) * 1984-05-04 1985-11-13 Henkel Kommanditgesellschaft auf Aktien Isolierschaum
US5512650A (en) * 1986-06-20 1996-04-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Block copolymer, method of making the same, diamine precursors of the same, method of making such diamines and end products comprising the block copolymer
JP2525181B2 (ja) * 1987-05-22 1996-08-14 チッソ株式会社 シリコ−ン変性ポリウレタン及びその製造方法
US4839443A (en) * 1987-02-04 1989-06-13 Chisso Corporation Polysiloxane containing hydroxyl groups and a silicone-modified polyurethane using the same
GB8908490D0 (en) * 1989-04-14 1989-06-01 Ici Plc Prepolymers
CA2238420A1 (en) * 1995-11-30 1997-06-05 Leo Franciscus Verstrepen Process for preparing a flexible polyurethane foam
WO1997040103A1 (en) * 1996-04-25 1997-10-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Silicone compositions containing a silicone-urea segmented copolymer
JPH1060081A (ja) * 1996-08-21 1998-03-03 Mitsui Petrochem Ind Ltd ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームの製造方法
JP3758182B2 (ja) 1999-06-07 2006-03-22 日本ポリウレタン工業株式会社 硬質ポリウレタンフォーム用変性ポリイソシアネート組成物及びこれを用いた硬質ポリウレタンフォームの製造方法
JP2001026748A (ja) 1999-07-14 2001-01-30 Shin Etsu Chem Co Ltd シリコーンゴム用オーバーコート材及びシリコーンゴム部材
DE10137855A1 (de) * 2001-08-02 2003-02-27 Consortium Elektrochem Ind Organopolysiloxan/Polyharnstoff/ Polyurethan-Blockcopolymere

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2356692A1 (de) * 1973-11-13 1975-05-22 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von schaumstoffen
DE3029272A1 (de) * 1980-08-01 1982-03-18 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur herstellung wasserdichter formkoerper aus zelligen polyurethan-elastomeren und ihre verwendung als federungselemente
DE4108326C1 (en) * 1991-03-14 1992-09-24 Wacker-Chemie Gmbh, 8000 Muenchen, De Silicone foams prodn. - by reacting di- or poly:isocyanate and propellant with linear organo-polysiloxane(s) in presence of tert. amine and organo-tin cpd.
GB2338239A (en) * 1998-06-12 1999-12-15 Schlegel Uk Ltd Polyurethane foam compositions
DE10212658A1 (de) * 2002-03-21 2003-10-16 Consortium Elektrochem Ind Siliconhaltige Schaumstoffe
CA2430817A1 (en) * 2002-06-06 2003-12-06 Chestnut Ridge Foam, Inc. Novel high resilient silicone foam and process for preparing same

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009071510A1 (de) * 2007-12-04 2009-06-11 Wacker Chemie Ag Siliconhaltiger polyurethanschaum
DE102007055703A1 (de) 2007-12-04 2009-06-10 Wacker Chemie Ag Siliconhaltiger Polyurethanschaum
DE102008001384A1 (de) 2008-04-25 2009-10-29 Wacker Chemie Ag Siliconhaltiger Polyisocyanuratschaum
US8450384B2 (en) 2008-12-16 2013-05-28 Wacker Chemie Ag Polyurethane foam containing silicone
DE102008054774A1 (de) 2008-12-16 2010-06-17 Wacker Chemie Ag Siliconhaltiger Polyurethanschaum
WO2010069821A1 (de) * 2008-12-16 2010-06-24 Wacker Chemie Ag Siliconhaltiger polyurethanschaum
CN102245677B (zh) * 2008-12-16 2014-07-02 瓦克化学股份公司 含硅酮的聚氨酯泡沫
CN102245677A (zh) * 2008-12-16 2011-11-16 瓦克化学股份公司 含硅酮的聚氨酯泡沫
WO2011113708A2 (de) 2010-03-15 2011-09-22 Wacker Chemie Ag Siliconhaltiger polyurethanschaum
DE102010002880A1 (de) 2010-03-15 2011-09-15 Wacker Chemie Ag Siliconhaltiger Polyurethanschaum
WO2012076439A1 (de) 2010-12-06 2012-06-14 Wacker Chemie Ag Siliconhaltiger polyurethanschaum
DE102010062482A1 (de) 2010-12-06 2012-06-06 Wacker Chemie Ag Siliconhaltiger Polyurethanschaum
US8785511B2 (en) 2010-12-06 2014-07-22 Wacker Chemie Ag Silicone-containing polyurethane foam

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090005033A (ko) 2009-01-12
WO2007107435A2 (de) 2007-09-27
KR101027184B1 (ko) 2011-04-05
WO2007107435A3 (de) 2008-04-03
WO2007107435A8 (de) 2009-10-08
JP2009530459A (ja) 2009-08-27
CN101405319A (zh) 2009-04-08
US20090105358A1 (en) 2009-04-23
EP1996638A2 (de) 2008-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1485419B1 (de) Siliconhaltige schaumstoffe
EP2183300B1 (de) Siliconhaltige schaumstoffe
DE102006013416A1 (de) Siliconhaltige Schaumstoffe
EP2217640B1 (de) Siliconhaltiger polyurethanschaum
EP1363960B1 (de) Isocyanatfreie schäumbare mischungen mit hoher härtungsgeschwindigkeit
WO2009130194A1 (de) Siliconhaltiger polyisocyanuratschaum
EP2358793B1 (de) Siliconhaltiger polyurethanschaum
EP2158247B1 (de) Siliconhaltiger polyurethanschaum
EP2804896A1 (de) Silanvernetzende schäumbare mischungen
EP2649110A1 (de) Siliconhaltiger polyurethanschaum
EP1590389B1 (de) Isocyanatfreie schäumbare mischungen
EP2547710A2 (de) Siliconhaltiger polyurethanschaum
EP2552984B1 (de) Siliconhaltiger polyisocyanuratschaum
EP4011941A1 (de) Polyether-siloxan block-copolymere für die herstellung von polyurethanschaumstoffen
DE10108039C1 (de) Isocyanatfreie schäumbare Mischungen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20141001