DE102011078768A1 - Foaming a cavity or an intermediate space comprises filling a reaction mixture comprising a liquid isocyanate component and a liquid component with isocyanate-reactive functional group in the cavity or intermediate space - Google Patents

Foaming a cavity or an intermediate space comprises filling a reaction mixture comprising a liquid isocyanate component and a liquid component with isocyanate-reactive functional group in the cavity or intermediate space Download PDF

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Abstract

Foaming a cavity or an intermediate space with a thermosetting foam comprises filling a reaction mixture comprising a liquid isocyanate component (B) and a liquid component (A) with isocyanate-reactive functional groups without any partitioning structure in the cavity from a metallic and/or fiber-reinforced polymeric material or in the intermediate space between the layer from metallic and/or polymeric material, where: the cavity or intermediate space partially or completely filled after the reaction. Foaming a cavity or an intermediate space with a thermosetting foam comprises filling a reaction mixture comprising a liquid isocyanate component (B) and a liquid component (A) with isocyanate-reactive functional groups without any partitioning structure in the cavity from a metallic and/or fiber-reinforced polymeric material or in the intermediate space between the layer from metallic and/or polymeric material, where: the cavity or intermediate space partially or completely filled after the reaction; the component (A) comprises 10-70 wt.% of at least one or more polyalkylene oxide with a hydroxy number of 10-100 mg potassium hydroxide/g, 0.05-5 wt.% of water and 3-7 wt.% of an adduct of carbon dioxide to an alkanolamine with an amino function and without secondary hydroxy groups and optionally catalyst, crosslinker and auxiliary agent or additives; the component (A) exhibits an average functionality of less than 2.3 and comprises 1-10 wt.% of polyester with a functionality of greater than 2.2; the component (B) has a viscosity of >= 0.6 Pas at 25[deg] C, is free of plasticizer, monools, silicones and polymerizable olefins and comprises an isocyanate prepolymer based on polyol with a functionality of 2.2-6; and the ratio of the viscosity of the component (B) to the viscosity of the component (A) 0.25:1-2.5:1 at 20[deg] C. An independent claim is included for the cavity from a metallic and/or fiber-reinforced polymeric material or the intermediate space between the layer from metallic and/or polymeric material, which is partially or completely filled with thermosetting material, obtained by the above method, where the thermosetting plastic is from a reaction mixture of the component (B) and the component (A).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausschäumen von Hohl- und Zwischenräumen mit duroplastischen Polyurethanschaumstoffen.The invention relates to a method for foaming cavities and interstices with thermosetting polyurethane foams.

Der Einsatz von Materialverbunden kann zu einer deutlichen Reduzierung des Gewichts von Bauteilen führen. Gewichtsreduktion und damit verbundene Energieeinsparung sind für ressourcenschonendes Bauen und Transportieren wichtig. Das Hauptaugenmerk bei der Herstellung von Werkstoffverbunden ist auf die optimale Anbindung zwischen den jeweiligen Komponenten zu legen. Insbesondere ist darauf zu achten, dass nur die Teile einer Struktur verstärkt werden, bei denen es die Sicherheit erfordert. Das Herstellverfahren muss allerdings ohne aufwendige Vorbereitung z.B. durch Abschottung oder Pressen auskommen und ggf. auch vor Ort durchführbar sein. Hinzu kommen Anforderungen an Festigkeit, Steifigkeit, Korrosion, Verschleiß und Alterung.The use of material composites can lead to a significant reduction in the weight of components. Weight reduction and associated energy savings are important for resource-saving construction and transportation. The main focus in the production of material composites is the optimal connection between the respective components. In particular, care should be taken to reinforce only those parts of a structure where safety is required. However, the preparation process must be carried out without expensive preparation, e.g. by foreclosure or pressing and possibly also be carried out on site. There are also requirements for strength, rigidity, corrosion, wear and aging.

Es ist selbstverständlich, dass zur Vermeidung von Abschottung ein flüssiges frisch gemischtes 2-Komponenten-System innerhalb weniger Sekunden einen sehr schnellen Viskositätsaufbau erfahren muss, um nicht weit in das Bauteil zu fließen oder aus Löchern auszutreten. Gleichzeitig kann ein Aufschäumen eines Polymers nur in der Zeit erfolgen, in der das Polymer noch elastisch genug ist. Das heißt, dass auch das Aufschäumen in wenigen Sekunden abgeschlossen sein muss. Dieser Vorgang wird „frothing“ genannt. Hierzu ist die Nutzung der Reaktion von Isocyanaten mit CO2-Addukten primärer und sekundärer Amine bzw. deren Salze mit dem gleichen oder anderen Aminen („Carbamaten“) mit mehr als einer isocyanatreaktiven Gruppe pro Molekül z.B. aus US 4500656 und US 4735970 seit langem bekannt.It goes without saying that in order to avoid foreclosure, a liquid freshly mixed 2-component system must undergo very rapid viscosity build-up within a few seconds so as not to flow far into the component or leak out of holes. At the same time, foaming of a polymer can take place only in the time in which the polymer is still elastic enough. This means that the foaming must be completed in a few seconds. This process is called "frothing". For this purpose, the use of the reaction of isocyanates with CO2 adducts of primary and secondary amines or their salts with the same or other amines ("carbamates") with more than one isocyanate-reactive group per molecule, for example US 4500656 and US 4735970 known for a long time.

In US 5587117 werden Alkanolamin-basierte Carbamate, die zusätzlich über primäre OH-Gruppen mit Isocyanaten reagieren, in Verbindung mit Polyolen einer Funktionalität über 2,3 eingesetzt, um Rohre zu versteifen.In US 5587117 For example, alkanolamine-based carbamates, which also react with isocyanates via primary OH groups, are used in conjunction with polyols of functionality greater than 2.3 to stiffen tubes.

In WO 02/079340A1 wird ebenfalls ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Isocyanat mit einer Isocyanat-reaktiven Komponente in Gegenwart von Katalysatoren und Treibmitteln vor Ort zur Verstärkung von Bauteilen eingesetzt wird. Auch hier werden chemische Treibmittel bevorzugt, die CO2 produzieren. Neben Wasser sind hier Carbamate und Carboxylate als klassische Vertreter bekannt. Die in WO 02/079340A1 hervorgehobenen Treibmittel Wasser und Formiat sind hierbei weniger geeignet. Wasser ist nur durch hohe Mengen an oft teuren und giftigen Katalysatoren zu einer ausreichend schnellen Reaktion mit Isocyanat zu bewegen. Formiate spalten bei der Reaktion mit Isocyanaten nicht nur Kohlendioxid, sondern auch giftiges Kohlenmonoxid ab. In vielen Fällen wirken Formiate korrosiv auf Verarbeitungsmaschinen.In WO 02 / 079340A1 Also, a process is described in which an isocyanate is used with an isocyanate-reactive component in the presence of catalysts and blowing agents on site for the reinforcement of components. Again, chemical blowing agents that produce CO2 are preferred. Besides water, carbamates and carboxylates are known as classical representatives. In the WO 02 / 079340A1 highlighted propellant water and formate are less suitable. Water can only be moved to a sufficiently fast reaction with isocyanate by using large amounts of often expensive and toxic catalysts. In the reaction with isocyanates, formates not only split carbon dioxide but also toxic carbon monoxide. In many cases, formates have a corrosive effect on processing machines.

Daher wird die Klasse der Carbamate eingesetzt, von denen bekannt ist, dass sie diese Nachteile nicht aufweisen ( EP 1725600B1 ). Gemäß dieser Veröffentlichung muß das eingesetzte Polyol eine mittlere Funktionalität über 2,3 haben. Die in EP 1725600B1 experimentell beschriebenen Polyole haben mittlere Funktionalitäten von 2,97 bis 3,54. Die für die Herstellung der CO2-Addukte genutzten Alkanolamine sollen bevorzugt Ethergruppen oder weitere Aminofunktionen oder primäre Hydroxylfunktionen in Kombination mit der zur CO2-Bindung notwendigen primären oder sekundären Aminofunktion enthalten. Als Isocyanatkompontente werden einfache Isocyanate mit einer niedrigen Viskosität unter 500 mPas bei 25°C oder mit Weichmacher verdünnte Prepolymere eingesetzt. Weichmacher sind aufgrund ihrer Migrationsfähigkeit ungünstig für die Dauerbeständigkeit der Schaumstoffe.Therefore, the class of carbamates which are known to lack these disadvantages is used ( EP 1725600B1 ). According to this publication, the polyol used must have an average functionality above 2.3. In the EP 1725600B1 experimentally described polyols have average functionality of 2.97 to 3.54. The alkanolamines used for the production of the CO2 adducts should preferably contain ether groups or further amino functions or primary hydroxyl functions in combination with the primary or secondary amino function required for the CO2 bond. As Isocyanatkompontente simple isocyanates are used with a low viscosity below 500 mPas at 25 ° C or with plasticizers diluted prepolymers. Due to their migration ability, plasticizers are unfavorable for the durability of the foams.

In WO 02/079340A1 wird eine Isocyanatkomponente beschrieben, die zu einem interpenetrierenden Netzwerk aus einem Polykondensationspolymer und einem Polymerisationspolymer führt.In WO 02 / 079340A1 there is described an isocyanate component resulting in an interpenetrating network of a polycondensation polymer and a polymerization polymer.

Aufgabe war es, einen Werkstoffverbund aus einem duroplastischen Schaumstoff und Deckschichten aus Metall und/oder faserverstärktem thermoplastischem Kunststoff herzustellen, bei der der Schaumstoff eine Bruchdehnung haben sollte, die über den typischen Werten von Glasfaser (ca. 4%) und traditionellem Gussaluminium (ca. 5%) liegen sollte. Die Verarbeitung sollte weiterhin ohne Abschottung und Verdichtung möglich sein. Auch bei niedrigen Temperaturen sollte eine Versprödung vermieden werden.The task was to produce a material composite of a thermosetting foam and cover layers of metal and / or fiber-reinforced thermoplastic material, in which the foam should have an elongation at break that exceeds the typical values of glass fiber (about 4%) and traditional cast aluminum (approx. 5%) should be. Processing should continue to be possible without foreclosure and compaction. Even at low temperatures embrittlement should be avoided.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass besonders vorteilhaft Polyolformulierungen mit einer Funktionalität unter 2,3, die hochmolekulare Polyether enthalten, in Verbindung mit Carbamaten zur selektiven Versteifung von Strukturbauteilen sind, wobei eine vorteilhafte Kinetik erhalten wird, wenn die Carbamate auf einfachen Monoalkanolaminen mit ausschliesslich sekundären Hydroxylgruppen basieren und wobei die Viskositäten der zur Reaktion gebrachten Komponenten (insbesondere der Polyolkomponente und der Isocyanatkomponente) möglichst ähnlich sind.Surprisingly, it has been found that particularly advantageous polyol formulations having a functionality below 2.3, which contain high molecular weight polyether, in conjunction with carbamates for the selective stiffening of structural components, wherein a favorable kinetics is obtained when the carbamates are based on simple monoalkanolamines having exclusively secondary hydroxyl groups and where the Viscosities of the reacted components (in particular the polyol component and the isocyanate component) are as similar as possible.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Ausschäumen eines Hohlraumes oder eines Zwischenraumes mit einem duroplastischen Schaumstoff, durch Einfüllen eines Reaktionsgemisches aus einer flüssigen, Isocyanatgruppen aufweisenden Komponente (B) und einer flüssigen Komponente (A), die mit Isocyanatgruppen reagierende funktionelle Gruppen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass

  • a) das Einfüllen des Reaktionsgemisches ohne eine Abschottungskonstruktion in den Hohlraum aus einem metallischen und/oder faserverstärkten polymeren Werkstoff oder in den Zwischenraum zwischen Schichten aus metallischen und/oder faserversteiften polymeren Werkstoffen durchgeführt wird und der Hohlraum oder der Zwischenraum nach Beendigung der Reaktion ganz oder teilweise ausgefüllt ist, wobei die Komponente (A)
  • (i) mindestens ein oder mehrere Polyalkylenoxide mit einer OH-Zahl von 10 bis 100 mg KOH/g in einer Menge von 10 bis 70 Gew.-%, bevorzugt von 30 bis 60 Gew.-%, bezogen auf Komponente (A),
  • (ii) 0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf Komponente (A), Wasser und
  • (iii) 3 bis 7 Gew.-%, bezogen auf Komponente (A), eines Adduktes von CO2 an ein Alkanolamin, das neben Aminofunktionen ausschliesslich sekundäre OH-Gruppen aufweist,
  • (iv) und ggf. Katalysatoren, Vernetzer und Hilfs- und Zusatzmittel enthält, wobei die Komponente (A) eine mittlere Funktionalität von kleiner als 2,3, bevorzugt zwischen 1,9 und 2,3 aufweist, die Komponente (B) eine Viskosität von größer oder gleich 0,6 Pas bei 25°C, bevorzugt von 0,6 Pas bis 2,6 Pas bei 25°C, aufweist und keine Weichmacher, keine Monole, keine Silikone und keine polymerisierbaren Olefine enthält und das Verhältnis der Viskosität der Komponente (B) zu der Viskosität der Komponente (A) bei 20°C von 0,25:1 bis 2,5:1, bevorzugt von 0,3:1 bis 1:1 liegt.
The invention relates to a method for foaming a cavity or a space with a thermosetting foam, by filling a reaction mixture of a liquid, isocyanate group-containing component (B) and a liquid component (A) having functional groups reacting with isocyanate groups, characterized that
  • a) the filling of the reaction mixture is carried out without a foreclosure construction in the cavity of a metallic and / or fiber-reinforced polymeric material or in the space between layers of metallic and / or fiber-reinforced polymeric materials and the cavity or the gap after completion of the reaction in whole or in part filled in, component (A) being
  • (i) at least one or more polyalkylene oxides having an OH number of from 10 to 100 mg KOH / g in an amount of from 10 to 70% by weight, preferably from 30 to 60% by weight, based on component (A),
  • (ii) 0.05 to 5 wt .-%, based on component (A), water and
  • (iii) from 3 to 7% by weight, based on component (A), of an adduct of CO 2 to an alkanolamine which has, in addition to amino functions, only secondary OH groups,
  • (iv) and, if appropriate, contains catalysts, crosslinkers and auxiliaries and additives, wherein the component (A) has an average functionality of less than 2.3, preferably between 1.9 and 2.3, the component (B) has a viscosity of greater than or equal to 0.6 Pas at 25 ° C, preferably from 0.6 Pas to 2.6 Pas at 25 ° C, and contains no plasticizers, no monols, no silicones and no polymerizable olefins and the ratio of the viscosity Component (B) to the viscosity of component (A) at 20 ° C from 0.25: 1 to 2.5: 1, preferably from 0.3: 1 to 1: 1.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein vollständig oder teilweise mit einem duroplastischem Kunststoff ausgefüllter Hohlraum aus einem metallischen und/oder faserverstärkten polymeren Werkstoff oder Zwischenraum zwischen Schichten aus metallischen und/oder faserversteiften polymeren Werkstoffen, wobei der duroplastische Kunststoff aus einem Reaktionsgemisch aus einer flüssigen, Isocyanatgruppen aufweisenden Komponente (B) und einer flüssigen Komponente (A), die mit Isocyanatgruppen reagierende funktionelle Gruppen aufweist, erhältlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Komponente (A)

  • (i) mindestens ein oder mehrere Polyalkylenoxide mit einer OH-Zahl von 10 bis 100 mg KOH/g in einer Menge von 10 bis 70 Gew.-%, bevorzugt von 30 bis 60 Gew.-%, bezogen auf Komponente (A),
  • (ii) 0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf Komponente (A), Wasser und
  • (iii) 3 bis 7 Gew.-%, bezogen auf Komponente (A), eines Adduktes von CO2 an ein Alkanolamin, das Aminofunktionen und ausschliesslich sekundäre OH-Gruppen aufweist,
  • (iv) und ggf. Katalysatoren, Vernetzer und Hilfs- und Zusatzmittel enthält, wobei die Komponente (A) eine mittlere Funktionalität von kleiner als 2,3, bevorzugt zwischen 1,9 und 2,3 aufweist, die Komponente (B) eine Viskosität von größer oder gleich 0,6 Pas bei 25°C, bevorzugt von 0,6 Pas bis 2,6 Pas bei 25°C, aufweist und keine Weichmacher, keine Monole, keine Silikone und keine polymerisierbaren Olefine enthält und das Verhältnis der Viskosität der Komponente (B) zu der Viskosität der Komponente (A) bei 20°C von 0,25:1 bis 2,5:1, bevorzugt von 0,3:1 bis 1:1 liegt.
Another object of the invention is a completely or partially filled with a thermosetting plastic cavity of a metallic and / or fiber-reinforced polymeric material or space between layers of metallic and / or fiber-reinforced polymeric materials, wherein the thermosetting plastic from a reaction mixture of a liquid, isocyanate groups containing component (B) and a liquid component (A) having functional groups reactive with isocyanate groups, characterized in that
the component (A)
  • (i) at least one or more polyalkylene oxides having an OH number of from 10 to 100 mg KOH / g in an amount of from 10 to 70% by weight, preferably from 30 to 60% by weight, based on component (A),
  • (ii) 0.05 to 5 wt .-%, based on component (A), water and
  • (iii) 3 to 7% by weight, based on component (A), of an adduct of CO 2 to an alkanolamine which has amino functions and exclusively secondary OH groups,
  • (iv) and, if appropriate, contains catalysts, crosslinkers and auxiliaries and additives, wherein the component (A) has an average functionality of less than 2.3, preferably between 1.9 and 2.3, the component (B) has a viscosity of greater than or equal to 0.6 Pas at 25 ° C, preferably from 0.6 Pas to 2.6 Pas at 25 ° C, and contains no plasticizers, no monols, no silicones and no polymerizable olefins and the ratio of the viscosity Component (B) to the viscosity of component (A) at 20 ° C from 0.25: 1 to 2.5: 1, preferably from 0.3: 1 to 1: 1.

Vorzugsweise besteht der Verbund aus dem erfindungsgemäss eingesetzten Polyurethanschaum und einem faserverstärkten Duroplasten (z.B. Epoxy, ungesättigte Polyester, Polyurethan(PUR) mit beispielsweise C-Fasern, Aramidfasern, Glasfasern, Metallfasern und deren Mischungen.The composite preferably consists of the polyurethane foam used according to the invention and a fiber-reinforced thermosetting material (for example epoxy, unsaturated polyesters, polyurethane (PUR) with, for example, C fibers, aramid fibers, glass fibers, metal fibers and mixtures thereof.

Vorzugsweise besteht der Verbund aus einem erfindungsgemäss eingesetzten Polyurethanschaum und einem vorbehandelten Stahlblech oder Aluminiumblech.The composite preferably consists of a polyurethane foam used according to the invention and a pretreated sheet steel or aluminum sheet.

Vorzugsweise besteht der Verbund aus einem erfindungsgemäss eingesetzten Polyurethanschaum und einem faserverstärkten Thermoplasten (z. B. Polyamid, Polycarbonat, Acryl-Butadien-Styrol(ABS), Polypropylen(PP) und deren Blends, thermoplastisches Polyurethan(TPUR)) beispielsweise mit C-Fasern, Aramidfasern, Glasfasern, Metallfasern und deren Mischungen.The composite preferably consists of a polyurethane foam used according to the invention and a fiber-reinforced thermoplastic (eg polyamide, polycarbonate, acrylic-butadiene-styrene (ABS), polypropylene (PP) and blends thereof, thermoplastic polyurethane (TPUR)), for example with C fibers , Aramid fibers, glass fibers, metal fibers and mixtures thereof.

Die Komponente (A) enthält bevorzugt 1,0–10,0 Gew.-%, bezogen auf Komponente (A), eines Polyesters mit einer Funktionalität von größer oder gleich 2,2, vorzugsweise von 2,2 bis 3,5. The component (A) preferably contains 1.0-10.0 wt .-%, based on component (A), of a polyester having a functionality of greater than or equal to 2.2, preferably from 2.2 to 3.5.

Die Komponente (B) enthält vorzugsweise ein NCO-Prepolymer auf Basis eines Polyols mit einer Funktionalität von 2,2 bis 6.Component (B) preferably contains an NCO prepolymer based on a polyol having a functionality of 2.2 to 6.

Als Alkanolamin zur Herstellung des CO2-Adduktes wird bevorzugt Dipropanolamin eingesetzt.The alkanolamine used to prepare the CO 2 adduct is preferably dipropanolamine.

Die vollständig oder teilweise mit einem duroplastischem Kunststoff ausgefüllten Hohlräume aus einem metallischen und/oder faserverstärkten polymeren Werkstoff oder Zwischenräume zwischen Schichten aus metallischen und/oder faserverstärkten polymeren Werkstoffen werden beispielsweise zur Verbesserung des Schwingungs- und Knickverhaltens und zur Verringerung der Reibung von beweglichen Teilen genutzt.The fully or partially filled with a thermosetting plastic cavities of a metallic and / or fiber-reinforced polymeric material or spaces between layers of metallic and / or fiber-reinforced polymeric materials are used, for example, to improve the vibration and buckling behavior and to reduce the friction of moving parts.

Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert werden. The invention will be explained in more detail with reference to the following examples.

Beispiele:Examples:

Ausgangsverbindungen:Starting Compounds:

Polyalkylenoxid A: Polyalkylene oxide A: Addukt von Propylenoxid und Ethylenoxid an Propylenglycol; 90 mol% primäre OH-Gruppen; OH-Zahl: 28 mg KOH/gAdduct of propylene oxide and ethylene oxide with propylene glycol; 90 mol% primary OH groups; OH number: 28 mg KOH / g Polyalkylenoxid B:Polyalkylene oxide B: Addukt von Propylenoxidan eine Mischung aus Saccharose und Ethylenglycol; Funktionalität 4,5; < 1 mol% primäre OH-Gruppen; OH-Zahl: 380 mg KOH/g Adduct of propylene oxide to a mixture of sucrose and ethylene glycol; Functionality 4,5; <1 mol% of primary OH groups; OH number: 380 mg KOH / g Polyalkylenoxid C: Polyalkylene oxide C: Addukt von Propylenoxid an Trimethylolpropan; < 1 mol% primäre OH-Gruppen; OH-Zahl: 380 mg KOH/g Adduct of propylene oxide with trimethylolpropane; <1 mol% of primary OH groups; OH number: 380 mg KOH / g Polyalkylenoxid D: Polyalkylene oxide D: Addukt von Propylenoxid an Trimethylolpropan; 83 mol% primäre OH-Gruppen; OH-Zahl: 1050 mg KOH/g Adduct of propylene oxide with trimethylolpropane; 83 mol% primary OH groups; OH number: 1050 mg KOH / g Polyester:Polyester: aus Adipinsäure, Trimethylolpropan, Hexandiol und 1,2-Propandiol; 100 mol% primäre OH-Gruppen; OH-Zahl: 115 mg KOH/g from adipic acid, trimethylolpropane, hexanediol and 1,2-propanediol; 100 mol% primary OH groups; OH number: 115 mg KOH / g Carbamat A:Carbamate A: Umsetzungsprodukt von CO2 mit Dipropanolamin gelöst in Ethylenglycol; 10,9% CO2-Gehalt; keine primären OH-Gruppen; OH-Zahl: 1575 mg KOH/g Reaction product of CO2 with dipropanolamine dissolved in ethylene glycol; 10.9% CO2 content; no primary OH groups; OH number: 1575 mg KOH / g Carbamat B:Carbamate B: Umsetzungsprodukt von CO2 mit Diethanolamin gelöst in Ethylenglycol; 13,2 % CO2-Gehalt; 100 mol% primäre OH-Gruppen; OH-Zahl: 1580 mg KOH/g Reaction product of CO2 with diethanolamine dissolved in ethylene glycol; 13.2% CO2 content; 100 mol% primary OH groups; OH number: 1580 mg KOH / g Isocyanat A:Isocyanate A: Desmodur® 44V20LF von Bayer Material Science AG mit 31,5 Gew.-% NCO-Gruppen und einer Viskosität von 0,3 Pas (bei 20°C) auf Basis Anilin und Formaldehyd; Funktionalität: 2,9Desmodur ® 44V20LF from Bayer MaterialScience AG with 31.5 wt .-% NCO-groups and a viscosity of 0.3 Pas (at 20 ° C) on the basis of aniline and formaldehyde; Functionality: 2.9 Isocyanat B:Isocyanate B: Desmodur® 44V70L von Bayer Material Science AG mit 31,5 Gew.-% NCO-Gruppen und einer Viskosität von 0,7 Pas (bei 20°C) auf Basis Anilin und Formaldehyd; Funktionalität: 3,2Desmodur ® 44V70L from Bayer MaterialScience AG with 31.5 wt .-% NCO-groups and a viscosity of 0.7 Pas (at 20 ° C) on the basis of aniline and formaldehyde; Functionality: 3.2 Isocyanat C: Isocyanate C: Prepolymer mit 26,2 Gew.-% NCO-Gruppen und einer Viskosität von 1,7 Pas (bei 20°C) auf Basis von 10 Gew.-% eines Polyols bestehend aus Ethylenoxid und Trimethylolpropan mit einem mittleren Molekulargewicht von 675 g/mol Prepolymer with 26.2 wt .-% NCO groups and a viscosity of 1.7 Pas (at 20 ° C) based on 10 wt .-% of a polyol consisting of ethylene oxide and trimethylolpropane having an average molecular weight of 675 g / mol Katalysator:Catalyst: Dabco® 33LVDabco ® 33LV Vernetzer:crosslinkers: Diethyltoluylendiamin (80:20 Isomerengemisch) Diethyltoluylenediamine (80:20 mixture of isomers)

Als Funktionalität wird die zahlenmittlere Anzahl der isocyanat-reaktiven funktionellen Gruppen pro Molekül oder der Isocyanatgruppen pro Molekül bezeichnet.Functionality is the number-average number of isocyanate-reactive functional groups per molecule or isocyanate groups per molecule.

Versuchsdurchführung:Experimental procedure:

Die Verarbeitung erfolgt mit Hilfe einer Linearkolbendosiermaschine. Die Rohstoffe haben eine Temperatur von 28°C. Der Druck beträgt für die Isocyanatkomponente und die Polyolkomponente 170 bar. Die Injektionszeit beträgt 1,5 Sekunden. Die Form hat ein Volumen von 0,6 dm3 und wird auf eine Temperatur von 50°C geheizt. Acmos 30-2411 wird als Trennmittel eingesetzt. Die Form wird nach 60 Sekunden geöffnet. Tabelle 1: Zusammensetzungen und Ergebnisse Beispiel 1 2 3 (Vergleich) (Erfindungsgemäß) (Erfindungsgemäß) [Gewichtsteile] [Gewichtsteile] [Gewichtsteile] Polyalkylenoxid A 52,06 52,06 Polyalkylenoxid B 38,04 Polyalkylenoxid C 38,04 Polyalkylenoxid D 19,02 19,02 Polyester 5 5 Vernetzer 16,9 16,9 16,9 Carbamat A 4,48 4,48 Carbamat B 4,48 Katalysator 2,54 2,54 2,54 Isocyanat A 115 - - Isocyanat B - 99 - Isocyanat C - - 134 Zahlenmittlere Funktionalität Komponente A 3,41 2,25 2,25 Viskosität der Komponente A bei 20°C [Pa.s] 2,46 3,22 3,22 Viskosität der Komponente B bei 20°C [Pa.s] 0,3 0,7 1,5 Verhältnis der Viskositäten der Komponente B zur Komponente A bei 20°C 0,12:1 0,32:1 0,53:1 Volumenverhältnis von Komponente B zu Komponente A 1:1 1:0,87 1:1 Bruchdehnung ( DIN 53430 ) 4,0% (505 kg/m3) 6,7% (588 kg/m3) - The processing takes place with the help of a linear piston dosing machine. The raw materials have a temperature of 28 ° C. The pressure is 170 bar for the isocyanate component and the polyol component. The injection time is 1.5 seconds. The mold has a volume of 0.6 dm 3 and is heated to a temperature of 50 ° C. Acmos 30-2411 is used as a release agent. The mold will open after 60 seconds. Table 1: Compositions and Results example 1 2 3 (Comparison) (Invention) (Invention) [Parts by weight] [Parts by weight] [Parts by weight] Polyalkylene oxide A 52.06 52.06 Polyalkylene oxide B 38.04 Polyalkylene oxide C 38.04 Polyalkylene oxide D 19,02 19,02 polyester 5 5 crosslinkers 16.9 16.9 16.9 Carbamate A 4.48 4.48 Carbamate B 4.48 catalyst 2.54 2.54 2.54 Isocyanate A. 115 - - Isocyanate B - 99 - Isocyanate C - - 134 Number average functionality component A 3.41 2.25 2.25 Viscosity of component A at 20 ° C [Pa.s] 2.46 3.22 3.22 Viscosity of component B at 20 ° C [Pa.s] 0.3 0.7 1.5 Ratio of the viscosities of component B to component A at 20 ° C 0.12: 1 0.32: 1 0.53: 1 Volume ratio of component B to component A. 1: 1 1: 0.87 1: 1 Elongation at break ( DIN 53430 ) 4.0% (505 kg / m 3 ) 6.7% (588 kg / m 3 ) -

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • DIN 53430 [0022] DIN 53430 [0022]

Claims (5)

Verfahren zum Ausschäumen eines Hohlraumes oder eines Zwischenraumes mit einem duroplastischen Schaumstoff, durch Einfüllen eines Reaktionsgemisches aus einer flüssigen, Isocyanatgruppen aufweisenden Komponente (B) und einer flüssigen Komponente (A), die mit Isocyanatgruppen reagierende funktionelle Gruppen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Einfüllen des Reaktionsgemisches ohne eine Abschottungskonstruktion in den Hohlraum aus einem metallischen und/oder faserverstärkten polymeren Werkstoff oder in den Zwischenraum zwischen Schichten aus metallischen und/oder faserversteiften polymeren Werkstoffen durchgeführt wird und der Hohlraum oder der Zwischenraum nach Beendigung der Reaktion ganz oder teilweise ausgefüllt ist, wobei die Komponente (A) (i) mindestens ein oder mehrere Polyalkylenoxide mit einer OH-Zahl von 10 bis 100 mg KOH/g in einer Menge von 10 bis 70 Gew.-%, bezogen auf Komponente (A), (ii) 0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf Komponente (A), Wasser und (iii) 3 bis 7 Gew.-%, bezogen auf Komponente (A), eines Adduktes von CO2 an ein Alkanolamin, das Aminofunktionen und ausschliesslich sekundäre OH-Gruppen aufweist, (iv) und ggf. Katalysatoren, Vernetzer und Hilfs- und Zusatzmittel enthält, wobei die Komponente (A) eine mittlere Funktionalität von kleiner als 2,3 aufweist, die Komponente (B) eine Viskosität von größer oder gleich 0,6 Pas bei 25°C aufweist und keine Weichmacher, keine Monole, keine Silikone und keine polymerisierbaren Olefine enthält und das Verhältnis der Viskosität der Komponente (B) zu der Viskosität der Komponente (A) bei 20°C von 0,25:1 bis 2,5:1 liegt. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Komponente (A) 1,0–10,0 Gew.-%, bezogen auf Komponente (A), eines Polyesters mit einer Funktionalität von größer 2,2 enthält. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Komponente (B) ein NCO-Prepolymer auf Basis von Polyolen mit einer Funktionalität von 2,2 bis 6 enthält. A method for foaming a cavity or a space with a thermosetting foam, by filling a reaction mixture of a liquid, isocyanate group-containing component (B) and a liquid component (A) having functional groups reacting with isocyanate groups, characterized in that a) the Filling the reaction mixture without a partition construction into the cavity of a metallic and / or fiber-reinforced polymer material or in the space between layers of metallic and / or fiber-reinforced polymeric materials is performed and the cavity or the space after completion of the reaction is completely or partially filled, wherein the component (A) (i) at least one or more polyalkylene oxides having an OH number of 10 to 100 mg KOH / g in an amount of 10 to 70 wt .-%, based on component (A), (ii) , 05 to 5 wt .-%, based on component (A), water and (iii) 3 to 7 wt .-%, based on component (A), of an adduct of CO2 to an alkanolamine having amino functions and exclusively secondary OH groups, (iv) and optionally catalysts, crosslinkers and auxiliaries and additives, wherein the Component (A) has an average functionality of less than 2.3, the component (B) has a viscosity of greater than or equal to 0.6 Pas at 25 ° C and contains no plasticizers, no monols, no silicones and no polymerizable olefins, and the ratio of the viscosity of component (B) to the viscosity of component (A) at 20 ° C is from 0.25: 1 to 2.5: 1. A process according to claim 1, wherein component (A) contains 1.0-10.0% by weight, based on component (A), of a polyester having a functionality greater than 2.2. A process according to claim 1 wherein component (B) comprises an NCO prepolymer based on polyols having a functionality of from 2.2 to 6. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der faserverstärkte polymere Werkstoff ein faserverstärkter Duroplast ist.The method of claim 1, wherein the fiber reinforced polymeric material is a fiber reinforced thermoset. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der metallische Werkstoff ein vorbehandeltes Stahlblech oder ein vorbehandeltes Aluminiumblech ist.The method of claim 1, wherein the metallic material is a pretreated steel sheet or a pretreated aluminum sheet. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der faserverstärkte polymere Werkstoff ein faserverstärkter Thermoplast ist.The method of claim 1, wherein the fiber reinforced polymeric material is a fiber reinforced thermoplastic. Vollständig oder teilweise mit einem duroplastischem Kunststoff ausgefüllter Hohlraum aus einem metallischen und/oder faserverstärkten polymeren Werkstoff oder Zwischenraum zwischen Schichten aus metallischen und/oder faserverstärkten polymeren Werkstoffen, wobei der duroplastische Kunststoff aus einem Reaktionsgemisch aus einer flüssigen, Isocyanatgruppen aufweisenden Komponente (B) und einer flüssigen Komponente (A), die mit Isocyanatgruppen reagierende funktionelle Gruppen aufweist, erhältlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (A) (i) mindestens ein oder mehrere Polyalkylenoxide mit einer OH-Zahl von 10 bis 100 mg KOH/g in einer Menge von 10 bis 70 Gew.-%, bezogen auf Komponente (A), (ii) 0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf Komponente (A), Wasser und (iii) 3 bis 7 Gew.-%, bezogen auf Komponente (A), eines Adduktes von CO2 an ein Alkanolamin, das Aminofunktionen und ausschliesslich sekundäre OH-Gruppen aufweist, (iv) und ggf. Katalysatoren, Weichmacher und Hilfs- und Zusatzmittel enthält, wobei die Komponente (A) eine mittlere Funktionalität von kleiner als 2,3 aufweist, die Komponente (B) eine Viskosität von größer oder gleich 0,6 Pas bei 25°C aufweist und keine Weichmacher, keine Monole, keine Silikone und keine polymerisierbaren Olefine enthält und das Verhältnis der Viskosität der Komponente (B) zu der Viskosität der Komponente (A) bei 20°C von 0,25:1 bis 2,5:1 liegt.Completely or partially filled with a thermosetting plastic cavity of a metallic and / or fiber-reinforced polymeric material or space between layers of metallic and / or fiber-reinforced polymeric materials, wherein the thermosetting plastic from a reaction mixture of a liquid, isocyanate group-containing component (B) and a liquid component (A) having functional groups reactive with isocyanate groups, characterized in that the component (A) (i) at least one or more polyalkylene oxides having an OH number of from 10 to 100 mg KOH / g in an amount of from 10 to 70% by weight, based on component (A), (ii) 0.05 to 5 wt .-%, based on component (A), water and (iii) 3 to 7% by weight, based on component (A), of an adduct of CO 2 to an alkanolamine which has amino functions and exclusively secondary OH groups, (iv) and optionally containing catalysts, plasticizers and auxiliaries and admixtures, wherein component (A) has an average functionality of less than 2.3, the component (B) has a viscosity of greater than or equal to 0.6 Pas at 25 ° C and contains no plasticizers, no monols, no silicones and no polymerizable olefins, and the ratio of the viscosity of component (B) to the viscosity of component (A) at 20 ° C is from 0.25: 1 to 2.5: 1.
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