DE1035355B

DE1035355B - Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen

Info

Publication number: DE1035355B
Application number: DEB39095A
Authority: DE
Inventors: Dr Guenther Daumiller; Dr Karl Buchholz; Dr Heinz Mueller-Tamm
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1956-02-11
Filing date: 1956-02-11
Publication date: 1958-07-31
Also published as: FR1170249A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

kl 39 b 22/06

INTERNAT. KL. C 08 f

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT 1035 355

B 39095 IVb/39b

ANMELDETAG: 11. FEBRUAR 1956

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 31.JULI1958

Es ist bekannt, daß man starre bis hochelastische Schaumstoffe erhält, wenn man Hydroxylgruppen enthaltende Polyester mit Diisocyanaten umsetzt und anschließend so viel Wasser zufügt, daß die erhaltenen Produkte vernetzt werden. Das hierbei frei werdende Kohlendioxyd verleiht den Kunststoffen schaumförmige Struktur. Diese auf Polyesterbasis hergestellten Schaumstoffe sind wenig alterungs- und wasserbeständig.

Es wurde nun gefunden, daß man an Stelle von Hydroxylgruppen enthaltenden Polyestern mit besonderem Vorteil Hydroxylgruppen enthaltende PoIyvinylverbindungen mit einer OH-Zahl bis 250 verwenden kann. Solche Polymerisate können nach verschiedenen bekannten Verfahren hergestellt sein. So kann man Mischpolymerisate verwenden, die durch gemeinsame Polymerisation von hydroxylgruppenfreien Vinylverbindungen mit hydroxylgruppenhaltigen polymerisierbaren Verbindungen erhalten werden. Hierzu zählen beispielsweise Mischpolymerisate aus Acrylestern, Methacrylestern, Vinylestern, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylnitril, Styrol, N-Vinylverbindungen oder Vinyläthern und Hydroxylgruppen enthaltenden Vinylverbindungen, wie Allylalkohol oder Buten-2-ol-l. Auch verseifte Mischpolymerisate aus einer der genannten hydroxylgruppenfreien Vinylverbindungen und einer verseifbaren Miischpolymerisationskomponente, z. B. einem Vinylester, lassen sich mit Erfolg verwenden. Ferner sind partiell verseifte Polymerisationsprodukte aus monomeren Verbindüngen geeignet, die eine zu Hydroxyl verseifbare Gruppe enthalten. Hierzu zählen beispielsweise partiell verseifte Polymerisate oder Mischpolymerisate aus Vinylestern, z. B. partieM verseiftes Polyvinylacetat oder Polyvinylpropionat. Auch mit mehrwertigen Alkoholen partiell umgeesterte estergruppenhaltige Polymerisate oder mit mehrwertigen Alkoholen veresterte carboxylgruppenhaltige Polymerisate können verwendet werden, z. B. mit Glykolen teilweise umgeesterte Polyacrylsäureester einwertiger Alkohole oder mit mehrwertigen Alkoholen veresterte Mischpolymerisate aus polymerisierbaren Carbonsäuren, z. B. Acrylsäure oder Maleinsäure bzw. Maleinsäureanhydrid und hydroxylgruppenfreien Vinylverbindungen. Andererseits lassen sich solche Produkte auch z. B. durch Mischpolymerisation von Estern ungesättigter Säuren mit mehrwertigen Alkoholen, z. B. von Acrylsäureglykolestern, Acrylsäureglycerinestern, Maleinsäuremono- oder -diglycerinestern, oder Fumarsäureestern mit hydroxylgruppenfreien Vinylverbindungen herstellen.

Der Gehalt der verwendeten Polymerisate an Hydroxylgruppen richtet sich nach dem Verwendungszweck der daraus herzustellenden Schaumstoffe. Um Verfahren zur Herstellung
von Schaumstoffen

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik
Aktiengesellschaft, Ludwigshafen/Rhein

Dr. Günther Daumiller, Ziegelhausen,
Dr. Karl Buchholz und Dr. Heinz Müller-Tamm,

Ludwigshafen/Rhein,
sind als Erfinder genannt worden

starre Schaumstoffe herzustellen, sind Polymerisate mit OH-Zahlen von etwa 120 bis 250 besonders geeignet. Für die Herstellung elastischer Schaumkörper verwendet man zweckmäßig Polymerisate mit OH-Zahlen zwischen etwa 40 und 120 und insbesondere 40 und 90. In allen Fällen ist es von besonderem Vorteil, wenn die Hydroxylgruppen gleichmäßig über das ganze Makromolekül verteilt sind. Um brauchbare Schaumstoffe zu erhalten, ist es wichtig, daß, das hydroxylgruppenhaltige Polymerisat hochviskos, aber noch flüssig ist.

Auf je 1 Mol Hydroxylgruppen in den verwendeten Polymerisaten bzw. Mischpolymerisaten verwendet man etwa 1 bis 1,5 Mol, besonders zweckmäßig etwa 1,15 bis 1,35 Mol Diisocyanat. Die Umsetzung des Polymerisats mit Diisocyanat kann durch Erwärmen, beispielsweise auf etwa 60 bis 150° C, wesentlich beschleunigt werden. Hierbei werden die Molekülketten verlängert. Das erhaltene Reaktionsprodukt ist wesentlich zäher als das Ausgangsprodukt. Für diese Umsetzung können alle Diisocyanate verwendet werden. Besonders geeignet sind Toluylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Naphthalin-1,5-diisocyanat u. a.

Zur Herstellung von Schaumkörpern werden die Umsetzungsprodukte aus hydroxylgruppenhaltigen Vinylpolymerisaten und Diisocyanaten mit so viel Wasser versetzt, daß auf jedes Mol des verwendeten Diisocyanats etwa 1 Mol Wasser entfällt. Größere Mengen Wasser schaden jedoch in den meisten Fällen nicht. Oft ist es von Vorteil, dem Wasser kleine Mengen eines Emulgators zuzugeben, damit es sich besser im Kunststoff verteilt. Das Vermischen mit Wasser soll möglichst gründlich und zweckmäßig bei

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Claims

Temperaturen zwischen etwa 40 und 100° C erfolgen. Unmittelbar nach dem Vermischen beginnt die Masse aufzuschäumen. Hierbei wird sie zunehmend fester. Je nach der Beschaffenheit des Ausgangsmaterials erhält man harte bis hochelastische feste Schaumstoffe. Sie sind hervorragend wasserfest und alterungsbeständig. Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile.

Beispiel 1

10

50 Teile eines hochviskosen Mischpolymerisats aus 196 Teilen Acrylsäuremethylester und 11,6 Teilen Allylalkohol mit derOH-Zahl54 werden mitlOTeilen Toluylendiisocyanat gründlich gemischt und 45 Minuten auf 90° C erwärmt. Man erhält eine zähe, syrupartige Masse, die etwa die Viskosität des verwendeten Mischpolymerisats besitzt. Vermischt man dieses Produkt bei etwa 50° C mit 1 Teil Wasser, so beginnt die Masse kurz danach aufzuschäumen. Das Aufschäumen kann in einer Form vorgenommen werden. Man erhält einen Schaumstoff von niedrigem spezifischem Gewicht und dennoch großer Festigkeit.

Beispiel 2

90 Teile eines aus 153 Teilen Acrylsäurebutylester und 11,5 Teilen Allylalkohol bestehenden Mischpolymerisats von honigartiger Konsistenz mit der OH-Zahl 68 werden mit 22,5 Teilen Toluylendiisocyanat 2 Stunden auf 100 bis 110° C erwärmt. Anschließend werden 50 Teile dieser Mischung mit 1 Teil Wasser gut verrührt. Bald darauf schäumt die Masse auf und wird zunehmend fester. Nach 2 Stunden erhält man einen hochelastischen Schaumstoff.

35

Beispiel 3

100 Teile eines viskosen Mischpolymerisats aus 164 Teilen Acrylsäuremethylester und 23 Teilen Acrylsäureglykolester mit der OH-Zahl 60 werden mit 23,5 Teilen Toluylendiisocyanat 45 Minuten auf 100° C erwärmt, wobei sich die Viskosität merklich erhöht. Das Reaktionsprodukt wird in der Wärme mit 2,3 Teilen Wasser verrührt. Unter Aufschäumen entsteht ein feinporiger Schaumstoff.

45

Beispiel 4

100 Teile eines zähflüssigen Mischpolymerisats mit der OH-Zahl 45, das durch Mischpolymerisation von 226 Teilen Acrylsäurebutylester und 23 Teilen Acrylsäureglykolester in Toluol erhalten wurde, werden mit 20 Teilen Toluylendiisocyanat 1 Stunde auf 90 bis 100⁰C erwärmt. 100 Teile des erhaltenen Produktes vermischt man mit 2 Teilen Wasser. Nach kurzer Zeit schäumt die Masse auf. Der verfestigte Schaum ist hochelastisch, wasserfest und alterungsbeständig.

Beispiel 5

Aus einem viskosen Mischpolymerisat aus Acrylsäureäthylester und Acrylsäureglykolester mit der OH-Zahl 50 und der berechneten Menge Toluylendiisocyanat wird ein Produkt erhalten, von dem 100 Teile mit 2 Teilen Wasser vermischt einen sehr elastischen Schaumstoff geben.

Beispiel 6

100 Teile eines viskosen Mischpolymerisats aus 345 Teilen Acrylsäurebutylester und 190Teilen Maleinsäuremonoglycerinester mit der OH-Zahl 210 werden mit 81 Teilen Toluylendiisocyanat vermischt. Hierbei erwärmt sich die Mischung von selbst. Nach dem Vermischen mit 8 Teilen Wasser schäumt die Masse auf und verfestigt sich dabei. Man erhält einen Schaumstoff von niedrigem spezifischem Gewicht, der dennoch sehr hart ißt.

Beispiel 7

100 Teile eines zähflüssigen Produktes mit der OH-Zahl 45, das durch partielle Verseifung von Polyvinylacetat erhalten ist, werden mit 20 Teilen Toluylendiisocyanat 1 Stunde auf 80 bis 100° C erwärmt. Anschließend wird das Reaktionsprodukt bei 50° mit 2 Teilen Wasser vermischt. Man erhält einen hochelastischen Schaumstoff.

Beispiel 8

100 Teile eines viskosen, teilweise verseiften PoIyvinylpropionats mit der OH-Zahl 47 werden mit Toluylendiisocyanat umgesetzt und anschließend mit Wasser vermischt, wie im Beispiel 7 angegeben wurde. Nach einer Stunde erhält man einen hochelastischen Schaumstoff.

F A TK N T A N S P R U C H:

Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man Hydroxylgruppen enthaltende viskose Polyvinylverbindungen mit einer OH-Zahl bis 250 mit Diisocyanaten, insbesondere unter Erhitzen, kondensiert und den erhaltenen Produkten Wasser homogen einverleibt.

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