DE10394054B4

DE10394054B4 - Zusammensetzung für die Herstellung von starrem Polyurethanschaumstoff und daraus gebildeter starrer Polyurethanschaumstoff

Info

Publication number: DE10394054B4
Application number: DE10394054T
Authority: DE
Inventors: Il-Yoong Park; Ju-Hyun Kim
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2003-01-17
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2023-01-18
Also published as: GB2412376B; MXPA05007606A; AU2003206151A1; WO2004065447A1; DE10394054T5; GB2412376A; KR20030059697A; GB0514588D0; KR100850995B1; US20060229371A1

Abstract

Zusammensetzung zur Herstellung von starrem Polyurethanschaumstoff, umfassend:
(1) 100 Gewichtsteile einer Polyolmischung, bestehend aus:
40–50 Gewichtsteilen Polyol B mit einer OH-Zahl von 390, welches erhalten wird durch Polymerisation eines organischen Oxids unter Verwendung von Toluoldiamin (TDA) mit einer vierwertigen funktionellen Gruppe als Initiator; 30–40 Gewichtsteilen Polyol G mit einer OH-Zahl von 450, welches erhalten wird durch Mischen von Sucrose mit einer achtwertigen funktionellen Gruppe und von Glycerin mit einer dreiwertigen funktionellen Gruppe; und 20–30 Gewichtsteilen Polyol H mit einer OH-Zahl von 430, welches erhalten wird durch Mischen von Sucrose mit einer achtwertigen funktionellen Gruppe und von Glycerin mit einer dreiwertigen funktionellen Gruppe;
(2) 2,0–4,0 Gewichtsteile Wasser;
(3) 0,3–3,0 Gewichtsteile Katalysatormischung, bestehend aus 0,1–1,0 Gewichtsteilen eines Gelierungskatalysators A; 0,1–1,0 Gewichts-teilen Treibkatalysator B; und 0,1–1,0 Gewichtsteilen eines trimerisierenden Katalysators E;
(4) 1,0–4,0 Gewichtsteile eines Silizium enthaltenden oberflächenaktiven Mittels;
(5) 0,5–1,5 Gewichtsteile PFA (Polyfluoralkan);
(6)...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung für Polyurethanschaumstoff und stellt insbesondere eine Zusammensetzung für starren Polyurethanschaumstoff mit einer verbesserten Haftfestigkeit unter anderen physikalischen Eigenschaften bereit. Die Zusammensetzung für den Polyurethanschaumstoff besitzt ein hervorragendes Haft- bzw. Adhäsionsvermögen an einem Material eines Kühlschranks.

STAND DER TECHNIK

Starrer Polyurethanschaumstoff wird üblicherweise als ein Material für die Beibehaltung der Festigkeit eines Gebäudes, eines Autos oder eines Kühlschranks sowie als Isolierungsmaterial verwendet.

Der starre Polyurethanschaumstoff wird durch Umsetzen von geeignetem Polyisocyanat mit Isocyanatgruppen-reaktiven Verbindungen in Gegenwart eines Treibmittels hergestellt. Als Treibmittel werden herkömmlicher Weise Fluorchlorkohlenstoff-(CFC)-basierte Verbindungen, wie CFC-11 und Fluorchlorkohlenwasserstoff-(HCFC)-basierte Verbindungen wie HCFC-141b verwendet.

CFC-11 hat den Vorteil der Erzeugung von Schaumstoff mit hervorragenden Isolierungscharakteristika aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit. Jedoch wurde es, wie allgemein bekannt, verboten, CFC-11 zu erzeugen und zu verwenden, da er ernsthafte Umweltprobleme wie einen Ozonschicht-Zerstörungseffekt und einen Treibhauseffekt verursacht. HCFC enthält auch Chlor und kann auch die Zerstörung der Ozonschicht bewirken, obwohl er im Vergleich mit CFC weniger gefährlich ist.

Mithin nehmen die Anforderungen an ein neues Treibmittel zu, welches die Umweltprobleme wie CFC oder HCFC nicht verursachen darf. Eines der Substitute, die entwickelt wurden, ist ein Cyclopentan-basiertes Treibmittel. Allerdings ist das Cyclopentan-basierte Treibmittel mit dem Problem behaftet, dass es aufgrund einer hohen Wärmeleitfähigkeit kein gutes Isolationsverhalten im Vergleich mit CFC-11 oder HCFC-114b besitzt. Daher wurden zahlreiche Forschungsarbeiten durchgeführt, um in geeigneter Weise die Bestandteile neben einem Treibmittel auszuwählen und um das Mischungsverhältnis zwischen den Bestandteilen in der Zusammensetzung zur Herstellung von Schaumstoff einzustellen.

Insbesondere zur Erhöhung der Haftfestigkeit, einem der kritischen Charakteristika von starrem Polyurethanschaumstoff, wurden verschiedene Versuche, beispielsweise das Hinzufügen spezieller Additive, durchgeführt.

Leider gab es jedoch kein zufrieden stellendes Ergebnis für den Erhalt einer Zusammensetzung zur Herstellung von starrem Polyurethanschaumstoff mit einer verbesserten Haftfestigkeit, ohne andere Eigenschaften, wie die Druckfestigkeit, die Dimensionsstabilität, das Fließvermögen, das Entformungsvermögen bzw. Formstandverhalten oder das Wärmeleitvermögen, zu beeinträchtigen.

DE 195 02 578 A1 offenbart Polyetherpolyolgemische für harte E Polyurethanschaumstoffe. Sie enthalten 40 bis 80 Gew.-% Toluylen gestartete Polyether mit einer OH-Zahl von bevorzugt 350 bis 420 sowie zusätzliche Sucrosepolyetherpolyole mit einer OH-Zahl von 350 bis 500. Neben Wasser enthält die Formulierung u.y. Cyclopentan und Pentafluorpropan als Treibmittel. Ein Schaumstabilisator auf Silkonbasis und DMCHA als Katalysator sind ebenfalls offenbart.

US 5 451 615 A beschreibt die Herstellung von Polyurethan-Hartschaum mit einer speziellen Polyolmischung und einem Kohlenwasserstoff-Treibmittel, einschließlich Cyclopentan. U.a ist auch eine Katalysatormischung aus Dimethylcyclohexylamin (Gelierungskatalysator), Pentamethyldiethylentriamin (Treibkatalysator) und Curithane^® 206 (Trimerisierungskatalysator) offenbart.

WO 00/05289 A1 offenbart Polyetherpolyolmischungen aus mit aromatischen Aminen gestarteten Polyethern und mit Sucrose gestarteten Polyethern für die Herstellung harter Polyurethanschaumstoffe. Die Sucrose-gestarteten Polyether haben eine OH-Zahl von 25 bis 700. Die Touoldiamin-gestarteten Polyether haben eine OH-Zahl von 350 bis 810. Die Polyolmischung kann zusätzlich noch einen Glycerin-gestarteten Polyether enthalten. Als Treibmittel sind Wasser und Cyclopentan offenbart. Eine Katalysatormischung aus Gelierungskatalysator, Treibmittelkatalysator und Trimerisierungskatatalysator ist ebenfalls beschrieben.

Keines der drei genannten Dokumente offenbart das spezielle erfindungsgemäße Basispolyol.

TECHNISCHER KERN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Aus diesem Grund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zusammensetzung zur Herstellung von starrem Polyurethanschaumstoff mit einer erhöhten Haftfestigkeit unter Beibehaltung anderer Eigenschaften bereitzustellen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von starrem Polyurethanschaumstoff, der aus der Zusammensetzung zur Herstellung von starrem Polyurethanschaumstoff erzeugt wurde.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, wird eine Zusammensetzung zur Herstellung eines starren Polyurethanschaumstoffs, welcher zur Erhöhung der Haftfestigkeit unter Beibehaltung von diesem eigenen physikalischen Eigenschaften in der Lage ist, bereitgestellt, und zwar durch die Verwendung eines Cyclopentanbasierten Treibmittels, und geeignetes Einstellen der Art und des Gehalts an Polyol in Rohmaterialien für die Herstellung von Polyurethanschaumstoff. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Zusammensetzung zur Herstellung von starrem Polyurethanschaumstoff das Folgende:

(1) 100 Gewichtsteile einer Polyolmischung, bestehend aus: 40–50 Gewichtsteilen Polyol B mit einer OH-Zahl von 390, welches erhalten wird durch Polymerisation eines organischen Oxids unter Verwendung von Toluoldiamin (TDA) mit einer vierwertigen funktionellen Gruppe als Initiator; 30–40 Gewichtsteilen Polyol G mit einer OH-Zahl von 450, welches erhalten wird durch Mischen von Sucrose mit einer achtwertigen funktionellen Gruppe und von Glycerin mit einer dreiwertigen funktionellen Gruppe; und 20–30 Gewichtsteilen Polyol H mit einer OH-Zahl von 430, welches erhalten wird durch Mischen von Sucrose mit einer achtwertigen funktionellen Gruppe und von Glycerin mit einer dreiwertigen funktionellen Gruppe;
(2) 2,0–4,0 Gewichtsteile Wasser;
(3) 0,3–3,0 Gewichtsteile Katalysatormischung, bestehend aus 0,1–1,0 Gewichtsteilen eines Gelatinierungskatalysators A; 0,1–1,0 Gewichtsteilen Treibkatalysator B; und 0,1–1,0 Gewichtsteilen eines trimerisierenden Katalysators E;
(4) 1,0–4,0 Gewichtsteile eines Silizium enthaltenden oberflächenaktiven Mittels;
(5) 0,5–1,5 Gewichtsteile PFA (Polyfluoralkan);
(6) 10–20 Gewichtsteile Cyclopentan; und
(7) 140–170 Gewichtsteile Polyisocyanat.

Wenn die oben erwähnten Bestandteile mit einer Menge verwendet werden, die über die oben genannten Bereiche hinausgeht, lässt sich keine verbesserte Haftfestigkeit erzielen und andere Eigenschaften, wie die Dichte, Intensität und das Entformungsvermögen verschlechtern sich. Damit sind sie auf den oben genannten Zusammensetzungsbereich beschränkt.

Vorzugsweise umfasst die Zusammensetzung für die Herstellung von starrem Polyurethanschaumstoff gemäß der vorliegenden Erfindung das Folgende;

(1) 100 Gewichtsteile eines gemischten Polyols, bestehend aus: 40 Gewichtsteilen Polyol B mit einer OH-Zahl von 390, welches erhalten wird durch Polymerisation eines organischen Oxids unter Verwendung von Toluoldiamin (TDA) mit einer vierwertigen funktionellen Gruppe als Initiator; 30 Gewichtsteilen Polyol G mit einer OH-Zahl von 450, welches erhalten wird durch Mischen von Sucrose mit einer achtwertigen funktionellen Gruppe und von Glycerin mit einer dreiwertigen funktionellen Gruppe; und 30 Gewichtsteilen Polyol H mit einer OH-Zahl von 430, welches erhalten wird durch Mischen von Sucrose mit einer achtwertigen funktionellen Gruppe und von Glycerin einer dreiwertigen funktionellen Gruppe;
(2) 2,0 Gewichtsteile Wasser;
(3) 1,5 Gewichtsteile einer Katalysatormischung, bestehend aus 0,6 Gewichtsteilen eines Gelierungskatalysators A; 0,4 Gewichtsteilen Treibkatalysator B; und 0,5 Gewichtsteilen eines trimerisierenden Katalysators E;
(4) 2,0 Gewichtsteile eines Silizium enthaltenden oberflächenaktiven Mittels;
(5) 1,0 Gewichtsteile PFA (Polyfluoralkan);
(6) 1 7 Gewichtsteile Cyclopentan; und
(7) 148,2 Gewichtsteile Polyisocyanat.

Bei der oben genannten Zusammensetzung hat die Kombination von Polyolen den direktesten Einfluss auf die Erhöhung der Haftfestigkeit. Die Kombination von in der vorliegenden Erfindung verwendeten Polyolen wird wie folgt beschrieben.

Polyol

Gegenwärtig ist das gebräuchlicher Weise in der Polyurethan-Industrie eingesetzte Polyol ein polyfunktioneller Alkohol mit einer Ether-(R-O-R')-Struktur, welcher durch die Polymerisation eines organischen Oxids unter Verwendung einer Verbindung mit zwei oder mehreren aktiven Wasserstoffen als Initiator erhalten wird.

Acht Typen von Polyol A–I wurden in Experimenten der vorliegenden Erfindung wie folgt verwendet:
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Polyol A wird durch die Polymerisation eines organischen Oxids unter Verwendung von Sorbitol mit einer sechswertigen funktionellen Gruppe als Initiator erhalten.

Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Polyol B wird durch die Polymerisation eines organischen Oxids unter Verwendung von TDA (Toluoldiamin) mit einer vierwertigen funktionellen Gruppe als Initiator erhalten und hat eine OH-Zahl von 390.

Polyol C wird unter Anwendung desselben Verfahrens wie demjenigen von Polyol B erhalten, mit der Ausnahme, dass TDA mit einer höheren Viskosität und OH-Zahl verwendet wird als der für das Polyol B verwendeten.

Polyol D wird durch die Polymerisation eines organischen Oxids unter Verwendung eines Esters mit einer zweiwertigen funktionellen Gruppe als Initiator erhalten.

Polyol E wird durch die Polymerisation eines organischen Oxids unter Verwendung von Glycerin mit einer dreiwertigen funktionellen Gruppe als Initiator erhalten.

Polyol F wird durch die Polymerisation eines organischen Oxids unter Verwendung von MDA (Methyldiisocyanat) mit einer vierwertigen funktionellen Gruppe als Initiator erhalten.

Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Polyol G wird durch Mischen von Sucrose mit einer achtwertigen funktionellen Gruppe und von Glycerin mit einer dreiwertigen funktionellen Gruppe erhalten und hat eine OH-Zahl von 450.

Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Polyol H wird durch Mischen von Sucrose mit einer achtwertigen funktionellen Gruppe und von Glycerin mit einer dreiwertigen funktionellen Gruppe erhalten und hat eine OH-Zahl von 430, eine etwas geringere Viskosität und etwas niedrigere OH-Zahl als jene von Polyol G.

Polyol I wird durch die Polymerisation eines organischen Oxids unter Verwendung eines TEOA (Triethanolamin) mit einer dreiwertigen funktionellen Gruppe als Initiator erhalten.

Silizium enthaltendes oberflächenaktives Mittel

In der vorliegenden Erfindung verbessert das Silizium enthaltende oberflächenaktive Mittel die Mischeffizienz in einer Mischung mit einer sehr geringen wechselseitigen Löslichkeit und stabilisiert eine Zelle durch Inhibieren der unregelmäßigen Bildung und des Wachstums von Luftschaum wie in einem allgemeinen starren Polyurethan-schaumstoff. Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Silizium enthaltende oberflächenaktive Mittel schließt B-8462 (hergestellt von Degussa), L-6900 (hergestellt von GE Toshiba Silicones) ein, die in einer Menge von 2–4 Gewichtsteilen und vorzugsweise von 2,0 Gewichtsteilen auf Basis von 100 Gewichtsteilen Polyol verwendet werden können.

Polyfluoralkan/Perfluorkohlenstoff

Um das hohe Wärmeleitvermögen, die schlimmsten Mängel der Cyclopentangruppe, zu überwinden, wurden Untersuchungen zu einer MCR-(Mikrozellulären-Starren-)Schaumstoff-Technik durchgeführt. Demzufolge sind mehrere Typen von Alkylenoxidsystemen entwickelt worden, um eine Generalisierung einer entsprechenden Zusammensetzung zu erhalten. Polyfluoralkan erhöht den Keimbildungseffekt in einem Anfangsstadium der Reaktion, wodurch eine anfangs erzeugte Mikrozelle gehärtet wird, wobei die anfängliche feine Zellengröße beibehalten wird und die Isolierungswirkung verbessert wird. In der vorliegenden Erfindung wird Polyfluoralkan in einer Menge von 0,5–1,5 Gewichtsteilen und vorzugsweise von 1,0 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Polyolmischung, verwendet.

Katalysator

Ein Katalysator verkürzt die Reaktionszeit bei der Bildung von Schaumstoffen und reguliert das Fließvermögen von Schaumstoffen beim Schäumen von Schaumstoffen, d. h. beim Aufgehenlassen von Schaumstoffen. Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Katalysator wird grob in drei Arten eingeteilt, nämlich einen Treibkatalysator, einen Gelierungskatalysator und einen trimerisierenden Katalysator. Der Katalysator muss in geeigneter Weise bezüglich der verwendeten Menge entsprechend der Form und Struktur eines tatsächlichen Kühlschranks reguliert werden. In den hierin gemachten Experimenten wurden 5 Typen von Katalysatoren für die Verwendung kombiniert, von denen die Katalysatoren A, B und E in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Dies wird nun ausführlich beschrieben.

Der in der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Katalysator A ist ein Gelierungskatalysator, welcher den Schaum und die Reaktivität beeinflusst, wie DMCHA (N,N-Dimethylcyclohexylamin). Der Katalysator A greift Methylendiisocyanat (MDI) an, um es mit Polyol reagieren zu lassen und um dadurch Polyurethanharz zu bilden, Die folgenden Beispiele werden angegeben:
DMCHA (N,N-Dimethylcyclohexylamin): PC-8, PC-33 (beide hergestellt von Air Products), TC-DMCH (hergestellt von Tosho), KAO-10 (hergestellt von Kaolizer)
TMHDA (Tetramethylhexan-1,6-diamin): PC-6 (hergestellt von Air Products), TC-MR (hergestellt von Tosho), KAO-1 (hergestellt von Kaolizer)
TEDA (Triethylendiamin): DABCO^®33LV (hergestellt von Air Products), NIXA-33 (hergestellt von Union Carbide Company), TC TEA-L33 (hergestellt von Tosho)

Der in der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Katalysator B ist ein Treibkatalysator, wie Pentamethyldiethylentriamin (PMDETA). Dieser Katalysator erleichtert eine Reaktion zwischen Wasser und Methylendiisocyanat (MDI) und führt die zum Aufschäumen erforderliche Wärme zu, um eine Harzreaktion zwischen Polyol und MDI zu beschleunigen. Es werden die folgenden Beispiele angegeben:
PMDETA: PC-5 (hergestellt von Air Products), TC-DT (hergestellt von Tosho), KAO-3 (hergestellt von Kaolizer)
BDMEE (Bis(2-diemthylaminoethyl)ether): DABCO^® BL-11 (hergestellt von Air Products), TC-ET (hergestellt von Tosho), NIXA A-1 (hergestellt von Union Carbide Company)

Der Katalysator C ist ein Mischkatalysator, der durch Mischen von DMCHA (N,N-Dimethylcyclohexylamin) und PMDETA (Pentamethylediethylentriamin) im Verhältnis 3:1 erhalten wird.

Der Katalysator D ist ein Treibkatalysator vom Säureblock-Typ, welcher viel CO₂-Gas erzeugt, indem er die anfängliche Reaktivität beeinflusst.

Der in der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Katalysator E ist ein trimerisierender Katalysator für eine Reaktion und Trimerisierung von MDI. Es werden die folgenden Beispiele angegeben:
TMR-2, TMR-13, TMR-30 (hergestellt von Air Products) PC-41 (hergestellt von Air Products), KAO-14 (hergestellt von Kaolizer), TC-TRC (hergestellt von Tosho)

Isocyanat

Es kann jegliches Isocyanat, das allgemein bei der Herstellung von Polyurethanschaumstoff verwendet werden kann, auch in der vorliegenden Erfindung verfügbar sein. Es kann bevorzugt sein, dass der Index von Isocyanat nicht hoch ist, wie 1,0–1,2 des allgemeinen Polyurethanschaumstoffs. Zum Beispiel kann Methylendiisocyanat (MDI) verwendet werden. Isocyanat kann in einer Menge von 140–170 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichts-teile einer Polyolmischung, verwendet werden.

Chemisches Treibmittel

In der vorliegenden Erfindung wurde Wasser als chemisches Treibmittel in einer Menge von 2,0–4,0 Gewichtsteilen, und vor zugsweise von 2,0 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile einer Polyolmischung, verwendet.

Physikalisches Treibmittel

Cyclopentan wurde als physikalisches Treibmittel für eine Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet. Daneben wurden HCFC-114b und CFC-11 zum Vergleich in den Experimenten verwendet.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die 1 veranschaulicht ein Testverfahren zur Messung der Haftfestigkeit;

die 2 ist eine Grafik, welche eine Prozess-Leistungsfähigkeitsanalyse von Schaumstoff gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung zeigt; und

die 3 ist eine Grafik, welche eine Prozess-Leistungsfähigkeitsanalyse von Schaumstoff gemäß Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen werden nun beschrieben, doch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese beschränkt. Tabelle 1
In Tabelle 1 ist die Einheit der Injektionsmenge pbw (Gewichtsteile).
Schaumstoff wurde durch ausreichendes Mischen der Komponenten in den Zusammensetzungen gemäß den Beispielen 1–5 von Tabelle 1 in einer angemessenen Weise, um die physikalischen Eigenschaften jeder Komponente vollständig zur Entfaltung zu bringen, gemäß dem allgemeinen Polyurethanschaumstoff-Herstellungsverfahren hergestellt.
Die Kerndichte, die minimale Füllmenge, um den Raum zu packen (Just Pack), der K-Faktor, die Formstandzeit und die Haftfestigkeit der erhaltenen Schaumstoffe von fünf Typen wurden gemessen und das Ergebnis wurde in Tabelle 2 aufgeführt. Die Haftfestigkeit wurde wie folgt gemessen.
Messung der Haftfestigkeit
Ein Testexemplar eines Materials mit einer Größe von 100 mm × 40 mm mit einem Loch von Φ 4,5 (Galva (galvanisiertes Eisen), das schwächste unter den Kühlschrankmaterialien) wurde zur Untersuchung der Haftfestigkeit verwendet. Die Dichte von Polyurethanschaumstoff war 32–34 kg/m² im Falle von Cyclopentan-basiertem Schaumstoff der Beispiele 1–3, 30–32 kg/m² im Falle des HCFC-141b-basierten Schaumstoffs von Beispiel 4 und 29–31 kg/m² im Falle des CFC-11-basierten Schaumstoffs von Beispiel 5. Die Zahl der Testexemplare war 15.
Wie in 1 gezeigt, wurde ein Material an eine Brett-Form angeklebt und bei der Kerndichte von Polyurethanschaumstoff aufgeschäumt. Die materialverklebten Positionen waren 150 mm, 500 mm und 850 mm der Gesamtlänge von 1100 mm bezogen auf das untere Ende. 5 Minuten später wurde es aus der Form entnommen und 1 Stunde lang bei Raumtemperatur stehen gelassen. Die Kraft, die zum Ablösen des Materials mit Hilfe eines Druck-Zug-Messgeräts angewandt wurde, wurde zur Bewertung der Haftfestigkeit gemessen und das Ergebnis wurde in Tabelle 2 ausgewiesen. Die 2 und 3 sind Grafiken, welche eine Prozess-Leistungsfähigkeitsanalyse von Schaumstoffen gemäß den Beispielen 2 und 3 zeigen, welche die Verteilung geringer und hoher Haftfestigkeiten anzeigen. Tabelle 2
Wie in Tabelle 2 zu erkennen ist, unterscheiden sich die hergestellten Polyurethanschaumstoffe in den Eigenschaften und den Charakteristika je nach ihren Zusammensetzungen. Als ein Treibmittel verwenden die Beispiele 1 bis 3 Cyclopentan-Gruppen, das Beispiel 4 verwendet HCFC-141b, und das Beispiel 5 verwendet CFC-11. Da der Aufbau der Systeme sich in Abhängigkeit von dem Typ des verwendeten Treibmittels unterscheidet, gibt es Unterschiede in den Isolierungscharakteristika und der minimalen Füllmenge (Just Pack).
Ein charakteristisches Merkmal, das die vorliegende Erfindung zu verbessern versucht, ist die Haftfestigkeit. Wie anhand der Eigenschaft von Beispiel 3 zu erkennen ist, ist die Haftfestigkeit so hoch, dass sie nahezu dem Doppelten im Vergleich mit anderen Beispielen entspricht. Neben der Haftfestigkeit sind andere Eigenschaften des aus der Zusammensetzung von Beispiel 3 hergestellten Polyurethanschaumstoffs dieselben wie diejenigen der Beispiele 1 und 2 und unterscheiden sich auch nicht viel von den Eigenschaften der Beispiele 4 und 5.
Insbesondere kann man hinsichtlich der Tatsache, dass Beispiel 2 und 3 sich nur in der Zusammensetzung des Basispolyols unterscheiden, zu dem Schluss kommen, dass die Polyol-Zusammensetzung eine große Auswirkung auf die Haftfestigkeit hat. Die höhere Haftfestigkeit in Beispiel 3 gegenüber derjenigen anderer Systeme ist auf die Verwendung einer Polyolkomponente zurückzuführen, die durch die Verwendung eines TDA mit einer geringen Viskosität als Initiator erhalten wird. Jedoch ist diese Komponente dadurch, dass sie eine geringe Formstandzeit besitzt, von Nachteil, trotz der ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit und Haftfestigkeit. Daher wurde Sucrose/Glycerin mit einer geringeren Viskosität als in Beispiel 2 zur Verbesserung des Fließvermögens und der Stabilität des hergestellten Polyurethanschaumstoffs verwendet. Außerdem zeigt diese Komponente eine hervorragende Haftfestigkeit und Formstandzeit. Indes waren bei der Verwendung von Sucrose/Glycerin mit einer hohen Viskosität die Haftfestigkeit und das Fließvermögen relativ gering, doch die Wärmeleitfähigkeit und das Entformungsvermögen waren gut.
Anhand der Resultate in Tabelle 2 lässt sich erkennen, dass die Zusammensetzung für die Herstellung von Polyurethanschaumstoff gemäß Beispiel 3 eine erhöhte Haftfestigkeit ohne eine Verschlechterung anderer Eigenschaften, wie Formstandzeit, Wärmeleitfähigkeit zeigt.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie bislang beschrieben, besitzt die Zusammensetzung für die Herstellung von starrem Polyurethanschaumstoff die folgenden Vorteile. Das bedeutet zum Beispiel, da die Zusammensetzung Wasser und Cyclopentan als Treibmittel verwendet, dass nicht die Möglichkeit einer Umweltschädigung besteht, wie dies der Fall ist bei der Zusammensetzung, welche herkömmliches Treibmittel auf CFC-Basis oder auf HCFC-Basis verwendet, Da außerdem die Haftfestigkeit nahezu um das Doppelte gegenüber der bereits existierenden Zusammensetzung verbessert wird unter Beibehaltung der Hauptcharakteristika des Schaumstoffs, kann die Zusammensetzung in geeigneter Weise für den Aufbau eines Isoliermaterials, und insbesondere für einen Kühlschrank, angewandt werden.

Claims

Zusammensetzung zur Herstellung von starrem Polyurethanschaumstoff, umfassend: (1) 100 Gewichtsteile einer Polyolmischung, bestehend aus: 40–50 Gewichtsteilen Polyol B mit einer OH-Zahl von 390, welches erhalten wird durch Polymerisation eines organischen Oxids unter Verwendung von Toluoldiamin (TDA) mit einer vierwertigen funktionellen Gruppe als Initiator; 30–40 Gewichtsteilen Polyol G mit einer OH-Zahl von 450, welches erhalten wird durch Mischen von Sucrose mit einer achtwertigen funktionellen Gruppe und von Glycerin mit einer dreiwertigen funktionellen Gruppe; und 20–30 Gewichtsteilen Polyol H mit einer OH-Zahl von 430, welches erhalten wird durch Mischen von Sucrose mit einer achtwertigen funktionellen Gruppe und von Glycerin mit einer dreiwertigen funktionellen Gruppe; (2) 2,0–4,0 Gewichtsteile Wasser; (3) 0,3–3,0 Gewichtsteile Katalysatormischung, bestehend aus 0,1–1,0 Gewichtsteilen eines Gelierungskatalysators A; 0,1–1,0 Gewichts-teilen Treibkatalysator B; und 0,1–1,0 Gewichtsteilen eines trimerisierenden Katalysators E; (4) 1,0–4,0 Gewichtsteile eines Silizium enthaltenden oberflächenaktiven Mittels; (5) 0,5–1,5 Gewichtsteile PFA (Polyfluoralkan); (6) 10–20 Gewichtsteile Cyclopentan; und (7) 140–170 Gewichtsteile Polyisocyanat.
Zusammensetzung zur Herstellung von starrem Polyurethanschaumstoff nach Anspruch 1, umfassend: (1) 100 Gewichtsteile eines gemischten Polyols, bestehend aus: 40 Gewichtsteilen Polyol B mit einer OH-Zahl von 390, welches erhalten wird durch Polymerisation eines organischen Oxids unter Verwendung von Toluoldiamin (TDA) mit einer vierwertigen funktionellen Gruppe als Initiator; 30 Gewichtsteilen Polyol G mit einer OH-Zahl von 450, welches erhalten wird durch Mischen von Sucrose mit einer achtwertigen funktionellen Gruppe und von Glycerin mit einer dreiwertigen funktionellen Gruppe; und 30 Gewichtsteilen Polyol H mit einer OH-Zahl von 430, welches erhalten wird durch Mischen von Sucrose mit einer achtwertigen funktionellen Gruppe und von Glycerin mit einer dreiwertigen funktionellen Gruppe; (2) 2,0 Gewichtsteile Wasser; (3) 1,5 Gewichtsteile Katalysatormischung, bestehend aus 0,6 Gewichtsteilen eines Gelatisierungskatalysators A; 0,4 Gewichtsteilen Treibkatalysator B; und 0,5 Gewichtsteilen eines trimerisierenden Katalysators E; (4) 2,0 Gewichtsteile eines Silizium enthaltenden oberflächenaktiven Mittels (5) 1,0 Gewichtsteile PFA (Polyfluoralkan); (6) 17 Gewichtsteile Cyclopentan; und (7) 148,2 Gewichtsteile Polyisocyanat.
Starrer Polyurethanschaumstoff, hergestellt durch die Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2.