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Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanharzschaumes auf einer
Trägerschicht Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethanharzschäumen
auf Trägerschichten durch katalysierte Umsetzung eines Diisocyanats, eines Polyesters,
der aus einem oder mehreren mindestens zweiwertigen Alkoholen und einer Dicarbonsäure
besteht, und Wasser.
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Wenn man Polyester und Diisocyanat, insbesondere in Gegenwart von
Wasser, zusammenbringt, findet eine rasche Reaktion unter starker Wärmeentwicklung
statt ; die Polyestermoleküle werden durch Polyurethanbindungen miteinander verknüpft,
wobei Kohlendioxyd frei wird. Dieses wird unter entsprechenden Bedingungen in der
Masse eingeschlossen, so daß Polyurethanharze mit ausgeprägter Zellenbildung entstehen,
die sich für viele Verwendungszwecke eignen, z. B. mit oder ohne Verstärkung als
Tafeln oder Platten, die ein Isoliermaterial darstellen, das die tSbertragung von
Wärme durch Leitung hemmt. Ferner lassen sich diese Stoffe als Puffermaterialien,
als Füllstoffe für Flugzeugpropeller, als Schalldämpfer, als tiberzüge oder Auskleidungen
für Rohre und andere Gegenstände mit nicht ebenen Oberflächen verwenden.
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Der allgemeine Tvp dieser Reaktionen ist in einem Artikel von O. Bayer
und Mitarbeitern in » Rubber Chemistry and Technology «, Bd. 23, S. 812 bis 835,
beschrieben.
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Bei der Herstellung von Harzen und Schäumen der genannten Art traten
bisher Schwierigkeiten auf, da die verschiedenen Bestandteile außerordentlich rasch
reagieren, sobald sie unter Reaktionsbedingungen zusammengebracht werden. Die Umsetzung
verläuft so schnell, daß die Gemische häufig erstarren oder verharzen, bevor eine
richtige Vermischung der einzelnen Bestandteile erreicht ist. Ferner neigen nichthomogene
Gemische zur örtlichen Uberhitzung unter Blasenbildung und anderen unterwünschten
Erscheinungen.
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Man hat die Polyester-und die Diisocyanatkomponente bereits durch
getrenntes Aufspritzen auf entsprechende Unterlagen oder auf sonstige Weise, z.
B. durch Durchlaufen eines Turbomischers, möglichst rasch miteinander vermischt.
In vielen Fällen verlief die Reaktion jedoch so schnell, daß sie bereits vor Erzielung
einer guten Vermischung der Polyester-mit der Diisocyanatkomponente so weit fortgeschritten
war, daß sich vorzeitig Gele bildeten, oder das Diiso-. cyanat bei seiner Reaktion
mit den verschiedenen Bestandteilen des Gemisches zu friih unter Gasentwicklung
umgesetzt wurde, wobei ein großer Teil des gebildeten Gases entwich, so daß das
Schaumgefüge teilweise oder vollständig zusammenfiel.
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Die vorzeitig entstandenen Gele können die Anlage verstopfen oder
sich auf deren Oberfläche ansetzen, so daß zur Reinigung eine häufige Unterbrechung
des Betriebes notwendig ist. Zur Vermeidung einer Gelie-
rung der Rückstände während
der Stillegung ist aber eine Unterbrechung des Arbeitsganges ohne Leerung und Reinigung
der Anlage kaum durchführbar.
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Die bei der Polymerisation und Gasentwicklung auftretende starke
W ärmeentwicklung verstärkt die vorzeitige Gelierung und Schaumbildung. Dabei kann
die Ternperatur so stark ansteigen, daß eine unerwünscllte Zersetzung des Produktes
und eine Verflüchtigung der Diisocyanatkomponente eintritt, wodurch wertvolles NIaterial
verlorengeht und die Luft so verunreinigt wird, daß eine Gefahr für Gesundheit und
Wohlbeunden der Arbeiter entsteht.
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Die Erfndung beruht auf der Entdeckung, daß sich die oben geschilderten
Schwierigkeiten bei der Herstellung von Polyurethanharzschäumen verringern oder
ausschalten lassen, wenn man einen Teil des Polyesters vorher mit einer solchen
Menge Diisocyanat umsetzt, daß ein Bestandteil 4 entsteht, der als Vorpolymeres
bezeichnet wird. Das Vorpolymere stellt eine verhältnismäßig beständige, zerstäubbare,
fast wasserfreie Flüssigkeit dar, die mit weiterem Polyester reagieren kann. Der
Rest des Polyesters wird mit einem I3ydratisierungsmittel zu einer zerstäubbaren,
kein Diisocyanat enthaltenden Dispersion verarbeitet, die vorliegend als Bestandteil
B bezeichnet wird. Auch sie ist beständig. Die beiden Bestandteile und B werden
getrennt aufbewahrt. Ihre Vermischung erfolgt in der Weise, daß man sie gleichzeitig
oder nacheinander in Form von Nebeln aus getrennten
Öffnungen auf
eine gemeinsame Flache spritzt. Hierdurch werden die beiden Bestandteile erst dann
unter Herstellung eines stark reaktionsfähigen Gemisches vereint, wenn sie sich
an der gewünschten Stelle für die Mischpolymerisation und Schaumbildung befinden.
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Eine vorzeitige Schaumbildung und Gelierung wird somit vermieden.
Der zugesetzte Polyester und das Wasser reagieren rasch mit dem Porpolymeren, wobei
Kohlendioxyd freigesetzt und ein Schaum gebildet wird und eine Vernetzung eintritt,
die die vermischten Materialien in eine feste beständige Form bringt. Man erhält
dabei im wesentlichen die gleichen Endprodukte, wie sie durch Mischen des gesamten
Polyesters mit dem Diisocyanat und Durchführung der Reaktion in einer Stufe erhalten
werden.
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Im Vorpolymeren ist das Diisocyanat an einen Teil des Polyesters
gebunden, so daß seine Flüchtigkeit stark herabgesetzt ist und die Verluste an Diisocyanat
mit der Herabsetzung der Gefahr für Gesundheit und Wohlbefinden des Bedienungspersonals
der Anlage abnehmen. Das Vorpolymere vermischt sich beim Zusammenbringen der beiden
Komponenten sehr leicht mit der Polyesterdispersion, so daß eine örtliche Überhitzung
und andere unerwünschte Nebenerscheinungen, die auf einer unvollständigen Vermischung
beruhen, herabgesetzt werden. Die Gefahr einer Uberhitzung wird weiter dadurch herabgesetzt,
daß bei der Herstellung des Vorpolymeren bereits ein beträchtlicher Teil der Gesamtreaktionswärme
abgegeben wird, so daB die bei der Umsetzung aller Bestandteile in einer einzigen
Stufe frei werdenden Wärme besser verteiIt und das Temperaturmaximum herabgesetzt
ist Anschließend sind einige Komponenten beschrieben, die bei der praktischen Durchführung
der Erfindung verwendbar sind.
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Polyesterkomponente Die Polvesterkomponenten des Vorpolymeren und
des wasserhaltigen Polyestergemisches können gleich oder verschieden sein und sind
vorzugsweise Harze mit verhältnismäßig hoher Hydroxylzahl und niedriger Säurezahl.
Sie können löslich, flüssig oder schmelzbar sein. Die dem Polyester zugrunde liegende
Saure ist vorzugsweise zwei-oder mehrbasisch und besitzt gewöhnlich keine reaktionsfähigen
ungesättigten Bindungen, wie Athylen-oder Acetylengruppen. Die in aromatischen Säuren,
wie Phthalsäure, Terephthalsaure, Isophthalsäure od. dgl., enthaltenen Doppelbindungen
sind nicht reaktionsfähig. Aromatische Säuren können daher zur Herstellung der Polyester
verwendet werden. Geeignete, gesättigte Kohlenwasserstoffketten enthaltende Saure
sind Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure und ähnliche Säuren
mit bis zu etwa 10 Kohlenstoffatomen in der Kohlenwasserstoffkette. Auch Gemische
aus zwei oder mehreren solcher Säuren sind verwendbar.
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In den meisten Fällen wird Adipinsäure allein oder zusammen mit anderen
zweibasischen Säuren, wie den obenerwähnten Phthalsäuren, bevorzugt.
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Die Alkoholkomponente der Polyester enthält mehrere Hydroxylgruppen
und besteht gewöhnlich, jedoch nicht notwendigerweise aus einem Alkoholgemisch,
wobei ein Alkohol zweiwertig ist, während der andere mindestens drei Hydroxylgruppen
enthält. Als zweiwertiger Alkohol kann Propylenglykol, Dipropylenglykol, Äthylenglykol,
Diäthylenglykol, Polyäthylenglvkol usw. verwendet werden.
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Als zweiter Alkohol mit mindestens drei Hydroxylgruppen können Glycerin,
Pentaerythrit, Trimethyl-
oläthan, Trimethylolpropan, Mannit u. ä. verwendet werden.
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Die Polyester mit einem hohen Prozentsatz an zweiwertigen Alkoholen
sind elastischer und thermoplastisch. Dagegen bilden Alkohole, wie Glycerin, Pentaerythrit
u. dgl., die drei oder mehr Hydroxylgruppen enthalten, mit zweibasischen Säuren
Polyester, die nach der Umsetzung mit dem Diisocyanat harte, wärmehärtbare Harzschäume
ergeben. Durch entsprechende Einstellung des Mengenverhältnisses der beiden Alkoholarten
können die Vernetzung und damit die Härte-und Wärmehärtungseigenschaften der Polyester-Diisocyanat-Reaktionsprodukte
gesteuert werden. Auch Polyester, die nur eine Alkoholart enthalten, sind verwendbar.
Das Mengenverhältnis der gesamten Alkohole zu den Säuren liegt gewöhnlich über dem
normalerweise bei der Herstellung von Alkydharzen verwendeten, z. B. etwa 15 bis
50 °/o überdem stöchiometrischen Verhältnis. Für zähe, biegsame ; elastische Schäume
wird ein Molverhältnis von zweiwertigem AIkohol zu mehrwertigem Alkohol von etwa
18 bis I bevorzugt. Dieses Verhältnis ist der Festigkeit der Schäume indirekt proportional.
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Die erfindungsgemäß mit den Polyestern umsetzbaren Diisocyanate enthalten
die Gruppe O=C=N-R-N=C=O, in der R ein aromatischer, heterocyclischer, aliphatischer
oder ein gemischter Rest aus zwei oder mehreren dieser Gruppen ist, der vorzugsweise
etwa 2 bis 19 Kohlenstoffatome enthält. Der Kohlenwasserstoffrest kann ferner Chlor
oder andere, im wesentlichen nicht funktionelle Gruppen enthalten. Anschließend
sind einige Diisocyanate genannt, die ernndungsgemäß für die Herstellung der Polyurethanharzschäume
verwendet werden können : Diphenyldiisocyanat, Triphenyldiisocyanat, Chlorphenyl-2,
4-Diisocyanat, t, Äthylendiisocyanat, 1, 4-Tetramethylendiisocyanat, p-Phenylendiisocyanat,
p-Tolylendiisocyanat (vorzugsweise in Form eines Gemisches aus 2, 4- und 2, 6-Isomerem),
p-Diisocyanatodiphenylmethan, Hexamethytendiisocyanat usw. p-Tolylendiisocyanat
oder Isomerengemische, die diese Verbindung enthalten, werden zur Zeit wegen ihrer
leichten Verfügbarkeit und ihrer vorteilhaften Eigenschaften im erfindungsgemäßen
Verfahren bevorzugt.
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Bei der Herstellung eines Vorpolymeren aus einem Polyester und einem
Diisocyanat sollte das Vorpolymere vorzugsweise etwa 50°/o, z. B. 30 bis 70%, des
Polyesters, bezogen auf die Gesamtmenge, enthalten.
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Das Vorpolymere muß ferner im wesentlichen das gesamte Diisocyanat
enthalten. Die Diisocyanatmenge im Vorpolymeren ist von den im Polyester verfügbaren
Hydroxylgruppen abhängig. Gewöhnlich wird das Diisocyanat in einer solchen Menge
verwendet, daß auf 1 Moläquivalent gebundener Hydroxyl-und Carboxylgruppen des im
Vorpolymeren enthaltenen Polyesters etwa 2 bis 5 Mol Diisocyanat treffen.
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Außerdem wird ein Katalysator der anschließend beschriebenen Art
zugesetzt, der die gegenseitige Reaktion der Vorpolymerbestandteile einleitet. Der
Polyester und das Diisocyanat reagieren mit oder ohne Erhitzung unter Bildung des
Vorpolymeren ; erfindungsgemäß wird die Zugabe eines Katalysators bevorzugt und
nur wenig oder gar keine Wärme von außen zugeführt, Bei der Herstellung des Vorpolymeren
entwickelt sich zwar eine beträchtliche Wärme, die jedoch geringer ist als beim
üblichen Vermischen
(in Gegenwart von Wasser) des Polyesters mit
dem Diisocyanat in den im fertigen Produkt gewünschten Mengenverhältnissen.
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Der Katalysator Zur Herstellung des Vorpolymeren aus dem Polyester
und dem Diisocyanat werden die beiden Materialien miteinander gemischt. Gegebenenfalls
kann zur Einleitung der Reaktion ein geeigneter Katalysator zugesetzt werden. N-Alkylmorpholin
wird hierfür bevorzugt. Jedoch kann man auch einen anderen Katalystor verwenden,
wie tertiäre Amine, z. B. Trimethylamin, Triäthylamin, Dialkylaminoalkohol, oder
ein im Handel erhältliches Produkt, das aus einem tertiären Amin mit verhältnismäßig
langen Kohlenwasserstoffketten von z. B. je 10 bis 18 Kohlenstoffatomen besteht.
Falls erwünscht, kann man den Katalysator auch weglassen, wenn die Reaktion zwischen
dem Polyester und dem Diisocyanat auch ohne Katalysator durch Erhitzen oder genügend
langes Stehenlassen erreicht werden kann.
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Verwendbare Katalysatoren sind ferner quaternäre Ammoniumverbindungen,
die sich unter den Reaktionsbedingungen unter Bildung tertiärer Amine zersetzen.
Beispiele hierfür sind Salze tertiärer Amine, wie des N-Methylmorpholins mit Carbonsäureanhydriden,
z. B. der Essigsäure. Solche Salze lassen sich leicht durch einfaches Zusammenbringen
der Reaktionsteilnehmer herstellen.
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Durch Änderung der Diisocyanatmenge ist es möglich, die Viskosität
der Polyester-Vorpolymeren in Anpassung an besondere Bedingungen zu erhöhen oder
herabzusetzen. Die Wahl wird durch die Funktionalität des Polymeren beeinflußt.
Das Vorpolymere kann z. B. etwa 25 bis 100 Teile Diisocyanat, wie Tolylendiisocyanat,
auf 100 Teile Harz enthalten ; wird j edoch weitgehend flüssiges Vorpolymeres gewünscht,
so kann der Anteil des Tolylendiisocyanats auf etwa 600 Teile erhöht werden.
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Anschließend folgen Regeln zur Ermittlung geeigneter Mengenverhältnisse
in besonderen Fällen.
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Das Verhältnis des Diisocyanats zum Polyester bei der Herstellung
des Vorpolymeren wird von bestimmten Eigenschaften des Harzes, wie der Hydroxylzahl,
der Säurezahl und dem Wassergehalt oder, kurz, dem Isocyanatäquivalent, beeinflußt.
Beispiel A gibt als Summe der Hydroxyl-und Säurezahl etwa 70 an. Zur Ermittlung
des Isocyanatäquivalents dividiert man 56100 durch diese Zahl : 56 = etwa 800 =
Isocyanatäquivalent.
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70 Das heißt, je Mol Isocyanat oder je 1/2 Mol Diisocyanat sind 800
g Polyester erforderlich, oder für 87, 5 g Tolylendiisocyanat werden 800 g Polyester
benötigt. Zur Erzeugung eines geeigneten Vorpolymeren ist ein Überschuß von mindestens
1000, 10 Diisocyanat erforderlich.
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Polyester mit höheren Hydroxylzahlen usw. erfordern größere Mengen
Diisocyanat. Zum Beispiel benötigt ein Polyester mit der Säurezahl O und der Hydroxylzahl
400 zur Sättigung der Hydroxylgruppen 56100 400 etwa 140 g Polyester je Mol Isocyanat
oder je Va Mol Diisocyanat.
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Zur Gewährleistung eines verhältnismäßig beständigen Produktes ist
ein tiberschuß von L00°/erforderlich. Zur Erzielung eines Produktes mit zum Sprühen
geeigneter
Viskosität wird gewöhnlich ein wesentlich größerer Überschuß als 100°/o benötigt.
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Wie bereits erwähnt, sind N-Alkylmorpholine, wie N-Methylmorpholin,
als Katalysatoren für die Umsetzung besonders geeignet, da sie die Reaktion stark
und wirksam beschleunigen und gute Lösungsmittel darstellen, die die Viskosität
des Vorpolymeren herabsetzen, falls dieses zur wirksamen Zerstäubung zu viskos ist.
Zu diesem Zweck kann N-Methylmorpholin in größeren Mengen verwendet werden, als
sie zur Katalysierung der Reaktion erforderlich sind. Es ist klar, daß man das N-Methylmorpholin
dem Vorpolymeren nach seiner Herstellung und vor seiner Vermischung mit der Polyesteremulsion
durch Zerstäubung zusetzt. Dabei kann der Katalysator in Mengen bis zu 10 oder 12
Gewichtsprozent, bezogen auf den Polyester, eingeführt werden.
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Setzt man den Katalysator dem Vorpolymeren vor seiner Umsetzung zu,
so fördert er die Bildung des Vorpolymeren ; oft reicht der restliche Katalysator
aus, um beim Aufspritzen des Vorpolymeren mit der Emulsion des Polyesters auf eine
geeignete Trägerschicht die gewünschte Reakti, onsfähigkeit zu erzielen.
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Es ist selbstverständlich, daß der Katalysator ausschließlich in einem
der Bestandteile A oder B anwesend oder in jedem gewünschten Mengenverhältnis zwischen
den beiden Bestandteilen aufgeteilt sein kann.
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Das Vorpolymere, das wasserfrei ist und je nach Wunsch einen Katalysatorzusatz
enthält oder nicht, kann vorzugsweise auch mit einem geeigneten, anschließend beschriebenen
Emulgiermittel gemischt werden. Jedoch muß dieses Emulgiermittel nicht im Vorpolymeren
enthalten sein, wenn es bereits im Bestandteil B enthalten ist.
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Die wasserhaltige Komponente Der zusätzliche Polyester, der gleichzeitig
mit dem Vorpolymeren aus einer getrennten Spritzöffnung zerstäubt werden soll, wird
vorzugsweise mit dem Wasser versetzt (entweder mit Wasser als solchem oder in Form
eines hydratisierten Salzes), das zur Beendigung der Umwandlung des Vorpolymeren-Polyestergemisches
in einen Polyurethanharzschaum erforderlich ist. Das Wasser kann als solches in
einer Menge von z. B. etwa 1 bis 10 Gewichtsteilen je 100 Teile Polyester verwendet
werden. Zur Erleichterung der gründlichen Vermischung des Wassers mit dem Polyester
in der Komponente B kann ein Emulgiermittel verwendet werden, z. B. ein Gemisch
aus einem anionischen und nichtionischen Emulgiermittel oder Poly-Athylenoxyd-Kondensationsprodukte.
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Durch Verwendung überschüssiger Mengen Emulgiermittel wird das Gemisch
verdünnt. Die zunehmende Emulgierwirkung wird jedoch bei Verwendung von Uberschüssen
häufig von unerwünschten Nebenwirkungen begleitet. An Stelle von Wasser kann man
ein Hydratisierungsmittel, z. B. ein hydratisiertes Salz, wie das Trihydrat von
Natriumacetat, das Deca-oder Heptahydrat von Natriumsulfat (Glaubersalz), das Heptahydrat
von Magnesiumsulfat, oder ein anderes Mittel verwenden, das bei den Temperaturen,
die bei der Umsetzung zwischen dem Polyester und dem Vorpolymeren auftreten, Wasser
freigibt. Bei Verwendung hydratisierter Salze muß deren Menge ausreichen, um Wasser
in den oben angeführten Mengen zu liefern.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung von Polyestern,
die zur Herstellung des Vorpolymeren (Bestandteil A) sowie zur Emulgierung mit Wasser
oder anderen Hydratisierungsmitteln unter Bildung des Bestandteils B verwendet werden
können.
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Beispiel A Aus folgendem Gemisch wurde ein Polyester hergestellt
: Adipinsaure.................... 16 Mol Diathylenglykol................ 18 Mol
Glycerin 1 Mol Katalysator (p-Tolylensulfonsäure) 0. 1 °/o. bezogen auf das Gemisch
Das Gemisch wurde in üblicher Weise unter Bildung eines fliissigen Harzes mit einer
Hydroxylzahl zwischen 60 und 80 und einer Säurezahl von 12 oder darunter umgesetzt.
Der Polyester ist flüssig, besitzt eine ziemlich niedrige Hydroxylzahl und wird
häufig zur Herstellung elastischer Schäume verwendet. Das Glycerin kann vollständig
oder teilweise durch Trimethylpropan ersetzt werden. Ebenso kann man an Stelle von
Diäthylenglykol Hexandiol verwenden. Der Polyester ist für den Bestandteil A und
den Bestandteil B des erfindungsgemäß angewandten Spritzgemisches verwendbar.
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Beispiel B Die aus folgenden Bestandteilen herstellbare Mischung
eignet sich für die Herstellung steiferer Harzschäume : Phthalsäureanhydrid 2 Mol
Adipinsäure 10 Mol Trimethylolpropan.............. 20 Mol Das Gemisch wird vorzugsweise
bis zur Erreichung einer Säurezahl von etwa 1 und einer Hdroxylzahl von etwa 450
erhitzt. Das Harz ist flüssig und durch die hohe Hydroxylzahl zur Herstellung der
Bestandteile A und B für steife Harzschäume besonders geeignet.
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Die Polyester der beiden Beispiele können mit einem Diisocyanat,
wie Tolylendiisocyanat, in solchen Mengen vermischt werden, daß ein flüssiges, zerstäubbares
Vorpolvmeres entsteht ; je nach der gewünschten Fließfähigkeit kann die im Vorpolymeren
enthaltene Menge Diisocyanat etwa 20 bis 600 Teile auf 100 Teile Polyester betragen.
Werden sehr große Mengen Diisocyanat verwendet, so verdünnt der Überschuß das Polymere
und fördert seine Fließfähigkeit.
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Anschließend ist die allgemeine Zusammensetzung des Vorpolymeren
(Bestandteil A) gemäß der Erfindung angegeben : Gewichtsteile Polyester 100 Diisocyanat
20 bis 600 Katalysator.................... 0 bis 20 Emulgiermittel.................
0 bis 5 Die Polyester-Wasser-Dispersion (Bestandteil B) hat die folgende allgemeine
Zusammensetzung : Gewidhtsteile Polyester....................... 100 Katalysator.....................
0 bis 10 Emulgiermittel.................. 0, 1 bis 10 Wasser (frei oder gebunden).....
0, 1 bis 10 Die beiden Bestandteile werden auf eine gemeinsame Trägerschicht gespritzt,
wobei man eine Spritzvorrichtung verwendet, bei der die Bestandteile A und B aus
getrennten CSffnungen abgegeben werden, die sich in einem gemeinsamen Spritzkopf
befinden, aber ge-
trennte Zuleitungen für die Bestandteile A und B besitzen. Die
Vermischung der beiden Bestandteile erfolgt also erst auf dem Wege der in Tröpfchen
zerteilten Komponenten zur Trägerfläche und beim Aufprall dieser Tröpfchen auf die
Fläche, auf der die Polymerisation und Schaumbildung erfolgen soll. Das folgende
Beispiel erläutert die Herstellung eines typischen Vorpolymeren und seine Aufbringung
mit einer Polyesteremulsion auf eine Trägerschicht.
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Beispiel I Der in diesem Beispiel verwendete Polyester entsprach
dem des Beispiels A. Er hatte eine Hydroxylzahl von 60 bis 80 und eine Säurezahl
von etwa 3.
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Für die Herstellung des Vorpolymeren wurde folgendes Gemisch verwendet
: Gewichtsteile Polyester (Beispiel A)............... 100 Tolylendiisocyanat (»
Mondur-IT «) *) 100 N-Methylmorpholin (Katalysator).... 2 Emulgiermittel......................
2 ') 65 °/o 2, 4-Isomeres und 35 °/o 2, 6-Isomeres.
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Das aus diesem Gemisch hergestellte Vorpolymere läßt sich sofort
spritzen, kann jedoch auch mehrere Tage bei Raumtemperatur oder längere Zeit unter
Kühlung gelagert werden. Es ist flüssig und besitzt eine Viskosität, die es zur
Anwendung in einer üblichen Spritzpistole geeignet macht. Der flüssige, spritzbare
Bestandteil B wurde aus folgenden Komponenten hergestellt : Gewichtsteile Polyester
(Beispiel A)............ 100 N-Methylmorpholin............... 2 Emulgiermittel 2
Wasser.......................... 1 bis 3 (vorzugsweise 2) Die Bestandteile A und
B werden in getrennten Behältern aufbewahrt. Wenn sie auf eine Flache oder in eine
Form gespritzt werden sollen, werden sie durch getrennte Leitungen mit getrennten
Mündungen gespritzt, aus welchen sie im Gleichstrom austreten.
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Beim Auftreffen auf eine Fläche werden die gebildeten Tröpfchen vollkommen
und gründlich vermischt. Beim Spritzvorgang können die Flüssigkeiten A und B aus
zwei Spritzpistolen, die auf die gleiche Stelle gerichtet sind, gespritzt werden.
Beim Arbeiten von Hand bevorzugt man jedoch gewöhnlich eine einzige Spritzpistole
mit getrennten Kanälen und getrennten Öffnungen.
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Beispiel II Es erwies sich ferner als zweckmäßig, dem Polyester des
vorpolymerisierbaren Gemisches bestimmte Harze, wie ein Phenolharz, in einer geeigneten
Kondensationsstufe einzuverleiben. Man verwendete das Phenolharz in einer Menge
von etwa 5 Teilen auf 100 Teile Polyester. Das Mengenverhältnis des Phenolharzes
zum Polyester kann 1 bis 25 Teile auf 100 Teile des genannten Polyesters betragen,
vorzugsweise etwa 5 bis 10 Teile. Der Polyester und das Phenolharz können lediglich
ineinander gelöst sein oder gegebenenfalls auch miteinander polymerisiert werden,
indem man das Phenolharz dem zur Herstellung des Polyesters verwendeten Reaktionsgemisch
zusetzt und anschließend das Gemisch zur Veresterung erhitzt. Der auf diese Weise
modifizierte Ester läßt sich wie im Beispiel I zur Herstellung des Vorpolymeren
verwenden.
Ebenso kann der modifizierte Polyester als Bestandteil
B verwendet werden. Nach dem Aufspritzen auf einen geeigneten Träger können die
beiden Bestandteile A und B auf übliche Weise gehärtet werden.
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Die Anwesenheit des Phenolharz-Modifizierungsmittels ist manchmal
vorteilhaft, da es die Neigung der schaumbildenden Gemische zur Bildung großer Blasen
zwischen dem lEtberzug und der Unterlage wesentlich herabsetzt.
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Die Bestandteile A und B des erfindungsgemäßen, mischpolymerisierbaren
Gemisches eignen sich zur Verwendung in verschiedenartigen Vorrichtungen.
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Dabei ist es jedoch unbedingt erforderlich, daß die beiden Bestandteile
voneinander getrennt gehalten werden, bis sie sich endgültig auf der zu behandelnden
Oberfläche oder in der Form befinden, und daß sie sich während der Bildung einer
Schicht im wesentlichen sofort vermischen. Sie können in Akkordarbeit z. B. auf
isolierte einzelne Objekte, wie Teile von Gebäuden und andere Gegenstände, aufgebracht
werden.
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Ferner lassen sie sich zum Uberziehen einer kontinuierlichen Reihe
von Gegenständen verwenden.
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Die beiden Spritzrohre, aus denen die Komponenten A und B gespritzt
werden, sollten so angeordnet sein, daß sie etwas aufeinander zulaufen, so daß die
Spritzflüssigkeiten in entsprechendem Abstand konvergieren und die Tröpfchen sich
gründlich mischen, insbesondere beim Auftreffen auf die Unterlage. Eine vollkommene
Vermischung der Spritzflüssigkeiten auf ihrem Weg zur Trägerfläche ist nicht wesentlich,
da sich die aus den beiden Düsen austretenden Tröpfchen dadurch miteinander mischen
lassen, daß man hin-und hergehende Spritzbewegungen ausführt, wodurch eine gründliche
Uberdeckung erzielt wird.
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Man kann beobachten, daß die Spritzflüssigkeiten nach ihrem Austritt
aus den beiden Öffnungen aus winzigen Tröpfchen bestehen, die bei ihrem mit beträchtlicher
Energie erfolgenden Auftreffen auf die zu behandelnde Oberfläche gut und gleichmäßig
ineinander dispergiert werden, so daß eine äußerst gleichmäßige Schaumbildung eintritt,
ohne daß das schaumbildende Gemisch in unerwünschter Weise örtlich überhitzt wird.
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Zur Härtung des Gemisches innerhalb normaler Zeit reicht die normale
Umgebungstemperatur aus, zumal
die Reaktion zwischen dem Vorpolymeren und der Polyesteremulsion
von einem Temperaturanstieg begleitet ist. Dies gilt besonders dann, wenn einer
oder beide Bestandteile A oder B einen wirksamen Polymerisationskatalysator, z.
B. ein N-Alkylmorpholin, wie N-Methylmorpholin, enthalten. Innerhalb sehr kurzer
Zeit nach dem Aufbringen beginnt das Gemisch zu schäumen und zu gelieren und erhärtet
schließlich, wenn man es bei normaler Temperatur stehenläßt, je nach den Bestandteilen
und ihren Mengenverhältnissen zu einem elastischen oder harten Schaum. Falls erwünscht,
läßt sich die Härtung durch Anwendung von Wärme, z. B. Strahlungswärme, weiterbeschleunigen.
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PATENTANSPROCHE 1. Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanharzschaumes
auf einer Trägerschicht durch katalysierte Umsetzung eines Diisocyanats, eines Polyesters
aus einem wenigstens zweiwertigen Alkohol und einer Dicarbonsäure und Wasser unter
Verwendung einer zweidüsigen Spritzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß man
aus getrennten Offnungen, die mit getrennten Zuleitungen versehen sind, ein flüssiges,
wasserfreies, vorübergehend beständiges Reaktionsprodukt aus dem Polyester und einem
ftberschuß an Diisocyanat (A) und eine wäßrige Dispersion des Polyesters (B) auf
die Trägerschicht spritzt, wobei die Komponente A oder B ein Beschleunigungsmittel
für die Reaktion zwischen dem Diisocyanat und den Hydroxylgruppen des Polyesters
enthält, und daß man dann die Schaumbildung und die Härtung des erhaltenen Uberzuges
in an sich bekannter Weise bewirkt.