DE1123105B

DE1123105B - Verfahren zur Herstellung von starren Polyurethanschaumstoffen

Info

Publication number: DE1123105B
Application number: DEU6288A
Authority: DE
Inventors: Mitchell Borr; Kenneth Erskine Macphee
Original assignee: United States Rubber Co
Current assignee: Uniroyal Inc
Priority date: 1958-07-10
Filing date: 1959-06-18
Publication date: 1962-02-01
Also published as: BE580515A; GB858994A; US3018256A; FR1229276A

Description

INTERNAT. KL. C 08 g

DEUTSCHES

PATENTAMT

U6288IVd/39b

ANMELDETAG: 18. JUNI 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: |1. F E B RU AR 1962

Das übliche Verfahren für die Herstellung von steifen, harten Polyurethanschaumstoffen ist die Umsetzung eines Diisocyanates, im allgemeinen Toluylendiisocyanat, mit einem stark verzweigten Polyesterharz in Gegenwart einer kleinen Menge Wasser. In die aufschäumbare Masse können Katalysatoren, Emulgatoren, Mittel gegen Entflammbarkeit und andere Zusätze eingearbeitet werden. Beim Mischen der Bestandteile tritt unter gleichzeitiger Entwicklung von Kohlendioxyd Vernetzung des Harzes ein, und es entsteht ein Schaumstoff. Der angewendete Polyester (Alkydharz) wird durch die üblichen Verfahren hergestellt, d. h. durch Veresterung einer oder mehrerer zwei- oder höherbasischer Carbonsäuren mit einem oder mehreren zwei- oder höherwertigen Alkoholen. Das molare Verhältnis des Alkohols zur Säure ist im allgemeinen so, daß der Polyester mehr endständige Hydroxyl- als Carboxylgruppen enthält. Die auf diese Art hergestellten Polyester haben eine sehr hohe Viskosität. Es ist schwierig, den viskosen Polyester mit den anderen Bestandteilen des Schaumrezeptes richtig zu mischen. Dieses Vermischen ist jedoch wesentlich für die Herstellung eines Schaumstoffes mit guter Qualität, gleichförmiger Zellstruktur und guten Festigkeitseigenschaften. Die hohe Viskosität ist ein besonderer Nachteil, wenn Schäummaschinen oder Spritzpistolen verwendet werden. Es ist oft notwendig, den Polyester vorzuwärmen, um die Viskosität auf eine Konsistenz herabzusetzen, damit dieser verarbeitet werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung von starren Polyurethanschaumstoffen unter ausgewählter Verwendung von Polyestern mit engem Molekulargewichtsbereich und einer Säurezahl von 0 bis 30, die durch zweistufige Veresterung einer Dicarbonsäure mit einem mindestens drei OH-Gruppen aufweisenden Alkohol und anschließende Veresterung des endständig COOH-Gruppen aufweisenden Zwischenproduktes mit einem Glykol erhalten sind, bei der an sich bekannten Umsetzung von verzweigten Polyestern, Polyisocyanaten und Wasser.

Ein Polyester mit den gewünschten Eigenschaften kann hergestellt werden, wenn die Veresterung in zwei Stufen durchgeführt wird, um einen mehrwertigen Polyester herzustellen, der aus Molekülen mit verhältnismäßig einheitlichem Molekulargewicht besteht, im Gegensatz zu den großen Unterschieden im Molekulargewicht, die bei den üblichen Polyestern festgestellt wurden, wenn alle Reaktionsteilnehmer zu Beginn der Reaktion zusammengegeben werden und die Reaktion bis zu der gewünschten Säurezahl in einer Stufe durchgeführt wird.

Verfahren zur Herstellung von starren Polyurethanschaumstoffen

Anmelder:

United States Rubber Company, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. R. Poschenrieder, Patentanwalt, München 8, Lucile-Grahn-Str. 38

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 10. Juli 1958 (Nr. 747 597)

Mitchell Borr und Kenneth Erskine MacPhee,

Guelph, Ontario (Kanada), sind als Erfinder genannt worden

Bei der Herstellung der Polyester, worauf an dieser Stelle kein Schutz beansprucht wird, wird ungefähr 1 Äquivalent mehrwertiger Alkohol mit drei oder mehr Hydroxylgruppen mit ungefähr 2 Äquivalenten einer zweibasischen Carbonsäure im wesentlichen vollständig umgesetzt, und das erhaltene Produkt aus dieser Reaktion (Stufe A) wird dann in einer zweiten Stufe (Stufe B) mit ungefähr 2 Äquivalenten Glykol weiter umgesetzt zu dem fertigen Polyester. Mit dem Ausdruck Äquivalent wird das Gewicht des mehrwertigen Alkohols oder Glykols pro Hydroxylgruppe oder das Gewicht der zweibasischen Säure pro Carboxylgruppe bezeichnet.

Die mehrwertigen Alkohole, die bei der Herstellung der Polyester verwendet sein können, sind sämtliche Alkohole, die drei oder mehr Hydroxylgruppen pro Molekül enthalten, wie z. B. Trimethyloläthan, Trimethylolpropan, Glycerin, Hexantriol, Pentaerythrit, Mannit oder Sorbit. Es kann entweder ein einziger mehrwertiger Alkohol oder eine Kombination von zwei oder mehreren verschiedenen mehrwertigen Alkoholen für die Polyesterherstellung verwendet sein. Für die Umsetzung mit dem mehrwertigen Alkohol sind organische, zweibasische Säuren ganz

209 507/350

3 4

allgemein brauchbar, ζ. B. Oxalsäure, Bernsteinsäure, Glykole, die in der letzten Stufe der Veresterung

Adipinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthal- verwendet sein können, sind Äthylenglykol, Propylen-

säure, Hexachlorendomethylentetrahydrophthalsäure glykol und Polymere davon, wie Diäthylen- und

und Maleinsäure oder deren Anhydride. Sie können Dipropylenglykol, p-Dimethylolbenzol, 4,4'-Isoproeinzeln oder in Kombination verwendet sein. 5 pyliden-bis-(^-phenoxyäthanol):

CH₃

HOCH₂CH₂O-/ \—C—/ \—OCH₂CH₂OH

CH₃

und Diole im allgemeinen. In manchen Fällen kann 15 die mit dem Isocyanat unter Bildung von Harnstoffes erwünscht sein, eine Mischung von zwei oder bindungen reagieren. Jede Spur von Wasser, die im mehreren Glykolen zu verwenden. Polyester vorhanden ist, reagiert mit Isocyanat

Auf diese Art hergestellte Polyester sind sirupartige gleichfalls unter Bildung von Harnstoffgruppen. Die

Flüssigkeiten mit verhältnismäßig niedriger Viskosität, gebildeten Urethan- und Harnstoffgruppen enthalten die in getrennten Ansätzen oder bei kontinuierlichem 20 aktive Wasserstoffatome. Bei der angewendeten hohen

Mischen leicht vermischt werden können und die für Temperatur können sie weiter mit dem Isocyanat

die Herstellung von zähen, steifen, nicht brüchigen unter Bildung von Verzweigungen reagieren. Der

Polyurethanschaumstoffen mit Dichten bis herab zu Reaktionsgrad kann durch die Reaktionsbedingungen

0,03204 g/ccm besonders geeignet sind. kontrolliert werden, z. B. durch die Reaktionstempe-

Ein Verfahren zur Herstellung eines geschäumten 25 ratur (d. h. häufig ungefähr 120 bis 150° C) und durch

Polymerisats besteht darin, daß einfach das Poly- die Erwärmungszeit (d. h. häufig ungefähr 0,5 bis

isocyanat (1 Äquivalent) mit dem Polyester (0,2 bis 3 Stunden). Dies beeinflußt die Viskosität des Pro-

1,0 Äquivalent), Wasser (0,1 bis 1,0 Äquivalent), duktes. Die Viskosität ist aber auch abhängig von

Katalysator und einem Emulgator gemischt wird, der Menge des angewendeten Isocyanatüberschusses.

daß die erhaltene Mischung in eine Hohlform oder 30 Deshalb kann durch Steuerung der Reaktionsbedin-

Preßform gegossen wird und daß man sie bis zum gungen und des angewendeten Isocyanatüberschusses

Aufschäumen stehenläßt. Im allgemeinen wird erfin- der Grad der Verzweigung und die Viskosität des

dungsgemäß vorgezogen, 0,9 bis 1,0 Gesamtäqui- Vorpolymerisates gesteuert werden. Erfindungsgemäß

valente Polyester plus Wasser pro Äquivalent Poly- werden vorzugsweise ungefähr 6 bis 10 Äquivalente

isocyanat zu verwenden. Mit dem Ausdruck Äqui- 35 Isocyanat auf 1 Äquivalent der gesamten Hydroxyl-

valent des Polyesters wird das Gewicht des Polyesters und Carboxylgruppen im Polyester angewendet. Das

pro reaktionsfähige Gruppe (d. h. Hydroxyl- und erhaltene Vorpolymerisat ist eine sirupartige Flüssig-

Carboxylgruppe) bezeichnet. Ein Äquivalentgewicht keit von leicht zu handhabender Viskosität und ist

des Polyisocyanats ist dessen Gewicht pro Isocyanat- sehr stabil, wenn es unter Ausschluß von Feuchtigkeit

gruppe, während 1 Äquivalent Wasser das Gewicht 40 gelagert wird. Da ein Überschuß an Isocyanat bei

des Wassers ist, welches mit 1 Äquivalent Isocyanat der Herstellung angewendet wurde, sind im Vorpoly-

(d. h. der Hälfte des Molekulargewichts) reagiert. merisat noch freie Isocyanatgruppen vorhanden, die

Das geschäumte Produkt läßt man bis zu einem weiter mit zusätzlichem Polyester und Wasser reagiesteifen Zustand härten, indem man es entweder bei ren können. Ein geschäumtes Produkt wird herge-Raumtemperatur oder bei erhöhten Temperaturen 45 stellt, indem das Vorpolymerisat (1 Äquivalent) mit stehenläßt. Wenn gewünscht, kann der Polyester mit zusätzlichem Polyester (0,1 bis 1,0 Äquivalent), der Wasser, Katalysator, Emulgator und/oder anderen schon mit Wasser vorgemischt wurde (0,1 bis 1,0 Äqui-Zusätzen vorgemischt werden, bevor er mit dem valent), Katalysator, Schaumstabilisator und anderen Diisocyanat vermischt wird. Die Dichte des Schaum- erforderlichen Zusätzen vorgemischt wird. Dann wird stoffes wird durch das Verhältnis der Mengen an 50 die Mischung in eine Form gegossen und stehen-Wasser, Polyester und Polyisocyanat gesteuert. Nied- gelassen, bis das Schäumen stattfindet. Erfindungsrigere Dichten erfordern mehr Wasser und weniger gemäß wird vorgezogen, 0,9 bis 1,0 Gesamtäquivalent Polyester für eine bestimmte Menge Polyisocyanat. Polyester plus Wasser pro Äquivalent Vorpolymerisat

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung ge- zu verwenden (1 Äquivalent des Vorpolymerisates ist schäumter Produkte aus dem Polyester besteht in 55 das Gewicht der Vorpolymerisatmischung pro Isoder Kombination des Polyesters mit einem Vorpoly- cyanatgruppe und ist zahlenmäßig gleich dem »Isomerisat. Das Vorpolymerisat wird hergestellt, indem cyanatäquivalent«). Bei Raumtemperatur härtet der der Polyester mit einem großen Überschuß Diiso- erhaltene Schaum zu einem steifen Material, oder er cyanat bei erhöhter Temperatur umgesetzt wird. Die kann bei erhöhten Temperaturen gehärtet werden, bei der Bildung des Vorpolymerisates auftretenden 60 Die Art des nach dem Polyestervorpolymerisatschaum-Reaktionen sind sehr verwickelt. Die primäre Reaktion rezept verwendeten Polyesters kann die gleiche sein ist diejenige zwischen den Hydroxylgruppen des Poly- wie diejenige des Polyesters, der bei der Herstellung esters und dem Isocyanat zur Bildung von Urethan- des Vorpolymerisates verwendet wurde. Sie kann gruppen. Da ein großer Überschuß von Diisocyanat auch verschieden davon sein.

vorhanden ist, werden die endständigen Hydroxyl- 65 Es kann jedes organische Polyisocyanat verwendet

gruppen des Polyesters zu endständigen Isocyanat- werden, das gewöhnlich zur Herstellung von PoIy-

gruppen umgewandelt. In dem Polyester kann eine urethanschaumstoffen angewendet wird. Zum Beispiel

kleine Anzahl von Carboxylgruppen vorhanden sein, können verwendet werden Polyalkylendiisocyanate,

wie Äthylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat und Tetramethylendiisocyanat; Propylen-1,2-diisocyanat, Cycloalkylendiisocyanate, wie Cyclohexylen-M-diisocyanat, ebenso wie aromatische Diisocyanate, wie m- und p-Phenylendiisocyanat, Toluylendiisocyanat, ρ,ρ'-Diphenyldiisocyanat und 1,5-Naphthylendiisocyanat. Hierzu gehören auch aliphatisch-aromatische Diisocyanate, wie p,p'-Diphenylmethandiisocyanat und Phenyläthandiisocyanat:

C.H_S

OCN-CH-CH₂-NCoI

Triisocyanate sind auch brauchbar, z. B. solche, die Isocyanatgruppen an einem dreiwertigen Kohlenwasserstoffrest haben, ganz gleich, ob ein aliphatischen aromatischer oder aliphatisch-aromatischer Rest vorliegt, wie in Butan-1,2,2-triisocyanat, Benzol-1,3,5-triisocyanat, Diphenyl-2,4,4'-triisocyanat, Diphenyl-4,6,4'-triisocyanat, Toluol-2,4,6-triisocyanat, Äthylbenzol-2,4,6-triisocyanat und Triphenylmethan-4,4',4"-triisocyanat. Polyisocyanate aus den entsprechenden substituierten Kohlenwasserstoffresten, wie Monochlorbenzol-2,4,6-triisocyanat, können ebenfalls verwendet werden. Ebenso können die Polyisocyanate, die durch Umsetzung von Toluylendiisocyanaten mit Trimethylolpropan oder ähnlichen Triolen erhalten werden, verwendet werden. Das »Polymethylenpolyphenylisocyanat« der folgenden Formel kann ebenfalls verwendet werden:

NCO

CH₂

NCO

CH₂-

NCO Herstellung des als Ausgangsstoff dienenden Polyesters B

Zweistufenpolyester aus Trimethyloläthan, Adipinsäure, Phthalsäureanhydrid und Äthylenglykol

Eine Mischung aus Trimethyloläthan (420 g, 3,5 Mol), Adipinsäure (1023 g, 7,0 Mol) und Phthalsäureanhydrid (518 g, 3,5 Mol) wird auf 190 bis 200°C, wie bei »A« beschrieben, erwärmt. Wenn eine

ίο Säurezahl von 298 erreicht ist, wird Äthylenglykol (717 g, 11,55MoI) hinzugegeben und die Reaktion bei 190 bis 200° C fortgesetzt, bis eine Säurezahl unter 20 erhalten wird. Unter verringertem Druck wird das überschüssige Glykol entfernt, und das Produkt wird auf Raumtemperatur abgekühlt. Der erhaltene Polyester hat eine Gardner-Viskosität bei Raumtemperatur von ungefähr Z 6, eine Säurezahl von 13,5 und eine Hydroxylzahl von 236.

ao Herstellung des als Ausgangsstoff dienenden Polyesters C

Zweistufenpolyester aus Trimethyloläthan, Adipinsäure und Diäthylenglykol

Eine Mischung aus Trimethyloläthan (360 g, 3,0 Mol) und Adipinsäure (1315 g, 9,0 Mol) wird wie bei »A« auf 190 bis 200⁰C erwärmt. Wenn eine Säurezahl von 334 erreicht ist, wird Diäthylenglykol (1003 g, 9,45 Mol) hinzugegeben und die Reaktion bei 190 bis 200° C fortgeführt, bis eine Säurezahl von unter 5 erreicht ist. Das überschüssige Glykol wird durch verringerten Druck entfernt, und das Reaktionsprodukt wird auf Raumtemperatur abgekühlt. Der erhaltene Polyester hat eine Gardner-Viskosität bei Raumtemperatur von Zl, eine Säurezahl von 3,2 und eine Hydroxylzahl von 232.

(In dieser Formel ist η im Durchschnitt 1 bis 3.) Herstellung des als Ausgangsstoff dienenden PoIy-Es kann entweder ein einzelnes Polyisocyanat oder esters D

eine Kombination von zwei oder mehreren verschie- 40 ₇ ■. , , . τ · *u 1 1 aj··

, „ . . . J^j Zweistufenpolyester aus Trimethylolpropan, Adipin-

denen Polyisocyanaten verwendet werden. ^{r J} .. , ·· ^J ^{r r r}

Säure unG

Herstellung des als Ausgangsstoff dienenden Polyesters A

Zweistufenpolyester, hergestellt aus Trimethyloläthan, Adipinsäure und Äthylenglykol

Eine Mischung aus 432 g (3,6 Mol) Trimethyloläthan und 1578 g (10,8 Mol) Adipinsäure wird in einer 3-1-Flasche mit Rührer, Gaseinlaßrohr, einer kurzen Kolonne und Thermometer erhitzt. Die Temperatur wird nach und nach auf 19O⁰C gebracht und auf 190 bis 200⁰C gehalten, bis eine Säurezahl von 330 bis 334 erreicht ist (theoretisch 334). Durch die Reaktionsmischung wird ein langsamer Stickstoffstrom hindurchgeperlt, um die Entfernung des Veresterungswassers zu erleichtern. Dann wird Äthylenglykol (737 g, 10,8 Mol plus 10°/₀ Überschuß) hinzugefügt. Die Mischung wird auf 190⁰C erwärmt und auf 190 bis 200⁰C gehalten, bis eine Säurezahl von ungefähr 3 bis 4 erhalten ist. Dann wird mit einer Wasserstrahlpumpe Vakuum angelegt und das überschüssige Glykol durch Erhitzen auf 190 bis 200° C unter reduziertem Druck in 1V₂ Stunden abdestilliert. Das Produkt ist eine sirupartige Flüssigkeit mit einer Gardner-Viskosität bei Raumtemperatur von Z 2 bis Z 3, einer Säurezahl von 1,5 bis 1,7 und einer Hydroxylzahl von 234 bis 244.

Eine Mischung aus Trimethylolpropan (483 g, 3,6MoI) und Adipinsäure (1578 g, 10,8 Mol) wird auf 190 bis 200⁰C in der bei »A« beschriebenen Art erwärmt. Wenn eine Säurezahl von 326 erreicht ist, wird Äthylenglykol (337 g, 11,88MoI) hinzugegeben und die Reaktion fortgesetzt, bis eine Säurezahl von unter 3,5 erhalten ist. Das überschüssige Glykol wird unter verringertem Druck entfernt und das Reaktionsprodukt auf Raumtemperatur abgekühlt. Der erhaltene Polyester hat eine Gardner-Viskosität bei Raumtemperatur von Z 2, eine Säurezahl von 1,4 und eine Hydroxylzahl von 238.

Herstellung des Vorpolymerisates I

1253 g Toluylendiisocyanat (14,4 Äquivalente; [aus annähernd 65% 2,4-Toluylendiisocyanat und 35°/o 2,6-Toluylendiisocyanat]) wurden zu 419 g Polyester A

(1,8 Äquivalente) in einem Dreihalskolben mit Rührer und Thermometer unter Stickstoff hinzugegeben. Man ließ die Mischung exotherm unter Rühren 1 Stunde reagieren. Dann wurde ein Heizmantel unter das Reaktionsgefäß gebracht und die Temperatur langsam innerhalb einer Stunde auf 140° C erhöht und 1V₂ Stunden bei 14O⁰C gehalten. Das Reaktionsprodukt ist eine hellgelbe Flüssigkeit mit verhältnismäßig niedriger Viskosität (Gardner Z 4 bei Raum-

temperatur), die leicht mit einem Polyester vermischt werden kann. Das Isocyanatäquivalent des Reaktionsproduktes ist 157. Das Isocyanatäquivalent ist ein Maß für die vorhandenen freien Isocyanatgruppen und kann gemessen werden durch die Anzahl der Gramm des Materials, welches mit 1 Grammol eines sekundären Amines reagiert. Das Verfahren für die Bestimmung des Isocyanatäquivalentes besteht darin, daß 2-N-Di-n-butylamin in redestilliertem Toluol zu Das Wasser, das Diäthylcyclohexylamin, das Silikonöl und das Tri-ß-chloräthylphosphat werden mit dem Polyester vorgemischt. Das Vorpolymerisat wird hinzugegeben und die Mischung sehr stark 15 Sekunden gerührt. Sie wird dann in eine Form gegossen und steigengelassen. Die maximale Höhe wird in 1 bis IV₄ Minuten erreicht. Das Aushärten wird durch ungefähr 24stündiges Stehenlassen bei Raumtemperatur erreicht. Das Produkt hat eine ausgezeichnete

einer Probe des in Dioxan (welches über Natrium io Porenstruktur, eine Dichte von 0,03204, eine Druckunter Rückfluß destilliert wurde) gelösten Vorpoly- festigkeit bei 10% Durchbiegung von 0,98 kg/cm² merisates hinzugegeben wird, daß dann die Mischung und war nicht brennbar. V₂ Stunde bei Raumtemperatur stehengelassen wird

Beispiel 4

50,0 g Polyester B,
31,8 g Toluylendiisocyanat,
1,0 g Wasser,

1,0 ecm N-Äthylmorpholin,
0,4 g nichtionisches Netzmittel

und der Überschuß von Di-n-butylamin mit Salzsäure zurücktitriert wird.

Beispiel 1
Schäumrezept:
45,7 g Polyester A,
65,0 g Vorpolymerisat I,
2,0 g Wasser,

1,0 ecm N-Äthylmorpholin,

0,3 ecm Polydimethylsiloxanöl (Molekulargewicht 200, Viskosität 50 cSt.) (Kondensations^ao produkt von Rizinusöl mit Äthylenoxyd).

Das Wasser, N-Äthylmorpholin und das Netzmittel werden zu dem Polyester hinzugegeben und gut eingemischt. Das Toluylendiisocyanat (65:35-Mischung der 2,4/2,6-Isomeren) wird dann hinzugegeben, die Mischung wird ungefähr 30 Sekunden sehr stark gerührt und in eine geschmierte Form gegossen. Der Schaumstoff erreichte sein volles Volumen in ungefähr P/2 Minuten. Nach ungefähr 5 Minuten war er zu einem nichtklebrigen Zustand gehärtet. Um vollständige Härtung durchzuführen, wurde der Schaumstoff ungefähr 2 Stunden in einen Ofen von 9O⁰C gebracht. Der Schaumstoff hatte eine ausgezeichnete Porenstruktur, eine Dichte von 0,05126 und eine

Das Silikonöl ist ein üblicher »Schaumstabilisator« und steuert die Größe und Gleichmäßigkeit der Poren. Die angegebenen Mengen Wasser, N-Äthylmorpholin und Silikonflüssigkeit werden mit 45,7 g Polyester gut vorgemischt. Ein Mischen mit einer 30 mäßigen Geschwindigkeit in ungefähr 2 Minuten ist günstig. Die erforderliche Menge des Vorpolymerisates wird dann hinzugegeben und die Mischung mit hoher Geschwindigkeit 15 bis 20 Sekunden gerührt. Danach läßt man sie stehen, damit sie an Ort und 35 Druckfestigkeit bei 10% Durchbiegung von 4,41 kg/cm². Stelle steigt, oder gießt sie in eine Form und läßt sie dort schäumen. Das Aufschäumen war in 2 bis 2Va Minuten beendet. Nach ungefähr einer halben Stunde ist der Schaumstoff steif genug, um ihn aus der Form entfernen zu können. Aushärten wird bei Lagerung 40 des Schaumstoffes bei Raumtemperatur in 24 Stunden erreicht. Der Schaumstoff hat eine ausgezeichnete Porenstruktur, in der Hauptsache offene Zellen, eine Dichte von 0,04806 und eine Druckfestigkeit bei 10% Durchbiegung von 2,03 kg/cm². Nach 7 Wochen 45 Altern in einem Ofen bei 70⁰C mit einer relativen

Beispiel 5

50,0 g Polyester C,

48,0 g »Polymethylenpolyphenylisocyanat« laut der

oben angegebenen Formel, 1,0 g Wasser,

1,8 ecm Ν,Ν-Diäthylcyclohexylamin, 0,5 g nichtionisches Netzmittel (Kondensationsprodukt von Rizinusöl mit Äthylenoxyd).

Feuchtigkeit von 100% hat der Schaumstoff noch bis 100% seiner anfänglichen Druckfestigkeit.

Beispiel 2

59,9 g Polyester A,

65,0 g Vorpolymerisat I,
1,5 g Wasser,

1,0 ecm N-Äthylmorpholin,
0,3 ecm Silikonöl (Polydimethylsiloxan).

Das Schäumen wurde wie im Beispiel 1 durchgeführt. Der Schaumstoff hat eine ausgezeichnete Porenstruktur, eine Dichte von 0,07689 und eine Druckfestigkeit bei 10 % Durchbiegung von 4,06 kg/cm².

Beispiel 3
34,5 g Polyester A,
65,0 g Vorpolymerisat I,

2,5 g Wasser,

0,75 g N^-Diäthylcyclohexylamin, 0,3 ecm Silikonöl (Polydimethylsiloxan), 8,0 ecm Tri-ß-chloräthylphosphat.

Der Polyester wird mit den angegebenen Mengen von Wasser, Ν,Ν-Diäthylcyclohexylamin und Netzmittel gut gemischt. Dann wird das Polyisocyanat hinzugegeben und die Mischung ungefähr 20 Sekunden sehr stark gerührt. Nach dem Ausgießen in die Form steigt der Schaum ungefähr 3 Minuten. Die Härtung wird durchgeführt, indem der Schaumstoff 2 Stunden in einen Ofen von 100° C gebracht wird. Das Produkt hat eine feine gleichmäßige Porenstruktur, eine Dichte von 0,07689 und eine Druckfestigkeit bei 10% Durchbiegung von 4,41 kg/cm².

Beispiel 6

50,0 g Polyester D,

49,6 g »Polymethylenpolyphenylisocyanat« wie im

Beispiel 5,
1,0 g Wasser,

Der Polyester wird mit den angegebenen Mengen Wasser, Ν,Ν-Diäthylcyclohexylamin und dem Netz-

mittel gut gemischt. Das Polyisocyanat wird hinzugegeben und die Mischung sehr stark ungefähr Sekunden gerührt. Nach dem Ausgießen in die Form steigt der Schaum ungefähr 2 Minuten. Die Härtung wird durchgeführt, indem der Schaumstoff I¹I₂ Stunden in einen Ofen von 100⁰C gebracht wird. Das Produkt hat eine feine gleichmäßige Porenstruktur, eine Dichte von 0,08330 und eine Druckfestigkeit bei lO°/o Durchbiegung von 5,46 kg/cm².

10

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von starren Polyurethanschaumstoffen auf Grundlage der Umsetzung von verzweigten Polyestern mit niedriger Viskosität aus Dicarbonsäuren und mehrwertigen Alkoholen mit Polyisocyanaten und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyester Polykondensationsprodukte von engem Molekulargewichtsbereich und einer Säurezahl von 0 bis ao 30 verwendet werden, die durch zweistufige Veresterung einer Dicarbonsäure mit einem wenigstens dreiwertigen Alkohol zu einem Polyester mit endständigen Carboxylgruppen und anschließende

Veresterung mit einem Glykol erhalten worden sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Polykondensationsprodukte mit einer Säurezahl von 0,5 bis 3 verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polykondensationsprodukt verwendet wird, das durch Veresterung des Reaktionsproduktes aus 2 Äquivalenten Dicarbonsäuren und 1 Äquivalent eines wenigstens dreiwertigen Alkohols mit 2,0 bis 2,4 Äquivalenten eines Glykols hergestellt worden ist.

4. Ausführungsform nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorpolymerisat aus 1 Äquivalent des Polykondensationsproduktes und 6 bis 10 Äquivalenten des Diisocyanats unter Zusatz von weiteren 0,1 bis 1,0 Äquivalent des Polykondensationsproduktes durch 0,1 bis 1,0 Äquivalent Wasser verschäumt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 929 507;
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 022 787;
»Modem Plastics«, Mai 1958, S. 146.

O 209 507/350 1.62