DE1124687B - Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen nach dem Isocyanat-Polyadditions-Verfahren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen nach dem Isocyanat - Polyadditions -Verfahren Schaumstoffe mit den verschiedenartigsten physikalischen Eigenschaften werden nach dem Isocyanat-Polyadditions -Verfahren aus Verbindungen mit mehreren aktiven Wasserstoffatomen, insbesondere Hydroxyl- und/oder Carboxylgruppen enthaltenden Verbindungen, und Polyisocyanaten, gegebenenfalls unter Mitverwendung von Wasser, Aktivatoren, Emulgatoren und anderen Zusatzstoffen seit langem in technischem Maßstabe hergestellt (Angewandte chemie, A 59 [1948], S. 257; Taschenbuch »Bauer Kunststoffe«, 1955). Es ist nach dieser Verfahrens weise möglich, bei geeigneter Wahl der Komponenten sowohl elastische als auch starre Schaumstoffe bzw. alle zwischen diesen Gruppen liegenden Varianten herzustellen.
• Schaumstoffe auf Polyisocyanatbasis werden vorzugsweise durch Vermischen flüssiger Komponenten hergestellt, wobei man die miteinander umzusetzenden Ausgangsmaterialien entweder gleichzeitig zusammenmischt oder aber zunächst aus einer Polyhydroxyverbindung mit einem Überschuß an Polyisocyanat ein NCO-Gruppen enthaltendes Voraddukt herstellt, welches dann in einem zweiten Arbeitsgang mit Wasser in den Schaumstoff übergeführt wird.
• Beim Verschäumen, besonders dann, wenn es sich um Schaumstoffe mit niedrigen Raumgewichten handelt oder wenn eine verhältnismäßig große Isocyanatmenge verwendet wird, treten unerwünschte Verfärbungen im Schaumblock auf, wobei, besonders in der Mitte der Schaumstoffblöcke, wo die Temperatur infolge der Reaktionswärme am stärksten ansteigt, eine gelbe bis braune Farbtönung beobachtet wird.
• Es wurde nun gefunden, daß man diese unerwünschten Verfärbungen verhindern kann, wenn man bei der Herstellung von Schaumstoffen nach dem Isocyanat-Polyadditions-Verfahren aus gesättigten Polyhydroxy- und/oder -carboxylverbindungen, Polyisocyanaten und gegebenenfalls Wasser, die Reaktionskomponenten in Gegenwart von geringen Mengen elementaren Schwefels umsetzt.
• Man hat bereits versucht, die unerwünschte Kernverfärbung durch den Zusatz von organischen Nitro-und/oder Nitrosoverbindungen zu verhindern. Abgesehen davon, daß der Zusatz dieser Stoffe physiologisch nicht unbedingt unbedenklich ist, hat sich gezeigt, daß zwar eine Kernverfärbung bei der Herstellung des Schaumstoffes verhindert wird, jedoch Gelbfärbungen des Schaumstoffes während des Gebrauchs auftreten können.
• Gemäß der britischen Patentschrift 796 041 werden Polyurethan-Schaumstoffe liefernde Ausgangsmaterialien mittels Schwefelwasserstoff verschäumt. Bei dieser Verfahrensweise bildet sich unter den Reaktionsbedingungen kein Schwefel, der einen kernentfärbenden Effekt auslösen würde. Einleiten von Schwefelwasserstoff allein genügt also nicht zur Lösung des vorliegenden Problems.
• Als gesättigte Hydroxyl- und/oder Carboxylgruppenträger sind für die Schaumstoffherstellung zahlreiche Typen geeignet. Genannt seien aus mono-oder polyfunktionellen Alkoholen und Carbonsäuren oder Oxycarbonsäuren nach bekannten Verfahren hergestellte lineare oder verzweigte Polyester, die auch Heteroatome enthalten können, lineare oder verzweigte Polyesteramide, lineare oder verzweigte Polyalkylenglykoläther oder -thioäther, aus Di- oder Polyolen und Styroloxyd zugängliche Polyäther mit endständigen Hydroxylgruppen, Epoxyharze, Hydrierungsprodukte von Athylen-Olefin-Kohlenoxyd-Mischpolymerisaten, mit Alkylenoxyden umgesetzte Phenol-Formaldehyd-Harze.
• Als Polyisocyanate lassen sich alle für die Schaumstoffherstellung üblichen Polyisocyanate einsetzen.
• Namentlich genannt seien z. B. Toluylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat oder m- und p-Phenylendiisocyanat.
• In allen Fällen, in denen bei den üblichen Verschäumungsvorgängen bisher eine Kernverfärbung auftrat, kann diese erfindungsgemäß durch die Anwesenheit von geringen Mengen elementaren Schwefels während der Verschäumung verhindert werden. Es ist vorteilhaft, den elementaren Schwefel in möglichst feiner Verteilung zu verwenden. Man kann ihn für sich allein oder als Lösung in einer der Ausgangskomponenten, gegebenenfalls auch in kol- loidaler Form, dem Reaktionsgemisch zuführen.
• Man kann zu dem Zwecke z. B. die Ausgangsmaterialien, insbesondere die Polyhydroxyverbindung, über Schwefel filtrieren, wobei sich eine ausreichende Menge Schwefel in der Polyhydroxyverbindung löst, oder aber man kann auch Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxyd in die Polyhydroxyverbindung einleiten, wobei sich in dieser kolloidaler Schwefel bildet. Es genügen bereits Spuren von elementarem Schwefel, um ein Ausbleiben der Kernverfärbung zu gewährleisten. Es genügen im allgemeinen Mengen von 0,01 bis 10/0.
• Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, eine konzentrierte, gegebenenfalls kolloidale Lösung von elementarem Schwefel in der Polyhydroxyverbindung herzustellen und diese »Stammlösung« anteilsweise dem schäumfähigen Gemisch zuzugeben.
• Die Schaumstoffherstellung selbst erfolgt nach bekannten Verfahren bei Raumtemperatur oder erhöhten Temperaturen, z. B. durch einfaches Mischen der Polyisocyanate mit den gesättigten Hydroxyl-und/oder Carboxylgruppenträgern, wobei gegebenenfalls Wasser, Beschleuniger, Emulgatoren und andere Hilfsstoffe, z.B. Silikonöle, mitverwendet werden.
• Der Zusatz von Wasser kann in den Fällen überflüssig werden, in denen als Verbindungen mit mehreren reaktionsfähigen Wasserstoffatomen Polyester oder andere hochmolekulare Verbindungen verwendet werden, die freie Carboxylgruppen enthalten oder in denen leicht siedende Flüssigkeiten, z. B. Halogenalkane, als Treibmittel eingesetzt werden. Hierbei bedient man sich vorteilhafterweise maschineller Einrichtungen, wie sie z. B. in der französischen Patentschrift 1074713 beschrieben werden.
• Beispiel 1 Vergleichsbeispiel 100 Gewichtsteile eines verzweigten PoEypropylenglykols (OH-Zahl 56}, 45,5 Gewichtsteile Toluylendiisocyanat, 1,5 Gewichtsteile eines Reste eines Polyalkylenglykoläthers aufweisenden Polysiloxans, 0,3 Gewichtsteile Endoäthylenpiperazin, 0,05 Gewichtsteile Dibutylzinndilaurat und 2,6 Gewichtsteile Wasser werden innig vermischt und das schäumfähige Reaktionsgemisch in Formen gegossen. Nach dem Aushärten des Schaumstoffes bei Raumtemperatur zeigt dieser im Innern einen stark braungefärbten Kern.
• Wird in dem vorstehend als Vergleich angegebenen Reaktionsgemisch das Polypropylenglykol zuvor auf 50O C erwärmt und durch einen Filter laufen gelassen, in dem sich feinverteilter Schwefel findet, so wird beim anschließenden Verschäumen ein Schaumstoff erhalten, der sowohl an der Oberfläche als auch im Innern schneeweiß ist und auch nach längerer Lagerung weiß bleibt.
• Beispiel 2 In ein verzweigtes Polypropylenglykol (OH-Zahl 56) werden gleichzeitig 1/2Stunde Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxyd unter Rühren eingeleitet. Durch den kolloidal ausfallenden Schwefel wird der Polyäther trübe. Ersetzt man in der Verschäumungsrezeptur des Beispiels 1 5°/0 des verzweigten Polypropylenglykols durch den wie vorstehend hergestellten, kolloidalen Schwefel enthaltenden Polyäther, so erhält man einen Schaumstoff, der sowohl an der Oberfläche als auch im Innern schneeweiß ist.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen nach dem Isocyanat-Polyadditions-Verfahren aus gesättigten Polyhydroxy- und/oder -carboxylverbindungen, Polyisocyanaten und gegebenenfalls Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschäumung in Gegenwart von geringen Mengen elementaren Schwefels erfolgt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elementarer Schwefel der durch gleichzeitiges Einleiten von Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxyd in die Polyhydroxy- und/oder -carboxylverbindungen gebildete Schwefel verwendet wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 846 416; britische Patentschrift Nr. 796 041.