DE1149163B - Process for the production of polyurethane foams - Google Patents
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Description
INTERNAT.KL. C 08 gINTERNAT.KL. C 08 g
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
H 44712 IVc/39 bH 44712 IVc / 39 b
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 22. MAI 1963 NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF
EDITORIAL: MAY 22, 1963
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen aus organischen Polyisocyanaten und Polyestern polymerer und monomerer Fettsäuren mit 14 bis 88 Kohlenstoffatomen sowie weiteren Hilfsstoffen, wobei je nach Auswahl 5 und Anteilen der Bestandteile vornehmlich der zur bekannten Polyesterherstellung verwendeten Carbonsäuren, elastische, halbstarre oder starre Produkte erhalten werden.The invention relates to a process for the production of polyurethane foams from organic polyisocyanates and polyesters of polymeric and monomeric fatty acids having 14 to 88 carbon atoms as well as other auxiliaries, depending on the selection 5 and proportions of the constituents primarily the for known polyester production used carboxylic acids, elastic, semi-rigid or rigid products can be obtained.
Bekannt ist die Herstellung von Schaumstoffen aus Polyisocyanaten, Polyestern bzw. Polyesteramiden und Vernetzungsmitteln in Gegenwart von tertiären Aminen und/oder Zinnverbindungen, wobei ganz überwiegend Polyester der Adipinsäure zur Verwendung kommen. Es ist auch nicht mehr neu, an Stelle von Adipinsäure oder ähnlichen niedermolekularen Dicarbonsäuren eine ungesättigte aliphatische Dicarbonsäure mit 36 Kohlenstoffatomen zu verwenden, die durch Dimerisierung von höher ungesättigten Fettsäuren erhalten worden ist. Die auf dieser Basis unter notwendiger Zuhilfenahme von Vernetzungsmitteln erzeugten Polyurethanschaumstoffe zeichnen sich durch eine wesentlich verbesserte Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeitseinflüssen während Gebrauch und Lagerung aus. Da prinzipielle Strukturunterschiede zwischen dieser langkettigen und den üblicherweise verwendeten, niedrigmolekularen Dicarbonsäuren nicht bestehen, war diese Wirkung allein auf Grund der Verminderung des Estergruppenanteils in den Verfahrensprodukten zu erwarten.The production of foams from polyisocyanates, polyesters and polyester amides is known Crosslinking agents in the presence of tertiary amines and / or tin compounds, with very predominantly Polyester of adipic acid come to use. It's also no longer new, in place of adipic acid or similar low molecular weight dicarboxylic acids with an unsaturated aliphatic dicarboxylic acid Use 36 carbon atoms by dimerizing higher unsaturated fatty acids has been received. Those generated on this basis with the necessary aid of crosslinking agents Polyurethane foams are characterized by a significantly improved resistance to the effects of moisture during use and storage. Since there are fundamental structural differences between these long-chain and the commonly used, low molecular weight dicarboxylic acids do not exist, this effect was solely due to the reduction in the proportion of ester groups in the process products expected.
Die Arbeitsweise mit dieser langkettigen Dicarbonsäure bringt aber auch wesentliche Nachteile mit sich, die darin bestehen, daß bei der Schaumstoffherstellung zwingend Vernetzungsmittel mit verwendet werden mußten und daß die Gewinnung der bezeichneten Dicarbonsäure in ausreichender technischer Reinheit mit einem hohen Aufwand verbunden war.However, working with this long-chain dicarboxylic acid also has significant disadvantages, which consist in the fact that crosslinking agents must be used in the production of foam had to and that the production of the designated dicarboxylic acid in sufficient technical purity was associated with a lot of effort.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß es gar nicht darauf ankommt, den bislang geforderten
Reinheitsgrad der langkettigen Dicarbonsäure einzuhalten, daß es ferner nicht einmal erforderlich ist,
ausschließlich Dicarbonsäuren zu verwenden, sondern daß man mit Polyestern aus Gemischen von Mono-
und Polycarbonsäuren ganz unterschiedlicher Funktionalität Polyurethanschaumstoffe mit hervorragenden
und weitgehend variierbaren Eigenschaften herstellen kann, sofern das mittlere Molekulargewicht der
Polyester zwischen 750 und 6000 liegt und geeignete Mischungsverhältnisse der Carbonsäuren mit 14 bis
88 Kohlenstoffatomen eingehalten worden sind. Dies ist um so überraschender, als nach bisheriger Ansicht
die Mitverwendung von Monocarbonsäuren wegen Verfahren zur Herstellung
von PolyurethanschaumstoffenSurprisingly, it has now been found that it does not matter at all to maintain the degree of purity of the long-chain dicarboxylic acid required up to now, that it is also not even necessary to use exclusively dicarboxylic acids, but rather that polyurethane foams with very different functionality can be used with polyesters made from mixtures of mono- and polycarboxylic acids can produce with excellent and largely variable properties, provided that the average molecular weight of the polyester is between 750 and 6000 and suitable mixing ratios of the carboxylic acids with 14 to 88 carbon atoms have been observed. This is all the more surprising as, according to the previous view, the use of monocarboxylic acids due to processes for production
of polyurethane foams
Anmelder:Applicant:
Harburger Fettchemie
Brinkmann & Mergeil G.m.b.H.,
Hamburg-Harburg, Seehafenstr. 2Harburger Fettchemie
Brinkmann & Mergeil GmbH,
Hamburg-Harburg, Seehafenstr. 2
Dr. Josef Baltes, Hamburg,Dr. Josef Baltes, Hamburg,
und Dr. Friedrich Weghorst, Hamburg-Harburg,and Dr. Friedrich Weghorst, Hamburg-Harburg,
sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors
Verhinderung der Schaumbildung unmöglich erschien. Ferner erübrigt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Mitverwendung von Vernetzungsmitteln, so daß sich die Herstellung verschäumter Polyesterurethane beträchtlich vereinfacht.Prevention of foaming appeared impossible. Furthermore, there is no need for the one according to the invention Process the use of crosslinking agents, so that the production is foamed Polyester urethanes considerably simplified.
Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen durch Umsetzungvon Polyestern, die Kondensationsprodukte von Glykolen und Carbonsäuren sind und zum Teil durch Polyäther ersetzt sein können, mit Polyisocyanaten in Gegenwart von Netzmitteln, Wasser und gegebenenfalls anderen Treibmitteln sowie einem tertiären Amin und gegebenenfalls Füllstoffen, mit dem Kennzeichen, daß als Polyester Polykondensationsprodukte mit einem mittleren Molekulargewicht zwischen 750 und 6000 und einer Hydroxylzahl zwischen 25 und 150 und einer Säurezahl unter 4, hergestellt aus Glykolen und einem Gemisch von Monocarbonsäuren und Polycarbonsäuren mit 14 bis 88 Kohlenstoffatomen folgender Zusammensetzung;The invention accordingly provides a process for the production of polyurethane foams Conversion of polyesters, which are condensation products of glycols and carboxylic acids, and in part can be replaced by polyethers, with polyisocyanates in the presence of wetting agents, water and optionally other blowing agents and a tertiary amine and optionally fillers with the characteristic that as polyester polycondensation products with an average molecular weight between 750 and 6000 and a hydroxyl number between 25 and 150 and an acid number below 4, made from glycols and a mixture of monocarboxylic acids and polycarboxylic acids with 14 to 88 carbon atoms of the following composition;
Monocarbonsäuren mit 14
bis 20 Kohlenstoffatomen.. bis 50 GewichtsteileMonocarboxylic acids with 14
up to 20 carbon atoms .. up to 50 parts by weight
Dicarbonsäuren mit 36Dicarboxylic acids with 36
bis 44 Kohlenstoffatomento 44 carbon atoms
(dimere Fettsäuren) 10 bis 70 Gewichtsteile(dimer fatty acids) 10 to 70 parts by weight
Tricarbonsäuren mit 54Tricarboxylic acids with 54
bis 60 Kohlenstoffatomenup to 60 carbon atoms
(trimere Fettsäuren) 10 bis 70 Gewichtsteile(trimeric fatty acids) 10 to 70 parts by weight
Tetracarbonsäuren
und höhere mit mehr als
60 Kohlenstoffatomen bis 30 GewichtsteileTetracarboxylic acids
and higher with more than
60 carbon atoms to 30 parts by weight
verwendet werden. Die zur Herstellung der Polyester verwendeten Carbonsäuregemische entstehen durchbe used. The carboxylic acid mixtures used to produce the polyester are created by
309 597/351309 597/351
gewicht sind die Mengenverhältnisse an Carbonsäuregemisch und Glykol so einzustellen gewesen, daß die Hydroxylzahl der Polyester zwischen 25 und 150, vorzugsweise zwischen 40 und 90, liegt.weight are the proportions of carboxylic acid mixture and glycol have to be adjusted so that the The hydroxyl number of the polyester is between 25 and 150, preferably between 40 and 90.
Die benötigten Polyester können auch aus den Estern der Carbonsäuregemische, vorzugsweise den Methylestern, durch Alkoholyse mit Glykolen hergestellt worden sein, wobei sich weitere bemerkenswerte Vorteile ergeben. Nicht nur kann die ReaktionThe polyesters required can also be obtained from the esters of the carboxylic acid mixtures, preferably the Methyl esters, made by alcoholysis with glycols, have become more notable Result in advantages. Not only can the reaction
Polymerisation von ungesättigten Fettsäuren mit
16 bis 24 Kohlenstoffatomen oder deren Estern
während bekannter Polymerisierungsprozesse. Vorzüglich sind höher ungesättigte Fettsäuren wie Linolsäure,
Linolensäure, Elaeostearinsäure, Licansäure, die höher
ungesättigten Fettsäuren der Seetieröle sowie die aus
isoliert-ungesättigten Fettsäuren durch Isomerisation
erhältlichen konjugiert-ungesättigten Fettsäuren der
Polymerisation zugänglich, an der auch einfachungesättigte Fettsäuren, wie Ölsäure und Palmitolein- io unter wesentlich schonenderen Bedingungen als die
säure, in wechselndem Umfange teilhaben können. Als übliche Veresterung durchgeführt worden sein, sie
Ausgangsmaterial dienen die diese Fettsäuren ent- erlaubte auch eine partielle Umsetzung, so daß ein
haltenden Fette bzw. die daraus gewonnenen Fett- Teil der Estergruppen erhalten bleibt. Diese treten
säuren oder Ester, so daß die erhaltenen Polymeri- bekanntlich bei der Umsetzung mit Polyisocyanaten
sationsprodukte stets Gemische von Monocarbon- 15 nicht in Reaktion, und die betreffenden MolekülteilePolymerization of unsaturated fatty acids with
16 to 24 carbon atoms or their esters
during known polymerization processes. Highly unsaturated fatty acids such as linoleic acid are excellent,
Linolenic acid, eleostearic acid, licanic acid, the higher
unsaturated fatty acids of the marine animal oils as well as those from
isolated-unsaturated fatty acids by isomerization
available conjugated unsaturated fatty acids of the
Polymerization accessible, in which monounsaturated fatty acids, such as oleic acid and palmitoleic acid, can participate to varying degrees under considerably gentler conditions than the acid. As the usual esterification, they serve as the starting material, which also allows partial conversion of these fatty acids, so that a retaining fat or the fat part of the ester groups obtained therefrom is retained. These occur acids or esters, so that, as is well known, the resulting polymers, when reacted with polyisocyanates, are always mixtures of monocarbons that do not react, and the molecular parts concerned
der Polyester wirken somit als innere Weichmacher. Darüber hinaus hat diese Herstellungsweise eine
gezielte Einstellung der Funktionalität der Polyester erlaubt, so daß auch von dieser Seite her weitere
dimere, trimere, tetramere usw. Fettsäuren bekannt 20 Variationsmöglichkeiten bezüglich der Carbonsäure-
und von ungesättigter Natur sind. Die Anteile an bzw. Estergemische gegeben sind,
den einzelnen Carbonsäuren solcher Gemische sind je
nach Art des Ausgangsmaterials und des Polymerisationsprozesses beträchtlichen Schwankungen unterworfen.
Gewöhnlich beobachtet man Gehalte von je 25 stellung
30 bis 70 % Monocarbonsäuren und Polycarbonsäuren. werden.
In letzteren wiederum können dimere, trimere,
tetramere usw. Fettsäuren auftreten und die einzelnen
polymeren Fettsäuren von Fall zu Fall unterschiedlichthe polyester thus act as an internal plasticizer. In addition, this method of preparation has enabled the functionality of the polyesters to be adjusted in a targeted manner, so that from this point of view, too, other dimeric, trimeric, tetrameric, etc. fatty acids are known 20 possible variations with regard to the carboxylic acid and unsaturated nature. The proportions of or ester mixtures are given, the individual carboxylic acids of such mixtures are each
subject to considerable fluctuations depending on the type of starting material and the polymerization process. Usually contents of 25 positions each are observed
30 to 70% monocarboxylic acids and polycarboxylic acids. will.
In the latter, in turn, dimers, trimers,
tetrameric etc. fatty acids occur and the individual
polymeric fatty acids differ from case to case
3030th
säuren und Polycarbonsäuren bzw. deren Estern darstellen. Die Polycarbonsäuren bestehen aus Dicarbonsäuren, Tricarbonsäuren, Tetracarbonsäuren und höheren Säuren, die auch unter der Bezeichnungrepresent acids and polycarboxylic acids or their esters. The polycarboxylic acids consist of dicarboxylic acids, Tricarboxylic acids, tetracarboxylic acids and higher acids, also under the designation
Die weiteren bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Anwendung kommenden Komponenten entsprechen denjenigen, wie sie üblicherweise zur Hervon Polyurethanschaumstoffen verwendetThe other components used in the process according to the invention correspond those commonly used to make polyurethane foams
Als organische Polyisocyanate können verwendet werden:The following organic polyisocyanates can be used:
2,4-Toluylendiisocyanat, 2,6-Toluylendiisocyanat, m-Phenylendiisocyanat, p-Phenylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, 1,5-Naphthylendiisocyanat, Äthylendiisocyanat, Propylendiisocyanat, Propylen-1,2-diisocyanat, Butylendiisocyanat,2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, Hexamethylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, Ethylene diisocyanate, propylene diisocyanate, propylene 1,2-diisocyanate, Butylene diisocyanate,
Äthylidendiisocyanat oder Mischungen dieser Diisocyanate.Ethylidene diisocyanate or mixtures of these diisocyanates.
Es können auch geringe Mengen von Triisocyanaten, Toluylentriisocyanat oder Diphenyläthertriiso-Small amounts of triisocyanates, tolylene triisocyanate or diphenyl ether triisocyanate can also be used.
den Hauptanteil ausmachen.make up the majority.
Um dimere Fettsäuren in der bislang für die Schaumstoffherstellung geforderten technischen Reinheit zu erhalten, müssen sowohl die Polymerisationsprodukte praktisch vollständig von den Monocarbonsäuren befreit als auch das Ausgangsmaterial und die Art 35 des Polymerisationsprozesses entsprechend ausgewählt oder die verbliebenen Polycarbonsäuregemische in technisch umständlicher Weise aufbereitet werden. Alles dies erfordert kostspielige technische Maßnahmen und führt außerdem dazu, daß nur ein 40 Bruchteil des eingesetzten Ausgangsmaterials die beabsichtigte Verwendung finden kann, während der verbleibende Rest nur schwer und nur für geringwertige Produkte ausgenutzt werden kann. wieTo dimer fatty acids in the so far for the foam production Both the polymerisation products have to achieve the required technical purity practically completely freed from the monocarboxylic acids as well as the starting material and type 35 of the polymerization process or the remaining polycarboxylic acid mixtures in are processed in a technically cumbersome way. All of this requires expensive technical measures and also means that only a fraction of the starting material used is the intended use can be found, while the remainder is difficult and only for low-value Products can be exploited. how
Je nach den geforderten Eigenschaften der Schaum- 45 cyanat, vorhanden sein.Depending on the properties required, the foam cyanate 45 may be present.
stoffe wird eine abänderbare Zusammensetzung des Zur katalytischen Beschleunigung der Umsetzungsubstances is a changeable composition of the To catalytically accelerate the conversion
Fettsäure- bzw. -estergemisches verwendet, was sich zwischen Isocyanatgruppen und den reaktionsfähigen noch dadurch wesentlich erleichtert, daß für den Gruppen der Polyester sowie der Reaktion zwischen gleichen Zweck stets mehrere der möglichen, innerhalb Isocyanatgruppen und Wasser werden tert. Amine der obigen Grenzen sich ergebenden Kombinationen 50 benutzt, vornehmlich Trialkylamine, N-Alkylmorphobrauchbar sind. Es ist ferner auch möglich, Polyester- line oder tert. Alkylarylamine.Fatty acid or ester mixture used, which is between isocyanate groups and the reactive still significantly facilitated by the fact that for the groups of polyester and the reaction between the same purpose always several of the possible, within isocyanate groups and water are tert. Amines The combinations 50 resulting from the above limits are used, primarily trialkylamines, N-alkylmorpho usable are. It is also possible to use polyester line or tert. Alkylarylamines.
Chargen verschiedener Carbonsäurezusammensetzung Um die Wasserverteilung in der Schaumstoff-Batches of different carboxylic acid compositions To ensure the water distribution in the foam
in Mischung zu verwenden, um die jeweils gewünschten mischung und damit auch die Porengröße des Schaum-Schaumstoffeigenschaften zu erreichen. stoffes zu regulieren, werden Netzmittel benutzt, wieTo be used in a mixture to achieve the desired mixture and thus also the pore size of the foam-foam properties to reach. To regulate the substance, wetting agents are used, such as
Die benötigten Polyester sind gewöhnlich durch 55 Lecithin, Alkylphenolpolyglykoläther oder Siliconöle. Veresterung der Carbonsäuregemische mit Glykolen Als Treibmittel fungiert gewöhnlich das durch dieThe polyesters required are usually made up of lecithin, alkylphenol polyglycol ethers, or silicone oils. Esterification of the carboxylic acid mixtures with glycols The propellant usually functions through the
hergestellt worden. Geeignete Glykole sind z. B. Umsetzung zwischen Isocyanatgruppen und Wasser Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol — frei werdende Kohlendioxyd. Zusätzlich können auch Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol oder niedrigsiedende Stoffe verwendet werden, die bei der höhere Polyäthylenglykole, Propylenglykol, Poly- 60 Reaktionstemperatur der Schaumstoffherstellung verpropylenglykol, Trimethylenglykol, Butylenglykol dampfen, in erster Linie fluorierte Kohlenwasserstoffe, oder Neopentylglykol sowie Mischungen dieser Es ist auch möglich, einen Teil des zum Einsatzhas been manufactured. Suitable glycols are e.g. B. Reaction between isocyanate groups and water Ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol - released carbon dioxide. In addition, you can also Ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol or low-boiling substances are used in the higher polyethylene glycols, propylene glycol, poly- 60 reaction temperature of foam production, propylene glycol, Vapor trimethylene glycol, butylene glycol, primarily fluorinated hydrocarbons, or neopentyl glycol and mixtures of these It is also possible to use some of the
Glykole. Das mittlere Molekulargewicht der Polyester kommenden Polyesters durch höhere Polyglykole, wie soll zwischen 750 und 6000 und vorzugsweise zwischen Polyäthylenglykole und Polypropylenglykole, zu 1500 und 4000 liegen. Ihre Säurezahl muß sich selbst- 65 ersetzen und auf diese Weise Polyester/Polyätherverständlich in niedrigen Grenzen halten und soll den urethane zu erhalten.Glycols. The average molecular weight of the polyester coming from higher polyglycols such as polyester should be between 750 and 6000 and preferably between polyethylene glycols and polypropylene glycols, too 1500 and 4000 lie. Their acid number must replace itself and in this way polyester / polyether understandable keep within low limits and should preserve the urethane.
Bereich zwischen etwa 0,1 und 3 nicht übersteigen. Zur Herstellung der PolyurethanschaumstoffeDo not exceed the range between approximately 0.1 and 3. For the production of the polyurethane foams
Entsprechend dem gewünschten mittleren Molekular- werden die beschriebenen Komponenten in Mengen-In accordance with the desired average molecular weight, the components described are
5 65 6
Verhältnissen verwendet, wie sie sich aus der folgenden dimerer Fettsäure, 29,0 % trimerer Fettsäure undThe proportions used are derived from the following dimeric fatty acid, 29.0% trimeric fatty acid and
Aufstellung ergeben. 23,0 % tetrameren und höher polymeren Fettsäuren,Statement. 23.0% tetrameric and higher polymeric fatty acids,
Gewichtsteile und 496 g Äthylenglykol wurden, gegebenenfalls nachParts by weight and 496 g of ethylene glycol were, if necessary, after
Polyester 100 Zusatz von 5 g Veresterungskatalysator (konzentriertePolyester 100 addition of 5 g esterification catalyst (concentrated
Polyisocyanat 15 bis 100 5 Schwefelsäure, Toluolsulfonsäure od. ä.), [unter Stick-Polyisocyanate 15 to 100 5 sulfuric acid, toluenesulfonic acid or the like), [under nitrogen
, . stoff oder Kohlendioxyd] unter Rühren und Rückfluß,. substance or carbon dioxide] with stirring and reflux
tert. Amin U,5 bis 4 erMtzt Dabei wurde dk Temperatur des Reaktions-tert. Amine U, 5-4 erMtzt It was dk temperature of the R ea ktions-
Netzmittel 0,5 bis 2 gemisches langsam gesteigert. Sobald sie etwa 120° CWetting agent 0.5 to 2 mixtures slowly increased. Once they are around 120 ° C
Wasser 0,2 bis 10 erreichte, begann Wasser überzudestillieren. DieWater reached 0.2-10, water began to distill over. the
ίο Temperatur des Reaktionsgemisches wurde nun weiterίο temperature of the reaction mixture was now further
Zur Herstellung einer verschäumbaren Masse gesteigert bis auf 200° C und bei dieser Temperatur können sämtliche Komponenten mit Ausnahme des gehalten, bis kein Wasser mehr überging. Das ver-To produce a foamable mass, it is increased up to 200 ° C and at this temperature all components with the exception of the can be held until no more water passed over. The Ver-
Polyisocyanats miteinander gemischt werden. Derartige bleibende Produkt war eine viskose Flüssigkeit mitPolyisocyanate are mixed together. Such permanent product was a viscous liquid with
Mischungen werden dann mit dem Polyisocyanat der Hydroxylzahl von 53,4 und der Säurezahl 1,8.Mixtures are then made with the polyisocyanate having a hydroxyl number of 53.4 and an acid number of 1.8.
innig vermengt und darauf ausgegossen oder mit Hilfe 15intimately mixed and poured onto it or with the help of 15
einer Spritzpistole oder auf andere Weise verteilt Polyester B oder aufgebracht. Man kann aber auch einen Teil der _, , . , , _ , , , , , zur Anwendung kommenden Polyisocyanatmenge mit Reaktionsprodukt von Diäthylenglykol und dem Polyesteranteil zu einem Vorpolymeren umsetzen, Fettsäuremethylestergemisch in dieses die verschiedenen Hilfsstoffe einbringen und 20 3685 g eines Fettsäuremethylesterpolymerisationsdieses Gemisch sodann mit der restlichen Polyiso- Produktes, bestehend aus 19,4 % monomeren Fettcyanatmenge umsetzen. Der umgekehrte Weg ist säuremethylestern, 32,3 % dimerem Fettsäuremethylebenfalls gangbar, indem man einen Teil der zur ester, 31,6% trimerem Fettsäuremethylester und Anwendung kommenden Polyestermenge mit dem 16,7% tetrameren und höher polymeren Fettsäure-Polyisocyanat umsetzt, in dieses Umsetzungsprodukt 25 methylestern, und 954 g Diäthylenglykol wurden mit die Hilfsstoffe außer Wasser einmischt und sodann 3 g Natriummethylat als Umesterungskatalysator das Gemisch mit dem restlichen Polyesteranteil und (unter Stickstoff) unter Rühren und Rückfluß erhitzt, der vorgesehenen Wassermenge zur Umsetzung bringt. Der Rückflußkühler wurde dabei mit 70 bis 900C Zusätzliche Treibmittel können mit Hilfe von Spritz- warmem Wasser beschickt. Sobald die Temperatur pistolen geeigneter Konstruktion eingebracht werden. 30 des Reaktionsgemisches etwa 1000C erreichte, begann Sodann vollzieht sich bei Atmosphärendruck mit oder Methanol überzudestillieren, das in einem abohne Anwendung von äußerer Hitze die Schaumstoff- steigenden Kühler niedergeschlagen wurde. Entbildung. Der entstandene Schaumstoff kann getempert sprechend dem Entweichen des frei werdenden werden, in der Regel jedoch ist die exotherme Reak- Methanols steigerte man die Temperatur des Retionswärme ausreichend, um ein hinreichend vernetztes 35 aktionsgemisches bis auf 200° C und hielt so lange Produkt entstehen zu lassen. auf dieser Temperatur, bis das gesamte frei gewordenea spray gun or in some other way distributed polyester B or applied. But you can also use part of the _,,. ,, _,,,,, reacting the amount of polyisocyanate used with the reaction product of diethylene glycol and the polyester component to form a prepolymer, adding the various auxiliaries to this mixture of fatty acid methyl esters and then polymerizing 20 3685 g of a fatty acid methyl ester mixture with the remaining polyiso product, consisting of 19, Convert 4% of the amount of monomeric fatty cyanate. The reverse route is also feasible for methyl acid esters, 32.3% dimeric fatty acid methyls, by converting part of the amount of polyester used for the ester, 31.6% trimeric fatty acid methyl ester and application with the 16.7% tetrameric and more highly polymeric fatty acid polyisocyanate into this reaction product 25 methyl esters and 954 g of diethylene glycol were mixed in with the auxiliaries except water and then 3 g of sodium methylate as a transesterification catalyst, the mixture with the remaining polyester portion and heated (under nitrogen) with stirring and reflux, the intended amount of water to react. The reflux condenser was doing with 70 to 90 0 C. Additional blowing agents charged with the help of spray warm water. As soon as the temperature guns of suitable construction are introduced. 30 of the reaction mixture reached about 100 0 C, then began taking place at atmospheric pressure with or methanol distill over which the foam rising condenser was precipitated in a abohne application of external heat. Deformation. The resulting foam can be tempered in accordance with the escape of the released, but usually the exothermic reac- methanol, if the temperature of the retention heat is increased enough to allow a sufficiently crosslinked action mixture up to 200 ° C and keep the product for a long time . at this temperature until all of it has become free
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäß her- Methanol entfernt war. Das zurückgebliebene dickgestellten Schaumstoffe besteht darin, daß sie bei flüssige Reaktionsprodukt hatte eine Hydroxylzahl gewöhnlicher Temperatur, d. h. bei Raumtemperatur, von 84,9 und eine Säurezahl von 0,2. und direkt an Ort und Stelle, beispielsweise mit einer 40A particular advantage that according to the invention was removed from methanol. The thickened foam left behind is that when the reaction product was liquid, it had a hydroxyl number ordinary temperature, d. H. at room temperature, of 84.9 and an acid number of 0.2. and directly on the spot, for example with a 40
Spritzpistole und gegebenenfalls unter Zuhilfenahme Polyester CSpray gun and, if necessary, with the aid of polyester C
formgebender Elemente, hergestellt sein können. _ , . , , _...,, . . , ,shaping elements, can be produced. _,. ,, _... ,,. . ,,
Auf diese Weise herstellbare Schaumstoffe können c Reaktionsprodukt von Diäthylenglykol und auch mit Füll- und Farbstoffen, wie Kreide, Schwer- Sojaolfettsauremethylesterpolymerisationsprodukt spat, Kieselgur, Ruß oder Farbpigmenten, ausgerüstet 45 4912 g eines aus Sojaölfettsäuremethylester gewerden, die man zweckmäßig der den Polyester wonnenen Polymerisationsproduktes, bestehend aus enthaltenden Komponente vor der Umsetzung mit 27,3% monomeren Fettsäuremethylestern, 42,6% Polyisocyanat zumischt. dimerem Fettsäuremethylester, 22,1 % trimerem Fett-In this manner, producible foams can c reaction product of diethylene glycol and also with fillers and dyes, such as chalk, heavy Sojaolfettsauremethylesterpolymerisationsprodukt late, kieselguhr, carbon black or colored pigments, equipped 45 4912 g turned gestures one of Sojaölfettsäuremethylester which are expediently of the polyester wonnenen polymerization, Consists of containing component mixed with 27.3% monomeric fatty acid methyl esters, 42.6% polyisocyanate before the reaction. dimeric fatty acid methyl ester, 22.1% trimeric fatty
Die nach diesem Verfahren herstellbaren Schaum- säuremethylester und 8,0 % tetrameren und höher stoffe zeigen gute und variierbare physikalische 50 polymeren Fettsäuremethylestern, wurden in Gegen-Eigenschaften insofern, als elastische, halbstarre und wart von 4 g Natriummethylat als Umesterungsstarre Schaumstoffe in beliebiger Abstufung erhalten katalysator mit 1060 g Diäthylenglykol in gleicher werden können. Sie haben überdies eine besonders Weise, wie bei der Herstellung des Polyesters B ausgute Haltbarkeit in feuchter Atmosphäre. geführt, umgesetzt. Der erhaltene Polyester hatte dieThe foam acid methyl esters and 8.0% tetrameric and higher which can be produced by this process Substances show good and variable physical 50 polymeric fatty acid methyl esters, have been turned into counter properties insofar as elastic, semi-rigid and waited by 4 g of sodium methylate as transesterification rigidity Foams in any gradation obtained in the same catalyst with 1060 g of diethylene glycol can be. They also have a special way of producing polyester B. Shelf life in a humid atmosphere. led, implemented. The polyester obtained had the
Die folgenden Beispiele erläutern das erfmdungs- 55 Hydroxylzahl 40,8 und die Säurezahl 0,4. gemäße Verfahren. Alle angegebenen MengenanteileThe following examples explain the hydroxyl number according to the invention is 40.8 and the acid number is 0.4. proper procedures. All specified proportions
sind, soweit nicht anders vermerkt, Gewichtsteile. Polyester Dare, unless otherwise stated, parts by weight. Polyester D
Herstellung der als Ausgangsstoffe verwendeten Poly- Reaktionsprodukt von Äthylenglykol undProduction of the poly-reaction product of ethylene glycol and used as starting materials
„ „ ,. „ „ , . c Fettsaurepolymerisationsprodukt"",. "",. c fatty acid polymerisation product
ester, auf deren Herstellung an dieser Stelle kein Do esters, for the production of which there is no Do
Schutz begehrt wird 3600 g eines Fettsäurepolymerisationsproduktes be-Protection is sought after 3600 g of a fatty acid polymerisation product
stehend aus 8,2 % monomeren Fettsauren, 61,8 %consisting of 8.2% monomeric fatty acids, 61.8%
Polyester A dimerer Fettsäure, 21,3% trimerer Fettsäure undPolyester A dimeric fatty acid, 21.3% trimeric fatty acid and
„ , . , , γ , , , , , 8,7 % tetrameren und höher polymeren Fettsäuren,",. ,, γ,,,,, 8.7% tetrameric and higher polymeric fatty acids,
Reaktionsprodukt von Äthylenglykol 6 wurden mk 620g Äthylenglykol in gleicher Weise,Reaction product of ethylene glycol 6 were mk 620g ethylene glycol in the same way,
und Carbonsäuregemisch wie bd der Herstellung des Polyesters A beschrieben,and carboxylic acid mixture as described in the preparation of polyester A,
3600 g eines Fettsäurepolymerisationsproduktes, umgesetzt. Der erhaltene Polyester hatte die Hydroxyl-3600 g of a fatty acid polymerization product, implemented. The polyester obtained had the hydroxyl
bestehend aus 35,5% monomeren Fettsäuren, 12,5% zahl 111,8 und die Säurezahl 2,1.Consists of 35.5% monomeric fatty acids, 12.5% number 111.8 and the acid number 2.1.
Polyester EPolyester E.
Reaktionsprodukt aus Diäthylenglykol uno. FettsäuremethylesterpolymerisationsproduktReaction product from diethylene glycol uno. Fatty acid methyl ester polymerization product
2718 g eines Fettsäuremethylesterpolymerisationsproduktes, bestehend aus 4,3% monomeren Fettsäuremethylestern, 11,9% dimerem Fettsäuremethylester, 55,8% trimerem Fettsäuremethylester und 28,0% tetrameren und höher polymeren Fettsäuremethylestern, wurden mit 424 g Diäthylenglykol in gleicher Weise, wie bei Polyester B beschrieben, umgesetzt. Die Mengenverhältnisse von Diäthylenglykol und Fettsäuremethylesterpolymerisationsprodukt waren so gewählt, daß nur ein Teil der Methylestergruppen des Polykondensationsproduktes reagierte; während der restliche Teil erhalten blieb. Der so hergestellte Polyester hatte eine Hydroxylzahl von 51,8 und eine Säurezahl von 0,5.2718 g of a fatty acid methyl ester polymerization product, consisting of 4.3% monomeric fatty acid methyl esters, 11.9% dimeric fatty acid methyl ester, 55.8% trimeric fatty acid methyl esters and 28.0% tetrameric and higher polymeric fatty acid methyl esters, were with 424 g of diethylene glycol in the same way as described for polyester B, implemented. The proportions of diethylene glycol and fatty acid methyl ester polymerization product were chosen so that only some of the methyl ester groups of the polycondensation product reacted; while the remainder was preserved. The polyester thus produced had a hydroxyl number of 51.8 and an acid number of 0.5.
Polyester FPolyester F
Reaktionsprodukt aus Polypropylenglykol und FettsäurepolymerisationsproduktReaction product of polypropylene glycol and fatty acid polymerisation product
900 g eines Fettsäurepolymerisationsproduktes, bestehend aus 9,2% monomeren Fettsäuren, 44,6% dimerer Fettsäure, 26,9% trimerer Fettsäure und 19,3% tetrameren und höher polymeren Fettsäuren, wurden mit 4200 g Polypropylenglykol (mittleres Molekulargewicht 1200) umgesetzt, wie bei der Herstellung des Polyesters A beschrieben. Das erhaltene Reaktionsprodukt war ein Gemisch von Polypropylenglykolester und im Überschuß angewandtemPolypropylenglykolundzeigtedieHydroxyl- zahl 71,2 und die Säurezahl 1,2.900 g of a fatty acid polymerization product, consisting of 9.2% monomeric fatty acids, 44.6% dimeric Fatty acid, 26.9% trimeric fatty acid and 19.3% tetrameric and higher polymeric fatty acids, were reacted with 4200 g of polypropylene glycol (average molecular weight 1200), as in the Production of the polyester A described. The reaction product obtained was a mixture of Polypropylene glycol ester and excess polypropylene glycol and showed the hydroxyl number 71.2 and the acid number 1.2.
Polyester GPolyester G
Reaktionsprodukt von Äthylenglykol und FettsäuremethylesterpolymerisationsproduktReaction product of ethylene glycol and fatty acid methyl ester polymerization product
184 kg eines Polymerisationsproduktes von Fettsäuremethylestern, bestehend aus 14,1% monomeren Fettsäuremethylestern, 59,6% dimerem Fettsäuremethylester, 16,3% trimerem Fettsäuremethylester und 10,0% tetrameren und höher polymeren Fettsäuremethylestern, wurden mit 28 kg Äthylenglykol in Gegenwart von 100 g Natriummethylat als Katalysator in gleicher Weise, wie bei der Herstellung des Polyesters B beschrieben, umgesetzt. Der erhaltene Polyester hatte die Hydroxylzahl 74,3 und die Säurezahl 0,6.184 kg of a polymerization product of fatty acid methyl esters, consisting of 14.1% monomers Fatty acid methyl esters, 59.6% dimeric fatty acid methyl ester, 16.3% trimeric fatty acid methyl ester and 10.0% tetrameric and higher polymeric fatty acid methyl esters were mixed with 28 kg of ethylene glycol in Presence of 100 g of sodium methylate as a catalyst in the same way as in the preparation of the Polyester B described, implemented. The polyester obtained had a hydroxyl number of 74.3 and an acid number 0.6.
Die analytischen Kennzahlen der Polyester sind nachstehend zusammengefaßt.The analytical characteristics of the polyesters are summarized below.
Hydroxylzahl
Säurezahl...Hydroxyl number
Acid number ...
53,4
1,853.4
1.8
84,9
0,284.9
0.2
Polyester C DIEPolyester C DIE
40,8
0,440.8
0.4
111,8 2,1111.8 2.1
51,8 0,551.8 0.5
71,2 74,3 1,2 0,671.2 74.3 1.2 0.6
Herstellung der SchaumstoffeProduction of the foams
Bei der Herstellung der verschäumbaren Massen wurden die Polyester, das tert. Amin, Wasser und Netzmittel (Lecithin oder Alkylphenolpolyglykoläther), gegebenenfalls Füllstoffe (Kreide) und Pig-In the production of the foamable compositions, the polyester, the tert. Amine, water and Wetting agent (lecithin or alkylphenol polyglycol ether), if necessary fillers (chalk) and pig-
mente (Ruß), innig gemischt. Dann wurde das Diisocyanat hinzugefügt, mit hoher Schergeschwindigkeit innerhalb 15 bis 30 Sekunden gemischt und in eine Form mit der gewünschten Gestalt gegossen. Der letztgenannte Mischvorgang wurde auch in einerments (soot), intimately mixed. Then the diisocyanate was added, at a high shear rate mixed within 15 to 30 seconds and poured into a mold of the desired shape. The latter mixing process was also done in a
geeigneten Spritzpistole vorgenommen, aus der die Mischung in die Form gespritzt wurde. Innerhalb 2 bis 6 Minuten trat vollständiges Aufblähen ein, und der Schaumstoff konnte nach 10 bis 40 Minuten aus der Form entnommen werden. Die endgültigeAppropriate spray gun made from which the mixture was injected into the mold. Within Complete puffing occurred in 2 to 6 minutes and the foam was free after 10 to 40 minutes can be removed from the mold. The final
Vernetzung war jedoch erst nach mehrtägigem Lagern bei gewöhnlicher Temperatur, d. h. bei Raumtemperatur, erreicht.However, crosslinking was only possible after storage for several days at normal temperature, i.e. H. at room temperature, achieved.
Zusammensetzung und Eigenschaften der verschiedenen Polyurethanschaumstoffe sind in derThe composition and properties of the various polyurethane foams are in the
nachstehenden Zusammenstellung aufgeführt, in der die Mengenangaben Gewichtsteile bedeuten.Listed below, in which the quantities are parts by weight.
Polyester A, Teile Polyester A, parts
Alkylphenolpolyglykoläther, Teile.Alkylphenol polyglycol ethers, parts.
Lecithin, Teile Lecithin, parts
Wasser, Teile Water, parts
Triäthylamin, Teile Triethylamine, parts
Füllstoff (Kreide), Teile Filler (chalk), parts
Pigment (Ruß), Teile Pigment (carbon black), parts
4,4'-Diphenylmethandiisocyanat,
Teile 4,4'-diphenylmethane diisocyanate,
Parts
Schaumstoffeigenschaften Foam properties
Schaumstoffgewicht, kg/m3 Foam weight, kg / m 3
Polyester B, Teile Polyester B, parts
Alkylphenolpolyglykoläther, Teile.Alkylphenol polyglycol ethers, parts.
Lecithin, Teile : Lecithin, parts:
Wasser, Teile Water, parts
Triäthylamin, Teile Triethylamine, parts
Füllstoff (Kreide), Teile Filler (chalk), parts
Pigment (Ruß), Teile Pigment (carbon black), parts
4,4'-Diphenylmethandiisocyanat,4,4'-diphenylmethane diisocyanate,
Teile Parts
2,4-Toluylendiisocyanat, Teile 2,4-tolylene diisocyanate, parts
Schaumstoffeigenschaften Foam properties
Schaumstoffgewicht, kg/m3 Foam weight, kg / m 3
300 3300 3
1010
4040
170170
elastisch 65 bis 70 300
6elastic 65 to 70 300
6th
6
806th
80
180180
elastisch
75 bis 80elastic
75 to 80
300300
100
2100
2
160160
starr
70 bis 80rigid
70 to 80
300300
1515th
1616
200 2200 2
200200
starr 65 bis 70rigid 65 to 70
300300
2020th
2020th
1010
200200
260260
starr 60 bis 65rigid 60 to 65
ίοίο
Polyester C, Teile Polyester C, parts
PolypropylenglykolPolypropylene glycol
(Molekulargewicht 1200), Teile . Alkylphenolpolyglykoläther, Teile.(Molecular weight 1200), parts. Alkylphenol polyglycol ethers, parts.
Lecithin, Teile Lecithin, parts
Wasser, Teile Water, parts
Triethylamin, Teile Triethylamine, parts
Füllstoff (Kreide), Teile Filler (chalk), parts
Pigment (Ruß), Teile Pigment (carbon black), parts
4,4'-Diphenylmethandiisocyanat,4,4'-diphenylmethane diisocyanate,
Teile Parts
Schaumstoflfeigenschaften Foam properties
Schaumstoffgewicht, kg/m3 Foam weight, kg / m 3
300300
5
605
60
150150
elastisch
70 bis 75elastic
70 to 75
300300
12 612 6
200200
elastisch 50 bis 55elastic 50 to 55
250
50250
50
10
610
6th
7
1607th
160
220220
halbstarr
bis 60semi-rigid
up to 60
250 50250 50
1212th
1212th
200200
240240
halbstarr bissemi-rigid to
Polyester D, Teile Polyester D, parts
Alkylphenolpolyglykoläther, Teile.Alkylphenol polyglycol ethers, parts.
Lecithin, Teile Lecithin, parts
Wasser, Teile Water, parts
Triäthylamin, Teile Triethylamine, parts
Füllstoff (Kreide), Teile Filler (chalk), parts
4,4'-Diphenylmethandiisocyanat,
Teile 4,4'-diphenylmethane diisocyanate,
Parts
Schaumstoffeigenschaften Foam properties
Schaumstoffgewicht, kg/m3 Foam weight, kg / m 3
300
6300
6th
185185
hochelastisch
60 bis 65highly elastic
60 to 65
300 6300 6
120120
210210
hochelastisch 80 bis 90highly elastic 80 to 90
300300
1616
100100
150150
starr
bis 80rigid
up to 80
300300
180180
240240
starr bisrigid up
Polyester E, Teile Polyester E, parts
Alkylphenolpolyglykoläther, Teile.Alkylphenol polyglycol ethers, parts.
Wasser, Teile Water, parts
Triäthylamin, Teile Triethylamine, parts
Füllstoff (Kreide), Teile Filler (chalk), parts
Pigment (Ruß), Teile Pigment (carbon black), parts
4,4'-Diphenylmethandiisocyanat,
Teile 4,4'-diphenylmethane diisocyanate,
Parts
Schaumstoffeigenschaften Foam properties
Schaumstoffgewicht, kg/m3 Foam weight, kg / m 3
300300
8
128th
12th
8
1008th
100
210210
elastisch
65 bis 70elastic
65 to 70
300 4 7 6300 4 7 6
40 140 1
150150
elastisch 60 bis 65elastic 60 to 65
300
4
8
5300
4th
8th
5
120120
200200
halbstarr
bis 75semi-rigid
up to 75
300 6300 6
12 612 6
180180
220220
halbstarr bissemi-rigid to
Polyester F, Teile Polyester F, parts
Alkylphenolpolyglykoläther, TeileAlkylphenol polyglycol ethers, parts
Lecithin, Teile Lecithin, parts
Wasser, Teile Water, parts
Triäthylamin, Teile Triethylamine, parts
Füllstoff (Kreide), Teile Filler (chalk), parts
4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, Teile4,4'-diphenylmethane diisocyanate, parts
Schaumstoffeigenschaften .
Schaumstoffgewicht, kg/m3 Foam properties.
Foam weight, kg / m 3
300300
8 108 10
100 200100 200
halbstarr 60 bis 65semi-rigid 60 to 65
300300
1616
10
160
24010
160
240
halbstarr
bis 75semi-rigid
up to 75
Polyester G, Teile Polyester G, parts
PolypropylenglykolPolypropylene glycol
(Molekulargewicht 1200), Teile . Alkylphenolpolyglykoläther, Teile.(Molecular weight 1200), parts. Alkylphenol polyglycol ethers, parts.
Lecithin, Teile Lecithin, parts
Wasser, Teile Water, parts
Triäthylamin, Teile Triethylamine, parts
Füllstoff (Kreide), Teile Filler (chalk), parts
Pigment (Ruß), Teile Pigment (carbon black), parts
4,4'-Diphenylmethandiisocyanat,4,4'-diphenylmethane diisocyanate,
Teile Parts
Schaumstoffeigenschaften Foam properties
Schaunistoffgewicht, kg/m3 Fabric weight, kg / m 3
200200
100100
50
150
1
160160
hochelastisch
60 bis 65highly elastic
60 to 65
200200
100100
60 260 2
200200
hochelastisch 55 bis 60highly elastic 55 to 60
240
60240
60
2020th
1616
120
2120
2
200200
starr
bis 70rigid
up to 70
240 60240 60
20 2020 20
8 1808 180
200200
starr bisrigid up
309 597/351309 597/351
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GB977705A (en) | 1964-12-09 |
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CH434741A (en) | 1967-04-30 |
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